(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を収容する処理室と、
前記処理室の内部を減圧する減圧部と、
前記処理室の内部にＮ２Ｏガスを供給するＮ２Ｏガス供給部と、
紫外線を前記Ｎ２Ｏガスに照射する紫外線発光部（ランプ）と、
前記処理室内に酸素ガスを供給する酸素ガス供給部と、
前記処理室内に加湿ガスを供給する加湿ガス供給部と、
前記減圧部、前記Ｎ２Ｏガス供給部、前記酸素ガス供給部、前記加湿ガス供給部、および前記紫外線発光部（ランプ）の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記Ｎ２Ｏガス供給部による前記Ｎ２Ｏガスの供給、前記紫外線発光部（ランプ）による前記紫外線の照射、及び前記酸素ガス供給部による前記酸素ガスの供給を制御して、一酸化窒素、二酸化窒素、五酸化二窒素、活性酸素を含む第１の滅菌ガスを生成させ、且つ、
前記加湿ガス供給部による前記加湿ガスの供給を制御して硝酸を生成させ、該硝酸から二酸化窒素を含む第２の滅菌ガスを生成させる、
滅菌装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記Ｎ２Ｏガスの供給の前または後に、前記酸素ガス供給部による前記酸素ガスの供給を実行させる、請求項１に記載の滅菌装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記Ｎ２Ｏガスの供給の前または後に、前記加湿ガス供給部による前記加湿ガスの供給を実行させる、請求項１又は２に記載の滅菌装置。
【請求項４】
前記紫外線発光部（ランプ）が２００ｎｍ以下の波長を有する紫外線を前記Ｎ２Ｏガスに照射し、前記処理室内に一酸化窒素、二酸化窒素、オゾンの内の少なくとも一つを含む滅菌ガスを発生させる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の滅菌装置。
【請求項５】
前記制御部が、前記減圧部による減圧、並びに前記Ｎ２Ｏガス供給部による前記Ｎ２Ｏガスの供給、前記酸素ガス供給部による前記酸素ガスの供給、及び前記加湿ガス供給部による前記加湿ガスの供給の内の少なくとも１つ以上の供給動作を繰り返し実行させる、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の滅菌装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記減圧部による前記減圧の後で、前記処理室内の圧力が９５ｋＰａ以上大気圧未満となるように、前記酸素ガス供給部による前記酸素ガスの供給、前記Ｎ２Ｏガス供給部による前記Ｎ２Ｏガスの供給、及び前記加湿ガス供給部による前記加湿ガスの供給の内の少なくとも１つの供給を制御する、請求項５に記載の滅菌装置。
【請求項７】
被処理物を処理室に収容するステップと、
減圧部が前記処理室の内部を減圧するステップと、
Ｎ２Ｏガス供給部が前記処理室の内部にＮ２Ｏガスを供給するステップと、
紫外線発光部（ランプ）が紫外線を照射するステップと、
酸素ガス供給部が前記処理室内に酸素ガスを供給するステップと、
加湿ガス供給部が前記処理室内に加湿ガスを供給するステップと、
制御部が前記減圧部、前記Ｎ２Ｏガス供給部、前記酸素ガス供給部、前記加湿ガス供給部、および前記紫外線発光部（ランプ）の動作を制御するステップと、
を備え、
前記制御するステップは、
前記Ｎ２Ｏガス供給部による前記Ｎ２Ｏガスの供給、前記紫外線発光部（ランプ）による前記紫外線の照射、及び前記酸素ガス供給部による前記酸素ガスの供給を制御して、一酸化窒素、二酸化窒素、五酸化二窒素、活性酸素を含む第１の滅菌ガスを生成させるステップ、および、
前記加湿ガス供給部による前記加湿ガスの供給を制御して硝酸を生成させ、該硝酸から二酸化窒素を含む第２の滅菌ガスを生成させるステップ、
を含む、
滅菌方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、滅菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野においては、細菌や微生物を完全に駆除するために滅菌装置が用いられる。特に、被処理物の形状に依存せず、またプラスチックなどの耐熱性の低い被処理物にも使用できる滅菌装置としては、エチレンオキサイドガスや過酸化水素を用いた滅菌装置が知られている。しかしながら、エチレンオキサイドや過酸化水素は、強毒性、発癌性、分解爆発性を有するため、これらの代替として窒素酸化物を用いた滅菌装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１〜９には、一酸化窒素（ＮＯ）や二酸化窒素（ＮＯ２）等の窒素酸化物を含む滅菌性を有するガスを用いた滅菌装置（特許文献１、３〜９）及び滅菌ガスを生成するための材料（特許文献２）が開示されている。これらの滅菌装置においては、炭素系ジアゼニウムジオレート化合物（特許文献１、３、５、８）、液体状のＮＯ２を収容したタンク（特許文献４、９）、またはプラズマ放電（特許文献６、７）を用いて窒素酸化物を含む滅菌ガスを生成し、処理室内に生成した滅菌ガスを供給することにより、被処理物の滅菌処理を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開第２００７−５２１１１８号公報
【特許文献２】特開第２００７−５２３９００号公報
【特許文献３】特開第２００９−５４２３３３号公報
【特許文献４】特開第２０１２−５１８４８５号公報
【特許文献５】特開第２０１３−２２３７４０号公報
【特許文献６】特開第２０１４−０７９３０１号公報
【特許文献７】特開第２０１４−０８２０３１号公報
【特許文献８】特開第２０１４−０９４３０２号公報
【特許文献９】国際公開第２０１３／０２２７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、３、５、８の活性酸素滅菌装置においては、滅菌ガスを生成するために特許文献２に開示されているような特殊かつ高価な材料又は薬剤を必要とし、高コストとなる。また特許文献４、９の活性酸素滅菌装置においては、滅菌ガスをボンベ等のＮＯ２を収容したタンクを用いて供給する場合も、ボンベが高価であり、高コストとなる。更に、ボンベ内のＮＯ２は毒性を有するため、輸送等の際の取り扱いにも十分な注意を要する。また、特許文献６、７の活性酸素滅菌装置においては、プラズマ放電により窒素と酸素を電離することで滅菌ガスを生成しているため、安定した量の滅菌ガスを継続的に供給することが難しい、という問題がある。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、より安全にかつ低コストで窒素酸化物を含む滅菌ガスを供給することのできる滅菌装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明による滅菌装置は、被処理物を収容する処理室と、処理室の内部を減圧する減圧部と、処理室の内部に亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）ガスを供給するＮ２Ｏガス供給部と、紫外線をＮ２Ｏガスに照射する紫外線発光部（ランプ）とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、Ｎ２Ｏを含むガスを用いてＮＯやＮＯ２などの滅菌ガスを生成することができ、より安価で安全な滅菌処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る滅菌装置の模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る処理室の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る滅菌装置による滅菌処理を示す流れ図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る滅菌装置の模式図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る滅菌装置による滅菌処理を示す流れ図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る滅菌装置による滅菌処理を示す流れ図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る滅菌装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態で説明する寸法、材料、形状、構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構造又は様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に説明される実施形態で具体的に記載された形態に限定されるものではない。なお、以下で説明する図面で、同機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明を省略することもある。
【００１１】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る滅菌装置１の模式図である。滅菌装置１は、処理室１０、減圧部１２、排気ガス分解部１３、Ｎ２Ｏガス供給部１４、酸素ガス供給部１５、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）１６１及び１６２、配管１７１〜１６３、バルブ１８１〜１８３、制御部１９、測定部２０を備える。
【００１２】
処理室１０は、中空の箱形をなし、断熱性及び気密性を有する。処理室内部には被処理物が収容され、ＮＯ、ＮＯ２等を含む滅菌性を有するガス（滅菌ガス）による滅菌処理が行われる。減圧部１２は、真空ポンプ等で構成され、配管１７１を介して処理室１０の内部を吸気して減圧する。排気ガス分解部１３は、プラチナ、パラジウム、ロジウム、二酸化マンガンなどから構成される触媒、紫外線発光部（ランプ）、ヒータのいずれか、又はこれらの組み合わせから構成されている。排気ガス分解部１３は減圧部１２と処理室１０とを繋ぐ配管１６２の途中に設けられ、処理室１０の内部で発生した窒素酸化物、オゾン等を分解する。図中、排気ガス分解部１３は処理室１０の外部に設けられているが、処理室１０の内部に設けられても良い。また、窒素酸化物を分解するための排気ガス分解部とオゾンを分解するための排気ガス分解部とが別個に設けられても良い。
【００１３】
Ｎ２Ｏガス供給部１４は、配管１７２を介して処理室１０に接続され、亜酸化窒素を含有する気体（Ｎ２Ｏガス）を処理室１０の内部に供給する。ＭＦＣ１６１は、配管１７２の途中に設けられ、Ｎ２Ｏガス供給部１４から処理室１０へ供給されるＮ２Ｏガスの流量検出及び流量制御を行う。Ｎ２Ｏガスは、笑気ガスとも呼ばれ、その鎮静効果や麻酔効果が医療分野で広く応用されている。更にＮ２Ｏガスは、ＮＯ２ガスと比較して健康への影響が小さく、安価であるため、より安全かつ低コストであるという利点を有する。
【００１４】
酸素ガス供給部１５は、配管１７３を介して処理室１０に接続され、酸素を含有する気体（酸素ガス）を処理室１０の内部に供給する。酸素ガスは、純酸素、又は酸素を含有する空気であっても良い。ＭＦＣ１６２は、配管１７３の途中に設けられ、酸素ガス供給部１５から処理室１０へ供給される酸素ガスの流量検出及び流量制御を行う。
【００１５】
バルブ１８１は、処理室１０と減圧部１２との間の配管１７１に設けられ、配管１７１の流路を開閉する。即ち、バルブ１８１が開状態となると、処理室１０と減圧部１２との間の流路が開かれ、減圧部１２によって処理室１０が減圧される。一方、バルブ１８１が閉状態となると、処理室１０と減圧部１２との間の流路が遮断され、減圧部１２による処理室１０の減圧動作が停止する。バルブ１８２は、処理室１０とＮ２Ｏガス供給部１４との間の配管１７２に設けられ、配管１７２の流路を開閉する。即ち、バルブ１８２が開状態となると、処理室１０とＮ２Ｏガス供給部１４との間の流路が開かれ、Ｎ２Ｏガス供給部１４によって処理室１０へＮ２Ｏガスが供給される。一方、バルブ１８２が閉状態となると、処理室１０とＮ２Ｏガス供給部１４との間の流路が遮断され、Ｎ２Ｏガス供給部１４による処理室１０へのＮ２Ｏガスの供給動作が停止する。同様に、バルブ１８３は、処理室１０と酸素ガス供給部１５との間の配管１７３に設けられ、配管１７３の流路を開閉する。即ち、バルブ１８３が開状態となると、処理室１０と酸素ガス供給部１５との間の流路が開かれ、酸素ガス供給部１５によって処理室１０へ酸素ガスが供給される。一方、バルブ１８３が閉状態となると、処理室１０と酸素ガス供給部１５との間の流路が遮断され、酸素ガス供給部１５による処理室１０への酸素ガスの供給動作が停止する。
【００１６】
制御部１９は、プログラム等を記録するＲＯＭ、ワーク用の記憶領域のＲＡＭ、プログラムを実行するマイクロプロセッサ、制御信号を出力するポートを含み得る。なお、必ずしも制御部をつかさどる電子機器がここになくとも、公知の通信手段（有線または無線）を介して外部で同様の信号処理を行い、その処理情報としての制御情報を受信し、同様に制御しても構わない。制御信号は、処理室１０の内部の温度、圧力、湿度を制御し、またバルブ１８１〜１８３の開閉、減圧部１２、Ｎ２Ｏガス供給部１４、酸素ガス供給部１５の動作を制御するための信号である。制御部１９は、制御信号を送信することで処理室１０、バルブ１８１〜１８４、減圧部１２、Ｎ２Ｏガス供給部１４、酸素ガス供給部１５の動作を制御する。
【００１７】
測定部２０は、温度計、圧力計、湿度計、窒素酸化物濃度計、オゾン濃度計等のセンサ、センサからの信号を出力する出力部から構成される。センサは、処理室１０の内部に設けられ、出力部はセンサによって検出された処理室１０の内部の温度や圧力等の検出データを、制御部１９、または図示されていないモニタに出力する。制御部１９は、測定部２０から受信した検出データに基づいて、バルブ１８１〜１８３、及び後述する送風ファン１０２、バルブ１８４に制御信号を出力し、処理室１０の内部の温度、圧力、湿度を制御する。
【００１８】
図２は、本発明の第１実施形態に係る処理室１０の断面図である。処理室１０は、処理台１０１、送風ファン１０２、紫外線発光部（ランプ）１０３、流体入出力口１１１〜１１３を備える。処理台１０１上には、滅菌袋１２２に収容された被処理物１２１が載置される。送風ファン１０２は、制御部１９からの制御信号により作動又は停止し、ファンの回転により処理室１０の内部を撹拌し、また処理室１０の内部を冷却する。
【００１９】
紫外線発光部（ランプ）１０３は、発光管内に水銀を封入した水銀灯から構成される。水銀灯は、点灯中の水銀の蒸気圧が１〜１０Ｐａ程度の低圧水銀灯であって、主として１８５ｎｍ、１９４ｎｍ、２５４ｎｍ近傍の波長の紫外線を出力する。上記の波長の紫外線を処理室１０の内部に照射することにより、以下に示すような種々の反応過程により、反応性が高く、強い殺菌力を有する滅菌ガスを発生させることができる。なお、このランプの代わりに同様の波長を発光する発光部、例えばＬＥＤ光源やレーザ等を利用しても構わない。
【００２０】
本発明の実施形態に係る滅菌装置内では、種々の化学反応により、滅菌ガスを発生させることができる。表１に、本発明の実施形態に係る滅菌装置内で発生し得る化学反応とその化学反応による主要な生成物を示す。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
即ち、（１）１９４ｎｍ波長の紫外線は、処理室１０の内部に導入されたＮ２Ｏ分子に吸収され、Ｎ２Ｏ分子は窒素分子と励起一重項酸素原子（励起状態酸素）に分解される。（２）励起状態酸素は、Ｎ２Ｏ分子と反応し、ＮＯを発生させる。（３）ＮＯは、処理室１０の内部に導入された酸素分子と反応し、ＮＯ２を発生させる。（４）１８５ｎｍ波長の紫外線は、処理室１０の内部に導入された酸素分子に吸収され、基底状態酸素原子に分解される。（５）基底状態酸素原子は、処理室１０の内部に導入された酸素分子と反応し、オゾンを発生させる。（６）２５４ｎｍ波長の紫外線は、オゾンに吸収され、励起状態酸素と酸素分子とに分解される。（７）ＮＯは、オゾンと反応し、ＮＯ２を発生させる。（８）ＮＯ２は、オゾンと反応し、三酸化窒素を発生させる。（９）三酸化窒素は、ＮＯ２と反応し、五酸化二窒素を発生させる。（１０）五酸化二窒素は、後述する処理室１０の内部に導入された水分子と反応し、硝酸を発生させる。（１１）硝酸は、光エネルギ又は熱エネルギを吸収し、ＮＯ２を発生させる。このような反応過程によって、紫外線発光部（ランプ）１０３からの紫外線照射により、処理室１０の内部に種々の窒素酸化物、オゾン、活性酸素が生成される。
【００２３】
紫外線発光部（ランプ）１０３の発光管としては、１８５ｎｍ、１９４ｎｍ、２５４ｎｍの波長の紫外線を透過させる合成石英ガラス等が用いられる。また、処理室１０の内部に設けられる紫外線発光部（ランプ）１０３の数は、処理室１０の大きさ等に応じて任意の数に変更できる。また、エキシマランプを用いて紫外線発光部（ランプ）１０３を構成できる。エキシマランプとしては、例えば１７２ｎｍの波長の紫外線を発生させるキセノンエキシマランプを用いることができる。紫外線発光部（ランプ）１０３は、低圧水銀灯とエキシマランプを組み合わせることにより構成することもできる。また、滅菌対象の領域が小さい場合、ＧａＮ系やダイヤモンド形の紫外線ＬＥＤを紫外線発光部（ランプ）１０３として用いることもできる。
【００２４】
接続部１１１〜１１３は、処理室１０の内部にＮ２Ｏガス、酸素ガスを供給し、また処理室１０の内部を減圧するための外部装置との連絡口である。接続部１１１〜１１３のそれぞれは、配管１７１〜１７３のいずれか１つと接続される。本実施形態では、接続部１１１は、配管１７１と接続され、バルブ１８１を介して減圧部１２と接続される。また、接続部１１２は、配管１７２と接続され、バルブ１８２を介してＮ２Ｏガス供給部１４と接続される。また、接続部１１３は、配管１７３と接続され、バルブ１８３を介して酸素ガス供給部１５と接続される。しかしながら、接続部１１１〜１１３のそれぞれを配管１７１〜１７３のいずれと接続するかは、装置寸法や被処理物の載置位置等の条件により適宜変更できる。
【００２５】
図３は、本発明の第１実施形態に係る滅菌装置による滅菌処理を示す流れ図である。ステップＳ３０１において、滅菌袋１２２に収容された被処理物１２１を処理室１０の内部の処理台１０１に載置する。ステップＳ３０２において、制御部１９は、紫外線発光部（ランプ）１０３を点灯させ、処理室１０の内部に１８５ｎｍ、１９４ｎｍ、２５４ｎｍの波長の紫外線を照射させる。ステップＳ３０３において、制御部１９は、送風ファン１０２を作動させ、処理室１０の内部の雰囲気を撹拌する。ステップＳ３０４において、制御部１９は、バルブ１８１を開状態にするよう制御信号を送信する。バルブ１８１は制御信号を受信し、開状態となり、減圧部１２が処理室１０の内部を吸気することで処理室１０の内部を減圧する。次いで、制御部１９は、所定の時間の経過後、又は処理室１０の内部が所定の圧力（例えば、５００Ｐａ以下）まで減圧された後、バルブ１８１を閉状態にするよう制御信号を送信し、減圧部１２の減圧動作を停止させる。なお、ステップＳ３０２〜Ｓ３０４は、その実行手順を変更することができ、またこれらのステップは同時に実行されることもできる。
【００２６】
ステップＳ３０５において、制御部１９は、バルブ１８２を開状態にするよう制御信号を送信する。バルブ１８２が制御信号を受信し、開状態となり、Ｎ２Ｏガス供給部１４が処理室１０の内部にＮ２Ｏガスの供給を行う。Ｎ２Ｏガスが処理室１０の内部に導入されると、紫外線発光部（ランプ）１０３から照射される紫外線と反応して表１の（１）及び（２）に示す反応が起こり、ＮＯが生成される。生成されたＮＯは、減圧下の処理室１０の内部で急速に拡散する。その結果、生成されたＮＯは、滅菌袋１２２内に効率よく浸透し、被処理物１２１に対して高い殺菌作用をもたらす。
【００２７】
ステップＳ３０６において、制御部１９は、所定の時間の経過後、又は処理室１０の内部が所定の圧力（例えば、５０ｋＰａ程度）まで上昇した後、バルブ１８２を閉状態にするよう制御信号を送信する。バルブ１８２が制御信号を受信し、閉状態となり、Ｎ２Ｏガス供給部１４が処理室１０の内部へのＮ２Ｏガスの供給を停止する。
【００２８】
ステップＳ３０７において、制御部１９は、バルブ１８３を開状態にするよう制御信号を送信する。バルブ１８３が制御信号を受信し、開状態となり、酸素ガス供給部１５が処理室１０の内部に酸素ガスの供給を行う。酸素ガスが処理室１０の内部に導入されると、紫外線発光部（ランプ）１０３から照射される紫外線と反応して表１の（３）〜（９）に示す反応が起こり、ＮＯ２などの種々の窒素酸化物を含む滅菌ガスが生成される。ＮＯ２は褐色の気体であるため、その発生を目視で確認できる。生成された滅菌ガスは、減圧下の処理室１０の内部で急速に拡散する。その結果、生成された滅菌ガスは、滅菌袋１２２内に効率よく浸透し、被処理物１２１に対して高い殺菌作用をもたらす。なお、この時点で紫外線発光部（ランプ）１０３を消灯した場合でも、生成されたガス同士の反応は進行し、従って処理室１０の内部での滅菌ガスの発生は継続する。
【００２９】
ステップＳ３０８において、制御部１９は、所定の時間の経過後、又は処理室１０の内部が所定の圧力（例えば、９５ｋＰａ程度）まで上昇した後、バルブ１８３を閉状態にするよう制御信号を送信する。バルブ１８３が制御信号を受信し、閉状態となり、酸素ガス供給部１５が処理室１０の内部への酸素ガスの供給を停止する。このとき、処理室１０の内部の圧力が大気圧以上になると、処理室１０の内部のガスが外部に漏出するおそれがある。そのため、処理室１０の内部の圧力が大気圧よりも若干低い程度であることが望ましい。
【００３０】
ステップＳ３１５において、制御部１９は、所定の時間（例えば、５分〜４時間程度の範囲）だけ、バルブ１８１〜１８３の閉状態を維持する。一方で、制御部１９は、送風ファン１０２の回転動作及び紫外線発光部（ランプ）１０３の紫外線照射を維持する。この間に、処理室内に閉じ込められた亜酸化窒素分子及び酸素分子の紫外線吸収反応とその結果生成されたガス同士の反応は継続し、かつ生成された滅菌ガスは処理室１０の内部で撹拌される。その結果、滅菌袋１２２内に浸透した活性酸素の被処理物１２１に対する殺菌作用は継続する。
【００３１】
ステップＳ３１９において、制御部１９は、バルブ１８１を開状態にするよう制御信号を送信する。制御信号を受信すると、バルブ１８１が開状態となり、減圧部１２が処理室１０の内部を吸気する。このとき、処理室１０の内部の雰囲気には滅菌ガスやオゾンが含まれている。滅菌ガス及びオゾンには毒性があり、特にオゾンはその強い酸化力によって減圧部１２の構成部材を劣化させる可能性がある。そのため、制御部１９は、排気ガス分解部１３を介して処理室１０の内部を吸気することが望ましい。
【００３２】
ステップＳ３２１において、制御部１９は、送風ファン１０２の回転動作、紫外線発光部（ランプ）１０３の紫外線照射を停止させる。次いで、ステップＳ３２２において，制御部１９は、バルブ１８３を開状態にするよう制御信号を送信する。バルブ１８３が制御信号を受信し、開状態となり、酸素ガス供給部１５が処理室１０の内部に酸素ガスの供給を行う。制御部１９は、処理室１０の内部が大気圧まで達した後に、バルブ１８３を閉状態にするよう制御信号を送信する。なお、制御部１９は、酸素ガスの代わりに空気を処理室１０の内部に供給しても良い。ステップＳ３２３において、被処理物を取り出して、滅菌処理を終了する。
【００３３】
以上の滅菌工程により、市販の過酸化水素水滅菌装置用のセルフコンテンド型バイオロジカルインジケータ（Ｖ２４１、芽胞型成菌、Ｇ．Ｓｔｅａｒｏ、初発菌数：２．１×１０６、ステリス）を用いて滅菌作用を確認するための実験を行った。その際、ステップＳ３１５における保持時間は２時間とした。その結果、インジケータは陰性を示し、本発明による滅菌効果を確認できた。
【００３４】
なお、本実施形態では、最初に紫外線発光部（ランプ）１０３を点灯させ、次いでＮ２Ｏガスを処理室１０の内部に導入し、最後に酸素ガスを処理室１０の内部に導入する、としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、酸素ガスを導入後にＮ２Ｏガスを導入しても同様の効果が得られる。また、Ｎ２Ｏガス及び酸素ガスを導入後に紫外線発光部（ランプ）１０３を点灯させるようにしても同様の効果が得られる。また、本実施形態では、Ｎ２Ｏガス及び酸素ガスの導入及び減圧は処理室１０の側面部から行うこととしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、ガスの供給及び減圧は処理室１０の上面部又は下面部から行っても良い。これらガス供給系統及び減圧系統の数や接続位置は、処理室の寸法や被処理物の位置によって適宜変更できる。さらに、各ガスを導入する前に若干の水分を処理室１０の内部に導入してから滅菌処理を行うようにしても良い。ガス滅菌において処理対象物を加湿することが滅菌効果を向上させることは周知の事実である。
【００３５】
本発明によれば、紫外線と亜酸化窒素分子及び酸素分子との光化学反応を利用して滅菌ガスを生成している。光化学反応を利用した滅菌ガスの生成には、反応させるガスの量や滅菌処理中の処理室１０の内部の圧力に依存せず、瞬時に所望の濃度の滅菌ガスを安定的に得ることができる、という利点がある。本発明と比較して、薬剤を利用した生成方法の場合、得られる滅菌ガスの濃度は当該薬剤の組成によって制限されてしまう。また、プラズマ放電を利用した生成方法の場合、プラズマ放電を発生及び維持できる圧力範囲や滅菌ガスの原料となるガスの組成比について予め条件出しをしておく必要がある。そのため、処理室が大きくなると滅菌ガスの生成が困難となり得る。また、プラズマ放電を利用した場合、処理室の内部のガスとの反応が数ミリ秒〜数十ミリ秒程度で進行するため、生成される滅菌ガスの量が安定せず時間的に変動してしまう、という原理的な問題がある。即ち、プラズマ放電による生成方法では、所望濃度の滅菌ガスを得ること自体が困難であり、よって安定的な滅菌作用の提供が難しい。従って、本発明による滅菌装置は、短時間で安定した滅菌処理を行える点で従来の滅菌装置よりも有利である。また本発明による滅菌装置は、滅菌ガスの原料としてＮＯ２ガスよりも毒性が低くかつ安価なＮ２Ｏガスを用いているため、従来の滅菌装置よりも安全かつ低コストで滅菌処理を行うことができる。
【００３６】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る加湿部２１を備える滅菌装置５について説明する。
【００３７】
図４は、本発明の第２実施形態に係る滅菌装置５の模式図である。本実施形態に係る滅菌装置５は、加湿部２１、配管１７４、バルブ１８４を備える。加湿部２１は、水を貯留する容器と、容器内の水を霧状化させ、霧状化した水分を含んだガス（加湿ガス）を噴射する噴射器とを備え、その上部が配管１７４を介して処理室１０と接続されている。バルブ１８４は、処理室１０と加湿部２１との間に設けられ、配管１７４の流路を開閉する。バルブ１８４は、制御部１９からの制御信号を受信し、開状態となり、加湿部２１が処理室１０の内部へ加湿ガスを供給する。その他の構成は第１実施形態と同一である。従って、重複する箇所についての説明を省略する。
【００３８】
図５は、本発明の第２実施形態に係る滅菌装置による滅菌処理を示す流れ図である。酸素ガスの供給を停止（ステップＳ３０８）した後に、ステップＳ３０９において、制御部１９は、バルブ１８４を開状態にするよう制御信号を送信する。バルブ１８４が制御信号を受信し、開状態となり、加湿部２１が処理室１０の内部に加湿ガスの供給を行う。加湿ガスが処理室１０の内部に導入されると、表１の（１０）及び（１１）に示す反応が起こり、ＮＯ２を含む滅菌ガスが生成される。また、被処理物の近傍に加湿ガスを供給することで、滅菌ガスの被処理物への浸透性を高めることができる。
【００３９】
ステップＳ３１０において、制御部１９は、所定の時間の経過後、又は処理室１０の内部が所定の圧力まで上昇した後、バルブ１８４を閉状態にするよう制御信号を送信する。バルブ１８４が制御信号を受信し、閉状態となり、加湿部２１が処理室１０の内部への加湿ガスの供給を停止する。このとき、処理室１０の内部の圧力が大気圧以上になると、処理室１０の内部のガスが外部に漏出するおそれがある。そのため、処理室１０の内部の圧力が大気圧よりも若干低い程度であることが望ましい。本実施形態では、加湿ガスの供給（ステップＳ３０９）を、酸素ガスの供給を停止（ステップＳ３０８）した後としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、Ｎ２Ｏガスの供給（ステップＳ３０５）の前に加湿ガスを導入しても同様の効果が得られる。また、酸素ガスの供給（ステップＳ３０７）の前に加湿ガスを導入しても同様の効果が得られる。なお、その他の構成は第１実施形態と同一である。従って、重複する箇所についての説明を省略する。
【００４０】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る滅菌装置１について説明する。
【００４１】
図６は、本発明の第３実施形態に係る滅菌装置による滅菌処理を示す流れ図である。処理室１０の内部を再度減圧（ステップＳ３１９）した後に、ステップＳ３２０において、制御部１９は、ステップＳ３０５〜Ｓ３１５の滅菌工程のサイクル数が設定された所定の回数に到達したか否かを判断する。制御部１９は、サイクル数がまだ設定された所定の回数に到達していないと判断した場合、ステップＳ３０５に戻り、Ｎ２Ｏガスを再び処理室内に供給させるよう制御信号を送信する。制御部１９は、サイクル数が設定された所定の回数に到達するまで、ステップＳ３０５〜Ｓ３１５の滅菌工程を繰り返すようバルブ１８１〜１８３を制御する。制御部１９は、サイクル数が設定された所定の回数に到達したと判断した場合、Ｓ３０５〜Ｓ３１５の滅菌工程を終了させ、ステップＳ３２１に進む。その他の構成は第１実施形態と同一である。従って、重複する箇所についての説明を省略する。なお、本実施形態は加湿部２１を含む第２実施形態にも適用できる。このように滅菌工程を複数回繰り返すことにより、被処理物１２１に対する滅菌ガスの浸透性を高めることができる。特に、被処理物１２１が試験管の様な中空形状やデッドエンド部を有する場合に効果的である。
【００４２】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係る処理室８１及び８２を備える滅菌装置８について説明する。
【００４３】
図７は、本発明の第４実施形態に係る滅菌装置８の模式図である。本実施形態に係る滅菌装置８は、処理室８１、８２、配管１７５〜１７７、バルブ１８５〜１８７を備える。処理室８１は、紫外線発光部（ランプ）１０３を有し、Ｎ２Ｏガス供給部１４及び酸素ガス供給部１５からＮ２Ｏガス及び酸素ガスが供給される。これらのガスと紫外線発光部（ランプ）１０３から照射される紫外線とが反応し、処理室８１には滅菌ガスが生成される。処理室８２は、処理台１０１、送風ファン１０２を備え、処理室８１と配管１７５を介して接続され、減圧部１２と配管１７６を介して接続され、酸素ガス供給部１５と配管１７７を介して接続されている。
【００４４】
バルブ１８５は、処理室８１と処理室８２との間に設けられ、配管１７５の流路を開閉する。バルブ１８５は、制御部１９からの制御信号を受信し、開状態となり、処理室８１において生成された滅菌ガスが処理室８２に供給される。バルブ１８６は、処理室８２と減圧部１２との間に設けられ、配管１７６の流路を開閉する。バルブ１８６は、制御部１９からの制御信号を受信し、開状態となり、処理室８２の内部を減圧する。バルブ１８７は、処理室８２と酸素ガス供給部１５との間に設けられ、配管１７７の流路を開閉する。バルブ１８７は、制御部１９からの制御信号を受信し、開状態となり、処理室８２の内部に酸素ガスを供給する。その他の構成は第１実施形態と同一である。従って、重複する箇所についての説明を省略する。なお、本実施形態は加湿部２１を含む第２実施形態及び滅菌工程を繰り返す第３実施形態にも適用できる。
【００４５】
このように構成することで、滅菌ガスを被処理物１２１の載置されている処理室８２とは別の処理室８１に貯留させることができる。即ち、減圧部１２は滅菌処理の間に処理室８２のみを減圧し、一方処理室８１内では滅菌ガスを継続的に生成及び貯留することができ、更に効率的に滅菌処理を行うことができる。また、滅菌処理後の被処理物１２１を取り出す際でも、処理室８１内で生成した滅菌ガスを排気する必要が無く貯留させておくことができる。即ち、排気する必要のある滅菌ガスは処理室８２の内部に存在するガスのみであり、生成した全ての滅菌ガスを排気する必要が無くなる。従って、有毒である滅菌ガスの排出が削減され、使用されるＮ２Ｏガス及び酸素ガスの量も削減されるため、より低コストで滅菌処理を実現できる。
【符号の説明】
【００４６】
１、５、８  滅菌装置
１０、８１、８２  処理室
１２  減圧部
１３  排気ガス分解部
１４  Ｎ２Ｏガス供給部
１５  酸素ガス供給部
１９  制御部
２０  測定部
２１  加湿部
１０２  送風ファン
１０３  紫外線発光部（ランプ）
１２１  被処理物
１２２  滅菌袋
１６１、１６２  マスフローコントローラ
１７１〜１７７  配管
１８１〜１８７  バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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