(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサーの充電電荷を消費して発光するキセノン閃光放電管を光源とし、このキセノン閃光放電管から射出される紫外線領域の射出光にて対象物品の殺菌を行う紫外線殺菌装置であって、前記コンデンサーに前記キセノン閃光放電管が消費する電荷を充電する充電回路と、前記コンデンサーの前記キセノン閃光放電管を介しての前記充電電荷の放電ループ内に設けられ、オン・オフ動作することにより前記キセノン閃光放電管への前記充電電荷の供給状態を制御して前記キセノン閃光放電管の発光動作を制御するスイッチ手段と、前記スイッチ手段のオン時に動作することにより前記キセノン閃光放電管を励起して発光動作を開始させるトリガー回路と、前記スイッチ手段の前記オン・オフ動作を制御する手段であって、前記スイッチ手段をオン動作させるオン信号を出力すると共に発光波形のピーク値を含むピーク値近傍にて前記スイッチ手段をオフ動作させるオフ信号を出力し、かつ前記オン・オフ動作を少なくとも前記対象物品の十分な殺菌に必要となる紫外線量を得ることができる規定発光回数行うように制御する制御手段とを備え、前記キセノン閃光放電管の発光波形を前記ピーク値近傍で遮断された発光波形となるように制御することを特徴とする紫外線殺菌装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記キセノン閃光放電管の前記射出光を受光する受光素子を含み、該受光素子の受光出力を用いて前記キセノン閃光放電管の発光波形がピーク値を含むピーク値近傍に到達したことを検出してピーク到達情報を形成する波形検出手段と、前記ピーク到達情報にて前記オフ信号を形成することにより前記キセノン閃光放電管の発光開始から前記ピーク到達情報が形成されるまでの時間を、以降の前記キセノン閃光放電管の発光時間として設定する発光時間設定手段とを備えてなる請求項１に記載の紫外線殺菌装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記キセノン閃光放電管の発光開始からその発光波形がピーク値を含むピーク値近傍に到達するまでの時間をあらかじめ測定して設定される発光時間情報が入力され、前記発光時間情報に基づいて前記キセノン閃光放電管の発光動作を制御するオン・オフ信号を出力する発光時間記憶手段を備えてなる請求項１に記載の紫外線殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キセノン閃光放電管の発光にて対象物品の表面に対して紫外線を照射することで同対象物品の表面を殺菌する紫外線殺菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、キセノン閃光放電管から紫外線を照射することにより対象物品を殺菌する紫外線殺菌装置が知られている。
【０００３】
例えば、極めて小型のキセノン封入放電管に、コンデンサーに蓄積した電荷エネルギーを高電流密度で供給することにより、強力な紫外線を瞬間的に発生させ、この紫外線によって強力な殺菌作用を得るようにしたことを特徴とする紫外線瞬間殺菌装置が知られている。なお、先の高電流密度は２０００Ａ／ｃｍ２以上、好ましくは３１００Ａ／ｃｍ２程度を意味している。（特許文献１）
また、３００ｎｍ以下の波長域を含む分光特性の閃光パルスの１パルス当りの供給エネルギーを０．５〜２０Ｊとし、１秒当りの閃光パルス数を１０〜４００個とし、フラッシュランプを移動させて被殺菌対象物に近づけ閃光パルスを被殺菌対象物に照射することを特徴とする殺菌方法及び殺菌装置も周知である。（特許文献２）。
【０００４】
このようなキセノン閃光放電管は、強力な紫外線を瞬間的に発生、照射できると共に対象物品に対して物理的な影響を与えることがなく、短時間、かつ非接触にて対象物品を殺菌するすることができ有用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平６−７７５９６号公報
【特許文献２】特開２００５−１４３７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１及び特許文献２の殺菌装置では、コンデンサーに蓄積した電荷エネルギーをキセノン封入放電管あるいは例えばキセノンフラッシュランプであるフラッシュランプ、いわゆるキセノン閃光放電管に供給して紫外線を含む分光特性を有する閃光を瞬間的に発生させている。
【０００７】
このため、実際のキセノン閃光放電管の発光動作について見てみると、まずコンデンサーの充電動作が必要となることは言うまでもなく、キセノン閃光放電管の発光による殺菌動作はコンデンサーの充電が完了した後に初めて実施できることになり、また繰返しての発光動作を行う場合には、上記充電動作が完了するまでは次回の発光動作を行うことができないことから発光動作の繰返し間隔が上記充電動作時間によって制限を受けることになる課題を有していた。
【０００８】
さらに、上記両文献にも示されているが、キセノン閃光放電管の分光特性は紫外線領域はもちろん可視光線領域も含み、確かにエネルギー量を大きくすると紫外線量を増やすことはできるものの紫外線に対するコンデンサーに蓄積された電荷エネルギーの利用効率という面では良い効率であるとは言えない課題を有していた。
【０００９】
本願発明は、紫外線に対するコンデンサーの充電電荷エネルギーの利用効率が高い、キセノン閃光放電管を用いた紫外線殺菌装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本願発明は紫外線に対するエネルギーの利用効率を高くすることにより紫外線を発生させるために使用するエネルギー量を小さくし、これにより次回発光のために必要となるエネルギー量の充電時間を短縮でき、繰返し発光動作間隔を短くできると共に、コンデンサーの充放電エネルギー量を小さくしてコンデンサーの耐久性能を向上させることができたキセノン閃光放電管を用いた紫外線殺菌装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る紫外線殺菌装置は、コンデンサーの充電電荷を消費して発光するキセノン閃光放電管を光源とし、このキセノン閃光放電管から射出される紫外線領域の射出光にて対象物品の殺菌を行う紫外線殺菌装置であって、前記コンデンサーに前記キセノン閃光放電管が消費する電荷を充電する充電回路と、前記コンデンサーの前記キセノン閃光放電管を介しての前記充電電荷の放電ループ内に設けられ、オン・オフ動作することにより前記キセノン閃光放電管への前記充電電荷の供給状態を制御して前記キセノン閃光放電管の発光動作を制御するスイッチ手段と、前記スイッチ手段のオン時に動作することにより前記キセノン閃光放電管を励起して発光動作を開始させるトリガー回路と、前記スイッチ手段の前記オン・オフ動作を制御する手段であって、前記スイッチ手段をオン動作させるオン信号を出力すると共に発光波形のピーク値を含むピーク値近傍にて前記スイッチ手段をオフ動作させるオフ信号を出力し、かつ前記オン・オフ動作を少なくとも前記対象物品の十分な殺菌に必要となる紫外線量を得ることができる規定発光回数行うように制御する制御手段とを備え、前記キセノン閃光放電管の発光波形を前記ピーク値近傍で遮断された発光波形となるように制御することを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、キセノン閃光放電管の発光動作は、その発光波形がピーク値を含むピーク値近傍に到達した時点で終了するように制御される。換言すると、コンデンサーの充電電荷を消費してキセノン閃光放電管に流れるいわゆる管電流値がピークとなる時点を含む近傍時点において、上記管電流が遮断されることになる。
【００１３】
このため、紫外線に対するコンデンサーの充電電荷エネルギーの利用効率を高めることができ、これにより紫外線を発生させるために使用するエネルギー量を小さくでき、よって次回発光のために必要となるエネルギー量の充電時間を短縮でき、繰返し発光動作間隔を短くできると共に、コンデンサーの充放電エネルギー量を小さくしてコンデンサーの耐久性能を向上させることができたキセノン閃光放電管を用いた紫外線殺菌装置を提供することができる。
【００１４】
上記制御手段を備える紫外線殺菌装置の一態様として、前記制御手段は、前記キセノン閃光放電管の前記射出光を受光する受光素子を含み、該受光素子の受光出力を用いて前記キセノン閃光放電管の発光波形がピーク値を含むピーク値近傍に到達したことを検出してピーク到達情報を形成する波形検出手段と、前記ピーク到達情報にて前記オフ信号を形成することにより前記キセノン閃光放電管の発光開始から前記ピーク到達情報が形成されるまでの時間を、以降の前記キセノン閃光放電管の発光時間として設定する発光時間設定手段とを備えても良い。
【００１５】
この構成によれば、まずキセノン閃光放電管を発光させることにより、以降の発光時間が、その発光波形がピーク値を含むピーク値近傍に到達した時点で終了するように設定されることになる。このため、以降の発光動作において、紫外線に対するコンデンサーの充電電荷エネルギーの利用効率を高めることができ、これにより紫外線を発生させるために使用するエネルギー量を小さくでき、よって次回発光のために必要となるエネルギー量の充電時間を短縮でき、繰返し発光動作間隔を短くできると共に、コンデンサーの充放電エネルギー量を小さくしてコンデンサーの耐久性能を向上させることができたキセノン閃光放電管を用いた紫外線殺菌装置を提供することができる。
【００１６】
上記制御手段を備える紫外線殺菌装置の一態様として、前記制御手段は、前記キセノン閃光放電管の発光開始からその発光波形がピーク値を含むピーク値近傍に到達するまでの時間をあらかじめ測定して設定される発光時間情報が入力され、前記発光時間情報に基づいて前記キセノン閃光放電管の発光動作を制御するオン・オフ信号を出力する発光時間記憶手段を備えても良い。
【００１７】
この構成によれば、キセノン閃光放電管の発光時間は、あらかじめその発光波形がピーク値を含むピーク値近傍に到達した時点で終了するように設定されることになる。このため、キセノン閃光放電管の発光動作において、紫外線に対するコンデンサーの充電電荷エネルギーの利用効率を高めることができ、これにより紫外線を発生させるために使用するエネルギー量を小さくでき、よって次回発光のために必要となるエネルギー量の充電時間を短縮でき、繰返し発光動作間隔を短くできると共に、コンデンサーの充放電エネルギー量を小さくしてコンデンサーの耐久性能を向上させることができたキセノン閃光放電管を用いた紫外線殺菌装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、紫外線に対するコンデンサーの充電電荷エネルギーの利用効率が高い、キセノン閃光放電管を用いた紫外線殺菌装置を提供できるという優れた効果を奏する。
【００１９】
また、紫外線に対するエネルギーの利用効率を高くすることにより紫外線を発生させるために使用するエネルギー量を小さくし、これにより次回発光のために必要となるエネルギー量の充電時間を短縮でき、繰返し発光動作間隔を短くできると共に、コンデンサーの充放電エネルギー量を小さくしてコンデンサーの耐久性能を向上させることができたキセノン閃光放電管を用いた紫外線殺菌装置を提供できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る紫外線殺菌装置の概略回路ブロック図
【図２】同殺菌装置の概略動作フローチャート
【図３】同殺菌装置の概略発光波形図
【図４】同殺菌装置の殺菌動作時におけるコンデンサーの概略充電電圧図
【図５】表１中の割合数値の最大値を１００とした時の他割合数値を示す概略グラフ
【図６】充電電圧が２７０Ｖ、３００Ｖ時の概略発光波形図
【図７】本発明の第２の実施形態に係る紫外線殺菌装置の概略回路ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
本発明に係る紫外線殺菌装置１の第１の実施形態について、図１乃至図４を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は本発明の第１の実施形態に係る紫外線殺菌装置１の概略回路ブロック図を示し、図１に示すように、コンデンサー３の充電電荷を消費して発光するキセノン閃光放電管４を紫外線源として備えている。
【００２３】
充電回路２は、コンデンサー３にキセノン閃光放電管４が消費する電荷を充電する回路であり、例えば電池を電源とするＤＣ−ＤＣコンバータ回路や、商用電源を電源とするＡＣ−ＤＣコンバータ回路等が周知である。
【００２４】
コンデンサー３のキセノン閃光放電管４を介しての充電電荷の放電ループ内には、オン・オフ動作することによりキセノン閃光放電管４への充電電荷の供給状態を制御してキセノン閃光放電管４の発光動作を制御するスイッチ素子である例えばＩＧＢＴを含むスイッチ手段６が設けられている。
【００２５】
トリガー回路５は、スイッチ手段６のオン時に動作することによりキセノン閃光放電管４を励起して発光動作を開始させる回路であり、例えばトリガーコンデンサ５ａ、トリガーコイル５ｂ等にて構成される。
【００２６】
制御手段７は、スイッチ手段６のオン・オフ動作を制御する手段であって、スイッチ手段６をオン動作させるオン信号を出力すると共に発光波形のピーク値を含むピーク値近傍にてスイッチ手段６をオフ動作させるオフ信号を出力することによりキセノン閃光放電管４の発光波形をピーク値を含むピーク値近傍で遮断された発光波形となるように制御し、かつオン・オフ動作を少なくとも図示していない殺菌対象物品の十分な殺菌に必要となる必要紫外線量を得ることができる規定発光回数の発光を行うように制御する。
【００２７】
例えば、キセノン閃光放電管４からの射出光を受光する受光素子７ａと、この受光素子７ａの受光出力を用いてキセノン閃光放電管４の発光波形がピーク値を含むピーク値近傍に到達したことを検出して到達情報を形成・出力する波形検出手段７ｂと、一例としてコンデンサー３の充電完了に応答してスイッチ手段６のオン信号を出力すると共に上記到達情報にてスイッチ手段６のオフ信号を出力することによりキセノン閃光放電管４の発光開始から上記到達情報が形成されるまでの時間を、次回以降のキセノン閃光放電管４の発光時間として設定し、さらに上記オン・オフ信号の出力回数を必要紫外線量に基づいて設定する発光時間設定手段７ｃとを備えて構成できる。
【００２８】
以下、上記のような構成を有する本発明に係る紫外線殺菌装置１の第１の実施形態の動作について、図２に示した概略動作フローチャート、図３に示した概略発光波形図、図４に示した殺菌動作時におけるコンデンサー３の概略充電電圧図を参照しつつ説明するが、その前に、除菌、殺菌動作に必要・有益な波長範囲２００〜３００ｎｍの紫外線の出力状態について確認した結果について述べておく。
【００２９】
確認は、発光時間別の紫外線出力状態と、キセノン閃光放電管の放電エネルギー別の紫外線出力状態について行った。
【００３０】
まず、発光時間別の紫外線出力状態については、同一発光部構成を用い、容量値２００μＦのコンデンサーの充電電圧値を２７０Ｖと３００Ｖの二種に設定して発光させた場合の発光時間別の射出エネルギー量を二種の波長範囲別に測定することにより行った。
【００３１】
次に放電エネルギー別の紫外線出力状態については、第１条件（標準条件）と、その発光波形の面積が略等しくなる条件、すなわちキセノン閃光放電管の放電エネルギーがほぼ同等となる第２条件と、先の発光波形面積がほぼ２倍となる第３条件とについて、夫々の射出エネルギー量を測定することにより行った。
【００３２】
具体的には、標準条件は、図１のコンデンサー３の容量値を先の確認時とは異ならせた４００μＦ、充電電圧を２８０Ｖ、発光時間を７０μｓとしている。
【００３３】
第２条件は、キセノン閃光放電管の放電エネルギーがほぼ同等となるように、上記標準条件と同じキセノン閃光放電管並びにコンデンサーを用い、充電電圧を２３０Ｖ、発光時間を１１０μｓと長くした条件としている。
【００３４】
第３条件は、キセノン閃光放電管の発光波形面積がほぼ２倍となるように、上記標準条件と同じキセノン閃光放電管並びにコンデンサーを用い、充電電圧を２８０Ｖ、発光時間を９５μｓと長くした条件としている。
【００３５】
なお、射出エネルギーの測定は、いずれの確認も、マルチチャンネル分光器（ＭＣＰＤ−３０００；大塚電子株式会社）を用い、またキセノン閃光放電管と測定器の距離は確認動作時に上記分光器の出力が飽和しない距離に夫々設定して実施した。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
表１は、先の発光時間を５０μｓ、１００μｓ、２００μｓ、４００μｓ、１０００μｓ、２０００μｓ、５０００μｓとした場合に得られた射出エネルギー量（μＷ／ｃｍ２）の確認結果を示し、詳細には波長範囲２００〜３００ｎｍの殺菌等に必要・有益な紫外線範囲と同紫外線範囲も含む２００〜８００ｎｍの波長範囲における射出エネルギー量（μＷ／ｃｍ２）の測定結果、等を示している。
【００３８】
表１からも明らかなように、本確認構成例においては、コンデンサーの充電電圧値にかかわらず、発光時間が長くなるに連れていずれの波長範囲においても射出エネルギー量の累積絶対値は増大していることが確認できた。
【００３９】
また、波長範囲２００〜８００ｎｍの射出エネルギー量に対する波長範囲２００〜３００ｎｍ（紫外線）の射出エネルギー量の割合について見てみると、コンデンサーの充電電圧が２７０Ｖの場合、７．４％〜９．７％の範囲で変動し、また充電電圧が３００Ｖの場合、７．８％〜１２．１％の間において変動している。
【００４０】
かかる波長範囲２００〜３００ｎｍ（紫外線）の射出エネルギー量の波長範囲２００〜８００ｎｍの射出エネルギー量に対する割合について改めて考えてみると、一種の紫外線発生効率を示していることに他ならず、もちろん上記割合自体が高い状態でのエネルギー使用が望ましいことも詳述するまでも無い。
【００４１】
しかしながら、紫外線殺菌装置としての本来の動作を考えると、紫外線発生効率が高い状態での使用が好ましいことはもちろんではあるが、得られる紫外線量の絶対値も無視することはできず、すなわち紫外線発生効率が高くても得られる紫外線量が少ない場合、十分な殺菌性能を得られないことも考えられ、実際の装置としての使用の際には先の紫外線発生効率と得られる紫外線量の両者を考慮しての発光動作の設定が必要、かつ望まれる。
【００４２】
図５は、表１における割合数値の最大値を１００として他の割合数値をプロットし、同割合数値の変動を推測した概略グラフを示し、図５からも明らかなように、コンデンサーの充電電圧値の違いにより、上記紫外線発生効率自体並びに同効率が高くなる発光時間に差異が生じている。
【００４３】
なお、紫外線発生効率だけについてその高さを実用面から考えると、図５における８０以上が望ましく、９０以上がより好ましい。すなわち、紫外線発生効率についてのみを考えると、得られる最大効率に対して８０％以上の効率を実現できるような発光動作条件が実用上は望ましく、より好ましくは９０％以上が望まれる。
【００４４】
ここで、上述した紫外線発生効率とキセノン閃光放電管の発光時間との関係について見てみると、図５からも明らかではあるが、本確認例においては、コンデンサーの充電電圧にかかわらず発光時間が５０μｓ〜１００μｓの間に紫外線発生効率のピークが存在し、さらにコンデンサーの充電電圧値が２７０Ｖの場合、約３００μｓを超えると９０％以下となり、約４００μｓを越えると８０％以下となり、さらにコンデンサーの充電電圧が３００Ｖの場合、発光時間が約１００μｓを超えると上記効率は９０％以下となり、また約１５０μｓを超えると８０％以下となっている。以上のことから、紫外線発光効率についてのみ考えると、ピークを超えたあとの紫外線発光効率はコンデンサーの充電電圧が高い場合ほどより短い発光時間で落ちていくことがわかる。
【００４５】
さらに、本確認例におけるキセノン閃光放電管の発光波形について見てみると、イメージとしては図６の概略発光波形図に示したように、急峻に立上ってピークに到達、その後徐々に下降する発光波形となり、具体的には２７０Ｖ時にはおよそ６５μｓで、また３００Ｖ時にはおよそ５５μｓで発光波形はピークに到達し、その後、徐々に下降してゆく発光波形となった。
【００４６】
本発明は、上述したような特性を備えるキセノン閃光放電管を紫外線殺菌装置の紫外線源として有用するべく、その発光波形を、紫外線発生効率が高く、かつ得られる紫外線量も大きくなる発光波形となるように制御するものであり、例えば、本確認例において考えてみると、コンデンサーの充電電圧値を２７０Ｖとして動作させる場合には５５μｓ〜４００μｓの間で、同充電電圧値を３００Ｖとして動作させる場合には６５μｓ〜１５０μｓの発光時間として設定し、発光時間を設定するようにしている。
【００４７】
このため、キセノン閃光放電管の実際の発光動作は、ピーク値を含むピーク値近傍の発光波形が得られた時点でその発光が停止させられる動作となる。
【００４８】
換言すると、発光波形がピーク値を含むピーク値近傍で遮断された波形となるようにキセノン閃光放電管の発光動作を制御することにより、効率が高く良好な紫外線発生効率を実現できるだけでなく、紫外線量の絶対値も良好な紫外線量を得られることになる。
【００４９】
なお、発光波形がピーク値を含むピーク値近傍に到達するまでの時間領域においても紫外線発生効率だけを見れば高くなる領域も存在するが、かかる領域における紫外線量の絶対値は表１に示したように小さく、紫外線殺菌装置への適用は好ましいとは言えず、よって、本発明においては先に述べたように紫外線発生効率と、得られる紫外線量の両者を考慮して発光波形がピーク値を含むピーク値近傍で遮断される発光動作を実現している。
【００５０】
【表２】
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【００５１】
表２は、前述した三条件にてキセノン閃光放電管を発光させた場合に得られた射出エネルギー量（μＷ／ｃｍ２）の確認結果を示し、詳細には波長範囲２００〜３００ｎｍと波長範囲３００〜８００ｎｍでの射出エネルギー量（μＷ／ｃｍ２）の測定結果を示している。
【００５２】
表２からも明らかなように、標準条件に対し、充電電圧を下げつつ発光時間を長くして放電エネルギーをほぼ同等とした第２条件では、３００〜８００ｎｍの範囲の射出エネルギー量は標準条件時に比して１．０８倍とほぼ同等の射出エネルギーが得られているのに対し、殺菌等に有益な２００〜３００ｎｍの範囲のエネルギー量は、放電エネルギー量がほぼ同等であるにもかかわらず０．７９倍と射出エネルギー量は大きく低下していることが確認できた。
【００５３】
また、標準条件に対してほぼ２倍の放電エネルギーとなるように発光時間を長くした第３条件の場合、３００〜８００ｎｍの範囲の射出エネルギー量は２．０８倍と放電エネルギー量に基づいていたが、２００〜３００ｎｍの範囲の射出エネルギー量は、放電エネルギー量をほぼ２倍にしているにもかかわらず１．８７倍と、先の第２条件の場合と同様射出エネルギー量は大きく低下していることが確認できた。
【００５４】
ここで、上記測定結果を、先の表１で述べた確認結果並びに図５に示した概略グラフと併せて波長範囲２００〜３００ｎｍの殺菌等に必要・有益な紫外線を得る観点から見てみると、放電エネルギーを増大させると確かに絶対値的には紫外線を増やすことはできるが、放電エネルギーの増大に比例した紫外線の増大は期待できず、例えば本確認事例における標準条件の２倍の放電エネルギーを消費すると仮定した場合、一度に２倍の放電エネルギーを消費して標準条件の１．８７倍の紫外線量を得る第３条件の発光動作より、標準条件の発光動作を２回実施して２倍の紫外線量を得る方が、結果として多くの紫外線量を得られることになる。
【００５５】
すなわち、発光波形がピーク値を含むピーク値近傍に到達した時点までの少ない放電エネルギーの発光動作を複数回行う方が、ピーク値近傍を越える大きな放電エネルギーによる発光動作を１回行う場合に比して、波長範囲２００〜３００ｎｍの殺菌等に必要・有益な紫外線を得るためには有効となる。換言すると、発光波形がピーク値を含むピーク値近傍に到達するまでの発光動作は紫外線発生効率を向上できていることに他ならない。
【００５６】
なお、繰り返しになるが、紫外線殺菌装置への適用は、殺菌作用への寄与を考えると紫外線量の絶対値も考慮する必要があることはもちろんであり、よって本発明においては、紫外線量の絶対値を考慮しつつ発光波形がピーク値を含むピーク値近傍で遮断した波形となるようにキセノン閃光放電管の発光動作を制御していることは言うまでも無い。
【００５７】
以下、本発明に係る紫外線殺菌装置１の第１の実施形態の動作について述べる。
【００５８】
図２に示したように、紫外線殺菌装置１が殺菌を行うべくステップ２０１にて起動されると、装置１はまずステップ２０２にて内部カウンタをリセットし、次にステップ２０３にて充電回路２によるコンデンサー３の充電を開始し、ステップ２０４にてその充電が完了するとステップ２０５にて制御手段７からスイッチ手段６のオン信号を出力する。
【００５９】
オン信号が出力されるとスイッチ手段６はオン動作を行い、これによりトリガー回路５も動作を開始し、キセノン閃光放電管４は上記コンデンサー３の充電電荷を消費して発光を開始することになる。なお、上記オン信号出力時、制御手段７は同時に内蔵するタイマーをオンして計時をスタートさせている。
【００６０】
キセノン閃光放電管４の発光は、制御手段７の受光素子７ａにて受光され、その受光出力が波形検出手段７ｂに入力されることになる。
【００６１】
波形検出手段７ｂは、例えばキセノン閃光放電管４の発光動作中、受光素子７ａの受光出力をステップ２０６にてＡＤ変換し、さらにそのＡＤ変換値が最大値を含む近傍値に達したか否かをステップ２０７にて判定、その判定結果を発光時間設定手段７ｃに出力する。
【００６２】
ここで、上記ＡＤ変換値が最大値を含む近傍値と判定されなかった場合、フローは再度ＡＤ変換を行うべく、ステップ２０９にて実行済のＡＤ変換回数の内部カウンタによる計数を行い、次にステップ２１０にてその計数結果と先のＡＤ変換値が確実にＭａｘ値を含む近傍値を越えるまでの時間に基づいてあらかじめ設定してある所定回数との比較判定を実施し、もちろん係る場合は所定回数に達していないことからフローはＡＤ変換（ステップ２０６）に戻り、再度のＡＤ変換を含む上述した動作を行うことになる。
【００６３】
上記ＡＤ変換値が最大値を含む近傍値と判定された場合、フローは先のステップ２０５でスタートしていた計時を停止し、その計時時間を、次回以降のキセノン閃光放電管４の発光時間Ｔとしてステップ２０８にて設定する。具体的には、上記計時時間信号を発光時間設定手段７ｃに出力し、発光時間設定手段７ｃは上記計時時間信号を受けてスイッチ手段６にオフ信号を出力する時点を設定し、先のオン信号の出力から上記オフ信号を出力するまでの時間を次回以降のキセノン閃光放電管４の発光時間Ｔとして設定する。
【００６４】
その後フローは先のステップ２０９，２１０を経て、先のＡＤ変換回数が所定回数に達した時点でフロー２１１に示したように発光時間設定手段７ｃよりオフ信号を出力し、キセノン閃光放電管４の発光を停止する。なお、係る動作中、先のＡＤ変換値は最大値を含む近傍値より低下していることは言うまでも無く、よってフローは上記ステップ２０８を介することなく実行されることになる。
【００６５】
装置１は、次いでキセノン閃光放電管４の次回の発光、すなわち本来の殺菌動作を開始するためにコンデンサー３の充電をステップ２１２にて再度開始し、このコンデンサー３の充電がステップ２１３にて完了すると制御手段７よりステップ２１４にてスイッチ手段６のオン信号を出力してスイッチ手段６をオンし、これによりトリガー回路５を動作させてキセノン閃光放電管４を発光させることになる。
【００６６】
発光を開始したキセノン閃光放電管４は、先のステップ２０８にて設定した発光時間Ｔの経過がステップ２１５にて確認されることで制御手段７が出力するスイッチ手段６のオフ信号によりステップ２１６にてその発光を停止する。
【００６７】
したがって、上述したキセノン閃光放電管４の発光動作について見てみると、図３に概略波形図を示したように、発光波形がピーク値を含む近傍値に到達した時点である先の発光時間Ｔが経過した時点で遮断された実線で示した波形となる発光動作となる。すなわち、図３において、一部破線で示したコンデンサー３の充電エネルギーを殆ど全てを消費する発光動作時の発光波形とは大きく異なる発光波形となることは詳述するまでもない。なお、発光波形がピーク値を含む近傍値に到達した発光時間Ｔが経過した時点で遮断された上記の発光動作は、キセノン閃光放電管４に流れるいわゆる管電流がピーク値を含む近傍値にて遮断された発光動作ということもできる。
【００６８】
キセノン閃光放電管４の発光動作が上記発光時間Ｔの経過にて停止すると、フローは次にステップ２１７にて内部カウンタによるキセノン閃光放電管４の発光動作回数を計数し、次いでステップ２１８にてその計数結果と規定発光回数、すなわち殺菌対象を十分に殺菌することができる発光回数との比較判定を実施し、もちろん係る場合は殺菌動作としては１回目の発光であり上記規定発光回数に達していないことからフローはステップ２１２に戻り、コンデンサー３の充電から上述した動作が再度実施され、以降、係る動作は、ステップ２１７での計数結果が上記規定発光回数を越えるまで継続されることになる。
【００６９】
発光波形がピーク値を含むピーク値近傍にて遮断された波形となる上述したキセノン閃光放電管４の発光動作回数が先の規定発光回数に到達すると、フローはステップ２１８にてその到達を判定してステップ２１９に進み、これにより今回の殺菌動作を終了する。
【００７０】
ここで、上述したステップ２１２以降の殺菌動作時におけるコンデンサー３の充放電動作について、図４に示した充電電圧イメージ図を参照して見てみる。
【００７１】
コンデンサー３は、ステップ２１２の時点である時点ｔ０より充電が開始され、その充電電圧は図４に示したように徐々に上昇してゆくことになる。
【００７２】
コンデンサー３の充電電圧値が上昇して時点ｔ１にて充電完了電圧値Ｖmaxに到達して充電が完了（ステップ２１３）すると、ステップ２１４にてオン信号が出力され、その充電電荷がキセノン閃光放電管４を介して放電されることになり、キセノン閃光放電管４は発光を開始し、もちろん同時にコンデンサー３の充電電圧は急峻に下降することになる。
【００７３】
キセノン閃光放電管４の発光動作でもある上記放電動作は、先の発光時間Ｔが経過した時点ｔ２にて出力されるオフ信号にて停止され、すなわちキセノン閃光放電管４の発光動作が停止すると同時にコンデンサー３の充電電圧の下降も停止することになる。さらに今回の発光動作の累計発光回数が先の規定発光回数に達していない場合、ステップ２１８での判定を経て再度充電が開始（ステップ２１２）されることになりコンデンサー３の充電電圧は図４中の時点ｔ２以降に示したように再び上昇していくことになる。
【００７４】
以降、時点ｔ３にて充電が完了するとオン信号によりキセノン閃光放電管４の発光動作が再度行われることからコンデンサー３の充電電圧は先の発光時間Ｔが経過するまで再度急峻に下降し、一方当該発光動作を加えた累積発光回数が規定発光回数に達していない場合、再びステップ２１２の充電動作から上述したような動作が繰返されることになる。
【００７５】
すなわち図４の時点ｔ３以降に示したようにコンデンサー３は、キセノン閃光放電管４の発光時間Ｔの発光動作に基づき上述したような充電電圧の上昇と下降とからなるいわゆる充放電動作を繰返し行うことになる。
【００７６】
ここで、上記充放電動作の繰返し時におけるコンデンサー３の充電電圧について図４を参照してあらためて見てみると、先の発光動作は管電流値がピーク値を含むピーク値近傍に到達した時点で遮断される発光動作でありコンデンサー３の充電電荷を全て放出する発光動作とは異なることから１回の発光動作にて消費するエネルギー量は少なく、したがって１回の発光動作で下降する電圧は充電完了電圧値Ｖmaxから発光が停止する電圧値Ｖsまでと小さくなる。
【００７７】
この結果、次回の発光動作のための充電動作はこの電圧値Ｖsから開始されることになり、当然のことながら充電完了電圧値Ｖmaxに到達するまでの図４中にＴｂで示した上記繰返し発光動作中のいわゆる充電時間は、充電電荷を全て放出した時点ｔ０から充電完了する時点ｔ１までの充電時間Ｔａより短くできることになり、殺菌動作である先の繰返し発光動作間隔を短くできることになる。
【００７８】
以上述べたように、本発明に係る紫外線殺菌装置１の第１実施形態によれば、キセノン閃光放電管の発光時間は、その発光波形がピーク値を含む近傍に到達した時点で終了するように設定されることからキセノン閃光放電管の発光動作において紫外線に対するコンデンサーの充電電荷エネルギーの利用効率を高めることができ、これにより紫外線を発生させるために使用するエネルギー量を小さくでき、よって次回発光のために必要となるエネルギー量の充電時間を短縮でき、繰返し発光動作間隔を短くできると共に、コンデンサーの充放電エネルギー量を小さくしてコンデンサーの耐久性能を向上させることができることになる。
（第２の実施形態）
次に、本発明の紫外線殺菌装置に係る第２の実施形態について、図７を参照しつつ説明する。
【００７９】
図７は、本発明に係る第２の実施形態の紫外線殺菌装置８を示す概略ブロック図であり、本第２の実施形態の紫外線殺菌装置８は、図示したように、先の第１の実施形態の紫外線殺菌装置１とは異なる制御手段９を備えている。
【００８０】
すなわち、本第２の実施形態の紫外線殺菌装置８の制御手段９は、第１の実施形態の制御手段７と同様、スイッチ手段６のオン・オフ動作を制御する手段であり、スイッチ手段６をオン動作させるオン信号を出力すると共に発光波形のピーク値を含むピーク値近傍にてスイッチ手段６をオフ動作させるオフ信号を出力することによりキセノン閃光放電管４の発光波形をピーク値近傍で遮断された発光波形となるように制御し、かつオン・オフ動作を少なくとも図示していない殺菌対象物品の十分な殺菌に必要となる紫外線量を得ることができる規定回数行うように制御する手段である。
【００８１】
しかしながら、図７からも明らかなように、図１に示した第１の実施形態において備えていた受光素子７ａ、波形検出手段７ｂ等を備えておらず、このため、図２のステップ２０１からステップ２１１にて説明したキセノン閃光放電管４の発光動作による発光時間Ｔの設定動作を行うことはなく、本第２の実施形態においては、上記発光時間情報は、例えば装置８の製造工程において発光時間記憶手段９Ａの入力端子９Ｘを介して供給され、これにより発光時間記憶手段９Ａにてあらかじめ上記発光時間Ｔが設定されることになる。
【００８２】
換言すれば、本第２の実施形態に係る紫外線殺菌装置８は、スイッチ手段６の動作を制御する発光時間記憶手段９Ａによる発光時間Ｔの設定を、動作開始後にキセノン閃光放電管の発光動作を行うことなくあらかじめ行うようにする点で第１の実施形態と相違する。
【００８３】
この構成によれば、キセノン閃光放電管４の発光時間Ｔは、あらかじめその発光波形がピーク値を含むピーク値近傍に到達した時点で終了するように設定されることから、キセノン閃光放電管４の発光動作において、紫外線に対するコンデンサーの充電電荷エネルギーの利用効率を高めることができ、これにより先に述べた第１の実施形態と同様、紫外線を発生させるために使用するエネルギー量を小さくでき、よって次回発光のために必要となるエネルギー量の充電時間を短縮でき、繰返し発光動作間隔を短くできると共に、コンデンサーの充放電エネルギー量を小さくしてコンデンサーの耐久性能を向上させることができたキセノン閃光放電管を用いた紫外線殺菌装置を提供することができる。
【００８４】
なお、本発明に係る殺菌装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく。本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、閃光放電管を用いて殺菌対象に対して紫外線を照射する紫外線殺菌装置に有効に利用できる。
【符号の説明】
【００８６】
１  紫外線殺菌装置
２  充電回路
３  コンデンサー
４  キセノン閃光放電管
５  トリガー回路
５ａ  トリガーコンデンサ
５ｂ  トリガーコイル
６  スイッチ手段
７  制御手段
７ａ  受光素子
７ｂ  波形検出手段
７ｃ  発光時間設定手段
８  紫外線殺菌装置
９  制御手段
９Ａ  発光時間記憶手段
【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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