インキュベータ
【課題】培養室内の環境管理、滅菌管理を効率よく行えるようにする。
【解決手段】被培養体が収納される培養室４０と、気化されることにより培養室４０内に供給される液体が収容される皿構造１８と、液体を霧化する超音波振動子１９１と備えるインキュベータ１を提供する。皿構造１８は、第１の底面１８１１、第１の底面１８１１の周囲に立設された第１の側面１８１２によって区画される第１の収容部１８１と、第１の収容部１８１内に設けられ、第２の底面１８２１、及び第２の底面１８２１の周囲に立設され第１の側面１８１２よりも低背の第２の側面１８２２によって区画される第２の収容部１８２とを備える。第１の収容部１８１には、培養室４０内の湿度を所定の湿度に維持するための水が貯留され、第２の収容部１８２には、水又は培養室４０内を除菌するための処理液が貯留される。
【解決手段】被培養体が収納される培養室４０と、気化されることにより培養室４０内に供給される液体が収容される皿構造１８と、液体を霧化する超音波振動子１９１と備えるインキュベータ１を提供する。皿構造１８は、第１の底面１８１１、第１の底面１８１１の周囲に立設された第１の側面１８１２によって区画される第１の収容部１８１と、第１の収容部１８１内に設けられ、第２の底面１８２１、及び第２の底面１８２１の周囲に立設され第１の側面１８１２よりも低背の第２の側面１８２２によって区画される第２の収容部１８２とを備える。第１の収容部１８１には、培養室４０内の湿度を所定の湿度に維持するための水が貯留され、第２の収容部１８２には、水又は培養室４０内を除菌するための処理液が貯留される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インキュベータに関し、特に培養室内の環境管理、滅菌管理を効率よく行えるようにするための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
被培養体を収納するチャンバの内部に二酸化炭素（ＣＯ２）ガスを供給するための手段と、培養室（チャンバ）の内部のＣＯ２ガスの濃度を検出するためのセンサとを備え、ＣＯ２ガスの濃度に応じて、ＣＯ２ガスの供給量を制御するＣＯ２インキュベータ（以後「インキュベータ」と略称する）が知られている。
【０００３】
このようなインキュベータを用いて被培養体を培養した後にこれを変更する場合、細胞や微生物等の先の被培養体自体又は同被培養体に寄生していた菌やウイルス等がチャンバの内壁に付着していたり、同チャンバの内部を浮遊していたりするため、これらによる次の被培養体の汚染（コンタミネーション）を回避するべく、チャンバの内部に対し滅菌処理を行なう必要がある。
【０００４】
チャンバ内を滅菌する仕組みに関し、例えば、特許文献１には、ファン、オゾン発生器、チャンバに併設されるバイパス路内のオゾン濃度を測るオゾンセンサ、チャンバ内を加熱するヒータとは別に設けられるバイパス路ヒータ、チャンバ内の温度を測る第１温度センサ、バイパス路内の温度を測る第２温度センサ、制御部、チャンバ内の空気の湿度の管理やオゾンガスの滅菌作用の向上させるための水皿等を備えたＣＯ２インキュベータが開示されている。
【０００５】
また特許文献２には、培養物を収納するチャンバと当該チャンバの開口を開閉自在に閉塞する扉、外部から供給されるＣＯ２ガスをチャンバ内に取り込むためのバルブ、チャンバ内の空気を循環させるファン、紫外線を発する紫外線ランプ等を備えたＣＯ２インキュベータが開示され、チャンバ内の殺菌処理に際し、殺菌効果を有するガス（過酸化水素ガス、オゾンガス）を発生する殺菌ガス発生装置をチャンバ内に設置することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１５４７９２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５４７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のように水皿を用いてチャンバ内の空気の湿度を適切に維持するためには、水皿に適量の水が貯留されているように管理する必要がある。そのため、インキュベータの利用者は、インキュベータの底面に設けられた水皿にアクセスして定期的に水の残量を監視する必要がある。また湿度をチャンバ内の全体にわたって適切に管理するためには、水皿の水を効率よく蒸発させてチャンバ内の全体に行き渡らせる必要がある。
【０００８】
また特許文献２では殺菌ガス発生装置を用いてチャンバ内の殺菌を行うが、殺菌ガス発生装置をチャンバ内に持ち込む必要があり、殺菌処理の都度、利用者の手を煩わせることになる。
【０００９】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたもので、培養室内の環境管理、滅菌管理を効率よく行うことが可能なインキュベータ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】
【００１０】
上記課題を解決するための主たる発明の一つは、インキュベータであって、被培養体が収納される培養室と、液体が収容される皿構造と、前記皿構造の一部に設けられ、前記液体を霧化する超音波振動子と、霧化した前記液体を前記被培養室の空気と接触させる気液接触構造とを備えることとする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、培養室内の環境管理、滅菌管理を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態として説明するインキュベータ１を前方（＋Ｘ方向）から眺めた外観斜視図である。
【図２】第１実施形態として説明するインキュベータ１を前方（＋Ｘ方向）から眺めた外観斜視図である。
【図３】第１実施形態として説明するインキュベータ１を図２のＹ−Ｙ’線で切断した断面図である。
【図４】第１実施形態として説明するインキュベータ１を図２のＸ−Ｘ’線で切断した断面図である。
【図５】制御装置１００のブロック図である。
【図６】内箱３内の加湿時における、インキュベータ１の動作を説明する図である。
【図７】内箱３内の急加湿時における、インキュベータ１の動作を説明する図である。
【図８】内箱３内の除菌処理時におけるインキュベータ１の動作を説明する図である。
【図９】第２実施形態として説明するインキュベータ１の断面図である。
【図１０】第２実施形態として説明するインキュベータ１における、内箱３内の加湿時におけるインキュベータ１の動作を説明する図である。
【図１１】第２実施形態として説明するインキュベータ１における、内箱３内の急加湿時におけるインキュベータ１の動作を説明する図である。
【図１２】第２実施形態として説明するインキュベータ１における、内箱３内の除菌処理時におけるインキュベータ１の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかになる。
【００１４】
［第１実施形態］
図１乃至図４に第１実施形態として説明するインキュベータ１を示している。尚、以下の説明では、これらの図に示した向きに座標系を設定するものとする。
【００１５】
図１はインキュベータ１を前方（＋Ｘ方向）から眺めた外観斜視図である。図２はインキュベータ１を図１と同じ方向から眺めた外観斜視図であり、後述する外扉２２及び内扉３２を閉じるとともに、後述する引き出し１１を外箱２に設けられる後述する収納部１２に収納した状態を示す図である。図３はインキュベータ１を図２のＹ−Ｙ’線で切断した断面図である。図４はインキュベータ１を図２のＸ−Ｘ’線で切断した断面図である。
【００１６】
これらの図に示すように、インキュベータ１は、外箱２、外箱２の内部に設けられる内箱３、及び内箱３の下方（−Ｚ方向）に設けられる引き出し構造（引き出し１１、収納部１２）を備えている。
【００１７】
外箱２はステンレス等の素材からなる略直方体状の箱体である。内箱３はステンレス等の素材からなる、外箱２の外形よりもやや小さな略直方体状の箱体である。図３及び図４に示すように、内箱３は、背板３１１、対向する２つの側面板３１２，３１３、及び天井板３１４を有する。尚、図面では内箱３をインキュベータ１内に支持するための構造については省略している。
【００１８】
外箱２と内箱３との間には断熱材５が充填されている。外箱２の＋Ｘ側の側面には開口２１が形成されており、外箱２には、この開口２１を閉塞してインキュベータ１内を気密に保つための２つの扉（外扉２２及び内扉３２）が蝶番（ヒンジ）等を介して取り付けられている。尚、外扉２２や内扉３２は、左右いずれを支点としても開閉可能な構造（リバーシブル構造）とすることもできる。
【００１９】
外扉２２はステンレス等の素材からなる、内扉３２よりもやや外形の大きな略矩形状を呈し、内部に断熱材が充填されている。外扉２２の内側の周縁には、インキュベータ１内の気密性を確保すべくパッキン２３が設けられている。内扉３２は、樹脂、硝子等の透明の素材からなる略矩形状の板材である。外箱２の開口２１の周囲の内扉３２が当接する部分には、インキュベータ１内の気密性を確保すべくパッキン３３が設けられている。
【００２０】
内箱３の内部空間（チャンバ）には、細胞や微生物等の被培養体を載置するための複数の棚板６が設けられている。棚板６の周囲には、棚板６の背面（−Ｘ側）に設けられる背板４１１、棚板６の両サイド（±Ｙ方向）に設けられる２つの側面板４１２，４１３、及び棚板６の上方（＋Ｚ方向）に設けられる天井板４１４を備えて構成されるケース４１が設けられている。ケース４１は、例えば、ステンレス等の素材からなる。
【００２１】
側面板４１２，４１３の面内には、パンチング加工等によって多数の風穴４８が形成されている。以下の説明において、ケース４１内の空間のことを培養室４０と称する。図面では、ケース４１をインキュベータ１内に支持するための構造については省略している。
【００２２】
引き出し１１は、ステンレスや樹脂等の素材からなる略直方体状の箱体である。引き出し１１の左右側面１１１，１１２（及び収納部１２の対応する位置）には、引き出し１１を収納部１２に円滑に抜き差しできるように支持するためのレール構造１３が設けられている。
【００２３】
引き出し１１の前面パネル１１３の前面側（＋Ｘ側）には、利用者が引き出し１１を抜き差しする際に持ち手部分となる取手１１４が設けられている。引き出し１１の前面パネル１１３の内側（−Ｘ側）の周縁には、インキュベータ１内の気密性を確保すべくパッキン３６が設けられている。
【００２４】
図３に示すように、ケース４１の側面板４１２と内箱３の側面板３１２との間には、第１の隙間空間５１が形成されている。ケース４１（ケース４１の最下段の棚板６）と引き出し１１との間には、第１の隙間空間５１に繋がる第２の隙間空間５２が形成されている。ケース４１の側面板４１３と内箱３の側面板３１３との間には、第２の隙間空間５２に繋がる第３の隙間空間５３が形成されている。さらに前述した天井板４１４と内箱３の天井板３１４との間には、第３の隙間空間５３及び第１の隙間空間５１に繋がる第４の隙間空間５４が形成されている。そしてこれら第１乃至第４の隙間空間５１〜５４によって、棚板６の周囲には、内箱３内を循環する空気が流通するダクト５０が形成されている。
【００２５】
同図に示すように、ダクト５０の流路中（同図では第１の隙間空間５１内）には、ファン４２（ファンモータ、多翼ファン等）が設けられている。インキュベータ１を用いた培養運転の際、もしくはインキュベータ１内部の除菌処理に際しては、このファン４２が回転することによりダクト５０内及び培養室４０内を循環する空気の流れが生じる。ダクト５０内の天井板４１４の上面側には、ダクト５０を流れる空気を加熱するためのヒータ４３が設けられている。
【００２６】
図３又は図４に示すように、引き出し１１の内部には皿構造１８が設けられている。皿構造１８は、第１の底面１８１１と、第１の底面１８１１の周囲に立設された第１の側面１８１２によって区画された第１の収容部１８１を備える。また皿構造１８は、第１の収容部１８１に設けられ、第１の収容部１８１の第１の底面１８１１よりも所定高さ底上げされた第２の底面１８２１と、第２の底面１８２１の周囲に立設され第１の側面１８１１よりも低背の第２の側面１８２２とによって区画された第２の収容部１８２を備える。
【００２７】
第１の収容部１８１の第１の底面１８１１には、皿構造１８に収容されている液体を加熱するためのヒータ１９２が設けられている。第２の収容部１８２の第２の底面１８２１には超音波振動子１９１が設けられている。
【００２８】
以上の構成に加えて、インキュベータ１は、当該インキュベータ１の動作制御や状態監視等を行うための制御装置１００を備えている。図４に示すように、制御装置１００は、例えば、外箱２の背面に設けられたカバー１０１や外扉２２等に収容されている。
【００２９】
図５に制御装置１００のブロック図を示している。同図に示すように、制御装置１００は、中央処理装置１５１、メモリ１５２、計時装置１５３、入力装置１５４、表示装置１５５、各種センサ群１５６、流量制御装置１５７、ファン制御装置１５８、振動子制御装置１５９、及びヒータ制御装置１６０を備えている。
【００３０】
中央処理装置１５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）等を用いて構成される。中央制御装置１１１は、制御装置１００の統括的な役割を果たす。
【００３１】
メモリ１５２は、中央処理装置１５１によって読み出されて実行されるプログラムや中央処理装置１５１によって参照されるデータが格納される、揮発性又は不揮発性の記憶装置である。
【００３２】
計時装置１５３は、日時情報や経過時刻等の時間に関するデータを生成する。計時装置１５３が生成した情報は、例えば、流量制御装置１５７、ファン制御装置１５８、振動子制御装置１５９、及びヒータ制御装置１６０が備える計時情報に基づく駆動制御の機能に用いられる。
【００３３】
入力装置１５４は、利用者からインキュベータ１の動作を設定するための情報等の入力情報を受け付けるユーザインタフェースであり、例えば、キーボード、タッチパネル等である。中央処理装置１５１は、入力装置１５４から受け付けた情報に基づき、流量制御装置１５７、ファン制御装置１５８、振動子制御装置１５９、及びヒータ制御装置１６０を制御する。
【００３４】
表示装置１５５は、インキュベータ１の動作状態や監視情報等を利用者に視覚的な情報として提供するユーザインタフェースであり、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬパネル等である。中央処理装置１５１は、流量制御装置１５７、ファン制御装置１５８、振動子制御装置１５９、及びヒータ制御装置１６０から動作状態や監視情報を取得し、取得した情報を表示装置１５５に出力する。
【００３５】
センサ群１１６は、内箱３の内部の温度を計測する温度センサ、内箱３の内部の湿度を計測する湿度センサ、第１の収容部１８１や第２の収容部１８２に貯留されている液体の水位を検知する水位センサ、内箱３の内部の二酸化炭素（以下、ＣＯ２と記載する。）の濃度を計測するＣＯ２センサを含み、更に内箱３の内部の酸素（以下、Ｏ２と記載する。）の濃度を計測するＯ２センサ、内箱３の内部の窒素（以下、Ｎ２と記載する。）の濃度を計測するＮ２センサ、内箱３の内部の過酸化水素（以下、Ｈ２Ｏ２と記載する。）の濃度を計測するＨ２Ｏ２センサ等を備えてもよい。
【００３６】
流量制御装置１５７は、一端が外箱２の外部から内箱３内に貫通して設けられ、他端がガスボンベ等のガス供給源に接続されたガス供給管（不図示）の経路途中に設けられた電磁バルブ（不図示）を制御（ＰＩＤ（Proportional Integral Derivative）制御等）し、ノズルから内箱３内へのガス８（ＣＯ２、Ｏ２等）の供給を制御する。中央処理装置１５１は、センサ群１１６から取得される情報に基づき、培養室４０内のガス濃度（ＣＯ２濃度、Ｏ２濃度等）が適切になるように流量制御装置１５７を制御する。
【００３７】
ファン制御装置１５８は、ファン４２の回転数を制御（ＰＩＤ制御等）する。中央処理装置１５１は、センサ群１１６から取得される情報に基づき、ダクト５０を流れる気流の速度が適切になるようにファン制御装置１５８を制御する。
【００３８】
振動子制御装置１５９は、超音波振動子１９１の動作（オンオフ、周波数等）を制御（ＰＩＤ制御等）する。中央処理装置１５１は、センサ群１１６から取得される情報に基づき、培養室４０内の湿度やＨ２Ｏ２の濃度が適切になるように振動子制御装置１５９を制御する。
【００３９】
ヒータ制御装置１６０は、ヒータ４３及びヒータ１９２の動作（オンオフ、温度等）を制御（ＰＩＤ制御、サーミスタ制御等）する。中央処理装置１５１は、センサ群１１６から取得される情報に基づき、皿構造１８に貯留されている液体の温度、培養室４０内の湿度、ダクト５０を流れる気体の温度等が適切になるように、ヒータ制御装置１６０を制御する。
【００４０】
＜加湿時の動作＞
図６はインキュベータ１を図２に示すＹ−Ｙ’線で切断した断面図であり、内箱３内の加湿時における、インキュベータ１の動作を説明する図である。同図に示す動作は、例えば、培養室４０内の湿度が適正値（目標値）よりも低い場合に行われる。
【００４１】
内箱３内を加湿する際は、まず皿構造１８の第１の収容部１８１に必要量の水を予め供給しておく。尚、利用者は引き出し１１を引き出すことで、簡便に第１の収容部１８１に水を供給することができる。また利用者は、引き出し１１を引き出すことで、第１の収容部１８１に貯留されている水の残量を容易に確認することができる。
【００４２】
図６に示すように、内箱３の加湿時にはファン４２を回転させて空気を循環させる。同図に矢線で示しているように、この気流によって第１の隙間空間５１から第２の隙間空間５２に連続的に空気が流入し、第２の隙間空間５２に流入した空気は第１の収容部１８１に貯留されている水と接触する。そして水と接触することにより湿潤となった空気が第１の隙間空間５１から後続して流入してくる空気に押されて第３の隙間空間５３に流入する。
【００４３】
前述したように、側面板４１３の面内には多数の風穴４８が形成されている。そのため、第３の隙間空間５３に流入した空気の一部は第３の隙間空間５３を第４の隙間空間５３に向けて上昇し、一方、流入した空気の他の一部は側面板４１３に設けられた風穴４８を通って培養室４０に流入する。ここで第１の隙間空間５１内では、ファン４２の作用によって下降気流が生じているので、第１の隙間空間５１は第３の隙間空間５２に比べて負圧となる。そのため、第３の隙間空間５３の空気は培養室４０内に効率よく吸い込まれ、培養室４０内に気流（＋Ｙ→−Ｙ方向の気流）が生じて第１の隙間空間５１に排出され、第１の隙間空間５１を流れる下降気流と合流することとなる。
【００４４】
このように、本実施形態のインキュベータ１によれば、加湿に際しダクト５０内を循環する空気に効率よく水分が供給されるとともに、水分を含んだ湿潤な空気を効率よく培養室４０内に送り込むことができるので、培養室４０内の湿度管理を効率よく行うことができる。
【００４５】
＜急加湿時の動作＞
図７は図３と同様にインキュベータ１を図２に示すＹ−Ｙ’線で切断した断面図であり、内箱３内の急加湿時における、インキュベータ１の動作を説明する図である。急加湿動作は、培養室４０内の湿度が適正値（目標値）よりも低く、内箱３内を急速に加湿したい場合に行われる。これは、例えば、扉が開閉されて庫内湿度が低下した場合があげられる。
【００４６】
内箱３内を急加湿する際は、前述した加湿時の場合と同様に、皿構造１８の第１の収容部１８１に予め水を供給しておく。尚、急加湿時には、加湿時と異なり、第２の収容部１８２に十分な量の水が浸入する程度の水を第１の収容部１８１に供給しておく。つまり、加湿時には第１の収容部１８１と第２の収容部１８２の双方に水が供給されることになる。そして、第２の収容部１８２の水位が所定水位まで低下したことを水位センサにより検知したときは、超音波振動子１９１の空焚きを防止するために動作を終了する。
【００４７】
加湿時の場合と同様に、急加湿時にはファン４２を回転させてダクト５０内及び培養室４０内に空気を循環させる。加えて急加湿時には超音波振動子１９１を動作させる。ここで貯音波振動子１９１を動作させると、第２の収容部１８２に貯留されている水が霧化（ミスト化）されて第２の収容部１８２の液面に水柱が形成され、第２の隙間空間５２を流れる空気はこの水柱の水滴（ミスト）と接触する。
【００４８】
このように本実施形態のインキュベータ１はダクト５０内を循環する空気と超音波振動子１９１によって霧化された水とを接触させる構造（気液接触構造）を備えるため、第２の隙間空間５２を流れる空気と水との間の接触面積が増大し、第２の隙間空間５２を流れる空気に効率よく積極的に水分を供給することができる。そのため、水分を含んだ湿潤な空気を効率よく培養室４０内に送り込むことができ、培養室４０内の湿度管理を効率よく行うことができる。
【００４９】
＜除菌処理時の動作＞
図８は図３と同様にインキュベータ１を図２に示すＹ−Ｙ’線で切断した断面図であり、内箱３内の除菌処理時におけるインキュベータ１の動作を説明する図である。
【００５０】
同図に示すように、除菌処理時には、皿構造１８の第２の収容部１８２に過酸化水素水溶液等の除菌用処理液を貯留しておく。尚、利用者は引き出し１１を収納部１２から引き出すことで簡便に第２の収容部１８２に除菌用処理液を供給することができる。また第２の収容部１８２の容積を、例えば一回の除菌処理に必要な量に一致させておくようにすれば、計量作業を省略することができる。
【００５１】
加湿時又は急加湿時の場合と同様に、除菌処理時にはファン４２を回転させてダクト５０内及び培養室４０内に空気を循環させる。また急加湿時の場合と同様に、超音波振動子１９１を動作させて第２の収容部１８２に貯留されている除菌用処理液を第２の隙間空間５１を流れる気流に積極的に接触させる。
【００５２】
ここで急加湿時の場合と同様に、貯音波振動子１９１によって除菌用処理液の水柱が形成され、これにより第２の隙間空間５２を流れる空気と除菌用処理液との間の接触面積が増大し、第２の隙間空間５２を流れる空気に効率よく除菌用処理液を供給することができる。
【００５３】
このように、本実施形態のインキュベータ１によれば、急加湿に際しダクト５０内を循環する空気に効率よく積極的に除菌用処理液を供給することができるとともに、除菌用処理液を含んだ空気を効率よくダクト５０内及び培養室４０内に送り込むことができるので、ダクト５０内及び培養室４０内を確実に効率よく除菌することができる。
【００５４】
また本実施形態のインキュベータ１は、必要供給量の異なる複数種類の液体のインキュベータ１への供給に柔軟に対応することができる。また同じ超音波振動子を第１の液体及び第２の液体の双方の霧化に用いることができる。そのため、液体の種類ごとに個別に超音波振動子１９１を設ける必要がなく、インキュベータ１の構成の簡素化、製造工程の簡素化、製造コストの低廉化等を図ることができる。
【００５５】
また本実施形態のインキュベータ１は、加湿又は急加湿のいずれかを選択して培養室４０内の加湿処理を行うことができるので、ユーザのニーズに柔軟に対応することができる。また不必要に急加湿を行わないことで、インキュベータ１の運転時の電力消費を抑えることができる。
【００５６】
［第２実施形態］
図９は第２実施形態として説明するインキュベータ１の断面図である。第２実施形態のインキュベータ１は、第１実施形態のインキュベータ１と内箱３内部の構造や内箱３内部における空気の循環経路が異なるが、他の構成については第１実施形態のインキュベータ１と同様である。
【００５７】
同図に示すように、第２実施形態のインキュベータ１は、第１実施形態のインキュベータ１におけるケース４１に相当する構成は備えていない。第２実施形態のインキュベータ１は、内箱３内の背面側（−Ｙ側）に内箱３の背板３１１と並行に棚板６の全体に亘って背面板４５を設けている。同図に示すように、この背面板４５によって内箱３内の背面側にダクト５０が形成されている。
【００５８】
背面板４５の上方（＋Ｚ方向）には、パンチング加工等によって多数の風穴４５１が形成されている。ダクト５０の上方（＋Ｘ方向）の端部には、風穴４５１を介して棚板６が設けられている空間（以下、この空間のことを培養室４０と称する。）から気体を吸い込み、吸い込んだ気体をダクト５０内の下方に向けて送り出すファン４２（ファンモータ、多翼ファン等）が設けられている。
【００５９】
背板４１１の下端は皿構造１８から所定間隔だけ離間させてあり、これにより背板４１１の下方でダクト５０が培養室４０と繋がっている。最下位に存在する棚板６と引き出し１１との間にはカバー４７が設けられている。カバー４７の略水平な面内には多数の風穴４７１が形成されている。尚、第２実施形態のインキュベータ１においてカバー４７は必ずしも必須の構成要素ではない。各棚板６の面内には、パンチング加工等により上下方向（±Ｚ方向）に気流を通過させるための多数の風穴４９が設けられている。
【００６０】
＜加湿時の動作＞
図１０は第２実施形態のインキュベータ１の加湿時における動作を説明する図である。同図に示す動作は、例えば、培養室４０内の湿度が適正値（目標値）よりも低い場合に行われる。第１実施形態のインキュベータ１の場合と同様に、内箱３内の加湿時には、皿構造１８の第１の収容部１８１に必要量の水を予め供給しておく。
【００６１】
同図に示すように、加湿時にはファン４２を回転させてダクト５０内に下降気流を生じさせる。これにより培養室４０の空気がダクト５０の上方からダクト５０内に吸い込まれ、吸い込まれた空気はダクト５０を下降してダクト５０の下方に送られる。
【００６２】
ダクト５０の下方に送られた空気は、ダクト５０の下方から第１の収容部１８１の液面に向けて吹き降り、ダクト５０から吹き降りた空気が第１の収容部１８１に貯留されている水と接触する。そして水と接触することにより空気は水分を包含し、水分を包含した空気は後続してダクト５０から吹き降りてくる空気に押し出されて上昇流に転じ、カバー４７の風穴４７１を抜けて培養室４０に流入する。そして培養室４０内に流入した空気は棚板６の風穴４９を抜けて上昇し、内箱３の上方へと送られ、再び背面板４５の風穴４５１から吸い込まれて下降する。
【００６３】
このように、本実施形態のインキュベータ１によれば、加湿に際しダクト５０から吹き降りてくる空気に効率よく水分が供給されるとともに、水分を含んだ湿潤な空気が効率よく培養室４０内に送り込まれるので、培養室４０内の湿度管理を効率よく行うことができる。
【００６４】
また第２実施形態のインキュベータ１によれば、第１実施形態のインキュベータ１のように、側面板４１２，４１３、天井板４１４等を設けることなく、背板４１１のみによって気体を循環させるためのダクト５０を構成することができる。
【００６５】
＜急加湿時の動作＞
図１１は第２実施形態のインキュベータ１の急加湿時の動作を説明する図である。同図に示す動作は、例えば、培養室４０内の湿度が適正値（目標値）よりも低く、内箱３内を急速に加湿したい場合に行われる。
【００６６】
内箱３内の急加湿時には、前述した加湿時の場合と同様、皿構造１８の第１の収容部１８１に予め水を供給しておく。尚、急加湿時には、加湿時と異なり、第２の収容部１８２に十分な量の水が浸入する程度の水を第１の収容部１８１に供給しておく。
【００６７】
加湿時の場合と同様に、急加湿時にはファン４２を回転させてダクト５０内及び培養室４０内に空気を循環させる。加えて急加湿時には、超音波振動子１９１を動作させる。ここで貯音波振動子１９１を動作させることにより、第２の収容部１８２に貯留されている水の液面に水柱が形成され、ダクト５０から吹き降りてくる空気はこの水柱の水滴（ミスト）と接触する。そのため、ダクト５０から吹き降りてくる空気と水との間の接触面積が増大し、ダクト５０から吹き降りてくる空気に効率よく水分を供給することができる。
【００６８】
このように、本実施形態のインキュベータ１によれば、急加湿に際しダクト５０から吹き降りてくる空気に効率よく積極的に水分が供給される。そのため、水分を含んだ湿潤な空気を効率よく培養室４０内に送り込むことができ、培養室４０内の湿度管理を効率よく行うことができる。
【００６９】
＜除菌処理時の動作＞
図１２は第２実施形態のインキュベータ１の除菌処理時の動作を説明する図である。同図に示すように、除菌処理時には、第２の収容部１８２に過酸化水素水溶液等の除菌用処理液を貯留しておく。尚、利用者は引き出し１１を引き出すことで簡便に第１の収容部１８１に除菌用処理液を供給することができる。また第２の収容部１８２の容積を、例えば、一回の除菌処理について必要とされる量に一致させておけば、計量作業を省略することができる。
【００７０】
加湿時又は急加湿時の場合と同様に、除菌処理時にはファン４２を回転させてダクト５
５内及び培養室４０内に空気を循環させる。また急加湿時の場合と同様に、超音波振動子１９１を動作させて第２の収容部１８２に貯留されている除菌用処理液をダクト５０から吹き降りてくる空気に積極的に接触させる。
【００７１】
ここで急加湿時の場合と同様に、貯音波振動子１９１によって除菌用処理液の水柱が形成され、ダクト５０から吹き降りてくる空気と除菌用処理液との間の接触面積が増大し、ダクト５０から吹き降りてくる空気に効率よく除菌用処理液を供給することができる。
【００７２】
このように、本実施形態のインキュベータ１によれば、急加湿に際しダクト５０内を循環する空気に効率よく積極的に除菌用処理液が供給されるとともに、除菌用処理液を含んだ空気が効率よくダクト５０内及び培養室４０内に送り込まれるので、ダクト５内及び培養室４０内を確実かつ効率よく除菌処理することができる。
【００７３】
尚、以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。例えば、培養室４０内の汚染をより確実に防ぐために、インキュベータ１に紫外線殺菌ランプやオゾン発生器等を設けてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１ インキュベータ ２ 外箱 ２１ 開口
２２ 外扉 ３ 内箱 ３２ 内扉
６ 棚板 １１ 引き出し １２ 収納部
１８ 皿構造 １８１ 第１の収容部 １８２ 第２の収容部
４０ 培養室 ４１ ケース ４２ ファン
４５ 背面板 ５０ ダクト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インキュベータに関し、特に培養室内の環境管理、滅菌管理を効率よく行えるようにするための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
被培養体を収納するチャンバの内部に二酸化炭素（ＣＯ２）ガスを供給するための手段と、培養室（チャンバ）の内部のＣＯ２ガスの濃度を検出するためのセンサとを備え、ＣＯ２ガスの濃度に応じて、ＣＯ２ガスの供給量を制御するＣＯ２インキュベータ（以後「インキュベータ」と略称する）が知られている。
【０００３】
このようなインキュベータを用いて被培養体を培養した後にこれを変更する場合、細胞や微生物等の先の被培養体自体又は同被培養体に寄生していた菌やウイルス等がチャンバの内壁に付着していたり、同チャンバの内部を浮遊していたりするため、これらによる次の被培養体の汚染（コンタミネーション）を回避するべく、チャンバの内部に対し滅菌処理を行なう必要がある。
【０００４】
チャンバ内を滅菌する仕組みに関し、例えば、特許文献１には、ファン、オゾン発生器、チャンバに併設されるバイパス路内のオゾン濃度を測るオゾンセンサ、チャンバ内を加熱するヒータとは別に設けられるバイパス路ヒータ、チャンバ内の温度を測る第１温度センサ、バイパス路内の温度を測る第２温度センサ、制御部、チャンバ内の空気の湿度の管理やオゾンガスの滅菌作用の向上させるための水皿等を備えたＣＯ２インキュベータが開示されている。
【０００５】
また特許文献２には、培養物を収納するチャンバと当該チャンバの開口を開閉自在に閉塞する扉、外部から供給されるＣＯ２ガスをチャンバ内に取り込むためのバルブ、チャンバ内の空気を循環させるファン、紫外線を発する紫外線ランプ等を備えたＣＯ２インキュベータが開示され、チャンバ内の殺菌処理に際し、殺菌効果を有するガス（過酸化水素ガス、オゾンガス）を発生する殺菌ガス発生装置をチャンバ内に設置することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１５４７９２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５４７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のように水皿を用いてチャンバ内の空気の湿度を適切に維持するためには、水皿に適量の水が貯留されているように管理する必要がある。そのため、インキュベータの利用者は、インキュベータの底面に設けられた水皿にアクセスして定期的に水の残量を監視する必要がある。また湿度をチャンバ内の全体にわたって適切に管理するためには、水皿の水を効率よく蒸発させてチャンバ内の全体に行き渡らせる必要がある。
【０００８】
また特許文献２では殺菌ガス発生装置を用いてチャンバ内の殺菌を行うが、殺菌ガス発生装置をチャンバ内に持ち込む必要があり、殺菌処理の都度、利用者の手を煩わせることになる。
【０００９】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたもので、培養室内の環境管理、滅菌管理を効率よく行うことが可能なインキュベータ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】
【００１０】
上記課題を解決するための主たる発明の一つは、インキュベータであって、被培養体が収納される培養室と、液体が収容される皿構造と、前記皿構造の一部に設けられ、前記液体を霧化する超音波振動子と、霧化した前記液体を前記被培養室の空気と接触させる気液接触構造とを備えることとする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、培養室内の環境管理、滅菌管理を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態として説明するインキュベータ１を前方（＋Ｘ方向）から眺めた外観斜視図である。
【図２】第１実施形態として説明するインキュベータ１を前方（＋Ｘ方向）から眺めた外観斜視図である。
【図３】第１実施形態として説明するインキュベータ１を図２のＹ−Ｙ’線で切断した断面図である。
【図４】第１実施形態として説明するインキュベータ１を図２のＸ−Ｘ’線で切断した断面図である。
【図５】制御装置１００のブロック図である。
【図６】内箱３内の加湿時における、インキュベータ１の動作を説明する図である。
【図７】内箱３内の急加湿時における、インキュベータ１の動作を説明する図である。
【図８】内箱３内の除菌処理時におけるインキュベータ１の動作を説明する図である。
【図９】第２実施形態として説明するインキュベータ１の断面図である。
【図１０】第２実施形態として説明するインキュベータ１における、内箱３内の加湿時におけるインキュベータ１の動作を説明する図である。
【図１１】第２実施形態として説明するインキュベータ１における、内箱３内の急加湿時におけるインキュベータ１の動作を説明する図である。
【図１２】第２実施形態として説明するインキュベータ１における、内箱３内の除菌処理時におけるインキュベータ１の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかになる。
【００１４】
［第１実施形態］
図１乃至図４に第１実施形態として説明するインキュベータ１を示している。尚、以下の説明では、これらの図に示した向きに座標系を設定するものとする。
【００１５】
図１はインキュベータ１を前方（＋Ｘ方向）から眺めた外観斜視図である。図２はインキュベータ１を図１と同じ方向から眺めた外観斜視図であり、後述する外扉２２及び内扉３２を閉じるとともに、後述する引き出し１１を外箱２に設けられる後述する収納部１２に収納した状態を示す図である。図３はインキュベータ１を図２のＹ−Ｙ’線で切断した断面図である。図４はインキュベータ１を図２のＸ−Ｘ’線で切断した断面図である。
【００１６】
これらの図に示すように、インキュベータ１は、外箱２、外箱２の内部に設けられる内箱３、及び内箱３の下方（−Ｚ方向）に設けられる引き出し構造（引き出し１１、収納部１２）を備えている。
【００１７】
外箱２はステンレス等の素材からなる略直方体状の箱体である。内箱３はステンレス等の素材からなる、外箱２の外形よりもやや小さな略直方体状の箱体である。図３及び図４に示すように、内箱３は、背板３１１、対向する２つの側面板３１２，３１３、及び天井板３１４を有する。尚、図面では内箱３をインキュベータ１内に支持するための構造については省略している。
【００１８】
外箱２と内箱３との間には断熱材５が充填されている。外箱２の＋Ｘ側の側面には開口２１が形成されており、外箱２には、この開口２１を閉塞してインキュベータ１内を気密に保つための２つの扉（外扉２２及び内扉３２）が蝶番（ヒンジ）等を介して取り付けられている。尚、外扉２２や内扉３２は、左右いずれを支点としても開閉可能な構造（リバーシブル構造）とすることもできる。
【００１９】
外扉２２はステンレス等の素材からなる、内扉３２よりもやや外形の大きな略矩形状を呈し、内部に断熱材が充填されている。外扉２２の内側の周縁には、インキュベータ１内の気密性を確保すべくパッキン２３が設けられている。内扉３２は、樹脂、硝子等の透明の素材からなる略矩形状の板材である。外箱２の開口２１の周囲の内扉３２が当接する部分には、インキュベータ１内の気密性を確保すべくパッキン３３が設けられている。
【００２０】
内箱３の内部空間（チャンバ）には、細胞や微生物等の被培養体を載置するための複数の棚板６が設けられている。棚板６の周囲には、棚板６の背面（−Ｘ側）に設けられる背板４１１、棚板６の両サイド（±Ｙ方向）に設けられる２つの側面板４１２，４１３、及び棚板６の上方（＋Ｚ方向）に設けられる天井板４１４を備えて構成されるケース４１が設けられている。ケース４１は、例えば、ステンレス等の素材からなる。
【００２１】
側面板４１２，４１３の面内には、パンチング加工等によって多数の風穴４８が形成されている。以下の説明において、ケース４１内の空間のことを培養室４０と称する。図面では、ケース４１をインキュベータ１内に支持するための構造については省略している。
【００２２】
引き出し１１は、ステンレスや樹脂等の素材からなる略直方体状の箱体である。引き出し１１の左右側面１１１，１１２（及び収納部１２の対応する位置）には、引き出し１１を収納部１２に円滑に抜き差しできるように支持するためのレール構造１３が設けられている。
【００２３】
引き出し１１の前面パネル１１３の前面側（＋Ｘ側）には、利用者が引き出し１１を抜き差しする際に持ち手部分となる取手１１４が設けられている。引き出し１１の前面パネル１１３の内側（−Ｘ側）の周縁には、インキュベータ１内の気密性を確保すべくパッキン３６が設けられている。
【００２４】
図３に示すように、ケース４１の側面板４１２と内箱３の側面板３１２との間には、第１の隙間空間５１が形成されている。ケース４１（ケース４１の最下段の棚板６）と引き出し１１との間には、第１の隙間空間５１に繋がる第２の隙間空間５２が形成されている。ケース４１の側面板４１３と内箱３の側面板３１３との間には、第２の隙間空間５２に繋がる第３の隙間空間５３が形成されている。さらに前述した天井板４１４と内箱３の天井板３１４との間には、第３の隙間空間５３及び第１の隙間空間５１に繋がる第４の隙間空間５４が形成されている。そしてこれら第１乃至第４の隙間空間５１〜５４によって、棚板６の周囲には、内箱３内を循環する空気が流通するダクト５０が形成されている。
【００２５】
同図に示すように、ダクト５０の流路中（同図では第１の隙間空間５１内）には、ファン４２（ファンモータ、多翼ファン等）が設けられている。インキュベータ１を用いた培養運転の際、もしくはインキュベータ１内部の除菌処理に際しては、このファン４２が回転することによりダクト５０内及び培養室４０内を循環する空気の流れが生じる。ダクト５０内の天井板４１４の上面側には、ダクト５０を流れる空気を加熱するためのヒータ４３が設けられている。
【００２６】
図３又は図４に示すように、引き出し１１の内部には皿構造１８が設けられている。皿構造１８は、第１の底面１８１１と、第１の底面１８１１の周囲に立設された第１の側面１８１２によって区画された第１の収容部１８１を備える。また皿構造１８は、第１の収容部１８１に設けられ、第１の収容部１８１の第１の底面１８１１よりも所定高さ底上げされた第２の底面１８２１と、第２の底面１８２１の周囲に立設され第１の側面１８１１よりも低背の第２の側面１８２２とによって区画された第２の収容部１８２を備える。
【００２７】
第１の収容部１８１の第１の底面１８１１には、皿構造１８に収容されている液体を加熱するためのヒータ１９２が設けられている。第２の収容部１８２の第２の底面１８２１には超音波振動子１９１が設けられている。
【００２８】
以上の構成に加えて、インキュベータ１は、当該インキュベータ１の動作制御や状態監視等を行うための制御装置１００を備えている。図４に示すように、制御装置１００は、例えば、外箱２の背面に設けられたカバー１０１や外扉２２等に収容されている。
【００２９】
図５に制御装置１００のブロック図を示している。同図に示すように、制御装置１００は、中央処理装置１５１、メモリ１５２、計時装置１５３、入力装置１５４、表示装置１５５、各種センサ群１５６、流量制御装置１５７、ファン制御装置１５８、振動子制御装置１５９、及びヒータ制御装置１６０を備えている。
【００３０】
中央処理装置１５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）等を用いて構成される。中央制御装置１１１は、制御装置１００の統括的な役割を果たす。
【００３１】
メモリ１５２は、中央処理装置１５１によって読み出されて実行されるプログラムや中央処理装置１５１によって参照されるデータが格納される、揮発性又は不揮発性の記憶装置である。
【００３２】
計時装置１５３は、日時情報や経過時刻等の時間に関するデータを生成する。計時装置１５３が生成した情報は、例えば、流量制御装置１５７、ファン制御装置１５８、振動子制御装置１５９、及びヒータ制御装置１６０が備える計時情報に基づく駆動制御の機能に用いられる。
【００３３】
入力装置１５４は、利用者からインキュベータ１の動作を設定するための情報等の入力情報を受け付けるユーザインタフェースであり、例えば、キーボード、タッチパネル等である。中央処理装置１５１は、入力装置１５４から受け付けた情報に基づき、流量制御装置１５７、ファン制御装置１５８、振動子制御装置１５９、及びヒータ制御装置１６０を制御する。
【００３４】
表示装置１５５は、インキュベータ１の動作状態や監視情報等を利用者に視覚的な情報として提供するユーザインタフェースであり、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬパネル等である。中央処理装置１５１は、流量制御装置１５７、ファン制御装置１５８、振動子制御装置１５９、及びヒータ制御装置１６０から動作状態や監視情報を取得し、取得した情報を表示装置１５５に出力する。
【００３５】
センサ群１１６は、内箱３の内部の温度を計測する温度センサ、内箱３の内部の湿度を計測する湿度センサ、第１の収容部１８１や第２の収容部１８２に貯留されている液体の水位を検知する水位センサ、内箱３の内部の二酸化炭素（以下、ＣＯ２と記載する。）の濃度を計測するＣＯ２センサを含み、更に内箱３の内部の酸素（以下、Ｏ２と記載する。）の濃度を計測するＯ２センサ、内箱３の内部の窒素（以下、Ｎ２と記載する。）の濃度を計測するＮ２センサ、内箱３の内部の過酸化水素（以下、Ｈ２Ｏ２と記載する。）の濃度を計測するＨ２Ｏ２センサ等を備えてもよい。
【００３６】
流量制御装置１５７は、一端が外箱２の外部から内箱３内に貫通して設けられ、他端がガスボンベ等のガス供給源に接続されたガス供給管（不図示）の経路途中に設けられた電磁バルブ（不図示）を制御（ＰＩＤ（Proportional Integral Derivative）制御等）し、ノズルから内箱３内へのガス８（ＣＯ２、Ｏ２等）の供給を制御する。中央処理装置１５１は、センサ群１１６から取得される情報に基づき、培養室４０内のガス濃度（ＣＯ２濃度、Ｏ２濃度等）が適切になるように流量制御装置１５７を制御する。
【００３７】
ファン制御装置１５８は、ファン４２の回転数を制御（ＰＩＤ制御等）する。中央処理装置１５１は、センサ群１１６から取得される情報に基づき、ダクト５０を流れる気流の速度が適切になるようにファン制御装置１５８を制御する。
【００３８】
振動子制御装置１５９は、超音波振動子１９１の動作（オンオフ、周波数等）を制御（ＰＩＤ制御等）する。中央処理装置１５１は、センサ群１１６から取得される情報に基づき、培養室４０内の湿度やＨ２Ｏ２の濃度が適切になるように振動子制御装置１５９を制御する。
【００３９】
ヒータ制御装置１６０は、ヒータ４３及びヒータ１９２の動作（オンオフ、温度等）を制御（ＰＩＤ制御、サーミスタ制御等）する。中央処理装置１５１は、センサ群１１６から取得される情報に基づき、皿構造１８に貯留されている液体の温度、培養室４０内の湿度、ダクト５０を流れる気体の温度等が適切になるように、ヒータ制御装置１６０を制御する。
【００４０】
＜加湿時の動作＞
図６はインキュベータ１を図２に示すＹ−Ｙ’線で切断した断面図であり、内箱３内の加湿時における、インキュベータ１の動作を説明する図である。同図に示す動作は、例えば、培養室４０内の湿度が適正値（目標値）よりも低い場合に行われる。
【００４１】
内箱３内を加湿する際は、まず皿構造１８の第１の収容部１８１に必要量の水を予め供給しておく。尚、利用者は引き出し１１を引き出すことで、簡便に第１の収容部１８１に水を供給することができる。また利用者は、引き出し１１を引き出すことで、第１の収容部１８１に貯留されている水の残量を容易に確認することができる。
【００４２】
図６に示すように、内箱３の加湿時にはファン４２を回転させて空気を循環させる。同図に矢線で示しているように、この気流によって第１の隙間空間５１から第２の隙間空間５２に連続的に空気が流入し、第２の隙間空間５２に流入した空気は第１の収容部１８１に貯留されている水と接触する。そして水と接触することにより湿潤となった空気が第１の隙間空間５１から後続して流入してくる空気に押されて第３の隙間空間５３に流入する。
【００４３】
前述したように、側面板４１３の面内には多数の風穴４８が形成されている。そのため、第３の隙間空間５３に流入した空気の一部は第３の隙間空間５３を第４の隙間空間５３に向けて上昇し、一方、流入した空気の他の一部は側面板４１３に設けられた風穴４８を通って培養室４０に流入する。ここで第１の隙間空間５１内では、ファン４２の作用によって下降気流が生じているので、第１の隙間空間５１は第３の隙間空間５２に比べて負圧となる。そのため、第３の隙間空間５３の空気は培養室４０内に効率よく吸い込まれ、培養室４０内に気流（＋Ｙ→−Ｙ方向の気流）が生じて第１の隙間空間５１に排出され、第１の隙間空間５１を流れる下降気流と合流することとなる。
【００４４】
このように、本実施形態のインキュベータ１によれば、加湿に際しダクト５０内を循環する空気に効率よく水分が供給されるとともに、水分を含んだ湿潤な空気を効率よく培養室４０内に送り込むことができるので、培養室４０内の湿度管理を効率よく行うことができる。
【００４５】
＜急加湿時の動作＞
図７は図３と同様にインキュベータ１を図２に示すＹ−Ｙ’線で切断した断面図であり、内箱３内の急加湿時における、インキュベータ１の動作を説明する図である。急加湿動作は、培養室４０内の湿度が適正値（目標値）よりも低く、内箱３内を急速に加湿したい場合に行われる。これは、例えば、扉が開閉されて庫内湿度が低下した場合があげられる。
【００４６】
内箱３内を急加湿する際は、前述した加湿時の場合と同様に、皿構造１８の第１の収容部１８１に予め水を供給しておく。尚、急加湿時には、加湿時と異なり、第２の収容部１８２に十分な量の水が浸入する程度の水を第１の収容部１８１に供給しておく。つまり、加湿時には第１の収容部１８１と第２の収容部１８２の双方に水が供給されることになる。そして、第２の収容部１８２の水位が所定水位まで低下したことを水位センサにより検知したときは、超音波振動子１９１の空焚きを防止するために動作を終了する。
【００４７】
加湿時の場合と同様に、急加湿時にはファン４２を回転させてダクト５０内及び培養室４０内に空気を循環させる。加えて急加湿時には超音波振動子１９１を動作させる。ここで貯音波振動子１９１を動作させると、第２の収容部１８２に貯留されている水が霧化（ミスト化）されて第２の収容部１８２の液面に水柱が形成され、第２の隙間空間５２を流れる空気はこの水柱の水滴（ミスト）と接触する。
【００４８】
このように本実施形態のインキュベータ１はダクト５０内を循環する空気と超音波振動子１９１によって霧化された水とを接触させる構造（気液接触構造）を備えるため、第２の隙間空間５２を流れる空気と水との間の接触面積が増大し、第２の隙間空間５２を流れる空気に効率よく積極的に水分を供給することができる。そのため、水分を含んだ湿潤な空気を効率よく培養室４０内に送り込むことができ、培養室４０内の湿度管理を効率よく行うことができる。
【００４９】
＜除菌処理時の動作＞
図８は図３と同様にインキュベータ１を図２に示すＹ−Ｙ’線で切断した断面図であり、内箱３内の除菌処理時におけるインキュベータ１の動作を説明する図である。
【００５０】
同図に示すように、除菌処理時には、皿構造１８の第２の収容部１８２に過酸化水素水溶液等の除菌用処理液を貯留しておく。尚、利用者は引き出し１１を収納部１２から引き出すことで簡便に第２の収容部１８２に除菌用処理液を供給することができる。また第２の収容部１８２の容積を、例えば一回の除菌処理に必要な量に一致させておくようにすれば、計量作業を省略することができる。
【００５１】
加湿時又は急加湿時の場合と同様に、除菌処理時にはファン４２を回転させてダクト５０内及び培養室４０内に空気を循環させる。また急加湿時の場合と同様に、超音波振動子１９１を動作させて第２の収容部１８２に貯留されている除菌用処理液を第２の隙間空間５１を流れる気流に積極的に接触させる。
【００５２】
ここで急加湿時の場合と同様に、貯音波振動子１９１によって除菌用処理液の水柱が形成され、これにより第２の隙間空間５２を流れる空気と除菌用処理液との間の接触面積が増大し、第２の隙間空間５２を流れる空気に効率よく除菌用処理液を供給することができる。
【００５３】
このように、本実施形態のインキュベータ１によれば、急加湿に際しダクト５０内を循環する空気に効率よく積極的に除菌用処理液を供給することができるとともに、除菌用処理液を含んだ空気を効率よくダクト５０内及び培養室４０内に送り込むことができるので、ダクト５０内及び培養室４０内を確実に効率よく除菌することができる。
【００５４】
また本実施形態のインキュベータ１は、必要供給量の異なる複数種類の液体のインキュベータ１への供給に柔軟に対応することができる。また同じ超音波振動子を第１の液体及び第２の液体の双方の霧化に用いることができる。そのため、液体の種類ごとに個別に超音波振動子１９１を設ける必要がなく、インキュベータ１の構成の簡素化、製造工程の簡素化、製造コストの低廉化等を図ることができる。
【００５５】
また本実施形態のインキュベータ１は、加湿又は急加湿のいずれかを選択して培養室４０内の加湿処理を行うことができるので、ユーザのニーズに柔軟に対応することができる。また不必要に急加湿を行わないことで、インキュベータ１の運転時の電力消費を抑えることができる。
【００５６】
［第２実施形態］
図９は第２実施形態として説明するインキュベータ１の断面図である。第２実施形態のインキュベータ１は、第１実施形態のインキュベータ１と内箱３内部の構造や内箱３内部における空気の循環経路が異なるが、他の構成については第１実施形態のインキュベータ１と同様である。
【００５７】
同図に示すように、第２実施形態のインキュベータ１は、第１実施形態のインキュベータ１におけるケース４１に相当する構成は備えていない。第２実施形態のインキュベータ１は、内箱３内の背面側（−Ｙ側）に内箱３の背板３１１と並行に棚板６の全体に亘って背面板４５を設けている。同図に示すように、この背面板４５によって内箱３内の背面側にダクト５０が形成されている。
【００５８】
背面板４５の上方（＋Ｚ方向）には、パンチング加工等によって多数の風穴４５１が形成されている。ダクト５０の上方（＋Ｘ方向）の端部には、風穴４５１を介して棚板６が設けられている空間（以下、この空間のことを培養室４０と称する。）から気体を吸い込み、吸い込んだ気体をダクト５０内の下方に向けて送り出すファン４２（ファンモータ、多翼ファン等）が設けられている。
【００５９】
背板４１１の下端は皿構造１８から所定間隔だけ離間させてあり、これにより背板４１１の下方でダクト５０が培養室４０と繋がっている。最下位に存在する棚板６と引き出し１１との間にはカバー４７が設けられている。カバー４７の略水平な面内には多数の風穴４７１が形成されている。尚、第２実施形態のインキュベータ１においてカバー４７は必ずしも必須の構成要素ではない。各棚板６の面内には、パンチング加工等により上下方向（±Ｚ方向）に気流を通過させるための多数の風穴４９が設けられている。
【００６０】
＜加湿時の動作＞
図１０は第２実施形態のインキュベータ１の加湿時における動作を説明する図である。同図に示す動作は、例えば、培養室４０内の湿度が適正値（目標値）よりも低い場合に行われる。第１実施形態のインキュベータ１の場合と同様に、内箱３内の加湿時には、皿構造１８の第１の収容部１８１に必要量の水を予め供給しておく。
【００６１】
同図に示すように、加湿時にはファン４２を回転させてダクト５０内に下降気流を生じさせる。これにより培養室４０の空気がダクト５０の上方からダクト５０内に吸い込まれ、吸い込まれた空気はダクト５０を下降してダクト５０の下方に送られる。
【００６２】
ダクト５０の下方に送られた空気は、ダクト５０の下方から第１の収容部１８１の液面に向けて吹き降り、ダクト５０から吹き降りた空気が第１の収容部１８１に貯留されている水と接触する。そして水と接触することにより空気は水分を包含し、水分を包含した空気は後続してダクト５０から吹き降りてくる空気に押し出されて上昇流に転じ、カバー４７の風穴４７１を抜けて培養室４０に流入する。そして培養室４０内に流入した空気は棚板６の風穴４９を抜けて上昇し、内箱３の上方へと送られ、再び背面板４５の風穴４５１から吸い込まれて下降する。
【００６３】
このように、本実施形態のインキュベータ１によれば、加湿に際しダクト５０から吹き降りてくる空気に効率よく水分が供給されるとともに、水分を含んだ湿潤な空気が効率よく培養室４０内に送り込まれるので、培養室４０内の湿度管理を効率よく行うことができる。
【００６４】
また第２実施形態のインキュベータ１によれば、第１実施形態のインキュベータ１のように、側面板４１２，４１３、天井板４１４等を設けることなく、背板４１１のみによって気体を循環させるためのダクト５０を構成することができる。
【００６５】
＜急加湿時の動作＞
図１１は第２実施形態のインキュベータ１の急加湿時の動作を説明する図である。同図に示す動作は、例えば、培養室４０内の湿度が適正値（目標値）よりも低く、内箱３内を急速に加湿したい場合に行われる。
【００６６】
内箱３内の急加湿時には、前述した加湿時の場合と同様、皿構造１８の第１の収容部１８１に予め水を供給しておく。尚、急加湿時には、加湿時と異なり、第２の収容部１８２に十分な量の水が浸入する程度の水を第１の収容部１８１に供給しておく。
【００６７】
加湿時の場合と同様に、急加湿時にはファン４２を回転させてダクト５０内及び培養室４０内に空気を循環させる。加えて急加湿時には、超音波振動子１９１を動作させる。ここで貯音波振動子１９１を動作させることにより、第２の収容部１８２に貯留されている水の液面に水柱が形成され、ダクト５０から吹き降りてくる空気はこの水柱の水滴（ミスト）と接触する。そのため、ダクト５０から吹き降りてくる空気と水との間の接触面積が増大し、ダクト５０から吹き降りてくる空気に効率よく水分を供給することができる。
【００６８】
このように、本実施形態のインキュベータ１によれば、急加湿に際しダクト５０から吹き降りてくる空気に効率よく積極的に水分が供給される。そのため、水分を含んだ湿潤な空気を効率よく培養室４０内に送り込むことができ、培養室４０内の湿度管理を効率よく行うことができる。
【００６９】
＜除菌処理時の動作＞
図１２は第２実施形態のインキュベータ１の除菌処理時の動作を説明する図である。同図に示すように、除菌処理時には、第２の収容部１８２に過酸化水素水溶液等の除菌用処理液を貯留しておく。尚、利用者は引き出し１１を引き出すことで簡便に第１の収容部１８１に除菌用処理液を供給することができる。また第２の収容部１８２の容積を、例えば、一回の除菌処理について必要とされる量に一致させておけば、計量作業を省略することができる。
【００７０】
加湿時又は急加湿時の場合と同様に、除菌処理時にはファン４２を回転させてダクト５
５内及び培養室４０内に空気を循環させる。また急加湿時の場合と同様に、超音波振動子１９１を動作させて第２の収容部１８２に貯留されている除菌用処理液をダクト５０から吹き降りてくる空気に積極的に接触させる。
【００７１】
ここで急加湿時の場合と同様に、貯音波振動子１９１によって除菌用処理液の水柱が形成され、ダクト５０から吹き降りてくる空気と除菌用処理液との間の接触面積が増大し、ダクト５０から吹き降りてくる空気に効率よく除菌用処理液を供給することができる。
【００７２】
このように、本実施形態のインキュベータ１によれば、急加湿に際しダクト５０内を循環する空気に効率よく積極的に除菌用処理液が供給されるとともに、除菌用処理液を含んだ空気が効率よくダクト５０内及び培養室４０内に送り込まれるので、ダクト５内及び培養室４０内を確実かつ効率よく除菌処理することができる。
【００７３】
尚、以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。例えば、培養室４０内の汚染をより確実に防ぐために、インキュベータ１に紫外線殺菌ランプやオゾン発生器等を設けてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１ インキュベータ ２ 外箱 ２１ 開口
２２ 外扉 ３ 内箱 ３２ 内扉
６ 棚板 １１ 引き出し １２ 収納部
１８ 皿構造 １８１ 第１の収容部 １８２ 第２の収容部
４０ 培養室 ４１ ケース ４２ ファン
４５ 背面板 ５０ ダクト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被培養体が収納される培養室と、
液体が収容される皿構造と、
前記皿構造の一部に設けられ、前記液体を霧化する超音波振動子と、
霧化した前記液体を前記被培養室の空気と接触させる気液接触構造と
を備えることを特徴とするインキュベータ。
【請求項２】
請求項１に記載のインキュベータであって、
前記皿構造は、
第１の底面、及び前記第１の底面の周囲に立設された第１の側面によって区画された第１の収容部と、
前記第１の収容部内に設けられ、第２の底面、及び前記第２の底面の周囲に立設され前記第１の側面よりも低背の第２の側面によって区画された第２の収容部と、
を備え、
前記第２の底面に前記超音波振動子が設けられている
ことを特徴とするインキュベータ。
【請求項３】
請求項２に記載のインキュベータであって、
前記第１の収容部には、前記培養室内の湿度を所定の湿度に維持するための水が貯留され、
前記第２の収容部には、前記水又は前記培養室内を除菌するための処理液が貯留される
ことを特徴とするインキュベータ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のインキュベータであって、
前記皿構造を当該インキュベータから抜き差しするための引き出し構造を備える
ことを特徴とするインキュベータ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインキュベータであって、
前記気液接触構造は、
前記培養室内に空気を循環させるための循環機構と、
前記循環機構によって前記培養室内を循環する前記空気と、前記超音波振動子により霧化された前記液体とを接触させる構造と、
を含むことを特徴とするインキュベータ。
【請求項６】
請求項５に記載のインキュベータであって、
前記培養室は略直方体状であり、
前記培養室内に前記被培養体が載置される複数の棚板が並設され、
前記気液接触構造は、前記空気を、前記培養室の下面、前記培養室の第１の側面、前記培養室の上面、及び前記第１の側面に対向する第２の側面に沿って循環させる流路を含み、
前記皿構造は、前記培養室の下面に沿って流通する前記空気が当該皿構造に貯留されている前記液体の液面と接触するように配置され、
前記気液接触構造は、前記第１の側面に沿って上昇する前記空気を隣接する前記棚板の間の空間に流入させ、前記第２の側面に沿って下降する空気に前記棚板間の空間から流出する空気を合流させる流路を含む
ことを特徴とするインキュベータ。
【請求項７】
請求項１に記載のインキュベータであって、
前記培養室は略直方体状であり、
前記被培養体が載置される複数の棚板が前記培養室内に並設され、
前記循環機構は、前記空気を前記培養室の背面に沿って下降させる流路を含み、
前記皿構造は、前記背面に沿って下降した空気が当該皿構造に貯留されている液体の液面に接触するように前記培養室の下方に配置され、
前記棚板の面内には前記液体に接触した後の空気を前記培養室の上方に導くための風穴が形成されている
ことを特徴とするインキュベータ。
【請求項８】
請求項１に記載のインキュベータであって、
前記培養室内にＣＯ２ガスを供給するＣＯ２ガス供給機構と、
前記培養室内のＣＯ２ガスの濃度を調節するＣＯ２濃度調節機構と、
前記培養室内に供給される空気を加熱するヒータと、
を備えることを特徴とするインキュベータ。
【請求項１】
被培養体が収納される培養室と、
液体が収容される皿構造と、
前記皿構造の一部に設けられ、前記液体を霧化する超音波振動子と、
霧化した前記液体を前記被培養室の空気と接触させる気液接触構造と
を備えることを特徴とするインキュベータ。
【請求項２】
請求項１に記載のインキュベータであって、
前記皿構造は、
第１の底面、及び前記第１の底面の周囲に立設された第１の側面によって区画された第１の収容部と、
前記第１の収容部内に設けられ、第２の底面、及び前記第２の底面の周囲に立設され前記第１の側面よりも低背の第２の側面によって区画された第２の収容部と、
を備え、
前記第２の底面に前記超音波振動子が設けられている
ことを特徴とするインキュベータ。
【請求項３】
請求項２に記載のインキュベータであって、
前記第１の収容部には、前記培養室内の湿度を所定の湿度に維持するための水が貯留され、
前記第２の収容部には、前記水又は前記培養室内を除菌するための処理液が貯留される
ことを特徴とするインキュベータ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のインキュベータであって、
前記皿構造を当該インキュベータから抜き差しするための引き出し構造を備える
ことを特徴とするインキュベータ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインキュベータであって、
前記気液接触構造は、
前記培養室内に空気を循環させるための循環機構と、
前記循環機構によって前記培養室内を循環する前記空気と、前記超音波振動子により霧化された前記液体とを接触させる構造と、
を含むことを特徴とするインキュベータ。
【請求項６】
請求項５に記載のインキュベータであって、
前記培養室は略直方体状であり、
前記培養室内に前記被培養体が載置される複数の棚板が並設され、
前記気液接触構造は、前記空気を、前記培養室の下面、前記培養室の第１の側面、前記培養室の上面、及び前記第１の側面に対向する第２の側面に沿って循環させる流路を含み、
前記皿構造は、前記培養室の下面に沿って流通する前記空気が当該皿構造に貯留されている前記液体の液面と接触するように配置され、
前記気液接触構造は、前記第１の側面に沿って上昇する前記空気を隣接する前記棚板の間の空間に流入させ、前記第２の側面に沿って下降する空気に前記棚板間の空間から流出する空気を合流させる流路を含む
ことを特徴とするインキュベータ。
【請求項７】
請求項１に記載のインキュベータであって、
前記培養室は略直方体状であり、
前記被培養体が載置される複数の棚板が前記培養室内に並設され、
前記循環機構は、前記空気を前記培養室の背面に沿って下降させる流路を含み、
前記皿構造は、前記背面に沿って下降した空気が当該皿構造に貯留されている液体の液面に接触するように前記培養室の下方に配置され、
前記棚板の面内には前記液体に接触した後の空気を前記培養室の上方に導くための風穴が形成されている
ことを特徴とするインキュベータ。
【請求項８】
請求項１に記載のインキュベータであって、
前記培養室内にＣＯ２ガスを供給するＣＯ２ガス供給機構と、
前記培養室内のＣＯ２ガスの濃度を調節するＣＯ２濃度調節機構と、
前記培養室内に供給される空気を加熱するヒータと、
を備えることを特徴とするインキュベータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−７５３７３（Ｐ２０１２−７５３７３Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２２３６９（Ｐ２０１０−２２２３６９）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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