ワーク処理装置
【課題】異なる状態のワークそれぞれに対してその状態に応じた適切な条件でプラズマ照射を行うことができるようにする。
【解決手段】滅菌処理装置Ｓ（ワーク処理装置）は、供給される処理ガスをプラズマ化してプルームＰとして照射するプラズマ発生ユニットＰＵを含み、処理対象であるチャンバー５１０内のワークにプルームＰの照射による滅菌処理を施与する滅菌処理ユニットＳＵと、滅菌処理ユニットＳＵの動作を制御する制御ユニットＣＵとを備えている。そして、制御ユニットＣＵは、前記ワークの状態に基づいて、第１運転モードまたは第２運転モードを選択し、プラズマ発生ユニットＰＵからそのワークに照射するプルームＰのガスの温度及び照射時間を制御する。
【解決手段】滅菌処理装置Ｓ（ワーク処理装置）は、供給される処理ガスをプラズマ化してプルームＰとして照射するプラズマ発生ユニットＰＵを含み、処理対象であるチャンバー５１０内のワークにプルームＰの照射による滅菌処理を施与する滅菌処理ユニットＳＵと、滅菌処理ユニットＳＵの動作を制御する制御ユニットＣＵとを備えている。そして、制御ユニットＣＵは、前記ワークの状態に基づいて、第１運転モードまたは第２運転モードを選択し、プラズマ発生ユニットＰＵからそのワークに照射するプルームＰのガスの温度及び照射時間を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療機器や基板等の被処理ワークに対してプラズマを照射しワーク表面の滅菌や改質等を図ることが可能なワーク処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体基板等の被処理ワークに対してプラズマを照射し、その表面の有機汚染物の除去、表面改質、エッチング、薄膜形成又は薄膜除去等を行うワーク処理装置が知られている。例えば特許文献１には、内側電極と外側電極とを有するプラズマ発生ノズルを用い、常圧下において両電極間に電界を印加することでグロー放電プラズマを発生させ、プラズマ化されたガスを固定的に配置された被処理ワークに放射するワーク処理装置が開示されている。また、プラズマを発生させるエネルギー源として、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を用いた常圧プラズマ発生装置を利用したワーク処理装置も知られている。
【特許文献１】特開２００３−１９７３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のワーク処理装置では、被処理ワークに対して単一の条件でのみプラズマ照射が行われるので、被処理ワークが水濡れ状態や加熱された状態等の種々の状態である場合に、その状態に応じて適切な条件でプラズマ照射を行うことが困難であるという問題点がある。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、異なる状態のワークそれぞれに対してその状態に応じた適切な条件でプラズマ照射を行うことが可能なワーク処理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】
【０００５】
本発明の請求項１に係るワーク処理装置は、供給される所定のガスをプラズマ化して放出するプラズマ発生装置を含み、処理対象であるワークにプラズマ化されたガスの照射による所定の処理を施与する処理部と、処理部の動作を制御する制御手段とを備えている。そして、制御手段は、ワークの状態に基づいて、プラズマ発生装置からそのワークに照射するプラズマ化されたガスの温度及び／または照射時間を制御する。
【０００６】
この構成によれば、ワークの状態に基づいてそのワークに照射するプラズマ化されたガスの温度及び／または照射時間を制御することができるので、ワークの状態に応じてプラズマ照射の条件を変更することができる。このため、異なる状態のワークそれぞれに対してその状態に応じた適切な条件でプラズマ照射を行うことができる。
【０００７】
上記構成において、ワークの状態を検出する検出手段をさらに備え、制御手段は、検出手段により検出されたワークの状態に基づいてプラズマ化されたガスの温度及び／または照射時間を制御することが望ましい（請求項２）。この構成によれば、検出手段によりワークの状態を検出して自動的にプラズマ化されたガスの温度及び／または照射時間をそのワークの状態に応じた条件に設定することができる。これにより、ワークの状態を判別する作業を行う必要がないので、ワークの状態を判別するのに要する作業負担を軽減しながら、ワークの状態に応じた適切な条件でプラズマ照射を行うことができる。
【０００８】
なお、上記構成において、ワークの状態を入力するための入力手段をさらに備え、制御手段は、入力手段から入力されたワークの状態に基づいてプラズマ化されたガスの温度及び／または照射時間を制御するようにしても良い（請求項３）。
【０００９】
上記いずれかの構成において、制御手段は、ワークが濡れている条件において、プラズマ発生装置によるプラズマ化されたガスの照射によってそのワークの乾燥を実行させることが望ましい（請求項４）。この構成によれば、プラズマ化されたガスの照射によって濡れているワークを乾燥させることができるので、ワークが自然に乾燥するのを待つのに比べて短時間でワークを乾燥させることができる。これにより、ワークが濡れている場合のワークの処理時間を短縮することができる。また、濡れているワークを乾燥させることができるので、ワーク表面に対するプラズマの照射がワークの濡れにより遮られるのを回避することができる。これにより、ワークが濡れている場合でも、プラズマ照射による処理をワークに有効に施与することができる。また、この構成によれば、プラズマ化されたガスの照射により濡れているワークの乾燥とワークへの所定の処理の施与とを同時に行うことができるので、ワークにプラズマ照射による所定の処理を施与するのとは別にワークの乾燥を行う場合と異なり、ワークの処理時間が増大するのを抑制することができる。
【００１０】
この場合、制御手段は、ワークが濡れている条件において、プラズマ発生装置によりワークに照射されるプラズマ化されたガスの温度を上昇させる及び／またはプラズマ化されたガスの照射時間を長くすることが望ましい（請求項５）。この構成によれば、温度の上昇したプラズマ化されたガスの照射及び／または長時間のプラズマ化されたガスの照射によって、濡れているワークを十分乾燥させることができる。
【００１１】
さらに、この場合、処理部は、所定のガスを加熱する加熱機構を含み、制御手段は、加熱機構を動作させて所定のガスがプラズマ発生装置に供給される前に予め加熱させることが望ましい（請求項６）。この構成によれば、加熱機構により、濡れているワークに照射するプラズマ化されたガスの温度を容易に上昇させることができる。
【００１２】
上記請求項４〜６のいずれかに係る構成において、制御手段は、ワークが乾燥している条件での運転モード及びワークが濡れている条件での運転モードのいずれかを選択して処理部を動作させることが可能であり、ワークが乾燥している条件での運転モードでは、ワークが濡れている条件での運転モードに比べて、プラズマ発生装置により照射されるプラズマ化されたガスの温度が低く設定されている及び／またはプラズマ化されたガスの照射時間が短く設定されていることが望ましい（請求項７）。この構成によれば、ワークが乾燥しているか濡れているかの状態に応じて、適切な運転モードを選択して処理部を動作させることができる。そして、ワークが乾燥している条件での運転モードでは、ワークが濡れている条件での運転モードに比べて、プラズマ発生装置により照射されるプラズマ化されたガスの温度が低く設定されている及び／またはプラズマ化されたガスの照射時間が短く設定されているので、ワークが元々乾燥していて乾燥処理が不要な条件では、プラズマ化されたガスの温度を上昇させたりプラズマ化されたガスの照射時間を長くすることに伴って発生する消費電力の増大を抑制することができる。
【００１３】
上記請求項１〜３のいずれかに係る構成において、処理部は、濡れているワークに熱風を送風して乾燥させるドライヤー装置を含み、制御手段は、ワークが濡れている条件において、ドライヤー装置を動作させてそのワークを乾燥させることが望ましい（請求項８）。この構成によれば、ドライヤー装置からの熱風によって濡れているワークを乾燥させることができるので、ワークが自然に乾燥するのを待つのに比べて短時間でワークを乾燥させることができる。これにより、ワークが濡れている場合のワークの処理時間を短縮することができる。また、濡れているワークを乾燥させることができるので、ワーク表面に対するプラズマの照射がワークの濡れにより遮られるのを回避することができる。これにより、ワークが濡れている場合でも、プラズマ照射による処理をワークに有効に施与することができる。
【００１４】
この場合、制御手段は、ドライヤー装置を動作させて濡れているワークを乾燥させた後、プラズマ発生装置にワークへのプラズマ化されたガスの照射を行わせることが望ましい（請求項９）。この構成によれば、ドライヤー装置からの熱風により加熱されたワークに対してプラズマ発生装置からのプラズマ化されたガスの照射を行うことによって、ワークを冷却させると同時にそのワークにプラズマ照射による所定の処理を施与することができる。これにより、加熱されたワークを冷却する工程を別途設ける必要がないので、ワークの冷却のためにワークの処理時間が長くなるのを抑制することができる。また、ワーク処理装置の一例としての滅菌処理装置にこの構成を適用する場合には、ドライヤー装置からの熱風に含まれる雑菌がワークに付着した後にプラズマ発生装置からのプラズマ照射によりワークの滅菌を行うことができるので、濡れているワークをドライヤー装置により乾燥させる場合でも、ワークを確実に滅菌することができる。
【００１５】
上記請求項１〜３のいずれかに係る構成において、制御手段は、ワークが加熱されている条件において、プラズマ発生装置によるプラズマ化されたガスの照射によってそのワークの冷却を実行させることが望ましい（請求項１０）。この構成によれば、プラズマ化されたガスを照射してワークを冷却させるので、ワークが自然に冷却されるのを待つのに比べて短時間でワークを冷却させることができる。これにより、ワークが加熱されている場合のワークの処理時間を短縮することができる。また、この構成によれば、プラズマ化されたガスの照射により加熱されたワークの冷却とワークへの所定の処理の施与とを同時に行うことができるので、ワークにプラズマ照射による所定の処理を施与するのとは別にワークの冷却を行う場合と異なり、ワークの処理時間が増大するのを抑制することができる。
【００１６】
この場合、制御手段は、ワークが加熱されている条件において、プラズマ照射装置によりワークに照射されるプラズマ化されたガスの温度を低下させる及び／またはプラズマ化されたガスの照射時間を長くすることが望ましい（請求項１１）。この構成によれば、温度の低下したプラズマ化されたガスの照射及び／または長時間のプラズマ化されたガスの照射によって、加熱されているワークを十分冷却することができる。
【００１７】
上記請求項１０または１１に係る構成において、制御手段は、ワークが外界温度近傍の温度である条件での運転モード及びワークが加熱されている条件での運転モードのいずれかを選択して処理部を動作させることが可能であり、ワークが外界温度近傍の温度である条件での運転モードでは、ワークが加熱されている条件での運転モードに比べて、プラズマ発生装置により照射されるプラズマ化されたガスの温度が高く設定されている及び／またはプラズマ化されたガスの照射時間が短く設定されていることが望ましい（請求項１２）。この構成によれば、ワークが外界温度近傍の温度であるか加熱されているかの状態に応じて、適切な運転モードを選択して処理部を動作させることができる。そして、ワークが外界温度近傍の温度である条件での運転モードでは、ワークが加熱されている条件での運転モードに比べて、プラズマ発生装置により照射されるプラズマ化されたガスの温度が高く設定されている及び／またはプラズマ化されたガスの照射時間が短く設定されているので、ワークが元々外界温度近傍の温度であって、冷却が不要な条件では、プラズマ化されたガスの温度を低下させたりプラズマ化されたガスの照射時間を長くすることに伴って発生する消費電力の増大を抑制することができる。
【００１８】
上記請求項１〜３のいずれかに係る構成において、処理部は、加熱されたワークに送風してそのワークを冷却する冷却装置を含み、制御手段は、ワークが加熱されている条件において、冷却装置を動作させてそのワークを冷却することが望ましい（請求項１３）。この構成によれば、冷却装置から送風して加熱されたワークを冷却することができるので、ワークが自然に冷却されるのを待つのに比べて短時間でワークを冷却させることができる。これにより、ワークが加熱されている場合のワークの処理時間を短縮することができる。
【００１９】
この場合、制御手段は、冷却装置を動作させて加熱されたワークを冷却した後、プラズマ発生装置にワークへのプラズマ化されたガスの照射を行わせることが望ましい（請求項１４）。この構成をワーク処理装置の一例としての滅菌処理装置に適用する場合には、冷却装置から送風される空気中の雑菌がワークに付着した後にプラズマ発生装置からのプラズマ照射によりワークの滅菌を行うことができるので、加熱されたワークを冷却装置からの送風により冷却する場合でも、ワークを確実に滅菌することができる。
【００２０】
上記請求項１０〜１４のいずれかに係る構成において、ワークを高圧蒸気に曝して滅菌処理を行う高圧蒸気滅菌装置をさらに備えていることが望ましい（請求項１５）。この構成によれば、プラズマ発生装置からのプラズマ照射によるワークの滅菌処理に加えて、高圧蒸気滅菌装置によりワークの高圧蒸気滅菌を行うことができるので、ワークの滅菌処理をより確実に行うことができる。
【００２１】
この場合、制御手段は、高圧蒸気滅菌装置を動作させて高圧蒸気によるワークの滅菌処理を行わせた後、プラズマ発生装置にワークへのプラズマ化されたガスの照射を行わせることが望ましい（請求項１６）。この構成によれば、高圧蒸気により加熱されたワークに対してプラズマ発生装置からプラズマ化されたガスを照射することができるので、高圧蒸気で加熱されたワークを容易に冷却することができる。また、この構成によれば、高圧蒸気による滅菌処理後、プラズマ滅菌処理を行いながらワークを冷却することができる。これにより、高圧蒸気滅菌処理後、ワークの滅菌状態を確実に保持することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によるワーク処理装置では、異なる状態のワークそれぞれに対してその状態に応じた適切な条件でプラズマ照射を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態の説明では、本発明に係るワーク処理装置の一例として、滅菌処理装置を例にとって説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの全体構成を示す斜視図である。この滅菌処理装置Ｓは、筐体５００と、扉部５０１と、操作部５０２と、制御ユニットＣＵ（制御手段）と、滅菌処理ユニットＳＵ（処理部）とを備えている。
【００２５】
筐体５００は、箱型構造を有しており、その前面側に円形の開口部５００ａが設けられている。この開口部５００ａを介して処理対象であるワークＷを後述する滅菌処理ユニットＳＵのチャンバー５１０内に出し入れ可能となっている。なお、処理対象であるワークＷとしては、メス等の医療機器が例示される。
【００２６】
扉部５０１は、筐体５００の前面側にヒンジ部５０１ａを介して回動可能に取り付けられている。この扉部５０１によって筐体５００の開口部５００ａが開閉可能となっている。操作部５０２は、筐体５００の前面側の開口部５００ａに隣接した位置に設置されており、滅菌処理装置Ｓの各部の動作に関する設定や処理条件に関する設定、電源のＯＮ−ＯＦＦ等の操作が行えるようになっている。この操作部５０２において所定の操作が行われると、それに応じた操作信号が操作部５０２から制御ユニットＣＵに入力されるようになっている。
【００２７】
制御ユニットＣＵ（制御手段）は、筐体５００内に収容されており、滅菌処理装置Ｓにおける各種制御、特に滅菌処理ユニットＳＵの動作制御を行う。この動作制御は、制御ユニットＣＵが上記操作部５０２からの操作信号や後述するセンサー部５３０からの検出信号を受け取り、それに基づいて滅菌処理ユニットＳＵの各部へ制御信号を送信することによって行われる。なお、制御ユニットＣＵは、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を備えており、このＣＰＵがそのような制御処理を担当している。
【００２８】
滅菌処理ユニットＳＵも制御ユニットＣＵと同様、筐体５００内に収容されている。この滅菌処理ユニットＳＵは、ワークＷに対してプラズマ照射による滅菌処理を施与するためのものである。この第１実施形態では、ワークＷが乾燥しているかまたは水等で濡れているかに応じて、上記制御ユニットＣＵが滅菌処理ユニットＳＵをそれぞれ異なる運転モードで動作させるようになっている。すなわち、制御ユニットＣＵは、ワークＷが乾燥している条件ではプラズマ照射によるワークＷの滅菌処理を行う第１運転モードで滅菌処理ユニットＳＵを動作させる一方、ワークＷが濡れている条件ではワークＷの乾燥とプラズマ照射による滅菌処理とを行う第２運転モードで滅菌処理ユニットＳＵを動作させる。
【００２９】
図２は、滅菌処理ユニットＳＵの構成を概略的に示した斜視図である。この滅菌処理ユニットＳＵは、チャンバー５１０と、加熱装置５２０と、センサー部５３０（検出手段）と、一対のプラズマ発生ユニットＰＵ，ＰＵ（プラズマ発生装置）とを含んでいる。
【００３０】
チャンバー５１０は、上記筐体５００の開口部５００ａとほぼ同径の有底の円筒形状に構成されている。このチャンバー５１０は、ワークＷに対して滅菌処理等を施与するための処理室としての機能を有している。チャンバー５１０の軸方向における一方の端部は側壁部５１０ａによって遮蔽されており、他方の端部に位置する側面はその全面が開口されている。これによって、この他方の端部に筐体５００の開口部５００ａと略等しい径を有する円形の開口部５１０ｂが形成されている。そして、開口部５１０ｂは、筐体５００の開口部５００ａに嵌め合わされている。これにより、筐体５００の開口部５００ａ及びチャンバー５１０の開口部５１０ｂを介してチャンバー５１０内にワークＷを導入することが可能となっている。
【００３１】
加熱装置５２０は、プラズマ発生ユニットＰＵの後述するプラズマ発生ノズル３１に供給される処理ガスを加熱するためのものである。プラズマ発生ノズル３１には、処理ガスを供給するためのガス供給管５２１が加熱装置５２０を介して接続されており、処理ガスは加熱装置５２０を経由してプラズマ発生ノズル３１に供給されるようになっている。そして、加熱装置５２０はヒーター等の加熱手段を内蔵しており、処理ガスをプラズマ発生ノズル３１に供給する前に予め加熱することが可能とされている。なお、この加熱装置５２０は、制御ユニットＣＵからの制御信号により駆動状態と非駆動状態とに切替可能に構成されている。このため、加熱装置５２０では、処理ガスを加熱してプラズマ発生ノズル３１に供給するかまたは処理ガスを加熱しないでそのままプラズマ発生ノズル３１に供給するかを必要に応じて切り替えることができる。また、加熱装置５２０では、制御ユニットＣＵからの制御信号により処理ガスの加熱温度の調節も可能となっている。
【００３２】
センサー部５３０（検出手段）は、チャンバー５１０内に取り付けられており、チャンバー５１０内に設置された処理対象であるワークＷが乾燥しているか水等の液体により濡れているかを検出する機能を有している。このセンサー部５３０は、制御ユニットＣＵに電気的に接続されている。そして、センサー部５３０は、ワークＷが乾燥しているか濡れているかを検出するとともに、そのワークＷの状態に応じた所定の検出信号を制御ユニットＣＵへ送信するように構成されている。
【００３３】
一対のプラズマ発生ユニットＰＵ，ＰＵ（プラズマ発生装置）は、チャンバー５１０の軸方向に直交する方向においてチャンバー５１０を挟んで相対する位置に設けられている。また、一対のプラズマ発生ユニットＰＵ，ＰＵは、両方とも同じ構造に構成されており、チャンバー５１０の軸を中心として互いに対称形となる向きでそれぞれ配置されている。このプラズマ発生ユニットＰＵは、処理ガスをプラズマ化して放出し、そのプラズマ化されたガスをチャンバー５１０内に設置されたワークＷに照射するように構成されている。
【００３４】
図３は、プラズマ発生ユニットＰＵの全体構成を示す斜視図、図４は、図３とは視線方向を異ならせたプラズマ発生ユニットＰＵの斜視図、図５はプラズマ発生ユニットＰＵの一部透視側面図である。なお、図３〜図５において、Ｘ−Ｘ方向を前後方向、Ｙ−Ｙ方向を左右方向、Ｚ−Ｚ方向を上下方向というものとし、−Ｘ方向を前方向、＋Ｘ方向を後方向、−Ｙを左方向、＋Ｙ方向を右方向、−Ｚ方向を下方向、＋Ｚ方向を上方向として説明する。
【００３５】
プラズマ発生ユニットＰＵは、マイクロ波を利用し常温常圧でのプラズマ発生が可能なユニットであって、大略的に、マイクロ波を伝搬させる導波管１０、この導波管１０の一端側（左側）に配置され所定波長のマイクロ波を発生するマイクロ波発生装置２０、導波管１０に設けられたプラズマ発生部３０、導波管１０の他端側（右側）に配置されマイクロ波を反射させるスライディングショート４０、導波管１０に放出されたマイクロ波のうち反射マイクロ波がマイクロ波発生装置２０に戻らないよう分離するサーキュレータ５０、サーキュレータ５０で分離された反射マイクロ波を吸収するダミーロード６０及びインピーダンス整合を行うスタブチューナ７０を備えて構成されている。
【００３６】
導波管１０は、例えば非磁性金属（アルミニウム等）からなり、断面矩形の長尺管状を呈し、マイクロ波発生装置２０により発生されたマイクロ波をプラズマ発生部３０へ向けて、その長手方向に伝搬させるものである。導波管１０は、分割された複数の導波管ピースが互いのフランジ部同士で連結された連結体で構成されており、一端側から順に、マイクロ波発生装置２０が搭載される第１導波管ピース１１、スタブチューナ７０が組み付けられる第２導波管ピース１２及びプラズマ発生部３０が設けられている第３導波管ピース１３が連結されてなる。なお、第１導波管ピース１１と第２導波管ピース１２との間にはサーキュレータ５０が介在され、第３導波管ピース１３の他端側にはスライディングショート４０が連結されている。
【００３７】
また、第１導波管ピース１１、第２導波管ピース１２及び第３導波管ピース１３は、それぞれ金属平板からなる上面板、下面板及び２枚の側面板を用いて角筒状に組み立てられ、その両端にフランジ板が取り付けられて構成されている。なお、このような平板の組み立てによらず、押し出し成形や板状部材の折り曲げ加工等により形成された矩形導波管ピース若しくは非分割型の導波管を用いるようにしても良い。また、断面矩形の導波管に限らず、例えば断面楕円の導波管を用いることも可能である。さらに、非磁性金属に限らず、導波作用を有する各種の部材で導波管を構成することができる。
【００３８】
マイクロ波発生装置２０は、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマグネトロン等のマイクロ波発生源と、このマイクロ波発生源にて発生されたマイクロ波の強度を所定の出力強度に調整するアンプとを具備する装置本体部２１と、装置本体部２１で発生されたマイクロ波を導波管１０の内部へ放出するマイクロ波送信アンテナ２２とを備えて構成されている。本実施形態に係るプラズマ発生ユニットＰＵでは、例えば１Ｗ〜３ｋＷのマイクロ波エネルギーを出力できる連続可変型のマイクロ波発生装置２０が好適に用いられる。
【００３９】
図５に示すようにマイクロ波発生装置２０は、装置本体部２１からマイクロ波送信アンテナ２２が突設された形態のものであり、第１導波管ピース１１に載置される態様で固定されている。詳しくは、装置本体部２１が第１導波管ピース１１の上面板１１Ｕに載置され、マイクロ波送信アンテナ２２が上面板１１Ｕに穿設された貫通孔１１１を通して第１導波管ピース１１内部の導波空間１１０に突出する態様で固定されている。このように構成されることで、マイクロ波送信アンテナ２２から放出された例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波は、導波管１０により、その一端側（左側）から他端側（右側）に向けて伝搬される。
【００４０】
プラズマ発生部３０は、第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂ（矩形導波管の一つの側面；処理対象ワークとの対向面）に、左右方向へ一列に整列して突設された８個のプラズマ発生ノズル３１を具備して構成されている。各プラズマ発生ノズル３１は、図２に示すように、その先端側の所定領域がチャンバー５１０の円筒状外周壁に設けられた図略の貫通孔を介してチャンバー５１０内に突出するように設けられている。なお、８個のプラズマ発生ノズル３１の配列間隔は、導波管１０内を伝搬させるマイクロ波の波長λＧに応じて定めることが望ましい。例えば、波長λＧの１／２ピッチ、１／４ピッチでプラズマ発生ノズル３１を配列することが望ましく、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を用いる場合は、λＧ＝２３０ｍｍであるので、１１５ｍｍ（λＧ／２）ピッチ、或いは５７．５ｍｍ（λＧ／４）ピッチでプラズマ発生ノズル３１を配列すれば良い。
【００４１】
図６は、プラズマ発生ノズル３１を拡大して示す側面図、図７は、図５のＡ−Ａ線側断面図である。プラズマ発生ノズル３１は、中心導電体３２、ノズル本体３３、ノズルホルダ３４、シール部材３５及び管継手３６を含んで構成されている。
【００４２】
中心導電体３２は、良導電性の金属から構成された棒状部材からなり、その上端部３２１の側が第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂを貫通して導波空間１３０に所定長さだけ突出（この突出部分を受信アンテナ部３２０という）する一方で、下端部３２２がノズル本体３３の下端縁３３１と略面一になるように、上下方向に配置されている。この中心導電体３２には、受信アンテナ部３２０が導波管１０内を伝搬するマイクロ波を受信することで、マイクロ波エネルギー（マイクロ波電力）が与えられるようになっている。当該中心導電体３２は、長さ方向略中間部において、シール部材３５により保持されている。
【００４３】
ノズル本体３３は、良導電性の金属から構成され、中心導電体３２を収納する下部筒状空間３３２と、シール部材３５を保持する上部筒状空間３３３とを有する筒状体である。また、ノズルホルダ３４も良導電性の金属から構成され、ノズル本体３３を保持する保持空間３４１を有する筒状体である。一方、シール部材３５は、テフロン（登録商標）等の耐熱性樹脂材料やセラミック等からなる絶縁性部材からなり、前記中心導電体３２を固定的に保持する保持孔３５１をその中心軸上に備える筒状体からなる。
【００４４】
ノズル本体３３は、上方から順に、ノズルホルダ３４の保持空間３４１に嵌合される上側胴部３３Ｕと、後述するガスシールリング３７を保持するための環状凹部３３Ｓと、環状に突設されたフランジ部３３Ｆとを具備している。また、上側胴部３３Ｕには、所定の処理ガスを前記下部筒状空間３３２へ供給させるための一対の連通孔３３４，３３４が穿孔されている。一対の連通孔３３４，３３４は、それぞれ上側胴部３３Ｕの外周の相対する位置に設けられている。
【００４５】
このノズル本体３３は、中心導電体３２の周囲に配置された外部導電体として機能するもので、中心導電体３２は所定の環状空間Ｈ（絶縁間隔）が周囲に確保された状態で下部筒状空間３３２の中心軸上に挿通されている。ノズル本体３３は、上側胴部３３Ｕの外周部がノズルホルダ３４の保持空間３４１の内周壁と接触し、またフランジ部３３Ｆの上端面がノズルホルダ３４の下端縁３４３と接触するようにノズルホルダ３４に嵌合されている。なお、ノズル本体３３は、例えばプランジャやセットビス等を用いて、ノズルホルダ３４に対して着脱自在な固定構造で装着されることが望ましい。
【００４６】
ノズルホルダ３４は、第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂに穿孔された貫通孔１３１に密嵌合される上側胴部３４Ｕと、下面板１３Ｂから下方向に延出する下側胴部３４Ｂとを備えている。下側胴部３４Ｂの外周には、処理ガスを前記環状空間Ｈに供給するための一対のガス供給孔３４４，３４４が穿孔されている。この一対のガス供給孔３４４，３４４は、それぞれ下側胴部３４Ｂの外周の相対する位置に設けられている。そして、このガス供給孔３４４，３４４には、所定の処理ガスを供給するガス供給管５２１の終端部が接続するための上記管継手３６がそれぞれ取り付けられている。かかるガス供給孔３４４と、ノズル本体３３の連通孔３３４とは、ノズル本体３３がノズルホルダ３４へ定位置嵌合された場合に互いに連通状態となるように、各々位置設定されている。なお、ガス供給孔３４４と連通孔３３４との突き合わせ部からのガス漏洩を抑止するために、ノズル本体３３とノズルホルダ３４との間にはガスシールリング３７が介在されている。
【００４７】
シール部材３５は、その下端縁３５２がノズル本体３３の上部筒状空間３３３の底面部３３５と当接し、その上端縁３５３がノズルホルダ３４の上端係止部３４５と当接する態様で、ノズル本体３３の上部筒状空間３３３に保持されている。すなわち、上部筒状空間３３３に中心導電体３２を支持した状態のシール部材３５が嵌合されるとともに、そのシール部材３５がノズルホルダ３４の上端係止部３４５と上部筒状空間３３３の底面部３３５とで上下から挟持されるようにして組み付けられている。
【００４８】
プラズマ発生ノズル３１は上記のように構成されている結果、ノズル本体３３、ノズルホルダ３４及び第３導波管ピース１３（導波管１０）は導通状態（同電位）とされている一方で、中心導電体３２は絶縁性のシール部材３５で支持されていることから、これらの部材とは電気的に絶縁されている。従って、図８に示すように、導波管１０がアース電位とされた状態で、中心導電体３２の受信アンテナ部３２０でマイクロ波が受信され中心導電体３２にマイクロ波電力が給電されると、その下端部３２２及びノズル本体３３の下端縁３３１の近傍に電界集中部が形成されるようになる。
【００４９】
かかる状態で、ガス供給管５２１から管継手３６、ガス供給孔３４４及び連通孔３３４を介して酸素ガスや空気のような酸素系の処理ガスが環状空間Ｈへ供給されると、前記マイクロ波電力により処理ガスが励起されて中心導電体３２の下端部３２２付近においてプラズマ（電離気体）が発生する。このプラズマは、電子温度が数万度であるものの、ガス温度は外界温度に近い反応性プラズマ（中性分子が示すガス温度に比較して、電子が示す電子温度が極めて高い状態のプラズマ）であって、常圧下で発生するプラズマである。
【００５０】
このようにしてプラズマ化された処理ガスは、上記のように供給される処理ガスのガス流によりプルームＰとしてノズル本体３３の下端縁３３１から放射される。このプルームＰにはラジカルが含まれ、処理ガスとして酸素系ガスを使用すると酸素ラジカルが生成されることとなり、滅菌作用を有するプルームＰとすることができる。本実施形態に係るプラズマ発生ユニットＰＵでは、プラズマ発生ノズル３１が複数個配列されていることから、左右方向に延びるライン状のプルームＰを発生させることが可能となる。そして、このプルームＰをチャンバー５１０内に設置されたワークＷに照射することによってワークＷの滅菌処理が行われる。
【００５１】
また、この第１実施形態による滅菌処理装置Ｓでは、プルームＰを照射することによって濡れているワークＷの乾燥も行うように構成されている。すなわち、チャンバー５１０内に設置されたワークＷが濡れている場合に実行される上記第２運転モードにおいて、プルームＰの照射時に吹き付けられるガス流によって濡れているワークＷが乾燥する。これにより、第１実施形態では、第２運転モードにおいてワークＷの乾燥とプラズマ照射による滅菌処理とが同時に行えるようになっている。したがって、第２運転モードでは濡れているワークＷの乾燥を行う必要があるが、ワークＷが乾燥している場合に実行される上記第１運転モードと同じくワークＷへのプルームＰの照射のみが行われる。
【００５２】
但し、第２運転モードでは、制御ユニットＣＵからの制御信号によってプルームＰの照射時間が第１運転モードにおけるプルームＰの照射時間よりも長くなるように滅菌処理ユニットＳＵが制御される。この制御は、プラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生ノズル３１への処理ガスの供給時間及びマイクロ波の供給時間を調節することによって行われる。第２運転モードでは、このような長時間のプルームＰの照射により、濡れているワークＷを十分に乾燥できるようになっている。
【００５３】
スライディングショート４０は、各々のプラズマ発生ノズル３１に備えられている中心導電体３２と、導波管１０の内部を伝搬されるマイクロ波との結合状態を最適化するために備えられているもので、マイクロ波の反射位置を変化させて定在波パターンを調整可能とするべく第３導波管ピース１３の右側端部に連結されている。従って、定在波を利用しない場合は、当該スライディングショート４０に代えて、電波吸収作用を有するダミーロードが取り付けられる。
【００５４】
図９は、スライディングショート４０の内部構造を示す透視斜視図である。図９に示すように、スライディングショート４０は、導波管１０と同様な断面矩形の筐体構造を備えており、導波管１０と同じ材料で構成された中空空間４１０を有する筐体部４１と、前記中空空間４１０内に収納された円柱状の反射ブロック４２と、反射ブロック４２の基端部に一体的に取り付けられ前記中空空間４１０内を左右方向に摺動する矩形ブロック４３と、この矩形ブロック４３に組み付けられた移動機構４４と、反射ブロック４２にシャフト４５を介して直結されている調整ノブ４６とが備えられている。
【００５５】
反射ブロック４２は、マイクロ波の反射面となる先端面４２１が第３導波管ピース１３の導波空間１３０に対向するよう左右方向に延在する円柱体である。この反射ブロック４２は、矩形ブロック４３と同様な角柱状を呈していても良い。前記移動機構４４は、調整ノブ４６の回転操作により矩形ブロック４３及びこれと一体化された反射ブロック４２を左右方向に推進若しくは後退させる機構であって、調整ノブ４６を回転させることで反射ブロック４２が中空空間４１０内において矩形ブロック４３にてガイドされつつ左右方向に移動可能とされている。かかる反射ブロック４２の移動による先端面４２１の位置調整によって、定在波パターンが最適化される。なお、調整ノブ４６の回転操作を、ステッピングモータ等を用いて自動化することが望ましい。
【００５６】
サーキュレータ５０は、例えばフェライト柱を内蔵する導波管型の３ポートサーキュレータからなり、一旦はプラズマ発生部３０へ向けて伝搬されたマイクロ波のうち、プラズマ発生部３０で電力消費されずに戻って来る反射マイクロ波を、マイクロ波発生装置２０に戻さずダミーロード６０へ向かわせるものである。このようなサーキュレータ５０を配置することで、マイクロ波発生装置２０が反射マイクロ波によって過熱状態となることが防止される。
【００５７】
図１０は、サーキュレータ５０の作用を説明するためのプラズマ発生ユニットＰＵの上面図である。図示するように、サーキュレータ５０の第１ポート５１には第１導波管ピース１１が、第２ポート５２には第２導波管ピース１２が、さらに第３ポート５３にはダミーロード６０がそれぞれ接続されている。そして、マイクロ波発生装置２０のマイクロ波送信アンテナ２２から発生されたマイクロ波は、矢印ａで示すように第１ポート５１から第２ポート５２を経由して第２導波管ピース１２へ向かう。一方、第２導波管ピース１２側から入射する反射マイクロ波は、矢印ｂで示すように、第２ポート５２から第３ポートへ向かうよう偏向され、ダミーロード６０へ入射される。
【００５８】
ダミーロード６０は、上述の反射マイクロ波を吸収して熱に変換する水冷型（空冷型でも良い）の電波吸収体である。このダミーロード６０には、冷却水を内部に流通させるための冷却水流通口６１が設けられており、反射マイクロ波を熱変換することにより発生した熱が前記冷却水に熱交換されるようになっている。
【００５９】
スタブチューナ７０は、導波管１０とプラズマ発生ノズル３１とのインピーダンス整合を図るためのもので、第２導波管ピース１２の上面板１２Ｕに所定間隔を置いて直列配置された３つのスタブチューナユニット７０Ａ〜７０Ｃを備えている。図１１は、スタブチューナ７０の設置状況を示す透視側面図である。図示するように、３つのスタブチューナユニット７０Ａ〜７０Ｃは同一構造を備えており、第２導波管ピース１２の導波空間１２０に突出するスタブ７１と、該スタブ７１に直結された操作棒７２と、スタブ７１を上下方向に出没動作させるための移動機構７３と、これら機構を保持する外套７４とから構成されている。
【００６０】
スタブチューナユニット７０Ａ〜７０Ｃに各々備えられているスタブ７１は、その導波空間１２０への突出長が各操作棒７２により独立して調整可能とされている。これらスタブ７１の突出長は、例えばマイクロ波電力パワーをモニターしつつ、中心導電体３２による消費電力が最大となるポイント（反射マイクロ波が最小になるポイント）を探索することで決定される。なお、このようなインピーダンス整合は、必要に応じてスライディングショート４０と連動させて実行される。このスタブチューナ７０の操作も、ステッピングモータ等を用いて自動化することが望ましい。
【００６１】
次に、第１実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの電気的構成について説明する。図１２は、滅菌処理装置Ｓの制御系９０を示すブロック図である。この制御系９０は、上記制御ユニットＣＵ（制御手段）に含まれるＣＰＵ（中央演算処理装置）等からなり、機能的にマイクロ波出力制御部９１、ガス流量制御部９２、ガス温度制御部９３及び全体制御部９４が備えられている。さらに、全体制御部９４に対して上記操作部５０２から所定の操作信号が与えられるとともに、センサー部５３０から所定の検出信号が与えられるように構成されている。
【００６２】
マイクロ波出力制御部９１は、マイクロ波発生装置２０から出力されるマイクロ波のＯＮ−ＯＦＦ制御、出力強度制御を行うもので、所定のパルス信号を生成してマイクロ波発生装置２０の装置本体部２１によるマイクロ波発生の動作制御を行う。
【００６３】
ガス流量制御部９２は、プラズマ発生部３０の各プラズマ発生ノズル３１へ供給する処理ガスの流量制御を行うものである。具体的には、ガスボンベ等の処理ガス供給源９２１とプラズマ発生ノズル３１との間を接続するガス供給管５２１に設けられた流量制御弁９２３の開閉制御乃至は開度調整を行う。
【００６４】
ガス温度制御部９３は、プラズマ発生部３０の各プラズマ発生ノズル３１へ供給する処理ガスの温度制御を行うものである。具体的には、ガス供給管５２１の流量調節弁９２３とプラズマ発生ノズル３１との間に位置する部分に設置された加熱装置５２０の動作制御、すなわち、加熱装置５２０の駆動及び非駆動の切り替えや加熱装置５２０による処理ガスの加熱温度の調節等を行う。
【００６５】
全体制御部９４は、当該滅菌処理装置Ｓの全体的な動作制御を司るもので、操作部５０２から与えられる操作信号及びセンサー部５３０から与えられる検出信号に応じて、上記マイクロ波出力制御部９１、ガス流量制御部９２及びガス温度制御部９３を、所定のシーケンスに基づいて動作制御する。すなわち、センサー部５３０から与えられる検出信号に応じた第１運転モードまたは第２運転モードを選択し、各運転モードに対応する予め与えられた制御プログラムに基づいて、所定流量の処理ガスを各プラズマ発生ノズル３１へ所定時間供給させつつマイクロ波電力を与えてプルームＰを発生させ、ワークＷの表面にプルームＰを放射させるものである。これにより、第１運転モードではワークＷのプラズマ滅菌処理が、第２運転モードでは濡れているワークＷの乾燥とワークＷのプラズマ滅菌処理とがそれぞれ行われる。
【００６６】
そして、この際の制御系９０における具体的な制御プロセスとしては、まず、センサー部５３０がチャンバー５１０内に設置されたワークＷが乾燥しているか濡れているかを検出し、ワークＷが乾燥している場合と濡れている場合とでそれぞれ異なる検出信号を全体制御部９４へ送信する。これにより、全体制御部９４は、その検出信号に対応する滅菌処理ユニットＳＵの運転モードを選択する。すなわち、全体制御部９４は、ワークＷが乾燥していることを検出した検出信号を受け取った場合は第１運転モードを選択する一方、ワークＷが濡れていることを検出した検出信号を受け取った場合は第２運転モードを選択する。
【００６７】
第１運転モードが選択された場合は、全体制御部９４がその第１運転モードに対応したマイクロ波出力制御部９１、ガス流量制御部９２及びガス温度制御部９３の制御を実行する。これにより、ガス流量制御部９２は、流量制御弁９２３を制御して所定流量の処理ガスを各プラズマ発生ノズル３１へ所定時間供給させるとともに、マイクロ波出力制御部９１は、プラズマ発生ユニットＰＵの各部を制御してプラズマ発生ノズル３１にマイクロ波電力を与えてワークＷにプルームＰを照射させる。この際、ガス温度制御部９３は加熱装置５２０を駆動させないように制御し、処理ガスは加熱装置５２０により加熱されることなくプラズマ発生ノズル３１に供給される。したがって、プラズマ発生ノズル３１からは外界温度に近いガス温度のプルームＰがワークＷに照射される。
【００６８】
一方、第２運転モードが選択された場合も、上記第１運転モードと同様の制御プロセスでワークＷへのプルームＰの照射が実行される。但し、第２運転モードでは、ガス流量制御部９２により処理ガスの供給時間が第１運転モードの場合よりも長くなるように流量制御弁９２３が制御されるとともに、マイクロ波出力制御部９１によってその処理ガスの供給時間に応じた時間、マイクロ波電力がプラズマ発生ノズル３１に与えられるようにプラズマ発生ユニットＰＵが制御される。これにより、第２運転モードが選択された場合は、第１運転モードが選択された場合に比べてワークＷにプルームＰが長時間照射される。
【００６９】
さらに、第２運転モードが選択された場合には、ガス温度制御部９３により加熱装置５２０が駆動される。これにより、加熱装置５２０により処理ガスが予め加熱されてからプラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生ノズル３１に供給される。このため、第２運転モードにおいてプラズマ発生ノズル３１から濡れているワークＷに照射されるプルームＰのガス温度が上昇し、それによってワークＷの乾燥が速められる。
【００７０】
このように、第１実施形態では、制御ユニットＣＵの制御系９０により、ワークＷが乾燥している条件では第１運転モードが選択され、プラズマ発生ユニットＰＵから照射されるプルームＰのガス温度が第２運転モードよりも低い温度（外界温度近傍の温度）に設定されるとともに、プルームＰの照射時間が第２運転モードよりも短い時間に設定される一方、ワークＷが濡れている条件では第２運転モードが選択され、プラズマ発生ユニットＰＵから照射されるプルームＰのガス温度が第１運転モードよりも高い温度に設定されるとともに、プルームＰの照射時間が第１運転モードよりも長い時間に設定される。
【００７１】
なお、第２運転モードが選択された場合、最初にマイクロ波出力制御部９１がプラズマ発生ユニットＰＵをプラズマ発生ノズル３１にマイクロ波電力を与えないように制御することによって、処理ガスをプラズマ発生ノズル３１でプラズマ化させることなく濡れているワークＷに所定時間照射して乾燥させ、その後、処理ガスをプラズマ発生ユニットＰＵによりプラズマ化して乾燥したワークＷに照射させるようにしても良い。この場合には、第２運転モードにおいて濡れているワークＷを乾燥させる期間は処理ガスをプラズマ化させる必要がなく、その分プラズマ発生ユニットＰＵにおけるプラズマ化に要する消費電力が抑制される。なお、このようにプラズマ発生ユニットＰＵにおいて処理ガスをプラズマ化させないで濡れているワークＷに照射する場合にも、ガス温度制御部９３により加熱装置５２０を駆動させて処理ガスを予め加熱すれば、ワークＷの乾燥を速めることができる。
【００７２】
以上説明した第１実施形態の滅菌処理装置Ｓによれば、制御ユニットＣＵの制御系９０は、ワークＷが乾燥しているか濡れているかの状態に基づいて、プラズマ発生ユニットＰＵから照射するプルームＰのガス温度及びプルームＰの照射時間が異なる第１運転モードまたは第２運転モードを選択して滅菌処理ユニットＳＵの動作制御を行うので、異なる状態のワークＷそれぞれに対してその状態に応じた適切な条件でプルームＰを照射することができる。
【００７３】
また、制御ユニットＣＵの制御系９０は、センサー部５３０がワークＷが乾燥しているか濡れているかを検出した検出信号に基づいて第１運転モードまたは第２運転モードを実行するようになっているので、センサー部５３０によりワークＷの状態を検出して自動的にそのワークＷの状態に応じた第１運転モードまたは第２運転モードを選択し、プルームＰのガス温度及び照射時間をそのワークＷの状態に応じた条件に設定することができる。これにより、ワークＷの状態を判別する作業を行う必要がないので、ワークＷの状態の判別に要する作業負担を軽減しながら、ワークＷの状態に応じた適切な条件でプルームＰの照射を行うことができる。
【００７４】
また、第２運転モードにおいて、濡れているワークＷの乾燥をプラズマ発生ユニットＰＵによるプルームＰの照射によって実行させているので、ワークＷが自然に乾燥するのを待つのに比べて短時間でワークＷを乾燥させることができる。これにより、ワークＷが濡れている場合のワークＷの処理時間を短縮することができる。
【００７５】
また、第２運転モードにおいて、濡れているワークＷを乾燥させることができるので、ワークＷの表面に対するプラズマの照射がワークＷの濡れにより遮られるのを回避することができる。これにより、ワークＷが濡れている場合でも、プルームＰの照射による滅菌処理をワークＷに有効に施与することができる。
【００７６】
また、第２運転モードにおいて、プルームＰの照射により濡れているワークＷの乾燥とワークＷのプラズマ滅菌処理とを同時に行うことができるので、ワークＷにプラズマ滅菌処理を施与するのとは別にワークＷの乾燥を行う場合と異なり、ワークＷの処理時間が増大するのを抑制することができる。
【００７７】
また、第２運転モードでは、濡れているワークＷに照射されるプルームＰのガス温度を上昇させるとともに、プルームＰの照射時間を長くしているので、ガス温度の上昇したプルームＰを長時間照射することによって、濡れているワークＷを十分に乾燥させることができる。
【００７８】
また、第１運転モードでは、第２運転モードに比べて、プラズマ発生ユニットＰＵにより照射されるプルームＰのガス温度が低く設定されているとともに、プルームＰの照射時間が短く設定されているので、ワークが元々乾燥していて乾燥処理が不要な条件では、プルームＰのガス温度を上昇させたりプルームＰの照射時間を長くすることに伴って発生する消費電力の増大を抑制することができる。
【００７９】
（第２実施形態）
図１３は、本発明の第２実施形態に係る滅菌処理装置Ｓに用いられる滅菌処理ユニットＳＵの構成を概略的に示した斜視図である。この第２実施形態に係る滅菌処理装置Ｓでは、上記第１実施形態と異なり、第２運転モードにおいてドライヤー装置５５０を用いて濡れているワークＷの乾燥を行うようになっている。
【００８０】
具体的には、この第２実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの滅菌処理ユニットＳＵは、チャンバー５１０の軸方向一方端側の側壁部５１０ａに取り付けられたドライヤー装置５５０を備えている。ドライヤー装置５５０は熱風を送風する機能を有しており、チャンバー５１０の側壁部５１０ａに設けられた吹込口５１０ｃを介して、ドライヤー装置５５０からの熱風がチャンバー５１０内に導入されるようになっている。そして、この熱風により、チャンバー５１０内に設置された濡れているワークＷの乾燥が行われる。なお、この第２実施形態による滅菌処理装置Ｓでは、上記第１実施形態による滅菌処理装置Ｓと異なり、加熱装置５２０（図２参照）は備えておらず、プラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生ノズル３１には処理ガスが加熱されることなくそのまま供給されるようになっている。
【００８１】
図１４は、第２実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの電気的構成を示した図である。この第２実施形態による制御系９０は、ドライヤー装置制御部９６を備えており、このドライヤー装置制御部９６からドライヤー装置５５０に制御信号が送信されることによりドライヤー装置５５０の駆動及び非駆動の切替やドライヤー装置５５０から送風される熱風の温度調節等の各種制御が行われるようになっている。なお、この第２実施形態では、制御系９０は上記第１実施形態による処理ガスの温度を調節するためのガス温度制御部９３（図１２参照）を備えていない。
【００８２】
そして、この第２実施形態では、センサー部５３０によりワークＷが濡れていることが検出された場合の検出信号に応答して全体制御部９４が第２運転モードを選択すると、ドライヤー装置制御部９６から送信される制御信号によりドライヤー装置５５０が駆動する。これにより、ドライヤー装置５５０からチャンバー５１０内に熱風が送風され、その結果、濡れているワークＷが乾燥する。そして、この後、上記第１実施形態と同様にしてプラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生ノズル３１からワークＷへプルームＰの照射が行われる。なお、センサー部５３０によりワークＷが乾燥していることが検出された場合には、そのときのセンサー部５３０から送信される検出信号に応答して全体制御部９４は第１運転モードを選択し、上記第１実施形態と同様にしてワークＷへプルームＰの照射が行われる。そして、このように第１運転モードが選択された場合はワークＷの乾燥は不要であるので、ドライヤー装置制御部９６によりドライヤー装置５５０が駆動しないように制御される。
【００８３】
第２実施形態による滅菌処理装置Ｓの上記以外の構成は、上記第１実施形態による滅菌処理装置Ｓの構成と同様である。
【００８４】
以上説明したように第２実施形態による滅菌処理装置Ｓでは、制御ユニットＣＵのドライヤー装置制御部９６が、第２運転モードにおいてドライヤー装置５５０を動作させて濡れているワークＷを乾燥させるので、ワークＷが自然に乾燥するのを待つのに比べて短時間でワークＷを乾燥させることができる。これにより、ワークＷが濡れている場合のワークの処理時間を短縮することができる。
【００８５】
また、制御ユニットＣＵの制御系９０が、第２運転モードにおいてドライヤー装置５５０を動作させて濡れているワークＷを乾燥させた後、プラズマ発生ユニットＰＵにワークＷへのプルームＰの照射を行わせるように制御するので、ドライヤー装置５５０からの熱風により加熱されたワークＷに対してプラズマ発生ユニットＰＵからの外界温度に近いガス温度を有するプルームＰを照射することによって、ワークＷを冷却させると同時にそのワークＷにプルームＰの照射による滅菌処理を施与することができる。これにより、加熱されたワークＷを冷却する工程を別途設ける必要がないので、ワークＷの冷却のためにワークＷの処理時間が長くなるのを抑制することができる。
【００８６】
また、第２運転モードにおいて濡れているワークＷをドライヤー装置５５０からの熱風によって乾燥させた後、そのワークＷにプルームＰの照射を行うことによって、ドライヤー装置５５０からの熱風に含まれる雑菌がワークＷに付着した後にプルームＰによるワークＷの滅菌を行うことができるので、第２運転モードにおいて濡れているワークＷをドライヤー装置５５０により乾燥させる場合でも、ワークＷを確実に滅菌することができる。
【００８７】
また、制御ユニットＣＵのドライヤー装置制御部９６が、第２運転モードにおいてドライヤー装置５５０を動作させる一方、第１運転モードにおいてドライヤー装置５５０を動作させないように制御するので、ワークＷの乾燥処理が不要な第１運転モードではドライヤー装置５５０の動作に要する消費電力を抑制することができる。
【００８８】
第２実施形態による上記以外の効果は、上記第１実施形態による効果と同様である。
【００８９】
（第３実施形態）
図１５は、本発明の第３実施形態に係る滅菌処理装置Ｓに用いられる滅菌処理ユニットＳＵの構成を概略的に示した斜視図である。この第３実施形態に係る滅菌処理装置Ｓでは、上記第１及び第２実施形態と異なり、高圧蒸気滅菌装置６００によりワークＷの高圧蒸気滅菌処理が行われるとともに、高圧蒸気によって加熱されたワークＷがプラズマ発生ユニットＰＵからのプルームＰの照射によって冷却されるように構成されている。
【００９０】
具体的には、この第３実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの滅菌処理ユニットＳＵは、高圧蒸気滅菌装置６００と、処理ガス冷却器６１０とを備えている。高圧蒸気滅菌装置６００は、チャンバー５１０の側壁部５１０ａに取り付けられている。この高圧蒸気滅菌装置６００は、チャンバー５１０の側壁部５１０ａに設けられた吹込口５１０ｃを介してチャンバー５１０内に高圧蒸気を送り込み、チャンバー５１０内に設置されたワークＷを高圧蒸気に曝して滅菌処理を行う機能を有する。この高圧蒸気滅菌装置６００は、制御ユニットＣＵ（図１参照）からの制御信号により駆動状態と非駆動状態とに切替可能に構成されている。
【００９１】
また、処理ガス冷却器６１０は、プラズマ発生ノズル３１に供給される処理ガスを冷却するためのものである。プラズマ発生ノズル３１には、ガス供給管５２１が処理ガス冷却器６１０を介して接続されており、処理ガスが処理ガス冷却器６１０を経由してプラズマ発生ノズル３１に供給されるようになっている。これにより、処理ガスをプラズマ発生ノズル３１に供給する前に予め冷却することが可能とされている。なお、処理ガス冷却器６１０は、制御ユニットＣＵ（図１参照）からの制御信号により駆動状態と非駆動状態とに切替可能に構成されている。このため、処理ガス冷却器６１０では、処理ガスを冷却してプラズマ発生ノズル３１に供給するかまたは処理ガスを冷却しないでそのままプラズマ発生ノズル３１に供給するかを必要に応じて切り替えることができる。また、処理ガス冷却器６１０では、制御ユニットＣＵ（図１参照）からの制御信号により処理ガスの冷却温度の調節も可能となっている。
【００９２】
また、この第３実施形態では、センサー部５３０（検出手段）がワークＷの温度を検出することによって、ワークＷが加熱されている状態かまたは外界温度近傍の温度であるかを検出するように構成されている。そして、センサー部５３０は、ワークＷが加熱されているか外界温度近傍の温度であるかを検出するとともに、そのワークＷの状態に応じた検出信号を制御ユニットＣＵ（図１参照）へ送信する。
【００９３】
また、この第３実施形態においても、上記第１及び第２実施形態と同様、制御ユニットＣＵ（図１参照）が第１運転モード及び第２運転モードのいずれかの運転モードを選択して滅菌処理ユニットＳＵを動作させるように構成されている。ただし、この第３実施形態では、上記第１及び第２実施形態と異なり、第１運転モードはワークＷが外界温度近傍の温度である条件での運転モードであり、通常のプルームＰの照射によるワークＷの滅菌処理が行われる。また、第２運転モードはワークＷが加熱されている条件での運転モードであり、ワークＷの冷却とプルームＰの照射による滅菌処理とが行われる。高圧蒸気滅菌処理後には、ワークＷが加熱されているので、制御ユニットＣＵにより第２運転モードが選択されて滅菌処理ユニットＳＵが第２運転モードで動作する。
【００９４】
そして、第２運転モードでは、プルームＰの照射により加熱状態のワークＷの冷却を行うように構成されている。すなわち、第２運転モードでは、上記処理ガス冷却器６１０により冷却された処理ガスがプラズマ発生ノズル３１に供給され、それに伴って、プラズマ発生ノズル３１から低いガス温度のプルームＰが照射される。この低温のプルームＰが照射されることによって加熱状態のワークＷが冷却される。これにより、この第３実施形態では、第２運転モードにおいて、加熱状態のワークＷの冷却とプラズマ滅菌処理とが同時に行えるようになっている。さらに、第２運転モードでは、第１運転モードに比べてプルームＰが長時間照射される。これにより、加熱状態のワークＷを十分に冷却できるようになっている。
【００９５】
図１６は、第３実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの電気的構成を示した図である。この第３実施形態による制御系９０は、高圧蒸気滅菌装置制御部９７を備えており、この高圧蒸気滅菌装置制御部９７から高圧蒸気滅菌装置６００に制御信号が送信されることにより高圧蒸気滅菌装置６００の駆動及び非駆動の切替や高圧蒸気滅菌装置６００からチャンバー５１０内に送り込まれる高圧蒸気の温度調節等の各種制御が行われるようになっている。
【００９６】
そして、全体制御部９４は、操作部５０２から与えられる操作信号及びセンサー部５３０から与えられる検出信号に応じて、マイクロ波出力制御部９１、ガス流量制御部９２、ガス温度制御部９３及び高圧蒸気滅菌装置制御部９７を、所定のシーケンスに基づいて動作制御する。具体的には、全体制御部９４は、操作部５０２から与えられる操作信号がプラズマ滅菌処理を指示するものである場合には、センサー部５３０からの検出信号に基づいて第１運転モードまたは第２運転モードを選択する。このとき、全体制御部９４は、センサー部５３０からワークＷが外界温度近傍の温度であることを検出した検出信号を受け取った場合は第１運転モードを選択する一方、ワークＷが加熱されていることを検出した検出信号を受け取った場合は第２運転モードを選択する。
【００９７】
第１運転モードが選択された場合は、全体制御部９４により上記第１実施形態と同様の制御が実行される。この際、ガス温度制御部９３は処理ガス冷却器６１０を駆動させないように制御し、処理ガスは処理ガス冷却器６１０により冷却されることなくプラズマ発生ノズル３１に供給される。したがって、プラズマ発生ノズル３１からは外界温度に近いガス温度のプルームＰがワークＷに照射され、ワークＷにプラズマ滅菌処理が施与される。
【００９８】
一方、第２運転モードが選択された場合は、ガス流量制御部９２により処理ガスの供給時間が第１運転モードの場合よりも長くなるように流量制御弁９２３が制御されるとともに、マイクロ波出力制御部９１によってその処理ガスの供給時間に応じた時間、マイクロ波電力がプラズマ発生ノズル３１に与えられるようにプラズマ発生ユニットＰＵが制御される。これにより、第２運転モードが選択された場合は、第１運転モードが選択された場合に比べてワークＷにプルームＰが長時間照射され、加熱されているワークＷの冷却とプラズマ滅菌処理とが同時に行われる。
【００９９】
さらに、第２運転モードが選択された場合には、ガス温度制御部９３により処理ガス冷却器６１０が駆動される。これにより、処理ガス冷却器６１０により処理ガスが予め冷却されてからプラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生ノズル３１に供給される。このため、第２運転モードにおいてプラズマ発生ノズル３１から加熱状態のワークＷに照射されるプルームＰのガス温度が低下し、それによってワークＷの冷却が速められる。
【０１００】
このように、第３実施形態では、制御ユニットＣＵの制御系９０により、ワークＷが加熱されている条件では第１運転モードが選択され、プラズマ発生ユニットＰＵから照射されるプルームＰのガス温度が第２運転モードよりも高い温度（外界温度近傍の温度）に設定されるとともに、プルームＰの照射時間が第２運転モードよりも短い時間に設定される一方、ワークＷが加熱されている条件では第２運転モードが選択され、プラズマ発生ユニットＰＵから照射されるプルームＰのガス温度が第１運転モードよりも低い温度に設定されるとともに、プルームＰの照射時間が第１運転モードよりも長い時間に設定される。
【０１０１】
また、全体制御部９４が操作部５０２から高圧蒸気滅菌処理を指示する操作信号が与えられた場合には、高圧蒸気滅菌装置制御部９７からの制御信号によって高圧蒸気滅菌装置６００が駆動される。これにより、高圧蒸気滅菌装置６００から高圧蒸気がチャンバー５１０内に送り込まれてチャンバー５１０内が高圧蒸気で充満し、その高圧蒸気に曝されることによってワークＷの高圧蒸気滅菌処理が行われる。そして、高圧蒸気滅菌処理が所定時間行われた後、チャンバー５１０内の蒸気が排気される。
【０１０２】
この高圧蒸気滅菌処理後、ワークＷは加熱されているので、センサー部５３０によりワークＷが加熱状態であることが検出される。そして、センサー部５３０から全体制御部９４にワークＷが加熱されていることを検出した検出信号が送信される。この検出信号に応答して全体制御部９４は、第２運転モードを選択する。これにより、上記第２運転モードと同様にして加熱されているワークＷの冷却とプラズマ滅菌処理とが同時に行われる。
【０１０３】
第３実施形態による滅菌処理装置Ｓの上記以外の構成は、上記第１実施形態による滅菌処理装置Ｓの構成と同様である。
【０１０４】
以上説明したように第３実施形態による滅菌処理装置Ｓでは、制御ユニットＣＵの制御系９０がワークＷが外界温度近傍の温度であるか加熱されているかの状態に基づいて、プラズマ発生ユニットＰＵから照射するプルームＰのガス温度及びプルームＰの照射時間が異なる第１運転モードまたは第２運転モードを選択して滅菌処理ユニットＳＵの動作制御を行うので、異なる状態のワークＷそれぞれに対してその状態に応じた適切な条件でプルームＰを照射することができる。
【０１０５】
また、制御ユニットＣＵの制御系９０は、センサー部５３０がワークＷが外界温度近傍の温度であるか加熱されているかを検出した検出信号に基づいて第１運転モードまたは第２運転モードを実行するようになっているので、センサー部５３０によりワークＷの状態を検出して自動的にそのワークＷの状態に応じた第１運転モードまたは第２運転モードを選択し、プルームＰのガス温度及び照射時間をそのワークＷの状態に応じた条件に設定することができる。これにより、ワークＷの状態を判別する作業を行う必要がないので、ワークＷの状態の判別に要する作業負担を軽減しながら、ワークＷの状態に応じた適切な条件でプルームＰの照射を行うことができる。
【０１０６】
また、第２運転モードにおいて、加熱されているワークＷの冷却をプラズマ発生ユニットＰＵによるプルームＰの照射によって実行させるので、ワークＷが自然に冷却されるのを待つのに比べて短時間でワークＷを冷却させることができる。これにより、ワークＷが加熱されている場合のワークＷの処理時間を短縮することができる。
【０１０７】
また、第２運転モードにおいて、プルームＰの照射により加熱されたワークＷの冷却とワークＷのプラズマ滅菌処理とを同時に行うことができるので、ワークＷにプラズマ滅菌処理を施与するのとは別にワークＷの冷却を行う場合と異なり、ワークＷの処理時間が増大するのを抑制することができる。
【０１０８】
また、第２運転モードでは、加熱されたワークＷに照射されるプルームＰのガス温度を低下させるとともに、プルームＰの照射時間を長くしているので、ガス温度の低下したプルームＰを長時間照射することによって、加熱状態のワークＷを十分に冷却することができる。
【０１０９】
また、第１運転モードでは、第２運転モードに比べて、プラズマ発生ユニットＰＵにより照射されるプルームＰのガス温度が高く設定されているとともに、プルームＰの照射時間が短く設定されているので、ワークＷが元々外界温度近傍の温度であり、冷却処理が不要な条件では、プルームＰのガス温度を上昇させたりプルームＰの照射時間を長くすることによって発生する消費電力の増大を抑制することができる。
【０１１０】
また、第３実施形態による滅菌処理装置Ｓは、ワークＷを高圧蒸気に曝して滅菌処理を行う高圧蒸気滅菌装置６００を備えているので、プラズマ発生ユニットＰＵからのプルームＰの照射によるワークＷの滅菌処理に加えて、高圧蒸気滅菌装置６００によりワークＷの高圧蒸気滅菌を行うことができる。このため、ワークＷの滅菌処理をより確実に行うことができる。
【０１１１】
また、制御ユニットＣＵは、高圧蒸気滅菌装置６００を動作させて高圧蒸気によるワークＷの滅菌処理を行わせた後、プラズマ発生ユニットＰＵにワークＷへのプルームＰの照射を行わせるので、高圧蒸気による滅菌処理後、プルームＰの照射によりプラズマ滅菌処理を行いながらワークＷを冷却することができる。これにより、高圧蒸気滅菌処理後、外気に当ててワークＷを冷却する場合と異なり、外気中の雑菌がワークＷに付着することがない。このため、高圧蒸気滅菌処理後、ワークＷの滅菌状態を確実に保持することができる。
【０１１２】
（第４実施形態）
図１７は、本発明の第４実施形態に係る滅菌処理装置Ｓに用いられる滅菌処理ユニットＳＵの構成を概略的に示した斜視図である。この第４実施形態に係る滅菌処理装置Ｓでは、上記第３実施形態と異なり、第２運転モードにおいて冷却装置６２０を用いて加熱状態のワークＷの冷却を行うようになっている。
【０１１３】
具体的には、この第４実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの滅菌処理ユニットＳＵは、チャンバー５１０の側壁部５１０ａに取り付けられた冷却装置６２０を備えている。冷却装置６２０は外気を取り込んで送風する機能を有しており、チャンバー５１０の側壁部５１０ａに設けられた吹込口５１０ｃを介して、冷却装置６２０からチャンバー５１０内に外気が送風されるように構成されている。そして、この送風により、チャンバー５１０内の加熱されたワークＷの冷却が行われる。なお、この第４実施形態による滅菌処理装置Ｓでは、上記第３実施形態による滅菌処理装置Ｓと異なり、処理ガス冷却器６１０（図１５参照）は備えておらず、プラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生ノズル３１には処理ガスが冷却されることなくそのまま供給されるようになっている。
【０１１４】
図１８は、第４実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの電気的構成を示した図である。この第４実施形態による制御系９０は、冷却装置制御部９８を備えており、この冷却装置制御部９８から冷却装置６２０に制御信号が送信されることにより冷却装置６２０の駆動及び非駆動の切替や冷却装置６２０から送風される風量の調節等の各種制御が行われるようになっている。なお、この第４実施形態では、制御系９０は上記第３実施形態による処理ガスの温度を調節するためのガス温度制御部９３（図１６参照）を備えていない。
【０１１５】
そして、この第４実施形態では、センサー部５３０によりワークＷが加熱されていることが検出された場合の検出信号に応答して全体制御部９４が第２運転モードを選択すると、冷却装置制御部９８から送信される制御信号により冷却装置６２０が駆動する。これにより、冷却装置６２０からチャンバー５１０内への送風が行われ、その結果、加熱状態のワークＷが冷却される。そして、この後、上記第３実施形態と同様にしてプラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生ノズル３１からワークＷへプルームＰの照射が行われる。なお、センサー部５３０によりワークＷが外界温度近傍の温度であることが検出された場合には、そのときのセンサー部５３０から送信される検出信号に応答して全体制御部９４は第１運転モードを選択し、上記第３実施形態と同様にしてワークＷへプルームＰの照射が行われる。そして、このように第１運転モードが選択された場合はワークＷの冷却は不要であるので、冷却装置制御部９８により冷却装置６２０が駆動しないように制御される。
【０１１６】
第４実施形態による滅菌処理装置Ｓの上記以外の構成は、上記第３実施形態による滅菌処理装置Ｓの構成と同様である。
【０１１７】
以上説明したように第４実施形態による滅菌処理装置Ｓでは、滅菌処理ユニットＳＵが加熱されたワークＷに送風して冷却する冷却装置６２０を含むとともに、制御ユニットＣＵの冷却装置制御部９８が、第２運転モードにおいて冷却装置６２０を動作させてワークＷを冷却させるので、加熱されたワークＷの冷却を容易に行うことができる。
【０１１８】
また、制御ユニットＣＵの冷却装置制御部９８が、第２運転モードにおいて冷却装置６２０を動作させる一方、第１運転モードにおいて冷却装置６２０を動作させないように制御するので、ワークＷの冷却が不要な第１運転モードでは冷却装置６２０の動作に要する消費電力を抑制することができる。
【０１１９】
また、第２運転モードにおいて加熱状態のワークＷを冷却装置６２０からの送風によって冷却させた後、そのワークＷにプルームＰの照射を行うことによって、冷却装置６２０から送風される空気中の雑菌がワークＷに付着した後にプルームＰによるワークＷの滅菌を行うことができるので、第２運転モードにおいて加熱状態のワークＷを冷却装置６２０からの送風により冷却する場合でも、ワークＷを確実に滅菌することができる。
【０１２０】
第４実施形態による上記以外の効果は、上記第３実施形態による効果と同様である。
【０１２１】
以上、本発明の第１〜第４実施形態に係る滅菌処理装置Ｓについて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えば下記の実施形態を取ることができる。
【０１２２】
上記各実施形態では、ワーク処理装置の一例としての滅菌処理装置Ｓに本発明を適用した例について説明したが、滅菌処理装置以外の種々のワーク処理装置に本発明を適用することも可能である。例えば、半導体ウェハ等の半導体基板に対するエッチング処理装置や成膜装置、プラズマディスプレイパネル等のガラス基板やプリント基板の清浄化処理装置、タンパク質の分解装置等のワーク処理装置に本発明を適用することができる。このような滅菌処理装置以外のワーク処理装置においても処理対象であるワークＷが濡れている場合には、その濡れによってワークＷにプラズマ照射による所定の処理を施与するのが阻害されるという不都合が生じるが、上記第１及び第２実施形態の構成によってワークＷが濡れている場合には乾燥させてプラズマ照射を行うことが可能となり、その結果、ワークＷに有効にプラズマ照射による所定の処理を施与することが可能となる。上記のように滅菌処理装置以外の種々のワーク処理装置に本発明を適用する場合は、その目的に応じた処理ガスを用いる。因みに、処理ガスとしてアルゴンガスのような不活性ガスや窒素ガスを用いれば、各種基板の表面クリーニングや表面改質を行うことができる。また、フッ素を含有する化合物ガスを用いれば基板表面を撥水性表面に改質することができ、親水基を含む化合物ガスを用いることで基板表面を親水性表面に改質することができる。さらに、金属元素を含む化合物ガスを用いれば基板上に金属薄膜層を形成することができる。また、上記実施形態と同様の酸素系ガスを処理ガスとして用いることによって、基板上のレジスト除去を行うことも可能である。
【０１２３】
上記第１実施形態では第２運転モードにおいてプラズマ化されたガスの照射により濡れているワークＷの乾燥を行うとともに、上記第２実施形態では第２運転モードにおいてドライヤー装置５５０からの熱風の送風により濡れているワークＷの乾燥を行ったが、第２運転モードにおいてこれらを両方とも行うことによって濡れているワークＷを乾燥させても良い。
【０１２４】
また、上記第１実施形態では、ワークＷが濡れている条件での第２運転モードにおいて、プルームＰのガス温度を第１運転モードの場合よりも高い温度に上昇させるとともに、プルームＰの照射時間を第１運転モードの場合よりも長くなるように制御したが、本発明はこれに限らず、ワークＷが濡れている条件での第２運転モードでは、プルームＰのガス温度を第１運転モードの場合よりも高い温度に上昇させるかまたはプルームＰの照射時間を第１運転モードの場合よりも長くするかのいずれかの制御のみを行うようにしても良い。
【０１２５】
上記第３実施形態では第２運転モードにおいてプラズマ化されたガスの照射により加熱状態のワークＷの冷却を行うとともに、上記第４実施形態では第２運転モードにおいて冷却装置６２０からの送風により加熱状態のワークＷの冷却を行ったが、第２運転モードにおいてこれらを両方とも行うことによって加熱状態のワークＷを冷却させても良い。
【０１２６】
また、上記第３実施形態では、ワークＷが加熱されている条件での第２運転モードにおいて、プルームＰのガス温度を第１運転モードの場合よりも低い温度に低下させるとともに、プルームＰの照射時間を第１運転モードの場合よりも長くなるように制御したが、本発明はこれに限らず、ワークＷが加熱されている条件での第２運転モードでは、プルームＰのガス温度を第１運転モードの場合よりも低い温度に低下させるかまたはプルームＰの照射時間を第１運転モードの場合よりも長くするかのいずれかの制御のみを行うようにしても良い。
【０１２７】
上記第１及び第２実施形態では、センサー部５３０でワークＷが乾燥しているかまたは濡れているかを検出し、そのセンサー部５３０からの検出信号に基づいて制御ユニットＣＵの全体制御部９４により第１運転モードまたは第２運転モードのどちらかが自動的に選択されるようにしたが、これに限らず、作業者がワークＷの状態を見て乾燥しているか濡れているかを判別して滅菌処理ユニットＳＵを第１運転モードまたは第２運転モードのどちらで動作させるかをマニュアルで設定するようにしても良い。この場合、作業者が判別したワークＷの状態を滅菌処理装置Ｓの操作部５０２（入力手段）を操作して入力し、その入力されたワークの状態に基づいて制御ユニットＣＵの全体制御部９４が第１運転モードまたは第２運転モードのいずれかを選択する。
【０１２８】
また、上記第３及び第４実施形態では、センサー部５３０でワークＷが外界温度近傍の温度であるかまたは加熱されているかを検出し、そのセンサー部５３０からの検出信号に基づいて制御ユニットＣＵの全体制御部９４により第１運転モードまたは第２運転モードのどちらかが自動的に選択されるようにしたが、これに限らず、作業者がワークＷが外界温度近傍の温度であるか加熱されているかを判別して滅菌処理ユニットＳＵを第１運転モードまたは第２運転モードのどちらで動作させるかをマニュアルで設定するようにしても良い。この場合、作業者が判別したワークＷが外界温度近傍の温度であるかまたは加熱されている状態であるかの情報を滅菌処理装置Ｓの操作部５０２（入力手段）を操作して入力し、その入力されたワークの状態に基づいて制御ユニットＣＵの全体制御部９４が第１運転モードまたは第２運転モードのいずれかを選択する。
【０１２９】
上記各実施形態では、箱型の筐体５００内に滅菌処理ユニットＳＵを設け、その滅菌処理ユニットＳＵのチャンバー５１０内にワークＷを設置してプルームＰの照射による滅菌処理を施与するという滅菌処理装置の一形態を示したが、上記以外の形態の滅菌処理装置にも本発明を適用することができる。
【０１３０】
例えば、図１９に示すように、プラズマ発生ユニットＰＵによるプルームの照射領域を経由する所定のルートでワークＷを搬送する搬送手段Ｃを設け、この搬送手段ＣによってワークＷを搬送しながらプルーム（プラズマ）の照射を行う形態の滅菌処理装置にも本発明を適用することが可能である。具体的には、搬送手段Ｃは、図略の駆動手段により回転駆動される搬送ローラ８０を含んで構成されており、この搬送ローラ８０の回転駆動によって平板状のワークＷが上記所定のルートで搬送されるようになっている。そして、プラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生部３０の幅員、つまり８個のプラズマ発生ノズル３１の左右方向の配列幅は、平板状ワークＷの搬送方向と直交する幅方向のサイズｔと略合致する幅員とされている。これにより、ワークＷを搬送ローラ８０で搬送しながら、ワークＷの全表面（プラズマ発生ユニットＰＵの下面板１３Ｂと対向する面）に対してプラズマ滅菌処理が行えるようになっている。また、ワークＷの搬送ルート上には、ワークＷが乾燥しているかまたは濡れているかを検出するセンサー部６３０（検出手段）と、ワークＷに対して熱風を送風するドライヤー装置６５０とが設置されている。
【０１３１】
この滅菌処理装置では、ワークＷを搬送手段Ｃで搬送しながらセンサー部６３０でワークＷが乾燥しているか濡れているかを検出し、そのセンサー部６３０からの検出信号に基づいて図略の制御ユニットの全体制御部により第１運転モードまたは第２運転モードが選択される。ワークＷが乾燥している場合は第１運転モードが選択され、この場合、ドライヤー装置６５０は駆動しないように制御されるとともに、ワークＷが搬送手段Ｃによりプラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生部３０の下方に搬送され、プラズマ発生ノズル３１からプルームが照射される。一方、ワークＷが濡れている場合は第２運転モードが選択され、この場合、ドライヤー装置６５０が駆動され、ドライヤー装置６５０から濡れているワークＷに熱風が送風されることによってワークＷの乾燥が行われる。この際、ワークＷは、搬送手段Ｃにより搬送されながら乾燥され、乾燥後のワークＷがプラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生部３０の下方に達するとプラズマ発生ノズル３１からプルームが照射される。
【０１３２】
なお、このような構成は滅菌処理装置に限らず、他の種々のワーク処理装置にも適用することが可能である。例えば、このような構成を用いて半導体ウェハ等の半導体基板に対するエッチング処理装置や成膜装置、プラズマディスプレイパネル等のガラス基板やプリント基板の清浄化処理装置、タンパク質の分解装置等のワーク処理装置を構成することができる。
【０１３３】
また、搬送手段Ｃとして搬送ローラ８０の上面にワークＷを載置して搬送する形態以外に例えば上下の搬送ローラ間にワークをニップさせて搬送させる形態、搬送ローラを用いず所定のバスケット等にワークを収納し前記バスケット等をラインコンベア等で搬送させる形態、或いはロボットハンド等でワークを把持してプラズマ発生部３０へ搬送させる形態であっても良い。
【０１３４】
上記各実施形態では、複数のプラズマ発生ノズル３１を一列に整列配置した例を示したが、ノズル配列はワークの形状やマイクロ波電力のパワー等に応じて適宜決定すれば良く、例えばワークの搬送方向に複数列のプラズマ発生ノズル３１をマトリクス整列したり、千鳥配列したりしても良い。
【０１３５】
上記各実施形態では、マイクロ波発生源として２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマグネトロンを例示したが、マグネトロン以外の各種高周波電源も使用可能であり、また２．４５ＧＨｚとは異なる波長のマイクロ波を用いるようにしても良い。
【０１３６】
導波管１０内におけるマイクロ波電力を測定するために、パワーメータを導波管１０の適所に設置することが望ましい。例えば、マイクロ波発生装置２０のマイクロ波送信アンテナ２２から放出されたマイクロ波電力に対する反射マイクロ波電力の比を知見するために、サーキュレータ５０と第２導波管ピース１２との間に、パワーメータを内蔵する導波管を介在させるようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明に係るワーク処理装置は、医療機器等に対する滅菌処理装置、半導体ウェハ等の半導体基板に対するエッチング処理装置や成膜装置、プラズマディスプレイパネル等のガラス基板やプリント基板の清浄化処理装置、タンパク質の分解装置等に好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの全体構成を示す斜視図である。
【図２】滅菌処理ユニットＳＵの構成を概略的に示した斜視図である。
【図３】プラズマ発生ユニットＰＵの全体構成を示す斜視図である。
【図４】図３とは視線方向を異ならせたプラズマ発生ユニットＰＵの斜視図である。
【図５】プラズマ発生ユニットＰＵの一部透視側面図である。
【図６】プラズマ発生ノズル３１を拡大して示す側面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線側断面図である。
【図８】プラズマ発生ノズル３１におけるプラズマの発生状態を説明するための透視側面図である。
【図９】スライディングショート４０の内部構造を示す透視斜視図である。
【図１０】サーキュレータ５０の作用を説明するためのプラズマ発生ユニットＰＵの上面図である。
【図１１】スタブチューナ７０の設置状況を示す透視側面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの制御系９０を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る滅菌処理装置Ｓに用いられる滅菌処理ユニットＳＵの構成を概略的に示した斜視図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの制御系９０を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る滅菌処理装置Ｓに用いられる滅菌処理ユニットＳＵの構成を概略的に示した斜視図である。
【図１６】本発明の第３実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの制御系９０を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る滅菌処理装置Ｓに用いられる滅菌処理ユニットＳＵの構成を概略的に示した斜視図である。
【図１８】本発明の第４実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの制御系９０を示すブロック図である。
【図１９】本発明の実施形態の変形例に係る滅菌処理装置の全体構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１３９】
５０２ 操作部（入力手段）
５２０ 加熱装置（加熱機構）
５３０、６３０ センサー部（検出手段）
５５０、６５０ ドライヤー装置
６００ 高圧蒸気滅菌装置
６２０ 冷却装置
ＣＵ 制御ユニット（制御手段）
ＰＵ プラズマ発生ユニット（プラズマ発生装置）
Ｓ 滅菌処理装置（ワーク処理装置）
ＳＵ 滅菌処理ユニット（処理部）
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療機器や基板等の被処理ワークに対してプラズマを照射しワーク表面の滅菌や改質等を図ることが可能なワーク処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体基板等の被処理ワークに対してプラズマを照射し、その表面の有機汚染物の除去、表面改質、エッチング、薄膜形成又は薄膜除去等を行うワーク処理装置が知られている。例えば特許文献１には、内側電極と外側電極とを有するプラズマ発生ノズルを用い、常圧下において両電極間に電界を印加することでグロー放電プラズマを発生させ、プラズマ化されたガスを固定的に配置された被処理ワークに放射するワーク処理装置が開示されている。また、プラズマを発生させるエネルギー源として、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を用いた常圧プラズマ発生装置を利用したワーク処理装置も知られている。
【特許文献１】特開２００３−１９７３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のワーク処理装置では、被処理ワークに対して単一の条件でのみプラズマ照射が行われるので、被処理ワークが水濡れ状態や加熱された状態等の種々の状態である場合に、その状態に応じて適切な条件でプラズマ照射を行うことが困難であるという問題点がある。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、異なる状態のワークそれぞれに対してその状態に応じた適切な条件でプラズマ照射を行うことが可能なワーク処理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】
【０００５】
本発明の請求項１に係るワーク処理装置は、供給される所定のガスをプラズマ化して放出するプラズマ発生装置を含み、処理対象であるワークにプラズマ化されたガスの照射による所定の処理を施与する処理部と、処理部の動作を制御する制御手段とを備えている。そして、制御手段は、ワークの状態に基づいて、プラズマ発生装置からそのワークに照射するプラズマ化されたガスの温度及び／または照射時間を制御する。
【０００６】
この構成によれば、ワークの状態に基づいてそのワークに照射するプラズマ化されたガスの温度及び／または照射時間を制御することができるので、ワークの状態に応じてプラズマ照射の条件を変更することができる。このため、異なる状態のワークそれぞれに対してその状態に応じた適切な条件でプラズマ照射を行うことができる。
【０００７】
上記構成において、ワークの状態を検出する検出手段をさらに備え、制御手段は、検出手段により検出されたワークの状態に基づいてプラズマ化されたガスの温度及び／または照射時間を制御することが望ましい（請求項２）。この構成によれば、検出手段によりワークの状態を検出して自動的にプラズマ化されたガスの温度及び／または照射時間をそのワークの状態に応じた条件に設定することができる。これにより、ワークの状態を判別する作業を行う必要がないので、ワークの状態を判別するのに要する作業負担を軽減しながら、ワークの状態に応じた適切な条件でプラズマ照射を行うことができる。
【０００８】
なお、上記構成において、ワークの状態を入力するための入力手段をさらに備え、制御手段は、入力手段から入力されたワークの状態に基づいてプラズマ化されたガスの温度及び／または照射時間を制御するようにしても良い（請求項３）。
【０００９】
上記いずれかの構成において、制御手段は、ワークが濡れている条件において、プラズマ発生装置によるプラズマ化されたガスの照射によってそのワークの乾燥を実行させることが望ましい（請求項４）。この構成によれば、プラズマ化されたガスの照射によって濡れているワークを乾燥させることができるので、ワークが自然に乾燥するのを待つのに比べて短時間でワークを乾燥させることができる。これにより、ワークが濡れている場合のワークの処理時間を短縮することができる。また、濡れているワークを乾燥させることができるので、ワーク表面に対するプラズマの照射がワークの濡れにより遮られるのを回避することができる。これにより、ワークが濡れている場合でも、プラズマ照射による処理をワークに有効に施与することができる。また、この構成によれば、プラズマ化されたガスの照射により濡れているワークの乾燥とワークへの所定の処理の施与とを同時に行うことができるので、ワークにプラズマ照射による所定の処理を施与するのとは別にワークの乾燥を行う場合と異なり、ワークの処理時間が増大するのを抑制することができる。
【００１０】
この場合、制御手段は、ワークが濡れている条件において、プラズマ発生装置によりワークに照射されるプラズマ化されたガスの温度を上昇させる及び／またはプラズマ化されたガスの照射時間を長くすることが望ましい（請求項５）。この構成によれば、温度の上昇したプラズマ化されたガスの照射及び／または長時間のプラズマ化されたガスの照射によって、濡れているワークを十分乾燥させることができる。
【００１１】
さらに、この場合、処理部は、所定のガスを加熱する加熱機構を含み、制御手段は、加熱機構を動作させて所定のガスがプラズマ発生装置に供給される前に予め加熱させることが望ましい（請求項６）。この構成によれば、加熱機構により、濡れているワークに照射するプラズマ化されたガスの温度を容易に上昇させることができる。
【００１２】
上記請求項４〜６のいずれかに係る構成において、制御手段は、ワークが乾燥している条件での運転モード及びワークが濡れている条件での運転モードのいずれかを選択して処理部を動作させることが可能であり、ワークが乾燥している条件での運転モードでは、ワークが濡れている条件での運転モードに比べて、プラズマ発生装置により照射されるプラズマ化されたガスの温度が低く設定されている及び／またはプラズマ化されたガスの照射時間が短く設定されていることが望ましい（請求項７）。この構成によれば、ワークが乾燥しているか濡れているかの状態に応じて、適切な運転モードを選択して処理部を動作させることができる。そして、ワークが乾燥している条件での運転モードでは、ワークが濡れている条件での運転モードに比べて、プラズマ発生装置により照射されるプラズマ化されたガスの温度が低く設定されている及び／またはプラズマ化されたガスの照射時間が短く設定されているので、ワークが元々乾燥していて乾燥処理が不要な条件では、プラズマ化されたガスの温度を上昇させたりプラズマ化されたガスの照射時間を長くすることに伴って発生する消費電力の増大を抑制することができる。
【００１３】
上記請求項１〜３のいずれかに係る構成において、処理部は、濡れているワークに熱風を送風して乾燥させるドライヤー装置を含み、制御手段は、ワークが濡れている条件において、ドライヤー装置を動作させてそのワークを乾燥させることが望ましい（請求項８）。この構成によれば、ドライヤー装置からの熱風によって濡れているワークを乾燥させることができるので、ワークが自然に乾燥するのを待つのに比べて短時間でワークを乾燥させることができる。これにより、ワークが濡れている場合のワークの処理時間を短縮することができる。また、濡れているワークを乾燥させることができるので、ワーク表面に対するプラズマの照射がワークの濡れにより遮られるのを回避することができる。これにより、ワークが濡れている場合でも、プラズマ照射による処理をワークに有効に施与することができる。
【００１４】
この場合、制御手段は、ドライヤー装置を動作させて濡れているワークを乾燥させた後、プラズマ発生装置にワークへのプラズマ化されたガスの照射を行わせることが望ましい（請求項９）。この構成によれば、ドライヤー装置からの熱風により加熱されたワークに対してプラズマ発生装置からのプラズマ化されたガスの照射を行うことによって、ワークを冷却させると同時にそのワークにプラズマ照射による所定の処理を施与することができる。これにより、加熱されたワークを冷却する工程を別途設ける必要がないので、ワークの冷却のためにワークの処理時間が長くなるのを抑制することができる。また、ワーク処理装置の一例としての滅菌処理装置にこの構成を適用する場合には、ドライヤー装置からの熱風に含まれる雑菌がワークに付着した後にプラズマ発生装置からのプラズマ照射によりワークの滅菌を行うことができるので、濡れているワークをドライヤー装置により乾燥させる場合でも、ワークを確実に滅菌することができる。
【００１５】
上記請求項１〜３のいずれかに係る構成において、制御手段は、ワークが加熱されている条件において、プラズマ発生装置によるプラズマ化されたガスの照射によってそのワークの冷却を実行させることが望ましい（請求項１０）。この構成によれば、プラズマ化されたガスを照射してワークを冷却させるので、ワークが自然に冷却されるのを待つのに比べて短時間でワークを冷却させることができる。これにより、ワークが加熱されている場合のワークの処理時間を短縮することができる。また、この構成によれば、プラズマ化されたガスの照射により加熱されたワークの冷却とワークへの所定の処理の施与とを同時に行うことができるので、ワークにプラズマ照射による所定の処理を施与するのとは別にワークの冷却を行う場合と異なり、ワークの処理時間が増大するのを抑制することができる。
【００１６】
この場合、制御手段は、ワークが加熱されている条件において、プラズマ照射装置によりワークに照射されるプラズマ化されたガスの温度を低下させる及び／またはプラズマ化されたガスの照射時間を長くすることが望ましい（請求項１１）。この構成によれば、温度の低下したプラズマ化されたガスの照射及び／または長時間のプラズマ化されたガスの照射によって、加熱されているワークを十分冷却することができる。
【００１７】
上記請求項１０または１１に係る構成において、制御手段は、ワークが外界温度近傍の温度である条件での運転モード及びワークが加熱されている条件での運転モードのいずれかを選択して処理部を動作させることが可能であり、ワークが外界温度近傍の温度である条件での運転モードでは、ワークが加熱されている条件での運転モードに比べて、プラズマ発生装置により照射されるプラズマ化されたガスの温度が高く設定されている及び／またはプラズマ化されたガスの照射時間が短く設定されていることが望ましい（請求項１２）。この構成によれば、ワークが外界温度近傍の温度であるか加熱されているかの状態に応じて、適切な運転モードを選択して処理部を動作させることができる。そして、ワークが外界温度近傍の温度である条件での運転モードでは、ワークが加熱されている条件での運転モードに比べて、プラズマ発生装置により照射されるプラズマ化されたガスの温度が高く設定されている及び／またはプラズマ化されたガスの照射時間が短く設定されているので、ワークが元々外界温度近傍の温度であって、冷却が不要な条件では、プラズマ化されたガスの温度を低下させたりプラズマ化されたガスの照射時間を長くすることに伴って発生する消費電力の増大を抑制することができる。
【００１８】
上記請求項１〜３のいずれかに係る構成において、処理部は、加熱されたワークに送風してそのワークを冷却する冷却装置を含み、制御手段は、ワークが加熱されている条件において、冷却装置を動作させてそのワークを冷却することが望ましい（請求項１３）。この構成によれば、冷却装置から送風して加熱されたワークを冷却することができるので、ワークが自然に冷却されるのを待つのに比べて短時間でワークを冷却させることができる。これにより、ワークが加熱されている場合のワークの処理時間を短縮することができる。
【００１９】
この場合、制御手段は、冷却装置を動作させて加熱されたワークを冷却した後、プラズマ発生装置にワークへのプラズマ化されたガスの照射を行わせることが望ましい（請求項１４）。この構成をワーク処理装置の一例としての滅菌処理装置に適用する場合には、冷却装置から送風される空気中の雑菌がワークに付着した後にプラズマ発生装置からのプラズマ照射によりワークの滅菌を行うことができるので、加熱されたワークを冷却装置からの送風により冷却する場合でも、ワークを確実に滅菌することができる。
【００２０】
上記請求項１０〜１４のいずれかに係る構成において、ワークを高圧蒸気に曝して滅菌処理を行う高圧蒸気滅菌装置をさらに備えていることが望ましい（請求項１５）。この構成によれば、プラズマ発生装置からのプラズマ照射によるワークの滅菌処理に加えて、高圧蒸気滅菌装置によりワークの高圧蒸気滅菌を行うことができるので、ワークの滅菌処理をより確実に行うことができる。
【００２１】
この場合、制御手段は、高圧蒸気滅菌装置を動作させて高圧蒸気によるワークの滅菌処理を行わせた後、プラズマ発生装置にワークへのプラズマ化されたガスの照射を行わせることが望ましい（請求項１６）。この構成によれば、高圧蒸気により加熱されたワークに対してプラズマ発生装置からプラズマ化されたガスを照射することができるので、高圧蒸気で加熱されたワークを容易に冷却することができる。また、この構成によれば、高圧蒸気による滅菌処理後、プラズマ滅菌処理を行いながらワークを冷却することができる。これにより、高圧蒸気滅菌処理後、ワークの滅菌状態を確実に保持することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によるワーク処理装置では、異なる状態のワークそれぞれに対してその状態に応じた適切な条件でプラズマ照射を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態の説明では、本発明に係るワーク処理装置の一例として、滅菌処理装置を例にとって説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの全体構成を示す斜視図である。この滅菌処理装置Ｓは、筐体５００と、扉部５０１と、操作部５０２と、制御ユニットＣＵ（制御手段）と、滅菌処理ユニットＳＵ（処理部）とを備えている。
【００２５】
筐体５００は、箱型構造を有しており、その前面側に円形の開口部５００ａが設けられている。この開口部５００ａを介して処理対象であるワークＷを後述する滅菌処理ユニットＳＵのチャンバー５１０内に出し入れ可能となっている。なお、処理対象であるワークＷとしては、メス等の医療機器が例示される。
【００２６】
扉部５０１は、筐体５００の前面側にヒンジ部５０１ａを介して回動可能に取り付けられている。この扉部５０１によって筐体５００の開口部５００ａが開閉可能となっている。操作部５０２は、筐体５００の前面側の開口部５００ａに隣接した位置に設置されており、滅菌処理装置Ｓの各部の動作に関する設定や処理条件に関する設定、電源のＯＮ−ＯＦＦ等の操作が行えるようになっている。この操作部５０２において所定の操作が行われると、それに応じた操作信号が操作部５０２から制御ユニットＣＵに入力されるようになっている。
【００２７】
制御ユニットＣＵ（制御手段）は、筐体５００内に収容されており、滅菌処理装置Ｓにおける各種制御、特に滅菌処理ユニットＳＵの動作制御を行う。この動作制御は、制御ユニットＣＵが上記操作部５０２からの操作信号や後述するセンサー部５３０からの検出信号を受け取り、それに基づいて滅菌処理ユニットＳＵの各部へ制御信号を送信することによって行われる。なお、制御ユニットＣＵは、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を備えており、このＣＰＵがそのような制御処理を担当している。
【００２８】
滅菌処理ユニットＳＵも制御ユニットＣＵと同様、筐体５００内に収容されている。この滅菌処理ユニットＳＵは、ワークＷに対してプラズマ照射による滅菌処理を施与するためのものである。この第１実施形態では、ワークＷが乾燥しているかまたは水等で濡れているかに応じて、上記制御ユニットＣＵが滅菌処理ユニットＳＵをそれぞれ異なる運転モードで動作させるようになっている。すなわち、制御ユニットＣＵは、ワークＷが乾燥している条件ではプラズマ照射によるワークＷの滅菌処理を行う第１運転モードで滅菌処理ユニットＳＵを動作させる一方、ワークＷが濡れている条件ではワークＷの乾燥とプラズマ照射による滅菌処理とを行う第２運転モードで滅菌処理ユニットＳＵを動作させる。
【００２９】
図２は、滅菌処理ユニットＳＵの構成を概略的に示した斜視図である。この滅菌処理ユニットＳＵは、チャンバー５１０と、加熱装置５２０と、センサー部５３０（検出手段）と、一対のプラズマ発生ユニットＰＵ，ＰＵ（プラズマ発生装置）とを含んでいる。
【００３０】
チャンバー５１０は、上記筐体５００の開口部５００ａとほぼ同径の有底の円筒形状に構成されている。このチャンバー５１０は、ワークＷに対して滅菌処理等を施与するための処理室としての機能を有している。チャンバー５１０の軸方向における一方の端部は側壁部５１０ａによって遮蔽されており、他方の端部に位置する側面はその全面が開口されている。これによって、この他方の端部に筐体５００の開口部５００ａと略等しい径を有する円形の開口部５１０ｂが形成されている。そして、開口部５１０ｂは、筐体５００の開口部５００ａに嵌め合わされている。これにより、筐体５００の開口部５００ａ及びチャンバー５１０の開口部５１０ｂを介してチャンバー５１０内にワークＷを導入することが可能となっている。
【００３１】
加熱装置５２０は、プラズマ発生ユニットＰＵの後述するプラズマ発生ノズル３１に供給される処理ガスを加熱するためのものである。プラズマ発生ノズル３１には、処理ガスを供給するためのガス供給管５２１が加熱装置５２０を介して接続されており、処理ガスは加熱装置５２０を経由してプラズマ発生ノズル３１に供給されるようになっている。そして、加熱装置５２０はヒーター等の加熱手段を内蔵しており、処理ガスをプラズマ発生ノズル３１に供給する前に予め加熱することが可能とされている。なお、この加熱装置５２０は、制御ユニットＣＵからの制御信号により駆動状態と非駆動状態とに切替可能に構成されている。このため、加熱装置５２０では、処理ガスを加熱してプラズマ発生ノズル３１に供給するかまたは処理ガスを加熱しないでそのままプラズマ発生ノズル３１に供給するかを必要に応じて切り替えることができる。また、加熱装置５２０では、制御ユニットＣＵからの制御信号により処理ガスの加熱温度の調節も可能となっている。
【００３２】
センサー部５３０（検出手段）は、チャンバー５１０内に取り付けられており、チャンバー５１０内に設置された処理対象であるワークＷが乾燥しているか水等の液体により濡れているかを検出する機能を有している。このセンサー部５３０は、制御ユニットＣＵに電気的に接続されている。そして、センサー部５３０は、ワークＷが乾燥しているか濡れているかを検出するとともに、そのワークＷの状態に応じた所定の検出信号を制御ユニットＣＵへ送信するように構成されている。
【００３３】
一対のプラズマ発生ユニットＰＵ，ＰＵ（プラズマ発生装置）は、チャンバー５１０の軸方向に直交する方向においてチャンバー５１０を挟んで相対する位置に設けられている。また、一対のプラズマ発生ユニットＰＵ，ＰＵは、両方とも同じ構造に構成されており、チャンバー５１０の軸を中心として互いに対称形となる向きでそれぞれ配置されている。このプラズマ発生ユニットＰＵは、処理ガスをプラズマ化して放出し、そのプラズマ化されたガスをチャンバー５１０内に設置されたワークＷに照射するように構成されている。
【００３４】
図３は、プラズマ発生ユニットＰＵの全体構成を示す斜視図、図４は、図３とは視線方向を異ならせたプラズマ発生ユニットＰＵの斜視図、図５はプラズマ発生ユニットＰＵの一部透視側面図である。なお、図３〜図５において、Ｘ−Ｘ方向を前後方向、Ｙ−Ｙ方向を左右方向、Ｚ−Ｚ方向を上下方向というものとし、−Ｘ方向を前方向、＋Ｘ方向を後方向、−Ｙを左方向、＋Ｙ方向を右方向、−Ｚ方向を下方向、＋Ｚ方向を上方向として説明する。
【００３５】
プラズマ発生ユニットＰＵは、マイクロ波を利用し常温常圧でのプラズマ発生が可能なユニットであって、大略的に、マイクロ波を伝搬させる導波管１０、この導波管１０の一端側（左側）に配置され所定波長のマイクロ波を発生するマイクロ波発生装置２０、導波管１０に設けられたプラズマ発生部３０、導波管１０の他端側（右側）に配置されマイクロ波を反射させるスライディングショート４０、導波管１０に放出されたマイクロ波のうち反射マイクロ波がマイクロ波発生装置２０に戻らないよう分離するサーキュレータ５０、サーキュレータ５０で分離された反射マイクロ波を吸収するダミーロード６０及びインピーダンス整合を行うスタブチューナ７０を備えて構成されている。
【００３６】
導波管１０は、例えば非磁性金属（アルミニウム等）からなり、断面矩形の長尺管状を呈し、マイクロ波発生装置２０により発生されたマイクロ波をプラズマ発生部３０へ向けて、その長手方向に伝搬させるものである。導波管１０は、分割された複数の導波管ピースが互いのフランジ部同士で連結された連結体で構成されており、一端側から順に、マイクロ波発生装置２０が搭載される第１導波管ピース１１、スタブチューナ７０が組み付けられる第２導波管ピース１２及びプラズマ発生部３０が設けられている第３導波管ピース１３が連結されてなる。なお、第１導波管ピース１１と第２導波管ピース１２との間にはサーキュレータ５０が介在され、第３導波管ピース１３の他端側にはスライディングショート４０が連結されている。
【００３７】
また、第１導波管ピース１１、第２導波管ピース１２及び第３導波管ピース１３は、それぞれ金属平板からなる上面板、下面板及び２枚の側面板を用いて角筒状に組み立てられ、その両端にフランジ板が取り付けられて構成されている。なお、このような平板の組み立てによらず、押し出し成形や板状部材の折り曲げ加工等により形成された矩形導波管ピース若しくは非分割型の導波管を用いるようにしても良い。また、断面矩形の導波管に限らず、例えば断面楕円の導波管を用いることも可能である。さらに、非磁性金属に限らず、導波作用を有する各種の部材で導波管を構成することができる。
【００３８】
マイクロ波発生装置２０は、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマグネトロン等のマイクロ波発生源と、このマイクロ波発生源にて発生されたマイクロ波の強度を所定の出力強度に調整するアンプとを具備する装置本体部２１と、装置本体部２１で発生されたマイクロ波を導波管１０の内部へ放出するマイクロ波送信アンテナ２２とを備えて構成されている。本実施形態に係るプラズマ発生ユニットＰＵでは、例えば１Ｗ〜３ｋＷのマイクロ波エネルギーを出力できる連続可変型のマイクロ波発生装置２０が好適に用いられる。
【００３９】
図５に示すようにマイクロ波発生装置２０は、装置本体部２１からマイクロ波送信アンテナ２２が突設された形態のものであり、第１導波管ピース１１に載置される態様で固定されている。詳しくは、装置本体部２１が第１導波管ピース１１の上面板１１Ｕに載置され、マイクロ波送信アンテナ２２が上面板１１Ｕに穿設された貫通孔１１１を通して第１導波管ピース１１内部の導波空間１１０に突出する態様で固定されている。このように構成されることで、マイクロ波送信アンテナ２２から放出された例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波は、導波管１０により、その一端側（左側）から他端側（右側）に向けて伝搬される。
【００４０】
プラズマ発生部３０は、第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂ（矩形導波管の一つの側面；処理対象ワークとの対向面）に、左右方向へ一列に整列して突設された８個のプラズマ発生ノズル３１を具備して構成されている。各プラズマ発生ノズル３１は、図２に示すように、その先端側の所定領域がチャンバー５１０の円筒状外周壁に設けられた図略の貫通孔を介してチャンバー５１０内に突出するように設けられている。なお、８個のプラズマ発生ノズル３１の配列間隔は、導波管１０内を伝搬させるマイクロ波の波長λＧに応じて定めることが望ましい。例えば、波長λＧの１／２ピッチ、１／４ピッチでプラズマ発生ノズル３１を配列することが望ましく、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を用いる場合は、λＧ＝２３０ｍｍであるので、１１５ｍｍ（λＧ／２）ピッチ、或いは５７．５ｍｍ（λＧ／４）ピッチでプラズマ発生ノズル３１を配列すれば良い。
【００４１】
図６は、プラズマ発生ノズル３１を拡大して示す側面図、図７は、図５のＡ−Ａ線側断面図である。プラズマ発生ノズル３１は、中心導電体３２、ノズル本体３３、ノズルホルダ３４、シール部材３５及び管継手３６を含んで構成されている。
【００４２】
中心導電体３２は、良導電性の金属から構成された棒状部材からなり、その上端部３２１の側が第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂを貫通して導波空間１３０に所定長さだけ突出（この突出部分を受信アンテナ部３２０という）する一方で、下端部３２２がノズル本体３３の下端縁３３１と略面一になるように、上下方向に配置されている。この中心導電体３２には、受信アンテナ部３２０が導波管１０内を伝搬するマイクロ波を受信することで、マイクロ波エネルギー（マイクロ波電力）が与えられるようになっている。当該中心導電体３２は、長さ方向略中間部において、シール部材３５により保持されている。
【００４３】
ノズル本体３３は、良導電性の金属から構成され、中心導電体３２を収納する下部筒状空間３３２と、シール部材３５を保持する上部筒状空間３３３とを有する筒状体である。また、ノズルホルダ３４も良導電性の金属から構成され、ノズル本体３３を保持する保持空間３４１を有する筒状体である。一方、シール部材３５は、テフロン（登録商標）等の耐熱性樹脂材料やセラミック等からなる絶縁性部材からなり、前記中心導電体３２を固定的に保持する保持孔３５１をその中心軸上に備える筒状体からなる。
【００４４】
ノズル本体３３は、上方から順に、ノズルホルダ３４の保持空間３４１に嵌合される上側胴部３３Ｕと、後述するガスシールリング３７を保持するための環状凹部３３Ｓと、環状に突設されたフランジ部３３Ｆとを具備している。また、上側胴部３３Ｕには、所定の処理ガスを前記下部筒状空間３３２へ供給させるための一対の連通孔３３４，３３４が穿孔されている。一対の連通孔３３４，３３４は、それぞれ上側胴部３３Ｕの外周の相対する位置に設けられている。
【００４５】
このノズル本体３３は、中心導電体３２の周囲に配置された外部導電体として機能するもので、中心導電体３２は所定の環状空間Ｈ（絶縁間隔）が周囲に確保された状態で下部筒状空間３３２の中心軸上に挿通されている。ノズル本体３３は、上側胴部３３Ｕの外周部がノズルホルダ３４の保持空間３４１の内周壁と接触し、またフランジ部３３Ｆの上端面がノズルホルダ３４の下端縁３４３と接触するようにノズルホルダ３４に嵌合されている。なお、ノズル本体３３は、例えばプランジャやセットビス等を用いて、ノズルホルダ３４に対して着脱自在な固定構造で装着されることが望ましい。
【００４６】
ノズルホルダ３４は、第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂに穿孔された貫通孔１３１に密嵌合される上側胴部３４Ｕと、下面板１３Ｂから下方向に延出する下側胴部３４Ｂとを備えている。下側胴部３４Ｂの外周には、処理ガスを前記環状空間Ｈに供給するための一対のガス供給孔３４４，３４４が穿孔されている。この一対のガス供給孔３４４，３４４は、それぞれ下側胴部３４Ｂの外周の相対する位置に設けられている。そして、このガス供給孔３４４，３４４には、所定の処理ガスを供給するガス供給管５２１の終端部が接続するための上記管継手３６がそれぞれ取り付けられている。かかるガス供給孔３４４と、ノズル本体３３の連通孔３３４とは、ノズル本体３３がノズルホルダ３４へ定位置嵌合された場合に互いに連通状態となるように、各々位置設定されている。なお、ガス供給孔３４４と連通孔３３４との突き合わせ部からのガス漏洩を抑止するために、ノズル本体３３とノズルホルダ３４との間にはガスシールリング３７が介在されている。
【００４７】
シール部材３５は、その下端縁３５２がノズル本体３３の上部筒状空間３３３の底面部３３５と当接し、その上端縁３５３がノズルホルダ３４の上端係止部３４５と当接する態様で、ノズル本体３３の上部筒状空間３３３に保持されている。すなわち、上部筒状空間３３３に中心導電体３２を支持した状態のシール部材３５が嵌合されるとともに、そのシール部材３５がノズルホルダ３４の上端係止部３４５と上部筒状空間３３３の底面部３３５とで上下から挟持されるようにして組み付けられている。
【００４８】
プラズマ発生ノズル３１は上記のように構成されている結果、ノズル本体３３、ノズルホルダ３４及び第３導波管ピース１３（導波管１０）は導通状態（同電位）とされている一方で、中心導電体３２は絶縁性のシール部材３５で支持されていることから、これらの部材とは電気的に絶縁されている。従って、図８に示すように、導波管１０がアース電位とされた状態で、中心導電体３２の受信アンテナ部３２０でマイクロ波が受信され中心導電体３２にマイクロ波電力が給電されると、その下端部３２２及びノズル本体３３の下端縁３３１の近傍に電界集中部が形成されるようになる。
【００４９】
かかる状態で、ガス供給管５２１から管継手３６、ガス供給孔３４４及び連通孔３３４を介して酸素ガスや空気のような酸素系の処理ガスが環状空間Ｈへ供給されると、前記マイクロ波電力により処理ガスが励起されて中心導電体３２の下端部３２２付近においてプラズマ（電離気体）が発生する。このプラズマは、電子温度が数万度であるものの、ガス温度は外界温度に近い反応性プラズマ（中性分子が示すガス温度に比較して、電子が示す電子温度が極めて高い状態のプラズマ）であって、常圧下で発生するプラズマである。
【００５０】
このようにしてプラズマ化された処理ガスは、上記のように供給される処理ガスのガス流によりプルームＰとしてノズル本体３３の下端縁３３１から放射される。このプルームＰにはラジカルが含まれ、処理ガスとして酸素系ガスを使用すると酸素ラジカルが生成されることとなり、滅菌作用を有するプルームＰとすることができる。本実施形態に係るプラズマ発生ユニットＰＵでは、プラズマ発生ノズル３１が複数個配列されていることから、左右方向に延びるライン状のプルームＰを発生させることが可能となる。そして、このプルームＰをチャンバー５１０内に設置されたワークＷに照射することによってワークＷの滅菌処理が行われる。
【００５１】
また、この第１実施形態による滅菌処理装置Ｓでは、プルームＰを照射することによって濡れているワークＷの乾燥も行うように構成されている。すなわち、チャンバー５１０内に設置されたワークＷが濡れている場合に実行される上記第２運転モードにおいて、プルームＰの照射時に吹き付けられるガス流によって濡れているワークＷが乾燥する。これにより、第１実施形態では、第２運転モードにおいてワークＷの乾燥とプラズマ照射による滅菌処理とが同時に行えるようになっている。したがって、第２運転モードでは濡れているワークＷの乾燥を行う必要があるが、ワークＷが乾燥している場合に実行される上記第１運転モードと同じくワークＷへのプルームＰの照射のみが行われる。
【００５２】
但し、第２運転モードでは、制御ユニットＣＵからの制御信号によってプルームＰの照射時間が第１運転モードにおけるプルームＰの照射時間よりも長くなるように滅菌処理ユニットＳＵが制御される。この制御は、プラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生ノズル３１への処理ガスの供給時間及びマイクロ波の供給時間を調節することによって行われる。第２運転モードでは、このような長時間のプルームＰの照射により、濡れているワークＷを十分に乾燥できるようになっている。
【００５３】
スライディングショート４０は、各々のプラズマ発生ノズル３１に備えられている中心導電体３２と、導波管１０の内部を伝搬されるマイクロ波との結合状態を最適化するために備えられているもので、マイクロ波の反射位置を変化させて定在波パターンを調整可能とするべく第３導波管ピース１３の右側端部に連結されている。従って、定在波を利用しない場合は、当該スライディングショート４０に代えて、電波吸収作用を有するダミーロードが取り付けられる。
【００５４】
図９は、スライディングショート４０の内部構造を示す透視斜視図である。図９に示すように、スライディングショート４０は、導波管１０と同様な断面矩形の筐体構造を備えており、導波管１０と同じ材料で構成された中空空間４１０を有する筐体部４１と、前記中空空間４１０内に収納された円柱状の反射ブロック４２と、反射ブロック４２の基端部に一体的に取り付けられ前記中空空間４１０内を左右方向に摺動する矩形ブロック４３と、この矩形ブロック４３に組み付けられた移動機構４４と、反射ブロック４２にシャフト４５を介して直結されている調整ノブ４６とが備えられている。
【００５５】
反射ブロック４２は、マイクロ波の反射面となる先端面４２１が第３導波管ピース１３の導波空間１３０に対向するよう左右方向に延在する円柱体である。この反射ブロック４２は、矩形ブロック４３と同様な角柱状を呈していても良い。前記移動機構４４は、調整ノブ４６の回転操作により矩形ブロック４３及びこれと一体化された反射ブロック４２を左右方向に推進若しくは後退させる機構であって、調整ノブ４６を回転させることで反射ブロック４２が中空空間４１０内において矩形ブロック４３にてガイドされつつ左右方向に移動可能とされている。かかる反射ブロック４２の移動による先端面４２１の位置調整によって、定在波パターンが最適化される。なお、調整ノブ４６の回転操作を、ステッピングモータ等を用いて自動化することが望ましい。
【００５６】
サーキュレータ５０は、例えばフェライト柱を内蔵する導波管型の３ポートサーキュレータからなり、一旦はプラズマ発生部３０へ向けて伝搬されたマイクロ波のうち、プラズマ発生部３０で電力消費されずに戻って来る反射マイクロ波を、マイクロ波発生装置２０に戻さずダミーロード６０へ向かわせるものである。このようなサーキュレータ５０を配置することで、マイクロ波発生装置２０が反射マイクロ波によって過熱状態となることが防止される。
【００５７】
図１０は、サーキュレータ５０の作用を説明するためのプラズマ発生ユニットＰＵの上面図である。図示するように、サーキュレータ５０の第１ポート５１には第１導波管ピース１１が、第２ポート５２には第２導波管ピース１２が、さらに第３ポート５３にはダミーロード６０がそれぞれ接続されている。そして、マイクロ波発生装置２０のマイクロ波送信アンテナ２２から発生されたマイクロ波は、矢印ａで示すように第１ポート５１から第２ポート５２を経由して第２導波管ピース１２へ向かう。一方、第２導波管ピース１２側から入射する反射マイクロ波は、矢印ｂで示すように、第２ポート５２から第３ポートへ向かうよう偏向され、ダミーロード６０へ入射される。
【００５８】
ダミーロード６０は、上述の反射マイクロ波を吸収して熱に変換する水冷型（空冷型でも良い）の電波吸収体である。このダミーロード６０には、冷却水を内部に流通させるための冷却水流通口６１が設けられており、反射マイクロ波を熱変換することにより発生した熱が前記冷却水に熱交換されるようになっている。
【００５９】
スタブチューナ７０は、導波管１０とプラズマ発生ノズル３１とのインピーダンス整合を図るためのもので、第２導波管ピース１２の上面板１２Ｕに所定間隔を置いて直列配置された３つのスタブチューナユニット７０Ａ〜７０Ｃを備えている。図１１は、スタブチューナ７０の設置状況を示す透視側面図である。図示するように、３つのスタブチューナユニット７０Ａ〜７０Ｃは同一構造を備えており、第２導波管ピース１２の導波空間１２０に突出するスタブ７１と、該スタブ７１に直結された操作棒７２と、スタブ７１を上下方向に出没動作させるための移動機構７３と、これら機構を保持する外套７４とから構成されている。
【００６０】
スタブチューナユニット７０Ａ〜７０Ｃに各々備えられているスタブ７１は、その導波空間１２０への突出長が各操作棒７２により独立して調整可能とされている。これらスタブ７１の突出長は、例えばマイクロ波電力パワーをモニターしつつ、中心導電体３２による消費電力が最大となるポイント（反射マイクロ波が最小になるポイント）を探索することで決定される。なお、このようなインピーダンス整合は、必要に応じてスライディングショート４０と連動させて実行される。このスタブチューナ７０の操作も、ステッピングモータ等を用いて自動化することが望ましい。
【００６１】
次に、第１実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの電気的構成について説明する。図１２は、滅菌処理装置Ｓの制御系９０を示すブロック図である。この制御系９０は、上記制御ユニットＣＵ（制御手段）に含まれるＣＰＵ（中央演算処理装置）等からなり、機能的にマイクロ波出力制御部９１、ガス流量制御部９２、ガス温度制御部９３及び全体制御部９４が備えられている。さらに、全体制御部９４に対して上記操作部５０２から所定の操作信号が与えられるとともに、センサー部５３０から所定の検出信号が与えられるように構成されている。
【００６２】
マイクロ波出力制御部９１は、マイクロ波発生装置２０から出力されるマイクロ波のＯＮ−ＯＦＦ制御、出力強度制御を行うもので、所定のパルス信号を生成してマイクロ波発生装置２０の装置本体部２１によるマイクロ波発生の動作制御を行う。
【００６３】
ガス流量制御部９２は、プラズマ発生部３０の各プラズマ発生ノズル３１へ供給する処理ガスの流量制御を行うものである。具体的には、ガスボンベ等の処理ガス供給源９２１とプラズマ発生ノズル３１との間を接続するガス供給管５２１に設けられた流量制御弁９２３の開閉制御乃至は開度調整を行う。
【００６４】
ガス温度制御部９３は、プラズマ発生部３０の各プラズマ発生ノズル３１へ供給する処理ガスの温度制御を行うものである。具体的には、ガス供給管５２１の流量調節弁９２３とプラズマ発生ノズル３１との間に位置する部分に設置された加熱装置５２０の動作制御、すなわち、加熱装置５２０の駆動及び非駆動の切り替えや加熱装置５２０による処理ガスの加熱温度の調節等を行う。
【００６５】
全体制御部９４は、当該滅菌処理装置Ｓの全体的な動作制御を司るもので、操作部５０２から与えられる操作信号及びセンサー部５３０から与えられる検出信号に応じて、上記マイクロ波出力制御部９１、ガス流量制御部９２及びガス温度制御部９３を、所定のシーケンスに基づいて動作制御する。すなわち、センサー部５３０から与えられる検出信号に応じた第１運転モードまたは第２運転モードを選択し、各運転モードに対応する予め与えられた制御プログラムに基づいて、所定流量の処理ガスを各プラズマ発生ノズル３１へ所定時間供給させつつマイクロ波電力を与えてプルームＰを発生させ、ワークＷの表面にプルームＰを放射させるものである。これにより、第１運転モードではワークＷのプラズマ滅菌処理が、第２運転モードでは濡れているワークＷの乾燥とワークＷのプラズマ滅菌処理とがそれぞれ行われる。
【００６６】
そして、この際の制御系９０における具体的な制御プロセスとしては、まず、センサー部５３０がチャンバー５１０内に設置されたワークＷが乾燥しているか濡れているかを検出し、ワークＷが乾燥している場合と濡れている場合とでそれぞれ異なる検出信号を全体制御部９４へ送信する。これにより、全体制御部９４は、その検出信号に対応する滅菌処理ユニットＳＵの運転モードを選択する。すなわち、全体制御部９４は、ワークＷが乾燥していることを検出した検出信号を受け取った場合は第１運転モードを選択する一方、ワークＷが濡れていることを検出した検出信号を受け取った場合は第２運転モードを選択する。
【００６７】
第１運転モードが選択された場合は、全体制御部９４がその第１運転モードに対応したマイクロ波出力制御部９１、ガス流量制御部９２及びガス温度制御部９３の制御を実行する。これにより、ガス流量制御部９２は、流量制御弁９２３を制御して所定流量の処理ガスを各プラズマ発生ノズル３１へ所定時間供給させるとともに、マイクロ波出力制御部９１は、プラズマ発生ユニットＰＵの各部を制御してプラズマ発生ノズル３１にマイクロ波電力を与えてワークＷにプルームＰを照射させる。この際、ガス温度制御部９３は加熱装置５２０を駆動させないように制御し、処理ガスは加熱装置５２０により加熱されることなくプラズマ発生ノズル３１に供給される。したがって、プラズマ発生ノズル３１からは外界温度に近いガス温度のプルームＰがワークＷに照射される。
【００６８】
一方、第２運転モードが選択された場合も、上記第１運転モードと同様の制御プロセスでワークＷへのプルームＰの照射が実行される。但し、第２運転モードでは、ガス流量制御部９２により処理ガスの供給時間が第１運転モードの場合よりも長くなるように流量制御弁９２３が制御されるとともに、マイクロ波出力制御部９１によってその処理ガスの供給時間に応じた時間、マイクロ波電力がプラズマ発生ノズル３１に与えられるようにプラズマ発生ユニットＰＵが制御される。これにより、第２運転モードが選択された場合は、第１運転モードが選択された場合に比べてワークＷにプルームＰが長時間照射される。
【００６９】
さらに、第２運転モードが選択された場合には、ガス温度制御部９３により加熱装置５２０が駆動される。これにより、加熱装置５２０により処理ガスが予め加熱されてからプラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生ノズル３１に供給される。このため、第２運転モードにおいてプラズマ発生ノズル３１から濡れているワークＷに照射されるプルームＰのガス温度が上昇し、それによってワークＷの乾燥が速められる。
【００７０】
このように、第１実施形態では、制御ユニットＣＵの制御系９０により、ワークＷが乾燥している条件では第１運転モードが選択され、プラズマ発生ユニットＰＵから照射されるプルームＰのガス温度が第２運転モードよりも低い温度（外界温度近傍の温度）に設定されるとともに、プルームＰの照射時間が第２運転モードよりも短い時間に設定される一方、ワークＷが濡れている条件では第２運転モードが選択され、プラズマ発生ユニットＰＵから照射されるプルームＰのガス温度が第１運転モードよりも高い温度に設定されるとともに、プルームＰの照射時間が第１運転モードよりも長い時間に設定される。
【００７１】
なお、第２運転モードが選択された場合、最初にマイクロ波出力制御部９１がプラズマ発生ユニットＰＵをプラズマ発生ノズル３１にマイクロ波電力を与えないように制御することによって、処理ガスをプラズマ発生ノズル３１でプラズマ化させることなく濡れているワークＷに所定時間照射して乾燥させ、その後、処理ガスをプラズマ発生ユニットＰＵによりプラズマ化して乾燥したワークＷに照射させるようにしても良い。この場合には、第２運転モードにおいて濡れているワークＷを乾燥させる期間は処理ガスをプラズマ化させる必要がなく、その分プラズマ発生ユニットＰＵにおけるプラズマ化に要する消費電力が抑制される。なお、このようにプラズマ発生ユニットＰＵにおいて処理ガスをプラズマ化させないで濡れているワークＷに照射する場合にも、ガス温度制御部９３により加熱装置５２０を駆動させて処理ガスを予め加熱すれば、ワークＷの乾燥を速めることができる。
【００７２】
以上説明した第１実施形態の滅菌処理装置Ｓによれば、制御ユニットＣＵの制御系９０は、ワークＷが乾燥しているか濡れているかの状態に基づいて、プラズマ発生ユニットＰＵから照射するプルームＰのガス温度及びプルームＰの照射時間が異なる第１運転モードまたは第２運転モードを選択して滅菌処理ユニットＳＵの動作制御を行うので、異なる状態のワークＷそれぞれに対してその状態に応じた適切な条件でプルームＰを照射することができる。
【００７３】
また、制御ユニットＣＵの制御系９０は、センサー部５３０がワークＷが乾燥しているか濡れているかを検出した検出信号に基づいて第１運転モードまたは第２運転モードを実行するようになっているので、センサー部５３０によりワークＷの状態を検出して自動的にそのワークＷの状態に応じた第１運転モードまたは第２運転モードを選択し、プルームＰのガス温度及び照射時間をそのワークＷの状態に応じた条件に設定することができる。これにより、ワークＷの状態を判別する作業を行う必要がないので、ワークＷの状態の判別に要する作業負担を軽減しながら、ワークＷの状態に応じた適切な条件でプルームＰの照射を行うことができる。
【００７４】
また、第２運転モードにおいて、濡れているワークＷの乾燥をプラズマ発生ユニットＰＵによるプルームＰの照射によって実行させているので、ワークＷが自然に乾燥するのを待つのに比べて短時間でワークＷを乾燥させることができる。これにより、ワークＷが濡れている場合のワークＷの処理時間を短縮することができる。
【００７５】
また、第２運転モードにおいて、濡れているワークＷを乾燥させることができるので、ワークＷの表面に対するプラズマの照射がワークＷの濡れにより遮られるのを回避することができる。これにより、ワークＷが濡れている場合でも、プルームＰの照射による滅菌処理をワークＷに有効に施与することができる。
【００７６】
また、第２運転モードにおいて、プルームＰの照射により濡れているワークＷの乾燥とワークＷのプラズマ滅菌処理とを同時に行うことができるので、ワークＷにプラズマ滅菌処理を施与するのとは別にワークＷの乾燥を行う場合と異なり、ワークＷの処理時間が増大するのを抑制することができる。
【００７７】
また、第２運転モードでは、濡れているワークＷに照射されるプルームＰのガス温度を上昇させるとともに、プルームＰの照射時間を長くしているので、ガス温度の上昇したプルームＰを長時間照射することによって、濡れているワークＷを十分に乾燥させることができる。
【００７８】
また、第１運転モードでは、第２運転モードに比べて、プラズマ発生ユニットＰＵにより照射されるプルームＰのガス温度が低く設定されているとともに、プルームＰの照射時間が短く設定されているので、ワークが元々乾燥していて乾燥処理が不要な条件では、プルームＰのガス温度を上昇させたりプルームＰの照射時間を長くすることに伴って発生する消費電力の増大を抑制することができる。
【００７９】
（第２実施形態）
図１３は、本発明の第２実施形態に係る滅菌処理装置Ｓに用いられる滅菌処理ユニットＳＵの構成を概略的に示した斜視図である。この第２実施形態に係る滅菌処理装置Ｓでは、上記第１実施形態と異なり、第２運転モードにおいてドライヤー装置５５０を用いて濡れているワークＷの乾燥を行うようになっている。
【００８０】
具体的には、この第２実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの滅菌処理ユニットＳＵは、チャンバー５１０の軸方向一方端側の側壁部５１０ａに取り付けられたドライヤー装置５５０を備えている。ドライヤー装置５５０は熱風を送風する機能を有しており、チャンバー５１０の側壁部５１０ａに設けられた吹込口５１０ｃを介して、ドライヤー装置５５０からの熱風がチャンバー５１０内に導入されるようになっている。そして、この熱風により、チャンバー５１０内に設置された濡れているワークＷの乾燥が行われる。なお、この第２実施形態による滅菌処理装置Ｓでは、上記第１実施形態による滅菌処理装置Ｓと異なり、加熱装置５２０（図２参照）は備えておらず、プラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生ノズル３１には処理ガスが加熱されることなくそのまま供給されるようになっている。
【００８１】
図１４は、第２実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの電気的構成を示した図である。この第２実施形態による制御系９０は、ドライヤー装置制御部９６を備えており、このドライヤー装置制御部９６からドライヤー装置５５０に制御信号が送信されることによりドライヤー装置５５０の駆動及び非駆動の切替やドライヤー装置５５０から送風される熱風の温度調節等の各種制御が行われるようになっている。なお、この第２実施形態では、制御系９０は上記第１実施形態による処理ガスの温度を調節するためのガス温度制御部９３（図１２参照）を備えていない。
【００８２】
そして、この第２実施形態では、センサー部５３０によりワークＷが濡れていることが検出された場合の検出信号に応答して全体制御部９４が第２運転モードを選択すると、ドライヤー装置制御部９６から送信される制御信号によりドライヤー装置５５０が駆動する。これにより、ドライヤー装置５５０からチャンバー５１０内に熱風が送風され、その結果、濡れているワークＷが乾燥する。そして、この後、上記第１実施形態と同様にしてプラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生ノズル３１からワークＷへプルームＰの照射が行われる。なお、センサー部５３０によりワークＷが乾燥していることが検出された場合には、そのときのセンサー部５３０から送信される検出信号に応答して全体制御部９４は第１運転モードを選択し、上記第１実施形態と同様にしてワークＷへプルームＰの照射が行われる。そして、このように第１運転モードが選択された場合はワークＷの乾燥は不要であるので、ドライヤー装置制御部９６によりドライヤー装置５５０が駆動しないように制御される。
【００８３】
第２実施形態による滅菌処理装置Ｓの上記以外の構成は、上記第１実施形態による滅菌処理装置Ｓの構成と同様である。
【００８４】
以上説明したように第２実施形態による滅菌処理装置Ｓでは、制御ユニットＣＵのドライヤー装置制御部９６が、第２運転モードにおいてドライヤー装置５５０を動作させて濡れているワークＷを乾燥させるので、ワークＷが自然に乾燥するのを待つのに比べて短時間でワークＷを乾燥させることができる。これにより、ワークＷが濡れている場合のワークの処理時間を短縮することができる。
【００８５】
また、制御ユニットＣＵの制御系９０が、第２運転モードにおいてドライヤー装置５５０を動作させて濡れているワークＷを乾燥させた後、プラズマ発生ユニットＰＵにワークＷへのプルームＰの照射を行わせるように制御するので、ドライヤー装置５５０からの熱風により加熱されたワークＷに対してプラズマ発生ユニットＰＵからの外界温度に近いガス温度を有するプルームＰを照射することによって、ワークＷを冷却させると同時にそのワークＷにプルームＰの照射による滅菌処理を施与することができる。これにより、加熱されたワークＷを冷却する工程を別途設ける必要がないので、ワークＷの冷却のためにワークＷの処理時間が長くなるのを抑制することができる。
【００８６】
また、第２運転モードにおいて濡れているワークＷをドライヤー装置５５０からの熱風によって乾燥させた後、そのワークＷにプルームＰの照射を行うことによって、ドライヤー装置５５０からの熱風に含まれる雑菌がワークＷに付着した後にプルームＰによるワークＷの滅菌を行うことができるので、第２運転モードにおいて濡れているワークＷをドライヤー装置５５０により乾燥させる場合でも、ワークＷを確実に滅菌することができる。
【００８７】
また、制御ユニットＣＵのドライヤー装置制御部９６が、第２運転モードにおいてドライヤー装置５５０を動作させる一方、第１運転モードにおいてドライヤー装置５５０を動作させないように制御するので、ワークＷの乾燥処理が不要な第１運転モードではドライヤー装置５５０の動作に要する消費電力を抑制することができる。
【００８８】
第２実施形態による上記以外の効果は、上記第１実施形態による効果と同様である。
【００８９】
（第３実施形態）
図１５は、本発明の第３実施形態に係る滅菌処理装置Ｓに用いられる滅菌処理ユニットＳＵの構成を概略的に示した斜視図である。この第３実施形態に係る滅菌処理装置Ｓでは、上記第１及び第２実施形態と異なり、高圧蒸気滅菌装置６００によりワークＷの高圧蒸気滅菌処理が行われるとともに、高圧蒸気によって加熱されたワークＷがプラズマ発生ユニットＰＵからのプルームＰの照射によって冷却されるように構成されている。
【００９０】
具体的には、この第３実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの滅菌処理ユニットＳＵは、高圧蒸気滅菌装置６００と、処理ガス冷却器６１０とを備えている。高圧蒸気滅菌装置６００は、チャンバー５１０の側壁部５１０ａに取り付けられている。この高圧蒸気滅菌装置６００は、チャンバー５１０の側壁部５１０ａに設けられた吹込口５１０ｃを介してチャンバー５１０内に高圧蒸気を送り込み、チャンバー５１０内に設置されたワークＷを高圧蒸気に曝して滅菌処理を行う機能を有する。この高圧蒸気滅菌装置６００は、制御ユニットＣＵ（図１参照）からの制御信号により駆動状態と非駆動状態とに切替可能に構成されている。
【００９１】
また、処理ガス冷却器６１０は、プラズマ発生ノズル３１に供給される処理ガスを冷却するためのものである。プラズマ発生ノズル３１には、ガス供給管５２１が処理ガス冷却器６１０を介して接続されており、処理ガスが処理ガス冷却器６１０を経由してプラズマ発生ノズル３１に供給されるようになっている。これにより、処理ガスをプラズマ発生ノズル３１に供給する前に予め冷却することが可能とされている。なお、処理ガス冷却器６１０は、制御ユニットＣＵ（図１参照）からの制御信号により駆動状態と非駆動状態とに切替可能に構成されている。このため、処理ガス冷却器６１０では、処理ガスを冷却してプラズマ発生ノズル３１に供給するかまたは処理ガスを冷却しないでそのままプラズマ発生ノズル３１に供給するかを必要に応じて切り替えることができる。また、処理ガス冷却器６１０では、制御ユニットＣＵ（図１参照）からの制御信号により処理ガスの冷却温度の調節も可能となっている。
【００９２】
また、この第３実施形態では、センサー部５３０（検出手段）がワークＷの温度を検出することによって、ワークＷが加熱されている状態かまたは外界温度近傍の温度であるかを検出するように構成されている。そして、センサー部５３０は、ワークＷが加熱されているか外界温度近傍の温度であるかを検出するとともに、そのワークＷの状態に応じた検出信号を制御ユニットＣＵ（図１参照）へ送信する。
【００９３】
また、この第３実施形態においても、上記第１及び第２実施形態と同様、制御ユニットＣＵ（図１参照）が第１運転モード及び第２運転モードのいずれかの運転モードを選択して滅菌処理ユニットＳＵを動作させるように構成されている。ただし、この第３実施形態では、上記第１及び第２実施形態と異なり、第１運転モードはワークＷが外界温度近傍の温度である条件での運転モードであり、通常のプルームＰの照射によるワークＷの滅菌処理が行われる。また、第２運転モードはワークＷが加熱されている条件での運転モードであり、ワークＷの冷却とプルームＰの照射による滅菌処理とが行われる。高圧蒸気滅菌処理後には、ワークＷが加熱されているので、制御ユニットＣＵにより第２運転モードが選択されて滅菌処理ユニットＳＵが第２運転モードで動作する。
【００９４】
そして、第２運転モードでは、プルームＰの照射により加熱状態のワークＷの冷却を行うように構成されている。すなわち、第２運転モードでは、上記処理ガス冷却器６１０により冷却された処理ガスがプラズマ発生ノズル３１に供給され、それに伴って、プラズマ発生ノズル３１から低いガス温度のプルームＰが照射される。この低温のプルームＰが照射されることによって加熱状態のワークＷが冷却される。これにより、この第３実施形態では、第２運転モードにおいて、加熱状態のワークＷの冷却とプラズマ滅菌処理とが同時に行えるようになっている。さらに、第２運転モードでは、第１運転モードに比べてプルームＰが長時間照射される。これにより、加熱状態のワークＷを十分に冷却できるようになっている。
【００９５】
図１６は、第３実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの電気的構成を示した図である。この第３実施形態による制御系９０は、高圧蒸気滅菌装置制御部９７を備えており、この高圧蒸気滅菌装置制御部９７から高圧蒸気滅菌装置６００に制御信号が送信されることにより高圧蒸気滅菌装置６００の駆動及び非駆動の切替や高圧蒸気滅菌装置６００からチャンバー５１０内に送り込まれる高圧蒸気の温度調節等の各種制御が行われるようになっている。
【００９６】
そして、全体制御部９４は、操作部５０２から与えられる操作信号及びセンサー部５３０から与えられる検出信号に応じて、マイクロ波出力制御部９１、ガス流量制御部９２、ガス温度制御部９３及び高圧蒸気滅菌装置制御部９７を、所定のシーケンスに基づいて動作制御する。具体的には、全体制御部９４は、操作部５０２から与えられる操作信号がプラズマ滅菌処理を指示するものである場合には、センサー部５３０からの検出信号に基づいて第１運転モードまたは第２運転モードを選択する。このとき、全体制御部９４は、センサー部５３０からワークＷが外界温度近傍の温度であることを検出した検出信号を受け取った場合は第１運転モードを選択する一方、ワークＷが加熱されていることを検出した検出信号を受け取った場合は第２運転モードを選択する。
【００９７】
第１運転モードが選択された場合は、全体制御部９４により上記第１実施形態と同様の制御が実行される。この際、ガス温度制御部９３は処理ガス冷却器６１０を駆動させないように制御し、処理ガスは処理ガス冷却器６１０により冷却されることなくプラズマ発生ノズル３１に供給される。したがって、プラズマ発生ノズル３１からは外界温度に近いガス温度のプルームＰがワークＷに照射され、ワークＷにプラズマ滅菌処理が施与される。
【００９８】
一方、第２運転モードが選択された場合は、ガス流量制御部９２により処理ガスの供給時間が第１運転モードの場合よりも長くなるように流量制御弁９２３が制御されるとともに、マイクロ波出力制御部９１によってその処理ガスの供給時間に応じた時間、マイクロ波電力がプラズマ発生ノズル３１に与えられるようにプラズマ発生ユニットＰＵが制御される。これにより、第２運転モードが選択された場合は、第１運転モードが選択された場合に比べてワークＷにプルームＰが長時間照射され、加熱されているワークＷの冷却とプラズマ滅菌処理とが同時に行われる。
【００９９】
さらに、第２運転モードが選択された場合には、ガス温度制御部９３により処理ガス冷却器６１０が駆動される。これにより、処理ガス冷却器６１０により処理ガスが予め冷却されてからプラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生ノズル３１に供給される。このため、第２運転モードにおいてプラズマ発生ノズル３１から加熱状態のワークＷに照射されるプルームＰのガス温度が低下し、それによってワークＷの冷却が速められる。
【０１００】
このように、第３実施形態では、制御ユニットＣＵの制御系９０により、ワークＷが加熱されている条件では第１運転モードが選択され、プラズマ発生ユニットＰＵから照射されるプルームＰのガス温度が第２運転モードよりも高い温度（外界温度近傍の温度）に設定されるとともに、プルームＰの照射時間が第２運転モードよりも短い時間に設定される一方、ワークＷが加熱されている条件では第２運転モードが選択され、プラズマ発生ユニットＰＵから照射されるプルームＰのガス温度が第１運転モードよりも低い温度に設定されるとともに、プルームＰの照射時間が第１運転モードよりも長い時間に設定される。
【０１０１】
また、全体制御部９４が操作部５０２から高圧蒸気滅菌処理を指示する操作信号が与えられた場合には、高圧蒸気滅菌装置制御部９７からの制御信号によって高圧蒸気滅菌装置６００が駆動される。これにより、高圧蒸気滅菌装置６００から高圧蒸気がチャンバー５１０内に送り込まれてチャンバー５１０内が高圧蒸気で充満し、その高圧蒸気に曝されることによってワークＷの高圧蒸気滅菌処理が行われる。そして、高圧蒸気滅菌処理が所定時間行われた後、チャンバー５１０内の蒸気が排気される。
【０１０２】
この高圧蒸気滅菌処理後、ワークＷは加熱されているので、センサー部５３０によりワークＷが加熱状態であることが検出される。そして、センサー部５３０から全体制御部９４にワークＷが加熱されていることを検出した検出信号が送信される。この検出信号に応答して全体制御部９４は、第２運転モードを選択する。これにより、上記第２運転モードと同様にして加熱されているワークＷの冷却とプラズマ滅菌処理とが同時に行われる。
【０１０３】
第３実施形態による滅菌処理装置Ｓの上記以外の構成は、上記第１実施形態による滅菌処理装置Ｓの構成と同様である。
【０１０４】
以上説明したように第３実施形態による滅菌処理装置Ｓでは、制御ユニットＣＵの制御系９０がワークＷが外界温度近傍の温度であるか加熱されているかの状態に基づいて、プラズマ発生ユニットＰＵから照射するプルームＰのガス温度及びプルームＰの照射時間が異なる第１運転モードまたは第２運転モードを選択して滅菌処理ユニットＳＵの動作制御を行うので、異なる状態のワークＷそれぞれに対してその状態に応じた適切な条件でプルームＰを照射することができる。
【０１０５】
また、制御ユニットＣＵの制御系９０は、センサー部５３０がワークＷが外界温度近傍の温度であるか加熱されているかを検出した検出信号に基づいて第１運転モードまたは第２運転モードを実行するようになっているので、センサー部５３０によりワークＷの状態を検出して自動的にそのワークＷの状態に応じた第１運転モードまたは第２運転モードを選択し、プルームＰのガス温度及び照射時間をそのワークＷの状態に応じた条件に設定することができる。これにより、ワークＷの状態を判別する作業を行う必要がないので、ワークＷの状態の判別に要する作業負担を軽減しながら、ワークＷの状態に応じた適切な条件でプルームＰの照射を行うことができる。
【０１０６】
また、第２運転モードにおいて、加熱されているワークＷの冷却をプラズマ発生ユニットＰＵによるプルームＰの照射によって実行させるので、ワークＷが自然に冷却されるのを待つのに比べて短時間でワークＷを冷却させることができる。これにより、ワークＷが加熱されている場合のワークＷの処理時間を短縮することができる。
【０１０７】
また、第２運転モードにおいて、プルームＰの照射により加熱されたワークＷの冷却とワークＷのプラズマ滅菌処理とを同時に行うことができるので、ワークＷにプラズマ滅菌処理を施与するのとは別にワークＷの冷却を行う場合と異なり、ワークＷの処理時間が増大するのを抑制することができる。
【０１０８】
また、第２運転モードでは、加熱されたワークＷに照射されるプルームＰのガス温度を低下させるとともに、プルームＰの照射時間を長くしているので、ガス温度の低下したプルームＰを長時間照射することによって、加熱状態のワークＷを十分に冷却することができる。
【０１０９】
また、第１運転モードでは、第２運転モードに比べて、プラズマ発生ユニットＰＵにより照射されるプルームＰのガス温度が高く設定されているとともに、プルームＰの照射時間が短く設定されているので、ワークＷが元々外界温度近傍の温度であり、冷却処理が不要な条件では、プルームＰのガス温度を上昇させたりプルームＰの照射時間を長くすることによって発生する消費電力の増大を抑制することができる。
【０１１０】
また、第３実施形態による滅菌処理装置Ｓは、ワークＷを高圧蒸気に曝して滅菌処理を行う高圧蒸気滅菌装置６００を備えているので、プラズマ発生ユニットＰＵからのプルームＰの照射によるワークＷの滅菌処理に加えて、高圧蒸気滅菌装置６００によりワークＷの高圧蒸気滅菌を行うことができる。このため、ワークＷの滅菌処理をより確実に行うことができる。
【０１１１】
また、制御ユニットＣＵは、高圧蒸気滅菌装置６００を動作させて高圧蒸気によるワークＷの滅菌処理を行わせた後、プラズマ発生ユニットＰＵにワークＷへのプルームＰの照射を行わせるので、高圧蒸気による滅菌処理後、プルームＰの照射によりプラズマ滅菌処理を行いながらワークＷを冷却することができる。これにより、高圧蒸気滅菌処理後、外気に当ててワークＷを冷却する場合と異なり、外気中の雑菌がワークＷに付着することがない。このため、高圧蒸気滅菌処理後、ワークＷの滅菌状態を確実に保持することができる。
【０１１２】
（第４実施形態）
図１７は、本発明の第４実施形態に係る滅菌処理装置Ｓに用いられる滅菌処理ユニットＳＵの構成を概略的に示した斜視図である。この第４実施形態に係る滅菌処理装置Ｓでは、上記第３実施形態と異なり、第２運転モードにおいて冷却装置６２０を用いて加熱状態のワークＷの冷却を行うようになっている。
【０１１３】
具体的には、この第４実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの滅菌処理ユニットＳＵは、チャンバー５１０の側壁部５１０ａに取り付けられた冷却装置６２０を備えている。冷却装置６２０は外気を取り込んで送風する機能を有しており、チャンバー５１０の側壁部５１０ａに設けられた吹込口５１０ｃを介して、冷却装置６２０からチャンバー５１０内に外気が送風されるように構成されている。そして、この送風により、チャンバー５１０内の加熱されたワークＷの冷却が行われる。なお、この第４実施形態による滅菌処理装置Ｓでは、上記第３実施形態による滅菌処理装置Ｓと異なり、処理ガス冷却器６１０（図１５参照）は備えておらず、プラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生ノズル３１には処理ガスが冷却されることなくそのまま供給されるようになっている。
【０１１４】
図１８は、第４実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの電気的構成を示した図である。この第４実施形態による制御系９０は、冷却装置制御部９８を備えており、この冷却装置制御部９８から冷却装置６２０に制御信号が送信されることにより冷却装置６２０の駆動及び非駆動の切替や冷却装置６２０から送風される風量の調節等の各種制御が行われるようになっている。なお、この第４実施形態では、制御系９０は上記第３実施形態による処理ガスの温度を調節するためのガス温度制御部９３（図１６参照）を備えていない。
【０１１５】
そして、この第４実施形態では、センサー部５３０によりワークＷが加熱されていることが検出された場合の検出信号に応答して全体制御部９４が第２運転モードを選択すると、冷却装置制御部９８から送信される制御信号により冷却装置６２０が駆動する。これにより、冷却装置６２０からチャンバー５１０内への送風が行われ、その結果、加熱状態のワークＷが冷却される。そして、この後、上記第３実施形態と同様にしてプラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生ノズル３１からワークＷへプルームＰの照射が行われる。なお、センサー部５３０によりワークＷが外界温度近傍の温度であることが検出された場合には、そのときのセンサー部５３０から送信される検出信号に応答して全体制御部９４は第１運転モードを選択し、上記第３実施形態と同様にしてワークＷへプルームＰの照射が行われる。そして、このように第１運転モードが選択された場合はワークＷの冷却は不要であるので、冷却装置制御部９８により冷却装置６２０が駆動しないように制御される。
【０１１６】
第４実施形態による滅菌処理装置Ｓの上記以外の構成は、上記第３実施形態による滅菌処理装置Ｓの構成と同様である。
【０１１７】
以上説明したように第４実施形態による滅菌処理装置Ｓでは、滅菌処理ユニットＳＵが加熱されたワークＷに送風して冷却する冷却装置６２０を含むとともに、制御ユニットＣＵの冷却装置制御部９８が、第２運転モードにおいて冷却装置６２０を動作させてワークＷを冷却させるので、加熱されたワークＷの冷却を容易に行うことができる。
【０１１８】
また、制御ユニットＣＵの冷却装置制御部９８が、第２運転モードにおいて冷却装置６２０を動作させる一方、第１運転モードにおいて冷却装置６２０を動作させないように制御するので、ワークＷの冷却が不要な第１運転モードでは冷却装置６２０の動作に要する消費電力を抑制することができる。
【０１１９】
また、第２運転モードにおいて加熱状態のワークＷを冷却装置６２０からの送風によって冷却させた後、そのワークＷにプルームＰの照射を行うことによって、冷却装置６２０から送風される空気中の雑菌がワークＷに付着した後にプルームＰによるワークＷの滅菌を行うことができるので、第２運転モードにおいて加熱状態のワークＷを冷却装置６２０からの送風により冷却する場合でも、ワークＷを確実に滅菌することができる。
【０１２０】
第４実施形態による上記以外の効果は、上記第３実施形態による効果と同様である。
【０１２１】
以上、本発明の第１〜第４実施形態に係る滅菌処理装置Ｓについて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えば下記の実施形態を取ることができる。
【０１２２】
上記各実施形態では、ワーク処理装置の一例としての滅菌処理装置Ｓに本発明を適用した例について説明したが、滅菌処理装置以外の種々のワーク処理装置に本発明を適用することも可能である。例えば、半導体ウェハ等の半導体基板に対するエッチング処理装置や成膜装置、プラズマディスプレイパネル等のガラス基板やプリント基板の清浄化処理装置、タンパク質の分解装置等のワーク処理装置に本発明を適用することができる。このような滅菌処理装置以外のワーク処理装置においても処理対象であるワークＷが濡れている場合には、その濡れによってワークＷにプラズマ照射による所定の処理を施与するのが阻害されるという不都合が生じるが、上記第１及び第２実施形態の構成によってワークＷが濡れている場合には乾燥させてプラズマ照射を行うことが可能となり、その結果、ワークＷに有効にプラズマ照射による所定の処理を施与することが可能となる。上記のように滅菌処理装置以外の種々のワーク処理装置に本発明を適用する場合は、その目的に応じた処理ガスを用いる。因みに、処理ガスとしてアルゴンガスのような不活性ガスや窒素ガスを用いれば、各種基板の表面クリーニングや表面改質を行うことができる。また、フッ素を含有する化合物ガスを用いれば基板表面を撥水性表面に改質することができ、親水基を含む化合物ガスを用いることで基板表面を親水性表面に改質することができる。さらに、金属元素を含む化合物ガスを用いれば基板上に金属薄膜層を形成することができる。また、上記実施形態と同様の酸素系ガスを処理ガスとして用いることによって、基板上のレジスト除去を行うことも可能である。
【０１２３】
上記第１実施形態では第２運転モードにおいてプラズマ化されたガスの照射により濡れているワークＷの乾燥を行うとともに、上記第２実施形態では第２運転モードにおいてドライヤー装置５５０からの熱風の送風により濡れているワークＷの乾燥を行ったが、第２運転モードにおいてこれらを両方とも行うことによって濡れているワークＷを乾燥させても良い。
【０１２４】
また、上記第１実施形態では、ワークＷが濡れている条件での第２運転モードにおいて、プルームＰのガス温度を第１運転モードの場合よりも高い温度に上昇させるとともに、プルームＰの照射時間を第１運転モードの場合よりも長くなるように制御したが、本発明はこれに限らず、ワークＷが濡れている条件での第２運転モードでは、プルームＰのガス温度を第１運転モードの場合よりも高い温度に上昇させるかまたはプルームＰの照射時間を第１運転モードの場合よりも長くするかのいずれかの制御のみを行うようにしても良い。
【０１２５】
上記第３実施形態では第２運転モードにおいてプラズマ化されたガスの照射により加熱状態のワークＷの冷却を行うとともに、上記第４実施形態では第２運転モードにおいて冷却装置６２０からの送風により加熱状態のワークＷの冷却を行ったが、第２運転モードにおいてこれらを両方とも行うことによって加熱状態のワークＷを冷却させても良い。
【０１２６】
また、上記第３実施形態では、ワークＷが加熱されている条件での第２運転モードにおいて、プルームＰのガス温度を第１運転モードの場合よりも低い温度に低下させるとともに、プルームＰの照射時間を第１運転モードの場合よりも長くなるように制御したが、本発明はこれに限らず、ワークＷが加熱されている条件での第２運転モードでは、プルームＰのガス温度を第１運転モードの場合よりも低い温度に低下させるかまたはプルームＰの照射時間を第１運転モードの場合よりも長くするかのいずれかの制御のみを行うようにしても良い。
【０１２７】
上記第１及び第２実施形態では、センサー部５３０でワークＷが乾燥しているかまたは濡れているかを検出し、そのセンサー部５３０からの検出信号に基づいて制御ユニットＣＵの全体制御部９４により第１運転モードまたは第２運転モードのどちらかが自動的に選択されるようにしたが、これに限らず、作業者がワークＷの状態を見て乾燥しているか濡れているかを判別して滅菌処理ユニットＳＵを第１運転モードまたは第２運転モードのどちらで動作させるかをマニュアルで設定するようにしても良い。この場合、作業者が判別したワークＷの状態を滅菌処理装置Ｓの操作部５０２（入力手段）を操作して入力し、その入力されたワークの状態に基づいて制御ユニットＣＵの全体制御部９４が第１運転モードまたは第２運転モードのいずれかを選択する。
【０１２８】
また、上記第３及び第４実施形態では、センサー部５３０でワークＷが外界温度近傍の温度であるかまたは加熱されているかを検出し、そのセンサー部５３０からの検出信号に基づいて制御ユニットＣＵの全体制御部９４により第１運転モードまたは第２運転モードのどちらかが自動的に選択されるようにしたが、これに限らず、作業者がワークＷが外界温度近傍の温度であるか加熱されているかを判別して滅菌処理ユニットＳＵを第１運転モードまたは第２運転モードのどちらで動作させるかをマニュアルで設定するようにしても良い。この場合、作業者が判別したワークＷが外界温度近傍の温度であるかまたは加熱されている状態であるかの情報を滅菌処理装置Ｓの操作部５０２（入力手段）を操作して入力し、その入力されたワークの状態に基づいて制御ユニットＣＵの全体制御部９４が第１運転モードまたは第２運転モードのいずれかを選択する。
【０１２９】
上記各実施形態では、箱型の筐体５００内に滅菌処理ユニットＳＵを設け、その滅菌処理ユニットＳＵのチャンバー５１０内にワークＷを設置してプルームＰの照射による滅菌処理を施与するという滅菌処理装置の一形態を示したが、上記以外の形態の滅菌処理装置にも本発明を適用することができる。
【０１３０】
例えば、図１９に示すように、プラズマ発生ユニットＰＵによるプルームの照射領域を経由する所定のルートでワークＷを搬送する搬送手段Ｃを設け、この搬送手段ＣによってワークＷを搬送しながらプルーム（プラズマ）の照射を行う形態の滅菌処理装置にも本発明を適用することが可能である。具体的には、搬送手段Ｃは、図略の駆動手段により回転駆動される搬送ローラ８０を含んで構成されており、この搬送ローラ８０の回転駆動によって平板状のワークＷが上記所定のルートで搬送されるようになっている。そして、プラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生部３０の幅員、つまり８個のプラズマ発生ノズル３１の左右方向の配列幅は、平板状ワークＷの搬送方向と直交する幅方向のサイズｔと略合致する幅員とされている。これにより、ワークＷを搬送ローラ８０で搬送しながら、ワークＷの全表面（プラズマ発生ユニットＰＵの下面板１３Ｂと対向する面）に対してプラズマ滅菌処理が行えるようになっている。また、ワークＷの搬送ルート上には、ワークＷが乾燥しているかまたは濡れているかを検出するセンサー部６３０（検出手段）と、ワークＷに対して熱風を送風するドライヤー装置６５０とが設置されている。
【０１３１】
この滅菌処理装置では、ワークＷを搬送手段Ｃで搬送しながらセンサー部６３０でワークＷが乾燥しているか濡れているかを検出し、そのセンサー部６３０からの検出信号に基づいて図略の制御ユニットの全体制御部により第１運転モードまたは第２運転モードが選択される。ワークＷが乾燥している場合は第１運転モードが選択され、この場合、ドライヤー装置６５０は駆動しないように制御されるとともに、ワークＷが搬送手段Ｃによりプラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生部３０の下方に搬送され、プラズマ発生ノズル３１からプルームが照射される。一方、ワークＷが濡れている場合は第２運転モードが選択され、この場合、ドライヤー装置６５０が駆動され、ドライヤー装置６５０から濡れているワークＷに熱風が送風されることによってワークＷの乾燥が行われる。この際、ワークＷは、搬送手段Ｃにより搬送されながら乾燥され、乾燥後のワークＷがプラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生部３０の下方に達するとプラズマ発生ノズル３１からプルームが照射される。
【０１３２】
なお、このような構成は滅菌処理装置に限らず、他の種々のワーク処理装置にも適用することが可能である。例えば、このような構成を用いて半導体ウェハ等の半導体基板に対するエッチング処理装置や成膜装置、プラズマディスプレイパネル等のガラス基板やプリント基板の清浄化処理装置、タンパク質の分解装置等のワーク処理装置を構成することができる。
【０１３３】
また、搬送手段Ｃとして搬送ローラ８０の上面にワークＷを載置して搬送する形態以外に例えば上下の搬送ローラ間にワークをニップさせて搬送させる形態、搬送ローラを用いず所定のバスケット等にワークを収納し前記バスケット等をラインコンベア等で搬送させる形態、或いはロボットハンド等でワークを把持してプラズマ発生部３０へ搬送させる形態であっても良い。
【０１３４】
上記各実施形態では、複数のプラズマ発生ノズル３１を一列に整列配置した例を示したが、ノズル配列はワークの形状やマイクロ波電力のパワー等に応じて適宜決定すれば良く、例えばワークの搬送方向に複数列のプラズマ発生ノズル３１をマトリクス整列したり、千鳥配列したりしても良い。
【０１３５】
上記各実施形態では、マイクロ波発生源として２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマグネトロンを例示したが、マグネトロン以外の各種高周波電源も使用可能であり、また２．４５ＧＨｚとは異なる波長のマイクロ波を用いるようにしても良い。
【０１３６】
導波管１０内におけるマイクロ波電力を測定するために、パワーメータを導波管１０の適所に設置することが望ましい。例えば、マイクロ波発生装置２０のマイクロ波送信アンテナ２２から放出されたマイクロ波電力に対する反射マイクロ波電力の比を知見するために、サーキュレータ５０と第２導波管ピース１２との間に、パワーメータを内蔵する導波管を介在させるようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明に係るワーク処理装置は、医療機器等に対する滅菌処理装置、半導体ウェハ等の半導体基板に対するエッチング処理装置や成膜装置、プラズマディスプレイパネル等のガラス基板やプリント基板の清浄化処理装置、タンパク質の分解装置等に好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの全体構成を示す斜視図である。
【図２】滅菌処理ユニットＳＵの構成を概略的に示した斜視図である。
【図３】プラズマ発生ユニットＰＵの全体構成を示す斜視図である。
【図４】図３とは視線方向を異ならせたプラズマ発生ユニットＰＵの斜視図である。
【図５】プラズマ発生ユニットＰＵの一部透視側面図である。
【図６】プラズマ発生ノズル３１を拡大して示す側面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線側断面図である。
【図８】プラズマ発生ノズル３１におけるプラズマの発生状態を説明するための透視側面図である。
【図９】スライディングショート４０の内部構造を示す透視斜視図である。
【図１０】サーキュレータ５０の作用を説明するためのプラズマ発生ユニットＰＵの上面図である。
【図１１】スタブチューナ７０の設置状況を示す透視側面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの制御系９０を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る滅菌処理装置Ｓに用いられる滅菌処理ユニットＳＵの構成を概略的に示した斜視図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの制御系９０を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る滅菌処理装置Ｓに用いられる滅菌処理ユニットＳＵの構成を概略的に示した斜視図である。
【図１６】本発明の第３実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの制御系９０を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る滅菌処理装置Ｓに用いられる滅菌処理ユニットＳＵの構成を概略的に示した斜視図である。
【図１８】本発明の第４実施形態に係る滅菌処理装置Ｓの制御系９０を示すブロック図である。
【図１９】本発明の実施形態の変形例に係る滅菌処理装置の全体構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１３９】
５０２ 操作部（入力手段）
５２０ 加熱装置（加熱機構）
５３０、６３０ センサー部（検出手段）
５５０、６５０ ドライヤー装置
６００ 高圧蒸気滅菌装置
６２０ 冷却装置
ＣＵ 制御ユニット（制御手段）
ＰＵ プラズマ発生ユニット（プラズマ発生装置）
Ｓ 滅菌処理装置（ワーク処理装置）
ＳＵ 滅菌処理ユニット（処理部）
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される所定のガスをプラズマ化して放出するプラズマ発生装置を含み、処理対象であるワークにプラズマ化されたガスの照射による所定の処理を施与する処理部と、
前記処理部の動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、ワークの状態に基づいて、前記プラズマ発生装置からそのワークに照射するプラズマ化されたガスの温度及び／または照射時間を制御する、ワーク処理装置。
【請求項２】
ワークの状態を検出する検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記検出手段により検出されたワークの状態に基づいて前記プラズマ化されたガスの温度及び／または照射時間を制御する、請求項１に記載のワーク処理装置。
【請求項３】
ワークの状態を入力するための入力手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記入力手段から入力されたワークの状態に基づいて前記プラズマ化されたガスの温度及び／または照射時間を制御する、請求項１に記載のワーク処理装置。
【請求項４】
前記制御手段は、ワークが濡れている条件において、前記プラズマ発生装置によるプラズマ化されたガスの照射によってそのワークの乾燥を実行させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク処理装置。
【請求項５】
前記制御手段は、ワークが濡れている条件において、前記プラズマ発生装置によりワークに照射される前記プラズマ化されたガスの温度を上昇させる及び／または前記プラズマ化されたガスの照射時間を長くする、請求項４に記載のワーク処理装置。
【請求項６】
前記処理部は、前記所定のガスを加熱する加熱機構を含み、
前記制御手段は、前記加熱機構を動作させて前記所定のガスが前記プラズマ発生装置に供給される前に予め加熱させる、請求項５に記載のワーク処理装置。
【請求項７】
前記制御手段は、ワークが乾燥している条件での運転モード及びワークが濡れている条件での運転モードのいずれかを選択して前記処理部を動作させることが可能であり、
前記ワークが乾燥している条件での運転モードでは、前記ワークが濡れている条件での運転モードに比べて、前記プラズマ発生装置により照射される前記プラズマ化されたガスの温度が低く設定されている及び／または前記プラズマ化されたガスの照射時間が短く設定されている、請求項４〜６のいずれか１項に記載のワーク処理装置。
【請求項８】
前記処理部は、濡れているワークに熱風を送風して乾燥させるドライヤー装置を含み、
前記制御手段は、ワークが濡れている条件において、前記ドライヤー装置を動作させてそのワークを乾燥させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク処理装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記ドライヤー装置を動作させて濡れているワークを乾燥させた後、前記プラズマ発生装置にワークへのプラズマ化されたガスの照射を行わせる、請求項８に記載のワーク処理装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、ワークが加熱されている条件において、前記プラズマ発生装置によるプラズマ化されたガスの照射によってそのワークの冷却を実行させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク処理装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、ワークが加熱されている条件において、前記プラズマ照射装置によりワークに照射される前記プラズマ化されたガスの温度を低下させる及び／または前記プラズマ化されたガスの照射時間を長くする、請求項１０に記載のワーク処理装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、ワークが外界温度近傍の温度である条件での運転モード及びワークが加熱されている条件での運転モードのいずれかを選択して前記処理部を動作させることが可能であり、
前記ワークが外界温度近傍の温度である条件での運転モードでは、前記ワークが加熱されている条件での運転モードに比べて、前記プラズマ発生装置により照射される前記プラズマ化されたガスの温度が高く設定されている及び／または前記プラズマ化されたガスの照射時間が短く設定されている、請求項１０または１１に記載のワーク処理装置。
【請求項１３】
前記処理部は、加熱されたワークに送風してそのワークを冷却する冷却装置を含み、
前記制御手段は、ワークが加熱されている条件において、前記冷却装置を動作させてそのワークを冷却する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク処理装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記冷却装置を動作させて加熱されたワークを冷却した後、前記プラズマ発生装置にワークへのプラズマ化されたガスの照射を行わせる、請求項１３に記載のワーク処理装置。
【請求項１５】
ワークを高圧蒸気に曝して滅菌処理を行う高圧蒸気滅菌装置をさらに備えた、請求項１０〜１４のいずれか１項に記載のワーク処理装置。
【請求項１６】
前記制御手段は、前記高圧蒸気滅菌装置を動作させて高圧蒸気によるワークの滅菌処理を行わせた後、前記プラズマ発生装置にワークへのプラズマ化されたガスの照射を行わせる、請求項１５に記載のワーク処理装置。
【請求項１】
供給される所定のガスをプラズマ化して放出するプラズマ発生装置を含み、処理対象であるワークにプラズマ化されたガスの照射による所定の処理を施与する処理部と、
前記処理部の動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、ワークの状態に基づいて、前記プラズマ発生装置からそのワークに照射するプラズマ化されたガスの温度及び／または照射時間を制御する、ワーク処理装置。
【請求項２】
ワークの状態を検出する検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記検出手段により検出されたワークの状態に基づいて前記プラズマ化されたガスの温度及び／または照射時間を制御する、請求項１に記載のワーク処理装置。
【請求項３】
ワークの状態を入力するための入力手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記入力手段から入力されたワークの状態に基づいて前記プラズマ化されたガスの温度及び／または照射時間を制御する、請求項１に記載のワーク処理装置。
【請求項４】
前記制御手段は、ワークが濡れている条件において、前記プラズマ発生装置によるプラズマ化されたガスの照射によってそのワークの乾燥を実行させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク処理装置。
【請求項５】
前記制御手段は、ワークが濡れている条件において、前記プラズマ発生装置によりワークに照射される前記プラズマ化されたガスの温度を上昇させる及び／または前記プラズマ化されたガスの照射時間を長くする、請求項４に記載のワーク処理装置。
【請求項６】
前記処理部は、前記所定のガスを加熱する加熱機構を含み、
前記制御手段は、前記加熱機構を動作させて前記所定のガスが前記プラズマ発生装置に供給される前に予め加熱させる、請求項５に記載のワーク処理装置。
【請求項７】
前記制御手段は、ワークが乾燥している条件での運転モード及びワークが濡れている条件での運転モードのいずれかを選択して前記処理部を動作させることが可能であり、
前記ワークが乾燥している条件での運転モードでは、前記ワークが濡れている条件での運転モードに比べて、前記プラズマ発生装置により照射される前記プラズマ化されたガスの温度が低く設定されている及び／または前記プラズマ化されたガスの照射時間が短く設定されている、請求項４〜６のいずれか１項に記載のワーク処理装置。
【請求項８】
前記処理部は、濡れているワークに熱風を送風して乾燥させるドライヤー装置を含み、
前記制御手段は、ワークが濡れている条件において、前記ドライヤー装置を動作させてそのワークを乾燥させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク処理装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記ドライヤー装置を動作させて濡れているワークを乾燥させた後、前記プラズマ発生装置にワークへのプラズマ化されたガスの照射を行わせる、請求項８に記載のワーク処理装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、ワークが加熱されている条件において、前記プラズマ発生装置によるプラズマ化されたガスの照射によってそのワークの冷却を実行させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク処理装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、ワークが加熱されている条件において、前記プラズマ照射装置によりワークに照射される前記プラズマ化されたガスの温度を低下させる及び／または前記プラズマ化されたガスの照射時間を長くする、請求項１０に記載のワーク処理装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、ワークが外界温度近傍の温度である条件での運転モード及びワークが加熱されている条件での運転モードのいずれかを選択して前記処理部を動作させることが可能であり、
前記ワークが外界温度近傍の温度である条件での運転モードでは、前記ワークが加熱されている条件での運転モードに比べて、前記プラズマ発生装置により照射される前記プラズマ化されたガスの温度が高く設定されている及び／または前記プラズマ化されたガスの照射時間が短く設定されている、請求項１０または１１に記載のワーク処理装置。
【請求項１３】
前記処理部は、加熱されたワークに送風してそのワークを冷却する冷却装置を含み、
前記制御手段は、ワークが加熱されている条件において、前記冷却装置を動作させてそのワークを冷却する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク処理装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記冷却装置を動作させて加熱されたワークを冷却した後、前記プラズマ発生装置にワークへのプラズマ化されたガスの照射を行わせる、請求項１３に記載のワーク処理装置。
【請求項１５】
ワークを高圧蒸気に曝して滅菌処理を行う高圧蒸気滅菌装置をさらに備えた、請求項１０〜１４のいずれか１項に記載のワーク処理装置。
【請求項１６】
前記制御手段は、前記高圧蒸気滅菌装置を動作させて高圧蒸気によるワークの滅菌処理を行わせた後、前記プラズマ発生装置にワークへのプラズマ化されたガスの照射を行わせる、請求項１５に記載のワーク処理装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００７−２２７０６８（Ｐ２００７−２２７０６８Ａ）
【公開日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−４５０６９（Ｐ２００６−４５０６９）
【出願日】平成１８年２月２２日（２００６．２．２２）
【出願人】（０００１３５３１３）ノーリツ鋼機株式会社 (1,824)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２２日（２００６．２．２２）
【出願人】（０００１３５３１３）ノーリツ鋼機株式会社 (1,824)
【Ｆターム（参考）】
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