JP2004275335A

JP2004275335A - 閃光パルスによる光殺菌方法及びその装置

Info

Publication number: JP2004275335A
Application number: JP2003069544A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Fujii; 陽一藤井; Yasuhiro Kotani; 康博小谷; Junichi Jo; 淳一条; Iesato Sato; 家郷佐藤
Original assignee: Nihon University
Current assignee: Nihon University
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-10-07
Also published as: WO2004080494A1

Abstract

【課題】本発明は、小型化が可能で、熱の放射がなく、省エネルギーの閃光パルスによる装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る閃光パルスによる光殺菌装置は、閃光パルスを殺菌対象物に照射して殺菌対象物を殺菌する閃光パルスによる光殺菌装置において、殺菌対象物に所定の距離を話して対峙させた青色発光ダイオードアレイ３と、この青色発光ダイオードアレイ３を所定間隔のパルス信号で駆動する駆動回路５とを備えたものである。この青色発光ダイオードアレイ３から近紫外線を殺菌対象物Ｓに照射して殺菌を行う。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、閃光パルスを殺菌対象物に照射して殺菌対象物を殺菌する閃光パルスによる光殺菌方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
現在、微生物による食中毒の多発等を受け、ＨＡＣＣＰ（ＨａｚａｒｄＡｎａｌｙｓｙｓＣｏｎｔｒｏｌＰｏｉｎｔｅｖａｌｕａｔｉｏｎ）の導入が世界的に普及してきており、主流である加熱殺菌や薬剤使用殺菌に代わって、非加熱・非接触で殺菌可能な技術への要求が高まっている。
【０００３】
図１０は、上述した非加熱・非接触で殺菌可能な従来の閃光パルスによる光殺菌装置を示すブロック図である。
この図１０において、従来の閃光パルスによる光殺菌装置１０１は、閃光パルス殺菌対象物に照射できるストロボ装置１０３と、前記ストロボ装置１０３と距離Ｄだけ離して配置され殺菌対象物Ｓを前記ストロボ装置１０３の下の殺菌場所に搬送し殺菌が完了した殺菌対象物Ｓを別な場所に搬送する搬送手段１０５とから構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、前記ストロボ装置１０３は、ストロボライト１３１と、これを駆動する駆動回路１３３とから構成れさている。前記ストロボライト１３１は、反射傘１３１ａの中央部に、例えばキセノンランプ等の放電管１３１ｂが設けられ、その反射傘１３１ａの前にガラス板１３１ｃが設けられている。前記駆動回路１３３は、放電管１３１ｂを直接駆動する充放電回路１３３ａと、前記充放電回路１３３ａに電力を供給する電源回路１３３ｂと、閃光回数・照射時間・発光タイミング等を制御する制御回路１３３ｃとから構成されている。
前記搬送手段１０５は、制御回路１３３ｃからのタイミング信号に基づき、駆動装置１５１によって駆動され、殺菌対象物Ｓをストロボライト１３１の直下に連続して搬送する装置である。
【０００５】
このような閃光パルスによる光殺菌装置１０１による閃光パルスによる光殺菌方法によれば、閃光時間が１／５００［秒］〜１／１７０００［秒］の範囲で、放電管１３１ｂから発光させる光の波長を２５０［ｎｍ］〜１１００［ｎｍ］の範囲に保って、閃光パルスを殺菌対象物Ｓに照射することにより、殺菌対象物Ｓを非加熱・非接触で殺菌している。これにより、殺菌対象物の菌は、パルス光を光を吸収して温度が上昇し死滅し、殺菌対象物は熱容量が大きいため、吸収された熱が放散されて殺菌対象物の組成変形がないという利点がある。
【特許文献１】特開２０００−１０７２６２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の閃光パルスによる光殺菌装置及びによれば、装置が大型化し、かつ、熱の放射も大きく、しかも、エネルギー消費が大きいという不都合があった。
本発明は、上述した欠点を解消し、小型化が可能で、熱の放射がなく、かつ、省エネルギーの閃光パルスによる光殺菌方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明に係る閃光パルスによる光殺菌方法は、閃光パルスを殺菌対象物に照射して殺菌対象物を殺菌する閃光パルスによる光殺菌方法において、所定の条件のパルス信号で青色発光ダイオードアレイを駆動し、青色発光ダイオードアレイから閃光パルスを発生させて殺菌対象物に照射して殺菌することを特徴とするものである。
上記目的を達成するため、請求項２記載の発明に係る閃光パルスによる光殺菌装置は、閃光パルスを殺菌対象物に照射して殺菌対象物を殺菌する閃光パルスによる光殺菌装置において、殺菌対象物に所定の距離を離して対峙させた青色発光ダイオードアレイと、前記青色発光ダイオードアレイを所定間隔のパルス信号で駆動する駆動回路とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態及び実施例】
以下、本発明の実施の形態及び実施例について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態及び実施例に係る閃光パルスによる光殺菌方法を実現する装置を示す図である。
この図１において、閃光パルスによる光殺菌装置１は、閃光パルスを殺菌対象物に照射して殺菌対象物を殺菌する閃光パルスによる光殺菌装置であって、殺菌対象物Ｓに所定の距離を離して対峙させた青色発光ダイオードアレイ３と、前記青色発光ダイオードアレイ３を所定間隔のパルス信号で駆動する駆動回路５とを備えたものである。
【０００９】
図２は、本発明の実施の形態及び実施例に係る閃光パルスによる光殺菌方法を実現する装置に使用される青色発光ダイオードアレイの構成例を示す側面図である。図３は、本発明の実施の形態及び実施例に係る閃光パルスによる光殺菌方法を実現する装置に使用される青色発光ダイオードアレイの構成例を示す平面図である。図４は、本発明の実施の形態及び実施例に係る閃光パルスによる光殺菌方法を実現する装置に使用される青色発光ダイオードアレイの回路構成を示す回路図である。
【００１０】
本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌装置１で用いる青色発光ダイオードアレイ３は、図２及び図３に示すように、例えば３７個の青色発光ダイオード３ａ，…を六角形状に基板３ｂの上に配置固定したものであって、図４に示すように各ダイオード３ａ，…のアノード同士とカソード同士をそれぞれ並列に接続してなるものである。これら各ダイオード３ａ，…アノードと、カソードに前記駆動回路５から駆動パルスを供給するようになっている。この駆動パルスは、例えばパルス幅が１０［ｍＳ］、デューティー比が１／１０、電圧が４．５［［Ｖ］、パルス順電流が青色発光ダイオード１個当たり１００［ｍＡ］のものを採用している。
【００１１】
このような閃光パルスによる光殺菌装置１によって実現される閃光パルスによる光殺菌方法では、前記駆動回路５から所定の条件のパルス信号を青色発光ダイオードアレイ３の青色発光ダイオード３ａ，…のアノードとカソードに供給して青色発光ダイオードアレイ３を駆動し、青色発光ダイオードアレイ３から閃光パルスを発生させて殺菌対象物Ｓに照射することにより殺菌している。
【００１２】
（検証）
このような閃光パルスによる光殺菌装置１による殺菌方法が有効か否かを確認するため、被検細菌を選択し、かつ、閃光パルスを発生できる光源を幾つか選択して、殺菌状態を確認した。
【００１３】
＜選択した被検細菌について＞
選択した被検細菌としては、Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ（ＩＡＭ１０６９冷凍芽胞菌５．６×１０^−７［個／ｍｌ］を用いた。この菌は、グラム陽性桿に属し胞子を形成する芽胞形成菌であり、枯草菌や納豆菌と分類学上で近縁種である。また、炭疽菌も枯草菌の一種であるが、ここで用いた菌は人体に無害である。
この菌の最大の特徴は、細胞分裂で細胞自体が増殖し、過酷な環境下でも一般に菌自体より強い胞子を形成し、その環境に耐えられることである。芽胞が固い殻で覆われているため、熱や薬品等の外的因子に対する抵抗力が高く、１００［℃］、５［分］間の熱湯中でも死滅しないと報告されている。
一般的に安全性の高い菌でもあるので、加熱殺菌の指標菌として広く利用されている。Ｂａｃｉｌｌｕｓ属のように、あらゆるストレスに強い芽胞菌が殺菌可能であれば、将来的な応用を考えた場合、その他の菌（大腸菌等）の処理も充分に可能である。
【００１４】
＜選択した光源について＞
本発明が有効であることを検証するために、他の光源による殺菌状態とを比較する。以下、本発明において、比較のために選択した光源について以下に説明する。
（１）他の光源の一つとして、Ｎａｔｉｏｎａｌ製、殺菌灯「ＧＬ−６型」（以下、「ＧＬ−６」という）を採用した。
（２）他の光源の一つとして、東西電気産業株式会社製、ゼノンフラッシャランプ「ＯＣ９０Ａ型」、発光間隔が１／１．３［秒］（以下、「ＯＣ９０Ａ」という）と、ゼノンフラッシャランプ「ＭＳ９０Ａ型」、発光間隔が１／７［秒］（以下、「ＭＳ９０Ａ」という）を採用した。
（３）他の光源の一つとして、日亜化学製、白色発光ダイオード（白色ＬＥＤ）、「ＮＳＰＷ５００ＢＳ」（以下、「白色ＬＥＤ」という）、消費電力９［Ｗ］を採用した。
なお、本発明に係る閃光パルスによる光殺菌装置で用いる光源には、三洋電機製、「ＬＰ−０３Ｂ３６Ａ−８１」の青色発光ダイオード（以下、「青色ＬＥＤ」という）を採用した。
【００１５】
＜光殺菌の原理＞
殺菌の原理は殺菌方法により様々であるが、本発明では光を用いて殺菌を行っている。
光殺菌では主に紫外線（２００［ｎｍ］〜４００［ｎｍ］）が用いられ、中でも殺菌力相対値が高い波長は、２５０［ｎｍ］〜２６０［ｎｍ］付近である。吸収された紫外線は、生命維持と遺伝情報の伝達に必要なＤＮＡ（菌体ゲノム）を破壞し、チミンタイマーを誘起して２つの隣り合ったチミン分子が共有結合させて、再生を妨害し、細菌等の活動を停止させ死滅させる。
３５０［ｎｍ］以上の可視領域波長の光による殺菌のメカニズムは、菌体をとりまく分子、例えば酸素、光増感分子の関与する間接効果が考えられる。また、光合成菌やクロレラは別として、多くの微生物にとっては光は不必要ばかりか、むしろ有害である。
【００１６】
閃光パルス殺菌のメカニズムとして、次の二つのことが考えられる。
前述した紫外線殺菌のメカニズムと同様の効果が考えられ、閃光パルスが発する瞬間的な光により、菌の細胞膜等の紫外線吸収がある物質が存在する場合でも、奥深くまで光が到達することにより殺菌効果が得られると考えられる。
一方、可視光や赤外線を照射することにより、殺菌対象物の表面で吸収された光が熱に変換され、温度上昇が起こり、殺菌効果が生じている。非常に短時間の照射であるため、瞬間的で、かつ、殺菌対象物の極表面のみで急激な温度上昇が発生している。前述の紫外線によるＤＮＡ損傷と、可視・赤外線による急激な温度上昇が同時に発生する効果により、高い殺菌効果が得られると考えられる。
【００１７】
＜特性試験概要＞
次に、本発明の有効性を確認するため、次のような特性試験を行った。細菌を用いる上で、菌を肉眼で確認することが不可能なため、また、細菌の大きさが１［μｍ］〜１００［μｍ］と小さく、通常の光学顕微鏡でも確認が難しく、生死の判別ができないため、特殊な方法により計測を行った。
【００１８】
微生物の増殖過程を測定するには、様々な方法がある。
まず、総菌計数法は、細菌や酵母などの菌数を顕微鏡下で直接数える方法で、Ｐｅｔｒｏｆｆ−Ｈａｕｓｅｒの菌計数盤やＴｈｏｍａの血球計数器を用いる。
次に、分光学的方法では、比濁計や比色計を用いた吸光法がある。光電比色計を用いて菌体を含む培地の光吸度を測定する方法や、培地中の微生物濃度を測定するレーザー法がある。このレーザー法は、半導体レーザーにより７８０［ｎｍ］の光を、菌体を含有する懸濁液に照射したとき、減衰する光を受光部で受け、電圧に変換して吸光度として表したものである。光吸度とは、入射光、透過光の強さ及び散乱光の計数によって決定するようにしたものである。
さらに、生菌計数法は、菌液を適当に希釈してコロニーを発生させ、生きている菌だけを測定する方法である。
本発明の有効性を検証するために、本発明では、生菌計数法を基にコロニーカウント法を採用して計測することにした。
【００１９】
＜コロニーカウント法＞
コロニーとは細菌の集落のことで、一つのコロニーに約１億匹の菌が存在する。一つの細菌が分裂を繰り返し、一つのコロニーを作成することから、コロニーを形成させることにより、菌の発生の有無、及びその数の測定が可能である。
次に、コロニーカウント法について具体的に説明をする。
シャーレに栄研化学株式会社製の普通寒天培地（菌の発育を促すため栄養入りの寒天）を用いて寒天平板培地を作成して、寒天培地が固まるまでシャーレに蓋を閉めて、２０〜３０［分］放置する。このとき、菌を培養するには、適度な栄養と温度が必要である。本来、培地精製は、培地調整薬を水に溶かし、ＰＨを調整後、粉末寒天を６５［％］添加して加圧殺菌する過程を踏む必要があるが、今回、使用した普通寒天培地は減菌済みかつＰＨ調整済みなのものである。
【００２０】
寒天培地が固まった後に、電気恒温槽内で蓋を僅かにずらして、無菌的に１５〜２０［分］間水滴を乾かす。
さらに、形成したコロニーが重複しないように、白金線で希釈した殺菌対象物（試料寒天平板）上に塗布する。また、白金線を使う前後は必ず、白金線を火炎減菌しておく。このとき、菌体のついた白金線の先端は、まず温度の低い内炎に入れ、次に高温の外炎で焼く。なぜなら、いきなり外炎にいれると、周囲に菌体が飛び散る恐れがあるからである。
【００２１】
このように、コロニーが発生した少なくとも４つの殺菌対象物（試料寒天平板）に対して、本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌装置装置１による閃光パルスによる光殺菌方法と、上述した他の３つの光源による閃光パルスを含む光殺菌方法とによって、それぞれを光殺菌をする。
上述した本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌装置装置１による閃光パルスによる光殺菌方法によって殺菌した殺菌対象物（試料寒天平板）と、上述した他の３つの光源による閃光パルスを含む光殺菌方法とによって殺菌した３つの殺菌対象物（試料寒天平板）を３７［℃］で２４時間の間、電気恒温槽で培養する。このときに、頻繁に扉を開閉すると温度が変化してしまうので、注意する必要がある。
２４時間後に電気恒温槽から取り出した各殺菌対象物（試料寒天平板）のコロニーの数を計数する。このとき、計数する各殺菌対象物（試料寒天平板）は、１シャーレ当たりのコロニー数が３０〜３００［個］程度の場合が最も信頼度が高く望ましい。
【００２２】
＜殺菌効果の定義＞
殺菌効率を泥状的に調べるため、次のように定義する。光を照射しなかったときに発生した菌の個数をＡ、ｔ時間光を照射した後に残っていた菌の個数をｒとしたときの殺菌効率をＰとすると、
Ｐ＝｛（Ａ−ｒ）／Ａ｝×１００ …（１）
と定義する。
ただし、一回のデータではコロニー同士が重なり合ってしまったり、空気中の雑菌が混入してしまったり、菌の発育の違いによる誤差がでてくるため、Ａ、ｒは数回の実行してデータの平均値を用いた。
【００２３】
＜試験装置＞
以上の試験を行うため、次のような装置を用いた。
（１）波長分布測定を行うため、光スペクトルナアライザを用いた。
（２）ＣＷ光の光強度測定を行うため、光パワーメータを用いた。
（３）パルス光の光強度を測定するため、光強度測定器を用いた。
図５は、本発明の実施の形態及び実施例に係る閃光パルスによる光殺菌装置による光殺菌方法の有効性を検証するために、他の光源と同様に行った試験装置の一例を示す図である。
【００２４】
この図３において、符号１１は光源であり、この光源１１は、本発明の実施の形態及び実施例に係る閃光パルスによる光殺菌装置による光源、または、他の３つの光源のことを差す。
また、上述した図５において、符号Ｓは殺菌対象物（試料寒天平板）である。
さらに、上述した図５において、符号１３は光強度測定器であり、光強度測定器１３は、光を電気に変換するフォトダイオード（ＰＤ）１３ａと、このＰＤ１３ａからの電気信号のうち最大値を保持するピークホールド回路１３ｂと、前記ピークホールド回路１３ｂを制御する制御部１３ｃとからなる。
【００２５】
各光源（他の４つの光源（「ＧＬ−６」、「ＯＣ９０Ａ」、「ＭＳ９０Ａ」、「白色ＬＥＤ」と、本発明に係る閃光パルスによる光殺菌方法に用いる「青色ＬＥＤ」）１１の光強度は、当然光源１１から遠くなるにしたがって弱くなってゆくので、光強度による殺菌効率の測定を行うためには、距離に対する光強度の測定をおこない、それらの値を把握する必要がある。そのため、光パワーメータ及び光強度測定器１３を用いて測定を行った。
図６は、光強度測定器で測定した他の光源（「ＧＬ−６」）のスペクトルを示す特性図であって、横軸に波長［ｎｍ］を、縦軸に強度［ｄＢｍ］を、それぞれとったものである。
【００２６】
図７は、光強度測定器で測定した他の光源（「ＯＣ９０Ａ」及び「ＭＳ９０Ａ」）のスペクトルを示す特性図であって、横軸に波長［ｎｍ］を、縦軸に強度［ｄＢｍ］を、それぞれとったものである。
図８は、光強度測定器で測定した他の光源（「白色ＬＥＤ」）のスペクトルを示す特性図であって、横軸に波長［ｎｍ］を、縦軸に強度［ｄＢｍ］を、それぞれとったものである。
図９は、光強度測定器で測定した本発明に係る閃光パルスによる光殺菌装置の光源（「青色ＬＥＤ」）のスペクトルを示す特性図であって、横軸に波長［ｎｍ］を、縦軸に強度［ｄＢｍ］を、それぞれとったものである。
こられの特性図の結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
この表１からわかるように、「ＧＬ−６」は波長が３３０［ｎｍ］〜７００［ｎｍ］でピーク波長は４３５［ｎｍ］であった。また、「ＯＣ９０Ａ」及び「ＭＳ９０Ａ」は波長が３２０［ｎｍ］〜１１５０［ｎｍ］でピーク波長は８４５［ｎｍ］であった。「白色ＬＥＤ」は波長が３３０［ｎｍ］〜８００［ｎｍ］でピーク波長は４６８［ｎｍ］であった。
本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌装置１で用いる「青色ＬＥＤ」は波長が４１９［ｎｍ］〜５１９［ｎｍ］でピーク波長は４６６［ｎｍ］であった。
【００２９】
【表２】

【００３０】
次に、光源１１と殺菌対象物（試料寒天平板）Ｓとの距離を変化させて測定を行った。表２は、各他の３つの光源（「ＧＬ−６」、「ＯＣ９０Ａ」及び「ＭＳ９０Ａ」、「白色ＬＥＤ」）と、本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌装置で用いる光源（「青色ＬＥＤ」）における光源の距離と、光強度との関係を示すものである。
【００３１】
この表２に示すように、「ＧＬ−６」は、１［ｃｍ］で７．４７［ｗ／ｍ^２］、２［ｃｍ］で５．７７［ｗ／ｍ^２］、…、２０［ｃｍ］で０．３１［ｗ／ｍ^２］の特性であった。
この表２に示すように、「ＯＣ９０Ａ」及び「ＭＳ９０Ａ」は、１［ｃｍ］で２．１０×１０^−４［ｗ／ｍ^２］、２［ｃｍ］で１．１９×１０^−４［ｗ／ｍ^２］、…、２０［ｃｍ］で１．６３×１０^−４［ｗ／ｍ^２］であった。
この表２に示すように、「白色ＬＥＤ」は、１［ｃｍ］で２４３．１９［ｗ／ｍ^２］、２［ｃｍ］で２０８．８１［ｗ／ｍ^２］、…、２０［ｃｍ］で１２．７３［ｗ／ｍ^２］であった。
【００３２】
この表２に示すように、本発明に係る閃光パルスによる光殺菌装置で用いる光源の「青色ＬＥＤ」は、１［ｃｍ］で４８．５０［ｗ／ｍ^２］、２［ｃｍ］で４５．３０［ｗ／ｍ^２］、…、２０［ｃｍ］で７．３０［ｗ／ｍ^２］であった。
本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌装置で用いる光源（「青色ＬＥＤ」）と、その他の光源（「ＧＬ−６」、「ＯＣ９０Ａ」及び「ＭＳ９０Ａ」、「白色ＬＥＤ」）の特徴を表３に示す。
【００３３】
【表３】

【００３４】
表３において、他の光源である「ＧＬ−６」はピーク波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ（Ｐｅａｋ））が４３５［ｎｍ］で、近紫外線から可視光までの波長を有し、光強度が５［ｃｍ］離れて２．１８［ｗ／ｍ^２］であるという特性を有する。
表３において、他の光源である「ＯＣ９０Ａ」及び「ＭＳ９０Ａ」はピーク波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ（Ｐｅａｋ））が８４５［ｎｍ］で、近紫外線から近赤外線までの波長を有し、光強度が５［ｃｍ］離れて８．２×１０^−４［ｗ／ｍ^２］であるという特性を有する。
【００３５】
表３において、他の光源である「白色ＬＥＤ」はピーク波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ（Ｐｅａｋ））が４６８［ｎｍ］で、近紫外線から可視光までの波長を有し、光強度が５［ｃｍ］離れて１２０．９３［ｗ／ｍ^２］であるという特性を有する。
表３において、本発明に係る閃光パルスによる光殺菌装置で使用する光源の「青色ＬＥＤ」はピーク波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ（Ｐｅａｋ））が４６６［ｎｍ］で、近紫外線の波長を有し、光強度が５［ｃｍ］離れて３９．５０［ｗ／ｍ^２］であるという特性を有する。
【００３６】
各光源１１と殺菌対象物（試料寒天平板）Ｓとの距離を１［ｃｍ］，３［ｃｍ］，５［ｃｍ］と変えて、光強度に対する各光照射時間の殺菌効率の測定と、この結果を比較するために光源１１からの距離に対する光強度の測定を行った。
照射距離／照射時間における殺菌効率の結果について、光源（「ＧＬ−６」）１１については表４に、光源（「ＯＣ９０Ａ」）１１については表５に、光源（「ＭＳ９０Ａ」）１１については表６に、光源（「白色ＬＥＤ」）１１については表７に、本発明に係る閃光パルスによる光殺菌装置で用いた光源（「青色ＬＥＤ」）１１については表８に、それぞれ示している。
【００３７】
【表４】

【００３８】
【表５】

【００３９】
【表６】

【００４０】
【表７】

【００４１】
【表８】

【００４２】
本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌装置による光殺菌方法に関しては、表８に示すように、空気中の雑菌が混入したり、菌がうまく発育しなかったりと問題が生じたため、他の光源の結果と比較してデータが少なくなっている。
また、試験結果により、本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌方法で用いた光源（「青色ＬＥＤ」）も、他の光源（「ＧＬ−６」、「ＯＣ９０Ａ」及び「ＭＳ９０Ａ」、「白色ＬＥＤ」）とも、殺菌効率は認められるが、殺菌対象物（試料寒天平板）Ｓの菌の根絶までには至らなかった。
【００４３】
まず、表４〜表８に示す結果について考察すると、全ての結果において、殺菌効果及び菌の発育の抑制は認められたが、菌の根絶までには至らなかった。
また、表４、表５、表６よりフラッシュランプ（「ＯＣ９０Ａ」及び「ＭＳ９０Ａ」）と殺菌灯（「ＧＬ−６」）の動条件を比較してみると、フラッシュランプ（「ＯＣ９０Ａ」及び「ＭＳ９０Ａ」）のほうが殺菌効率が低いことがわかる。この結果より、波長が短くパワーが強いほど、より高効率がえられる傾向を確認できた。
【００４４】
また、結果だけみると、フラッシュランプ（「ＯＣ９０Ａ」及び「ＭＳ９０Ａ」）は、殺菌灯（「ＧＬ−６」）よりも殺菌効率が低いため、あまり実用に向いていないと考えられるが、波長・光強度ともに、他の光源の中で最弱であるにも関わらず、菌の発育を抑える効果が認められたことから、閃光パルス殺菌の有効性と発展の可能性が確認できる。また、フラッシュランプ（「ＯＣ９０Ａ」及び「ＭＳ９０Ａ」）よりも強いパルス光源を用いれば、菌の減菌を可能だと考えられる。
【００４５】
表４、表７及び表８の結果については、本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌装置で用いる光源（「青色ＬＥＤ」）及び他の光源のうちの一つの光源（「白色ＬＥＤ」）は、他の光源のうちの一つの光源である殺菌灯（「ＧＬ−６」）よりは殺菌効率が低いという結果となった。
しかしながら、本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌装置で用いる光源（「青色ＬＥＤ」）では、データが少ないが、殺菌灯（「ＧＬ−６」）とほぼ同様の殺菌効率を得ることができた。
【００４６】
この結果は、光源（「白色ＬＥＤ」）と、本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌装置で用いた光源（「青色ＬＥＤ」）とともに近紫外域に波長をある程度有しているが、本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌装置で用いた光源（「青色ＬＥＤ」）のほうがより多くの近紫外域に波長を有しているため、殺菌効率が高くなったと思われる。
【００４７】
また、光殺菌において、光強度も重要な要素であるが、その光源のスペクトルに紫外域（近紫外域）の波長をより多く含んでいるほうが、より高い殺菌効果がえられる傾向があると考えられる。
上述したことから、閃光パルスと、青色ＬＥＤとを組み合わせた本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌装置によれば、通常の殺菌灯よりも、高効率、低消費電力、低コストで小型化できるという利点があるほか、人体に影響のない殺菌装置を得ることができる。
【００４８】
本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌装置では、閃光パルスによる光殺菌装置１を青色発光ダイオードアレイ３と駆動回路５とから構成し、単に青色発光ダイオードアレイ３から殺菌対象物Ｓにパルス光を照射するという方法であったが、これに限定されることなく、次のような構成であってもよい。
【００４９】
まず、第１の変形例は、青色発光ダイオードアレイ３の大型化し、これからの光をレンズや鏡を利用して効率的に殺菌対象物Ｓに導くようにしてもよい。
第２の変形例としては、青色発光ダイオードアレイ３の大型化し、これからの光を光ファイバーを用いて光ファイバーの先端から殺菌対象物Ｓにパルス光を照射するようにしてもよい。
第３の変形例としては、青色発光ダイオードアレイ３で殺菌対象物Ｓを囲み殺菌するようにしてもよい。
【００５０】
また、本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌装置１は、レストランや老人ケアセンターの紙製使い捨ておしぼりや、水の殺菌や、スーパー等のカウンターディスプレイの生もの・新鮮物の殺菌に応用できる。
また、本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌装置は、病院内感染などへの消毒液などで濡らす必要のない消毒に応用できる。
さらに、本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌装置は、洗濯機内の洗濯かごや、食器洗浄器の内部や、洗浄水、掃除機内の殺菌に応用できる。
【００５１】
また、本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌装置は、冷蔵庫内部や、製氷機の貯水タンクにおける水、フィルタの殺菌に応用できる。
加えて、本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌装置は、エアコンのフィルターの殺菌に応用できる。
さらに、本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌装置に光ファイバーを併用して、手の届かないような狭部いや隙間の殺菌に応用できる。
また、本発明の実施の形態に係る閃光パルスによる光殺菌装置は、浴槽などの殺菌に応用できるほか、小型化が可能なので、家庭用の小型な殺菌装置や、携帯用殺菌装置に応用できる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の閃光パルスによる光殺菌方法及びその装置によれば、所定のパルス信号で青色発光ダイオードアレイを駆動し、青色発光ダイオードアレイから閃光パルスを発生させて殺菌対象物に照射して殺菌することがてきるので、高効率、低消費電力、低コストで小型化できるという利点があるほか、熱放射がなく、かつ、人体に影響のない殺菌ができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態及び実施例に係る閃光パルスによる光殺菌方法を実現する装置を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態及び実施例に係る閃光パルスによる光殺菌方法を実現する装置に使用される青色発光ダイオードアレイの構成例を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態及び実施例に係る閃光パルスによる光殺菌方法を実現する装置に使用される青色発光ダイオードアレイの構成例を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態及び実施例に係る閃光パルスによる光殺菌方法を実現する装置に使用される青色発光ダイオードアレイの回路構成を示す回路図である。
【図５】本発明の実施の形態及び実施例に係る閃光パルスによる光殺菌装置による光殺菌方法の有効性を検証するために、他の光源と同様に行った試験装置の一例を示す図である。
【図６】光強度測定器で測定した他の光源（「ＧＬ−６」）のスペクトルを示す特性図である。
【図７】光強度測定器で測定した他の光源（「ＯＣ９０Ａ」及び「ＭＳ９０Ａ」）のスペクトルを示す特性図である。
【図８】光強度測定器で測定した他の光源（「白色ＬＥＤ」）のスペクトルを示す特性図である。
【図９】光強度測定器で測定した本発明に係る閃光パルスによる光殺菌装置の光源（「青色ＬＥＤ」）のスペクトルを示す特性図である。
【図１０】非加熱・非接触で殺菌可能な従来の閃光パルスによる光殺菌装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１閃光パルスによる光殺菌装置
３青色発光ダイオードアレイ
３ａ青色発光ダイオード
３ｂ基板
５駆動回路
１１光源（「ＧＬ−６」、「ＯＣ９０Ａ」、「ＭＳ９０Ａ」、「白色ＬＥＤ」、「青色ＬＥＤ」）
１３光強度測定器
１３ａＰＤ
１３ｂピークホールド回路
１３ｃ制御部

Claims

閃光パルスを殺菌対象物に照射して殺菌対象物を殺菌する閃光パルスによる光殺菌方法において、
所定のパルス信号で青色発光ダイオードアレイを駆動し、青色発光ダイオードアレイから閃光パルスを発生させて殺菌対象物に照射して殺菌することを特徴とする閃光パルスによる光殺菌方法。
閃光パルスを殺菌対象物に照射して殺菌対象物を殺菌する閃光パルスによる光殺菌装置において、
殺菌対象物に所定の距離を離して対峙させた青色発光ダイオードアレイと、
前記青色発光ダイオードアレイを所定間隔のパルス信号で駆動する駆動回路と
を備えたことを特徴とする閃光パルスによる光殺菌装置。