JP2009504259A

JP2009504259A - 医療器具の乾熱滅菌方法及びその装置

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Publication number: JP2009504259A
Application number: JP2008526145A
Authority: JP
Inventors: マイケルフォーサイス、; グレゴリーエル．スミス、
Original assignee: Coltene Whaledent Inc
Current assignee: Coltene Whaledent Inc
Priority date: 2005-08-10
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2009-02-05
Also published as: US20070041864A1; WO2007021696A2; AU2006280076A2; EP1919519A4; KR20080036551A; EP1919519A2; AU2006280076A1; WO2007021696A3; CA2618571A1

Abstract

熱滅菌装置は、所定の加熱及び冷却プロファイルを使用することにより、短縮された滅菌時間にわたり所定の温度で滅菌チャンバ中に保持された負荷物を滅菌する。滅菌装置は、制御装置に接続され滅菌チャンバ内部の温度を検出する温度センサを含み、制御装置は、温度センサの出力を監視し、所定の加熱プロファイル、所定の温度、または所定の冷却プロファイルにしたがって滅菌チャンバ内部の温度を維持するようにさらに適合されている。制御装置は、所定の加熱プロファイル、所定の温度、または所定の冷却プロファイルにしたがって滅菌チャンバ内部の温度を維持できなかった場合、エラー状態を指定するようにさらに適合される。

Description

本発明は、乾熱滅菌(hot-air sterilization)に関し、特に、滅菌サイクル時間を短縮する、強制冷却を備えた内蔵型の乾熱滅菌器に関する。

小さな歯科診療所及び／または矯正歯科診療所のようなある種の診療所は、多くの患者の治療にあたり一日の間に多くの器具が供給される必要がある。そのような診療所をサポートするのに必要な器具の総数を削減するためには、滅菌ターンアラウンドタイムができるだけ短い必要がある。したがって、高速冷却サイクルを有する滅菌器はそのような個人診療所にとって貴重である。

乾熱滅菌は、炭化物及び炭素鋼の成分を持つ医療器具を滅菌するための選択される方法に次第になりつつある。そのような滅菌は、異物を導入しないことにより及び滅菌雰囲気中の湿気を有効に除去することにより、化学的に及び湿気に敏感なすべての器具に対して安全性を与える。

開業医の診療室用に従来利用可能であった医療用乾熱滅菌器は、通常、器具負荷を滅菌温度に高め、そののち使用可能な水準に器具の温度を下げるという両方の目的のために、伝導性の熱伝達の方法を使用していた。

他の複数の手法が提案されている。提案された１つの手法は、滅菌用に強制的な空気加熱を行うことであったが、冷却用の対策がなされていなかった。他の手法は、滅菌チャンバの内部に強制的な空気加熱を与え、それに続いて滅菌チャンバ壁の外部の強制空冷を行うことであった。提案されたさらに他の手法は、滅菌チャンバを通る単一の空気流路に沿った単一のファンによる、滅菌チャンバの内容物の強制的な空気加熱及び冷却である。強制空冷サイクルを有するこれらの手法のすべてが被る１つの不利点は、滅菌された器具及び他の物体のみならず滅菌空気加熱源も冷却するような形態で冷却用空気が滅菌器を通って循環することである。いくつかの手法において、冷却用空気は、滅菌チャンバに通される前に熱源を横切るように導かれるので、チャンバの内容物を冷却する前に熱源を冷却することになる。いくつかの手法において、冷却用空気は、加熱された空気を滅菌チャンバで循環させるために使用されたファンも冷却するに違いない。そのような滅菌器の冷却時間は、熱源及び／または熱風循環ファンを余計に冷却するのに必要な時間により、延長されることになる。

本発明は、例えば歯科用または外科用の器具を滅菌する、改善された乾燥空気滅菌システム及び方法を提供する。

システムは、加熱及び冷却時間を含まないで、短い（例えば３分間）サイクルでの滅菌に適合している。このシステムは、温度監視された強制的空気冷却プロセスを使用することができる。ＡＮＳＩ／ＡＡＭＩＳＴ５０：２００４に準拠する交換可能なＨＥＰＡフィルタの使用により、冷却中、ろ過された空気を使用することができる。安全扉ロック機能を使用して、ユニットが所定のしきい値温度（例えば５０℃）に達すると、ドアをロックし、そのユニットが冷める（例えば４５℃）まで、そのドアをロックしておくことができる。システムは、サイクルデータログ(cycle data log)をダウンロードするためにパーソナルコンピュータ（ＰＣ）またはシリアルプリンタへのオペレータ接続を可能にする通信ポートを含んでいてもよい。ソフトウェアを使用してサイクルパラメータをすべて監視し、適切に、例えばプロセスエラーが検出されたときに、警報音を起動するだけでなく診断エラーコードを出力することもできる。多くの動作パラメータがオペレータによって構成されてもよい。

本発明の他の特徴及び態様は、以下の例示実施形態の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、及び添付の図面から、より完全に明白になるであろう。

本発明を好ましい実施形態で示し、説明するが、この装置は、様々な構成、形態及び材料で製作することができる。本開示は本発明の原理の例示と見なされるべきであって、その構造に関連づけられた機能仕様は、図示された実施形態に本発明を限定するようには意図されていないという理解のもとで、本発明の好ましい実施形態を図面で示し、ここに詳細に説明する。当業者は、本発明の範囲内で他の多くの可能な変化を構想するであろう。

ここで、添付の図面に示される本発明の実施形態を詳細に説明する。可能なかぎり、同一または類似の参照番号が、図面及び説明中で、同一または類似の部位またはステップを参照するために使用される。図面は単純化された形態であり、正確な尺度ではない。利便性及び分かりやすさの目的のためのみに、上部の(upper)、下部の(lower)、上部(top)、下部(bottom)、左(left)、右(right)、上へ(up)、下へ(down)、上で(above)、上方に(above)、下で(below)、下方に(beneath)、後方(rear)、及び前方(front)のような方向を示す用語が、図面に関して使用されるかもしれない。これら及び類似する方向を示す用語は、いかなる形態においても本発明の範囲を限定するように解釈されるべきでない。単語「接続する(connect)」、「結合する(couple)」及びそれらの屈折形態素を有する類似の用語は、必ずしも直接及び即時の接続を表すものではなく、中間の要素または装置を通しての接続も包含している。さらに、「ユニット(unit)」、「システム(system)」、「装置(device)」、「チャンバ(chamber)」、「滅菌システム(sterilization system)」、「滅菌器(sterilizer)」などのような用語は、同義的に使用されている。以下の詳細な説明は、現在考えられる本発明の最良の１または複数の形態である。上で指摘したように、そのような説明は、制限的意味で理解されることを意図としているものではなく、単にその説明のために示された本発明の例であることを意図している。以下の説明及び添付の図面に関して参照することにより、当業者は、本発明の利点及び構造を理解することができる。

本発明のシステムの実施形態は、例えば、クラスIIの卓上型の（強制的な空気）対流タイプの、ソフトウェア制御による、医療器具用あるいは他の種類の負荷物用のバッチ処理乾燥熱滅菌器を含んでいてもよい。そのような滅菌器システムは、滅菌される負荷物（例えば器具）を好都合に配置、位置決めするために、プライヤーラック(plier rack)を備えていてもよい。そのようなシステムは、典型的な乾熱滅菌に耐えられる、梱包されていない負荷物を滅菌する安全で効果的な手段を、オペレータに提供する。これらのシステムは、操作が容易であり、いかなるユーザ対話処理も必要としないように実現することができる。好都合なラックシステムを提供して装填(loading)及び取外し(unloading)を簡易化することができる。

上で指摘したように、本発明を、例示を目的として特定の具体例に関してここで説明する。したがってここに説明している特定の特徴及び具体的実施形態は単なる例示であって、そのような特徴のいかなる実行可能なサブセットも、サブセットとして明示的に記載されていようがいまいが、本発明を構成することができることに留意することは重要である。本発明は、例えば医療器具を滅菌する、改善された乾燥空気滅菌システム及び方法を提供する。このシステムは、加熱及び冷却時間を含まないで、短い（例えば３分間）サイクルで滅菌することに適合している。このシステムは、温度監視された強制的空気冷却プロセスを使用することができる。ＡＮＳＩ／ＡＡＭＩＳＴ５０：２００４に準拠する交換可能なＨＥＰＡフィルタの使用により、冷却中、ろ過された空気を使用することができる。ユニットが所定のしきい値（例えば５０℃）に達すると、安全扉ロック機能を使用してドアをロックすることができ、ユニットが冷める（例えば４５℃）まで、解除しないようにすることができる。システムは、サイクルデータログをダウンロードするためにＰＣまたはシリアルプリンタへのオペレータ接続を可能にする通信（ＣＯＭ）ポートを含んでいてもよい。ソフトウェアを使用してサイクルパラメータをすべて監視し、適切に、例えばプロセスエラーが検出されたときに、警報音を起動するだけでなく診断エラーコードを出力することもできる。多くの動作パラメータがオペレータによって構成されてもよい。

ここで図１を見て、装置を起動するために、「スタンバイ／オン(standby/on)」スイッチが「オン(on)」ポジションに切り替えられる。これは、（図２に示すような）ＬＥＤ表示パネル、サイクルスタートスイッチ(cycle start switch)、及び（プリンタまたはＰＣが接続されている場合には）通信ポートを起動する。ＰＣは、図に示した例のＣＯＭポートに接続されている。表示装置は、オペレータによって構成された設定に基づいて、チャンバの現在温度をセルシウス度または華氏度で数値的に示すであろう。図１及び図２に示した特定の例示の実施形態では、表示灯はこの時点では点灯されていない。

ばね装荷モーメンタリ型の「サイクルスタート(cycle start)」スイッチを押し下げ、放すことにより、図３に示すようなソフトウェア制御サイクルが開始するであろう。いったんサイクルスタートスイッチが押されると、図３に示すように、「暖機(warm up)」と記された黄色ＬＥＤも点灯する。ヒータ及び送風機（ブロワ）が起動される。送風機は、４つの指定のプライヤーラックチャネルの各々の下に設置されたチャンバからスロットを通し、ＲＴＤセンサを通り越して空気を引き出す。ＲＴＤセンサは、空気がチャンバから引き出されているときにその空気の温度を監視する。この温度（例えば図４の４９℃）が赤色ＬＥＤ表示器上に表示される。

空気は、チャンバの右に設置された抵抗タイプのコイルヒータを強制的に通過させられ、滅菌チャンバに再入する前に空気温度が高められる。加熱された空気は、チャンバの上側に設置された拡散板を通って滅菌チャンバに強制的に戻される。図２７に示すように、加熱された空気は連続して負荷物のまわりを流れる。

図５を参照して、この例の実施形態において、いったんチャンバが５０℃を超えると、ドットが表示器の右下に現れることに注意されたい。表示器上のドットは、安全インターロックスイッチが入ったことを示している。安全インターロックスイッチは、チャンバ温度が５０℃を超えて温まると入り、チャンバが４５℃以下に冷えると解放される機械式ロックを提供するオプションである。

チャンバ温度は、図６から図７、図８、図９への進行で示されるように、暖機（加熱）段階中、上昇し続ける。１７７℃（図８）において、加熱は、図１９のサイクルプロファイルグラフに示す所定の時間及び温度プロファイルにしたがって制御される。

図１０に示すように、ひとたびＲＴＤセンサが１９０℃（華氏３７４度）の温度を検出すると、黄色ＬＥＤが消え（例えば、暖機段階が終了した）、「滅菌(sterilize)」と記された琥珀色のＬＥＤが点灯する。この段階中、送風機は動作を継続し、加熱された空気を再循環させ続ける。ヒータコイルは、１９０℃（華氏３７４度）の温度がＲＴＤで測定されると遮断されるようにプログラムされている。ＲＴＤが１８８℃（華氏３７０度）の温度を検出すると、ヒータコイルは再起動される。ＲＴＤの読み取り値に基づいたヒータの駆動及び停止が、図１１に示すような３分間の滅菌段階のために続けられる（例えば、図１０の同一のタイマに関してチャンバに接続されたＰＣのディスプレイのタイマに注意されたい）。

温度調査は、１８８℃から１９０℃までのＲＴＤ範囲でのヒータの制御によって、チャンバの空気温度は１９０℃（華氏３７４度）以下に下がらないことを証明した。ＲＴＤ温度が１８５℃（華氏３６５度）以下に少しでも下がれば、サイクルは動かなくなる。

この３分間の期間の終わりで、琥珀色のＬＥＤは消え（例えば、滅菌段階の終了を示して）、「冷却(Cool Down)」と記された青色ＬＥＤが点灯し、図１２に示すように「冷却」段階が始まったことを示す。このときに、ヒータ回路はオフにされる。周囲の大気は、ユニットの後部左側に設置された５枚羽根のＡＣファンによって、チャンバへ吸い込まれる。空気は、ユニットの底部に設置された、交換可能なＨＥＰＡフィルタ（０．３μｍの粒子に対して９９．９７％のろ過効率）を通して吸い込まれる。冷たいろ過された空気が、フィルタからチャンバへ、ユニットの後部を上へ走る密封されたダクト経由で運ばれる。

冷たいろ過された空気は、連続的にチャンバに再循環され、負荷物を冷却する。図１２〜図１６のシーケンスに示すように、チャンバ温度は、ＲＴＤセンサによって絶えず監視され、ＬＥＤ表示パネル上に表示される。冷たいろ過された空気がチャンバに導入されるにつれ、熱風が、右後側に設置されたよろい張りした排気口を通って排出される。排出空気はユニットの外部から部屋へ放出される。小さなドットが、表示器の右下隅に見え続けていることに注意されたい。

ひとたびチャンバが４５℃に冷えると、安全インターロックのソレノイドが解放される。図１７に示すように、ドットは表示器の右下側から消える。ひとたびＲＴＤが４０℃（華氏１０４度）のチャンバ空気温度を検出すると、冷却段階は完了し、負荷物を安全な取扱温度に至らせる。図１８に示すように、プロセッサは、送風機モータアセンブリ、青色ＬＥＤ、及び冷却ファンを「オフ」にし、「完了(complete)」と記された緑色ＬＥＤを点灯させ、滅菌サイクルの正常終了を示す。可聴音が、滅菌が完了しここでドアを開けても安全であることをオペレータに示すであろう。ドアを開けるために、ハンドルが時計回りに回転される。ひとたびドアが開かれると、緑色ＬＥＤは消える。（時間対温度に関する）サイクルの印刷（プリントアウト）が欲しい場合、この時点で印刷することができる。直前のサイクルの印刷は、新しいサイクルを開始させる前にいつでも印刷することができる。いくつかの実施形態において、任意数のサイクルを後での再検討のために保存することができる。

ここで図１８を見て、サイクルのグラフ表示は、暖機（加熱）、滅菌（露出）及び冷却中の動特性を示している。

システムが誤動作した場合またはサイクルが中断された場合には、エラーコードが表示窓に表示される。システムは、時間、温度及びスイッチの監視に基づいた診断エラーコードを出力するように適合されている。エラーコードの各々に対するエラーコードの定義及び是正処置のステップの例は、下に詳細に説明される。

システムは、オペレータによる安全操作を強化し、安全基準にしたがうために多くの機能を組み込んでいてもよい。これらの機能は、安全扉電源遮断スイッチ、タイムアウトリミッタ、安全温度リミットスイッチ、交換可能なインラインヒューズ(inline fuse)、及び安全扉インターロックを含んでいる。

安全扉電源遮断スイッチは、コントロールパネルの上部のドアの下に設置されたモーメンタリスイッチである。もしドアがサイクルのいかなる段階中にでも開かれると、エラーコード及び可聴音が発生し、サイクルは終了するだろう。

タイムアウトリミッタは、システムが無期限に動作するのを防ぐ所定タイマである。例えば、「暖機」サイクルが３４分を超えるか、または「冷却」サイクルが２３分を超えれば、エラーコードが表示され、サイクルは終了するだろう。暖機中のエラーは、器具の不適当な装填（ローディング）、チャンバの空気流スロットを閉鎖する物体、またはヒータアセンブリの故障を示すものであろう。冷却中のエラーは、冷却ファンの動作不良か、送風機アセンブリがメンテナンスを必要としているか、またはフィルタを通った気流が制限されている可能性があるのでＨＥＰＡフィルタの交換が必要であることかを示すものであろう。

空気温度が３７１℃または華氏７００度以上に達すると、ヒータの上方に設置された安全温度リミットスイッチが、滅菌器を停止させるだろう。この機能は、送風機またはＲＴＤセンサの動作不良、または気流が制限された場合に、チャンバが過熱するのを防止するであろう。

交流１１５Ｖ及び交流２３０Ｖのユニットは、交換可能なインラインヒューズを含んでいる。

安全扉インターロックは、チャンバ温度が暖機サイクル中に所与のしきい値（例えば５０℃／華氏１２２度）に達すると起動するソレノイド作動のショットピン(shot pin)を含んでいる。チャンバが安全な気温（例えば４５℃／華氏１１３度）に達するまで、インターロックはドアを解放しない。ソレノイド及びショットピンは、図２０及び図２１に示すように、コントロールパネルの右側端部に設置されている。ショットピンは、ドアの底部右隅に伸びているので、ソレノイドがピンを引っ込ませるまでチャンバへのアクセスをできなくする。図２０は、オープン／ロック解除位置における安全扉インターロックを示している。図２１は、クローズ／ロックされた位置における安全扉インターロックを示している。

図に示した特定の例の実施形態は、以下の物理的特性を備えている。幅は１８インチ３／４（４７．６ｃｍ）、奥行きは２０インチ（５０．８ｃｍ）、高さは２２インチ３／４（５７．８ｃｍ）、重さは９０ポンド（４０．８Ｋｇ）、色は灰色がかった白色(off white)、及び構造は鋼製である。チャンバ寸法は、１２インチ１／２（３１．８ｃｍ）の幅、９インチ（２２．９ｃｍ）の奥行き、及び６インチ１／２（１６．５ｃｍ）の高さを含んでいる。その構造はステンレス鋼である。電力消費は、１１５Ｖ、１５Ａまたは２３０Ｖ、８Ａである。システムは、アース付コンセントを使用している。これらの特性は単に例示のものである。異なった物理的特性を有する多くの他のシステムを使用して、本発明を実施することができる。

図２２〜図３８は、このシステムの実施形態の例の異なった物理的属性を示している。図２２は、エアフィルタとオペレータ制御／状態パネルの位置を示している。取り外し可能なフィルタ及びフィルタカバーが確認される。上に示したように、ＨＥＰＡフィルタを使用して、滅菌された負荷物を冷却用空気が汚染しないことを保障することができる。図２３は、オペレータ制御／状態パネルの拡大図である。温度及びエラー／状態（ステータス）コードの両方を示すのに適合したＬＥＤ表示器が確認される。

図２４〜図２６は、本発明のいくつかの実施形態による、開いている滅菌チャンバ及びオペレータ制御／状態パネルの図を示している。図２５は空の滅菌チャンバを示している。冷気入力及び熱風排気用の通風口をチャンバの裏に見ることができる。図２６は負荷物が込められた滅菌チャンバを示している。送風機ユニット、ヒータコイル、及び上部拡散板の位置が確認される。

図２７は、加熱及び滅菌中の空の滅菌チャンバ内の空気循環を表す図を示している。矢印は、送風機ユニットから押し出され、右側のヒータコイルを通って上昇し、上部の拡散板を介してチャンバ内に入り（例えば負荷物が占めるだろう空間を横切って）、送風機へ引き戻される空気の流れを示している。

図２８は、負荷物が込められた滅菌チャンバの図を示している。図示のように、例示のチャンバは、各プライヤーラックが９つのプライヤーを有する４つのプライヤーラック、すなわち合計３６のプライヤーを保持することができる。なお、負荷物は、拡散板から送風機への気流を可能にするように配置されることに留意されたい。図２８は、本発明のいくつかの実施形態による制御／表示温度センサ（ＲＴＤ）の位置も示している。なおセンサは、チャンバからの空気がセンサを直接通り過ぎて流れるように、ヒータコイルの前の送風機ユニットダクトの内部（例えば、ヒータコイルから上流）に配置されることに留意されたい。この取り付け位置は、空気温度が正確に測定され、チャンバ内のいかなる熱点（ホットスポットまたは冷点（コールドスポット）も避けられることを保障している。図２９は、下部のパネルを取り外した状態のチャンバ下部の拡大図を示している。送風機及びＲＴＤ温度センサをこの露出した領域内に見ることができる。温度センサは１，０００ＲＴＤ（ＩＥＣ７５１／ＤＩＮ４３７６０）である。セクション4.6.1.3の下でＡＮＳＩ／ＡＡＭＩＳＴ５０：２００４認定を満たすために、適切なセンサ用の温度／抵抗仕様は、
Ｒｔ＝Ｒ⁰（１＋３．９０８０２×１０^-3×ｔ−０．５８０２×１０^-6×Ｔ²）
であり、ここで、ヨーロッパの「３８５」アルファ曲線で、読み取り値の０．１２％の許容範囲を有している。図３０は、本発明のいくつかの実施形態での使用に適した温度センサの概略図を示している。

図３１〜図３８は、滅菌チャンバ及び他の構成要素を収容するために使用できる筺体(enclosure)の外観の種々の図を示している。図３１は、図３４の詳細の拡大図を示している。図示のＣＯＭポートは、本発明の実施形態での使用に適している。図３２は、筺体の平面図を示している。なお、排気ポートまたは通風口が確認されることに注意されたい。図３３は、図３５の詳細の拡大図を示している。例示の滅菌チャンバの扉ハンドルが示されている。図３４、図３５、図３６及び図３７は、それぞれ、一例の筺体の左側図、正面図、右側図及び背面図を示している。なお、ろ過された冷気のダクト及び空気吸気口が図３７に確認されることに留意されたい。最後に、図３８は、滅菌チャンバの右側（図３６）の部分の拡大図を示している。識別情報パネルが示されている。

図１９に戻って参照して、制御システムの動作をここで説明する。ステップ１で、ユニットに電源が供給される。システムは適切な電力定格レセプタクル（コンセント）にプラグ接続されてもよい。なお、ユニットは常にオンであるが、スタンバイ／オンスイッチが「スタンバイ」に設定されている間は、スタンバイモードになることに留意されたい。ステップ２で、入力が設定される。このステップは、滅菌する器具をチャンバ内へ装填するステップと、スタンバイ／オンスイッチを「オン」に設定し、扉を閉じてロックするステップと、「サイクルスタート」スイッチを入れるステップとを含んでいてもよい。ひとたびサイクルスタートスイッチが入れられると、スタンバイへの切り替えまたは扉の開放はエラーを発生させ、エラーメッセージを表示させるだろう。なお、扉が開いている間は、滅菌器は作動しないことに留意されたい。

ステップ３で、滅菌プロセスが実行される。ステップ３のフェーズ０で、事前冷却(pre-cool down)プロセスが実行される。システムの内部温度が所定のしきい値（例えば４５℃）を超えると、システムの制御装置は、短時間（例えば２２分間）でユニットを（例えば４０℃まで）冷却しようとする。温度が許可された時間内に（例えば４０℃まで）下がらないと、エラーが発生して表示されるだろう。事前冷却時に、温度が第２のしきい値（例えば５０℃）を超え、扉ロックが有効にされると、扉ロックピンが係合する。扉ピンは、第１のしきい値（例えば４５℃）で解放される。なお、滅菌器が第１のしきい値より低い（例えば４５℃未満）場合には、フェーズ０がスキップされることに留意されたい。いくつかの実施形態において、最大冷却時間を規定することができる（例えば、冷却は２２分以内に終了しなければならず、終了しなかったらエラーが表示されてプロセスは中止される）。

ステップ３のフェーズ１では、暖機(warm-up)プロセスが実行される。このフェーズは、３つのルーチンに分割することができる。これら３つのルーチンは、傾斜（ランプ；ramp）ルーチンと、段階的(stepped)ルーチンと、傾斜ゲイン(ramp gain)ルーチンとを含んでいてもよい。温度は、第１のランプルーチン中、所定の時間期間（例えば２１分間）内に第３の所定のしきい値（例えば１７７℃）に達しなければならず、さもないとエラーが発生して表示されるだろう。ひとたび温度が第２のしきい値（例えば５０℃）を超え、扉ロックが有効になった場合には、扉ロックピンが係合するだろう。第３のしきい値（例えば１７７℃）に達するまで、加熱は継続される。ユニットが割り当てられた期間内に第３のしきい値（例えば１７７℃）に達すると、段階的ルーチンが開始される。温度は、段階的ルーチン中、第３のしきい値（例えば１７７℃）から第４のしきい値（例えば１８８℃）まで毎分１℃の割合で増加する。温度は、この段階的ルーチン中、所望温度の所定のウィンドウ量（例えば５℃）よりも低下することは許されない。温度が所望のウィンドウ温度よりも低下するか、または許容時間内に第４のしきい値に達しないと、エラーが発生して表示されるだろう。この段階的ルーチン中に、測定された温度が所望の温度よりも第２のウィンドウ量（例えば２℃）だけ低下すると、ヒータがオンにされ、所望の温度に達するとオフにされる。ユニットが割り当てられた期間内に第４のしきい値（例えば１８８℃）に達すると、第２のランプルーチンが開始する。温度は、第２のランプルーチン中、所定の時間期間（例えば２分間）内に第４のしきい値（例えば１８８℃）から第５のしきい値（例えば１９０℃）に達しなければならず、さもないとエラーが発生して表示されるだろう。第２のランプルーチン中、ヒータは、第４のしきい値（例えば１８８℃）でオンにされ、第５のしきい値（例えば１９０℃）でオフにされる。最大暖機時間は、予め定められてもよい（例えば、フェーズ１は３５分以内に終了しなければならず、そうでない場合にはエラーが表示されて、プロセスは中止される）。

ステップ３のフェーズ２では、滅菌プロセスが実行される。滅菌中、所望の温度（例えば１９０℃）が所定の期間（例えば３分間）維持される。滅菌中、温度が所望温度の所定のウィンドウ（例えば５℃）よりも低下すると、エラーが発生して表示されるだろう。ヒータは、第４のしきい値（例えば１８８℃）でオンにされ、第５のしきい値（例えば１９０℃）でオフにされる。滅菌中、温度が第２のしきい値（例えば５０℃）を超え、扉ロックが有効にされている場合、扉ロックピンが係合するだろう。扉ピンは、第１のしきい値（例えば４５℃）で解放されるだろう。最大滅菌時間は、予め決められていてもよい（例えば、フェーズ２を３分間実行する）。

ステップ３のフェーズ３では、冷却プロセスが実行される。システムの内部温度が所定のしきい値（例えば４０℃）より高いと、システムの制御装置は、短時間（例えば２２分間）内で、いくつかの実施形態においてはそれに追加の冷却時間「ＡＣＴ(Additional Cooling Time)」期間を加えた範囲内で、ユニットを（例えば４０℃まで）冷却しようとする。温度が許容時間内に所定のしきい値まで低下しないと、エラーが発生して表示されるだろう。オペレータが器具には付加の冷却が必要であると判断した場合、そのオペレータは、追加の冷却時間（ＡＣＴ）（例えば、１分単位の増分でもう９分の冷却）を追加することができる。この追加の冷却は、通常の冷却サイクルの終わりに追加されて冷却状態の終了を延期するが、温度が第２のしきい値（例えば５０℃）より高くなり、扉ロックが有効にされている場合、扉ロックピンが係合するだろう。扉ピンは、第１のしきい値（例えば４５℃）で解放されるだろう。最大冷却時間は、予め決められていてもよい（例えばフェーズ３は、２２分間に、例えば最大９分間の追加であるＡＣＴを加算して実行される）。

ステップ３のフェーズ４で、サイクルは終了する。プロセスがエラーに遭遇しなければ、ユニットは成功したサイクルの終了表示を出力する（例えば、ユニットは、単一の可聴ビープ音を発してもよい）。そうでなければユニットは、失敗したサイクルの表示を出力する（例えば、ユニットは３つの可聴ビープ音を発してもよい）。いずれの場合も、扉が開かれるかまたはユニットがオペレータによってスタンバイにされるまで、表示（例えば、１または複数のビープ音）が繰り返されるだろう。最大プロセス時間は、予め決められていてもよい（例えば、全プロセスは、６０分プラスＡＣＴ（例えば、最大９分間の追加）内で実行する）。

通信用インタフェース：
いくつかの実施形態において、製造者（メーカー）によってシステムをプログラムし較正するために、ＣＯＭポートを使用することもできる。ＣＯＭポートを使用して、ユニットに格納されている最後のサイクル実行データをダウンロードすることもできる。任意の標準シリアルプリンタまたはＰＣが、例えば、９６００／８／Ｎ／１で設定されたHyperTerminal（ハイパーターミナル）とともに使用されてもよい。ユーザがシステムにＰＣを接続し、そのＰＣにサイクル及びサービスデータをダウンロードし、そのデータを履歴ファイルに格納できるように、ＰＣアプリケーションを使用することもできる。サービスログ及びバーンイン（通電試験；burn in）サイクルログとしてより多くの機能が検証のために格納できるように、そのプログラムをパスワードとともに使用することもできる。

固定パラメータ／しきい値：

作業者定義関数：
ユーザは、以下のものから選択することができる：
ユニット：セルシウス度（℃）及び華氏度；
扉ロックピン：「有効にされた」または「無効にされた」；
発音器：「有効にされた」または「無効にされた」；
ＡＣＴ：追加の冷却時間；
生成された最後のサイクルログを印刷；
ＣＯＭポート：「有効にされた」または「無効にされた」。

ログ：
サービスログ(Service Log)は、システムによって記録され格納されてもよい。そのようなログの一例が与えられる。

サイクルログ(Cycle Log)も、記録され格納されてもよい。そのようなログの一例が与えられる：

エラーコード：
システムは、全サイクル中、暖機し、滅菌し、冷却するために十分な時間を見越しておくように、プログラムされる。サイクルが終了する前にこのプロセスのいずれかのステージが中断された場合には、システムはエラーコードを表示するだろう。以下のチャートは、エラーコードの例を規定している。

事前冷却(pre-cool)は、サイクルが中止され、チャンバ温度が５０℃（華氏１３５度）を超える場合にのみ生じるフェーズである。システムは、安全扉インターロックが「オン」に設定され、青色ＬＥＤが点灯して冷却を示している場合には、扉を開けることを含めて他の任意の動作を起こすことが許可される前に、冷却される。

エラーコード表示：
図４４は、ＬＥＤエラーコードを示している。

エラーが生じた場合には、エラーが生じたサイクルのフェーズを表すＬＥＤが点滅する。例えば、黄色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤが点滅している場合には、それは暖機フェーズ及び冷却フェーズに障害があったということである。

ソフトウェアシステムアーキテクチャ：
図３９のアーキテクチャダイアグラムとともに、以下のモジュール及びそれらのモジュールのそれぞれの機能は、システム用のコード構造の例を示し説明している。

Eeprom.cモジュールは、データをＥＥＰＲＯＭから読み取り、ＥＥＰＲＯＭに書き込むことを可能にする。

Isr.cモジュール（割り込みサービスルーチン(Interupt Service Routine)モジュール）は、温度及びすべてのスイッチ、ドライブ、表示器、ＬＥＤ、扉ソレノイド及び発音器の通信及び監視機能を与える。これは、５０ミリ秒の間隔で行われる。

Log.cモジュールは、実行の終了時に印刷為にサイクルログデータが利用可能となるように、サイクルログデータが格納されるようにする。

Serial.cモジュールは、シリアル表示ドライバを制御する。

Solenoid.cモジュールは、扉ソレノイドの機能を与える。

StateMachine.cモジュールは「ルータ(router)」であり、この部分はエンジンを提供するが、モジュールに関しては何も知らない。

StateMachineApp.cモジュールは動作（ビヘイビア(behavior)）を提供し、出力と通信し、すべてのエラーコードも規定している。

Temperature.cモジュールは、制御信号用の温度情報を提供する。

ここで、図４１〜４３に定義された状態機械(state machine)を参照し、上記のプロセスの実装の詳細をさらに開示する。共通の設計仕様が本発明の実施形態を開発する際に使用された。すなわち、この節に含まれる情報は、他の装置でも使用されるように設計されている。具体的には、これはStateMachineハンドラを含んでいる。StateMachineソフトウェアは、Microsoft Visual C++ Version 6.0プラットフォーム上だけでなく、ＭＰＬＡＢプラットフォーム上でも作成(build)できる設計されている。当然、任意の適切なプラットフォームを使用することができる。

common.h：
少数のtypedef（型定義）を含んでいる。

StateMachine（状態機械）ハンドラ：
状態機械ハンドラは、状態ビヘイビアを使用して設計を実装できるように構築されている。装置は、いつでも、ただ１つの状態のみにある。装置は、イベントを処理することにより、あるひとつの状態から他のひとつの状態へ移り、それにより、その装置は他の状態に遷移することが可能となる。この設計は非常に明示的であって、望まれないビヘイビアの防止をサポートする。まさにその性質により、現在状態によっては処理されないイベントは、いずれも単に落とされる（ドロップされる）のみである。ほとんどのプロジェクトにとって、これは、具体的にアクションを除外または無効化する必要性を取り除いている。システムの特定の例では、ある状態において、EV_CYCLE_STARTイベントがその状態の処理に含まれていないかぎり、サイクルスタートボタンを無効にする必要はない。状態機械の用語は、次の小節中で定義される。

状態機械の用語：
状態(state)：
モジュールが存在することができる特定の状態。モジュールは、常に、ただ１つの状態のみにある。例えば、アイドル状態ST_IDLE。

イベント(event)：
イベントは刺激であり、それはモジュールを新しい状態に遷移させてもさせなくてもよい。イベントはハードウェアインタフェースまたはエントリ（入力）によって生成することができ、出口(exit)または状態内反応(reactions in state)コードは、処理されるべきイベントを返してもよい。イベントをすべて処理する必要はなく、それらイベントは無視することもできる。

遷移に関連づけられたイベントが、処理対象の現在のイベントであれば、遷移は、状態機械がある１つの状態から他の１つの状態へ移ることを可能にし、かつ、実際にそうなるだろう。

状態内反応(reaction in state)：
状態内反応はイベントとして定義され、それにより、状態の変化なしでコードが実行される。

コード(code)：
コードは、遷移、状態内反応、状態へのエントリ、または状態から出口(exit)に関係づけられてもよいが、そうである必要ではない。言い換えれば、テーブルエントリは、ヌル(NULL)エントリを含んでいてもよい。テーブルについて簡潔に説明する。

状態機械テーブル(state machine table)：
遷移テーブル(transition table)：

遷移テーブルは、特定の状態(CurrentState)によって処理されるすべてのイベント(Event)、遷移する場合に実行されるべきコード(TransitionFunction)、遷移先(destination)状態を定義している。コードは、実行されるべきコードが存在しないことを示すヌルポインタであってもよい。１つの状態に対する重複するイベントを検出する試みはなされておらず、CurrentStateとEventに適合する１番目のテーブルエントリが処理されるだろう。

状態内反応テーブル(reactions in state table)：

状態内反応テーブルは、他の状態に遷移することなく特定の状態(CurrentState)によって処理されるべきすべてのイベント(Event)を定義している。定義されたコード(RISFunction)が実行される。ヌルポインタを指定してもよいが、状態遷移が起こらないので、状態機械に対する正味の影響は０である。状態内反応に対する重複するイベントを検出する試みはなされておらず、CurrentStateとEventに適合する１番目のテーブルエントリが処理されるだろう。また状態内反応テーブル内の同一のCurrentState/Event対が、遷移テーブル内のCurrentState/Event対の代わりに処理される。すなわち、遷移テーブルのCurrentState/Event対は無視される。

状態テーブル(state table)：

状態テーブルは、特定の状態(State)に入るかまたは出る場合に処理されるべきすべてのエントリ(EntryFunction)及び出口(ExitFunction)コードを定義している。ヌルポインタはいずれの関数に対して指定できるが、単にそのまま無視されるであろう。タイムアウト(StateTimeout)は、もし０でなければ、状態に入るときにスケジュールされ、時間が満了するとタイムアウトを発生するであろう。タイムアウトは、状態から去る場合に自動的に取り消される。

状態フローの規則(state flow rule)：
状態機械が実行する方法は、状態フローまたはビヘイビアとして定義される。非常に直観的な言い回しであるが、状態フローを想定することによって、状態機械の構成が生成される。このため、状態機械の構成は、現在、単一のレベルに限定されている。すなわち、親または子の状態図(statechart)はない。したがって、状態フローの規則は、以下の通りである。

1) 実行する任意の状態ビヘイビアに対して、イベントが生成されなければならない；
2) もし(If)、現在の状態及び生成されたイベントが、状態内反応テーブルに一致する場合...
a) 状態内反応関数が実行される；
b) イベントの処理は終了である。すなわち、このイベントのために付加の処理は実行されない；
3) そうでなく、もし(Else If)、現在状態及び生成されたイベントが遷移テーブルに一致する場合...
a) 現在のタイムアウトは、もしあれば、取り消される；
b) 遷移テーブル関数は、後の実行のために格納される；
c) 遷移テーブルの次状態が格納される；
d) 状態テーブルにおいて現在状態が検索され、出口関数が後の実行のために格納される；
e) 状態テーブルにおいて、次状態が検索され、エントリ関数及び次状態のタイムアウトが後の実行のために格納される；
f) ここで、実行が開始される...
i) ヌル(NULL)でない場合、現在状態の出口関数が実行される；
ii) ヌルでない場合、遷移関数が実行される；
iii) 物理状態が次状態に変更される；
iv) ヌルでない場合、次状態の入口関数が実行される；
v) ０でない場合、次状態のタイムアウトがスケジュールされる；
4) そうでない場合(Else)には、
a) イベントは無視される。

状態機械ハードウェアインタフェース：
状態機械ハードウェアインタフェースは、タイムアウトハンドラ及びモジュール特化ハードウェアポーリングハンドラからなる。これらは、本明細書のモジュール特化設計の節でより詳細に説明する。

StateMachine.cコードのコメント：
参考のために、実際のコードのコメントの例がここに含まれている。

設計仕様例：
割り込みサービスルーチン：
タイマチャネル割り込みサービスルーチン：
タイマチャネルの割り込みレートは１ｋＨｚであり、高優先順位割り込みに向けられる(vectored)。

ＵＡＲＴ割り込みサービスルーチン：
ＵＡＲＴ送信及び受信イベントは、低優先順位割り込みに向けられる。

状態機械ハードウェアインタフェース：
イベント生成及び処理：
システムのイベント生成は、１０ワードの単純な配列により処理される。配列内へは、イベントを処理するためにメインスレッドによって使用されるGetEventIndexと、イベントを生成するために割り込みタイムアウトハンドラ及びハードウェアポーリングハンドラによって使用されるPutEventIndexという、２つのインデックスがある。定義、変数及び関数を以下に記述する。

タイムアウトハンドラ：
システムに対するタイムアウトは、１秒の粒度を持っている。タイムアウトハンドラは、スレッドコンポーネント及び割り込みコンポーネントを持っている。

スレッドコンポーネントは、タイムアウトを取り消すか、またはタイムアウトを設定することができる。ただ１つのスレッド及び１つの割り込みによるアクセスに基づいて、タイムアウトが取り消されるか（０に設定）、または再スケジュールされる（非０に設定）間、割り込みを無効にする必要はない。

タイムアウトが、現在、スケジュールされている場合、すなわちsmTimeout!=0の場合、割り込みコンポーネントはそれをデクリメントし、タイムアウトが０に達すると、タイムアウトイベントを発生する。割り込みコンポーネントは、高優先順位割り込みにおいて実装されている。

ハードウェアポーリングハンドラ：
ハードウェアポーリングハンドラは、高優先順位割り込みハンドラにおいて実装されている。メインスレッドと割り込みハードウェアポーリングとの間の衝突が同一変数を操作しようとするのを防ぐために、割り込みハードウェアポーリングMUSTは、ハードウェア状態のそれ自身のシャドウを保持する。

例えば、変数smDoorConditionがDOOR_CLOSEDに設定され、EV_DOOR_OPENのイベントがメインスレッドに対して発生させられる（キューに置かれる）とものとする。このイベントの処理は、変数smDoorCondition=DOOR_OPENを設定する。しかしながら、このイベントは１ミリ秒の割り込みで発生させられる。したがって、メインスレッドが元のイベントを処理せず、次の１ミリ秒の前にsmDoorConditionを更新しない場合には、別のイベントが割り込みで発生させられる。

割り込みハードウェアポーリングの例：

実行のメインスレッド：
実行のメインスレッドは、いくつかの任務を持っている。

マイクロプロセッサ構成：
マイクロプロセッサ構成は、起動時に１回実行される。ソースモジュールDDS7000MainApp.c中の関数呼び出しInitMicro()を参照されたい。というのは、これが構成(configuration)に関する最新情報を持つだろうからである。

割り込みの有効化：
割り込みの有効化は、起動時に１回実行される。ソースモジュールDDS7000MainApp.c中の関数呼び出しEnablelnterrupts()を参照されたい、というのはこれが割り込み有効化に関する最新情報を持つだろうからである。

イベントを処理する：
イベントは、メインスレッドにおいて継続的に処理される。システムはRTOSを持たないので、セマフォもメッセージキューも保留することができない。イベントを検索するメカニズムは、EV_NONEと異なるイベントを返す関数EventRetrieveである。メイン処理ループは以下のとおりである。

ハードウェア制御：
システムのハードウェア制御は、fcnControl関数により処理される。それは単に、各ハードウェア制御要素の定義についての大きなスイッチ文(switch statement)である。制御要素と所望の状態とが渡される。所望の状態が現在状態と合致しない場合、所望の状態に対して制御要素を作動させる。制御要素の現在状態を示すために大域変数が使用される。この大域変数は、制御要素の状態が必要な場合には、システムのいかなる場所でも利用可能である。例えばfcnPlugIn関数において、この関数は、扉、サイクルスタートスイッチ、及びオン／オフスイッチの現在状態を用いるであろう。

状態機械：
制御装置：
発音器スレッド制御：
一般に発音器(beeper)制御は、ユーザメニューを介して構成される（有効化または無効化）。発音器構成が無効化されると、発音器を作動させる試みはすべて無視されるだろう。

システムは、たった１つだけ発音器を持っていてもよい。サイクルの正常終了は、１秒のビープ音によって知らされる。この特別の１秒のビープ音は、実際の状態機械により処理される。関連するエラー条件を伴うサイクルの終了は、１秒間隔で３回の１／２秒のビープ音によって知らされる。

所望の回数のビープ音を有するfcnBeeperSetup関数を呼び出すことにより、任意の回数のビープ音をプログラムすることができる。この関数は、発音器を実際にオンにするのではなく、ビープ音の回数（カウント）を設定する。

発音器割り込み制御：
発音器の実際の有効化は、関数fcnBeeperDriverによって行われる。この関数は、高レベル割り込みによって、１ミリ秒ごとに呼び出される。警報器は、現在のミリ秒カウントが０のときにオンにされ、カウントが５００のときにオフにされる。

表示スレッド制御：
システムの表示器は、４−セグメントＬＥＤ表示器を含んでいる。ファームウェアが、ＳＰＩバスを介してＣＰＬＤに表示文字を送り、次にＣＰＬＤが物理的な表示器を駆動する。

この構成は、各文字を５ビットで定義することを可能にし、これによって、合計３２文字が得られる。１０進値、１６進値及び文字を示す文字集合は、以下の通りである。大文字で表示される文字もあれば、小文字で表示される文字もあることに留意されたい。

例えば、単語「ＨＥＬＰ」を表示する３２ビットの１６進値は、0x110E1519である。

システムは０から２までの３つの表示「スロット(slot)」を支援するだろう。これらの「スロット」は、ラウンドロビン態様で実際の表示装置に表示される。ひとつのスロットが空の場合、最後の空でないスロットからのアイテムが使用される。均等な時間割り当てを提供する試みはなされない。最悪の場合、すなわち３つの表示スロットのうちの２つが使用されている場合、表示時間は２：１の比になるだろう。

関数WriteSegmentDisplayは、スロット及びデータを取り出す。一般に、このシステムについては、表示スロットは以下の目的に使用される：
スロット０−メニュー及びサイクル中の温度；
スロット１−バーンイン(burn in)情報；
スロット２−エラー及び終了情報。

表示割り込み制御：
関数SegmentDisplayDriverは、現在の秒カウントとともにＩＳＲから毎秒１回呼び出され、表示を更新する。以下の規則にしたがう場合：
1) （秒で表わされている）渡されたタイムスタンプの、表示スロットの数を法とする剰余を用いて、次に表示するスロットを決定する；
2) スロットにデータがある場合、それを表示する；
3) そのスロットが空で、スロットがすべて空の場合、表示をクリアする；
4) そのスロットが空で、スロットのすべてが空というわけでない場合、データを持つ最後のスロットのデータを表示する。スロットにデータがある場合は常に、これはスロット２により高い優先権を与える。

したがって、これらの規則から、ここにいくつかの可能なシナリオがある：
1) すべてのスロットにデータがある。各スロットは、表示に関して均等な時間割り当てを得るであろう；
2) １つのスロットだけがデータを持っていれば、そのスロットは、表示器上に常時表示されるであろう；
3) スロット１とスロット３がデータを持っていれば、スロット３は表示時間の３分の２を得る。

SegmentDisplayDriverが表示器に送られるべき実際のデータを決定したとき、関数SendToDisplayDriverが呼び出される。その機能は、４つの５ビット文字を２０ビットストリームに組み立て、ＳＰＩポートへ送ることである。

扉ソレノイドスレッド制御装置：
扉ソレノイド制御は、関数fcnSolenoidEnableを呼び出すユーザメニューにより構成されている（有効化または無効化）。ソレノイド構成が無効化されている場合、ソレノイドを作動させる試みはすべて無視される。次に、ソレノイド制御は、関数fcnSolenoidActivateを呼び出すことにより、サイクル中に起動される。したがって、ソレノイド割り込み制御装置が実際に扉をロックできる前に、ソレノイドは有効化され、起動されている必要がある。

ソレノイド制御を決定する２つの付加的な変数は、現在の温度と扉スイッチの現在の状態である。構成、起動、温度、及び扉スイッチの使用により、合計１６通りの場合が生じる。折り畳まれた真理値表は以下の通りである。

扉ソレノイド割り込み制御装置：
関数fcnSolenoidMonitorは、メインのソレノイド制御関数であり、高レベルの割り込みから毎秒１回呼び出される。なお、ソレノイドが無効化されているかまたは起動されていない場合には、この関数は必ずしも直ちに終了しないことに留意されたい。扉がロックされている間に無効化または非起動が生じていてもよく、それは、ここで扉がロック解除されることが必要となるであろう。したがって、ソレノイド監視関数への呼び出しはすべて、扉ロックの現在状態を上記の真理値表に対してチェックして、何らかのアクションが必要かどうかを判断するであろう。

ひとたびソレノイドに関してアクションが要求されると、ソレノイドの適切な方向のためのソレノイドリレーが作動され、ソレノイド自体が作動する。タイムアウトは、現在発生しているソレノイドの作動停止のために１秒後に設定される。この時点で、別のタイムアウトが、これまた発生しているリレーの作動停止のために、１秒に設定される。リレー時間が満了すると、すべてのソレノイドアクションが終了する。

ソレノイドモニタ関数に関してなされる他の要点は、現在のあらゆるアクションが終了するまで、ソレノイドアクションに対する付加のチェックは行われないことである。

ＬＥＤスレッド制御：
システムは、民生用インジケータに使用されるちょうど４つのＬＥＤで実現されてもよい。これらはWarmUp（暖機）、Sterilize（滅菌）、CoolDown（冷却）及びCycleComplete（終了）のＬＥＤである。点滅するＬＥＤは、サイクルの不適切に終了した部分を示す。すなわち、暖機に失敗し冷却に成功すればWarmUpのＬＥＤが点滅し、CoolDownのＬＥＤはサイクルの終わりまで点灯したままとなるであろう。成功した滅菌サイクル（終了）は、サイクルの終了時点でCycleCompleteのＬＥＤの常時点灯をもたらす。サイクルの終了は、成功しても成功しなくても、扉が開かれるかまたは電源スイッチが切られるまで、結果を表すＬＥＤをオンとしたままにしておくだろう。４つのＬＥＤの組み合わせ及び点滅の必要条件は、すべてのＬＥＤ制御がたった１バイトに符号化されることを可能にした。上で説明したfcnControl関数を呼び出してＬＥＤ制御を行う。この関数はＬＥＤビットを有効または無効にするが、実際にはそれらをオンにもしないしそれらを点滅させることもしない。

コードの例：

ＬＥＤ割り込み制御：
ＬＥＤは、関数fcnLEDDriverによって物理的に制御され、この関数は、ＬＥＤをオン、オフまたは点滅させる（毎秒１フラッシュ）だろう。この関数は、高レベルの割り込みによってミリ秒ごとに呼び出される。

fcnLEDDriverは、１つのパラメータすなわち現在のミリ秒(MilliSecond)カウントを取る。「点滅」ビットは、「オン」ビットに優先する。したがって、点滅及びオンの両方のビットが設定されたＬＥＤは点滅するだろう。点滅するＬＥＤは、現在のミリ秒カウントが≦５００のときはオンで、５００を越えるとオフになる。

温度制御：
関数fcnCalculateTemperatureは、実際のＡ２Ｄの読み取り値を、セルシウス度での実際の温度を示す線形なスケーリングされた値に変換する。

fcnCalculateTemperature − は、ＲＴＤ読み取り値、電圧ルックアップに基づいて計算する。

実際の温度を計算する（７６５のＡ２Ｄ読み取り値の例）ためのステップ：
1) 現在のＡ２Ｄ読み取りをルックアップし、最も近い値を取り出す；
１６０ｃ＝＞７４５（ａ２ｄ）及び１７０ｃ＝＞７７９（ａ２ｄ）
2) それらの値から補間を行い実際の温度(temp)を計算する；

3) オフセット調整を行う（fcnAdjustTemperature関数を参照されたい）。

ルックアップテーブル：

関数fcnAdjustTemperatureが、ハードウェアの積重ね許容誤差を補正する。fcnAdjustTemperatureは、０及び上限調整値に基づいて温度を調整する：
1) すべての温度に対して行われた調整は、上限(hi limit)及び下限(lo limit)調整値の直線外挿法に基づいている；
2) 以下のドキュメンテーションに対して、LO_LIMIT_TEMPERATURE=20及びHI_LIMIT_TEMPERATURE=220；
3) １０００での乗算及び除算が整数演算に使用される。

温度調整をするためのステップ：
注ＩＭＭ：整数演算乗数→１００，０００
1) ０度のオフセット温度を決定する、すなわち２つのオフセットを通る直線を引き、ｙオフセットを得る。これは、高値(hi)に対する低値(lo)のオフセットのパーセンテージを決定して、低値(lo)から減算することにより達成される；

2) １度ごとのオフセットを計算する；

3) 最終温度を計算する。最終温度は、０（ZeroLimitAdjustを加える）にPerDegreeOffset1000倍された１度ごとのオフセットを加えたものに正規化されたルックアップテーブルからの補間温度に等しい。

スイッチ制御：
入力スイッチは１００ミリ秒以内でサービスを提供し、ディナウンス(denounce)時間あ１００ミリ秒未満である必要がある。

ロギング：
ロギングサンプル：

ログの記録：
サイクルログは、４バイトレコードでＥＥＰＲＯＭに記録されるだろう。ログ空間の理論的最大量がサイクルの初めに０にクリアされるだろう。したがって、タイプ０のログレコードは無効であり、現在のログの末尾になるとも考えられる。

ログレコードの種類を、各々に対する数値、及び情報が記録されるであろう（ソフトウェア中の）位置とともに、以下のテーブルに示している。

各種類の予期されたログエントリの数は、次の表の通りである。

ログビヘイビア：
ログビヘイビア(log behevior)は以下のように定義される：
・ログは、すべてのサイクルの開始時にクリアされる。このことは、別のサイクルが開始されるまで、自動的に最新のサイクルのログを何もしないでそのまま保持していることになり、それによって、そのログが必要に応じて何度も検索されることを可能にする；
・各ログエントリは、ＥＥＰＲＯＭに直ちに書き込まれる。これは、装置がサイクル中に電源をオフにされた場合に、部分的なログが検索されることを可能にする；
・ログは、サイクル終了時にシリアルポートに自動的にダンプされる；
・ロギングＡＰＩは、割り込みコンテキストからは呼び出すことができない。保護は、状態機械エンジンにより自動で行われる。すなわち、状態機械には１つだけスレッドがある；
・エラー条件のために、サイクルのすべての部分を実行したわけではなかった場合には、ログ出力は、必ずしもそのサイクルのすべての部分の情報を含んでいるわけではない。

ＰＣ対ハードウェア制御：
モジュールソフトウェアは、装置が、接続されているＰＣキーボードまたは実際のモジュールハードウェアから制御されることを可能にするよう構成されている。これは制御入力のみに関してである。すなわち、ＰＣは、装置をコンセントに接続し、その電源を入れまたは切断し、扉を開けまたは閉じ、サイクルスタートボタンを押し、モジュールによって読み取られた温度を変更することをシミュレートすることができる。これは、完全なサイクルとテストシナリオとがＰＣのキーボードから実行されることを可能にする。いくつかの実施形態において、ＰＣ上で実行されるプログラムは、システムに対する完全な制御を行うことができる。

ボーレート及びハンドシェイクパラメータは、次のように設定される、すなわち
９６００ボー／８データビット／パリティなし／１ストップビット。

ＰＣ制御の有効化：
デフォルトであるＰＣ制御は、装置へ‘Ｐ’を送ることにより有効化される。装置がこの文字を受け取るには、シリアルケーブルを接続する必要がある。

ハードウェア制御の有効化：
ハードウェア制御は、装置へ単に‘Ｈ’を送るだけで有効になる。シリアルケーブルを接続する必要がある。

制御テーブル：

ＰＣ制御を使用するテストケース：
正常なサイクル：

暖機失敗サイクル：

自動バーンインの機能：
付加の機能を追加して、生産中に、ユニットが多数の「バーンイン(burn-in)」サイクルを行うことを可能にする。バーンインの詳細は以下のとおりである：
・最大９回のバーンインを、サービスメニュー及びＰＣユーティリィティを使用してプログラムすることができる；
・ＰＣユーティリィティを使用すると、「バーンイン」タブの「サイクル」テキストボックス中の文字「Ｌ」（寿命テスト用）は、装置がFOREVER（永久）として解釈する２５５(0xff)のサイクルカウントに変換する；
・サービスメニューから出て、扉を閉じ、装置に電源を供給し、サイクルスタートを押すとすぐに、バーンインが始まるだろう。バーンインのためのコーディングを最小にするために、サイクルスタートを選択するときに扉が閉じられていないと、扉が開いていることを示す通常のエラーコードが示され、バーンインはすべて取り消される；
・各バーンインサイクルは６０分間の長さであろう。サイクルタイムは、実際のサイクル終了時間から６０分いっぱいまで長引かされるだろう；
・ＥＥＰＲＯＭにおいて、終了する各サイクルに対してバーンインカウントはデクリメントされ、バーンインサイクル数はインクリメントされるだろう；
・サイクルエラーは、バーンインプロセスを終了させ、通常のサイクルエラー処理に続くだろう；
・バーンイン中、表示器は「run（実行）」と現在のバーンインカウントを示すだろう。すなわち「run9」は、現在実行中の１つを含め、終了されるべき合計９つのサイクルがあることを示す；
・すべてのバーンインの正常終了は、「PASS（合格）」を表示する。

付加の特徴：
サービスメニューに関するクイックテスト：
サービスメニューから選ばれたときのクイック（迅速な）テストの特徴として、制御要素はすべて以下の順に動かされる：
・セグメント表示器がすべて、「８」を表示する；
・扉がロックされ、そしてロック解除される；
・ヒータ及び内部ファンが、１０秒間有効化され、その後、無効化される；
・冷却ファン及び内部ファンが、１０秒間有効化され、その後、無効化される；
・発音器が１秒間有効になる；
・表示がクリアされる。

サービスメニュー上の冷却／ファン：
この機能は、温度及び確認テストを支援するために付加された。選択されると、内部ファン及び冷却ファンは、非選択状態になるまで、オンとなるだろう。他のオプションまたは制御は、この時点でアクティブではない。

付加の器具冷却時間の機能：
この機能は、エンドユーザが滅菌サイクルの終わりに付加の冷却時間を指定することを可能にする。この時間は０（デフォルト）から９分間であり、サービスメニューの中で変更することができる。

ユーザ／サービスメニュー：
モジュールの電源が切られるときに、３秒間サイクルスタートボタンを保持することにより、ユーザ／サービスメニューに入る。ユーザ選択及びサービス選択がある。ユーザ選択は、常に提示されるが、一方、サービス選択は、装置が壁コンセントに接続されているときに、電源ボタンが切られ、扉が開いた状態でサイクルスタートボタンが保持される場合にだけ提示される。

ひとたびメニューに入ると、サイクルスタートボタンはユーザ／サービス選択間を行き来するだろう。このモードでは、電源スイッチは、実際には、ユニットの電源を入れたり切ったりしない。扉スイッチを閉じるか、または装置の電源を入れることにより、現在のメニュー項目が「選択される」ことになろう。扉を開けることまたは装置の電源を切ることは、何の影響も持たないだろう。

メニュー選択は以下の通りである。

ＰＣテストアプリケーション情報：
以下の情報をシステムとの通信において使用することができる。

エラーコード：
以下は、例となる構成(configuration)、システム及びサイクル終了エラーコードのリストである。エラーコードが起動されたとき、表示を実際のチャンバ温度とエラーコードとの間で切り替えることができる。

本発明をいくつかの記載した実施形態に関してかなり長くそしてある程度詳細に説明したが、それは、本発明が任意のそのような詳細または実施形態、または任意の特定の実施形態に限定されることを意図するものではなく、先行技術を考慮した添付の請求項のできるだけ広い解釈を与えるように、添付の請求項を参照して解釈されるべきであり、したがって、本発明の意図した範囲を効果的に包含するものである。さらに、上記説明は、有効な記述が利用可能であった本願発明者によって予見された実施形態に関して本発明を説明したものであるが、本発明の非現実的な修正は、現在予見されていないが、それにもかかわらず本発明と均等物を示してもよい。

動作中の本発明の例示実施形態を示している。動作中の本発明の例示実施形態を示している。動作中の本発明の例示実施形態を示している。動作中の本発明の例示実施形態を示している。動作中の本発明の例示実施形態を示している。動作中の本発明の例示実施形態を示している。動作中の本発明の例示実施形態を示している。動作中の本発明の例示実施形態を示している。動作中の本発明の例示実施形態を示している。動作中の本発明の例示実施形態を示している。動作中の本発明の例示実施形態を示している。動作中の本発明の例示実施形態を示している。動作中の本発明の例示実施形態を示している。動作中の本発明の例示実施形態を示している。動作中の本発明の例示実施形態を示している。動作中の本発明の例示実施形態を示している。動作中の本発明の例示実施形態を示している。動作中の本発明の例示実施形態を示している。本発明のいくつかの実施形態による加熱／冷却サイクルプロファイル例を示した時間対温度グラフである。本発明のいくつかの実施形態による、解放位置にある扉安全インターロックの図を示している。本発明のいくつかの実施形態による、ロックがかかった位置にある扉安全ロックの図を示している。本発明のいくつかの実施形態による、エアフィルタ及びオペレータ制御／状態パネルの位置の図を示している。本発明のいくつかの実施形態による、オペレータ制御／状態表示パネルの拡大図を示している。本発明のいくつかの実施形態による、滅菌チャンバ及びオペレータ制御／状態パネルの図を示している。本発明のいくつかの実施形態による、空の滅菌チャンバの図を示している。本発明のいくつかの実施形態による、装填された滅菌チャンバの図を示している。本発明のいくつかの実施形態による、空の滅菌チャンバ中の空気循環を表す図を示している。本発明のいくつかの実施形態による、装填された滅菌チャンバ、及び制御／表示温度センサ（ＲＴＤ）の位置の図を示している。本発明のいくつかの実施形態による、下部パネルが取り外された滅菌チャンバの下部の図を示している。本発明のいくつかの実施形態での使用に好適な温度センサの概略図を示している。本発明のいくつかの実施形態での使用に好適なＣＯＭポートの拡大図を示している。本発明のいくつかの実施形態での使用に好適な筺体の上面図を示している。本発明のいくつかの実施形態での使用に好適な滅菌チャンバ扉ハンドルの拡大図を示している。本発明のいくつかの実施形態での使用に好適な筺体の左側面図を示している。本発明のいくつかの実施形態での使用に好適な筺体の正面図を示している。本発明のいくつかの実施形態での使用に好適な筺体の右側面図を示している。本発明のいくつかの実施形態での使用に好適な筺体の背面図を示している。本発明のいくつかの実施形態での使用に好適な滅菌チャンバ識別情報の拡大図を示している。本発明のいくつかの実施形態による、ソフトウェアシステムアーキテクチャの一例を示すブロック図である。本発明のいくつかの実施形態による、ハードウェアシステムアーキテクチャの一例を示すブロック図である。本発明のいくつかの実施形態による、システム起動プロセスの状態機械（ステートマシン）の一例を示すブロック図である。本発明のいくつかの実施形態による、ユーザ／サービスメニュープロセスの状態機械の一例を示すブロック図である。本発明のいくつかの実施形態による、滅菌シーケンスの状態機械の一例を示すブロック図である。本発明のいくつかの実施形態による、有色のシステム状態ＬＥＤの様々な組み合わせの意味を表示した情報ウィンドウのスクリーンショットである。

Claims

筺体と、
前記筺体の内部に画定された滅菌チャンバと、
前記筺体の内部に収容され、前記滅菌チャンバの内部の温度を制御するのに適合した制御装置と、
前記制御装置に接続して、
所定の加熱プロファイルにしたがって前記滅菌チャンバを加熱し、
所定の温度で所定の時間期間中、前記滅菌チャンバに保持された負荷物を滅菌し、
ろ過された冷気を使用して、所定の冷却プロファイルにしたがって、前記滅菌チャンバを冷却するように、
前記制御装置を指示する実行可能命令を格納するのに適合したメモリと、
を有するシステムであって、
前記システムは、前記制御装置に接続して、前記滅菌チャンバ内部の温度を検出できるように配置された温度センサをさらに含み、
前記制御装置は、前記温度センサの出力を監視し、前記所定の加熱プロファイル、前記所定の温度、または前記所定の冷却プロファイルにしたがって前記滅菌チャンバ内部の温度を維持するのにさらに適合しており、
前記制御装置は、当該制御装置が前記所定の加熱プロファイル、前記所定の温度、または前記所定の冷却プロファイルにしたがって前記滅菌チャンバ内部の温度を維持できない場合に、エラー状態を特定するのにさらに適合している、
システム。
前記所定の加熱プロファイルは、第１の加熱期間に対する第１の加熱速度と、第２の加熱期間に対する第２の加熱速度とを含む、請求項１に記載のシステム。
前記第１の加熱速度は前記第２の加熱速度より高い、請求項２に記載のシステム。
前記所定の加熱プロファイルは、前記第２の加熱期間中に段階的に増加する加熱プロファイルを含む、請求項２に記載のシステム。
前記段階的に増加する加熱プロファイルは、所定の増分だけ前記滅菌チャンバ内部の温度を増加させることと、所定の継続期間中、前記滅菌チャンバ内部の温度を保持することとを交互に含む、請求項４に記載のシステム。
前記所定の増分は約１℃であり、前記所定の継続期間は約１分である、請求項５に記載のシステム。
前記所定の時間期間は約３分であり、前記所定の温度は約１９０℃である、請求項１に記載のシステム。
所定の加熱プロファイルにしたがって滅菌チャンバを加熱するステップと、
所定の温度で所定の時間期間中、前記滅菌チャンバに保持された負荷物を滅菌するステップと、
ろ過された冷気を使用して、所定の冷却プロファイルにしたがって前記滅菌チャンバを冷却するステップと、
を含む加熱滅菌方法であって、
前記所定の加熱プロファイルは、第１の加熱期間に対する第１の加熱速度と、第２の加熱期間に対する第２の加熱速度とを含み、
前記第１の加熱速度は前記第２の加熱速度より高い、
加熱滅菌方法。
前記所定の加熱プロファイルは、前記第２の加熱期間中に段階的に増加する加熱プロファイルを含む、請求項８に記載の方法。
前記段階的に増加する加熱プロファイルは、所定の増分だけ前記滅菌チャンバ内部の温度を増加させることと、所定の継続期間中、前記滅菌チャンバ内部の温度を保持することとを交互に含む、請求項９に記載の方法。
前記所定の増分は約１℃であり、前記所定の継続期間は約１分である、請求項１０に記載の方法。
前記所定の時間期間は約３分であり、前記所定の温度は約１９０℃である、請求項８に記載の方法。