WO2016158524A1 - 紫外線殺菌装置 - Google Patents
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Abstract
Description
近年、従来の青色発光ダイオードや紫外線発光ダイオードよりもさらに短波長の紫外線を発光する深紫外発光ダイオードの開発が進んでおり、該深紫外線発光ダイオードを用いて殺菌を行うことが考えられる。しかし、深紫外線発光ダイオードは従来の青色又は紫外線発光ダイオードよりも発光強度が低いため、長時間光照射を行っても被殺菌物に付着した微生物を十分に死滅させることができないおそれがある。
(1)被殺菌体に深紫外線を照射する時間として定義される照射時間:t(単位:秒)、
(2)被殺菌体と深紫外線光源との間の距離:d(単位:cm)、および
(3)深紫外線光源の発光出力:P(単位:mW)
から選ばれる1以上を制御して、照射時間内に被殺菌体に対して照射される深紫外線の積算照射量I(単位:mJ/cm2)が予め定めた所定値I0となるようにするものであることを特徴とする、紫外線殺菌装置である。
当該形態において、制御手段は、距離センサによって測定された距離dに基づいて、照射時間tおよび/または深紫外線光源の発光出力Pを制御することが好ましい。
当該形態において、紫外線殺菌装置は、死滅させるべき微生物を決定するための入力手段をさらに有することが好ましく、また、所定値I0が、死滅させるべき微生物の99%以上が死滅する照射量であることが好ましい。
(1)被殺菌体に深紫外線を照射する時間として定義される照射時間:t(単位:秒)、
(2)被殺菌体と前記深紫外線光源との間の距離:d(単位:cm)、および
(3)深紫外線光源の発光出力:P(単位:mW)
から選ばれる1以上を制御して、照射時間内に被殺菌体に対して照射される深紫外線の積算照射量I(単位:mJ/cm2)が予め定めた所定値I0を満足するように、深紫外線光源から当該照射時間の間、発光出力Pで、被殺菌体に深紫外線を照射する工程を有することを特徴とする、紫外線殺菌方法である。
ステップS16における発光出力P及び/又は距離dの調整に際しては、dを調整せずに、最大発光出力PMAXの90%、好ましくは80%の出力Pで連続的に連続発光又はパルス発光を行うことを優先するようにすると共に、(Pを大きくしてtを短くするよりも)入力された照射時間tの上限内で積算照射量IがI0となるようにPを調整することが好ましい。Pの制御は、深紫外線光源の発光出力Pの制御は、深紫外線発光ダイオードに流す順方向電流を制御することにより行うことができる。順方向電流の制御は、特に限定されるものではないが、ポータブル型の紫外線殺菌装置のように、電源として電圧が1.5~15V程度のバッテリーを用いる場合には、10mA~1000mA、好ましくは50mA~500mAの順方向電流を流すことができるような、昇圧DC-DCコンバータ又はチャージポンプ用いた発光制御回路により行うことが好ましい。こうすることにより、使用する深紫外線発光ダイオードの性能にもよるが、比較的低電圧のバッテリーを電源として用いても短い照射時間(たとえば10分以内、好ましくは1分以内)で十分な殺菌効果を得ることが可能となる。なお、上記発光制御回路には、例えば特開2005-93566号公報、特開2007-97251号公報および特開2010-4691号公報に記載された技術を適用可能である。
そして、出力Pの調整以外に距離dの調整が必要である場合には、距離dが、ステップS14において算出された値に調整される。すなわち、距離dの実際の値がステップS14において算出された値に等しくなるようにアクチュエータ24が駆動されて距離dが調整される。このようにして、出力P及び/又は距離dが調整した後、処理をステップS17に移す。
100、200 紫外線殺菌装置
10、210 筐体
10a 前面
10b 後面
10c 上面
10d 底面
10e、10f 側面
11 ドア
20 深紫外線光源
21、221 基板
22 深紫外線発光ダイオード
23、224 温度センサ
24 アクチュエータ
30、230 制御装置
40 支持台
50 駆動手段
60 入出力手段
220 深紫外線面光源
223 導光板
223a (導光板の)端部
223b (導光板の)出光面
225 電流制御装置
240 コンベア
241 ベルト
241a (コンベアの)載置面
242 駆動装置
260 距離センサ
Claims (21)
- 一以上の深紫外線発光ダイオードを有し被殺菌体に向けて深紫外線を出射する、深紫外線光源と、
制御手段とを有し、
該制御手段は、
(1)前記被殺菌体に深紫外線を照射する時間として定義される照射時間:t(単位:秒)、
(2)前記被殺菌体と前記深紫外線光源との間の距離:d(単位:cm)、および
(3)前記深紫外線光源の発光出力:P(単位:mW)
から選ばれる1以上を制御して、前記照射時間内に前記被殺菌体に対して照射される深紫外線の積算照射量I(単位:mJ/cm2)が予め定めた所定値I0となるようにするものであることを特徴とする、紫外線殺菌装置。 - 前記深紫外線光源の発光出力Pの制御を、前記深紫外線発光ダイオードに流す順方向電流を制御することにより行うことを特徴とする、
請求項1に記載の紫外線殺菌装置。 - 前記深紫外線発光ダイオードの素子温度を測定する温度センサをさらに有し、
前記制御手段が、前記温度センサによって測定された前記深紫外線発光ダイオードの素子温度に基づいて、前記深紫外線光源の発光出力Pを制御する、
請求項1又は2に記載の紫外線殺菌装置。 - 前記制御手段は、所定の照射時間t内における前記積算照射量Iが前記所定値I0となるように、前記深紫外線光源と前記被殺菌体との間の距離dおよび/または前記深紫外線光源の発光出力Pを制御する、
請求項1~3のいずれかに記載の紫外線殺菌装置。 - 前記深紫外線光源と前記被殺菌体との間の距離dを測定する距離センサをさらに有する、
請求項1~4のいずれかに記載の紫外線殺菌装置。 - 前記制御手段は、前記距離センサによって測定された距離dに基づいて、前記照射時間tおよび/または前記深紫外線光源の発光出力Pを制御する、
請求項5に記載の紫外線殺菌装置。 - 前記所定値I0が、50.0mJ/cm2以上の値である、請求項1~6のいずれかに記載の紫外線殺菌装置。
- 前記所定値I0が、死滅させるべき微生物に基づいて定められる照射量である、請求項1~6のいずれかに記載の紫外線殺菌装置。
- 前記死滅させるべき微生物を決定するための入力手段をさらに有する、請求項8に記載の紫外線殺菌装置。
- 前記所定値I0が、前記死滅させるべき微生物の99%以上が死滅する照射量である、請求項8又は9に記載の紫外線殺菌装置。
- 前記深紫外線光源が、基板と、該基板上に配列された複数の前記深紫外線発光ダイオードとを有する、
請求項1~10のいずれかに記載の紫外線殺菌装置。 - 筐体と、
前記筐体内に配置された、前記被殺菌体を載置するための支持台と
をさらに有し、
前記深紫外線光源は、前記支持台と対向するように前記筐体内に配置されており、
前記被殺菌体に照射される深紫外線の照射量を平準化するように前記深紫外線光源を前記支持台に対して回転させる駆動手段をさらに有する、
請求項1~11のいずれかに記載の紫外線殺菌装置。 - 筐体と、
前記筐体内に配置された、前記被殺菌体を載置するための支持台と
をさらに有し、
前記深紫外線光源は、前記支持台と対向するように前記筐体内に配置されており、
前記被殺菌体に照射される深紫外線の照射量を平準化するように前記支持台を前記深紫外線光源に対して回転させる駆動手段をさらに有する、
請求項1~11のいずれかに記載の紫外線殺菌装置。 - 前記深紫外線光源が、
導光板と、
前記導光板の端部に配列された、複数の前記深紫外線発光ダイオードと
を有する、請求項1~10のいずれかに記載の紫外線殺菌装置。 - 前記被殺菌体を載置して移動するコンベアをさらに有し、
前記深紫外線光源は、前記コンベアに対向して配置されており、
前記照射時間tの制御を、前記コンベアの移動速度を制御することにより行う、
請求項1~11及び請求項14のいずれかに記載の紫外線殺菌装置。 - 導光板と、
前記導光板の端部に配列された、複数の深紫外線発光ダイオードと、
前記深紫外線発光ダイオードの素子温度を測定する温度センサ、または、前記深紫外線発光ダイオードの素子温度を制御する温調手段と、
前記深紫外線発光ダイオードに流す順方向電流を制御する電流制御装置と、
を有し、
前記電流制御装置は、前記深紫外線発光ダイオードの素子温度に基づいて、前記導光板から照射される深紫外線の、前記導光板から所定の距離だけ離れた位置における照射強度が、所定の値となるように、前記深紫外発光ダイオードに流す順方向電流を制御することを特徴とする、紫外線面光源。 - 一以上の深紫外線発光ダイオードを有し被殺菌体に向けて深紫外線を出射する深紫外線光源を用いて被殺菌体を殺菌する方法であって、
(1)前記被殺菌体に深紫外線を照射する時間として定義される照射時間:t(単位:秒)、
(2)前記被殺菌体と前記深紫外線光源との間の距離:d(単位:cm)、および
(3)前記深紫外線光源の発光出力:P(単位:mW)
から選ばれる1以上を制御して、前記照射時間内に前記被殺菌体に対して照射される深紫外線の積算照射量I(単位:mJ/cm2)が予め定めた所定値I0を満足するように、前記深紫外線光源から前記照射時間tの間、前記発光出力Pで、前記被殺菌体に深紫外線を照射する工程を有することを特徴とする、紫外線殺菌方法。 - 前記被殺菌体に対して照射すべき深紫外線の積算照射量I0(単位:mJ/cm2)を決定する工程と、
前記照射時間tを設定する工程と、
前記照射時間tの間に前記被殺菌体に対して照射される深紫外線の積算照射量I(単位:mJ/cm2)を前記積算照射量I0とするために必要な前記発光出力Pを算出する工程と、
前記発光出力P、及び/又は、前記距離dを調整する工程と、
前記深紫外線光源から、前記発光出力Pで、前記照射時間tの間、前記被殺菌体に深紫外線を照射する工程と、
を有する、請求項17に記載の紫外線殺菌方法。 - 前記被殺菌体に対して照射すべき深紫外線の積算照射量I0(単位:mJ/cm2)を決定する工程と、
前記発光出力P、及び、前記距離dに基づいて、前記深紫外光源から発光出力Pで深紫外線を照射したときの前記被殺菌体に対して照射される深紫外線の積算照射量I(単位:mJ/cm2)が前記積算照射量I0となるために必要な前記照射時間tを算出する工程と、
前記深紫外線光源から、前記発光出力Pで、前記照射時間tの間、前記被殺菌体に深紫外線を照射する工程と、
を有する、請求項17に記載の紫外線殺菌方法。 - 前記深紫外線光源は、前記被殺菌体が載置されるコンベアに対向して配置されており、
前記被殺菌体が載置されたコンベアの駆動を開始する工程と、
前記距離dを測定する工程と、
前記発光出力P、及び、前記測定された距離dに基づいて、前記深紫外光源から発光出力Pで深紫外線を照射したときの前記被殺菌体に対して照射される深紫外線の積算照射量I(単位:mJ/cm2)が前記所定値I0となるために必要な前記照射時間tを算出する工程と、
前記照射時間tに基づいて、前記被殺菌体に深紫外線を照射している間に前記被殺菌体を移動させるべき速度を算出する工程と、
前記算出された速度で前記コンベアを駆動しながら、前記深紫外線光源から前記被殺菌体に発光出力Pで深紫外線を照射する工程と、
を有する、請求項17に記載の紫外線殺菌方法。 - 前記深紫外線光源は、前記被殺菌体が載置されるコンベアに対向して配置されており、
前記被殺菌体が載置されたコンベアを所定の速度で駆動する工程と、
前記距離dを測定する工程と、
前記被殺菌体が前記深紫外線光源と対向する領域を通過する間に前記被殺菌体に対して照射される深紫外線の積算照射量I(単位:mJ/cm2)が前記所定値I0となるために必要な前記発光出力Pを算出する工程と、
前記所定の速度で前記コンベアを駆動しながら、前記深紫外線光源から前記被殺菌体に発光出力Pで深紫外線を照射する工程と、
を有する、請求項17に記載の紫外線殺菌方法。
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