JP5327727B2

JP5327727B2 - トイレ装置

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Publication number: JP5327727B2
Application number: JP2012029494A
Authority: JP
Inventors: 晋一八木; 智康一木; 博彰雨森; 歩梅本; 洋諸富; 政宏山本; 勘松本
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2032-02-14
Also published as: EP2628866B1; TW201333307A; JP2013167060A; TWI521124B; US20130205487A1; EP2628866A3; KR20130093536A; US10738453B2; CN103243791A; CN103243791B; EP2628866A2

Description

本発明の態様は、一般的に、トイレ装置に関する。

大便器あるいは小便器のボウル面を洗浄水で洗浄した後にボウル面に残った残水が蒸発してボウル面が乾燥すると、水垢がボウル面に付着することがある。水垢がボウル面に付着すると、ボウル面が汚れてしまう。また、水垢はボウル面に強固に付着しているため、水垢を取り除くことは難しい。そのため、水垢の生成を抑制する技術、あるいは、水垢がボウル面に付着した場合でもその水垢を容易に除去できる技術が求められている。さらに、ケイ酸成分の水垢は、カルシウム成分やマグネシウム成分などの水垢よりも強固に便器の釉薬表面に固着する。そのため、ケイ酸成分の水垢を容易に除去できる技術が切望されている。

ここで、水垢成分となるカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどを予め除く衛生洗浄装置がある（特許文献１）。しかし、特許文献１に記載された衛生洗浄装置では、装置が大掛かりになるという問題がある。
また、ｐＨ４〜６の水素イオン濃度を有する殺菌生上水を生成し、殺菌生上水を被洗浄物体に供給する殺菌生上水供給式洗浄用住設機器がある（特許文献２）。また、洗浄操作がなされ所定時間が経過した後に、機能水をボウル部へ吐水する水洗式大便器がある（特許文献３）。しかし、特許文献２および特許文献３には、ケイ酸成分の水垢に関する記載はなく、水垢の生成を抑制する点、あるいは水垢を容易に除去する点においては改善の余地がある。

特開２００４−２７０１８５号公報特開平７−１３６６６０号公報特開２００４−９２２７８号公報

本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、水垢の生成を抑制することができる、あるいは水垢を容易に除去することができるトイレ装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、便器のボウルの表面を洗浄する洗浄手段と、前記洗浄手段に洗浄水を供給する給水手段と、前記ボウルの洗浄の後に前記ボウルの表面に残った洗浄水中のケイ酸成分の重合を抑制するケイ酸成分重合抑制剤としての酸性水を前記ボウルの表面に残った洗浄水に添加するケイ酸成分重合抑制手段と、前記ボウルの表面が洗浄された後前記ボウルの表面が乾燥する前に、前記ケイ酸成分重合抑制手段の動作を開始させ前記ボウルの表面に残った洗浄水に前記酸性水を添加することにより前記ケイ酸成分の重合を抑制する制御を実行する制御部と、を備えたことを特徴とするトイレ装置である。

ボウルの表面に強固に付着する水垢は、ボウルの表面に残った残水中のケイ酸成分が重合することで形成される。この発明によれば、ボウルの表面が乾燥する前に、ボウルの表面に残った洗浄水にケイ酸成分重合抑制剤を添加することができる。これにより、ケイ酸成分の重合を抑制し、水垢の生成を抑制することができる。また、これにより、簡単な清掃で水垢を剥離（除去）できる。
このトイレ装置によれば、残水中のケイ酸成分の重合の進行を抑制することができる。すなわち、ケイ酸が重合しない状態で残水が蒸発しボウルの表面が乾燥すると、中性領域では、コーヒーステイン現象が起きる。その過程で、ケイ酸の重合化が進行する。一方、酸性領域では、コーヒーステイン現象は起きない。すると、溶媒が中央方向に流動し、且つケイ酸が重合しない状態となる。これにより、残水中のケイ酸成分の重合の進行を抑制し、水垢の生成を抑制できる。また、生成した水垢を容易に除去できる。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記酸性水は、金属イオンを含むことを特徴とするトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、金属イオンは、酸性水に添加されると、生成した水垢においてケイ酸（ＳｉＯ_２）分子の間に介在する。そして、洗浄等により水が供給されると金属イオンが溶出する。すると、ケイ酸凝集体をより脆弱化させ、水垢を容易に除去できるようになる。

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記酸性水の酸性度は、ｐＨ２．５〜５．０であることを特徴とするトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、酸性水の酸性度がｐＨ２．５〜５．０であるため、水を電解する電解槽により酸性水の生成が可能である。そのため、例えば薬剤の補充等のメンテナンスが不要となる。また、酸性度がｐＨ２．５〜５．０の酸性水は、ボウルの表面に残った残水の酸性度を例えば約ｐＨ２．５〜５．０程度に調整することができる。

また、第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記ボウルの表面に光触媒層が形成されたことを特徴とするトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、ボウルの表面に光触媒層が形成されているため、ボウルの表面に紫外線を照射すると、光触媒は、励起して酸化還元反応を生ずる。その結果、雑菌や細菌や臭気物質などの有機物を分解する分解作用と、表面が水に濡れやすい親水作用と、を得ることができる。光触媒層が形成されたボウルは、汚物の付着を抑制したり、汚物を分解したり、付着した水垢を容易に除去できるため、便器の清掃負担を軽減し、きれいな便器を維持することができる。また、ボウルの表面に残った洗浄水にケイ酸成分重合抑制剤を添加することで水垢を容易に除去できるため、紫外線が水垢の下の光触媒層に照射されなくなることを抑制できる。これにより、光触媒の活性が低下することを抑制することができる。

本発明の態様によれば、水垢の生成を抑制することができる、あるいは水垢を容易に除去することができるトイレ装置が提供される。

本発明の実施の形態にかかるトイレ装置を表す断面模式図である。本実施形態にかかるトイレ装置の洗浄動作の一例を例示するグラフ図である。本実施形態にかかるトイレ装置の要部構成を表すブロック図である。本実施形態の電解槽および金属イオン水生成部を例示する断面模式図である。本実施形態にかかるトイレ装置の動作の具体例を例示するタイミングチャートである。本実施形態にかかるトイレ装置の動作の変形例を例示するタイミングチャートである。本実施形態にかかるトイレ装置の動作の他の変形例を例示するタイミングチャートである。水道水および酸性電解水の水質分析結果を表す表である。本実験における水垢除去性の評価結果の一例を例示する表である。本実験における水垢除去性の評価結果の一例を例示する表である。本実験における水垢除去性の評価結果の一例を例示する表である。本実験における水垢除去性の評価結果の一例を例示する表である。紫外線の照射の有無による水垢生成の比較表である。本実験条件を説明するための模式図である。本実験条件を説明するための模式図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態にかかるトイレ装置を表す断面模式図である。
また、図２は、本実施形態にかかるトイレ装置の洗浄動作の一例を例示するグラフ図である。

図１に表したトイレ装置１０は、洋式腰掛便器（以下説明の便宜上、単に「便器」と称する）８００の上に設けられた衛生洗浄装置１００を有する。便器８００は、ボウル８０１を有する。便器８００には、ボウル８０１の表面を洗浄する洗浄手段が設けられている。また、便器８００には、トラップ８０３と、ボウル給水口８１１と、トラップ給水口８１３と、が設けられている。衛生洗浄装置１００は、ケーシング４００と、便座２００と、便蓋３００と、を有する。便座２００と便蓋３００とは、ケーシング４００に対して開閉自在にそれぞれ軸支されている。なお、便蓋３００は、必ずしも設けられていなくともよい。

ケーシング４００の内部には、洗浄水を供給する洗浄水供給装置（給水手段）４０１が設けられている。また、例えばケーシング４００の下部には、便器８００のボウル８０１の表面に上水やケイ酸成分重合抑制剤などを噴霧する噴霧ノズル（噴霧部）４８１と、ボウル８０１に紫外線（ＵＶ：ultraviolet）を照射するＵＶ光源４８３と、が設けられている。噴霧ノズル４８１およびＵＶ光源４８３は、ケーシング４００の内部に設けられていてもよいし、ケーシング４００の外部に付設されていてもよい。
なお、本願明細書において「水」という場合には、冷水のみならず、加熱されたお湯も含むものとする。また、ケイ酸成分重合抑制剤については、後に詳述する。

図２に表したように、使用者が便器洗浄の操作を行うと、あるいは使用者が便座２００から立ち上がって所定時間が経過することで便器洗浄が自動的に実行されると、ボウル給水口８１１からボウル８０１へ供給される洗浄水の瞬間流量が増加する。例えば、ボウル給水口８１１は、ボウル８０１の上縁に沿って洗浄水を吐出する（リム吐水）。
続いて、所定時間が経過すると、ボウル給水口８１１から吐出される洗浄水の瞬間流量は減少する一方で、トラップ給水口８１３からトラップ８０３へ供給される洗浄水の瞬間流量が増加する。例えば、トラップ給水口８１３は、トラップ８０３に向けて洗浄水を吐出する（ジェット吐水）。
このようなリム吐水およびジェット吐水により、ボウル８０１に吐出された洗浄水は、ボウル８０１の洗浄を行いつつトラップ８０３に満たされる。これにより、サイホンが発生する。そして、トラップ８０３に吐出された洗浄水は、溜水８０５の中にある汚物などを、トラップ８０３を通して外へ排出する。

続いて、所定時間が経過すると、トラップ給水口８１３からトラップ８０３へ供給される洗浄水の瞬間流量が減少する一方で、ボウル給水口８１１からボウル８０１へ供給される洗浄水の瞬間流量が増加する。これにより、溜水８０５が確保される。
なお、前述した洗浄動作は、本実施形態にかかるトイレ装置の洗浄動作の一例であり、これだけに限定されるわけではない。

ここで、前述した洗浄動作が終了した後にボウル８０１に残った残水が蒸発してボウル８０１の表面が乾燥すると、水垢がボウル８０１に付着することがある。通常、残水中の水分が蒸発する過程でケイ酸濃度が増加すると、ケイ酸の重合が促進される。これにより、コーヒーステイン現象（液滴中の溶媒の蒸発によって溶質が液滴の外郭へ流動しリング状に堆積する現象）が起き、強固な水垢が形成される。水垢がボウル８０１に付着すると、ボウル８０１が汚れてしまう。また、水垢はボウル８０１に強固に付着しているため、水垢を取り除くことは難しい。

これに対して、本実施形態にかかるトイレ装置１０は、ボウル８０１の表面が乾燥する前にケイ酸成分重合抑制剤をボウル８０１の表面へ噴霧するケイ酸成分重合抑制手段を備える。ケイ酸成分重合抑制剤は、例えば金属イオンを含む酸性度の高い水溶液（酸性水）である。つまり、本実施形態にかかるトイレ装置１０は、ボウル８０１に残った残水を、金属イオンを含む酸性度の高い水溶液に置き換える。あるいは、本実施形態にかかるトイレ装置１０は、ボウル８０１に残った残水に酸性度の高い水溶液又は金属イオンを含む酸性度の高い水溶液を添加する。これによれば、ケイ酸の重合を抑制し水垢の生成を抑制することができる。また、生成した水垢を容易に除去することができる。

これらの効果が得られる理由は、以下の如くである。但し、これは、本発明者らが得た知見に基づく仮定あるいは仮説であり、本実施形態においてはこれに限定されるわけではない。
残水の酸性度を高くすると、残水中のケイ酸の重合の進行を抑制することができる。すると、水分が蒸発する過程で溶質濃度が増加してもコーヒーステイン現象が起こらず、溶媒が中央方向に流動する現象が観察された。そして、生成した水垢と基材との密着力は小さく、水垢を剥離し易いことが確認された。また、水垢の生成が抑制され、さらに生成した水垢を容易に除去できるという効果は、ケイ酸成分の水垢だけではなく、カルシウムイオン成分またはマグネシウムイオン成分の水垢に対しても得られる。

酸性水の酸性度は、例えば約ｐＨ２．５〜５．０程度である。この範囲の酸性度を有する酸性水であれば、水を電解する電解槽（例えば図３参照）により酸性水の生成が可能である。そのため、例えば薬剤の補充等のメンテナンスが不要となる。また、酸性度が約ｐＨ２．５〜５．０程度の金属イオンを含む酸性水は、残水の酸性度を例えば約ｐＨ２．５〜５．０（好ましくはｐＨ２．０〜５．０）程度に調整することができる。なお、酸性度としては、ｐＨ１．５〜５．５の範囲で調整できればよい。これによれば、ケイ酸の重合が抑制され、その結果、水垢の生成を抑制でき、さらに生成した水垢を容易に除去することができる。高い酸性度の水中に溶存するＳｉＯ_２は、モノマーまたはダイマーのような重合度の低い状態で主に存在するため、水分が蒸発しても重合が抑制されるものと考えられる。一方、酸性度がｐＨ１．５よりも小さい水溶液および酸性度がｐＨ５．５よりも大きい水溶液の中では、モノマーまたはダイマーの存在率は低い。つまり、ケイ酸は高分子化しているものと考えられる。

また、酸性水に金属イオンを添加する場合において、酸性水に含まれる金属イオンは、例えば、アルミニウムイオン（Ａｌ^３＋）や銅イオン（Ｃｕ^２＋）などである。このような金属イオンは、酸性水に添加されると、生成した水垢においてケイ酸（ＳｉＯ_２）分子の間に介在する。そして、洗浄等により水が供給されると金属イオンが溶出する。すると、ケイ酸凝集体をより脆弱化させ、水垢を容易に除去できるようになると考えられる。金属イオンの添加量は、残水に対し０．１ｐｐｍ程度とされ、好ましくは１．０〜５．０ｐｐｍ程度である。

次に、本実施形態にかかるトイレ装置１０について、図面を参照しつつさらに説明する。
図３は、本実施形態にかかるトイレ装置の要部構成を表すブロック図である。
また、図４は、本実施形態の電解槽および金属イオン水生成部を例示する断面模式図である。
なお、図３は、水路系と電気系の要部構成を併せて表している。また、図４（ａ）は、本実施形態の電解槽を例示する。図４（ｂ）は、本実施形態の金属イオン水生成部を例示する。

図３に表したように、本実施形態にかかるトイレ装置１０が備える衛生洗浄装置１００は、給水手段４０１から供給された水をおしり洗浄ノズル４３９や噴霧ノズル４８１に導く主流路２３を有する。主流路２３の上流側には、バルブ４１３および熱交換器ユニット４１５が設けられている。バルブ４１３は、開閉可能な電磁バルブであり、ケーシング４００の内部に設けられた制御部４１１からの指令に基づいて水の供給を制御する。熱交換器ユニット４１５は、図示しない温水ヒータを有し、供給された水を加熱して所定の温水にする。

バルブ４１３および熱交換器ユニット４１５の下流には、第１の流路切替弁４１７が設けられている。第１の流路切替弁４１７は、おしり洗浄ノズル４３９や噴霧ノズル４８１への給水の開閉や切替を行う。主流路２３は、第１の流路切替弁４１７により、おしり洗浄ノズル４３９へ洗浄水などを導く第１の流路２５と、噴霧ノズル４８１へ洗浄水やケイ酸成分重合抑制剤などを導く第２の流路２７と、に分岐される。

第２の流路２７の上流側には、電解槽（ケイ酸成分重合抑制手段）４２０が設けられている。電解槽４２０は、酸性水およびアルカリ水を生成することができる。ここで、電解槽４２０について、図面を参照しつつさらに説明する。

図４（ａ）に表したように、本実施形態の電解槽４２０は、その内部に陽極板４２４および陰極板４２５を有し、制御部４１１からの通電の制御によって、陽極板４２４と、陰極板４２５と、の間の空間（流路）を流れる水道水を電気分解できる。この際、陰極板４２５においては酸（Ｈ^＋）が消費され、陰極板４２５の近傍ではｐＨが上昇する。すなわち、陰極板４２５の近傍では、アルカリ水が生成される。一方、陽極板４２４においてはアルカリ（ＯＨ⁻）が消費され、陽極板４２４の近傍ではｐＨが下降する。すなわち、陽極板４２４の近傍では、酸性水が生成される。

図３に戻って説明すると、電解槽４２０において生成された酸性水およびアルカリ水は、電解槽４２０の下流に設けられた第２の流路切替弁４３１へ互いに異なる流路でそれぞれ導かれる。第２の流路切替弁４３１は、電解槽４２０から供給された酸性水を、第２の流路切替弁４３１の下流に設けられた金属イオン水生成部（ケイ酸成分重合抑制手段）４４０へ導く。一方、第２の流路切替弁４１７は、電解槽４２０から供給されたアルカリ水を排水として下水へ流す。あるいは、第２の流路切替弁４１７は、本実施形態の水垢抑制効果を阻害しない範囲内において電解槽４２０から供給されたアルカリ水を便器８００へ流してもよい。なお、ケイ酸成分重合抑制剤として、酸性水のみを利用する場合（金属イオンを含まない酸性水を利用する場合）には、後述する金属（アルミニウム）を除けばよい。

電解槽４２０において炭酸カルシウムなどのスケールが生成されることを抑制するため、制御部５１１は、陽極板４２４および陰極板４２５を切り替える極性反転（ポールチェンジ（ＰＣ））を行うことがある。すると、第２の流路切替弁４３１が設けられていない場合には、酸性水およびアルカリ水をそれぞれ導く流路が互いに入れ替わり、アルカリ水が金属イオン水生成部へ導かれてしまう。そのため、第２の流路切替弁４３１は、電解槽４２０において極性反転が行われた場合に、流路を切り替えて酸性水を金属イオン水生成部へ導く機能を有する。

ここで、金属イオン水生成部４４０について、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、金属イオン水生成部４４０において溶解する金属イオンがアルミニウムイオン（Ａｌ^３＋）である場合を例に挙げて説明する。

図４（ｂ）に表したように、本実施形態の金属イオン水生成部４４０は、タンク４４１と、タンク４４１内に設置されたアルミニウム４４３と、を有する。電解槽４２０から第２の流路切替弁４３１を介して供給された酸性水は、タンク４４１内に貯留される。そして、タンク４４１内に設置されたアルミニウム４４３は、タンク４４１内に貯留された酸性水により浸漬された状態となっている。

すると、酸性水に浸漬されたアルミニウム４４３は、例えば約１〜２時間かけて溶解（徐溶）する。これにより、タンク４４１内の酸性水は、アルミニウムイオンを含む酸性水となる。つまり、金属イオン水生成部４４０において、金属イオン（本実施形態ではＡｌ^３＋）を含む酸性度の高い水溶液が生成される。

図３に戻って説明すると、金属イオン水生成部４４０において生成されたアルミニウムイオンを含む酸性水は、噴霧用ポンプ（ケイ酸成分重合抑制手段）４３２により吸い上げられバキュームブレーカ（ＶＢ）４３３を介して流量調整弁４３７へ導かれる。流量調整弁４３７は、水勢（流量）の調整を行うとともに酸性水の供給先を噴霧ノズル４８１に設定し、その酸性水を噴霧ノズル４８１へ導く。噴霧ノズル４８１は、流量調整弁４３７から供給された酸性水をボウル８０１へ噴霧する。

一方、第１の流路切替弁４１７において第１の流路２５へ導かれた洗浄水は、電磁ポンプ４３５および流量調整弁４３７を介しておしり洗浄ノズル４３９へ導かれる。そして、洗浄水は、おしり洗浄ノズル４３９に設けられた図示しない吐水口から便座２００に着座した使用者の「おしり」などへ向かって噴射される。

また、図３に表したように、本実施形態の衛生洗浄装置１００は、入室検知センサ（人体検知センサＡ）４５１と、人体検知センサ（人体検知センサＢ）４５３と、着座検知センサ４５５と、便蓋開閉検知センサ４５７と、を有する。

入室検知センサ４５１は、トイレ室のドアを開けて入室した直後の使用者や、トイレ室に入室しようとしてドアの前に存在する使用者を検知することができる。つまり、入室検知センサ４５１は、トイレ室に入室した使用者だけではなく、トイレ室に入室する前の使用者、すなわちトイレ室の外側のドアの前に存在する使用者を検知することができる。このような入室検知センサ４５１としては、焦電センサや、ドップラーセンサなどのマイクロ波センサなどを用いることができる。マイクロ波のドップラー効果を利用したセンサや、マイクロ波を送信し反射したマイクロ波の振幅（強度）に基づいて被検知体を検出するセンサなどを用いた場合、トイレ室のドア越しに使用者の存在を検知することが可能となる。つまり、トイレ室に入室する前の使用者を検知することができる。

人体検知センサ４５３は、便器８００の前方にいる使用者、すなわち便座２００から前方へ離間した位置に存在する使用者を検知することができる。つまり、人体検知センサ４５３は、トイレ室に入室して便座２００に近づいてきた使用者を検知することができる。このような人体検知センサ４５３としては、例えば、赤外線投受光式の測距センサなどを用いることができる。

着座検知センサ４５５は、使用者が便座２００に着座する直前において便座２００の上方に存在する人体や、便座２００に着座した使用者を検知することができる。すなわち、着座検知センサ４５５は、便座２００に着座した使用者だけではなく、便座２００の上方に存在する使用者を検知することができる。このような着座検知センサ４５５としては、例えば、赤外線投受光式の測距センサなどを用いることができる。

便蓋開閉検知センサ４５７は、便蓋３００の開閉状態を検知することができる。便蓋開閉検知センサ４５７としては、例えば、ホールＩＣと磁石との組み合わせ、またはマイクロスイッチなどを用いることができる。
制御部４１１は、入室検知センサ４５１や、人体検知センサ４５３や、着座検知センサ４５５や、便蓋開閉検知センサ４５７などからの信号に基づいて、電解槽４２０や、噴霧用ポンプ４３２や、流量調整弁４３７などの動作を制御することができる。

次に、本実施形態にかかるトイレ装置１０の動作の具体例について、図面を参照しつつ説明する。
図５は、本実施形態にかかるトイレ装置の動作の具体例を例示するタイミングチャートである。

まず、入室検知センサ（人体検知センサＡ）４５１がトイレ室に入室した使用者を検出する前においては、ＵＶ光源４８３が定期的に所定時間だけ紫外線をボウル８０１に照射する（タイミングｔ１以前）。これは、ボウル８０１の表面に光触媒層が形成されている場合において、光触媒を活性化させるため、あるいは光触媒の活性を維持するためである。本願明細書において、「光触媒」とは、光を照射すると、酸化作用および還元作用の少なくともいずれかが促進されるものをいう。あるいは、「光触媒」とは、光を照射すると、親水性が向上するものをいう。

「光触媒」の材料としては、例えば、金属の酸化物を用いることができる。そのような酸化物としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯｘ）、酸化亜鉛（ＺｎＯｘ）、酸化スズ（ＳｎＯｘ）などを挙げることができる。これらのうちでも、特に、酸化チタンは、光触媒として活性であり、また、安定性や安全性などの点でも優れる。

光触媒は、紫外線を照射されると、励起して酸化還元反応を生ずる。その結果、雑菌や細菌や臭気物質などの有機物を分解する分解作用と、表面が水に濡れやすい親水作用と、を得ることができる。光触媒層が形成されたボウル８０１は、汚物の付着を抑制したり、汚物を分解したり、付着した水垢を容易に除去できるため、便器８００の清掃負担を軽減し、きれいな便器８００を維持することができる。

なお、本願明細書において、「紫外線」とは、可視光線よりも波長が短く、軟Ｘ線よりも波長が長い光をいう。具体的には、波長が１０ナノメートル〜４００ナノメートルの光をいう。

続いて、入室検知センサ４５１がトイレ室に入室した使用者を検知すると、便蓋３００が開き、バルブ４１３が開き、第１の流路切替弁４１７が第２の流路２７の側に切り替えられ、第２の流路切替弁４３１が金属イオン水生成部４４０の側に切り替えられる（タイミングｔ１）。また、金属イオン水生成部４４０のタンク４４１から洗浄水（上水）あるいは酸性水を吸い上げる噴霧用ポンプ４３２の動作が開始する（タイミングｔ１）。これにより、上水がボウル８０１の表面に噴霧される。このように、使用者が便器８００を使用する前に、ボウル８０１の表面を濡らすことで、ボウル８０１の表面に付着する汚物を軽減させることができる。

なお、図５に表した「電解槽」の欄の破線のように、入室検知センサ４５１がトイレ室に入室した使用者を検出したときに、電解槽４２０への通電が開始され、酸性水が生成されてもよい（タイミングｔ１）。この場合には、酸性水（あるいは金属イオンを含む酸性水）がボウル８０１の表面に噴霧される。これによれば、ボウル８０１の表面に付着する汚物や水垢をさらに軽減させることができる。

続いて、人体検知センサ（人体検知センサＢ）４５３が便器８００の前方にいる使用者を検知すると、バルブ４１３が閉じ、第１の流路切替弁４１７が第１の流路２５の側に切り替えられ、第２の流路切替弁４３１が排水側に切り替えられる（タイミングｔ２）。続いて、着座検知センサ４５５が使用者の便座２００からの離座を検知して（タイミングｔ３）から例えば約５秒程度が経過すると、便器洗浄が開始される（タイミングｔ５）。便器洗浄の動作は、例えば図２に関して前述した如くである。

続いて、便器洗浄が終了して（タイミングｔ６）から所定時間Ｔが経過すると、バルブ４１３が開き、第１の流路切替弁４１７が第２の流路２７の側に切り替えられ、第２の流路切替弁４３１が金属イオン水生成部４４０の側に切り替えられる（タイミングｔ７）。また、電解槽４２０への通電が開始され、噴霧用ポンプ４３２の動作が開始する（タイミングｔ７）。これにより、金属イオンを含む酸性水がボウル８０１の表面に噴霧される。

便器洗浄が終了して（タイミングｔ６）から金属イオンを含む酸性水がボウル８０１の表面に噴霧される（タイミングｔ７）までの所定時間Ｔは、ボウル８０１の表面が乾燥しない時間、具体的には、例えば約３０秒〜３０分程度である。本発明者らが得た知見によれば、便器洗浄が終了してから約３０分程度の時間の一例は、表面に釉薬層が形成された便器のボウルの表面が乾燥し始める時間である。これによれば、ケイ酸の重合を抑制し水垢の生成を抑制することができる。また、生成した水垢を容易に除去することができる。

このように、本具体例では、着座検知センサ４５５が使用者の便座２００からの離座を検知し（タイミングｔ３）、且つ便器洗浄が終了して（タイミングｔ６）から所定時間Ｔが経過したとき（タイミングｔ７）に、金属イオンを含む酸性水がボウル８０１の表面に噴霧される。これにより、使用者が便座２００に着座しているときに、金属イオンを含む酸性水が噴霧され使用者の臀部にかかることを回避できる。

続いて、人体検知センサ４５３が便器８００の前方にいる使用者を検知しなくなって（タイミングｔ４）から例えば約９０秒程度が経過すると、便蓋３００が閉じ、ＵＶ光源４８３が定期的に所定時間だけ紫外線をボウル８０１に照射する（タイミングｔ８以降）。このように、本具体例では、金属イオンを含む酸性水の噴霧が開始された（タイミングｔ７）後に、ＵＶ光源４８３からの紫外線の照射を開始する（タイミングｔ８）。これによれば、光触媒の活性が低下することを抑制することができる。

すなわち、本発明者らの得た知見によれば、光触媒層の表面に水垢が形成されると、紫外線が水垢の下の光触媒層に照射されない。そのため、光触媒の活性が著しく低下する場合がある。また、上水の水膜が形成されている状態で、その水膜に紫外線が照射されると、ケイ酸の重合が促進される。そのため、光触媒層と強固に固着する水垢が形成される。これについては、後に詳述する。これにより、その部位の光触媒の活性が著しく低下し、復元不能な場合がある。これに対して、本具体例では、金属イオンを含む酸性水の噴霧が開始された後にＵＶ光源４８３からの紫外線の照射を開始するため、ケイ酸成分の重合を抑制することができる。

なお、紫外線の照射のタイミングは、金属イオンを含む酸性水の噴霧のタイミングと重なっていてもよい。具体的には、金属イオンを含む酸性水の噴霧中に、紫外線の照射が開始されてもよい。また、水垢の生成を抑制できる範囲内であれば、紫外線の照射中に、金属イオンを含む酸性水の噴霧が開始されてもよい。
また、本具体例では、便器８００のボウル８０１の表面に光触媒層が形成されたトイレ装置の例を示したが、ボウル８０１の表面に光触媒層が形成されていない場合には、紫外線の照射は不要となる。

次に、本実施形態にかかるトイレ装置１０の動作の変形例について、図面を参照しつつ説明する。
図６は、本実施形態にかかるトイレ装置の動作の変形例を例示するタイミングチャートである。
また、図７は、本実施形態にかかるトイレ装置の動作の他の変形例を例示するタイミングチャートである。

図６に表したタイミングチャートの変形例は、使用者が大便の***行為を行う場合の例である。図７に表したタイミングチャートの変形例は、使用者が小便の***行為あるいはトイレの清掃行為を行う場合の例である。そのため、図６に表したタイミングチャートでは、着座検知センサ４５５が便座２００に着座した使用者を検知している一方で、図７に表したタイミングチャートでは、着座検知センサ４５５は便座２００に着座した使用者を検知していない。

図６および図７に表した変形例では、入室検知センサ４５１が使用者を検知しなくなった（タイミングｔ１２）後、且つ便器洗浄が終了して（タイミングｔ１１）から所定時間Ｔが経過したときに、水垢抑制手段（電解槽４２０、噴霧用ポンプ４３２）の動作が開始する（タイミングｔ１３）。所定時間Ｔについては、図５に関して前述した如くである。このように、金属イオンを含む酸性水の噴霧は、使用者あるいは清掃者がトイレ室から退室した後に行われてもよい。これによれば、金属イオンを含む酸性水が人体にかかることをより確実に回避できる。

図５〜図７に関して前述した具体例では、便器洗浄が終了してから所定時間Ｔが経過したときに酸性水の噴霧が開始される。これは、既存の便器８００に衛生洗浄装置１００を後付けするタイプの衛生洗浄装置の場合でも、便器洗浄の終了を検知することで実現可能である。また、酸性水の噴霧の開始のタイミングは、これだけに限定されるわけではない。例えば、着座検知センサ４５５が使用者の便座２００からの離座を検知してから所定時間Ｔや、人体検知センサ４５３が便器８００の前方にいる使用者を検知しなくなってから所定時間Ｔや、入室検知センサ４５１が使用者を検知しなくなってから所定時間Ｔや、便蓋開閉検知センサ４５７が便蓋３００の閉止を検知してから所定時間Ｔや、バルブ４１３が閉じてから所定時間Ｔや、溜水が確保されてから所定時間Ｔなどが経過したときに酸性水の噴霧が開始されもよい。

次に、本発明者らが行った実験について、図面を参照しつつ説明する。
図８は、水道水および酸性電解水の水質分析結果を表す表である。
また、図９〜図１２は、本実験における水垢除去性の評価結果の一例を例示する表である。

以下の実施例では、表面に釉薬層を形成したタイル（５ｃｍ×５ｃｍ）、および下記に記載するｐＨ調整水を試験液として用い、また対照として酸性電解水を用いて評価した。また、以下の実施例において行った摺動試験は以下の通りとした。

通常の水道水に硝酸（試薬特級和光純薬工業株式会社製）を添加し、ｐＨを１〜６に調整した溶液をｐＨ調整水とした。用いた水道水の水質分析結果を図８に示す。また、下記の組成の酸性電解水は電解水生成装置（ＴＥＫ５１１ＴＯＴＯ株式会社製）で作製した。

硝酸アルミニウム九水和物または硝酸銅六水和物（全て試薬特級和光純薬工業株式会社製）を水道水に溶解し、各金属イオンが１０００ｐｐｍになるように調整した溶液を金属イオン原液とした。この金属イオン原液を、ｐＨ調整水（ｐＨ１〜６）で希釈し、金属イオン濃度（０．１,０．５,１,５,１０ｐｐｍ）とｐＨ（ｐＨ１〜６）を各々調整した溶液を金属イオン添加ｐＨ調整水とした。

摺動試験については、ラビングテスター（太平理化工業株式会社製）を使用して、以下の方法で行う。不織布スポンジであるスコッチブライト（登録商標）（ＳＳ−７２Ｋ住友３Ｍ株式会社製）を２．２４ｃｍ角に切断したものを、両面テープを用いて不織布の部分が摺動面に当たるようにヘッドに接着したあと、蒸留水で濡らした。水垢付着部をデジタルマイクロスコープ（ＶＨＸ―９００株式会社キーエンス製）を用いて、倍率１００倍で観察を行った。次いで、２５０ｇの錘を載せて（荷重条件：４．９ｋＰａ）１０回数摺動し、上記と同じ条件でデジタルマイクロスコープを使用して観察を行い、水垢が除去されているかを判断した。なお、荷重条件：４．９ｋＰａでの１０回数の摺動は、通常の便器掃除の条件に相当する。評価は以下の通りとした。

○：１０回数摺動以内で水垢が除去された
×：５０回数摺動でも水垢が残った
ｐＨ調整水の水垢除去性を以下の方法で評価した。まず、表面に釉薬層を形成したタイル（５ｃｍ×５ｃｍ）にｐＨ調整水及び酸性電解水を２０μＬ滴下した後、４８時間常温で静置して水垢を乾燥付着させた。その後、摺動試験を行った。その結果は図９に示される通りであった。

硝酸アルミニウム九水和物を使用して調製したアルミニウムイオン添加ｐＨ調整水を試験液とした以外は、図９に関して前述した実施例と同様の方法で水垢除去性を評価した。その結果は図１０に示される通りであった。

硝酸銅六水和物を使用して調製した銅イオン添加ｐＨ調整水を試験液とした以外は、図９に関して前述した実施例と同様の方法で水垢除去性を評価した。その結果は図１１に示される通りであった。

硝酸アルミニウム九水和物または硝酸銅六水和物（全て試薬特級和光純薬工業株式会社製）を使用して調製した各種金属イオン原液を市販の電解水生成装置（ＴＥＫ５１１ＴＯＴＯ株式会社製）で生成した酸性電解水に適量添加し、狙いの金属イオン濃度（０．１,０．５,１,５,１０ｐｐｍ）に希釈したものを金属イオン添加酸性電解水とする。なお、用いた酸性電解水の水質分析結果を図８に示す。
金属イオン添加酸性電解水を試験液とした以外は、図９に関して前述した実施例と同様の方法で水垢除去性を評価した。その結果は図１２に示される通りであった。

以上、図８〜図１２に関して前述した実験結果によれば、ｐＨを約２．０〜５．０程度に調整した酸性水および金属イオン（本実施では、Ａｌ^３＋、Ｃｕ^２＋）を含む酸性水が蒸発して生成された水垢については、水垢除去性が良好であることが分かった。

次に、本発明者らが行った実験について、図面を参照しつつ説明する。
図１３は、紫外線の照射の有無による水垢生成の比較表である。
図１４および図１５は、本実験条件を説明するための模式図である。

図１５に表したように、本発明者らは、まず表面に光触媒層が形成されたタイル５１１を用意し傾斜させて配置した。続いて、制御部５０３によりバルブ５０５を開き、水源５０１から供給された洗浄水５０９を洗浄用吐水口５０７からシャワー状に約５秒間程度吐水させた。これにより、タイル５１１の表面に水膜が形成される。

続いて、図１４（ａ）に表したように、表面に水膜が形成された複数のタイル５１１のうちの第１のタイル５１１ａについては、常温で約３０分程度放置し表面を乾燥させた。一方、図１４（ｂ）に表したように、表面に水膜が形成された複数のタイル５１１のうちの第２のタイル５１１ｂについては、ＵＶ光源５１３から紫外線を第２のタイル５１１ｂの表面に照射させた状態で、常温で約３０分程度放置し表面を乾燥させた。

乾燥させた後の第１のタイル５１１ａおよび第２のタイル５１１ｂの表面状態（水垢の生成状態）は、図１３に表した如くである。図１３に表した「写真」は、図１５に表した範囲Ａ１のタイルの表面を撮影したものである。図１３に表した「水垢模式図」は、図１３に表した「写真」におけるタイルの表面に生成された水垢を模式的に表したものである。

これによれば、第２のタイル５１１ｂの表面に生成された水垢の範囲は、第１のタイル５１１ａの表面に生成された水垢の範囲よりも広い。そのため、水道水（上水）の水膜が形成されている状態で、その水膜に紫外線が照射されると、ケイ酸の重合が促進される、すなわち水垢が生成されやすいことが分かる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、トイレ装置１０および衛生洗浄装置１００などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などや噴霧ノズル４８１およびＵＶ光源４８３の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、本実施形態では、便器が洋式腰掛便器（大便器）である場合を例に挙げて説明したが、本実施形態の便器の範囲には小便器も含まれる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１トイレ装置、２３主流路、２５第１の流路、２７第２の流路、１００衛生洗浄装置、２００便座、３００便蓋、４００ケーシング、４０１給水手段、４１１制御部、４１３バルブ、４１５熱交換器ユニット、４１７第１の流路切替弁、４２０電解槽、４２４陽極板、４２５陰極板、４３１第２の流路切替弁、４３２噴霧用ポンプ、４３３バキュームブレーカ、４３５電磁ポンプ、４３７流量調整弁、４３９おしり洗浄ノズル、４４０金属イオン水生成部、４４１タンク、４４３アルミニウム、４５１入室検知センサ、４５３人体検知センサ、４５５着座検知センサ、４５７便蓋開閉検知センサ、４８１噴霧ノズル、４８３ＵＶ光源、５０１水源、５０３制御部、５０５バルブ、５０７洗浄用吐水口、５０９洗浄水、５１１タイル、５１１ａ第１のタイル、５１１ｂ第２のタイル、５１３ＵＶ光源、８００便器、８０１ボウル、８０３トラップ、８０５溜水、８１１ボウル給水口、８１３トラップ給水口

Claims

便器のボウルの表面を洗浄する洗浄手段と、
前記洗浄手段に洗浄水を供給する給水手段と、
前記ボウルの洗浄の後に前記ボウルの表面に残った洗浄水中のケイ酸成分の重合を抑制するケイ酸成分重合抑制剤としての酸性水を前記ボウルの表面に残った洗浄水に添加するケイ酸成分重合抑制手段と、
前記ボウルの表面が洗浄された後前記ボウルの表面が乾燥する前に、前記ケイ酸成分重合抑制手段の動作を開始させ前記ボウルの表面に残った洗浄水に前記酸性水を添加することにより前記ケイ酸成分の重合を抑制する制御を実行する制御部と、
を備えたことを特徴とするトイレ装置。
前記酸性水は、金属イオンを含むことを特徴とする請求項１記載のトイレ装置。
前記酸性水の酸性度は、ｐＨ２．５〜５．０であることを特徴とする請求項１または２に記載のトイレ装置。
前記ボウルの表面に光触媒層が形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のトイレ装置。