(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボウルを有し前記ボウルの表面に光触媒層が形成された便器と、
前記ボウルの表面に洗浄水を供給する給水手段と、
前記光触媒層に紫外線を含む光を照射する光照射手段と、
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、
前記ケイ酸成分重合抑制手段の動作を開始した後に前記紫外線を含む光の照射を開始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。
【請求項２】
前記ケイ酸成分重合抑制剤は、金属イオンを含む酸性水であることを特徴とする請求項１記載のトイレ装置。
【請求項３】
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２記載のトイレ装置。
【請求項４】
前記金属イオンは、Ａｌ３＋およびＣｕ２＋の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２または３に記載のトイレ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の態様は、一般的に、トイレ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、便器への汚物の付着を抑制するために、使用者が便器を使用する前に予め便器のボウル面に洗浄水を吐水し、水膜を形成するトイレ装置がある。一方で、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１）。またさらに、結晶性酸化チタンとシリカを含有する層が便器表面に形成された便器がある（特許文献２）。特許文献２に記載された便器は、光触媒の活性に伴う親水化作用と、光触媒の分解活性によって残存する汚物や菌などを分解する分解作用と、を有する。光触媒層が形成されたボウル面は、汚物の付着を抑制したり、汚物の分解を行うため、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。
【０００３】
しかし、便器洗浄を行う洗浄水には、溶性ケイ酸が溶存している。洗浄水が蒸発しボウル面が乾燥すると、ボウル面に水垢が形成される。そのため、光触媒層の表面に水垢が形成されると、光触媒の活性を維持するための紫外線が水垢の下の光触媒層に照射されない。この点においては、改善の余地がある。また、光触媒層の表面に残った残水に紫外線が照射されると、シラノール基の脱水縮合反応が進み水垢が生成されやすくなる。この点においては、改善の余地がある。
【０００４】
これに対して、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３）。しかし、特許文献３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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−９２２７８号公報
【特許文献２】特開平９−７８６６５号公報
【特許文献３】特許第４３５８５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、光触媒層が表面に形成された便器において、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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、ボウルを有し前記ボウルの表面に光触媒層が形成された便器と、前記ボウルの表面に洗浄水を供給する給水手段と、前記光触媒層に紫外線を含む光を照射する光照射手段と、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、前記ケイ酸成分重合抑制手段の動作を開始した後に前記紫外線を含む光の照射を開始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。
【０００８】
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８００を維持することができる。
【０００９】
光触媒を活性化させるためには、あるいは光触媒の活性を維持するためには、光触媒層が形成されたボウルの表面に紫外線を定期的に照射する必要がある。しかし、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。すると、光触媒の活性が著しく低下する場合がある。また、水膜がボウルの表面に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。
【００１０】
これに対して、この発明によれば、ケイ酸成分重合抑制手段の動作を開始した後に紫外線を含む光の照射を開始する。そのため、ケイ酸の重合を抑制し、生成した水垢を容易に除去することができる。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。また、形成された水垢を清掃で容易に除去することができ、光触媒の活性を回復させることができる。
【００１１】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記ケイ酸成分重合抑制剤は、金属イオンを含む酸性水であることを特徴とするトイレ装置である。
【００１２】
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、通常、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、本発明者らは、酸性領域では、コーヒーステイン現象は起きないという知見を得た。酸性領域では、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、生成した水垢を容易に除去できる。
【００１３】
また、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（ＳｉＯ２）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。
【００１４】
また、第３の発明は、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。
【００１５】
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。
【００１６】
また、第４の発明は、第２または第３の発明において、前記金属イオンは、Ａｌ３＋およびＣｕ２＋の少なくとも１つを含むことを特徴とするトイレ装置である。
【００１７】
このトイレ装置によれば、Ａｌ３＋およびＣｕ２＋の少なくともいずれかは、生成した水垢においてケイ酸（ＳｉＯ２）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、Ａｌ３＋およびＣｕ２＋の少なくともいずれかが溶出する。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。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の態様によれば、光触媒層が表面に形成された便器において、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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】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。
【図２】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３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】紫外線の照射の有無による水垢生成の比較表である。
【図７】本実験条件を説明するための模式図である。
【図８】本実験条件を説明するための模式図である。
【図９】金属イオンを含む酸性水の噴霧の有無による水垢除去性の評価結果の一例を例示する表である。
【図１０】本実験条件を説明するための模式図である。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】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。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
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と、その上に設けられた衛生洗浄装置１００と、を備える。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。ボウル８０１の表面には、光触媒層が形成されている。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。
【００２２】
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（光照射手段）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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
また、前述したように、本実施形態のボウル８０１の表面には、光触媒層が形成されている。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。
【００２７】
「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。
【００２８】
光触媒を活性化させるためには、あるいは光触媒の活性を維持するためには、光触媒層が形成されたボウル８０１の表面に紫外線を定期的に照射する必要がある。すなわち、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。
【００２９】
なお、本願明細書において、「紫外線」とは、可視光線よも波長が短く、軟Ｘ線よりも波長が長い光をいう。具体的には、波長が１０ナノメータ〜４００ナノメータの光をいう。
【００３０】
しかし、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。すると、光触媒の活性が著しく低下する場合がある。また、水膜がボウル８０１の表面に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。
【００３１】
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、生成した水垢を容易に除去することができる。
【００３２】
そして、本実施形態にかかるトイレ装置１０は、金属イオンを含む酸性水の噴霧を開始した後にＵＶ光源４８３からの紫外線の照射を開始する。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。また、形成された水垢を清掃で容易に除去することができ、光触媒の活性を回復させることができる。
【００３３】
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、ケイ酸成分の重合が進まない範囲内であれば、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。
【００３４】
ボウル８０１に残った残水に金属イオンを含む酸性水を添加することで、生成した水垢を容易に除去できる理由は、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。
【００３５】
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。
【００３６】
金属イオンを含む酸性水の酸性度は、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、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ＳｉＯ２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。
【００３７】
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（Ａｌ３＋）や銅イオン（Ｃｕ２＋）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（ＳｉＯ２）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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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４１１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。
【００４５】
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（Ａｌ３＋）である場合を例に挙げて説明する。
【００４６】
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。
【００４７】
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Ａｌ３＋）を含む酸性度の高い水溶液が生成される。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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、前述したように、ボウル８０１の表面の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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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、生成した水垢を容易に除去することができる。
【００６２】
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。
【００６３】
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、ケイ酸成分の重合を抑制することができる。また、形成された水垢を清掃で容易に除去することができ、光触媒の活性を回復させることができる。
【００６４】
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６は、紫外線の照射の有無による水垢生成の比較表である。  
また、図７および図８は、本実験条件を説明するための模式図である。
【００６５】
図８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。
【００６６】
続いて、図７（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７（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。
【００６７】
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６に表した如くである。図６に表した「写真」は、図８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６に表した「水垢模式図」は、図６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。
【００６８】
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。
【００６９】
図９は、金属イオンを含む酸性水の噴霧の有無による水垢除去性の評価結果の一例を例示する表である。  
また、図１０は、本実験条件を説明するための模式図である。
【００７０】
本実験の水垢除去性の試験については、以下の方法で行った。まず、本発明者らは、表面に光触媒層が形成されたタイル５１１を用意し、タイル５１１の分解活性の初期値を測定した。分解活性の値の測定については、ＪＩＳ規格番号Ｒ１７０３−２（ＪＩＳ規格名称：ファインセラミックス−光触媒材料のセルフクリーニング性能試験方法−第２部：湿式分解性能）で定められた方法により測定した。
【００７１】
続いて、図１０に表したように、タイル５１１を傾斜させて配置した。続いて、制御部５０３により第１のバルブ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。
【００７２】
それから２５秒後に、制御部５０３により第２のバルブ５１５を開き、金属イオン含有酸性水生成手段５１７により生成されたアルミニウムイオンを含む酸性水を噴霧ノズル５１９から約５秒間程度噴霧させた。これにより、タイル５１１に残った残水にアルミニウムイオンを含む酸性水が添加される。  
続いて、タイル５１１を約２５分程度放置し、タイル５１１の表面を乾燥させた。
【００７３】
金属イオン含有酸性水生成手段５１７により生成され噴霧ノズル５１９から噴霧される酸性水については、酸性度をｐＨ３．５、４、４．５、５に調整した。また、それぞれの酸性度において、アルミニウムイオン濃度を０．５、１、３、５ｐｐｍに調整した。
【００７４】
続いて、摺動試験を行う前に、タイル５１１の分解活性の値を再び測定した。続いて、タイル５１１を酸性洗剤（サンポール（登録商標）：大日本除虫菊株式会社製）に約５分間程度浸漬させた。
【００７５】
続いて、ラビングテスター（太平理化工業株式会社製）を使用して、以下の方法で摺動試験を行った。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２ｃｍ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。次いで、荷重５０ｇ／ｃｍ２で１０回数摺動させた。なお、荷重条件：５０ｇ／ｃｍ２での１０回数の摺動は、通常の便器掃除の条件に相当する。
【００７６】
続いて、摺動試験を行った後に、タイル５１１の分解活性の値を再び測定した。評価は、以下の通りとした。
○：分解活性の回復率（摺動後の分解活性の値／分解活性の初期値）８０％以上
×：分解活性の回復率（摺動後の分解活性の値／分解活性の初期値）８０％未満
本実験の水垢除去性の試験結果の一例は、図９に表した如くである。なお、図９に表した表において、酸性度が「ｐＨ７」およびアルミニウムイオン濃度が「０ｐｐｍ」の項目は、アルミニウムイオンを含む酸性水が噴霧されていないタイル５１１の評価結果を表している。
【００７７】
これによれば、アルミニウムイオンを含む酸性水が噴霧されていないタイル５１１の分解活性の回復率は、８０％未満である。これに対し、アルミニウムイオンを含む酸性水が噴霧されたタイル５１１の分解活性の回復率は、８０％以上のものを含む。また、アルミニウムイオン濃度が１、３、５ｐｐｍである場合には、酸性度がｐＨ３．５である場合を除き、分解活性の回復率が８０％以上を示した。これにより、酸性水に金属イオンが添加されると、光触媒層に形成された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ことが分かる。
【００７８】
図１１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１２〜図１５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。
【００７９】
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。
【００８０】
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１１に示す。また、下記の組成の酸性電解水は電解水生成装置（ＴＥＫ５１１  ＴＯＴＯ株式会社製）で作製した。
【００８１】
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。
【００８２】
摺動試験については、２．２４ｃｍ角に切断したスコッチブライトを使用すること、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倍で観察を行うこと、および２５０ｇの錘を載せて（荷重条件：４．９ｋＰａ）１０回数摺動させることを除き、図９および図１０に関して前述した摺動試験と同様である。
【００８３】
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１２に示される通りであった。
【００８４】
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１２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１３に示される通りであった。
【００８５】
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１２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１４に示される通りであった。
【００８６】
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（ＴＥＫ５１１  ＴＯＴＯ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１１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１２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１５に示される通りであった。
【００８７】
以上、図１１〜図１５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、Ａｌ３＋、Ｃｕ２＋）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。
【００８８】
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。
【符号の説明】
【００８９】
１０ 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 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、  ４８３ ＵＶ光源、  ５０１ 水源、  ５０３ 制御部、  ５０５ バルブ（第１のバルブ）、  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、  ５１３ ＵＶ光源、  ５１５ 第２のバルブ、  ５１７ 金属イオン含有酸性水生成手段、  ５１９ 噴霧ノズル、  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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図６】
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【図７】
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