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【発明の名称】 ドラム式洗濯機
【発明者】 【氏名】小池 敏文
【氏名】太田 義注
【氏名】永野 洋介
【氏名】鹿森 保
【氏名】大杉 寛
【課題】洗濯水に含まれ、洗剤の働きに悪影響を及ぼすカルシウムイオン、マグネシウムイオンを除去し、洗浄力が向上したドラム式洗濯機を提供する。

【解決手段】外槽３内に給水する給水経路の給水弁２８と洗剤投入ケース３０の間でかつ外槽３より上部に、ナトリウム型強酸性陽イオン交換樹脂を内部に充填した円筒容器４１と、その上部に設けた塩水容器４２と、この中に設置した複数回の再生が可能な量の塩を収容する塩容器４５とを有するイオン除去装置４０を設ける。塩水容器４２内に供給した水に塩容器４５から塩を溶解し約１０％濃度の塩水を生成する。そして、洗い及びすすぎ給水終了毎に、あるいは水道水硬度と供給水量により決定される間隔で前記塩水をイオン交換樹脂に流下し、イオン交換樹脂を自動的に再生処理する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】洗濯物を収容して洗濯を行う洗濯槽と、該洗濯槽に給水する給水装置と、前記洗濯槽内の水を排水する排水装置とを備えたドラム式洗濯機において、前記給水装置は、給水弁と該給水弁の下流側に洗剤を投入する容器と、給水に含まれるイオンを除去するイオン除去手段とを備え、該イオン除去手段を前記給水弁と前記洗剤投入容器との間に設けたことを特徴とするドラム式洗濯機。
【請求項２】洗濯物を収容して洗濯を行う洗濯槽と、該洗濯槽に給水する給水装置と、前記洗濯槽内の水を排水する排水装置と、洗濯の工程の制御する制御装置とを有するドラム式洗濯機において、前記給水装置の途中に前記給水に含まれるイオンを除去するイオン除去装置を設け、前記制御装置で前記給水装置を制御して洗い工程の給水中に一旦給水を中断し、前記洗い工程を途中まで行い、その後前記給水装置による給水を再開し規定量の水を給水することを特徴とするドラム式洗濯機。
【請求項３】洗濯物を収容して洗濯を行う洗濯槽と、該洗濯槽に給水する給水装置と、前記洗濯槽内の水を排水する排水装置と、洗濯の工程の制御する制御装置とを有するドラム式洗濯機において、前記給水装置の途中に、前記給水に含まれるイオンを除去するイオン除去装置を設けると共に、該イオン除去装置のイオン除去機能を再生する再生装置を設け、前記制御装置で前記給水装置を制御して洗い工程の給水中に一旦給水を中断し、前記洗い工程を途中まで行い、その後前記給水装置による給水を再開し規定量の水を給水すると共に、給水を中断している間に前記イオン除去装置のイオン除去機能を再生することを特徴とするドラム式洗濯機。
【請求項４】洗濯物を収容して洗濯を行う洗濯槽と、該洗濯槽に給水する給水装置と、前記洗濯槽内の水を排水する排水装置と、洗い、すすぎ及び脱水の各洗濯工程を制御する制御装置とを有するドラム式洗濯機において、前記給水装置の途中に、前記給水に含まれるイオンを除去するイオン除去装置を設けると共に、該イオン除去装置のイオン除去機能を再生する再生装置を設け、前記制御装置で前記給水装置及び前記再生装置を制御し、洗い工程の給水の終了後に前記イオン除去装置を再生し、すすぎ工程でイオンを除去した軟水を給水することを特徴とするドラム式洗濯機。
【請求項５】洗濯を行う洗濯槽と、該洗濯槽に給水する給水手段と、前記洗濯槽内の水を排水する排水手段とを備えたドラム式洗濯機において、前記給水手段は、給水弁と注水ケースと該注水ケース内に設けた洗剤投入ケースと前記注水ケースと前記洗濯槽とを結ぶ注水パイプと前記給水に含まれるイオンを除去するイオン除去手段とからなり、該イオン除去手段は、前記給水弁と前記洗剤投入ケースとの間に設けたことを特徴とするドラム式洗濯機。
【請求項６】洗濯を行う洗濯槽と、該洗濯槽に給水する給水手段と、前記洗濯槽内の水を排水する排水手段とを備えたドラム式洗濯機において、前記給水手段は、給水弁と注水ケースと該注水ケース内に設けた洗剤投入ケースと前記注水ケースと前記洗濯槽とを結ぶ注水パイプと前記給水に含まれるイオンを除去するイオン除去手段とからなり、該イオン除去手段は、前記洗濯槽より上部に設けたことを特徴とするドラム式洗濯機。
【請求項７】洗濯を行う洗濯槽と、該洗濯槽に給水する第１の給水手段と、前記洗濯槽内の水を排水する排水手段とを備えたドラム式洗濯機において、前記給水手段は、給水弁と注水ケースと該注水ケース内に設けた着脱可能な洗剤投入ケースと前記注水ケースと前記洗濯槽とを結ぶ注水パイプと前記給水に含まれるイオンを除去するイオン除去手段とからなり、該イオン除去手段は、イオン交換樹脂を充填した樹脂容器と、前記イオン交換樹脂のイオン除去能力を再生させる再生剤を収容する再生剤容器と、前記樹脂容器の上部に配置されかつ前記再生剤容器を内部に配置し、第２の給水手段から給水される水に前記再生剤容器から略規定量の再生剤が溶解して生成された略規定濃度の再生水を貯蔵する再生水容器と、該再生水容器底部に前記注水ケース底面を貫通し前記樹脂容器と連通して設けられ前記貯水した再生水を前記樹脂容器に流下させる通路と、前記樹脂容器底部と前記排水手段とを接続する再生水排出路を備え、前記再生水容器は、前記洗剤投入ケース内に配置されたことを特徴とするドラム式洗濯機。
【請求項８】洗濯を行う洗濯槽と、該洗濯槽に給水する第１の給水手段と、前記洗濯槽内の水を排水する排水手段と、洗い、すすぎ及び脱水の各工程の制御を行う制御手段とを有するドラム式洗濯機において、前記給水手段の途中に前記給水に含まれるイオンを除去するイオン除去手段を設け、前記イオン除去手段は、イオン交換樹脂を充填した樹脂容器と、底面及び側面がメッシュフィルタで作られ前記イオン交換樹脂のイオン除去能力を再生させる再生剤を収容する再生剤容器と、前記樹脂容器の上部に配置されかつ全記載製剤容器を内部に配置し、第２の給水手段から給水される水に前記再生剤容器から略規定量に再生剤が溶解して生成された略規定濃度の再生水を貯蔵する再生水容器と、該再生水容器底部に前記注水ケース底面を貫通し前記樹脂容器と連通して設けられ前記貯水した再生水を前記樹脂容器に流下させるサイホンと、前記樹脂容器底部と前記排水手段とを接続する再生水排出路と、該再生水排水路の開閉を行う再生水排出弁とを備え、前記制御手段は、まず、前記第１の給水手段による前記洗い工程及びすすぎ工程の給水後に前記第２の給水手段を動作させ前記再生水容器に１回目の給水を行い、次に前記洗い工程及びすすぎ工程が終了した後で前記再生水排出弁を開き前記排水手段を動作させると共に前記第２の給水手段を動作させて前記再生水容器内に２回目の給水を行い前記イオン交換樹脂を再生し、その後第１の給水手段を動作させ前記樹脂容器内が水で満たされる量を給水し前記再生水排出路から排水する工程を複数回行うことを特徴とするドラム式洗濯機。
【請求項９】洗濯を行う洗濯槽と、該洗濯槽に給水する第１の給水手段と、前記洗濯槽内の水を排水する排水手段と、洗い、すすぎ及び脱水の各工程の制御を行う制御手段とを有するドラム式洗濯機において、前記給水手段の途中に前記給水に含まれるイオンを除去するイオン除去手段を設け、前記イオン除去手段は、イオン交換樹脂を充填した樹脂容器と、底面及び側面がメッシュフィルタで作られ前記イオン交換樹脂のイオン除去能力を再生させる再生剤を収容する再生剤容器と、前記樹脂容器の上部に配置されかつ全記載製剤容器を内部に配置し、第２の給水手段から給水される水に前記再生剤容器から略規定量に再生剤が溶解して生成された略規定濃度の再生水を貯蔵する再生水容器と、該再生水容器底部に前記注水ケース底面を貫通し前記樹脂容器と連通して設けられ前記貯水した再生水を前記樹脂容器に流下させるサイホンと、前記樹脂容器底部と前記排水手段の下流側とを接続する再生水排出路と、該再生水排水路の開閉を行う再生水排出弁とを備え、前記制御手段は、まず、前記第１の給水手段による前記洗い工程及びすすぎ工程の給水中で一旦該給水を中断し前記第２の給水手段を動作させ前記再生水容器に１回目の給水を行い、次に該１回目の給水終了後規定時間が経過した後で前記再生水排出弁を開くと共に前記第２の給水手段を動作させて前記再生水容器内に２回目の給水を行い前記イオン交換樹脂を再生し、その後第１の給水手段を動作させ前記樹脂容器内が水で満たされる量を給水し前記再生水排出路から排水する工程を複数回行い、再び前記第１の給水手段による給水を再開することを特徴とするドラム式洗濯機。
【請求項１０】洗濯を行う洗濯槽と、該洗濯槽に給水する第１の給水手段と、前記洗濯槽内の水を排水する排水手段と、洗い、すすぎ及び脱水の各工程の制御を行う制御手段とを有するドラム式洗濯機において、前記給水手段の途中に前記給水に含まれるイオンを除去するイオン除去手段を設け、前記制御手段は、前記給水の硬度を測定もしくは入力する手段と、前記硬度及び前記イオン交換樹脂のイオン除去能力と硬度の関係を記憶する記憶素子と、前記洗濯槽に供給された水量を測定する手段を備え、前記給水の硬度と前記洗濯槽に供給された水量に応じて、前記イオン交換樹脂の再生時期を決定することを特徴とするドラム式洗濯機。
【請求項１１】洗濯を行う洗濯槽と、該洗濯槽に給水する給水手段と、前記洗濯槽内の水を排水する排水手段と、洗い、すすぎ及び脱水の各工程の制御を行う制御手段とを有するドラム式洗濯機において、前記給水手段の途中に前記給水に含まれるイオンを除去するイオン除去手段を設け、前記制御手段は、前記給水手段による前記洗い工程の給水中に一旦給水を中断し、前記洗い工程を途中まで行い、その後前記給水手段による給水を再開し規定量の水を給水することを特徴とするドラム式洗濯機。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、洗濯に用いる水から硬度成分を除去する手段を搭載したドラム式洗濯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】硬度成分としてのカルシウムイオン、マグネシウムイオンという２価の陽イオンが洗剤の洗浄力に大きな影響を及ぼすことが知られている。これらは洗剤中の界面活性剤と反応して水不溶性の金属石けんを生成するため、洗浄に寄与する界面活性剤の量が減少し、洗浄力を低下させる。合成洗剤では、硬度の影響を小さくするために、ビルダーの一つとしてゼオライトが配合されている。ゼオライトは、けい酸とアルミナを主成分とした水に不溶性の白色の微粒子であり、ゼオライト中のナトリウムイオンと水中のカルシウム、マグネシウムなどの多価陽イオンとがイオン交換し、水を軟水化する効果がある。しかし、ゼオライトが多価陽イオンを除去する間に、これら多価陽イオンは洗剤の界面活性剤とも反応するため、金属石けんの生成を完全に防ぐことはできない。本来ならば洗濯用水からこれらイオンを除去した後の水に洗剤を溶かして洗濯に用いる方が好ましい。さらにビルダーとして水不溶性のゼオライトを洗剤に多量に混入すると、洗濯後の衣類にゼオライト粒子が付着するという問題もある。
【０００３】これら金属イオンを除去して洗濯を行う洗濯機が特開平１１−１５１３９７号公報に記載されている。この洗濯機では、水の硬度を判定する硬度判定手段と、硬水を軟水にする軟水化手段とを備え、洗濯槽へ給水する水の硬度を検出し、硬度に応じた量だけ洗濯槽へ給水される水を軟水化している。また、上記公報には、軟水化手段の他に、この軟水化手段に用いられている陽イオン交換樹脂を再生する再生機構が開示されている。この再生機構は、陽イオン交換樹脂の再生に用いる塩を投入する塩投入手段と、再生時に陽イオン交換樹脂からの排水を洗濯機外部へ排出する排水経路とによって構成されている。さらに詳細には、塩溶液又は食塩が予め入れられた塩ケースを設け、この塩ケースから自動的に１回分の塩溶液又は食塩を放出し、給水経路を通る水と共に軟水化部へ送り、陽イオン交換樹脂を再生する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の洗濯機では、水道水の硬度が陽イオン交換樹脂の軟水化能力を超える場合には、洗濯水量を少なくして洗剤の能力を上げ、かつより長い時間洗いを行うようにしており、硬度が非常に高い場合の軟水化への配慮が十分ではない。
【０００５】また、洗剤の洗浄効果の低下を防ぐための軟水化については配慮しているが、すすぎ水の軟水化とその効果に関しては配慮されていない。硬度成分は、すすぎに対しても影響を及ぼす。すすぎは、洗濯で衣類から取り除かれた汚れ成分を洗濯槽から排除し、再び衣類へ付着しないようにすることと、衣類に吸着した洗剤を取り除くために行う。衣類に吸着した洗剤中の界面活性剤は、すすぎ水で希釈され、衣類から離脱する。この時、すすぎ水が硬度成分を多く含む硬水では、硬度成分と界面活性剤が結合し金属石けんを作る。界面活性剤が衣類に吸着した状態で金属石けん化すると、これを取り除くことは困難となる。従って、すすぎ後も衣類に金属石けんが付着した状態となり、衣類の肌触りが悪化（ゴワゴワ感）し、着心地も悪くなる。
【０００６】例えば、一般的にヨーロッパやアメリカでは日本よりも硬度の非常に高い水が用いられている。
【０００７】ヨーロッパで主流のドラム式洗濯機では、お湯を使うことで洗浄力の低下を防いでいる。しかし、温度を上げるためには多くの電力が必要である。例えば、３０Ｌの水を２０℃から６０℃まで上げるためには、完全に断熱したとしても約１．４ｋＷｈの消費電力量となる。これは、水で洗濯する場合の消費電力量に対し、お湯を作るだけで約１０倍の電力量である。最近は、電気製品に地球温暖化防止のための省エネルギ化が求められている。このため、ドラム式洗濯機では、洗濯水の温度を下げることが課題となっており、このためには、お湯以外の方法で洗浄力を高めることが必要である。
【０００８】本発明の第１の目的は、硬度の高い水に対しても高い洗浄効果を得ることができる洗濯機を提供することにある。
【０００９】また、本発明の第２の目的は、洗剤による洗浄効果を高めるばかりでなく、すすぎを含めて洗濯性能を向上させた洗濯機を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成するために、本発明のドラム式洗濯機は、洗濯物を収容して洗濯を行う洗濯槽と、この洗濯槽に給水する給水装置と、洗濯槽内の水を排水する排水装置とを備えたドラム式洗濯機において、給水装置に、給水弁とこの給水弁の下流側に洗剤を投入する容器と、給水に含まれるイオンを除去するイオン除去手段とを備え、イオン除去手段を給水弁と洗剤投入容器との間に設ける。
【００１１】このとき、洗濯の工程の制御する制御装置で、洗い工程の給水中に一旦給水を中断し、洗い工程を途中まで行い、その後給水を再開して規定量の水を給水するとよい。
【００１２】また、上記第２の目的を達成するために、洗い工程の給水の終了後にイオン除去装置を再生し、すすぎ工程でイオンを除去した軟水を給水する。
【００１３】上記のイオン除去装置としては、イオン交換機能材を用い、再生処理では再生処理剤を用いてイオン交換機能材のイオン交換機能を再生すると良い。また、再生処理剤としては、例えば、塩或いは塩水を用いることができる。しかし、イオン除去装置のコンパクト化のためには、塩を貯めておき、再生毎に水を給水して塩水を作って使用することが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態例に係る洗濯機を、図面を用いて説明する。
【００１５】図１は本発明の一実施の形態例に係るドラム式洗濯機の外観図であり、図２は図１のＡＡ線に沿う縦断面図である。
【００１６】ドラム式洗濯機は，外枠１内に防振ばね（引っ張りコイルばね）１１と摩擦ダンパー１２等によって外槽３を緩衝支持（防振支持）する構成となっている。外枠１の正面１ｂ中央部には洗濯物の投入口１ａが形成されており、上部には天板２が設けられている。
【００１７】外槽３は、筒体部４と側板５、６とで構成され、洗い及びすすぎ時に洗濯水及びすすぎ水を収容する。筒体４の下部には排水口４ａが、側板５の中央部には洗濯物の投入口５ａが形成されている。排水口４ａの下部には排水ベローズ２３を介して排水ポンプ２４が設けられており、排水ポンプ２４の吐出口には排水ホース２５が接続されている。排水ホース２５は、外枠１の背面１ｃから洗濯機外へ出て、洗濯機設置場所の排水設備（図示せず）に接続される。排水ベローズ２３の下部２３ｂには圧力ホース２６が取り付けられており、圧力ホース２６の他端は、外枠１上部に設けた水位センサ２７に接続されている。
【００１８】洗濯槽と脱水槽を兼ねるドラム７は、筒体部８、側円板９、１０とで構成され、外槽４の側板６の中心部に固定された軸受筒１３で水平に支持され、外槽３の中に回転自在に収容されている。筒体部８には、全周に脱水穴として機能する直径４〜５ｍｍの小穴８ａが多数穿孔され、内部には洗濯物（図示せず）を撹拌する複数個のリフタ１４が設置されている。側円板９には中央部に洗濯物の投入口９ａが形成され、側円板１０にはドラム駆動軸１５が一体に嵌着されたハブ１６が固定されている。
【００１９】椀状に形成されたガラス窓等により構成された蓋１７は、外枠１に形成された洗濯物の投入口１ａに係合して、外槽３内の洗濯水の流出を阻止するため、ベローズ１８に密接している。運転中、蓋１７はソレノイドなどからなる蓋ロック装置（図示せず）が作動して閉じられている。洗濯物は、前記蓋１７を開閉して出し入れされる。ベローズ１８は、弾性に富むゴムなどで形成され、、外枠１の開口部（洗濯物の投入口１ａ）と外槽２の開口部（洗濯物の投入口５ａ）を水密、かつ柔軟に連結している。
【００２０】ドラム７を回転駆動する駆動部は、整流子モータ、インバータモータ、または直流モータ等の類である可変速度型のモータ１９と、モータ１９の軸に締結された小プーリ２０、ドラム駆動軸１５に締結された大プーリ２１、両プーリ間に掛けられたベルト２２とで構成されている。洗い及びすすぎ時には、ドラム７は、例えば毎分５０回転前後で正逆回転され、脱水時には、初めに毎分１２０回転前後の低速で、続いて定格脱水回転数の毎分９００回転の高速で回転させられる。
【００２１】外枠１の上部には、電磁弁２８、イオン除去装置４０、注水ケース６５などの給水部品が設けられており、上部前面側には、マイクロコンピュータ等の電気部品を収納する操作箱６１が設けられている。注水ケース６５の底面には注水パイプ３９が接続されており、注水パイプ３９の他端は外槽３の筒体部４に接続されている。
【００２２】操作箱６１の前面には図３に示す操作パネル３１が取り付けてあり、操作箱６１内には、制御部であるマイクロコンピュータなどを内蔵した制御回路３３が設けられている。操作パネル３１には、電源スイッチ３８、各種表示器３５、各種操作ボタン３４、ブザー（図示せず）等が配置されており、使用者が操作ボタン３４で洗濯機を操作し、またその動作状態を表示器３５で確認できるようになっている。また、イオン除去装置４０の再生に使用する塩の補充を催告表示する塩補充表示３６と、塩の補充完了後、塩補充表示３６を消灯させる塩補充完了ボタン３７がある。
【００２３】操作パネル３１と並んで、洗剤や柔軟仕上げを投入する洗剤投入ケース３０が設けられている。洗剤投入ケース３０は、注水ケース６５内に設けられており、注水ケース６５から引き出し、洗剤や柔軟仕上げ剤を投入する構造になっている。
【００２４】図４は、天板２を取り外した時の給水部品の平面図である。外枠１の背面１ｃ上部には、水道栓等からの給水ホースが接続される水道栓口２９が設けられている。水道栓口２９は、電磁弁２８に接続されている。電磁弁２８は、給水電磁弁２８ａ、塩給水電磁弁２８ｂ、仕上剤給水電磁弁２８ｃの３連弁である。給水電磁弁２８ａの隣にはイオン除去装置４０、注水ケース６５が設けられている。給水電磁弁２８ａは、給水パイプＢ６２でイオン除去装置４０に接続されている。塩給水電磁弁２８ｂは、給水管５４でイオン除去装置４０に接続されている。仕上剤給水電磁弁２８ｃは、給水パイプＣ６３で注水ケース６５に接続されている。イオン除去装置４０と注水ケース６５は、注水パイプＡ５９で接続されている。このように、イオン除去装置４０を電磁弁２８と注水ケース６５の間でかつ両者に隣接して設置することで、これらの間をつなぐ給水路を短くすることができる。このため、給水路の配管抵抗を少なくでき、給水流量の低減を防ぐことができる。また、給水部品をコンパクトに配置することができる。
【００２５】図５、図６に本発明の主要構成であるイオン除去装置４０の詳細を示す。図５は、イオン除去装置４０及び洗剤投入ケース３０の全体斜視図、図６はイオン除去装置４０の縦断面図である。イオン除去装置４０は、円筒容器４１と、その上部に設けた塩水容器４２及び、塩水容器内に設けた塩容器４５とで構成される。塩水容器４２は、洗剤投入ケース３０と一体に形成されている。洗剤投入ケース３０は、手前側に洗剤投入部３０ａと柔軟仕上剤投入部３０ｂが、奥には塩水容器４２が設けられている。洗剤と柔軟仕上材の投入時には、洗剤投入ケース３０を中ごろまで引き出し、塩投入時には、全て引き出す。
【００２６】円筒容器４１には樹脂ケース４７が円筒容器４１対して下部空間４９、上部空間５０を有するように設けられ、樹脂ケース４７は外周部に設けたねじ４７ｄで円筒容器４１に固定されている。下部空間４９の高さは、イオン除去装置４０の高さを抑えるために３〜５ｍｍとなっている。樹脂ケース４７の外周部にはシール部材Ａ５５が設けてあり、水が円筒容器４１と樹脂ケース４７との隙間を流れるのを防止している。また、樹脂ケース４７の上面には中心部に孔を有する上板４８があり、樹脂ケース４７に接着あるいは溶着で固定されているされている。
【００２７】樹脂ケース４７の高さ方向のほぼ中央と下面にはメッシュフィルタ４７ａが設けられており、上下のメッシュフィルタ４７ａ間で樹脂室５２を形成している。樹脂室５２にはイオン交換機能材としてのナトリウム型強酸性陽イオン交換樹脂（以下、イオン交換樹脂と呼ぶ）５１が充填されている。メッシュフィルタ４７ａは、イオン交換樹脂５１の樹脂室５２からの流出や、樹脂室５２への異物の侵入を防いでいる。イオン交換樹脂５１は、一般に広く用いられているビーズ状のものの他、繊維状にしたものであってもよい。
【００２８】円筒容器４１の下部には、下部空間４９に開口するスリット状の入水口４１ａが、下部空間４９底部には再生水排出口４１ｃが設けられている。給水電磁弁２８ａに接続された給水パイプＢ６２は、入水口４１ａに繋がっている。再生水排出口４１ｃには再生水排出弁４４が取り付けられており、再生水排出弁４４の出口には、排水チューブ５８が接続され、排水チューブ５８の他端は、排水ベローズ２３の下部２３ａに接続されている。
【００２９】上部空間５０と樹脂ケース４７の外周面に設けられた円周溝４７ｂとは、樹脂ケース４７に設けた複数個の孔４７ｃで連通している。円筒容器４１には、円周溝４７ｂと通じるように吐出口４１ｂが設けられている。吐出口４１ｂと洗剤投入ケース３０は給水パイプＡ５９で接続されている。
【００３０】上部空間５０の上方には逆止弁５３が設けられている。逆止弁５３は、ボール５３ａと弁座５３ｂで構成されている。ボール５３ａは密度が１（ｇ／ｃｍ3）以下の材質、例えばポリプロピレン製である。これは、水道水圧が低く流量が非常に少ない（水の流速が遅い）場合でも、上部空間に水があるとボール５３ａは浮き上がり、弁座５３ｂに密着するため、給水中に水が上部へ漏れるのを確実に防ぐことができるからである。給水時以外は、上部空間５０の水はなくなるためため、ボール５３ａは自重で落ち、孔４６ａは開いた状態となる。弁座５３ｂは、上板４８の下面に設けた凹状の窪み部４８ａに装着されている。弁座５３ｂはゴム製であり、中心部に設けた孔は、後述するサイホン４６の孔４６ａと通じている。また、窪み部４８ａは、ボール５３ａが逆止弁から脱落するのを防ぐ役目も有している。
【００３１】円筒容器４１の上部には、注水ケース６５があり、注水ケース６５内に洗剤投入ケース３０と一体化した角型の塩水容器４２が設けられている。注水ケース６５と円筒容器４１の接続部には、中心に孔を有するシール部材Ｂ５６が設けられている。サイホン４６の中心部の孔４６ａは、シール部材Ｂ５６の孔と逆止弁５３を介して円筒容器４１の上部空間５０に連通している。塩水容器４１は、上面が開口しており、底面中央部にサイホン４６が設けられている。塩水容器４２の内側底面は、サイホン４６部分が最も低いすり鉢状になっている。これは、塩水容器４２内に入った水がサイホン４６に集まるようにするためである。実際には、塩水容器４２の底面外縁部とサイホン４６部との高さの差は２ｍｍ程度で十分である。
【００３２】注水ケース６５の背面には、塩給水電磁弁２８ｂからの給水管５４が設けてある。給水管５４は、注水ケースの流路６５ａに接続されており、流路６５ａは塩水容器４２内に開口している。
【００３３】塩水容器４２内には、着脱可能な角型の塩容器４５がある。図７、図８に塩容器４５の詳細を示す。図７は塩容器を斜め下方から見た斜視図、図８は図７のＢＢ線で切断した断面図である。塩容器４５は、枠４５ｄで形成されており、上面が開口している。底面の枠４５ｄ以外の部分にはメッシュフィルタ４５ｃが、側面の枠４５ｄ以外の部分にはメッシュフィルタ４５ｇが設けてある。底面の枠の四隅には下面突起４５ｂが、側面上方の枠には側面突起４５ｆがある。下面突起４５ｂと側面突起４５ｆは、塩水容器４２に対する塩容器４５の位置決めの作用をする。側面突起４５ｆは、側面下方の枠にあってもよい。
【００３４】塩容器４５の側面と塩水容器４２の側面とは隙間６４ａを、塩容器４５の底面と塩水容器４２とは隙間６４ｂを有する。隙間６４ａは２〜５ｍｍ程度、隙間６４ｂは３〜４ｍｍ程度が好ましい。この理由については、後で述べる。塩容器４５の底面中央部には内部に空間４５ｅを有する円筒状突起４５ａがある。これは、塩水容器４２のサイホン４６との干渉を防ぐためである。
【００３５】塩容器４５内には、予め使用者により塩５７が投入されている。塩の投入は、洗剤投入ケース３０を引き出すことで、洗濯機の前面から行える。また、塩容器４５は、塩水容器４２から取り外しができるため、塩の投入は使用者が作業しやすい場所、姿勢で行えるため、作業中に塩をこぼして飛散させる心配がない。更に、塩容器の掃除も容易である。なお、図示していないが、塩容器４５は使用者が扱いやすいよう、取手を設けたり持ちやすい形状にすることはもちろんである。使用する塩は、安価な精製塩が不純物（一般に言うカルシウム、マグネシウムなどのミネラル分）が少なく最も適している。塩容器４５のメッシュフィルタ４５ｃ、４５ｇは、塩粒の流出を防止するとともに、塩投入作業中に乾燥した塩が外部にこぼれることを防止する。従って、メッシュフィルタ４５ｃ、４５ｇの網目の大きさは、精製塩の粒径が約０．２ｍｍ〜０．８ｍｍであるから、網目の大きさを０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍにすればよい。
【００３６】塩の投入量は複数回分の再生に必要な量であり、本実施の形態例では約５００ｇである。これは、後で述べるイオン交換樹脂５１の再生処理１回当たりに必要な塩量２５ｇの２０回分に相当し、１日１回洗濯を行うとすると使用者は約半月に一度塩５７を投入すればよいことになる。塩容器４５の容積は、乾燥した塩５００ｇ分を収容できるよう５００ｍＬ〜５５０ｍＬである。本実施の形態例では、塩容器４５のサイズを幅１２５ｍｍ、奥行き８０ｍｍ、高さ５５ｍｍ（容積５５０ｍＬ）として、塩水容器４２は幅１３５ｍｍ、奥行き９０ｍｍ、高さ６０ｍｍとしている。
【００３７】水道栓からのホースは水道栓口２９に接続される。水道水は、給水電磁弁２８ａの開閉により、給水パイプＢ６２を通り円筒容器４１の入水口４１ａに導かれ、下部空間４９を満たしてからイオン交換樹脂５１を充填した樹脂室５２内を上昇しながら通過する。この時、逆止弁５３は、ボール５３ａが浮上し孔４６ａを塞いでいる。
【００３８】水道水は、ここで軟水化つまりカルシウムイオン、マグネシウムイオンが除去される。そして、上部空間５０を満たし樹脂ケース４７の孔４７ｃ、円周溝４７ｂを通り吐出口４１ｂから流出する。その後、給水パイプＡ５９を通り、注水ケース６５へ入り、洗剤投入ケース３０に予め投入されている洗剤を溶かしながら、注水パイプ３９を流下し、外槽３（ドラム７）に給水される。
【００３９】本実施の形態例では、イオン交換樹脂５１の粒径は０．２ｍｍ、樹脂量は１５０ｍＬである。ドラム式洗濯機の洗濯時の使用水量は１５〜３０Ｌであるが、この粒径、樹脂量のイオン交換樹脂を使用することで、給水量が３０Ｌの時硬度３００ｐｐｍ（炭酸カルシウム換算）の水道水を硬度４０ｐｐｍ以下まで下げることができる。
【００４０】樹脂ケース４７の内径ｄは９５ｍｍになっており、イオン交換樹脂層の厚さＬは約２１ｍｍである。このようにイオン交換樹脂層を扁平化することで、イオン交換樹脂層の流路面積が大きくなり、流速が小さくなるため、イオン交換樹脂部での圧力損失を小さくすることができる。従って、イオン交換樹脂を充填したイオン除去装置４０を設けたことによる給水流量の低下を最小限に抑えることができる。例えば、水道水圧が非常に低い０．０２９ＭＰａの場合、イオン除去装置４０がないと毎分６．３Ｌの給水流量であるが、上述のイオン除去装置を設けても毎分５．５Ｌとなり、約１３％の低下に抑えることができる。また、水道水圧が０．２９ＭＰａの場合は、毎分１５．５Ｌが毎分１４．６Ｌと約６％の低下となる。更に、イオン交換樹脂層を扁平化したことで、高さが低くなるため、塩容器４５に塩５００ｇを収容するためのスペースを確保することができる。
【００４１】本実施の形態例では、イオン除去装置の高さを極力低く抑えるために、上記のイオン交換樹脂層を扁平にし、下部空間４９の高さを３〜５ｍｍにしてある。このため、スリット状の入水口４１ａからの水は噴流となって下部空間４９に流入する。このため、イオン交換樹脂層内の水の流れが不均一となり、イオン交換樹脂層の一部にのみ水が流れ、硬度除去能力が低下する可能性がある。このために、図９に示すように、下部空間４９には、整流部材４３を設けている。整流部材４３は、噴流状に流入した水を整流し、イオン交換樹脂層全体に均一に水を流し、効率よく金属イオンを吸着するために設けてある。
【００４２】イオン交換樹脂５１は、架橋した三次元の高分子基体にスルホン酸基のようなイオン交換基を化学結合で結合させた合成樹脂である。カルシウムイオン、マグネシウムイオンなどの２価の陽イオン（硬度成分）を含んだ水道水が陽イオン交換樹脂間を流れると、陽イオン交換樹脂のイオン交換基であるスルホン酸基と水道水中の陽イオンがイオン交換され、水道水中の陽イオンが除去される。
【００４３】化１、化２にナトリウム型強酸性陽イオン交換樹脂のイオン交換反応式を示す。
【００４４】
【化１】

【００４５】
【化２】

【００４６】ナトリウム型陽イオン交換樹脂は−ＳＯ3の陰イオンを固定イオン、Ｎａの陽イオンを対イオンとするイオン交換樹脂で、イオンの選択性を利用して水中に含まれるカルシウム、マグネシウム等の多価陽イオンを除去するものである。イオン交換樹脂を通過する水中のカルシウム、マグネシウムイオンは、化１、化２の左辺から右辺への反応でイオン交換樹脂のナトリウムイオンとイオン交換されて除去される。イオン交換樹脂中の全てのナトリウムイオンがカルシウム、マグネシウムイオンと交換すると、イオン交換樹脂はイオン除去能力を失う。このため、イオン交換樹脂を繰り返し使用するためには、イオン除去能力を回復するために再生を行う必要がある。ナトリウム型陽イオン交換樹脂の場合、再生には塩水を使用する。カルシウム、マグネシウムイオンを吸着したイオン交換樹脂に塩水を流すと、化１、化２の右辺から左辺への反応で、カルシウム、ナトリウムイオンが、ナトリウムイオンとイオン交換されて離脱し、ナトリウムイオンが樹脂に戻り、イオン交換樹脂が再生される。再生に使用する塩水の濃度は、約１０％が最も再生効率がよいことが知られている。
【００４７】実験室等で使用する市販の小型軟水化装置は、イオン交換樹脂量が１〜２Ｌで処理流量が毎時１０Ｌ（毎分０．１６Ｌ）程度の能力ものが一般的である。前述したように家庭用洗濯機においては、直接水道栓から洗濯槽に給水している。給水流量は、水道水圧にもよるが、毎分６〜２０Ｌである。このため上記のような市販小型軟水化装置の処理流量では給水時間が長くなりすぎるため、洗濯以外の時間を利用してバッチ処理したものを一旦貯水槽に溜めた後に利用せざるを得ない。また、イオン樹脂量１〜２Ｌは、家庭用洗濯機に搭載（内蔵）するのには容積が大きすぎる。つまり家庭用洗濯機では上述のイオン交換樹脂の処理流量、樹脂量の問題を解決する必要がある。
【００４８】図１０に、コンパクトタイプのゼオライト入り市販合成洗剤を使用した場合の洗浄率と硬度の関係を示す。図には、洗剤濃度がメーカ指定量である０．０６７ｗｔ％（重量％）の場合と、その倍の０．１３３ｗｔ％の場合について示してある。図の洗浄率は、数１で定義される。
【００４９】
【数１】

【００５０】式１で、Ｄは洗浄率、Ｒ１は洗濯前の人工汚染布反射率、Ｒｗは洗濯後の人工汚染布反射率、Ｒ０は原布の反射率である。人工汚染布及び実験方法は、日本工業規格（電気洗濯機、ＪＩＳ Ｃ ９６０９−１９９３）で規定されている。
【００５１】図１０から明らかなように、硬度が高いほど洗浄率が低下する。当然、洗剤量を増やすと洗浄率が向上する。硬度が１００〜３００ｐｐｍという高硬度の水でも、洗剤メーカの指定洗剤量の２倍使用することで（洗剤濃度０．１３３ｗｔ％、重量％）、硬度５０ｐｐｍの水で洗剤濃度０．０６７ｗｔ％の場合とほぼ同等の洗浄率が得られる。しかし、洗剤量を増やすことは、すすぎへの悪影響（同一すすぎ水量ではすすぎ後の残留洗剤濃度が高くなるため、すすぎに多くの水が必要となる）や、環境への負荷を考えると好ましくない。
【００５２】洗剤濃度０．０６７ｗｔ％では、硬度が４０ｐｐｍ以下になると、洗浄率がほぼ一定になる。硬度４０ｐｐｍ以下では、合成洗剤に含まれるゼオライトが硬度成分を大部分吸着し、界面活性剤の量が十分あるため洗浄率がほぼ一定になる。これ以上の硬度では、ゼオライト量が不足し一部の界面活性剤が硬度成分と反応し金属石けんを生成し、その分界面活性剤量が減少するため洗浄率が低下するのである。従って、ゼオライト入りの合成洗剤を洗濯に使用する場合には、この４０ｐｐｍ程度まで洗濯水から硬度成分のカルシウムイオン、マグネシウムイオンを除去することが望ましい。例えば、硬度が３００ｐｐｍの水を４０ｐｐｍまで軟水化することができれば、洗浄率は２倍以上向上し、洗剤量を増やさなくても洗浄率を高くすることができる。一方、石けんでは、通常ゼオライトは配合されておらず、図１０破線で示すように、硬度の増加とともに洗浄率が低下するため、できるだけ硬度成分を除去するのが好ましい。
【００５３】このように硬度成分であるカルシウムイオン、マグネシウムイオンを除去することで洗濯機の洗浄力を大きく改善することができる。また水道水をそのまま使った場合と同等の洗浄率でよいとするならば、軟水化により洗剤使用量を削減することができる。さらに、硬度が４０ｐｐｍ以上の地域では洗剤量を必要以上に使用する必要がなく、環境への影響も少なくなる。
【００５４】一方、水温と洗浄率の関係は図１１に示すようになる。洗剤は、図１０と同じで、水の硬度は１００ｐｐｍである。水温が高いほど洗浄率が向上する。これは、水温が高い方が洗剤の活性が高いこと、溶解が促進されることや、汚れ、特に皮脂汚れのような脂汚れが流動化し落ちやすくなるからである。平均的な水道水は約２０℃であるが、これを６０℃にすると洗浄率は約２倍となる。
【００５５】図１０と図１１から、硬度を４０ｐｐｍ以下にすれば、２０℃の水道水でも６０℃のお湯で洗った場合と同等の洗浄率が得られることが分かる。ヨーロッパで一般的に使用されているドラム式洗濯機は、上記のような硬度成分による洗浄力の低下を補うために、電気式ヒータを内蔵し、洗濯水温を上げお湯で洗濯を行うコースを備えている。
【００５６】イオン交換樹脂のイオン交換性能は、イオン交換容量（イオン交換樹脂が陽イオンを捕集（イオン交換）できる容量）、イオン交換速度などで決定される。洗濯機でイオン交換樹脂を使用する場合、処理流量は毎分６〜２０Ｌ、樹脂量は洗濯機に搭載可能なようできるだけ少ないことが求められる。このためには、イオン交換速度を極力大きくして処理流量を確保し、イオン交換容量を大きくして樹脂量を少なくすればよい。イオン交換容量、イオン交換速度はイオン交換樹脂の架橋度、樹脂の構造（ゲル型、多孔性）や樹脂径などにより変化する。しかし、架橋度を上げるとイオン交換容量は増加するが、イオン交換速度が低下し、多孔性にするとゲル型よりイオン交換速度は上昇するが、イオン交換容量が減少する。このように、イオン交換樹脂の架橋度や構造で両方の性能を同時に向上させることは困難である。
【００５７】図１２は、硬水を軟水化するために最も一般的に用いられている架橋度８％のナトリウム型強酸性陽イオン交換樹脂について、通水量に対する漏洩硬度の変化を、イオン交換樹脂量と樹脂径をパラメータに実験した結果である。原水の全硬度は３００ｐｐｍ、流量は１５Ｌ／分である。実験した樹脂量、樹脂径ではどの場合も硬度成分が漏洩し、その濃度は、樹脂量、樹脂径によって異なる。通水初期段階における漏洩硬度は、同一樹脂径では、樹脂量が多いほど小さく、樹脂量が同じ場合は、樹脂径が小さい方が小さい。
【００５８】図１３は、図１２における通水初期段階の漏洩硬度をイオン交換樹脂の全表面積（計算値）に対し整理し直した結果である。図から、漏洩硬度は、イオン交換樹脂の全表面積にほぼ反比例しており、イオン交換速度は、イオン交換樹脂の全表面積に比例することがわかる。イオン交換樹脂の全表面積は、イオン交換樹脂量に比例し、イオン交換樹脂径に反比例するので、樹脂径を小さくすることにより樹脂量を少なくすることができる。
【００５９】図１２で分かるように、漏洩硬度の変化は、通水初期段階ではほぼ一定であるが、通水量が増加していくとある点から急に増加し、ついにはイオン交換能力を失い原水と同じ硬度となる。イオン交換容量は、漏洩硬度線と原水硬度線（破線）で囲まれた面積で表されるが、樹脂径には関係なく、樹脂量のみに比例する。例えば樹脂量１５０ｍＬ、樹脂径０．１〜０．３mmの場合の図１２中ＡＢＣＡで囲まれた面積と、樹脂量１５０ｍＬ、樹脂径０．３〜０．５ｍｍの場合のＤＥＣＥで囲まれた面積は等しい。
【００６０】図１２のイオン交換樹脂のイオン交換容量は、２．０ｍｅｑ／ｍＬ−Ｒ（イオン交換樹脂１ｍＬ当たり２．０当量）であり、樹脂１ｍＬ当たりＣａＣＯ3換算で１００ｍｇの硬度成分を除去できる。今、全硬度３００ｐｐｍの水道水を流量１５Ｌ／分で流し、ドラム式洗濯機の洗濯時水量３０Ｌを軟水化することを考える。軟水化は、ゼオライト入り合成洗剤の洗浄力に影響を及ぼさない４０ｐｐｍまででよいとすると、除去すべき硬度成分は７．８ｇ（ ＣａＣＯ3換算）であり、イオン交換容量のみで考えると必要最少樹脂量は７８ｍＬという少量でよい。しかし、イオン交換速度を考えるとこの樹脂量では４０ｐｐｍまで軟水化することはできない。実際には図１２のように、最も小さい樹脂径０．１〜０．３ｍｍの場合で樹脂量は１５０ｍＬ必要である。樹脂径がこれより大きい場合には、樹脂量を４７０ｍＬまで多くしても４０ｐｐｍ以下にはできない。
【００６１】以上から、ドラム式洗濯機において、樹脂径を０．１〜０．３ｍｍのイオン交換樹脂を使用することで、樹脂量が１５０ｍＬと少量でも、少なくとも洗濯１回分の洗濯水のイオン除去（軟水化）が可能なイオン除去装置を実現でき、家庭用ドラム式洗濯機へコンパクトに搭載が可能となる。なお、樹脂径を更に小さくすることで樹脂量をより低減することも可能であるが、イオン交換樹脂による圧力損失が増加し、給水流量が低下することや、イオン交換樹脂の目詰まりの可能性を考えると、０．１ｍｍ以上の樹脂径を使用することが好ましい。
【００６２】ここで、イオン交換樹脂量の測定法について説明する。イオン交換樹は一般に容積を用いて量を表す。容積測定法には、専用の体積測定器を用いる方法とメスシリンダによる方法とがある。前者は手順が煩雑であるため、本実施の形態例では後者のメスシリンダ法で樹脂量を測定した。メスシリンダ法は、予め水を入れたメスシリンダにイオン交換樹脂を入れ、底部を軽くたたきながら、体積がこれ以上減少しなくなった体積を読み取ることにより測定を行う方法である。なお、生産工程で樹脂を装置へ充填する場合、いちいちメスシリンダで容積を測定することは非効率的であるため、上記で測定した樹脂容積と水切りした樹脂質量の関係を測定しておくことで、樹脂量を質量で取り扱うことができ効率的である。
【００６３】図１４は、マイクロコンピュータ６６を中心に構成される洗濯機制御部のブロック図である。マイクロコンピュータ６６は、操作ボタン入力回路３４や水位センサ２７とも接続され、使用者のボタン操作、洗濯槽内の洗濯用水水位の情報信号を受ける。マイクロコンピュータ６６からの出力は、双方向性３端子サイリスタ等で構成される駆動回路６７に接続され、前記モータ１９や給水電磁弁２８ａ、塩給水電磁弁２８ｂ、排水ポンプ２４等に商用電源を供給して、これらの開閉あるいは回転を制御する。また使用者に洗濯機の動作を知らせるため、ブザー６８や表示器３５などの報知装置にも接続される。電源回路７１は商用電源を整流平滑してマイクロコンピュータ６６に必要な直流電源を作る。６９は点灯して塩補充を表示する発光ダイオードである。発光ダイオード６９は操作パネル３１に装着され、塩容器４５への塩補充がが必要な時に点灯して、塩補充表示３６で使用者に知らせる。塩補充完了ボタン３７は、塩の補充が完了したときに使用者が押すボタンで、操作パネル３１に装着される。塩補充完了ボタン３７を押すことでマイクロコンピュータ６６は、発光ダイオード６９を消灯し、塩補充表示３６を消す。
【００６４】次に本発明によるドラム式洗濯機の動作を説明する。図１５に概略の動作フローを示す。
【００６５】使用者が、電源スイッチ３８を押す（ステップ１０１）。この時、塩容器４５に塩が入っていない場合は、塩補充表示３６が点灯している（ステップ１０２）。使用者は、洗剤投入ケース３０を引き出し、塩容器４５内に約５００ｇの塩を投入する（ステップ１２３）。塩の補充が完了すると、使用者は塩補充完了ボタン３７を押す（ステップ１２４）。塩補充完了ボタン３７が押されたことを検知したマイクロコンピュータ６６は、発光ダイオウード６９を消灯し、塩補充表示３６を消す（ステップ１２５）。
【００６６】次いでドアオープンボタン３４ｃを押すと、マイクロコンピュータ６６は、蓋ロック７０を解除する。そして、使用者が蓋１７を開け、投入口９ａから洗濯物をドラム７に入れ蓋１７を閉じ、さらに洗剤と、必要であれば柔軟仕上剤を洗剤投入ケース３０入れ、コースセレクトボタン３４ｂで洗濯コースを選んだ後、スタートボタン３４ａを操作する（ステップ１０３）。マイクロコンピュータ６６は、給水電磁弁２８ａを開とする（ステップ１０４）。
【００６７】水道栓２９から給水電磁弁２８ａを通過した水道水は、前述したように、イオン除去装置４０を通過して、注水ケース６５に流れ出す。注水ケース６５に入った水は、予め洗剤投入ケース３０に投入されている洗剤の上部にシャワー状に降り注ぎ、洗剤を溶かしながら注水パイプ３９を流下し、外槽３内に溜まる。
【００６８】水道水は、イオン交換樹脂５１を通過する間にイオン交換樹脂５１のイオン交換作用で、中に含まれるカルシウムイオン、マグネシウムイオンが除去される。図１６は、イオン交換樹脂５１の樹脂径０．１〜０．３ｍｍ、樹脂量１５０ｍＬの場合に、全硬度３００ｐｐｍの水を流量１５Ｌ／分で流した場合の、吐出口４１ｂでの漏洩硬度と通水量の関係である。図中●印は、イオン交換樹脂が新品の場合を、▲印は、濃度１０％、３００ｍＬの塩水でイオン交換樹脂を再生した後を示す。図から分かるように、新品に比べ再生後は、漏洩硬度が多い。これは、イオン交換基が全て再生されていないことを示す。再生用の塩水の量を増やせば、新品に近づけることができるが、硬度３００ｐｐｍ、３０Ｌの水を４０ｐｐｍまで軟水化することを考えると、これで十分である。以後の説明は、再生後の漏洩硬度（▲印）を用いて説明する。
【００６９】漏洩硬度は、最初約１８ｐｐｍと一定であるが、通水量が１０Ｌ弱から増加を始め、通水量３０Ｌでは約８８ｐｐｍとなる。従って、次回の給水時に硬度４０ｐｐｍ以下の水を得るためには、再生が必要である。
【００７０】通水初期段階で硬度が低いことは、次のような利点がある。給水の最初、水は洗剤投入ケース３０に入っている洗剤を溶かしながら給水される。この時、硬度が低いと、洗剤の界面活性剤と硬度成分が結合しにくいため、洗剤は金属石鹸化せずによく溶ける。そして、洗剤を溶解した洗濯水が洗濯物に染み込み汚れに作用するため、汚れ落ちをよくする。通水量の増加で漏洩硬度が上昇するが、洗剤投入ケース内の洗剤は既に流されており、洗剤投入ケース内で洗剤が金属石鹸化してしまうことはない。図中△印で示したのは、外槽３に溜まった洗濯水の硬度である。洗濯水の硬度は、▲印の漏洩硬度を平均したものであり、３０Ｌ給水時で約３８ｐｐｍと４０ｐｐｍ以下になっている。
【００７１】なお、給水と洗いを次のように行うと、更に洗浄力が向上する。給水を途中で一旦停止して、ドラム７を正逆回転させて、洗濯物に洗濯水を染み込ませながら洗いを開始する。その後、順次通水量を増加させ、最終的に規定量（本例では３０Ｌ）の水を供給するようにする。
【００７２】例えば、給水を１０Ｌで停止したとすると、外槽３に溜まった洗濯水の硬度は約２０ｐｐｍとなる。この時、洗剤投入ケース３０に入っていた洗剤は、ほとんど全て外槽３内への流入が終わっている。洗剤の量は、水量３０Ｌに見合った量であるため、給水量が１０Ｌでは、外槽３内の洗濯水の洗剤濃度は３倍になっている。従って、硬度が低く、かつ洗剤濃度が高い洗濯水で洗濯を行える。洗剤濃度が高いと、界面活性剤が汚れに効率よく浸透し、汚れが洗濯物から落ちやすくなるため、洗浄力が向上する。水量が少ないため、洗濯物の傷みの恐れがあるが、ドラム式洗濯機の場合、洗濯物の落下によるたたき作用が主な機械作用であり、傷みが増加することはない。
【００７３】その後、再度給水を開始する。ここで給水された水の硬度は、３０〜８０ｐｐｍ程度になり、最初に給水された１０Ｌの硬度より高くなるが、上記の高濃度洗剤での洗い中に汚れは洗濯物から浮いているため、ここで追加された水に汚れが分散し、洗濯物から汚れがとれる。
【００７４】イオン交換樹脂５１は、消毒のために水道水中に投入された次亜塩素酸ナトリウムの残留塩素により酸化し、樹脂が膨潤する（樹脂の粒径が大きくなる）。このため、樹脂室５２の容積は、新品時のイオン交換樹脂５１の量に対して余裕を設ける必要がある。通常の水道水の残留塩素濃度は、ほぼ１ｐｐｍ以下であり、この濃度の水を洗濯機の耐用年数である７年間分通水（１日２回洗濯）した場合のイオン交換樹脂の膨潤は約５％である。このことから、イオン交換樹脂の膨潤を考慮して、樹脂室５２の容積はイオン交換樹脂量に対して５％以上大きくする必要がある。実用上は、樹脂室５２の容積はイオン交換樹脂量に対して５〜１０％の範囲にしたほうがよい。この理由は、樹脂室５２が大きすぎると、樹脂室５２内でイオン交換樹脂５１に過大な偏りが発生するからである。すると、イオン交換樹脂層の厚さが布均一になり極端に薄い場所ができ、イオン交換樹脂全体を均一に水が流れなくり、イオン交換性能が低下するからである。
【００７５】このように、樹脂室５２の容積は、イオン交換樹脂量より大きい（樹脂室５２にはすき間がある）。このことは、次のような効果も有する。水道水は、イオン交換樹脂層内を下から上に向かって流れる。このため、給水中イオン交換樹脂５１は、水の勢いで樹脂室５２の上側に移動する。給水が停止すると、イオン交換樹脂５１は樹脂室５２の下側に落下する。このように、樹脂室５２にすき間があると、給水の開始、停止時にイオン交換樹脂５１は、樹脂室５２内で撹拌される。水道水中には、メッシュフィルタ４７ａを通過するような小さいごみ（配管の鉄錆が大部分）が入っていることもある。これが、イオン交換樹脂層内に留まると目詰まりが発生する。しかし、イオン交換樹脂が撹拌されることで、ごみは樹脂室５２外へ排除されるため、目詰まりの発生を防止できる。
【００７６】塩補充直後の場合（ステップ１０５）、ここで、塩へ水を含ませる含水工程を行う。マイクロコンピュータ６６は、塩給水電磁弁２８ｂを開き（ステップ１２６）、１２０〜１３０ｍＬの水を塩水容器４２内に注水する。注水量の制御は、水道水圧を考慮して塩給水電磁弁２８ｂの開時間を制御することで行う。水道水圧と給水流量（実際には、給水時の水位１から水位２まで溜まる時間）の関係は予めマイクロコンピュータ６６のメモリに記憶されている。洗濯給水時に時間Ｔを測定することで、上記の関係から水道水圧を求め、水道水圧に応じて塩給水電磁弁２８ｂの開時間を制御することで、注水量を調整できる。注水された水は、塩水容器４２内に溜まると同時に、メッシュフィルタ４５ｃ、４５ｇを通して乾燥した塩４２に吸収される。上記１２０〜１３０ｍＬの水は、塩５００ｇに全て吸水される。メッシュフィルタ４５ｃより下の隙間４６ｂ部分の水も表面張力で塩に吸収される。塩へ水が全て吸収される時間は、１分以内である。以上で塩への含水動作が終了する。
【００７７】この含水工程は、後述する再生用塩水生成時に、安定した質量濃度の塩水とするために行う。
【００７８】水位センサ２７で規定量の水が外槽３内に給水されたこと知ったマイクロコンピュータ６６は、給水電磁弁２８ａを閉じて給水を停止させる。そしてドラム７を正逆反転させて（ステップ１０６）、洗い工程を開始する。給水量が３０Ｌとすると、ドラム７内に給水された洗濯水の硬度は、図１６△印で示すように約３８ｐｐｍである。この硬度では、洗剤中の界面活性剤が汚れに有効に作用し、３００ｐｐｍの水で洗った場合に比べ、洗浄率が大幅に向上する（図１０参照）。また、硬度成分が、洗剤中の界面活性剤と反応して生成される不溶性の金属石けんはほとんど発生しない。さらに、従来のドラム式洗濯機で、６０℃お湯を使った場合と同等の洗浄力が得られるため、電力と時間（お湯を作るのに要する時間）の節約ができ、省エネルギ化にも役立つ。
【００７９】ステップ１０４の給水が終了し、ドラム７を正逆転（ステップ１０６）がスタートするとほぼ同時に、マイクロコンピュータ６６は、塩給水電磁弁２８ｂを短時間開き、塩水容器４２内へ第１の注水を行う（ステップ１０７）。注水量は、７０〜８０ｍＬである。注水量の制御は、上記と同様、塩給水電磁弁２８ｂの開時間で行う。
【００８０】注水された水６０ａは、塩水容器４２の底に溜まり、その水面は塩水容器の底面からｈ１となる。これは、塩水容器４２の底部にあるサイホン４６の排水パイプ４６ｂの高さがｈ１より高く設定してあるからである。本実施の形態例で説明している塩水容器４２及び塩容器４５の寸法では、前記注水量でｈ１は７ｍｍから１０ｍｍとなる。塩水容器４２底面と塩容器４５底面のメッシュフィルタ４５ｃとの間隔は、前述のように４ｍｍ〜６ｍｍに設定してあり、メッシュフィルタ４５ｃは水面より低い。このため、メッシュフィルタ４５ｃを通して塩が溶け出し、注水した水の塩分濃度が上昇して行く。ドラム正逆転中に、塩分濃度は、約２０％程度まで上昇する。この時、上述の含水工程で塩は水を含んでおり、第１の注水が塩に吸収されることはない。含水工程がないと、塩が乾いている場合は第１の注水は、ほとんど全て塩に吸収されるため、約２０％の塩水を生成できない。
【００８１】ステップ１０６のドラムの正逆転が終了し、洗い工程が終了すると、マイクロコンピュータ６６は、排水ポンプ２４を運転し（ステップ１０８）、外槽３内の洗濯水の排水を開始する。そして、排水ポンプ２４の運転開始と同時に、再生水排水弁４４を開とする（ステップ１０９）。円筒容器４１内に残っていた水は、再生水排出口４１ｃ、再生水排出弁４４、排水チューブ５８から排水され始める。なお、再生水排出弁４４が開いた時に、排水チューブ５８内に水がないと、円筒容器４１内の水の排出速度が非常に遅くなる。これは、水の排水に重力を利用しているが、円筒容器の上下間では水位差が少ないためである。後述の再生をスムーズに行うためには、排水チューブ５８は再生前に水で満たされている必要がある。そこで、再生水排出弁４４を開くと同時に、給水電磁弁２８ａを短時間開き、予備給水を行う。すると、下部空間４９から排水チューブ５８を通り水が流れ、排水チューブ５８内に水が満たされる。このため、上部空間５０の水面と排水チューブ５８出口との水位差ができ、円筒容器４１内の水はスムーズに排出される。
【００８２】そして、上部空間５０の水がなくなる前（再生水排出弁４４を開いてから約１０〜２０秒後）に、塩給水電磁弁２８ｂを開き、塩水容器４２内への第２の注水を行う（ステップ１１０）。注水量は、１６０〜１７０ｍＬで、注水量の制御は、上述と同様塩給水電磁弁２８ｂの開時間で行う。塩水容器４２内にはステップ１０７で注水した水に約２０ｇの塩が溶け、濃度約２０％の高濃度塩水がすでに溜まっている。第２の注水でこの塩水は、希釈される。実際には、第２の注水でも約５ｇの塩が溶けるため、合計約２５ｇの塩が溶解した濃度約１０％の塩水ができる。
【００８３】第２の注水で、塩水容器４２内の水位はｈ２まで上昇して行くが、サイホン４６の排水パイプ４６ｂの高さを超えるため、サイホン４６が通じ、孔４６ａから塩水が流れ出す。なお、塩水容器４２と塩容器４５側面との隙間６４ａが小さすぎると、水面ｈ２の水位が上昇しすぎ、注水ケース６５に流れ出してしまい、塩水が無駄になる。このため、隙間６４ａを２〜５ｍｍ程度にするのが好ましい。孔４６ｂからの塩水は逆止弁５３が開いているため、上部空間５０内に流下し、イオン交換樹脂５１の再生（ステップ１１１）が始まる。塩水容器４２内の塩水は、サイホン４６の作用でほぼ全てが上部空間５０に流下する。なお、塩水容器４２底面と塩容器４５との隙間６４ｂは、３ｍｍ以上にすることが好ましい。これは、隙間６４ｂが狭すぎると、塩水の表面張力による力がサイホン４６の水力学的ヘッドによる力に勝り、隙間６４ｂに空気が侵入せず、隙間６４ｂに多くの塩水が残留し、ほぼ全ての塩水を流下させることができないからである。
【００８４】上部空間５０に塩水が流下した時、樹脂室５２、下部空間４９と排水チューブ５８内はまだ水で満たされている。このため塩水は、排水チューブ５８出口２３ａと上部空間５０内の塩水水面との水位差で、イオン交換樹脂５１層内を容易に通過できる。すなわち、重力のみで塩水をイオン交換樹脂間に流すことができるため、特別な動力が必要なく、コンパクトかつ安価にイオン交換樹脂の再生機構を実現できる。塩水がイオン交換樹脂５１内を流れることで、化１、化２の右辺から左辺への反応が起き、給水時にイオン交換されたカルシウム、マグネシウムイオンなどの硬度成分と塩水中のナトリウムイオンが置換され、イオン交換樹脂を再生する（ステップ１１１）。これで、イオン交換樹脂５１のイオン交換能力が復活し、次回給水時に利用できるようになる。上記再生で、塩容器４５内の塩５７は、約２５ｇずつ消費され、徐々に減少する。本実施の形態例では、約５００ｇの塩があるため、再生２０回分は塩の補充をせずにイオン交換樹脂の再生が行える。
【００８５】イオン交換樹脂５１を通過し、硬度成分を多く含んだ再生排水は、下部空間４９に出て、再生水排出口４１ｃ、再生水排出弁４４、排水チューブ５８を通り、排水ベローズ２３下部２３ａから排水ベローズ２３内に入りる。そして、排水中の洗濯水と共に排水ポンプ２４で排水ホース２５から洗濯機外へ排水される。従って、再生排水はステンレス鋼製の外槽３やドラム７に直接触れることがなく、これらに錆が発生する恐れがない。また、再生排水が洗濯物に触れることもないため、洗濯物に吸着している洗剤の界面活性剤と結合し、金属石鹸が洗濯物に残ることもない。
【００８６】ステップ１１１の再生終了後、イオン交換樹脂５１間には表面張力による再生残水が残っている。再生残水中には、再生でイオン交換樹脂５１から離脱した高濃度（数千ｐｐｍ）の硬度成分が残っている。この残水が次回給水時に外槽内に入ると、硬度が５〜１０ｐｐｍ上昇してしまう。そこで、これを排除するために、クリーニング給水を行う（ステップ１１２）。クリーニング給水で排除した再生残水が、外槽３内に入らないよう次のような方法で行う。
【００８７】給水電磁弁２８ａを短時間開き約１５０ｍＬの水を樹脂ケース４７内に供給する（ステップ１１２）。１５０ｍＬの給水量は、樹脂ケース４７内はほぼ水で満たされるが、注水ケース６５には出ない量である。この水は、再生水排出口４１ｃを通り排水チューブ５８から排水ベローズ２３へ排出される。排出には、約２０〜３０秒かかるので、この間待ち時間をとり（ステップ１１４）、再度給水電磁弁２８ａを短時間開き約１５０ｍＬの水を樹脂ケース４７内に供給する（ステップ１１２）。約１５０ｍＬの給水を３から５回行う（ステップ１１３）。このように、少量の水を複数回に分けてイオン交換樹脂に供給し、排水チューブから排水することで、再生残水を外槽３内に入れずにイオン交換樹脂のクリーニングが行える。
【００８８】以上で、イオン交換樹脂５１の再生が終了し、次に、すすぎ工程へ移行する。すすぎは、コース設定時使用者により、その回数が設定されている。マイクロコンピュータ６６は、設定された回数すすぎを繰り返す（ステップ１１５）。すすぎ工程の動作は、全て同一であるので、その内の１回について説明する。
【００８９】マイクロコンピュータ６６は、ドラム７を回転し中間脱水を行う（ステップ１１６）。脱水が終了すると、再生水排水弁を閉じ（ステップ１１７）、給水電磁弁２８ａを開き（ステップ１１８）、前述の洗い給水と同様の給水経路で外槽３内にすすぎ水を給水する。イオン交換樹脂５１は、既に再生されているため、給水した水は軟水化されている。そして、規定の水量になったら給水電磁弁２８ａを閉じ、ドラム７を正逆反転させ（ステップ１０９）すすぎを行い、洗濯物に残留した洗剤を洗いだし希釈する。給水量が３０Ｌとすると、給水中の吐出口４１ｂにおける漏洩硬度は、上述の洗い給水と同様、図１６で給水毎再生の範囲▲印で示したように、１８ｐｐｍから８８ｐｐｍまで変化する。外槽３に溜まったすすぎ水の硬度は、△印で示すように約３８ｐｐｍとなる。
【００９０】なお、上記説明では、再生工程が終了後中間脱水を行うようにしているが、再生とクリーニングで３〜４分の時間が必要である。このため、再生工程終了前に、中間脱水（ステップ１１６）を開始してもよい。ただし、脱水終了時には、クリーニングが終了している必要がある。
【００９１】給水電磁弁２８ａを閉じ、ドラム７を正逆反転させ、すすぎを開始したら、マイクロコンピュータ６６は、再生工程を行う。再生工程は、上述した洗い工程後と同様であるので、説明を省略する。
【００９２】このように、本実施の形態例ではすすぎ水に軟水を使用する。ところで、すすぎは、洗い工程で除去した汚れの排除と、衣類に残留する洗剤を少なくするために行う。従来、すすぎは、すすぎ水による洗剤の希釈で議論されており、すすぎ水での洗剤希釈率を重要視していた。しかし、重要なのは実際に衣類に残留する洗剤である。そこで、すすぎ後に衣類に残留している洗剤量（界面活性剤量）について説明する。
【００９３】図１７は、すすぎ水の硬度とすすぎ後に衣類に残留した界面活性剤の量の関係である。衣類の材質は木綿で、すすぎ回数は１回である。図から明らかなように、すすぎ水硬度と界面活性剤残留量はほぼ比例し、硬度が低いほど界面活性剤残留量が減少する。この理由は次の通りである。洗い時には衣類に界面活性剤が吸着している。すすぎは、水でこの界面活性剤を希釈し衣類から取り除くことであるが、水の硬度が高いと衣類に吸着している界面活性剤と硬度成分が結合し金属石鹸を生成する（界面活性剤の親水基と硬度成分が結合する）。この金属石鹸は、疎水性で水に不溶な物質であり、すすぎ水中に溶け出すことができずに、衣類に付着したままとなるため、衣類への界面活性剤残留量が多いのである。
【００９４】界面活性剤の残留量は、すすぎ回数を増やすことで減らすことができる。一例として図１７中〇印で、すすぎを４回行った場合の界面活性剤残留量を示す。界面活性剤残留量は、軟水ですすぎを１回行った場合と同程度まで減少する。しかし、すすぎ回数を増やすことは、水や時間が多く必要で、最近の省エネルギ化の要請に反してしまう。このように、すすぎ水に軟水を使用することで、衣類から効率よく界面活性剤を取り除くことができる。
【００９５】更に、すすぎに軟水を使用すると、次のような効果もある。それは、衣類への界面活性剤の蓄積である。図１８は、洗濯（洗い、すすぎ、脱水、乾燥）の繰り返し回数と乾燥後の衣類への界面活性剤残留量との関係である。硬度が高い場合（実線）、洗濯の繰り返し数の増加につれて界面活性剤残留量が増えて行き、衣類に蓄積して行くのがわかる。これに対し、軟水（破線）では、ほとんど増加が見られない。硬度成分が水に含まれている場合、洗濯の繰り返しで界面活性剤の蓄積が発生する。ただし、衣類に吸着できる界面活性剤の量は、衣類の材質により決定され、その量は有限である。例えば、木綿は多く、ポリエステルは小さい。このため、界面活性剤の蓄積量が無限に増えることはなく、ある洗濯回数で飽和する。
【００９６】洗剤量を少なくすることで、初期の蓄積量は少なくできる。しかし、図１８中、二点鎖線で示すように、洗濯１回毎の蓄積量は洗剤量が少ないほうが少ないが、繰り返し数の増加とともに残留量が増加し、通常の洗剤量との差が小さくなる。従って、蓄積を考えると軟水を使用したほうがよい。これは、上述のように、衣類への界面活性剤吸着量が有限であり、洗剤量が少なくても、いずれこの量まで界面活性剤が吸着するためである。このように、軟水を使用することで、洗濯の繰り返しによる界面活性剤残留量の蓄積を防ぐことができる。
【００９７】以上のように、すすぎに軟水を使用することは、衣類から界面活性剤を効率よく除去するのに非常に有用である。特に、ドラム式洗濯機では使用水量が少ないために、すすぎ回数を多く行っていたため、結局使用水量が多くなる傾向にあった。軟水を使用することで、少ないすすぎ回数（少ない水量）でも十分なすすぎ性能が得られる。
【００９８】衣類に残留する界面活性剤が少なくできると、アレルギー体質で肌が弱い人にとっても、アレルギーの原因となりうる要因を少しでも少なくすることができる。また、硬度が高い水ですすいだ場合は、前述のように衣類の残留した界面活性剤は金属石鹸化している。これは、乾燥後も衣類に付着しているため、衣類のゴワゴワ感につながり、着心地や風合いを損ねるという問題がある。しかし、軟水で洗い、すすぎを行うことで、衣類が柔らかな仕上がりとなるという効果もある。また、衣類に残留した界面活性剤は黄ばみの原因の一つであるが（特に天然石鹸の場合）、黄ばみの防止にも効果がある。
【００９９】使用者により設定された回数のすすぎ工程が終了したら（ステップ１１５）、マイクロコンピュータ６６は、ドラム７を一方向に回転し脱水工程を行う（ステップ１２０）。そして、再生水排出弁４４を閉じ、排水ポンプ２４を止め（ステップ１２１）、蓋ロック装置７０を解除し、洗濯を終了する（ステップ１２２）。
【０１００】本実施の形態例では、給水時、水はイオン交換樹脂５１層の下から上に向かって上方に水が流れ、再生時は逆に下方に塩水が流れるようにしてある（給水時と再生時で水の流れ方向が逆）。塩水を下方に流すのは、円筒容器４１内の塩水水面と外槽３内の水面との水位差のみで（重力で）塩水を流すことができ、イオン除去装置４０の構造を簡単化できるためである。また、上述のように上部空間５０に塩水を溜めることができるため、イオン交換樹脂５１内を塩水が均一に流れ再生を効率よくできるからである。
【０１０１】給水を上方に向かって流すのは、上部空間５０から下部空間４９に向かって流した場合、上部空間５０には水道圧力（０．０２９〜０．７８ＭＰａ）が作用し、逆止弁５３をこの圧力に耐える構造にする必要があり、構造の複雑化や信頼性の低下につながるからである。また、下部空間４９に吐出口があると給水終了後すぐに下部空間４９内の水が排出し、水位差のみで塩水を流下させることができなくなるためである。さらに、樹脂室５２に隙間が設けてあるため、イオン交換樹脂５１は、給水開始時と給水停止時に、樹脂室５２内で撹拌され、イオン交換樹脂５１間入った異物が樹脂室外に排除され、目詰まりが発生することがない。一方、給水が上方から下方に流れると、イオン交換樹脂５１は撹拌されないため、異物がイオン交換樹脂上に溜まり、目詰まりが発生する可能性が大きい。
【０１０２】ここで、塩容器４５側面のメッシュフィルタ４５ｇの効果について述べる。既に説明したように、塩容器４５内の塩５７は、通常水を含んだ状態である。吸水した塩５７は、時間が経過すると表面から固まっていく。この時、塩容器４５側面が水の通過しない壁状であれば、塩と壁は固着する。塩は、塩容器４５底面のメッシュフィルタ４５ｃを通して溶け出し量が減少していく。しかし、塩と壁面が固着していると塩が下に落ちることができずにメッシュフィルタ４５ｃと塩との間に空間が形成され、成長していく。最終的には、メッシュフィルタ４５ｃに接する塩が非常に少なくなってしまい、高濃度塩水の生成ができなくなる。
【０１０３】しかし、本実施の形態例のように塩容器４５の側面にメッシュフィルタ４５ｇを設け、かつ塩水容器側面との間に隙間６４ａを設けると、ステップ１１０の塩給水電磁弁２８ａによる給水で塩水容器４２内の水面がｈ２まで上昇した場合、隙間６４ａから塩容器４５側面のメッシュフィルタ４５ｇを通して水が侵入し、塩容器４５側面メッシュフィルタ４５ｇに接した塩が少量溶け出し、メッシュフィルタ４５ｇと塩５７間に隙間が形成される。このため、塩５７と塩容器４５の側面との固着が発生せず、塩が溶けた分だけ塩は下方に落ち、常に底面のメッシュフィルタ４５ｃと接した状態を維持でき、飽和塩水を安定して生成することが可能となる。なお、隙間６４ａは装置の小型化のためには極力小さくした方がよいが、塩容器４５の塩水容器４２への着脱のし易さを考えると２〜５ｍｍ程度が好ましい。
【０１０４】次に、塩水容器４２からの塩水の排出にサイホン４６を使用する利点について説明する。サイホン４６を使用することで、再生時に塩水容器４２内の水は全て排出されるため、再生終了後は塩水容器４２内にはほとんど水がない。従って、塩容器４５も水に浸かっていない。塩残量が少なくなり、塩を補充する時、使用者は塩容器４５を塩水容器４２から取り外し、作業しやすい場所まで移動することができる。この時塩容器４５に水が残っていると、塩容器の運搬中に水が落ちる水ダレが発生してし、洗濯機や床などを汚してしまう。しかし、水はメッシュフィルタ４５ｃの編み目内に残っている以外ほとんど残っていない。さらに本実施例では、塩容器４５底部の枠の形状を図８に示すような円弧状４５ｈ、または傾斜面とすることで、枠部分への水の残留を防止する様になっており、故意に塩容器４５を振り回すようなことをしない限り水ダレの可能性は非常に小さい。
【０１０５】既に説明したように、本実施の形態例では塩容器４５に約５００ｇの塩を投入してあり、洗濯２０回分の再生は自動的に行える。通常、使用者は再生回数を数えていることはなく、塩の補充を忘れる恐れがある。このために、塩補充表示３６設け、塩容器４５内に塩５７がなくなったことを使用者に知らせる。そこで、塩の有無を検知する方法について、次に述べる。
【０１０６】第一の方法は、洗濯の回数（再生の回数）をマイクロコンピュータ６６でカウントし、規定回数になったら塩補充表示３６を行う方法である。マイクロコンピュータ６６は、使用者が塩の補充を完了して塩補充完了操作ボタン３７が押されたことを検知したらカウンタをリセットし、同時に塩補充表示３６を消す。本方法は、特別のセンサなしに実現でき、低コストであるという利点がある。
【０１０７】第二の方法は、塩５７の残量を検知し、規定値以下になったら塩補充表示３６を行う方法である。この方法は、使用者が補充する塩量の多少に関わらず確実に塩がないことを表示できる利点がある。塩残量の検知は、実際の塩残量の質量を測定する方法が最も簡単である。具体的には、塩容器４５の質量を測定する荷重計のようなセンサを塩水容器４２底部に設けることで実現できる。
【０１０８】質量測定は、別の効果も有する。それは、使用者の塩の補充量に応じて含水動作時の注水量を制御できることである。使用者が補充する塩の量が約５００ｇの場合は、含水動作のための注水量は１２０〜１３０ｍＬである。しかし、補充する塩の量がこれより少ないと注水量が１２０〜１３０ｍＬでは注水量が多すぎることになる。
【０１０９】例えば、塩の補充量が３００ｇだった場合は、この注水量では約５０ｍＬの水が塩へ吸収されずに塩水容器４２内に残る。ここに、高濃度塩水を生成するために第１の注水で７０〜８０ｍＬが注水されると、サイホン４６が通じ、ほとんど塩が溶けないうちに上部空間５０に流下してしまう。このため、高濃度塩水が生成できず、イオン交換樹脂５１の再生が十分に行えなくなる。しかし、補充された塩の量を荷重計で検知できると、その量に見合った注水量とすることができるため、上記のような問題を防ぐことができる。
【０１１０】また、塩残量の検知は、生成する塩水濃度を電導度計などで測定することでも可能である。塩水濃度が規定値以下になったら塩補充表示３６を行う。塩水濃度の測定は、生成する塩分濃度をほぼ一定に制御することにも使用できる。これにより、常に再生効率の良い濃度１０％の塩水を再生に使用することができる。
【０１１１】以上述べてきた本実施の形態例では、給水毎にイオン交換樹脂の再生を行うことで、洗い、すすぎ時の水の硬度を４０ｐｐｍ以下にした。しかし、すすぎ水の硬度が高くても、洗浄力には影響がない。そこで、イオン交換樹脂の再生を、最終すすぎ後だけ行うようにしてもよい。こうすることで、洗濯水を常に軟水化できる。
【０１１２】また、塩の補充を行わないで使用した場合は、イオン交換樹脂は硬度除去能力を完全に失っている。この時、軟水で洗濯を行おうとすると、給水前にイオン交換樹脂を再生する必要がある。これは、図１５の動作フローを次のように若干変更することで、実現できる。例えば、スタートスイッチ３４ａと塩補充完了ボタン３７が同時に押された時は、給水前に再生を行うようプログラミングされている。
【０１１３】使用者がスタートボタン３４ａと塩補充完了ボタン３７を同時に押すと、給水前再生モードになる。塩補充を行った後、ステップ１０４の給水を行わずに、まず含水工程（ステップ１２６）を行う。その後、ステップ１０７からの再生工程を行う。この場合、ステップ１０７の第１の注水からステップ１１０の第２の注水までの間隔は、最低でも１分、望むらくは３分必要である。これは、第１の注水で高濃度塩水を作るのに必要だからである。１分では濃度約１５％の塩水ができるが、３分あれば約２０％の塩水が生成できる。再生工程が終了したら、ステップ１０４の給水電磁弁開くところから、通常の動作フローに戻る。こうすることで、洗濯水を軟水化できる。
【０１１４】以上、水道水の硬度が３００ｐｐｍ、給水量が３０Ｌの場合を想定して，本実施の形態例について説明してきた。しかし、実際には洗濯機が使用される場所により水道水の硬度は、さまざまである。例えば、水道水の硬度が１００ｐｐｍの場合、外槽３に３０Ｌ給水時の洗濯水硬度は約６ｐｐｍであり、イオン交換樹脂をすぐに再生する必要はない。給水量がすべて３０Ｌとすると、４回目の給水で硬度が約４０ｐｐｍとなる。洗い１回とすすぎ２回とすると、洗濯工程中の再生は，最終すすぎ後に１回行えばよい。従って、水道水硬度により、イオン交換樹脂の再生間隔を決定するようにすることで，塩の無駄な消費を抑えることができる。
【０１１５】以下、その実施の形態例を説明する。
【０１１６】図１４において、７２は電気的書き込みが可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭである。
【０１１７】水道水硬度と、通水量及びイオン交換樹脂の硬度除去性能の関係は、予め分かるので、洗濯機製造業者は、その関係をＥＥＰＲＯＭ７２に記憶させておく。具体的には、図１６のような関係を、複数の硬度条件に対して記憶しておく。すなわち、水道水硬度と処理できる水量との関係を記憶しておく。
【０１１８】ただし、この関係を利用するためには、使用している水道水の硬度を知る手段が必要である。硬度を知る手段には、次のような方法がある。
【０１１９】最も確実な方法は、イオン除去装置４０より上流側の給水経路に硬度測定装置を設けることである。硬度測定装置としては，カルシウムイオン濃度やナトリウムイオン濃度を測定する方法、電導度を測定する方法などがある。この方法は、使用する水の硬度を直接測定できるため、きめ細かい制御が可能である。測定した硬度と、使用した水量から、上記関係を利用してイオン交換樹脂の再生タイミングを決め、必要なときのみに再生が行うようにできる。ただし、本方法は、電極や電気回路などが必要で、洗濯機のコストが若干上昇する。
【０１２０】より簡便な方法は、市販の硬度測定指示薬を使用する方法である。使用者は、洗濯機を使い始めるに当たり、この指示薬で使用する水道水の概略硬度を測定する。そして、その値をＥＰＲＯＭに記憶させる。これは、操作ボタン３４を使い、例えば、スタートボタン３４ａとドアオープンボタン３４ｃを同時に押すことで、マイクロコンピュータ６６を硬度入力モードとし、コースセレクトボタン３４ｂを押した回数で行う。例えば、１回であれば５０ｐｐｍ以下、２回であれば５０〜１００ｐｐｍ等とすればよい。
【０１２１】別な簡便な方法は、洗濯機を使用している場所の地域情報（電話番号や郵便番号）を利用する方法である。通常、水道水は市区町村単位で設置された浄水場から給水される。従って、ある地域はほぼ同一の浄水場から給水されている。浄水場の硬度は、浄水場が定期的に実施している水質調査結果から分かる。従って、洗濯機製造業者は、予め地域情報と浄水場の水道水硬度の関係をＥＥＰＲＯＭに記憶して出荷する。使用者は、洗濯機を使い始めるに当たり、地域情報を操作ボタン３４で入力する。
【０１２２】ＥＥＰＲＯＭ７２には、洗濯またはすすぎに使用する水の目標硬度が、洗濯機製造業者あるいは使用者により記憶されている。マイクロコンピュータ６６は、上記で測定あるいは記憶した水道水硬度値と、実際に給水した水量（水位センサ２７で測定する）をから、前記図１６のような関係を使用し、イオン交換樹脂の硬度除去性能を求め、外槽３に溜まった水（洗濯水またはすすぎ水）の硬度を算出する。給水する水量は、通常、洗いとすすぎで略同量であるので、次に給水した時の外槽３内の水の硬度が予想できる。この値と予め記憶されている目標硬度とを比較し、目標硬度を越える場合は、次回給水前に図１５で説明した方法と同様のイオン交換樹脂の再生工程を行う。
【０１２３】具体的な動作フローを図１９に示す。本動作フローでは、給水及び再生の部分のみを説明する。マイクロコンピュータ６６が給水電磁弁２８ａを開とし（ステップ１３１）、外槽３内への給水を開始する。マイクロコンピュータ６６は、水位センサ２７により給水流量を監視する。一方、ＥＥＰＲＯＭ７２には、外槽３内へ溜まった水の目標硬度値及び、水道水硬度、給水量とイオン交換樹脂の硬度除去性能の関係が予め書き込まれている。マイクロコンピュータ６６は、これらの関係から外槽３に溜まった水の硬度を算出し、目標硬度と比較する（ステップ１３２）。
【０１２４】図２０は、給水量と外槽３に溜まった水（洗濯水と表示）の硬度の関係である。図には一例として、水道水硬度が１００、３００、５００ｐｐｍの場合について示してある。たとえば、水道水硬度が５００ｐｐｍの場合は、給水量約１０Ｌで目標硬度に達するので、マイクロコンピュータ６６は、一旦給水電磁弁２８ａを閉じ、給水を停止する。そして、イオン交換樹脂の再生工程を行う。再生工程の詳細は、図２０の下部に記載してあるが、図１５で説明した方法と同様である。再生工程が終了すると、再び給水電磁弁２８ａを開き、給水を開始する。
【０１２５】なお、本例のように、給水途中で再生工程を行う場合、硬度成分を多量に含む再生排水を、絶対に外槽３内に流入させてはならない。このためには、排水ベローズ２３と排水ポンプ２４の間に排水弁を設け、排水弁より下流側に排水チューブ５８を接続するようにする必要がある。こうすることで、給水、洗い、すすぎ中は排水弁が閉じているため、再生排水が外槽３内に流入することはない。また、排水弁を設けない場合は、排水チューブ５８を洗濯機外へ取り出し、排水ホース２５の出口部２５ａに接続するよう構成してもよい。出口部２５ａは、排水ホース２５の最も高い部分より下方にあるため、再生排水が排水ホース２５を逆流して外槽３内に流入することはない。
【０１２６】規定量の水が外槽３に溜まったことを、水位センサ２７からの信号で知ったマイクロコンピュータ６６は、給水電磁弁２８ａを閉じ、ドラム７を正逆回転させて、洗いまたはすすぎを開始する。例えば、給水量が３０Ｌとすると、水道水硬度５００ｐｐｍでは、給水途中で２回再生工程を行う必要があるが、水道水硬度３００、１００ｐｐｍでは、給水途中で再生を行う必要はない。
【０１２７】洗いまたはすすぎを開始したら、マイクロコンピュータ６６は、次回給水時に外槽３内の水が限界硬度を超えるかどうかを予測する（ステップ１３５）。例えば、図２０で示す水道水硬度３００、５００ｐｐｍの場合、限界硬度に近いため、再生が必要であるが、水道水硬度１００ｐｐｍの場合は再生の必要がない。再生が必要な場合は、ステップ１３８の再生工程を行う。
【０１２８】このように、使用する水道水硬度と給水量により、イオン交換樹脂の再生間隔を決定するようにすることで、イオン交換樹脂の硬度除去能力が残っている場合は再生を行わないため、塩の無駄な消費や再生のための時間を節減できる。また、５００ｐｐｍというような高硬度の水を４０ｐｐｍ以下にするためには、通常、給水量が３０Ｌの場合で、約３００ｍＬのイオン交換樹脂が必要となり、イオン除去装置が大型化し、洗濯機への内臓が困難となる。しかし、上記のように、給水の途中で給水を一旦停止して再生を行うようにすることで、イオン交換樹脂の量が少なくても、高硬度の水道水の軟水化が可能となり、洗濯機に内臓可能な小型のイオン除去装置を実現できる。従って、日本のようにほとんどの水道水が１００ｐｐｍ以下の地域でも、ヨーロッパやアメリカのように３００〜５００ｐｐｍという硬水の地域でも、同一のイオン除去装置で対応が可能である。
【０１２９】家庭によっては、洗濯機に給湯器からのお湯を直接供給することもある。この場合、イオン交換樹脂中をお湯が流れることになる。イオン交換樹脂の耐熱温度は、１００℃以上のものが一般的であり、ドラム式洗濯機で洗濯に使用する６０℃程度では、イオン交換樹脂がすぐに劣化することはない。消毒が主目的の煮沸洗浄を行う場合は、８０〜９５℃の高温のお湯を供給することがある。長期間お湯を使用し続けた場合は、イオン交換樹脂の基材が劣化する恐れがある。そこで、供給される水の水温検知装置を設け、規定温度以上の場合は給水を遮断して、イオン交換樹脂に流れないようにした方がよい。遮断は、給水電磁弁２８ａを閉じればよい。煮沸洗浄は、水を給水しドラム式洗濯機に内蔵された電気ヒータで水温を上げるようにする。また、水温が規定温度以上の場合、給水を遮断するのではなく、イオン交換樹脂（イオン交換装置）のバイパス流路を設け、バイパス流路を通り注水ケースへ給水するようにしてもよい。
【０１３０】尚、上記説明で使用した図１０、１１、１２、１３、１６、１７、１８及び２０は実験によるものである。
【０１３１】
【発明の効果】本発明によれば、イオン交換能を有する素材をコンパクトに構成し、再生剤を複数回の再生が行える量を収容し、かつドラム式洗濯機に装着した状態で、洗濯工程毎に、あるいは給水毎に、あるいは給水途中で一旦給水を止め、自動的に再生処理して用いることを可能にしたので、どのような水道水硬度でも、お湯を用いることなく高い洗浄力のドラム式洗濯機を洗濯機を提供できる。
【出願人】 【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
【出願日】 平成１１年９月２０日（１９９９．９．２０）
【代理人】 【識別番号】１０００７５０９６
【弁理士】
【氏名又は名称】作田 康夫
【公開番号】 特開２００１−８７５９２（Ｐ２００１−８７５９２Ａ）
【公開日】 平成１３年４月３日（２００１．４．３）
【出願番号】 特願平１１−２６５０１２