(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯物を収容して回転する洗濯槽と、前記洗濯槽を収容する外槽と、洗剤を投入して給水時に水とともに前記外槽へ洗剤を流し込む洗剤受けと、前記洗濯槽を駆動するモータと、前記外槽の下部に接続されて洗濯液を取り込む取水管と、前記外槽の開口部の近傍に設けられ前記洗濯槽の内部に向けて開口した吐出口と、前記取水管に一端が連通して他端が前記吐出口に接続された循環経路と、前記循環経路に洗濯液を循環させる循環ポンプと、洗濯液の汚れ量を検知する汚れセンサと、前記汚れセンサからの出力により洗濯機の制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、給水開始よりあらかじめ定めた中間水位になった時点、または給水開始から所定時間が経過した時点における汚れセンサの出力に基づく値をあらかじめ定めた値と比較し、この比較した結果によって使用されている洗剤が粉末洗剤か液体洗剤かを判別し、その判別結果が液体洗剤の場合は、洗濯物の量をもとに決定される基本水位の給水終了までに変化する濁度によって前記液体洗剤が前記洗剤受けに入れられる標準液体洗剤かそれ以外の前記洗剤受けに入れられない液体洗剤かを判別するように構成されるとともに、
前記制御部は、前記基本水位までの給水後に前記洗濯槽を給水時より高い回転数で所定時間回転させ、その間に前記洗剤受けに入れられない液体洗剤が濃縮液体洗剤か液体タブレット洗剤かを判別するように構成された洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗濯液の状態に応じて洗濯運転を制御する洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、洗濯機のよごれ検知装置として、外槽の最下部付近に濁度センサなどの洗濯液の状態を検知する汚れセンサを設置し、洗濯液の汚れなどの状態を検知することで洗濯工程の制御を行うことが考えられている。
【０００３】
汚れセンサは、洗濯液の光の透過度や導電率を測定することで洗濯液の汚れ量を判定することが行われているが、粉末洗剤か液体洗剤かなどの使用する洗剤種別によって汚れセンサの出力の絶対値や変化傾向が異なる。このため、洗濯を開始して一定時間後の汚れセンサの出力を利用して洗剤の判別を行い、液体洗剤の使用時は洗い時間を延長することが考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１５４１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記の洗濯機の構成では、粉末洗剤と液体洗剤とに分別するのみなので、液体洗剤の使用時には、濃縮液体洗剤や水溶性のタブレットに入った液体タブレット洗剤も同じ液体洗剤と判定されるので、洗浄性能や溶解特性等が異なっていてもそれぞれの洗剤に応じた洗濯工程の制御をすることができない。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、使用されている洗剤の種別を粉末洗剤と液体洗剤のみならず、さらに液体洗剤の種別を細かく判別することができる洗濯機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】
上記課題を解決するため、本発明の洗濯機は、給水開始よりあらかじめ定めた中間水位になった時点、または給水開始から所定時間が経過した時点における汚れセンサの出力に基づく値をあらかじめ定めた値と比較して、この比較した結果によって使用されている洗剤が粉末洗剤か液体洗剤かを判別し、その結果が液体洗剤の場合は、給水終了までの濁度変化によって液体洗剤が標準濃度の標準液体洗剤かそれ以外かを判別するものである。これによって、使用されている洗剤の種別を細かく判別することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のドラム式洗濯機は、洗浄開始までに洗剤種別を細かく判別するので、使用する洗剤の種別に応じて洗濯工程の制御を変えることができるので、たとえば、洗剤別に汚れ量に応じた洗濯工程の制御をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における洗濯機の概略構成図
【図２】本発明の実施の形態１における洗濯機の給水工程のフローチャート
【図３】本発明の実施の形態１における洗濯機の泡生成工程のフローチャート
【図４】本発明の実施の形態１における洗濯機の洗濯液の濁度の推移を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
基本発明における洗濯機は、
洗濯物を収容して回転する洗濯槽と、前記洗濯槽を収容する外槽と、洗剤を投入して給水時に水とともに前記外槽へ洗剤を流し込む洗剤受けと、前記洗濯槽を駆動するモータと、前記外槽の下部に接続されて洗濯液を取り込む取水管と、前記外槽の開口部の近傍に設けられ前記洗濯槽の内部に向けて開口した吐出口と、前記取水管に一端が連通して他端が前記吐出口に接続された循環経路を備える。さらに、前記循環経路に洗濯液を循環させる循環ポンプと、洗濯液の汚れ量を検知する汚れセンサと、前記汚れセンサからの出力により
洗濯機の制御を行う制御部とを備える。そして、前記制御部は、給水開始よりあらかじめ定めた中間水位になった時点、または給水開始から所定時間が経過した時点における汚れセンサの出力に基づく値をあらかじめ定めた値と比較して、この比較した結果によって使用している洗剤が粉末洗剤か液体洗剤かを判別し、その判別結果が液体洗剤の場合は、洗濯物の量をもとに決定される基本水位の給水終了までに変化する濁度によって前記液体洗剤が前記洗剤受けに入れられる標準液体洗剤かそれ以外の前記洗剤受けに入れられない液体洗剤かを判別するように構成されたものである。これにより、洗い工程の開始までに洗剤種別を細かく判別するので、使用する洗剤の種別に応じて洗濯工程の制御を変えることができる。
【００１１】
さらに、前記制御部は、前記基本水位までの給水後に前記洗濯槽を給水時より高い回転数で所定時間回転させ、その間に前記洗剤受けに入れられない液体洗剤が濃縮液体洗剤か液体タブレット洗剤かを判別するように構成されたもので、液体洗剤をさらに細かく判別することができ、さらに細かな洗剤別の洗濯工程の制御をすることができる。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における洗濯機の概略構成を示したものである。図１において、洗濯機の外箱１の内部に、前面に開口部を有する外槽２が配設されている。さらに、外槽２の内側に洗濯槽としてのドラム３が、水平方向または水平方向から少し傾斜した回転軸によって回転可能な状態で配設されている。ドラム３は、有底円筒形状をなし、底側となる背面にモータ４が接続され、モータ４の回転により回転する。また、ドラム３は外周面に多数の通水孔が設けられており、この通水孔に洗濯液や空気を通過させて、洗濯槽、脱水槽、乾燥槽としても機能する。
【００１４】
外槽２の上部には、給水弁１０が設けられている。給水口９は水道に接続され、給水弁１０は、運転工程に応じて外槽２やドラム３に給水する。給水弁１０と外槽２の間には洗剤受け１９が設置されており、洗剤受け１９に入れられた洗剤が水とともに外槽２へ流し込まれる。
【００１５】
外槽２の下部の最低部には、取水管５が接続されている。取水管５は、排水弁６につながっており、排水弁６は外部に排水する排水管７につながっている。
【００１６】
取水管５には外槽２に給水された洗濯液の水位を検知する水位センサ８が設置されている。水位センサ８は、給水開始後にすぐに反応する位置に設置される。水位センサ８は、たとえば隔膜（ダイアフラム）に加わる圧力を膜の変形として検出することで水位を検知する。隔膜の変形を検出する方法には、静電容量の変化やひずみゲージを使う。
【００１７】
また、循環経路１２が取水管５と排水弁６の間から連通し、循環経路１２の他端は、外槽２の開口部の近傍に設けられた吐出口１１に接続されている。吐出口１１は、ドラム３の内部に向けて開口し、取水管５から取り込まれた洗濯液をドラム３の内部に吐出する。
外槽２やドラム３を満たしている洗濯液は、循環経路１２を循環して吐出口１１から洗濯物にかけられ、洗濯物に浸透して洗浄力を発揮する。循環ポンプ１３が循環経路１２に設けられており、循環経路１２に洗濯液を循環させる。制御部１６は、ドラム３の回転による水流などの通常洗浄力を制御する洗浄制御とは関係なく洗濯液を循環させることができる。
【００１８】
循環経路１２には、濁度センサ１７によって構成される汚れセンサが設置されている。汚れセンサは、洗濯液の光の透過度に基づく濁度や、導電率を測定することで洗濯液の汚れ量を判定することができる。本実施の形態では、濁度として光の透過度を測定する場合について説明するが、導電率を測定するセンサでも適用することができる。
【００１９】
濁度センサ１７は、例えばＬＥＤなどの発光素子とフォトトランジスタなどの受光素子とで構成されている。そして、これらの発光素子と受光素子とは透光性の材料でできた循環経路１２を挟んで配設される。濁度センサ１７は、発光素子から発光した光を洗濯液を通して受光素子で受光し、電圧に変換して出力する。濁度は洗濯液の汚れの程度を示すものであり、濁度センサ１７の受光素子の出力電圧から換算することで得られ、濁度が高いほど出力電圧が低い。つまり、循環経路１２を通過する洗濯液に洗濯物の汚れが多く溶け出して濁度が高くなると、低い電圧が出力される。初期の発光素子からの発光量は、例えば、汚れていないきれいな水が通った状態で受光素子の出力電圧が１Ｖになるように事前に設定しておく。
【００２０】
シーズヒータ等からなる加熱部１４が外槽２の底部に備えられている。制御部１６は、加熱部１４により洗濯液を加熱して、ドラム３内部の洗濯物を温水で洗浄する。さらに、水温を検知するための水温センサ１８が備えられている。
【００２１】
取水管５の近傍にはフィルタ１５が設置されている。洗濯液が循環する時に洗濯物の繊維や髪の毛などの異物が多く含まれると、循環ポンプ１３や排水管７が詰まってくる恐れがあるため、フィルタ１５は、洗濯物の繊維や髪の毛などの異物を取り除く。
【００２２】
制御部１６は、マイクロコンピュータなどで構成され、洗濯機の運転における、洗い工程、すすぎ工程、脱水工程などのすべての工程の制御を行う。例えば、制御部１６は、水位センサ８や水温センサ１８からの信号を入力し、排水弁６と給水弁１０の開閉、モータ４、循環ポンプ１３や加熱部１４の制御などを行う。また、モータ４に流れる電流信号や回転角を検知して、ドラム３全体の重さから洗濯物の量を判定する布量検知部としての機能を有する。さらに、濁度センサ１７からの出力によって洗濯工程の制御を行う機能などを有している。
【００２３】
次に、本実施の形態の洗濯機の動作について、図２と図３のフローチャート、および図４の洗濯液の濁度の推移を示す図を参照しながら説明する。
【００２４】
洗濯機に洗濯物が投入されて洗濯を開始すると、制御部１６は、給水工程を開始し、最初に、洗濯物の量を判定する（ステップＳ１）。この洗濯物の量の判定は、モータ４を駆動して洗濯物とともにドラム３を回転させるときのモータ４の電流の大きさ、電流変化量や回転角の変化などの少なくとも１つのモータ動作に関する情報を検出することによって行う。
【００２５】
制御部１６は、洗い工程やすすぎ工程における基本的な給水量をこの洗濯物の量をもとに基本水位として決定して給水する。たとえば、洗濯物の量を「少」と判定した時は、基本水位を「低」水位とする。洗濯物の量を「中」と判定した時は、基本水位を「中」水位とする。また、洗濯物の量を「多」と判定した時は、基本水位を「高」水位とする。同時
に、それぞれの洗濯物の量に応じた洗濯の設定時間を決定する（ステップＳ２）。
【００２６】
最初に、洗剤種別検知フラグＦの値を、洗剤種別が未定の間は０としておく（Ｓ３）。
【００２７】
次に、制御部１６は、ドラム３の低速での回転（例えば、４５ｒ／ｍｉｎ）を開始し（Ｓ４）、給水弁１０を開放して給水口９に接続した水道からの給水を開始する（Ｓ５）。水道水は、洗剤が事前に投入されている洗剤受け１９を介して外槽２に流し込まれる。そのため、水道水は洗剤が溶け込んだ洗濯液として外槽２やドラム３に流入する。ただし、濃縮液体洗剤や液体タブレットは、洗剤受け１９に入れられず、直接、ドラム３の内部に投入される。
【００２８】
制御部１６は、給水を開始すると、濁度センサ１７によって洗濯液の濁度を測定する（ステップＳ６）。このとき、濁度が所定濁度Ｄ１より高いと（ステップＳ６のＹＥＳ）、制御部１６は、洗剤種別を「粉末洗剤」であると記憶し、洗剤種別検知フラグＦをＦ＝１にセットする（ステップＳ７）。
【００２９】
図４に示されるように、給水開始時の濁度センサ１７部分は、水量が少ないうえに洗剤受け１９からの洗剤が一気に流れ込んだ状態になるため、粉末洗剤を用いている場合は非常に高い濁度になるので、所定濁度Ｄ１は十分に高い濁度（例えば、２０００ＮＴＵ）に設定しておく。また、次の濁度を判定するまでの中間水位は、例えば、循環経路１２の中でほぼ最下点にある濁度センサ１７が水没する水位に設定しておく。この中間水位は、基本水位に到達するまでの水位であって、特に限定されるものではない。
【００３０】
ステップＳ６における濁度センサ１７による洗濯液の濁度の測定は、中間水位になるまで（ステップＳ８のＮＯ）繰り返し行う。所定水位に達すると（ステップＳ８のＹＥＳ）、循環ポンプ１３を低速（例えば、１２００ｒ／ｍｉｎ）で動作させる（ステップＳ９）。これにより、ゆっくりと洗濯液は循環経路１２を循環する。
【００３１】
洗剤種別がまだ決定されておらず、洗剤種別検知フラグＦが０のままであれば（ステップＳ１０のＹＥＳ）、濁度センサ１７によって洗濯液の濁度を測定する（ステップＳ１１）。このとき、濁度が所定濁度Ｄ２より高いと（ステップＳ１１のＹＥＳ）、制御部１６は、洗剤種別を「標準液体洗剤」であると記憶し、洗剤種別検知フラグＦをＦ＝１にセットする（ステップＳ１２）。
【００３２】
ステップＳ１１における濁度センサ１７による洗濯液の濁度の測定は、基本水位になるまで（ステップＳ１３のＮＯ）繰り返し行う。また、標準液体洗剤は、洗剤受け１９から給水と同時に流れ込むため、粉末洗剤ほどの濁度はないが濃度の高い状態では若干濁度が上がる。そのため、所定濁度Ｄ２は、所定濁度Ｄ１よりは低い少し高めの濁度（例えば、１０００ＮＴＵ）に設定しておく。
【００３３】
粉末洗剤は、水に溶けたときの濁度が液体洗剤の場合より非常に高いので、濁度により粉末洗剤と液体洗剤との判別を容易に行うことができる。特に、通常の洗濯時の水量の基本水位より水量が少ない中間水位か、中間水位になるまでに判別を行うようにすれば、洗剤濃度が高いので粉末洗剤での濁度と液体洗剤での濁度の差をより大きくして判別をより容易にすることができる。さらに、給水時は外槽２の底部に接続された取水管５および循環経路１２から水が満たされていくので、ドラム３の中の洗濯物と洗濯液があまり接触しないので洗濯液に汚れが溶け出しにくく、洗剤そのものの濁度を測定することができる。
【００３４】
制御部１６は、給水量が基本水位に到達すると（ステップＳ１３のＹＥＳ）、給水弁１０を閉じて（ステップＳ１４）、給水工程を終了する。
【００３５】
このようにして最初の給水が完了すると、洗剤をさらに泡立てる泡生成工程を行う。図３に示すように、まず、ドラム３を給水時より速く回転させる（例えば、９０ｒ／ｍｉｎ）（ステップＳ１５）。
【００３６】
洗剤種別がまだ決定されておらず、洗剤種別検知フラグＦが０のままであれば（ステップＳ１６のＹＥＳ）、濁度センサ１７によって洗濯液の濁度を測定する（ステップＳ１７）。このとき、濁度が所定値Ｄ３より高いと（ステップＳ１７のＹＥＳ）、制御部１６は、洗剤種別を「濃縮液体洗剤」であると記憶し、洗剤種別検知フラグＦを１にセットする（ステップＳ１８）。
【００３７】
ステップＳ１７における濁度センサ１７による洗濯液の濁度の測定は、泡生成工程開始から５０秒が経過するまで（ステップＳ１９のＮＯ）繰り返し行う。
【００３８】
濃縮液体洗剤は、ドラム３の中にカップに入れた洗剤を投入しておくため、給水時に水道水と共に流れない。濃縮液体洗剤は、給水水位がドラム３に達してから水道水に溶け込んでいくため、洗濯液としての濁度が上昇するのが遅い。さらに、液体タブレット洗剤は、水によって周囲の膜が溶けて中の洗剤が流れ出していく構造である。そのため、洗剤が溶け出して洗濯液としての濁度が上昇するのは濃縮液体洗剤以上の時間がかかる。
【００３９】
泡生成工程開始から５０秒が経過すると（ステップＳ１９のＹＥＳ）、この時点で洗剤種別がまだ決定されておらず、洗剤種別検知フラグＦが０のままであれば（ステップＳ２０のＹＥＳ）、制御部１６は、洗剤種別を「液体タブレット洗剤」であると記憶する（ステップＳ２１）。
【００４０】
最後に、循環ポンプ１３を停止させて（ステップＳ２２）、泡生成工程を終了する。
【００４１】
次に、制御部１６は、洗い工程を行う。まず、洗濯液の濁度の初期値として濁度センサ１７の出力を測定し、この出力を初期値Ｔ１とする。この値は、まだ洗濯物の汚れが洗濯液に溶け出していない洗剤のみの溶けた洗濯液自体の値である。
【００４２】
次に、制御部１６は、モータ４を制御してドラム３を低速で回転させながら洗濯物の撹拌を開始する。洗濯物がドラム３内で持ち上げられ、ドラム３の上部より重力によって落下し、落下時の運動エネルギーが効果的に加えられるようにドラム３を回転させる。このときのドラム３の回転速度は、ドラム３壁面に遠心力によって張り付かない程度の回転速度が好ましく、洗濯物の量にも依存するが６０ｒ／ｍｉｎ以下が好ましい。ドラム３の回転方向は、連続的に同一方向でもよいし、定期的に方向を切り替えることとしてもよい。
【００４３】
ドラム３の回転による攪拌中は、循環ポンプ１３の駆動を行い、洗濯液が循環経路１２を循環する状態にする。このようにして、洗濯液を循環経路１２を介して吐出口１１よりドラム３内へ循環させ、洗濯物に洗剤の溶け込んだ洗濯液をかけて濡れ性を高める。循環ポンプ１３の初期の回転数は、洗濯液が洗濯物にまんべんなくかかる循環流量とするために、吐出口１１から十分な水量が吐出するように設定しておく。
【００４４】
制御部１６は、循環ポンプ１３の起動から、例えば１分間が経過すると、循環ポンプ１３を停止して洗濯液の循環を停止する。また、循環ポンプ１３の停止から、例えば１分間が経過すると、再び循環ポンプ１３の駆動を１分間行う。
【００４５】
上記のように循環ポンプ１３の駆動と停止を繰り返してドラム３の回転による攪拌を行いながら、設定間隔の３分間が経過すると、洗濯物に洗濯液が十分に浸透し、洗濯物の汚
れの洗濯液への溶け出しも始まる。そして、例えば所定時間ごとに、循環経路１２内の濁度センサ１７によって洗濯液の汚れ量を検知する。
【００４６】
洗濯液の汚れ量の検知は、濁度センサ１７の初期値Ｔ１との差を算出することで行う。この時点での濁度センサ１７の出力を出力値Ｔ２として、出力値Ｔ２と初期値Ｔ１の差を濁度センサ１７での汚れ量の検知値とする。制御部１６は、この汚れ量および洗剤の種別に応じて洗い時間の延長や短縮、すすぎの回数や時間の設定を行う。
【００４７】
その後、さらにドラム３の回転による攪拌動作や循環ポンプ１３の動作を繰り返して、洗い工程の設定時間が経過していれば、洗い工程を終了し、次のすすぎ工程、さらに脱水工程に進む。なお、洗い工程の設定時間は、固定した時間でもよいし、洗濯物の量により何段階かに分けて設定した時間でもよい。
【００４８】
以上のように、給水中における濁度センサ１７の出力に基づく濁度の値をあらかじめ定めた値と比較し、その比較した結果によって粉末洗剤か液体洗剤かの判別を行う。さらに、液体洗剤であれば、標準液体洗剤か濃縮液体洗剤か液体タブレット洗剤かを判別する。これによって、使用する洗剤種別に応じた洗濯工程の制御を行うことができる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、比較する値を濁度としたが、これに限られるものではなく、例えば、濁度センサ１７の出力値そのものでもよいし、この出力値に基づいて算出される他の値でもよいことは言うまでもない。
【００５０】
また、本実施の形態では、中間水位になった時点での濁度センサ１７の出力によって洗剤の判別を行っているが、これに限られるものではない。例えば、給水開始から所定時間が経過した時点における濁度センサ１７の出力に基づいて洗剤の判別を行うようにしてもよい。この場合、水位を検知するセンサを用いることなく行うことができるので、より簡易に洗剤種別の判定をすることができる。
【００５１】
また、本実施の形態では、給水工程時や泡生成工程時に循環ポンプ１３を低速で回転させて循環経路１２の流量を少なくしたが、回転数は変えず（例えば、３０００ｒ／ｍｉｎ固定）に間欠に運転と停止を繰り返すことで流量を少なくすることとしても同じ効果が得られる。
【００５２】
また、本実施の形態では、洗濯液の状態を検知する汚れセンサとして濁度センサを用いたが、これに限られるものではない。例えば、１対の電極を洗濯液の経路に挿入した構成からなる導電率センサによって導電率を測定する方法を用いてもよい。導電率センサを用いれば、濁度を測定する方法と同様のタイミングで導電率を測定することで、その時点の洗濯液の導電率として洗剤種別の判別に用いることができる。一般に、液体洗剤は非イオン化であるため導電率は清水と大きく変わらないので、粉末洗剤の導電率は高く、液体洗剤の導電率は低くなる。導電率の測定は、例えば、電極間の洗濯液のインピーダンスと制御回路上のコンデンサでＲＣ発振回路を構成し、洗濯液のインピーダンスの変化を周波数変化として出力し、さらにこれを電圧値に変換すればよい。洗濯液の導電率を測定すると、洗剤種別だけでなく、洗濯液中の洗剤量を判定したり、洗濯物から溶け出した汗を主とした導電成分の汚れの量を判定したりできる。これにより、目に見える汚れ以外の汚れも含めた汚れ量によって、より細かな洗濯工程の制御を行うことができる。
【００５３】
さらに、ドラム式洗濯機で説明したが、洗濯液の状態を検知して洗濯運転を制御する洗濯機であればこれに限られるものではなく、例えば縦型洗濯機などでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、汚れセンサで使用する洗剤の種別を正確に判別して、洗剤種別に応じた洗浄制御を行うことができるので、繊維などの洗浄装置等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００５５】
１  外箱
２  外槽
３  ドラム（洗濯槽）
４  モータ
５  取水管
６  排水弁
７  排水管
８  水位センサ
９  給水口
１０  給水弁
１１  吐出口
１２  循環経路
１３  循環ポンプ
１４  加熱部
１５  フィルタ
１６  制御部
１７  濁度センサ（汚れセンサ）
１８  水温センサ
１９  洗剤受け
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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