(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の有無によって光の反射量及び透過量が変化する反射透過面で少なくとも一部が構成されている水タンクと、
前記反射透過面に向けて光を発光する発光部と、
前記反射透過面を通して受光する光量に応じた信号を生成する受光部と、
前記受光部の信号から前記水タンクに貯留されている水量を判定する水量判定部と、を備え、
前記水タンクは、
前記水タンク側面内側に向かって凹んでいる凹部を有し、
前記凹部は、
前記水タンク内側に向かって傾斜する一対の傾斜部と、前記一対の傾斜部を接続する底部と、で構成されており、
この傾斜部の外側傾斜面の一部を入出面とし、この傾斜部の内側傾斜面の一部を前記反射透過面とし、前記入出面の傾きと前記反射透過面の傾きとを異なるものとして、前記凹部の最も厚くなる部分における板厚が前記水タンクの最も薄くなる部分における板厚の２倍以内としている
ことを特徴とする水位検知装置。
【請求項２】
前記傾斜部の前記入出面及び前記反射透過面の形成部分における板厚を、
前記凹部の開始部側よりも前記凹部の底部側の厚みの方を厚くしている
ことを特徴とする請求項１に記載の水位検知装置。
【請求項３】
前記傾斜部の前記入出面及び前記反射透過面の形成部分における板厚を、
前記凹部の開始部側から前記凹部の底部側に向かって徐々に厚くしている
ことを特徴とする請求項２に記載の水位検知装置。
【請求項４】
前記傾斜部の前記入出面及び前記反射透過面の形成部分以外の板厚を同じにしている
ことを特徴とする請求項２に記載の水位検知装置。
【請求項５】
前記傾斜部の前記入出面及び前記反射透過面の形成部分以外の少なくとも１つの傾きを、前記入出面の傾き又は前記反射透過面の傾きと異なるものにしている
ことを特徴とする請求項２に記載の水位検知装置。
【請求項６】
前記凹部を、
前記水タンクの上部から下部まで連続して形成している
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の水位検知装置。
【請求項７】
前記凹部を、
前記水タンクの水位を検知したい位置周辺の一部に形成している
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の水位検知装置。
【請求項８】
前記発光部及び前記受光部は、
前記凹部が形成されている前記水タンクの水位を検知したい位置近傍の側面外側に対しほぼ直角をなして配置されている
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の水位検知装置。
【請求項９】
前記請求項１〜８のいずれか一項に記載の水位検知装置と、
発生した蒸気を前記水タンクに導く蒸気案内路と、
前記水位検知装置により所定の水位が検知されたときに、前記水タンク内の水の処理を促すように報知する制御部と、を備えた
ことを特徴とする蒸気回収装置。
【請求項１０】
前記請求項９に記載の蒸気回収装置を備えた
ことを特徴とする加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水タンク内の水位を検知する水位検知装置、この水位検知装置を用いた蒸気回収装置、及びこの蒸気回収装置を備えた加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、蒸気を、冷却水を収容した容器内に導いて冷却水中に放散させることで復水するようにした炊飯器が存在する。そのようなものとして、「フレームと、このフレーム内に設けた収納ケースと、この収納ケース内に収納自在に設けた内鍋と、前記内鍋を覆う開閉自在な蓋体と、前記フレームの一側に設けた水容器と、前記内鍋内と前記水容器とを連通する蒸気通路とを備え、前記内鍋内から発生する蒸気を前記蒸気通路を介して水容器内に導入し水と接触して液化する電気炊飯器」が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、水容器等の水タンク内に貯留されている水等の液体の有無を検知するようにした液体有無検知装置が存在する。そのようなものとして、「タンク内の液体の有無を検知する装置であって、透明なタンクにプリズム部を一体成形し、前記液体とタンク部材との屈折率により決定される全反射の臨界角及び前記タンク部材と空気との屈折率により決定される全反射の臨界角の２つの臨界角の間の角度で光源から光を前記プリズム部へ入射し、その反射光を検出することにより前記タンク内の液体の有無を検知するよう構成したタンク内の液体有無検知装置」が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、どのような色のインクにも対応できる安価なインク残量検出部を備えたインクタンクが存在する。そのようなものとして、「インクが充填されたインクタンクにおいて、光透過性部材によって形成されインクとの界面が検出光路に対して所定の角度を有する光学的インク検出部を有し、該光学的インク検出部はインクタンクと同一材料により形成されたインクタンク」が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。つまり、特許文献２又は特許文献３に記載の技術を特許文献１に記載の技術に適用すれば、電気炊飯器内に収容されているタンク内に貯留されている水の水位を検知することができるようになる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１９２１３４号公報（第２頁、第３頁、第１図）
【特許文献２】特開平７−３１１０７２号公報（第３頁、第５図）
【特許文献３】特開平７−２１８３２１号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に記載の液体有無検知装置のようなものを水位検出装置に適用した場合には、水位を検知するために水タンク側面にプリズムを設けたり、コーナー部を挟むように発光部や受光部を配置したりしなければならない。通常、加熱調理器に収容される水タンクは、大量に同一形状の製品を得るために、型成形を用いてプラスチック等の樹脂を流し、固めて製造されるようになっている。このような一般的に安価な製造方法を用いて、プリズムを有する水タンクを形成しても、正確な水タンク形状が得られないことがあった。
【０００７】
それは、プリズムは、水タンクのプリズム部以外の側面の厚みに比べて、２倍以上の肉厚が必要であるからである。すなわち、水タンク側面の一部にプリズムを形成する場合、プリズムとなる水タンクの一部だけを肉厚の厚いものとしなければならず、その部分の樹脂が収縮して、成形面が波打つことになり、正確な形状が得られないことになるからである。また、正確な水タンク形状を得ることができないために、プリズムの形成面の光学的な反射透過面に求められる面の精度が得られないという課題もあった。なお、特許文献３に記載のインクタンクの一部にプリズムを形成しようとする場合にも、同様の課題が生じることになる。
【０００８】
また、一様な厚みの水タンク側面のコーナー部を発光部や受光部で挟み込んで水タンク内の水位を検知するようにしたものにおいては、水タンクを収容する加熱調理器の外形を小さくしようとすると、発光部や受光部を配置するスペースが必要となり、小型化を実現することができないことがあった。それは、発光部や受光部を配置するために、水タンク側面に検知用のコーナー部を付加しなければならず、水タンク側面の形状が大きく屈曲することになってしまうからである。また、このような形状の水タンクを加熱調理器に収容する場合には、水タンクの着脱が不便で、清掃等に要する負担が大きくなってしまうことにもなる。さらに、加熱調理器の意匠（デザイン）上、違和感を与える可能性もあった。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、水タンクを用いて水位検知を実現する水位検知装置、この水位検知装置をを用いた蒸気回収装置、及びこの蒸気回収装置を備えた加熱調理器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る水位検知装置は、液体の有無によって光の反射量及び透過量が変化する反射透過面で少なくとも一部が構成されている水タンクと、前記反射透過面に向けて光を発光する発光部と、前記反射透過面を通して受光する光量に応じた信号を生成する受光部と、前記受光部の信号から前記水タンクに貯留されている水量を判定する水量判定部と、を備え、前記水タンクは、前記水タンク側面内側に向かって凹んでいる凹部を有し、前記凹部は、前記水タンク内側に向かって傾斜する一対の傾斜部と、前記一対の傾斜部を接続する底部と、で構成されており、この傾斜部の外側傾斜面の一部を入出面とし、この傾斜部の内側傾斜面の一部を前記反射透過面とし、前記入出面の傾きと前記反射透過面の傾きとを異なるものとして、前記凹部の最も厚くなる部分における板厚が前記水タンクの最も薄くなる部分における板厚の２倍以内としていることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る蒸気回収装置は、上記の水位検知装置と、発生した蒸気を前記水タンクに導く蒸気案内路と、前記水位検知装置により所定の水位が検知されたときに、前記水タンク内の水の処理を促すように報知する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る加熱調理器は、上記の蒸気回収装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る水位検知装置によれば、水タンクを一般的な型成形によって、安価に反射透過部を有する水タンクを製造することができるとともに、水タンク内の水位を正確に検知することができる。また、水タンクの形状を比較的シンプルに形成することができ、デザイン性、清掃性、メンテナンス性、及び、持ち運び易い等の取扱性が向上する。
【００１７】
本発明に係る蒸気回収装置によれば、上記の水位検知装置を備えているので、この水位検知装置が有する効果を奏する。また、本発明に係る加熱調理器によれば、上記の蒸気回収装置を備えているので、この加熱調理器が有する効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る加熱調理器１００の内部構成を側面から見た状態を示す側面図である。図１に基づいて、加熱調理器１００の構成及び動作について説明する。この加熱調理器１００は、被加熱物（米や水等）を入れた内鍋を誘導加熱コイル等の加熱手段で加熱することで被加熱物を炊きあげ、このとき発生する蒸気を水槽で回収するものである。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
【００１９】
加熱調理器１００は、上面が蓋体３に開閉自在に覆われ、炊飯釜２及び水タンク７を着脱自在に収納される本体１と、調理される被加熱物が入れられ、本体１の内部に着脱自在に収納される炊飯釜２と、本体１の後方上部に軸支されたヒンジ部（図示省略）を介して本体１の上面を開閉自在に覆う蓋体３と、蓋体３の内側に着脱自在に取り付けられ、炊飯釜２の上部開口部を開閉自在に覆う内蓋４と、炊飯釜２を加熱する誘導加熱コイル等の加熱体５と、所定量の水が貯留され、蒸気を冷却して復水することで蒸気を回収する水タンク７と、炊飯釜２と水タンク７とを連結し、蒸気を導通させる蒸気パイプ６と、で構成されている。なお、本体１と蓋体３とで、加熱調理器１００の外形を構成するようになっている。
【００２０】
本体１は、上面が開口形成されており、内部に炊飯釜２及び水タンク７の他に加熱体５も収納するものである。炊飯釜２は、上面が開口形成されており、この開口部が内蓋４で覆われることで内部が密閉状態になるものである。蓋体３は、ユーザにより開閉スイッチ等（図示省略）が操作されることで、本体１の上面を開閉自在に覆うものである。また、蓋体３には、蒸気パイプ６が着脱自在に装着されるようになっている。内蓋４は、調理時に炊飯釜２の上部開口部を閉塞し、炊飯釜２の内部を密閉するものである。加熱体は、炊飯釜２の底面側に配設されており、通電制御されることで炊飯釜２を加熱して調理したり保温したりするものである。
【００２１】
蒸気パイプ６は、一端（紙面右側端部）が内蓋４の略中央部に、他端（紙面左側端部）が水タンク７の内部に挿入されている蒸気導入パイプ１３に接続され、炊飯釜２と水タンク７とを連結するものである。水タンク７は、内部に所定量の水が貯留され、蒸気パイプ６を介して流通した蒸気を冷却して回収するものである。この水タンク７は、炊飯釜２が収納されている位置の脇に収納されるようになっている。また、水タンク７は、上面が開口形成されており、この開口部を着脱自在に覆うタンク蓋１２を有している。さらに、タンク蓋１２には、蒸気導入パイプ１３が貫通するように固着されている。
【００２２】
蒸気導入パイプ１３は、タンク蓋１２が水タンク７に装着された状態において、一端（上端）が蒸気パイプ６に着脱自在に接続され、他端（下端）が水タンク７内部下側に位置するようになっている。つまり、蓋体３が開けられたとき蒸気パイプ６が蒸気導入パイプ１３から離れ、蓋体３が閉じられたときに蒸気パイプ６が蒸気導入パイプ１３に接続されるようになっている。蒸気パイプ６及び蒸気導入パイプ１３は、炊飯時に発生した蒸気を水タンク７内に導く蒸気案内路として機能するものであり、水タンク７は、蒸気導入パイプ１３を介して流入した蒸気を水で結露させ、回収水９として貯留するものであり、これらで蒸気回収装置を構成している。
【００２３】
また、本体１内には、加熱体５の通電制御を行なう制御部１１と、水タンク７内に貯留されている回収水９の水位を検知する水位検知装置８と、が設けられている。制御部１１は、本体１の底面であって、加熱体５の下側に配置され、水位検知装置８から出力される信号に基づいて加熱体５への通電を制御するものである。水位検知装置８は、水タンク７の側面に設けられており、水タンク７の回収水９の水位が予め設定されている水位１０以上であるかどうかを検知するものである。この水位検知装置８は、回収水９の水位が水位１０以上であることを検知すると、制御部１１に出力している信号をＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに反転し、出力するようになっている。
【００２４】
ここで、制御部１１の具体的な制御動作について説明する。
制御部１１は、蓋体３の上面に設けられているスイッチ等のユーザ操作を通して炊飯の開始を検知すると、水位検知装置８からの信号がＨｉｇｈレベルであるかＬｏｗレベルであるかを判定する。水位検知装置８からの信号がＨｉｇｈレベルであるとき、制御部１１は、ユーザ操作に従い炊飯を開始する。一方、水位検知装置８からの信号がＬｏｗレベルであるとき、制御部１１は、水タンク７内の回収水９が水位１０に達していると判断する。そして、制御部１１は、たとえば蓋体３の上面に設けられているランプや液晶ディスプレイ等で構成されている表示部に炊飯停止及び回収水９の排水を促すメッセージを表示し、併せてブザー音等でユーザに報知する。
【００２５】
つまり、制御部１１は、水タンク７内に貯留されている水の水量を判定する水量判定部として機能し、水タンク７内の回収水９が水位１０を超えていると判断した場合には、本体１や蓋体３周辺に結露が発生したり、回収水９が溢れてしまったりする可能性が高くなるため、このことを視覚的又は聴覚的のいずれかまたは双方でユーザに報知するようになっている。本体１や蓋体３周辺に結露が発生したり、回収水９が溢れてしまったりすると、安全性及び清潔性を損ねることになるとともに、内部機器（特に制御部１１）に悪影響を与えることになる可能性が高くなる。そこで、そのような事態を未然に防止すべく、ユーザに報知することにしている。
【００２６】
また、制御部１１は、炊飯終了時に水位検知装置８からの信号がＬｏｗレベルに反転しているかどうかを判定する。そして、水位検知装置８からの信号がＬｏｗレベルに反転しているときは、制御部１１は、たとえば蓋体３の上面に設けられている表示部に回収水９の排水を促すメッセージを表示し、併せてブザー音等でユーザに報知する。なお、ブザー音に代えて、スピーカによる音声メッセージを利用してユーザに報知するようにしてもよい。
【００２７】
以上のように構成された加熱調理器１００においては、米と水等の被加熱物の入った炊飯釜２を本体１内に収納されて蓋体３が閉じられ、炊飯開始のスイッチが操作されると、制御部１１は、水位検知装置８からの信号がＨｉｇｈレベルかどうかを判定する。水位検知装置８からの入力信号がＨｉｇｈレベルのときは、制御部１１は、加熱体５への通電を開始し、炊飯釜２を介して被加熱物に熱を伝える。この加熱動作により炊飯釜２内の被加熱物から蒸気が発生する。
【００２８】
炊飯釜２内に発生した蒸気は、蒸気パイプ６及び蒸気導入パイプ１３を通って、水タンク７内に導かれ、水タンク７内に注入されている水に接触して温度が下がり、結露して水となり、回収水９として貯留される。炊飯量にもよるが、１回の炊飯によって回収される水量は約５０〜１００ｍＬである。たとえば、水タンク７の底部が２０ｃｍ×５ｃｍの長方形で、その面積が１００ｃｍ2 であるとする場合では、１回の炊飯で回収水９の水位が０．５〜１ｃｍ程度が上昇することになる。
【００２９】
一方、炊飯の開始を検知した際に、水位検知装置８からの信号がＬｏｗレベルのときは、制御部１１は、水タンク７内の回収水９が上限水位１０に達していると判断して、炊飯停止及び回収水９の排水の催促をユーザに報知する。また、制御部１１は、炊飯終了時に水位検知装置８からの信号がＬｏｗレベルに反転しているかどうかを判定する。炊飯終了時に水位検知装置８からの信号がＬｏｗレベルに反転しているときは、制御部１１は、水タンク７内の回収水９が上限水位１０に達していると判断して、回収水９の排水の催促をユーザに報知する。これは、炊飯の繰り返しによって、回収水９の水位が水位１０に達していると判断できるからである。なお、水位検知装置８からの信号のＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとは、相互に反転した信号でもよい。
【００３０】
実施の形態１に係る加熱調理器１００によれば、炊飯時に発生した蒸気を水タンク７内で回収することができ、蒸気を外部に放出することがない。また、炊飯開始時に回収水９が水位１０に達したことを水位検知装置８を通して検知したときは、ユーザに回収水９の排水を促すと共に炊飯停止を表示し、炊飯終了時に回収水９が水位１０に達したことを水位検知装置８を通して検知したときは、ユーザに回収水９の排水を促すようにしているので、本体１や蓋体３周辺の結露の発生を抑制することができる。さらに、水タンク７内の回収水９が溢れることを未然に防止することができ、メンテナンス性の良い蒸気回収装置及び加熱調理器１００を得ることができる。
【００３１】
ここで、水タンク７内の水位検知の具体的な仕組みについて説明する。
図２は、水タンク７の一例である水タンク７ａの外観形状を示す斜視図である。図３は、水タンク７ａ及び発受光部を説明するための説明図である。図２及び図３に基づいて、水タンク７内の水位検知の具体的な仕組みを、水タンク７ａ及び発受光素子の配置関係及び動作とともに説明する。図３では、水タンク７ａ及び発受光部を３つの方向から見た状態をそれぞれ示しており、図３（ａ）が水タンク７ａ及び発受光部を上方から見た状態を示す平面図を、図３（ｂ）が水タンク７ａ及び発受光部を水タンク７ａの短手方向側面から見た状態を示す側面図を、図３（ｃ）が水タンク７ａ及び発受光部を水タンク７ａの長手方向側面から見た状態を示す側面図を、それぞれ示している。また、図３には、発光部１５ａから発光され、受光部１６ａで受光される光の光路を矢印（実線矢印及び破線矢印）で示してある。
【００３２】
図２及び図３に示す水タンク７ａは、図１で示した水タンク７と同様の機能を有している。水タンク７ａは、光を透過する材料（ポリスチレン等）で形成されている。この水タンク７ａの側面（水タンク７ａの長手方向側面の一方の側面）には、凹部１４ａが成形されている。凹部１４ａは、水タンク７ａの長手方向側面の一方の側面の一部を、水タンク７ａの高さ方向に沿って所定の深さの溝となるように形成されている。この凹部１４ａは、２つのタンク外側傾斜面（入出面）と、２つのタンク内側傾斜面（反射透過面）とを有している。
【００３３】
そして、タンク外側傾斜面の発光部１５ａ側を入出面１９ａ−１とし、タンク外側傾斜面の受光部１６ａ側を入出面１９ａ−２とし、タンク内側傾斜面の発光部１５ａ側を反射透過面２０ａ−１とし、タンク内側傾斜面の受光部１６ａ側を反射透過面２０ａ−２として、それぞれ図示している。なお、入出面１９ａ−２は、凹部１４ａの高さ方向の中心線を軸として入出面１９ａ−１の対称位置に形成され、反射透過面２０ａ−２は、凹部１４ａの高さ方向の中心線を軸として反射透過面２０ａ−１の対称位置に形成されている。また、以下の説明において、入出面と反射透過面とを併せて凹部１４ａの傾斜部と称する場合がある。
【００３４】
また、図３に示すように、発受光部である発光部１５ａと受光部１６ａとは、水タンク７ａの長手方向側面に対してほぼ直角に配置されている。この発光部１５ａと受光部１６ａと、水タンク７ａとで水位検知装置を構成している。また、図３（ｂ）に示すように、発光部１５ａ及び受光部１６ａは、水タンク７ａの水位１０の延長線上に配置されている。図３（ａ）に示すように、水タンク７ａ内の水位１０に対応する位置が空気の場合、つまり回収水９が水位１０まで貯留されていない場合における光路は実線矢印１７となり、回収水９が水位１０を超えて貯留されている場合における光路は破線矢印１８となる。なお、実線矢印１７は、図３（ｃ）の矢印と対応している。
【００３５】
すなわち、回収水９が水位１０まで貯留されていない場合、発光部１５ａの構成要素である発光素子から発光される光は、実線矢印１７で示すように、入出面１９ａ−１を通り、タンク壁面内部をタンク内部方向に向かって進み、反射透過面２０ａ−１で反射され、タンク壁面内部をタンク壁面方向に沿って進み、反射透過面２０ａ−２で反射され、タンク壁面内部をタンク外部方向に向かって進み、入出面１９ａ−２を透過して、受光部１６ａに達するように進行する。一方、回収水９が水位１０まで貯留されている場合は、発光部１５ａの構成要素である発光素子から発光される光は、破線矢印１８で示すように、入出面１９ａ−１を通り、タンク壁面内部をタンク内部方向に向かって進み、反射透過面２０ａ−１を透過してタンク内部へ向かうように進行する。
【００３６】
ここで、水位検知装置の更に具体的な動作について説明する。
図４は、水タンク７ａの一部を拡大して示す拡大平面図である。図４に基づいて、水位検知装置を構成する発光部１５ａ及び受光部１６ａの詳細な動作について説明する。図４には、水タンク７ａの一部、つまり凹部１４ａの発光部１５ａ側の入出面１９ａ−１及び反射透過面２０ａ−１を光の光路と併せて図示している。この図４には、発光部１５ａから発光された光の光路を４つの実線矢印（矢印１７ａ〜矢印１７ｃ及び矢印１８ｃ）で示している。また、図４には、水タンク７ａを各寸法を併せて図示している。なお、水タンク７ａの各寸法については後に詳細に説明する。
【００３７】
図４に示すように、発光部１５ａからの光は、矢印１７ａで示す光路を通って、入出面１９ａ−１で屈折・透過して、タンク壁面内部に入り、矢印１７ｂで示す光路を通って、反射透過面２０ａ−１に至る。そして、回収水９が水位１０まで貯留されていない場合は、反射透過面２０ａ−１で反射して矢印１７で示す光路のようにタンク壁面内部をタンク壁面方向に沿って進み、回収水９が水位１０まで貯留されている場合は、反射透過面２０ａ−１で屈折・透過して矢印１８ｃで示す光路のように水タンク７ａの内部方向に向かって進む。
【００３８】
図５は、光の反射・透過の仕組みを説明するための説明図である。図６は、光の入射角度と反射率との相関を示す特性図である。図５及び図６に基づいて、実施の形態１で利用している反射や屈折に関する原理について説明する。この実施の形態１においては、空気の屈折率ｎ1 を１．００、水の屈折率ｎ3 を１．３３、水タンク７ａの構成材料の一例であるポリスチレンの屈折率ｎ2 を１．５９として表している（図４参照）。なお、水タンク７ａ内が空気の場合には、タンク内部の屈折率ｎ3 は、１．００となる。また、屈折に関するスネルの法則、及び、反射・透過に関するフレネルの公式は、下記の通りである。
【００３９】
図５に示すように媒質１（ｎ1 ）と媒質２（ｎ2 ）との間で、光が入射、反射、屈折した場合を考える。
ここで、
ｎ1   ：媒質１（入射側）の屈折率
ｎ2   ：媒質２（透過側）の屈折率
θ1   ：入射角
θ2   ：屈折角
θ3   ：反射角
とすると、スネルの法則より、
（１）  θ1 ＝θ3 （入射角と反射角とは等しい）
（２）  ｎ1 ×ｓｉｎθ1 ＝ｎ2 ×ｓｉｎθ2 
（又は、ｓｉｎθ1 ／ｓｉｎθ2 ＝ｎ2 ／ｎ1 ）
となる。
【００４０】
また、フレネルの公式より、臨界が入射面に対し垂直の場合の反射係数ｒｓ及び透過係数ｔｓを算出すると以下のようになる。
（３）  ｒｓ＝（ｎ1ｃｏｓθ1−ｎ2ｃｏｓθ2）／（ｎ1ｃｏｓθ1＋ｎ2ｃｏｓθ2）
＝−ｓｉｎ（θ1−θ2）／ｓｉｎ（θ1＋θ2）
（４）  ｔｓ＝２ｎ1ｃｏｓθ1／（ｎ1ｃｏｓθ1＋ｎ2ｃｏｓθ2）
スネルの法則を用いて入射角θ1 のみを用いて書き換えると以下のようになる。
（５）  ｒｓ＝［ｃｏｓθ1−｛（ｎ2／ｎ1）２  −（ｓｉｎθ1）２｝０．５］／［ｃｏｓθ1＋（ｎ2／ｎ1）２−（ｓｉｎθ1）２｝０．５］
（６）  ｔｓ＝２ｃｏｓθ1／［ｃｏｓθ1＋｛（ｎ2／ｎ1）２−（ｓｉｎθ1 ）２｝０．５］
【００４１】
臨界が入射面に対し水平の場合の反射係数ｒｐ及び透過係数ｔｐを算出すると以下のようになる。
（７）  ｒｐ＝（ｎ1ｃｏｓθ2−ｎ2ｃｏｓθ1）／（ｎ1ｃｏｓθ2＋ｎ2ｃｏｓθ1）
＝ｔａｎ（θ1−θ2）／ｔａｎ（θ1＋θ2）
（８）  ｔｓ＝２ｎ1ｃｏｓθ1／（ｎ1ｃｏｓθ2＋ｎ2ｃｏｓθ1）
スネルの法則を用いて入射角θ1 のみを用いて書き換えると以下のようになる。
（９）  ｒｐ＝［−（ｎ2／ｎ1）２×ｃｏｓθ1＋｛（ｎ2／ｎ1）２−（ｓｉｎθ1）２｝０．５］／［（ｎ2／ｎ1）２×ｃｏｓθ1＋｛（ｎ2／ｎ1）２−（ｓｉｎθ1）２｝０．５］
（１０）ｔｐ＝２×（ｎ2／ｎ1）×ｃｏｓθ1／［（ｎ2／ｎ1）２×ｃｏｓθ1＋｛（ｎ2／ｎ1）２−（ｓｉｎθ1）２｝０．５］
【００４２】
次いで、反射率Ｒ及び透過率Ｔが以下のように求められる。入射エネルギーに対する反射エネルギーの比を反射率Ｒといい、入射エネルギーに対する透過エネルギーの比を透過率Ｔという。
（１１）Ｒ＝ｒ2 ＝１／２（ｒｓ2＋ｒｐ2）
（１２）Ｔ＝ｔ2 ×（ｎ2ｃｏｓθ2／ｎ1ｃｏｓθ1）
とそれぞれ表される。
屈折角θ２が９０°となる入射角を臨界角とよび、それ以上の入射角では、全反射が生じる。（ｎ1＞ｎ2の場合に生じる：たとえば、水ｎ1＝１．３３から空気ｎ2＝１．００中に出る場合などの）臨界角θ1 ｒｉｎは、以下の式で求められる。
（１３）θ1ｒｉｎ＝ｓｉｎ−１（ｎ2／ｎ1 ）
【００４３】
上述した各式を用いて計算した各媒質間の反射率角度特性は図６のようになる。図６では、縦軸が反射率（％）を、横軸が入射角度（ｄｅｇ）をそれぞれ示している。また、線（イ）が空気→水（回収水９）の反射率角度特性を、線（ロ）が空気→ポリスチレン（ＰＳ）の反射率角度特性を、線（ハ）が水→ポリスチレンの反射率角度特性を、線（ニ）が水→空気の反射率角度特性を、線（ホ）がポリスチレン→空気の反射率角度特性を、線（ヘ）がポリスチレン→水の反射率角度特性を、それぞれ示している。
【００４４】
すなわち、各媒質間の反射率角度特性は、水→空気（線（ニ））、ポリスチレン→空気（線（ホ））、ポリスチレン→水（線（ヘ））の場合では、全反射が生じる。逆に、各媒質間の反射率角度特性は、空気→水（線（イ））、空気→ポリスチレン（線（ロ））、水→ポリスチレン（線（ハ））では、全反射はしないが、入射角度が大きくなる（光路が面と平行に近づく）と、反射率が急激に大きくなる。正面（入射角０°）の反射率は数％と小さい。
【００４５】
図４において、水タンク７ａの側面の厚み（凹部１４ａの開始部における水タンク７ａの側面板の厚み）をＨ3 ＝２ｍｍ、凹部１４ａの入出面１９ａ−１を底辺Ｗ1 ＝３ｍｍで、高さＨ1 （凹部１４ａの深さ）＝１．５ｍｍの直角三角形の斜辺とした。また、水タンク７ａを成形するときの厚み変更の制約条件として、側面の一部の厚みを他の部分の厚みの２倍以内、好ましくは１．５倍以内とすることは可能である。ここでは、水タンク７ａの側面厚さをＨ3 ＝２ｍｍとしたので、凹部１４ａの底面を構成している水タンク７ａの側面（凹部１４ａの最も凹んだ部分における水タンク７ａの側面）の厚さをＨ4 ＝Ｈ3 ×１．５＝３ｍｍとした。
【００４６】
発光部１５ａからの光の入射角度をタンク平面の垂直方向からθ1 ＝５ｄｅｇだけ左に傾いたものとして光路を追跡する。ちなみに、垂直方向からの光の挙動を計算するには、θ1 ＝０ｄｅｇとすればよい。入出面１９ａ−１の傾きをタンク平面の水平方向から下にθｘとすると傾斜面の設定より、θｘ＝ｔａｎ−１（１．５／３）＝２６．５７ｄｅｇとなる。また、反射透過面２０ａ−１の傾きをθｙとする。入出面１９ａ−１への発光部１５ａからの光（矢印１７ａ）の入射角は、θ2＝θ1＋θｘ＝５＋２６．５７＝３１．５７ｄｅｇとなる。スネルの法則より、屈折角は、θ3 ＝ｓｉｎ−１｛（ｎ1／ｎ2）ｓｉｎ（θ2 ）｝＝１９．２ｄｅｇとなり、光は矢印１７ｂを進む。
【００４７】
次いで、反射透過面２０ａ−１で反射（全反射）・透過が生じるが、反射後の光路（矢印１７ｃ）がタンク平面に平行となるようにθｙを決めればよい。反射透過面２０ａ−１において、スネルの法則より、入射角θ5 ＝反射角θ5 である。光路（矢印１７ｂ）とタンク平面の垂線のなす角をθ4 とすると、θ4 ＝θｘ−θ3 ＝７．３ｄｅｇとなる。したがって、θ5 ＝（９０−θ4 ）／２＝４１．３ｄｅｇとなる。さらに、このθ5 に対応する反射透過面２０ａ−１の角度は、θｙ＝９０−θ5＝４８．７ｄｅｇとなる。
【００４８】
以上の条件においては、反射透過面２０ａ−１の入射角θ5 ＝４１．３ｄｅｇは、水タンク７ａと空気の界面での全反射条件を満たすので、空気の場合、反射透過面２０ａ−１では、全反射となり光線は１００％反射される。矢印１７ｂで示す光路の光は、全反射されて、矢印１７ｃに進む。水の場合は、反射率は低く約２％程度で、９８％が水タンク７ａ内部に透過する。ちなみに、この場合の屈折角θ6 は、ｎ3 ＝１．３３（水）として、θ6 ＝ｓｉｎ−１｛（ｎ2 ／ｎ3 ）×ｓｉｎθ5 ｝＝５２．１ｄｅｇとなる。矢印１７ｂで示す光路の光は、ほぼ透過されて、水タンク７ａ内部に進む（矢印１８ｃ）。
【００４９】
Ｈ4 ＝３ｍｍとして、反射透過面２０ａ−１の大きさを定めると、底辺Ｗ2 ＝２．２ｍｍ、高さＨ2 ＝２．５ｍｍの直角三角形の斜辺となる。水タンク７ａ内が空気の場合は、矢印１７ｃで示す光路の光は、凹部１４ａの底部のタンク側面内を進み、入出面１９ａ−１及び反射透過面２０ａ−１と対称位置に形成された反射透過面２０ａ−２及び入出面１９ａ−２に順次入射して、反射透過面２０ａ−２で反射（全反射）、入出面１９ａ−２で透過されて、受光部１６ａに達することとなる。一方、水タンク７ａ内が水の場合は、光量のほとんどがタンク内部に透過されるので、受光部１６ａには、２％×２％＝０．０４％程度とほとんど光が達しない。
【００５０】
これにより、受光部１６ａが受ける光量が多い場合には、水タンク７ａ内が空気であり、光量がほとんどない場合には、水タンク７ａ内が水であることが判別できる。つまり、発光部１５ａから発光され、受光部１６ａで受光された光の光量が多いとき、水タンク７ａの水位１０にまで回収水９が到達していないと判別でき、発光部１５ａから発光され、受光部１６ａで受光された光の光量が少ないとき、水タンク７ａの水位１０にまで回収水９が到達していると判別でき、そのことをユーザに報知するようになっているのである。
【００５１】
なお、発光部１５ａからの入射角度が５ｄｅｇの場合について説明したが、これに限定するものではない。たとえば、θ1 ＝０ｄｅｇとした場合の各角度の計算を行なうと、入出面１９ａ−１の角度は同じとしてθｘ＝２６．５７ｄｅｇ、θ2 ＝θｘ＝２６．５７ｄｅｇ、θ3 ＝ｓｉｎ−１｛（１．０／１．５９）ｓｉｎ（２６．５７）｝＝１６．３４ｄｅｇ、θ4 ＝θ3 −θｘ＝１０．２３ｄｅｇ、θ5 ＝（９０−θ4 ）／２＝３９．９ｄｅｇ、θｙ＝９０−θ5 ＝５０．１ｄｅｇとなり、この場合も、前述のθ1 ＝５ｄｅｇと同様に、水タンク７ａ内が空気か水により、反射透過面２０ａ−１の挙動が異なり、矢印１７ｃで示す光路の光量が大きく変化して、水位検知ができる。
【００５２】
しかしながら、詳細には、反射透過面２０ａ−１の入射角度θ5 が小さくなっており、この面での全反射角度３９ｄｅｇに対して尤度が減少している。また、θｙが大きくなることで、反射透過面２０ａ−１が立上り、水タンク７ａの壁面厚みの許容値とした３ｍｍの制限により、Ｗ2 が小さくなって、反射透過面２０ａ−１の面積が小さくなり、入射光の位置ずれに対する尤度も減少していることがわかる。さらに、計算は、発光部１５ａの中心光軸について行なっているが、厳密には、少し角度のずれた周辺光も受光部１６ａに到達して、その出力に寄与しているため、これらの光の到達が減少していく可能性もある。したがって、最適な角度は、これらの諸条件を用途に応じて検討して決定すればよい。
【００５３】
以上のように実施の形態１では、水タンク７ａの側面の一部に凹部１４ａを設け、凹部１４ａを構成している壁面の厚さを、他の側面の厚さの約１．５倍程度までに変えるように構成したので、一般的な型成形によって、安価に容易に製造できる。また、発受光部を用いた水位検知用の水タンク７ａの形状を屈曲が少ないものとすることができる。したがって、水タンク７ａの形状が、見た目にすっきりすることでデザイン性が向上し、清掃性、メンテナンス性、及び、持ち運び易い等の取扱性も向上できる。
【００５４】
次に、実施の形態１の変形例について説明する。
図７は、水タンク７の一例である水タンク７ｂの一部を拡大して示す拡大平面図である。図７に基づいて、凹部１４ｂを別の形状とした水タンク７ｂについて説明する。図７には、水タンク７ｂの一部、つまり凹部１４ｂの発光部１５ｂ側の入出面（入出面１９ｂ−１及び入出面１９ｂ−２）及び反射透過面（反射透過面２０ｂ−１及び反射透過面２０ｂ−２）を光の光路と併せて図示している。この図７には、発光部１５ｂから発光された光の光路を実線矢印で示している。なお、入出面１９ｂ−１と反射透過面２０ｂ−１とが対向するようになっており、入出面１９ｂ−２と反射透過面２０ｂ−２とが対向するようになっている。また、入出面と反射透過面とを併せて凹部１４ｂの傾斜部と称する場合がある。
【００５５】
図７に示すように、凹部１４ｂは、この凹部１４ｂを形成する傾斜部において、水タンク７ｂの板厚を一定とした部分（入出面１９ｂ−２と反射透過面２０ｂ−２とが対向する部分）を設けている点で凹部１４ａと相違している。つまり、凹部１４ｂは、反射透過面２０ｂ−１から反射透過面２０ｂ−２に至る部分に所定の角度を設けて、入出面１９ｂ−２と反射透過面２０ｂ−２との間における壁面厚みを一定とし、入出面１９ｂ−１と反射透過面２０ｂ−１との間における壁面厚みを凹部１４ｂの底面に向かって徐々に厚くするように形成されている。
【００５６】
この凹部１４ｂにおいては、傾斜部において、入出面１９ｂ（入出面１９ｂ−１及び入出面１９ｂ−２）と反射透過面２０ｂ（反射透過面２０ｂ−１及び反射透過面２０ｂ−２）の角度と配置とを変えることにより、水タンク７ｂ内が空気か水によって、反射と透過が変化するように各面を配置するようにしている。したがって、凹部１４ｂの傾斜部を長くしたい場合には、全面に渡って、入出面１９ｂ及び反射透過面２０ｂを延長する必要は無く、光が通過するのに必要な範囲で各面を配置すればよい。
【００５７】
また、水タンク７ｂを形成する際の型成形の制限から、角度の異なる面を長くすると、厚みの差が大きくなり、成形が困難になってしまう。そこで、図７で示したように、入出面１９ｂ−２と反射透過面２０ｂ−２の部分、つまり発光部１５ｂからの光の反射透過に影響しない部分で、厚さを一定とすることが好ましい。そうすれば、水位の検知を、それ以外の部分、つまり入出面１９ｂ−１及び反射透過面２０ｂ−１の部分を利用して実現することができる。
【００５８】
図８は、水タンク７の一例である水タンク７ｃの一部を拡大して示す拡大平面図である。図８に基づいて、凹部１４ｃを別の形状とした水タンク７ｃについて説明する。図８には、水タンク７ｃの一部、つまり凹部１４ｃの発光部１５ｃ側の入出面（入出面１９ｃ−１及び入出面１９ｃ−２）及び反射透過面（反射透過面２０ｃ−１及び反射透過面２０ｃ−２）を光の光路と併せて図示している。この図８には、発光部１５ｃから発光された光の光路を実線矢印で示している。なお、入出面１９ｃ−１と反射透過面２０ｃ−１とが対向するようになっており、入出面１９ｃ−２と反射透過面２０ｃ−２とが対向するようになっている。また、入出面と反射透過面とを併せて凹部１４ｃの傾斜部と称する場合がある。
【００５９】
図８に示すように、凹部１４ｃは、この凹部１４ｃを形成する傾斜部において、厚みが異なる部分を２箇所（入出面１９ｃ−２と反射透過面２０ｃ−２との間における厚み、入出面１９ｃ−１と反射透過面２０ｃ−１との間における厚み）を設けている点で凹部１４ａ及び凹部１４ｂと相違している。つまり、凹部１４ｃは、反射透過面２０ｃ−１から反射透過面２０ｃ−２に至る部分の板厚を薄くするように所定の角度を設けて、入出面１９ｃ−２と反射透過面２０ｃ−２との間における壁面厚みと、入出面１９ｃ−１と反射透過面２０ｃ−１との間における壁面厚みとを異なるものとするように形成されている。
【００６０】
この凹部１４ｃにおいては、凹部１４ｂと同様に、傾斜部において、入出面１９ｃ（入出面１９ｃ−１及び入出面１９ｃ−２）と反射透過面２０ｃ（反射透過面２０ｃ−１及び反射透過面２０ｃ−２）の角度と配置とを変えることにより、水タンク７ｃ内が空気か水によって、反射と透過が変化するように各面を配置するようにしている。したがって、凹部１４ｃの傾斜部を長くしたい場合には、全面に渡って、入出面１９ｃ及び反射透過面２０ｃを延長する必要は無く、光が通過するのに必要な範囲で各面を配置すればよい。
【００６１】
また、水タンク７ｃを形成する際の型成形の制限から、角度の異なる面を長くすると、厚みの差が大きくなり、成形が困難になってしまう。そこで、図８で示したように、入射面１９ｃ−２と反射透過面２０ｃ−２の部分、つまり発光部１５ｃからの光の反射透過に影響しない部分で、厚さを変化させることが好ましい。そうすれば、水位の検知を、それ以外の部分、つまり入射面１９ｃ−１及び反射透過面２０ｃ−１の部分を利用して実現することができる。
【００６２】
図９は、水タンク７の一例である水タンク７ｄの一部を拡大して示す拡大平面図である。図９に基づいて、凹部１４ｄを別の形状とした水タンク７ｄについて説明する。図９には、水タンク７ｄの一部、つまり凹部１４ｄの入出面（入出面１９ｄ−１及び入出面１９ｄ−２）及び反射透過面（反射透過面２０ｄ−１及び反射透過面２０ｄ−２）を光の光路と併せて図示している。この図９には、発光部１５ｄから発光された光の光路を実線矢印で示している。なお、入出面１９ｄ−１と反射透過面２０ｄ−１とが対向するようになっており、入出面１９ｄ−２と反射透過面２０ｄ−２とが対向するようになっている。また、入出面と反射透過面とを併せて凹部１４ｄの傾斜部と称する場合がある。
【００６３】
図９に示すように、凹部１４ｄは、底面を構成する平坦な面が無いものである。この点で、凹部１４ｄは、底面を構成する平坦な面を有していた凹部１４ａ〜凹部１４ｃとは相違している。水タンク７ｄを構成するプラスチック材料によっては、光の透過率が高くない場合がある。たとえば、ポリプロピレンでは、約２ｍｍの厚さで、透過率は約８０％ほどである。仮に、底部の平坦部の厚みを２０ｍｍとした場合の透過率は、およそ、０．８の（２０／２）乗＝０．１０７≒１１％となり、透過により、光量が大幅に減衰する。このような場合に、凹部１４ｄの底部の距離を短くする必要がある。そこで、凹部１４ｄのように、発光部１５ｄ側の傾斜部と受光部１６ｄ側の傾斜部とが平面を介さずに接続するような形状とすると、光の減衰量を抑制することが可能となる。
【００６４】
なお、実施の形態１では、凹部（凹部１４ａ〜凹部１４ｄ）の形状を、水タンク側面の底面側から上面側まで連続した凹みを設けて、溝のような形状として、入出面及び反射透過面を所定角度で所定位置に形成したものである。この場合、上下方向の任意の位置に発受光部を配置することにより、水位検知が可能である。また、凹部の形状を、水タンク側面の底面側（下部）から上面側（上部）まで連続した凹みとせずに、水位を検知したい位置周辺のタンク側面部分に、凹みを形成し、入出面及び反射透過面を所定角度で所定位置に形成しても同様に水位検知が可能である（図１１参照）。
【００６５】
図１１は、水位を検知したい位置周辺に、凹みを形成した水タンク７の一例である水タンク７ｅを説明するための説明図である。図１１では、水タンク７ｅ及び発受光部を３つの方向から見た状態をそれぞれ示しており、図１１（ａ）が水タンク７ｅ及び発受光部を上方から見た状態を示す平面図を、図１１（ｂ）が水タンク７ｅ及び発受光部を水タンク７ｅの短手方向側面から見た状態を示す側面図を、図１１（ｃ）が水タンク７ｅ及び発受光部を水タンク７ｅの長手方向側面から見た状態を示す側面図を、それぞれ示している。また、図１１には、発光部１５ｅから発光され、受光部１６ｅで受光される光の光路を矢印（実線矢印及び破線矢印）で示してある。なお、図１１では、図１〜図９で示した水タンクとの相違点を中心に説明するものとする。
【００６６】
図１〜図９で示した凹部は、水タンク側面の底面側から上面側までに形成した溝のような形状としていたが、図１１で示した凹部１４ｅは、水位を検知したい位置周辺のタンク側面部分に形成した断面矩形状のような形状としている。すなわち、凹部１４ｅは、水位を検知したい位置に対応するタンク側面部分に、凹みを設け、入出面及び反射透過面を所定角度で所定位置に形成するような形状となっているのである。このような形状で凹部１４ｅを構成しても、図１〜図９で示した凹部と同様に、水タンク内の水位を検知することができる。
【００６７】
以上説明したように、本発明の実施の形態１に係る水位検知装置（発光部、受光部及び水タンク）は、水タンクの側面形状と相互作用させることにより、水タンク内の水位を検知可能にしている。したがって、実施の形態１に係る水位検知装置によれば、側面形状に屈曲の少ない水タンクを利用することができる。したがって、水タンク（水タンク７及び水タンク７ａ〜水タンク７ｅ）を安価に製造できるので、清掃性、取扱性及びデザイン性が劣ることもなく、このような水タンクを利用しても、水タンク内の水位を確実に検知することができる。
【００６８】
ところで、水位検知ができない場合について説明する。
図１０は、水位検知ができない水タンク７’の一部を拡大して示す拡大平面図である。図１０に基づいて、凹部１４’を別の形状とした水タンク７’であって、水位検知できないものについて説明する。図１０には、水タンク７’の一部、つまり凹部１４’の発光部１５’側の入出面（入出面１９’−１及び入出面１９’−２）及び反射透過面（反射透過面２０’−１及び反射透過面２０’−２）を光の光路と併せて図示している。この図１０には、発光部１５’から発光された光の光路を実線矢印で示している。なお、入出面１９’−１と反射透過面２０’−１とが対向するようになっており、入出面１９’−２と反射透過面２０’−２とが対向するようになっている。また、入出面と反射透過面とを併せて凹部１４’の傾斜部と称する場合がある。
【００６９】
図１０に示すように、凹部１４’は、この凹部１４’を形成する傾斜部において、厚みが異なる部分を２箇所（入出面１９’−２と反射透過面２０’−２との間における厚み、入出面１９’−１と反射透過面２０’−１との間における厚み）を設けている点で凹部１４ａ〜凹部１４ｃと相違している。つまり、凹部１４’は、反射透過面２０’−１から反射透過面２０’−２に至る部分を厚くするように所定の角度を設けて、入出面１９’−２と反射透過面２０’−２との間における壁面厚みと、入出面１９’−１と反射透過面２０’−１との間における壁面厚みとを異なるものとするように形成されている。
【００７０】
図１０では、発光部１５’は、凹部１４’の最も凹んだ部分（凹部１４’の底面を構成している水タンク７’の側面部分）から離れた位置に光を入射するようになっている。そのため、入出面１９’−１及び反射透過面２０’−１で、水の有無による反射透過の変化は生じるが、反射光は、凹部１４’の傾斜部において、反射されて、水タンク７’内部に透過してしまい、凹部１４’の最も凹んだ部分から凹部１４’の底面部には到達せず、受光部１６’の光量変化が生じずに、水位検知することができない。また、発光部１５’を凹部１４’の最も凹んだ部分の方向に移動した場合には、入出面１９’−２と反射透過面２０’−２が、所定の角度を形成しておらず、水タンク７’内の水有無による、透過反射状態の変化を生じず、水位検知することができない。
【００７１】
実施の形態２．
図１２は、本発明の実施の形態２に係る水位検知装置を説明するための説明図である。図１２に基づいて、この実施の形態２に係る水位検知装置の構成及び動作について説明する。なお、この実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分又は同一要素には、同一符号を付している。また、図１２には、発光部１５ｇから発光され、受光部１６ｇで受光される光の光路を矢印（実線矢印及び破線矢印）で示してある。
【００７２】
図１２では、水タンク７の一例である水タンク７ｆ及び発受光部を３つの方向から見た状態をそれぞれ示しており、図１２（ａ）が水タンク７ｆ及び発受光部を上方から見た状態を示す平面図を、図１２（ｂ）が水タンク７ｆ及び発受光部を水タンク７ｆの短手方向側面から見た状態を示す側面図を、図１２（ｃ）が水タンク７ｆ及び発受光部を水タンク７ｆの長手方向側面から見た状態を示す側面図を、それぞれ示している。実施の形態１では、水タンク側面を凹ませて、その傾斜部の厚みを変えることにより、水位検知を行なうようにしたものであるが、実施の形態２では、水タンク側面を変更することなく、水位検知を行なうようにしたものである。
【００７３】
図１２に示すように、実施の形態２に係る水位検知装置は、発光部１５ｆ、受光部１６ｆ及び反射板２１ｆで構成されている。発光部１５ｆ及び受光部１６ｆは、実施の形態１に係る発光部及び受光部と同様の機能を有している。反射板２１ｆは、水タンク７ｆの内部に挿入される蒸気導入パイプ１３に取り付けられ、発光部１５ｆからの光を反射するようになっている。すなわち、図１２に示すように、この実施の形態２では、水タンク７ｆの側面を平坦かつ厚み一定とし、水タンク７ｆ内の水位を検知するようにしている。
【００７４】
反射板２１ｆは、その反射面が発光部１５ｆからの光を反射するように、水タンク７ｆの側面にほぼ平行となるように取り付けられている。つまり、反射板２１ｆを水タンク７ｆ内部に配置することにより、発光部１５ｆからの光を、反射板２１ｆで反射させ、受光部１６ｆに入るようにしている。換言すれば、実施の形態２に係る水位検知装置は、発光部１５ｆから受光部１６ｆに至るまでにおける光路に水面が存在するときに、水面で全反射が生じて、光路が変わるということを利用して、水位を検知するものである。
【００７５】
実施の形態２に係る水位検知装置を更に詳しく説明する。
発光部１５ｆは、水タンク７ｆの側面外側に反射板２１ｆが水タンク７ｆ内に配置された状態において、この反射板２１ｆに対向して、かつ、約２０°から３０°程度上方を向くように配置されている。反射板２１ｆは、発光部１５ｆからの光の光路上に配置されている。受光部１６ｆは、水タンク７ｆ内が空気の場合に、発光部１５ｆからの光が反射板２１ｆで反射された後、光が入るように配置されている。ここで、受光部１６ｆは、発光部１５ｆよりも上方に配置されている。つまり、発光部１５ｆからは、斜め上方に向けて光が発光されるようになっている。
【００７６】
なお、水タンク７ｆ内の水位１０に対応する位置が空気の場合、つまり回収水９が所定の水位（水位１０）まで貯留されていない場合における光路は実線矢印１７ｆとなり、回収水９が水位１０を超えて貯留されている場合における光路は破線矢印１８ｆとなる。図１２（ｂ）に示すように、回収水９が水位１０を超えて貯留されている場合には、発光部１５ｆからの光は、水面で反射されて光路が変わり受光部１６ｆに届かないようになっている。矢印１７ｆと水タンク７ｆの内壁面の交点のうち、下側を交点２２ａ、上側を交点２２ｂとして以下の説明で使用する。
【００７７】
次に、水位検知装置の動作について詳細に説明する。
まず、水位１０が低く、水面位置が交点２２ａより下にある場合は、発光部１５ｆからの光は、矢印１７ｆに沿って進み、交点２２ａを透過し、反射板２１ｆで反射されて、交点２２ｂを透過し、受光部１６ｆに入る。そして、水位１０が上昇して、図１２（ｂ）に示す位置、つまり交点２２ａと交点２２ｂとの間における位置に水面がある場合は、発光部１５ｆからの光は、矢印１７ｆに沿って進み、交点２２ａを透過し、水面に入射する。水面から空気への界面における全反射条件は、入射角度が４８°以上である。
【００７８】
図１２では、水平方向より上方に２０〜３０°で光線が進んでいるので、水面への入射角は、７０〜６０°に相当するため、水面で全反射して、矢印１８ｆに沿って進むことになる。この現象は、水面が交点２２ａから交点２２ｂまでの間に生じる。矢印１８ｆに沿って進む光は、受光部１６ｆには入らない。次いで、水位がさらに上昇して、水面位置が交点２２ｂより上にある場合は、発光部１５ｆからの光は、矢印１７ｆに沿って進み、水タンク側面から反射板２１ｆまでの距離が短い場合には、水タンク７ｆ内部が空気である場合とほぼ同じ光路となり、反射板２１ｆで反射されて、交点２２ｂ付近を透過し、受光部１６ｆに入る。
【００７９】
したがって、受光部１６ｆの出力は、水面位置により変化する。すなわち、受光部１６ｆは、水位１０が交点２２ａより低い場合にＨｉｇｈレベル、水位１０が交点２２ａから２２ｂまでの間の場合にＬｏｗレベル、水位１０が交点２２ｂより高い場合にＨｉｇｈレベル、をそれぞれ出力するようになっている。つまり、受光部１６ｆからの信号によって、水位１０が交点２２ａと交点２２ｂとの間に存在していることを検知することが可能である。
【００８０】
以上説明したように、本発明の実施の形態２に係る水位検知装置（発光部１５ｆ、受光部１６ｆ及び反射板２１ｆ）は、水タンク７ｆの側面に凹部を形成することなく、平坦なまま水タンク７ｆ内の水位検知が可能である。したがって、水タンク７ｆの成形が更に容易で、一般的な成形機を用いることができ、製造コストを低減することが可能になる。また、水タンク７ｆの外部側面を平坦に、かつ安価に製造できるので、清掃性、取扱性及びデザイン性が劣ることもない。
【００８１】
なお、反射板２１ｆを、蒸気導入パイプ１３に取り付ける形態を例に説明したが、これに限定するものではない。たとえば、蒸気導入パイプ１３自体を光沢のある金属製としたり、プラスチックにメッキや塗装を施したりすることによって、蒸気導入パイプ１３自体の反射率を高くするようにしたものを用いても同様な効果を得ることができる。また、蒸気導入パイプ１３に付属させなくとも、水タンク７ｆの底面から上方に向けて、反射板２１ｆを立ち上げるようにしてもよく、タンク蓋１２から下方に向けて反射板２１ｆを伸ばすようにしてもよい。
【００８２】
実施の形態３．
図１３は、本発明の実施の形態３に係る水位検知装置を説明するための説明図である。図１３に基づいて、この実施の形態３に係る水位検知装置の構成及び動作について説明する。なお、この実施の形態３では実施の形態１及び実施の形態２との相違点を中心に説明し、実施の形態１及び実施の形態２と同一部分又は同一要素には、同一符号を付している。また、図１３には、発光部から発光され、受光部で受光される光の光路を矢印（実線矢印及び破線矢印）で示してある。
【００８３】
図１３（ａ）が水タンク７の一例である水タンク７ｇ及び発受光部を水タンク７ｇの短手方向側面から見た状態を示す側面図を、図１３（ｂ）が水位変動に対する信号の変化を説明するためのグラフを、それぞれ示している。実施の形態１及び実施の形態２では、１対の発光部と受光部とによって水位を検知するようにしたものであるが、実施の形態３では、複数対の発光部１５ｇ（発光部１５ｇ−１〜発光部１５ｇ−３）と受光部１６ｇ（受光部１６ｇ−１〜受光部１６ｇ−３）とによって複数位置における水位を検知するようにしたものである。
【００８４】
図１３に示すように、実施の形態３に係る水位検知装置は、３つの発光部１５ｇ、３つの受光部１６ｇ及び１つの反射板２１ｇで構成され、複数の水位、つまり蒸気回収に最低限必要な初期水位と、水タンク７ｇから水が溢れることを防止するための満水位と、初期水位と満水位との間における中間水位と、が検知可能となるように配置されている。３つの発光部１５ｇ及び３つの受光部１６ｇは、実施の形態１及び実施の形態２に係る発光部及び受光部と同様の機能を有している。すなわち、この実施の形態３では、水タンク７ｇの側面を平坦かつ厚み一定とし、水タンク７ｇ内の水位を検知するようにしている。
【００８５】
反射板２１ｇは、水タンク７ｇの内部に挿入される蒸気導入パイプ１３に取り付けられ、３つの発光部からの光を反射するようになっている。この反射板２１ｇは、その反射面が発光部１５ｇ−１〜発光部１５ｇ−３からの光を反射するように、水タンク７ｇの側面にほぼ平行となるように取り付けられている。つまり、反射板２１ｇを水タンク７ｇ内部に配置することにより、発光部１５ｇ−１〜発光部１５ｇ−３からの光を、反射板２１ｇで反射させ、受光部１６ｇ−１〜受光部１６ｇ−３に入るようにしている。そして、実施の形態３に係る水位検知装置は、発光部から受光部に至るまでにおける光路に水面が存在するときに、水面で全反射が生じて、光路が変わるということを利用して、水位を検知するものである。
【００８６】
水位検知装置を更に詳しく説明する。発光部１５ｇ−１〜発光部１５ｇ−３は、水タンク７ｇの側面外側に反射板２１ｇが水タンク７ｇ内に配置された状態において、この反射板２１ｇに対向して、かつ、約２０°から３０°程度上方を向くように配置されている。また、発光部１５ｇ−１が初期水位近傍位置に、発光部１５ｇ−２が中間水位近傍に、１５ｇ−３が満水位近傍に、それぞれ設置されている。反射板２１ｇは、発光部１５ｇ−１〜発光部１５ｇ−３からの光の光路上に配置されている。この反射板２１ｇは、実施の形態に係る反射板２１ｇに比べて上下方向に長い（初期水位から満水位に至る長さよりも長い）反射面を有している。
【００８７】
受光部１６ｇ−１は、水タンク７ｇ内が空気の場合（水タンク７ｇ内の初期水位に対応する位置が空気の場合）に、発光部１５ｇ−１からの光が反射板２１ｇで反射された後、光が入るように配置されている。ここで、受光部１６ｇ−１は、発光部１５ｇ−１よりも上方に配置されている。つまり、発光部１５ｇ−１からは、斜め上方に向けて光が発光されるようになっている。なお、水タンク７ｇ内の初期水位に対応する位置が空気の場合における光路は実線矢印１７ｇ−１となり、初期水位を超えて貯留されている場合における光路は破線矢印１８ｇ−１となる。また、矢印１７ｇ−１と水タンク７ｇの内壁面の交点のうち、下側を交点２３ａ、上側を交点２３ｂとして以下の説明で使用する。これら交点は、初期水位の検知位置に合せて設定される。
【００８８】
受光部１６ｇ−２は、水タンク７ｇ内が空気の場合（水タンク７ｇ内の中間水位に対応する位置が空気の場合）に、発光部１５ｇ−２からの光が反射板２１ｇで反射された後、光が入るように配置されている。ここで、受光部１６ｇ−２は、発光部１５ｇ−２よりも上方に配置されている。つまり、発光部１５ｇ−２からは、斜め上方に向けて光が発光されるようになっている。なお、水タンク７ｇ内の中間水位に対応する位置が空気の場合における光路は実線矢印１７ｇ−２となり、中間水位を超えて貯留されている場合における光路は破線矢印１８ｇ−２となる。また、矢印１７ｇ−２と水タンク７ｇの内壁面の交点のうち、下側を交点２３ｃ、上側を交点２３ｄとして以下の説明で使用する。これら交点は、初期水位と満水位との間における中間水位の検知位置に合せて設定される。
【００８９】
受光部１６ｇ−３は、水タンク７ｇ内が空気の場合（水タンク７ｇ内の満水位に対応する位置が空気の場合）に、発光部１５ｇ−３からの光が反射板２１ｇで反射された後、光が入るように配置されている。ここで、受光部１６ｇ−３は、発光部１５ｇ−３よりも上方に配置されている。つまり、発光部１５ｇ−３からは、斜め上方に向けて光が発光されるようになっている。なお、水タンク７ｇ内の満水位に対応する位置が空気の場合における光路は実線矢印１７ｇ−３となり、満水位を超えて貯留されている場合における光路は破線矢印１８ｇ−３となる。また、矢印１７ｇ−３と水タンク７ｇの内壁面の交点のうち、下側を交点２３ｅ、上側を交点２３ｆとして以下の説明で使用する。これら交点は、満水位の検知位置に合せて設定される。
【００９０】
図１３（ｂ）のグラフに示すように、水位の変化に応じて受光部からの出力も変化するようになっている。この図１３（ｂ）には、初期水位を検知する発光部１５ｇ−１及び受光部１６ｇ−１で構成される水位検知装置８−１の出力値（図中で示すセンサ（１））、中間水位を検知する発光部１５ｇ−２及び受光部１６ｇ−２で構成される水位検知装置８−２の出力値（図中で示すセンサ（２））を、満水位を検知する発光部１５ｇ−３及び受光部１６ｇ−３で構成される水位検知装置８−３の出力値（図中で示すセンサ（３））の３つのセンサ出力値を図示している。
【００９１】
初期水位を検知する場合、受光部１６ｇ−１は、発光部１５ｇ−１からの光が入射したときにＨｉｇｈ、水面反射により受光部１６ｇ−１に入射しないときにＬｏｗの信号を出力する（センサ（１））。同様に、中間水位を検知する場合、受光部１６ｇ−２は、発光部１５ｇ−２からの光が入射したときにＨｉｇｈ、水面反射により受光部１６ｇ−２に入射しないときにＬｏｗの信号を出力する（センサ（２））。同様に、満水位を検知する場合、受光部１６ｇ−３は、発光部１５ｇ−３からの光が入射したときにＨｉｇｈ、水面反射により受光部１６ｇ−３に入射しないときにＬｏｗの信号を出力する（センサ（３））。
【００９２】
次に、実施の形態３に係る水位検知装置の動作について説明する。なお、水位検知装置８−１〜水位検知装置８−３の各動作については実施の形態２で説明した通りである。
加熱調理器１００が蒸気回収を実行する場合には、水タンク７ｇ内に最低必要水量以上の水（初期水位）がなければならない。つまり、蒸気回収動作を実行する際の最低限度の水（最低必要水量以上の水）があることを検知してから、蒸気回収動作を実行しなければならないのである。そこで、初期水位以上の水が回収水９として水タンク７ｇ内に貯留されているかを、発光部１５ｇ−１及び受光部１６ｇ−１で構成される水位検知装置８−１で検知するようになっている。
【００９３】
また、水タンク７ｇ内から回収水９が溢れてしまうことを防止するために、水タンク７ｇ内の水量が所定水量以下（満水位）でなければならない。つまり、蒸気回収動作を実行中に、水タンク７ｇ内の回収水９が満水位以下であること検知しなければならないのである。そこで、回収水９が満水位以下であるかを、発光部１５ｇ−３及び受光部１６ｇ−３で構成される水位検知装置８−３で検知するようになっている。しかしながら、初期水位及び満水位の検知では、水面がそれぞれの水位にあることは検知可能であるが、水面が初期水位より下あるいは上、また、満水位より下あるいは上は検知ができない。
【００９４】
そこで、この実施の形態３では、水面が初期水位と満水位との間にあることを検知する必要があり、発光部１５ｇ−２及び受光部１６ｇ−２で構成される水位検知装置８−２を付加している。水位検知装置８−２は、交点２３ｃから交点２３ｄまでの間に水面があることを検知可能としている。この信号と、水位検知装置８−１及び水位検知装置８−３の信号を組み合わせて、初期水位と満水位の間に水面があることを検知可能としている。高精度に、非検知領域が無いように水位を検知するためには、発光部１５ｇ−２と受光部１６ｇ−２との間隔を広げて、交点２３ｃが交点２３ｂより下に、交点２３ｄが交点２３ｅより上になるように配置すればよい。
【００９５】
ただし、水の全反射条件を利用するためには、発光部１５ｇ−２の上向き角度が、４０°程度が限界である。そのため、交点２３ｂと交点２３ｅとの距離が大きい場合（たとえば、水タンク７ｇの高さが高い場合等）は、３つの水位検知装置では非検知領域が存在してしまうことになる。そこで、更に水位検知装置を追加配置して、検知領域を増加させればよい。つまり、図１３に示したように、水位検知装置の設置個数を３つに限定するものではなく、水タンク７ｇの高さに応じて、水位検知装置の設置個数を決定すればよいのである。
【００９６】
以上説明したように、本発明の実施の形態３に係る水位検知装置は、水タンク７ｇの側面の形状を平坦なまま水タンク７ｇ内の水位検知が可能である。したがって、水タンク７ｇの成形が更に容易で、一般的な成形機を用いることができ、製造コストを低減することが可能になる。また、水タンク７ｇの側面を平坦に、かつ安価に製造できるので、清掃性、取扱性及びデザイン性が劣ることもない。さらに、複数の水位検知装置を設けて、複数段の水位を検知可能にしたので、検知領域に抜けが無くなり、より精度の高い水位検知が可能となる。
【００９７】
また、図１３では、反射板２１ｇが、蒸気導入パイプ１３に取り付ける形態を例に説明したが、これに限定するものではない。たとえば、蒸気導入パイプ１３自体を金属製としたり、プラスチックにメッキや塗装を施したりすることによって、蒸気導入パイプ１３自体の反射率を高くするようにしたものを用いても同様な効果を得ることができる。さらに、蒸気導入パイプ１３に付属させなくとも、水タンク７ｇの底面から上方に向けて、反射板２１ｇを立ち上げるようにしてもよいし、タンク蓋１２から下方に向けて反射板２１ｇを伸ばすようにしてもよい。
【００９８】
実施の形態４．
図１４は、本発明の実施の形態４に係る水位検知装置を説明するための説明図である。図１４に基づいて、この実施の形態４に係る水位検知装置の構成及び動作について説明する。なお、この実施の形態４では実施の形態１〜実施の形態３との相違点を中心に説明し、実施の形態１〜実施の形態３と同一部分同一要素には、同一符号を付している。また、図１４には、発光部１５ｈから発光され、受光部１６ｈで受光される光の光路を矢印（実線矢印及び破線矢印）で示してある。
【００９９】
図１４では、水タンク７の一例である水タンク７ｈ及び発受光部を３つの方向から見た状態をそれぞれ示しており、図１４（ａ）が水タンク７ｈ及び発受光部を上方から見た状態を示す平面図を、図１４（ｂ）が水タンク７ｈ及び発受光部を水タンク７ｈの短手方向側面から見た状態を示す側面図を、図１４（ｃ）が水タンク７ｈ及び発受光部を水タンク７ｈの長手方向側面から見た状態を示す側面図を、それぞれ示している。この実施の形態４では、水タンク７ｈの内部形状を加工することで、水位検知を行なうようにしたものである。
【０１００】
図１４に示すように、実施の形態４に係る水位検知装置は、発光部１５ｈ、受光部１６ｈ及び水タンク７ｈで構成されている。発光部１５ｈ及び受光部１６ｈは、実施の形態１〜実施の形態３に係る発光部及び受光部と同様の機能を有している。また、水タンク７ｈは、実施の形態１に係る水タンク７と同様の機能を有しており、水タンク７ｈの内壁面には、水タンク７ｈの内壁面を突出させた２つのリブ２４（リブ２４ａ及びリブ２４ｂ）が形成されている。リブ２４ａ及びリブ２４ｂは、厚さがほぼ水タンク側面の厚さと同じ厚さで、水タンク７ｈの底面から上方に向かって立ち上がるように所定の高さで形成されている。また、リブ２４ａ及びリブ２４ｂの水タンク７ｈの内部における突出先端部の壁面が斜めに加工されている。
【０１０１】
リブ２４ａ及びリブ２４ｂは、水タンク７ｈの長手方向内壁面の一部に所定の高さで所定の長さを突出させて形成されている。そして、リブ２４ａとリブ２４ｂとは、所定の間隔をもって平行となるよう設けられている。また、リブ２４ａ及びリブ２４ｂの各突出先端部は、平行するリブ２４ａ及びリブ２４ｂの各内側辺を、それらの外側辺よりも長くして傾斜させた傾斜面に形成されている。つまり、リブ２４ａ及びリブ２４ｂの近接している辺（内側辺）を、遠い方の辺（外側辺）よりも長く加工することで、突出先端部を斜めに加工しているのである。突出先端部を斜めに加工することで、水の有無による光の反射透過の状態を変えるようにしているのである。
【０１０２】
そして、リブ２４ａの突出先端部が反射透過面２５ａに、リブ２４ｂの突出先端部が反射透過面２５ｂになっている。発光部１５ｈは、一方のリブ２４ａの延長線上であって、タンク側面に対して直角な方向に配置され、受光部１６ｈは、他方のリブ２４ｂの延長線上であって、タンク側面に対して直角な方向に配置されている。この実施の形態４に係る水位検知装置は、検知したい水位位置に対応する高さ位置に配置されている。なお、水タンク７ｈ内の水位１０に対応する位置が空気の場合、つまり発光部１５ｈよりも水位１０が下に位置している場合における光路は実線矢印１７ｈとなり、回収水９が水位１０を超えて貯留されている場合、つまり発光部１５ｈよりも水位１０が上に位置している場合における光路は破線矢印１８ｈとなる。
【０１０３】
次に、実施の形態４に係る水位検知装置の動作について説明する。
発光部１５ｈは、リブ２４ａの位置のタンク側方に配置されており、発光部１５ｈから発光された光は、まず、タンク側面に垂直に入射して、タンク側面内部に入る。この光は、リブ２４ａ内を進み、反射透過面２５ａに達する。反射透過面２５ａの光が達する部分が空気中にある場合には、光は反射され、水中にある場合には、光は透過されることになる。つまり、光が透過された場合には、この光は、タンク内部へと進み、受光部１６ｈに到達しない。
【０１０４】
一方、反射された場合には、リブ２４ａの側面を透過して空気中を進み、対面するリブ２４ｂの側面に入射、透過してリブ２４ｂ内を進み、反射透過面２５ｂに入射する。入射した反射透過面２５ｂの部分が空気中では、光は反射、水中では透過される。反射された光は、リブ２４ｂ内を進み、タンク側面を透過して、受光部１６ｈに達する。反射透過面２５ａ及び反射透過面２５ｂの角度は、空気の屈折率１．０、水の屈折率１．３３、タンク材料のプラスチックの屈折率を１．５９とすると、４５°程度が好ましい。ここで、光路となるリブ部分の厚さは、タンク側面の厚さの１．５倍程度を限度とする。たとえば、一般的なタンク側面の厚さを２ｍｍとすると、リブ厚さは３ｍｍ程度までとなる。
【０１０５】
図１５は、図１４に示したリブの変形例を示す水タンク７ｈ及び発受光部を上方から見た平面図である。図１５に基づいて、水タンク７ｈ内に突出させて形成した２つのリブ（２４ａ−１及び２４ｂ−１）について説明する。図１５に示すように、リブ２４ａ−１及びリブ２４ｂ−１は、図１４で示したリブ２４ａ及びリブ２４ｂよりも突出方向の長さを短くしたものである。動作については、図１４で説明した通りであるが、リブ２４ａ−１及びリブ２４ｂ−１内を進む光の光路の長さが短いので、プラスチックの透過率による光量の減衰を少なくすることができる。
【０１０６】
このようにリブ２４ａ−１及びリブ２４ｂ−１内を進む光の光路の長さを短くしたので、タンク材料中での減衰が少なく抑えられて、光量が多く、受光時と受光していないときの光量の差が大きくなり、より正確な水位検知が可能となる。また同時に、リブ２４ａ−１及びリブ２４ｂ−１の突出量が小さいので、水タンク７ｈ内部の清掃性に優れており、デザイン性の高いタンク形状を得ることができる。つまり、図１４及び図１５に示すように、リブの突出方向の長さは適宜変更できるようになっている。なお、その他の構成に関しては、図１４で説明した通りである。
【０１０７】
以上説明したように、本発明の実施の形態４に係る水位検知装置は、水タンクの内部側面形状と相互作用させることにより、水タンク内の水位を検知可能にしており、水タンク７ｈの外側側面の形状を平坦なまま水タンク７ｈ内の水位検知が可能である。したがって、水タンク７ｈの成形が更に容易で、一般的な成形機を用いることができ、製造コストを低減することが可能になる。また、水タンク７ｈの外部側面を平坦に、かつ安価に製造できるので、清掃性、取扱性及びデザイン性が劣ることもない。さらに、タンク側面の厚みの１．５倍程度のリブを設け、その先端部に反射透過面を構成するようにしたので、一般的な成形機で成形でき、正確な形状を安価に製造することができる。
【０１０８】
実施の形態５．
図１６は、本発明の実施の形態５に係る水位検知装置を説明するための説明図である。図１６に基づいて、この実施の形態５に係る水位検知装置の構成及び動作について説明する。なお、この実施の形態５では実施の形態１〜実施の形態４との相違点を中心に説明し、実施の形態１〜実施の形態４と同一部分同一要素には、同一符号を付している。また、図１６には、発光部１５ｉから発光され、受光部１６ｉで受光される光の光路を矢印（実線矢印及び破線矢印）で示してある。
【０１０９】
図１６では、水タンク７の一例である水タンク７ｉ及び発受光部を３つの方向から見た状態をそれぞれ示しており、図１６（ａ）が水タンク７ｉ及び発受光部を上方から見た状態を示す平面図を、図１６（ｂ）が水タンク７ｉ及び発受光部を水タンク７ｉの短手方向側面から見た状態を示す側面図を、図１６（ｃ）が水タンク７ｉ及び発受光部を水タンク７ｉの長手方向側面から見た状態を示す側面図を、それぞれ示している。この実施の形態５では、水タンク７ｉの内部形状を加工することで、水位検知を行なうようにしたものである。
【０１１０】
図１６に示すように、実施の形態５に係る水位検知装置は、発光部１５ｉ、受光部１６ｉ及び水タンク７ｉで構成されている。発光部１５ｉ及び受光部１６ｉは、実施の形態１〜実施の形態４に係る発光部及び受光部と同様の機能を有している。また、水タンク７ｉは、実施の形態１に係る水タンク７と同様の機能を有しており、水タンク７ｉの内壁面には、水タンク７ｉの底面から上面に向かって突出させた１つのリブ２６が形成されている。このリブ２６の高さは、検知したい水位までの高さとしている。また、リブ２６の上端部の表面を、タンク内壁面からタンク内部に向かって下側に、すなわち内側下方に傾斜するようにして反射透過面２７を形成している。
【０１１１】
発光部１５ｉは、水タンク７ｉの底面における外側下方に、上方に向けて光を発する位置に配置され、受光部１６ｉは、水位検知を行なう高さ近傍に、タンク側面にほぼ垂直な方向に向けて配置されている。リブ２６は、タンク内側の底面から上方に向けて形成され、その上面を反射透過面２７としてタンク側面とほぼ４５°の角度を成すように傾斜されている。また、反射透過面２７の中心部が、検知したい水位の高さとなるように配置されている。なお、反射透過面２７の中心部が空気の場合における光路は実線矢印１７ｉとなり、反射透過面２７の中心部が水中の場合における光路は破線矢印１８ｉとなる。
【０１１２】
次に、実施の形態５に係る水位検知装置の動作について説明する。
発光部１５ｉは、水タンク７ｉの底面外側に配置されており、発光部１５ｉから上方に向けて発光された光は、まず、タンク底面に垂直に入射して、タンク底面内部を通り、リブ２６内部を下方から上方に向けて進む（実線矢印１７ｉ）。この光は、リブ２６内を進み、反射透過面２７に達する。反射透過面２７の光が達する部分が空気中にある場合（たとえば、水位が低く、反射透過面２７にまで水位が達していない場合）には、光は反射透過面２７で反射され、水タンク７ｉの側面方向に向かって進み、受光部１６ｉに入る。
【０１１３】
一方、反射透過面２７の光が達する部分が水中にある場合（たとえば、水位が高く、反射透過面２７にまで水位が達している場合）には、光は反射透過面２７で透過され、水タンク７ｉの内部に向かって進み、受光部１６ｉには到達しない。したがって、反射透過面２７よりも、水位が低い場合は、受光部１６ｊに光が到達し、水位が高い場合は、受光部１６ｊに光がほとんど到達せず、反射透過面２７の位置における水の有無が判定することができる。ここで、リブ２６の厚みは、タンク側面の厚みの約１．５倍の厚さ以内で形成されるものとする。
【０１１４】
以上説明したように、本発明の実施の形態５に係る水位検知装置は、水タンクの内部側面形状と相互作用させることにより、水タンク内の水位を検知可能にしており、水タンク７ｉの外側側面の形状を平坦なまま水タンク７ｉ内の水位検知が可能である。したがって、水タンク７ｉの成形が更に容易で、一般的な成形機を用いることができ、製造コストを低減することが可能になる。また、水タンク７ｉの外部側面を平坦に、かつ安価に製造できるので、清掃性、取扱性及びデザイン性が劣ることもない。さらに、タンク側面の厚みの１．５倍程度のリブを設け、その先端部に反射透過面を構成するようにしたので、一般的な成形機で成形でき、正確な形状を安価に製造することができる。
【０１１５】
以上、本発明の具体的な実施の形態について説明したが、これらに限定せず、本発明の範疇及び精神を逸脱することなく、さまざまに変形または変更可能である。たとえば、実施の形態１では、説明の便宜上、水タンクを水タンク７及び水タンク７ａ〜水タンク７ｅ、凹部を凹部１４ａ〜凹部１４ｅとして説明したが、これらを適宜組み合わせて適用するようにしてもよい。また、実施の形態３で説明したように、複数対の水位検知装置を設けて水位を検知するようにしてもよい。さらに、各実施の形態の特徴事項を組み合わせて適用するようにしてもよい。
【０１１６】
なお、発光素子（発光部１５ａ〜発光部１５ｉ）としてはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）、受光素子（受光部１６ａ〜受光部１６ｉ）としてはフォトダイオードやフォトトランジスタ等を使用することができる。また、光の波長としては、可視光でもよく、近赤外線でもよい。実施の形態に係る水位検知装置を加熱調理器に適用した場合を例に説明したが、これに限定するものではなく、水位検知を実行する様々な装置への適用が可能である。
【０１１７】
水位検知を実行する家電機器としては、たとえば除湿機や加湿器、冷蔵庫の自動製氷機の水タンク等がある。また、水でなくても、屈折率や透過率によって他の液体、個体の検知も可能であり、不凍液タンクの液量検知や、クリーナのゴミタンクのゴミ量検知などへ応用も容易である。つまり、上記実施の形態では、水タンクを例に、その内部に貯留される水の高さ位置（水位）を検知するものとして説明したが、本発明は、水タンクでなくても、水以外の液体が貯留される液体タンクであっても同様に液体の高さ位置を検知できるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】実施の形態１に係る加熱調理器の内部構成を側面から見た状態を示す側面図である。
【図２】水タンクの外観形状を示す斜視図である。
【図３】水タンク及び発受光部を説明するための説明図である。
【図４】水タンクの一部を拡大して示す拡大平面図である。
【図５】光の反射・透過の仕組みを説明するための説明図である。
【図６】光の入射角度と反射率との相関を示す特性図である。
【図７】水タンクの一例の一部を拡大して示す拡大平面図である。
【図８】水タンクの一例の一部を拡大して示す拡大平面図である。
【図９】水タンクの一例の一部を拡大して示す拡大平面図である。
【図１０】水位検知ができない水タンクの一部を拡大して示す拡大平面図である。
【図１１】水位を検知したい位置周辺に、凹みを形成した水タンクの一例を説明するための説明図である。
【図１２】実施の形態２に係る水位検知装置を説明するための説明図である。
【図１３】実施の形態３に係る水位検知装置を説明するための説明図である。
【図１４】実施の形態４に係る水位検知装置を説明するための説明図である。
【図１５】図１４に示したリブの変形例を示す水タンク及び発受光部を上方から見た平面図である。
【図１６】実施の形態５に係る水位検知装置を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１  本体、２  炊飯釜、３  蓋体、４  内蓋、５  加熱体、６  蒸気パイプ、７  水タンク、７ａ  水タンク、７ｂ  水タンク、７ｃ  水タンク、７ｄ  水タンク、７ｅ  水タンク、７ｆ  水タンク、７ｇ  水タンク、７ｈ  水タンク、７ｉ  水タンク、８  水位検知装置、８−１  水位検知装置、８−２  水位検知装置、８−３  水位検知装置、９  回収水、１０  水位、１１  制御部、１２  タンク蓋、１３  蒸気導入パイプ、１４  凹部、１４ａ  凹部、１４ｂ  凹部、１４ｃ  凹部、１４ｄ  凹部、１４ｅ  凹部、１５’  発光部、１５ａ  発光部、１５ｂ  発光部、１５ｃ  発光部、１５ｄ  発光部、１５ｅ  発光部、１５ｆ  発光部、１５ｇ  発光部、１５ｇ−１  発光部、１５ｇ−２  発光部、１５ｇ−３  発光部、１５ｈ  発光部、１５ｉ  発光部、１６’  受光部、１６ａ  受光部、１６ｅ  受光部、１６ｆ  受光部、１６ｇ  受光部、１６ｇ−１  受光部、１６ｇ−２  受光部、１６ｇ−３  受光部、１６ｈ  受光部、１６ｉ  受光部、１７  矢印、１７ａ  矢印、１７ｂ  矢印、１７ｃ  矢印、１７ｆ  矢印、１７ｇ  矢印、１７ｇ−１  矢印、１７ｇ−２  矢印、１７ｇ−３  矢印、１７ｈ  矢印、１７ｉ  矢印、１８  矢印、１８ｃ  矢印、１８ｅ  矢印、１８ｇ  矢印、１８ｇ−１  矢印、１８ｈ  矢印、１８ｉ  矢印、１９’−１  入出面、１９’−２  入出面、１９ａ−１  入出面、１９ａ−２  入出面、１９ｂ−１  入出面、１９ｂ−２  入出面、１９ｃ−１  入出面、１９ｃ−２  入出面、１９ｄ−１  入出面、１９ｄ−２  入出面、１９ｅ−１  入出面、１９ｅ−２  入出面、２０’−１  反射透過面、２０’−２  反射透過面、２０ａ−１  反射透過面、２０ａ−２  反射透過面、２０ｂ−１  反射透過面、２０ｂ−２  反射透過面、２０ｃ−１  反射透過面、２０ｃ−２  反射透過面、２０ｄ−１  反射透過面、２０ｄ−２  反射透過面、２１ｆ  反射板、２１ｇ  反射板、２２ａ  交点、２２ｂ  交点、２３ａ  交点、２３ｂ  交点、２３ｃ  交点、２３ｄ  交点、２３ｅ  交点、２３ｆ  交点、２４ａ  リブ、２４ａ−１  リブ、２４ｂ  リブ、２４ｂ−１  リブ、２５ａ  反射透過面、２５ｂ  反射透過面、２６  リブ、２７  反射透過面、１００  加熱調理器。
【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６】
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【図７】
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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１６】
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