(57)【要約】【課題】簡単かつ安全な構成で、水タンクの正しい配置及び水タンクの水位を正確に検出することができる水位検出機構、蒸気発生器及び加熱調理器を提供する。【解決手段】ケース１に取り付けられた第１電極５１と、ケース１に第１電極５１と絶縁状態で取り付けられた第２電極５２と、第１電極５１と絶縁状態であるとともに、水タンク２がケース１に装着されたとき、第２電極５２と電気的に結合するとともに水タンク２内の水と接触しないように水タンク２に取り付けられた第３電極５３とを備えている水位検出機構５。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースに着脱可能に装着される水タンクに貯えられる水の水位を検出する水位検出機構であって、
第１電極と、
前記ケースに前記第１電極と絶縁状態で取り付けられた第２電極と、
前記水タンク内の水と非接触であるとともに、前記水タンクが前記ケースに装着されたとき前記第２電極と電気的に連結するように前記水タンクに取り付けられた第３電極と、
前記第１電極と前記第２電極又は前記第２電極と前記第３電極とを連結した電極と前記第１電極とで構成されるキャパシタの静電容量を検出する容量検出手段とを備えていることを特徴とする水位検出機構。
【請求項２】
前記第２電極と前記第３電極とが連結された連結電極が、前記水タンクに水が入れられたときに水面が接する位置に配置されている請求項１に記載の水位検出機構。
【請求項３】
前記第３電極が前記第２電極の下部に取り付けられている請求項１又は請求項２に記載の水位検出機構。
【請求項４】
前記第２電極が前記第３電極よりも小さく形成されている請求項１から請求項３のいずれかに記載の水位検出機構。
【請求項５】
前記第２電極と前記第３電極との大きさの比率は、前記第２電極のみのときの静電容量と、前記第２電極と前記第３電極とを連結した電極のときとの静電容量との差が、前記容量検出手段の分解能よりも大きくなるように決定されている請求項４に記載の水位検出機構。
【請求項６】
前記第２電極と前記第３電極とを連結した電極は、一方の端部が前記水位の下限と同じかそれを下回り、他方の端部が前記水位の上限と同じかそれを上回るように配置されている請求項１から請求項５のいずれかに記載の水位検出機構。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の水位検出機構と、
前記水タンクの水を吸い出すポンプを含む給水配管と、
前記給水配管から供給される水を加熱するヒータとを備えていることを特徴とする蒸気発生器。
【請求項８】
請求項７に記載の蒸気発生器を備えている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、加熱調理器、加熱調理器に備えられる蒸気発生器及び蒸気発生器の水タンクの水位を検出する水位検出機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被加熱物品を加熱室の内部に収容し、加熱調理を行う加熱調理器では、電波（マイクロ波）を用いて前記被加熱物品を加熱調理する電子レンジ機能や、赤外線を用いて被加熱物品を加熱調理するオーブン機能に加え、高温の蒸気で被加熱物品の加熱調理を行う蒸気加熱機能を備えているものが増えてきている。
【０００３】
このように蒸気加熱機能を備えた加熱調理器では、蒸気を発生させるための蒸気発生器を備えている。そして、前記蒸気発生器は、水を加熱するヒータと、加熱調理器に着脱可能に配置されており水を溜めておく給水タンクと、前記給水タンクの水を前記ヒータに供給するポンプとを備えている。前記加熱調理器では、水を溜めた前記給水タンクが予め決められた位置に取り付けられる。前記加熱調理器において、蒸気加熱機能による被加熱物品の加熱が開始されると、前記蒸気発生器は、前記給水タンク内の水をポンプで吸出し、その吸出した水を前記ヒータで加熱することで、蒸気を発生する。
【０００４】
前記蒸気加熱機能を利用する場合、前記給水タンクに水が溜まっていない又は前記給水タンクの水が残りわずかになると、蒸気が発生しない或いは発生量が不安定になり、被加熱物品の加熱にむらが生じる場合がある。そこで、前記加熱調理器は、前記給水タンクの内部に貯えられている水の量を検出し、水が無くなる又は減少すると使用者に知らせる機能を備えている場合が多い。
【０００５】
前記給水タンクに残っている水の量を検出する方法として、前記給水タンクに残っている水の水位を検出し、水位から水の残量を算出する方法が良く用いられている。このような水位の検出は、間接的に水位を測定するための検出用タンクで行われる。詳しく説明すると、前記検出用タンクには、長さの異なる複数本の電極が備えられており、導通となった電極を観察することで水位を検出している。
【０００６】
このような、電極を直接水に接触させて水位を検出する（電気抵抗型）の水位検出機構では、前記電極が腐食しやすく、蒸気に電極の成分が溶け出す場合があり、食品を加熱する加熱調理器には適切でない場合がある。また、電極と水とが直接接触し、電気を流すので漏電する可能性もあり、安全性が低下する問題もある。
【０００７】
このような問題を引き起こさず、タンクの水位を検出する検出方法として、タンクの側面に取り付ける静電容量センサを利用するもの（静電容量型の水位検出機構）が提案されている（例えば、特開２０１１−１３６２１５号公報参照）。このような静電容量センサは、絶縁された一対の電極をタンクの外面に取り付け、いわゆるキャパシタを構成している。そして、このようなキャパシタでは、水が誘電体として作用するので、水位が上がることでキャパシタの静電容量（電荷）が変化する。つまり、静電容量センサでは、この静電容量の変化を測定し、タンクの水位を検出するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１３６２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述のように設置した静電容量センサを用いる場合、前記給水タンクに水が無いときと前記給水タンクが配置されていない（正しく配置されていない）ときとを見分けるのが困難である。そのため、前記給水タンクが正しく配置されているかどうかを検出するためのセンサを別途備えているものがあるが、部品点数が増加するとともに、センサが増加することによって制御が煩雑になる。
【００１０】
そこで本発明は、簡単かつ安全な構成で、水タンクの正しい配置及び水タンクの水位を正確に検出することができる水位検出機構、蒸気発生器及び加熱調理器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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、ケースに着脱可能に装着される水タンクに貯えられる水の水位を検出する水位検出機構であって、第１電極と、前記ケースに前記第１電極と絶縁状態で取り付けられた第２電極と、前記水タンク内の水と非接触であるとともに、前記水タンクが前記ケースに装着されたとき前記第２電極と電気的に連結するように前記水タンクに取り付けられた第３電極と、前記第１電極と前記第２電極又は前記第２電極と前記第３電極とを連結した電極と前記第１電極とで構成されるキャパシタの静電容量を検出する容量検出手段とを備えている水位検出機構を提供する。
【００１２】
この構成によると、前記水タンクが前記ケースに装着されていないときは、前記第１電極と前記第２電極とでキャパシタを構成し、前記水タンクが前記ケースに装着されているときは、前記第１電極と、前記第２電極と前記第３電極とを連結した電極とでキャパシタを構成する。これにより、前記水ダンクが前記ケースに装着されているか否かを静電容量の変化で検出可能であり、前記水タンクの有無を検出するためのセンサを用いなくてもよくなり、構成を簡略化することができる。
【００１３】
また、水タンクに水が入っているとき、水が誘電体として作用し、前記第１電極と、前記第２電極と前記第３電極とを連結した電極とで構成されるキャパシタは水を誘電体とする部分と、誘電体の無い部分とに分けられる。そして、そのときの静電容量が水位の変動値と比例することから、静電容量より容易に水タンクの水位を検出することが可能である。
【００１４】
さらに、前記第１電極、前記第２電極及び前記第３電極が前記水タンクに貯えられている水と接触しないので、電極の腐食やさびが前記水タンクの水に混入するのを防止し、人体或いは生体に有害な物質が投与されるのを防ぐことができる。また、食用等に用いられる場合、無害な金属であっても、金属の成分が流入による見た目、味（匂い）の変化を抑制できるので、被加熱物品の品質の低下を防ぐことができる。
【００１５】
上記構成において、前記第２電極と前記第３電極とが連結された連結電極が、前記水タンクに水が入れられたときに水面が接する位置に配置されていてもよい。
【００１６】
この構成によると、電極を必要以上に大きくしなくても、前記水タンクの水位を検出することが可能である。電極を小さくすることで、電極に要する金属材料を減らすことが可能である。また、前記第３電極が前記第２電極の下部に取り付けられていてもよい。
【００１７】
上記構成において、前記第２電極が前記第３電極よりも小さく形成されている。このとき、前記第２電極と前記第３電極との大きさの比率は、前記第２電極のみのときの静電容量と、前記第２電極と前記第３電極とを連結した電極のときとの静電容量との差が、前記容量検出手段の分解能よりも大きくなるように決定されていてもよい。
【００１８】
前記第２電極を前記第３電極よりも小さく形成することで、前記水タンクが装着されていないときの前記第１電極と前記第２電極によって構成されるキャパシタの静電容量と、前記水タンクが装着されているときの第１電極と、前記第２電極と前記第３電極とを連結した電極とで構成されるキャパシタの静電容量との差を大きくすることができる。なお、この第２電極と第３電極との大きさの比率は、静電容量の差が前記容量検出手段の分解能よりも大きければよいが、より大きく離れている方が、検出誤差やノイズ等、外乱の影響を受けにくく、前記水タンクの有無を確実に検出することが可能である。
【００１９】
上記構成において、前記第２電極と前記第３電極とを連結した電極は、一方の端部が前記水位の下限と同じかそれを下回り、他方の端部が前記水位の上限と同じかそれを上回るように配置されている。このように構成することで、前記水タンクの水位の下限と上限とを確実に検出することが可能である。
【００２０】
上記構成の水位検出機構を備えたものとして、前記水タンクの水を吸い出すポンプを含む給水配管と、前記給水配管から供給される水を加熱するヒータとを備えている蒸気発生器を挙げることができる。また、このような蒸気発生器を備えたものとして、加熱室内部の物品（食品）を蒸気で加熱する蒸気加熱機能を備えた加熱調理器を挙げることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、簡単かつ安全な構成で、水タンクの正しい配置及び水タンクの水位を正確に検出することができる水位検出機構及び加熱調理器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明にかかる加熱調理器の一例の斜視図である。
【図２】本発明にかかる水位検出機構を備えた蒸気発生器の概略図である。
【図３Ａ】図３Ａは給水タンクがケースに装着された状態の水位検出機構の状態を示す図である。
【図３Ｂ】無水状態の給水タンクがケースに装着された状態の水位検出機構の状態を示す図である。
【図３Ｃ】給水タンクに水が溜められた状態の水位検出機構の状態を示す図である。
【図４】図３Ａ〜図３Ｃのそれぞれの状態において容量検出回路で検出した静電容量を示す図である。
【図５】本発明にかかる加熱調理器の接続状態を示すブロック図である。
【図６】本発明にかかる加熱調理器の蒸気加熱調理時の動作を示すフローチャートである。
【図７Ａ】本発明にかかる水位検出機構の第１電極、第２電極及び第３電極の他の例を示す図である。
【図７Ｂ】本発明にかかる水位検出機構の第１電極、第２電極及び第３電極の他の例を示す図である。
【図７Ｃ】本発明にかかる水位検出機構の第１電極、第２電極及び第３電極の他の例を示す図である。
【図７Ｄ】本発明にかかる水位検出機構の第１電極、第２電極及び第３電極の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明にかかる加熱調理器の一例の斜視図である。図１に示すように、加熱調理器Ａは、加熱室Ｈｒと、ドアＤｒと、蒸気発生器Ｖｐとを備えている。加熱調理器Ａは、正面の開口に備えられたドアＤｒが備えられており、ドアＤｒを開いて加熱する物品（被加熱物品）を加熱室Ｈｒに収納する。加熱調理器Ａでは、加熱室の内部に配置されたターンテーブルＴＴに被加熱物品を載置し、ドアＤｒを閉じ、ターンテーブルＴＴを回転させつつ、被加熱物品を加熱調理する。また、加熱調理器Ａの正面には、蒸気発生器Ｖｐの後述する給水タンク２を装着するための開口１０が設けられている。なお、この開口１０は正面に限定されるものではなく、側面や上面であってもよい。
【００２４】
加熱調理器Ａは、電波発生部からの電波（マイクロ波）を利用して被加熱物品を加熱する電子レンジ機能と、ヒータからの赤外線を利用して被加熱物品の加熱を行うオーブン機能と、蒸気発生器Ｖｐからの蒸気を利用して被加熱物品の加熱を行う蒸気加熱機能を備えている。
【００２５】
蒸気発生器Ｖｐには、本発明にかかる水位検出機構が備えられている。そこで、本発明にかかる水位検出機構を備えた蒸気発生器について図面を参照して説明する。図２は本発明にかかる水位検出機構を備えた蒸気発生器の概略図である。なお、図２に示す蒸気発生器Ｖｐでは、水を加熱し蒸気を発生するヒータの図示は省略している。
【００２６】
加熱調理器Ａにおいて、蒸気発生器Ｖｐで発生した蒸気は直接、食品である被加熱物品に接触するものであり、金属等で汚染されていない水が供給されることが好ましい。そのため、蒸気発生器Ｖｐでは、静電容量型の水位検出機構を備えている。図２に示すように、蒸気発生器Ｖｐは、ケース１と、給水タンク２と、給水配管３と、ポンプ４と、水位検出機構５とを備えている。
【００２７】
ケース１は、給水タンク２を保持する部材である。ケース１は一面（ここでは、加熱調理器Ａの正面）が開口１０した直方体箱形状を有しており、この開口１０より給水タンク２が挿入、排出される。なお、ケース１は、樹脂等の不導体で形成されている。
【００２８】
給水タンク２は、直方体形状の容器であり、水を入れることができるように上面が開口している。また、給水タンク２は、ケース１の開口１０から挿入可能な形状及び大きさを有している。
【００２９】
給水配管３は、給水配管２に貯えられている水をヒータに送るための配管であり、ケース１に接続されている。そして、給水タンク２がケース１に挿入されたとき給水タンク２と接続される構成となっている。また、給水タンク２がケース１に配置されていないとき（給水タンク２が外部に引き抜かれているとき）、給水配管３の水が外部に流出するのを抑制するため、バルブ３１が取り付けられている。また、給水配管３には、ポンプ４が取り付けられている。ポンプ４は、給水タンク２に貯えられている水を給水配管３に吸い込むとともに、ヒータに送る動作を行っている。
【００３０】
次に水位検出機構５について説明する。水位検出機構５は、第１電極５１と、第２電極５２と、第３電極５３と、容量検出回路５４とを備えている。少なくとも、第２電極５２と第３電極５３とは、同じ導電体（同じ金属）で形成されている。なお、第１電極５１も同じ導電体（金属）で形成されていてもよい。
【００３１】
図２に示すように、第１電極５１は、長方形状の金属板（導体）であり、外面を樹脂等の不導体で覆われている。第１電極５１は、ケース１に挿入された給水タンク２の外面と接触し、長手方向が給水タンク２に貯えられている水の水面と交差するようにするように配置されている（図２に示す水位検出機構５において、第１電極５１は鉛直方向が長手方向となるように配置されている）。
【００３２】
第２電極５２は、第１電極５１よりも短い長方形状の電極である。第２電極５２は上端を第１電極５１の上端と同じ高さとなるように、そして、第１電極５１と平行となるように、ケース１に取り付けられる。第１電極５１と第２電極５２とは絶縁されている状態を保っており、第１電極５１と第２電極５２とがキャパシタを構成している。
【００３３】
第３電極５３は、長方形状の電極であり、給水タンク２の外面に配置されている。第３電極５３は、給水タンク２をケース１に取り付けたとき、第２電極５２と電気的に接触するように、かつ、第１電極５１と接触しないように配置されている。給水タンク２をケース１に挿入（装着）したとき、第２電極５２と第３電極５３とが電気的に接触する。これにより、第２電極５２と第３電極５３とは、一体の電極として構成される。
【００３４】
第２電極５２と第３電極５３とは互いに電気的に接触していればよく、第２電極５２と第３電極５３とを連結した電極５２３の外面は樹脂等の絶縁体でカバーされていてもよい。そして、第１電極５１及び第２電極５２と第３電極５３とを連結した電極５２３（後述の図３Ｂ参照）でキャパシタを構成している。なお、第２電極５２と第３電極５３とを連結した電極５２３は、第１電極５１と同じ長さであってもよいし、異なる長さであってもよい。
【００３５】
容量検出回路５４は、第１電極５１、第２電極５２及び第３電極５３とで構成されるキャパシタに蓄積される電荷を検出し、その電荷に基づいて静電容量を検出する回路である。また、検出した静電容量は、電圧に変換されて出力される。詳しく説明すると、第１電極、第２電極５２及び第３電極５３に交流電圧又はパルス状の直流電圧を印加し、貯えられる電荷を測定することで、静電容量を検出している。なお、容量検出回路５４は従来よく知られた回路であるので詳細は省略する。
【００３６】
このような、容量検出回路５４は、第１電極５１と第２電極５２とに接続されており、給水タンク２が装着されていないときは、第１電極５１と第２電極５２とで構成されているキャパシタの静電容量を検出している。また、給水タンク２がケース１に装着された後は、第１電極５１及び第２電極５２と第３電極５３とを連結した電極５２３で構成されるキャパシタの静電容量を検出している。さらに、水が貯えられた給水タンク２がケースに装着された場合、第１電極５１及び第２電極５２と第３電極５３とを連結した電極５２３の水面よりも下の部分は、水を誘電体とするキャパシタになり、水面よりも上の部分は誘電体が入っていないキャパシタとなっている。そして、これらのキャパシタが並列に接続されているものと同等となる。
【００３７】
このような構成の水位検出機構５による水位検出の原理について、新たな図面を参照して説明する。図３Ａは給水タンクがケースに装着されていない状態の水位検出機構の状態を示す図であり、図３Ｂは無水状態の給水タンクがケースに装着された状態の水位検出機構の状態を示す図であり、図３Ｃは給水タンクに水が溜められた状態の水位検出機構の状態を示す図であり、図４は図３Ａ〜図３Ｃのそれぞれの状態において容量検出回路で検出した静電容量を示す図である。なお、図４に示す図では、検出された静電容量を示しているが、容量検出回路５４からの出力は電圧であり、静電容量と同様の挙動である。
【００３８】
図３Ａに示すように、給水タンク２がケース１に装着されていないとき、上述しているように、第１電極５１と第２電極５２とがキャパシタ（キャパシタＣ１とする）を構成している。キャパシタＣ１では、第２電極５２の面積が小さく、また、電極間に誘電体である水が無いので、貯えることができる電荷、すなわち、静電容量が小さい。このとき、キャパシタＣ１の静電容量を静電容量Ｑ１とする（図４参照）。
【００３９】
図３Ｂに示すように、給水タンク２をケース１に装着することで第２電極５２と第３電極５３とを連結した電極５２３が構成される、第１電極５１及び第２電極５２と第３電極５３とを連結した電極５２３でキャパシタＣ２が構成される。このとき、キャパシタＣ２の静電容量を静電容量Ｑ２とする（図４参照）。
【００４０】
図３Ａに示すキャパシタＣ１と図３Ｂに示すキャパシタＣ２とを比較すると、第１電極５１は共通であり、対向する基板がキャパシタＣ１では第２電極５２だけであるのに対し、キャパシタＣ２では、第２電極５２と第３電極５３とを連結した電極５２３である。キャパシタの静電容量は、２つの電極の距離が同じで電極間に誘電体がない場合、電極の面積に比例する。このことから、キャパシタＣ１の一方の電極である第２電極５２は、キャパシタＣ２の一方の電極である第２電極５２と第３電極５３とを連結した電極５２３よりも面積が小さい。そのため、キャパシタＣ１の静電容量Ｑ１はキャパシタＣ２の静電容量Ｑ２よりも小さくなる。
【００４１】
容量検出回路５４は、ケース１に給水タンク２が装着されていないとき静電容量Ｑ１を検出し、水の入っていない給水タンクが装着されているとき静電容量Ｑ２を検出する。静電容量Ｑ１、Ｑ２は、第２電極５２、第２電極５２と第３電極５３とを連結した電極５２３との面積によって決まる。すなわち、第２電極５２と第３電極５３との面積比を調整することで、静電容量Ｑ１と静電容量Ｑ２とを明確に区別できる値とすることができる。なお、第２電極５２と第３電極５３の面積比は、例えば、静電容量Ｑ１と静電容量Ｑ２との差が、容量検出回路５４の分解能よりも大きくなるように設定することで、静電容量Ｑ１と静電容量Ｑ２とを明確に区別できる値とすることが可能である。さらには、第２電極５２と第３電極５３の面積比は、静電容量Ｑ１と静電容量Ｑ２とが可能な限り離れた値になるように（例えば、静電容量Ｑ１が検出可能な容量の最低値に近づくように）、設定することで、静電容量Ｑ１と静電容量Ｑ２とをより明確に区別することが可能である。
【００４２】
図３Ｃに示すように、給水タンク２に水が貯えられているとき、第１電極５１及び第２電極５２と第３電極５３とを連結した電極５２３によってキャパシタＣ３が構成されている。キャパシタＣ３では、水面より下の部分では水が誘電体として充填されたキャパシタＣ３１構成を有している。一方で水面より上の部分では、水が無い、すなわち、誘電体が充填されない（空気を誘電体として充填されたと解釈することも可能である）キャパシタＣ３２を構成している。水は、空気に比べて比誘電率が高いので、キャパシタＣ３２は、キャパシタＣ３１に対して静電容量が大きくなっている。
【００４３】
図３Ｃに示しているように、キャパシタＣ３は、誘電体が配置されないキャパシタＣ３１と、誘電体である水が配置されたキャパシタＣ３２とが並列に接続された構成となっている。つまり、キャパシタＣ３の静電容量は、キャパシタＣ３１の静電容量とキャパシタＣ３２の静電容量の和で求められる。
【００４４】
そして、図３Ｃに示すように、キャパシタＣ３では、対向する電極（第１電極５１と、第２電極５２と第３電極５３とを連結した電極５２３）の端部から、電極の長手方向に沿って水面が変動する。
【００４５】
つまり、水位が上昇することで、キャパシタＣ３１の電極面積は減少し、キャパシタＣ３２の電極面積は増大する。このことから、水位が上昇すると、キャパシタＣ３の静電容量は増大し、逆に水位が下降するとキャパシタＣ３の静電容量は減少する。なお、第１電極５１及び第２電極５２と第３電極５３とを連結した電極５２３が、長方形であり、長手方向が水面と交差する方向であるので、キャパシタＣ３１、キャパシタＣ３２の電極面積の変化は、線形になる。このことから、キャパシタＣ３１及びキャパシタＣ３２の静電容量の変化も線形となり、これらの合成容量であるキャパシタＣ３の静電容量も線形に変化する。すなわち、給水タンク２の水位が上昇すると、キャパシタＣ３の静電容量も水位の上昇に比例して増大する。
【００４６】
例えば、キャパシタＣ３の静電容量は、図４に示すように変化する。つまり、キャパシタＣ３では、水位が下限以下のとき、静電容量はＱ２であり、水位が上昇すると、水位が上限に達したときの静電容量Ｑｍａｘまで、水位に比例して静電容量が増加する。以上のことから、キャパシタＣ３の静電容量を検出することで、給水タンク２の水位を検知することができる。
【００４７】
なお、図２、図３Ｃに示す水位検出機構５では、第２電極５２と第３電極５３とを連結した電極５２３の上端が、給水タンク２に溜められる水の水面の上限と同じかそれよりも上部に配置されていれば水位の上限を検出することが可能である。また、第２電極５２と第３電極５３とを連結した電極５２３の下端が、給水タンク２に溜められる水の水面の下限と同じかそれよりも下部に配置されていれば水位の下限を検出することが可能である。そこで、水位検出機構５では、第２電極５２の上端が水面の上限（水位の上限）よりも上部に配置されているとともに、第３電極５３の下端が水面の下限（水位の下限）と同じ位置になるように調整している。
【００４８】
水位検出機構５では、このような特性を利用して、給水タンク２が装着されているか否か及び給水タンク２が装着されている場合の水位を検出している。
【００４９】
このような水位検出機構５を備えた加熱調理器Ａの動作について図面を参照して説明する。図５は本発明にかかる加熱調理器の接続状態を示すブロック図であり、図６は本発明にかかる加熱調理器の蒸気加熱調理時の動作を示すフローチャートである。なお、図５に示すブロック図では、蒸気加熱機能で被加熱物品を加熱するときに駆動される部分のみを示しており、電子レンジ機能及びオーブン機能で駆動される加熱装置等の図示は省略している。
【００５０】
図５に示すように、加熱調理器Ａは、制御回路Ｃｏｎｔに、入力部Ｓｃ、表示部Ｍｔ、ヒータＨｔ、ポンプ４、水位検出機構５（容量検出回路５４）及びメモリＭｅｍが接続された構成を有している。制御回路Ｃｏｎｔは、マイコン等の演算処理装置を備えており、入力部Ｓｃからの操作指示信号と、水位検出機構５からの給水タンクの有無及び水位を示す信号を受信している。そして、制御回路Ｃｏｎｔは、ポンプ４、ヒータＨｔを駆動する回路であるとともに、加熱調理器Ａの状態を表示部Ｍｔに表示させる。
【００５１】
メモリＭｅｍは、記憶部であり、容量検出回路５４から送られてくる信号に基づいて、制御部Ｃｏｎｔが給水タンク２の内部に貯えられている水の水位を算出するためのテーブルを備えている。また、制御回路Ｃｏｎｔで行われる演算の結果やその他、得られた情報を一時的に記憶しておくための記憶領域も備えている。
【００５２】
容量検出回路５４は、第１電極５１、第２電極５２及び第３電極５３とで構成されるキャパシタの静電容量を検出し、電圧に変換して出力している。つまり、容量検出回路５４は、水位を算出するための情報を電圧に変換して制御回路Ｃｏｎｔに送信している。制御回路Ｃｏｎｔは、メモリＭｅｍからテーブルを呼び出しており、容量検出回路５４から受信した電圧に基づいて、給水タンク２がケース１に装着されているか否かの判断及び給水タンク２がケース１に装着されている場合、給水タンク２の水位を算出している。
【００５３】
なお、制御回路Ｃｏｎｔは、電圧の閾値を想定しておき、容量検出回路５４から取得した電圧が、その閾値よりも低い場合、給水タンク２がケース１に装着されていないと判断するようにしてもよい。この閾値は、図４に示す静電容量Ｑ１と静電容量Ｑ２の間の値とすることができる。このような制御を行う場合でも、静電容量Ｑ１と静電容量Ｑ２の値が離れている方が検出ミスの発生を抑える効果が高くなる。
【００５４】
次に、蒸気加熱調理を行う時の処理の手順について図面を参照して説明する。入力部Ｓｃで蒸気加熱が選択されるとその操作を行うための操作入力信号が制御回路Ｃｏｎｔに送られる（ステップＳ１１）。制御回路Ｃｏｎｔは、蒸気加熱調理を行うために、まず、給水タンク２が装着されているか否かを確認するため、容量検出回路５４からの電圧Ｖ１が閾値Ｖｃよりも大きいかどうか判断する（ステップＳ１２）。電圧Ｖ１が閾値Ｖｃよりも小さいとき（ステップＳ１２でＮｏのとき）、制御回路Ｃｏｎｔは給水タンク２がケース１に装着されていない或いは正しく装着されていないと判断し、表示部Ｍｔに給水タンク２をケース１に装着する旨の表示を行う（ステップＳ１３）。そして、蒸気加熱の処理を終了する。
【００５５】
容量検出回路５４からの電圧Ｖ１が閾値Ｖｃよりも大きいとき（ステップＳ１２でＹｅｓのとき）、制御回路Ｃｏｎｔは、給水タンク２がケース１に装着されていると判断し、ポンプ４及びヒータＨｔの駆動を開始し、蒸気の発生を開始する（ステップＳ１４）。制御回路Ｃｏｎｔには、容量検出回路５４からの電圧Ｖ１が一定の時間間隔で送信されている。この状態において、制御回路Ｃｏｎｔは、メモリＭｅｍより水位を算出するためのテーブルを呼出す（ステップＳ１５）。
【００５６】
そして、制御回路Ｃｏｎｔは、容量検出回路５４からの電圧Ｖ１と水位を算出するためのテーブルに基づいて、給水タンク２の現在の水位を算出する（ステップＳ１６）。制御回路Ｃｏｎｔは、現在、給水タンク２に貯えられている水位（水量）が、水蒸気加熱機能を継続して行うのに十分であるかどうか判断する（ステップＳ１７）。なお、十分な水位かどうかの判断は、蒸気加熱機能の設定温度、現在の被加熱物品の温度、被加熱物品の重量等から決定されるものである。
【００５７】
給水タンク２の水位が不十分であるとき（ステップＳ１７でＮｏのとき）、制御回路Ｃｏｎｔは、蒸気加熱機能を継続して行うのは不可能であると判断し、表示部Ｍｔに給水を促す表示をさせる（ステップＳ１８）。制御回路Ｃｏｎｔは、ポンプ４及びヒータＨｔを停止し蒸気の発生を停止し（ステップＳ１９）、蒸気加熱調理を終了する。
【００５８】
給水タンク２に十分な水が貯えられているとき、水位が十分高いとき（ステップＳ１７でＹｅｓのとき）、制御回路Ｃｏｎｔは、蒸気加熱調理を継続するか否か判断する（ステップＳ１１０）。なお、蒸気加熱機能を継続するかどうかの判断として、例えば、調理開始からの時間が予め決められている時間に到達した、被加熱物品の温度が設定温度に到達した等、目標を達成したことを検知することで行われるものを挙げることができる。蒸気加熱調理を継続するとき（ステップＳ１１０でＮｏのとき）、ステップＳ１６に戻り、給水タンク２の水位を確認しつつ、蒸気加熱調理を継続する。
【００５９】
蒸気加熱を継続しないとき、すなわち、蒸気加熱調理が終了したとき（ステップＳ１１０でＹｅｓのとき）、制御回路Ｃｏｎｔはポンプ４及びヒータＨｔを停止し、蒸気の発生を停止し（ステップＳ１９）、蒸気加熱調理を終了する。
【００６０】
以上示したように、本発明にかかる水位検出機構５は、１つの静電検出センサに簡単な変更を加えた構成であり、製造が簡単である。その上、１つの水位検出機構５で給水タンク２の装着を検出する装着検出手段及び給水タンク２の中に貯えられている水の水位を検出する水位検出手段の両方に利用することが可能である。このことから、構成部材を減らすことができるとともに、制御を簡略化することが可能である。
【００６１】
また、本発明にかかる水位検出機構５では、給水タンク２の水に電極を接触させないので、水が電極に触れないので、漏電の心配がなく、電極のさびや腐食を抑制することができる。そのため、長期間、安定して給水タンクの装着の検出及び給水タンク２の水の水位を検出することができる。さらに、食品である被加熱物品に吹き付ける蒸気となる水に電極の成分が溶け出すのを抑制することができるので、電極の金属を取り込むことによる人体への悪影響を防止することができる。また、金属が、人体（生体）に無害な場合でも、加熱後の物品の見た目や味（におい）が変化するのを防ぎ、物品の品質が低下するのを抑制することができる。
【００６２】
本発明にかかる水位検出機構５では、第１電極５１と、第２電極５２と第３電極５３とを連結した電極５２３との長さが同じ又は略同じであるものを例に説明しているが、これに限定されるものではない。また、第1電極５１と、第２電極５２と第３電極５３とを連結した電極５２３とが、近接して尚且つ平行に配置されているが、必ずしも近接している必要はない。また、非接触状態を保つことができれば平行である必要もない。
【００６３】
第２電極５２と第３電極５３とが電気的に連結可能であり、第２電極５２及び第３電極５３と、第１電極５１とが絶縁状態となるような構成であれば、第１電極５１の形状には特にこだわらない。さらに、第２電極５２及び第３電極５３が、給水タンク２の挿入方向の最奥部で接触するように、すなわち、第２電極５２がケース１の奥面、第３電極５３が給水タンク２の奥側の面に配置されているものとしているが、これに限定されるものではない。
【００６４】
図７Ａ〜図７Ｄは本発明にかかる水位検出機構の第１電極、第２電極及び第３電極の他の例を示す図である。図７Ａに示す水位検出機構５Ａでは、第２電極５２ａが第３電極５３ａの下部に配置されている。このように配置されている場合であっても、静電容量は図４に示すように変動するので、上述と同様の検出方法で、給水タンク２の有無及び給水タンク内の水位を検出することが可能である。
【００６５】
また、図７Ｂに示す水位検出機構５Ｂでは、第２電極５２ｂと第３電極５３ｂとが水面に沿う方向に並べて配置されている。このように配置されている場合であっても、静電容量は図４に示すように変動するので、上述と同様の検出方法で、給水タンク２の有無及び給水タンク内の水位を検出することが可能である。また、例えば、第３電極５３ｂが給水タンク２のケース１と擦れる面（摺動方向に対して側面）に配置される場合、第２電極５２ｂと第３電極５３ｂとの接触面が、摺動方向と交差する方向になるので、第２電極５２ｂと第３電極５３ｂとを確実に接触させることが可能である。
【００６６】
さらに、図７Ｃは水位検出機構を含むケース及び給水タンクの平面図である。図７Ｃに示すように、水位検出機構５Ｃでは、給水タンク２がケース１に収納されるとき、給水タンク２の摺動方向に対して側面と対向する面に第１電極５１ｃを配置し、第２電極５２ｃを第１電極５１ｃが配置されている面と隣り合う面（奥側の面）に配置している。そして、第３電極５３ｃは、給水タンク２の奥側の面に配置されている。このように配置されている場合であっても、静電容量は図４に示すように変動するので、上述と同様の検出方法で、給水タンク２の有無及び給水タンク内の水位を検出することが可能である。図７Ｃに示しているように、第１電極５１ｃ、第２電極５２ｃを角部に隣接して配置するようにしてもよい。そうすることで、第１電極５１ｃと第２電極５２ｃとで形成されるキャパシタの静電容量が小さくなりすぎ、容量検出回路で検出できなくなるのを抑制することができる。
【００６７】
また、図７Ｄに示す水位検出機構５Ｄでは、第１電極５１ｄ及び第２電極５２ｄがケース１ｄの内部に収納されており、第３電極５３ｄは給水タンク２ｄの側壁部の内部に配置されている。そして、第２電極５２ｄと第３電極５３ｄの接触する部分のみ、電気的に接触可能なように露出している。このように構成されていることで、第１電極５１ｄと第２電極５２ｄ又は第１電極５１ｄと、第２電極５２ｄと第３電極５３ｄとを連結した電極５２３ｄとが電気的に接触するのを抑制することが可能である。また、このように配置されている場合であっても、静電容量は図４に示すように変動するので、上述と同様の検出方法で、給水タンク２の有無及び給水タンク内の水位を検出することが可能である。
【００６８】
また、上述した各実施形態では、第２電極と第３電極とを連結するとき、第２電極が第３電極の上部であるものとしているが、これに限定されるものではなく、第３電極が第２電極の上部に配置される構成であってもよい。第２電極を下側に配置することで、水位検出機構の取り付けの自由度が高くなる。
【００６９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明にかかる加熱調理器は、食品の調理加熱や調理済みの食品の再加熱等、被加熱物品を加熱する調理に利用することが可能である。
【００７１】
Ａ  加熱調理器
Ｖｐ  蒸気発生器
１  ケース
２  給水タンク
３  給水配管
３１  バルブ
４  ポンプ
５  水位検出機構
５１  第１電極
５２  第２電極
５３  第３電極
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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