JP2012145477A

JP2012145477A - 非接触液体検知構成

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Publication number: JP2012145477A
Application number: JP2011004697A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Miyahara; 正芳宮原
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2011-01-13
Publication date: 2012-08-02
Anticipated expiration: 2031-01-13
Also published as: JP5816808B2

Abstract

【課題】液体の容器の構成材を限定せずに容器の内部の液体と直接接触する部位に汚れが生じる機器も含め、多様な液体を利用する機器において長期に渡り非接触で液体を検知できる構成の提供を目的とする。
【解決手段】本体１の内部に動力を得る駆動機構２と、内部に液体を保持する容器３と、この容器の内部に上部方向から光を照射する発光素子１０と光の受光量で電気信号の出力が変化する受光素子１１を向かわせて配置した液体検知構成９を備えることで、駆動機構２の動作時に発光素子１０を点灯させた状態で受光素子１１から出力される電気信号の値が予め規定した判定時間の間、変動していれば容器３の内部に液体の存在を判断できることから、容器の上方向から直接的、且つ非接触で容器３の内部の液体の有無を検知できる非接触液体検知構成を提供できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、容器の内部に蓄えた液体を利用する電気機器に搭載する容器の内部の液体の有無を液体に非接触で検知する非接触液体検知構成に関する。

従来、この種の非接触の液体検検知構成としては、超音波信号を液体の表面に向けて照射し、このとき液体の表面からの超音波信号の反射時間の変化から液体の有無を検知する方式が知られているが、この超音波信号の反射を活用した構成は超音波信号を送受信する超音波素子の価格が非常に高価であることから高価な計測機や液体検知に高い精度が要求される機器においてのみ活用され、広く一般的な電気機器において活用されている構成ではなかった。

比較的安価で広く一般的な電気機器において活用できる構成としては液体による光の屈折作用を応用した構成があり、一例としては、発光素子と受光素子とを光透過体で構成した容器の外部において対向配置し、発光素子から光を出力して、この出力した光が容器を透過して容器と液体との境界面にて屈折することで受光素子において受光される光量が変化する作用を活用して液体の有無を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その電気機器の電源構成について図１５を参照しながら説明する。

赤外線が透過するポリエチレン等で構成された液体を蓄える容器１００の角部を外側に、容器１００の内部の被検出液体１０１の容器側壁とこれに接した液体との境界面１０２に対して垂直以外の角度で赤外線を入射するように赤外発光素子１０３を配置し、また赤外受光素子１０４を前記赤外線の入射方向の延長線上に位置するように配置することで赤外発光素子１０３と赤外受光素子１０４で容器１００の角部を外側にから挟む配置とし、この赤外受光素子１０４から出力される受光量に比例した電気出力信号の信号処理を行う制御回路部１０５を備えており、容器１００の内部に被検出液体１０１が無い場合には赤外発光素子１０３から出力された赤外線は、容器１００を透過して直接的に赤外受光素子１０４に入力されるために赤外受光素子１０４からは大きな電気出力信号が出力され、また容器１００の内部に被検出液体１０１がある場合には赤外発光素子１０３から出力された赤外線は容器１００と被検出液体１０１の境界面１０２にて屈折することで赤外受光素子１０４の設置されていない方向に曲げられことから赤外受光素子１０４からは容器１００の内部に被検出液体１０１が無い場合に対して低下した電気出力信号が出力されるために、この赤外受光素子１０４から出力される電気出力信号の変化から制御回路部１０５において容器１００の内部の被検出液体１０１の有無を判定するようにしている。

特開２０００−３２９６０９号公報

このような従来の非接触液体検知構成においては、また赤外線光を透過する容器１００の内部に被検出液体１０１がある場合には赤外発光素子１０３から出力された赤外線は容器１００と被検出液体１０１の境界面１０２にて屈折して赤外受光素子１０４の設置されていない方向に曲げられことから赤外受光素子１０４からは容器１００の内部に被検出液体１０１が無い場合に対して低下した電気出力信号が出力されることから、この赤外受光素子１０４から出力される電気出力信号の変化から制御回路部１０５において容器１００の内部の被検出液体１０１の有無を判定する構成となっていたので被検出液体１０１と直接的に接触する容器１００の部位は赤外線光の透過材に限定され、また長期の使用において容器１００の内部で蓄える被検出液体１０１の影響により被検出液体１０１と直接的に接触する容器１００の内面に汚れを生じて、この汚れにより透過する赤外線光が大幅に減光される可能性のある被検出液体１０１を利用する機器では使用できない課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、液体の容器の構成材を限定する必要がなく、また容器の内部の液体と直接接触する部位に汚れが生じる可能性のある機器を含む多様な液体を利用する電気機器において長期に渡り非接触で容器の内部の液体の有無を検知できる非接触液体検知構成を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、機器の外郭を構成する本体の内部に、この機器の動力を得るための駆動機構と、内部に空間を設けた容器と、この容器の内部に保持する液体とを備えて、前記の容器の内部に保持した液体を活用することで特有の機能を提供する電気機器において、本体の内部に光を照射する発光素子と光の受光量に合わせて電気信号を出力する受光素子とを発光素子の光の照射方向と受光素子の受光方向を同一方向として容器の上部方向から内部の液体の表面方向に向かわせることで液体検知構成としたものを配置して備えることで、駆動機構が動作している状態において揺らぎが生じた液体の表面に発光素子から光を照射して、液体の表面で揺らいだ状態で反射される光を受光素子で受光することで、受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、変動しているときには容器の内部に液体が有ることを判断するという構成としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

また本発明は、機器の外郭を構成する本体の内部に、この機器の動力を得るための駆動機構と、内部に空間を設けて本体に対して着脱可能な構成とした容器と、この容器の内部に保持する液体とを備えて、前記の容器の内部に保持した液体を活用することで特有の機能を提供する電気機器において、本体の内部に光を照射する発光素子と光の受光量に合わせて電気信号を出力する受光素子とを発光素子の光の照射方向と受光素子の受光方向を同一方向として容器の上部方向から内部の液体の表面方向に向かわせて配置し、容器が本体に装着されているときには容器の下面側となる発光素子の光の照射方向と対向する位置の本体の表面に、発光素子より照射した光を直接的に反射したときには受光素子から出力される電気信号を最大の値とする光の反射を生じる光反射手段を配置して備えて、このときの受光素子から出力される電気信号の最大の値に基づいて判定閾値を予め規定することで、駆動機構が動作している状態において揺らぎが生じた液体の表面に発光素子から光を照射して、液体の表面で揺らいだ状態で反射される光を受光素子で受光することで、受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、変動しているときには容器の内部に液体が有ることを判断して、さらに発光素子より照射され反射された光を受光素子で受光したときに受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、前記の判定閾値の値以上であれば本体から容器が取り外されたと判断するようにした構成とした。

また本発明は、機器の外郭を構成する本体の内部に、この機器の動力を得るための駆動機構と、内部に空間を設けて本体に対して着脱可能な構成とした容器と、この容器の内部に保持する液体とを備えて、前記の容器の内部に保持した液体を活用することで特有の機能を提供する電気機器において、本体の内部に光を照射する発光素子と光の受光量に合わせて電気信号を出力する受光素子とを発光素子の光の照射方向と受光素子の受光方向を同一方向として容器の上部方向から内部の液体の表面方向に向かわせて配置し、容器が本体に装着されているときには容器の下面側となる発光素子の光の照射方向と対向する位置の本体の表面に、光を吸収して反射を抑制することで発光素子より照射した光を直接的に反射したときには受光素子から出力される電気信号を最小の値とする光の反射を生じる光吸収手段を配置して備えて、このときの受光素子から出力される電気信号の最小の値に基づいて判定閾値を予め規定することで、駆動機構が動作している状態において揺らぎが生じた液体の表面に発光素子から光を照射して、液体の表面で揺らいだ状態で反射される光を受光素子で受光することで、受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、変動しているときには容器の内部に液体が有ることを判断して、さらに発光素子より照射され反射された光を受光素子で受光したときに受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、前記の判定閾値の値以下であれば容器が取り外されたと判断するようにした構成とした。

本発明によれば、機器の外郭を構成する本体の内部に、この機器の動力を得るための駆動機構と、内部に空間を設けた容器と、この容器の内部に保持する液体とを備えて、前記の容器の内部に保持した液体を活用することで特有の機能を提供する電気機器において、本体の内部に光を照射する発光素子と光の受光量に合わせて電気信号を出力する受光素子とを発光素子の光の照射方向と受光素子の受光方向を同一方向として容器の上部方向から内部の液体の表面方向に向かわせることで液体検知構成としたものを配置して備えることで、駆動機構が動作している状態において揺らぎが生じた液体の表面に発光素子から光を照射して、液体の表面で揺らいだ状態で反射される光を受光素子で受光することで、受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、変動しているときには容器の内部に液体が有ることを判断するというという構成にしたことにより、駆動機構の動作状態において発光素子を点灯させているときの受光素子から出力される電気信号を測定して、この受光素子から出力される電気信号の値が予め規定した判定時間の間、変動しているときには容器の内部に液体が存在していることを判断できることから、液体の上方向から直接的、且つ非接触で容器の内部の液体の有無を検知できることとなるので、容器の構成材を限定する必要がなく、また容器の内部の液体と直接接触する部位に汚れが生じる可能性のある機器を含む多様な液体を利用する電気機器においても長期に渡り非接触で容器の内部の液体を検知することができるという効果を得ることができる。

また本発明によれば、機器の外郭を構成する本体の内部に、この機器の動力を得るための駆動機構と、内部に空間を設けて本体に対して着脱可能な構成とした容器と、この容器の内部に保持する液体とを備えて、前記の容器の内部に保持した液体を活用することで特有の機能を提供する電気機器において、本体の内部に光を照射する発光素子と光の受光量に合わせて電気信号を出力する受光素子とを発光素子の光の照射方向と受光素子の受光方向を同一方向として容器の上部方向から内部の液体の表面方向に向かわせて配置し、容器が本体に装着されているときには容器の下面側となる発光素子の光の照射方向と対向する位置の本体の表面に、発光素子より照射した光を直接的に反射したときには受光素子から出力される電気信号を最大の値とする光の反射を生じる光反射手段を配置して備えて、このときの受光素子から出力される電気信号の最大の値に基づいて判定閾値を予め規定することで、駆動機構が動作している状態において揺らぎが生じた液体の表面に発光素子から光を照射して、液体の表面で揺らいだ状態で反射される光を受光素子で受光することで、受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、変動しているときには容器の内部に液体が有ることを判断して、さらに発光素子より照射され反射された光を受光素子で受光したときに受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、前記の判定閾値の値以上であれば本体から容器が取り外されたと判断するようにした構成にしてもよい。これにより、受光素子から出力される電気信号の値が予め規定した時間の間、判定閾値の値以上であれば本体から容器が取り外されたと判断できることとなるので、容器内部の液体の有無の検知と、合わせて本体からの容器の取り外しも検知できる機能を備えた構成を提供することができるという効果を得ることができる。

また本発明によれば、機器の外郭を構成する本体の内部に、この機器の動力を得るための駆動機構と、内部に空間を設けて本体に対して着脱可能な構成とした容器と、この容器の内部に保持する液体とを備えて、前記の容器の内部に保持した液体を活用することで特有の機能を提供する電気機器において、本体の内部に光を照射する発光素子と光の受光量に合わせて電気信号を出力する受光素子とを発光素子の光の照射方向と受光素子の受光方向を同一方向として容器の上部方向から内部の液体の表面方向に向かわせて配置し、容器が本体に装着されているときには容器の下面側となる発光素子の光の照射方向と対向する位置の本体の表面に、光を吸収して反射を抑制することで発光素子より照射した光を直接的に反射したときには受光素子から出力される電気信号を最小の値とする光の反射を生じる光吸収手段を配置して備えて、このときの受光素子から出力される電気信号の最小の値に基づいて判定閾値を予め規定することで、駆動機構が動作している状態において揺らぎが生じた液体の表面に発光素子から光を照射して、液体の表面で揺らいだ状態で反射される光を受光素子で受光することで、受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、変動しているときには容器の内部に液体が有ることを判断して、さらに発光素子より照射され反射された光を受光素子で受光したときに受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、前記の判定閾値の値以下であれば容器が取り外されたと判断するようにした構成にしてもよい。これにより、受光素子から出力される電気信号の値が予め規定した時間の間、判定閾値の値以下であれば本体から容器が取り外されたと判断できることとなるので、容器内部の液体の有無の検知と、合わせて本体からの容器の取り外しも検知できる機能を備えた構成を提供することができるという効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１の非接触液体検知構成を備えた機器の構成を示す断面構成図同液体検知構成の主要部分を拡大して示した断面構成図同液体検知構成の主要の回路構成を示す回路図同液体検知構成の検知状態を簡略化して示した検知状態図（（ａ）第一の検知状態図、（ｂ）第二の検知状態図）同液体検知構成の備える発光素子の光の照射と受光素子から出力される電気信号の状態を示したチャート同液体検知構成の備える発光素子の光の照射と受光素子から出力される電気信号の外来光の影響も考慮した状態を示したチャート同液体検知構成に加振手段を備えた機器の構成を示す断面構成図同液体検知構成の備える加振手段の構成を示す断面構成図同液体検知構成に送風手段を備えた機器の構成を示す断面構成図同液体検知構成の備える送風手段の構成を示す断面構成図本発明の実施の形態２の非接触液体検知構成を備えた機器の構成を示す断面構成図同液体検知構成の備える受光素子から出力される電気信号の状態を示したチャート図本発明の実施の形態３の非接触液体検知構成を備えた機器の構成を示す断面構成図同液体検知構成の備える受光素子から出力される電気信号の状態を示したチャート図従来の液体検知構成の主要部分を拡大して示した断面構成図

本発明の請求項１記載の非接触液体検知構成は、機器の外郭を構成する本体の内部に、この機器の動力を得るための駆動機構と、内部に空間を設けた容器と、この容器の内部に保持する液体とを備えて、前記の容器の内部に保持した液体を活用することで特有の機能を提供する電気機器において、本体の内部に光を照射する発光素子と光の受光量に合わせて電気信号を出力する受光素子とを発光素子の光の照射方向と受光素子の受光方向を同一方向として容器の上部方向から内部の液体の表面方向に向かわせることで液体検知構成としたものを配置して備えることで、駆動機構が動作している状態において揺らぎが生じた液体の表面に発光素子から光を照射して、液体の表面で揺らいだ状態で反射される光を受光素子で受光することで、受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、変動しているときには容器の内部に液体が有ることを判断するという構成を有する。これにより、駆動機構の動作状態において発光素子を点灯させているときの受光素子から出力される電気信号を測定して、この受光素子から出力される電気信号の値が予め規定した判定時間の間、変動しているときには容器の内部に液体が存在していることを判断できることから、液体の上方向から直接的、且つ非接触で容器の内部の液体の有無を検知できることとなるので、容器の構成材を限定する必要がなく、また容器の内部の液体と直接接触する部位に汚れが生じる可能性のある機器を含む多様な液体を利用する電気機器においても長期に渡り非接触で容器の内部の液体を検知することができるという効果を奏する。

また、容器の内部の液体の表面方向からの光のみを透過させることで液体の方向以外からの機器の周囲からの光の受光素子に対する入射を遮る遮光手段を受光素子に対して配置して備えた構成にしてもよい。これにより、液体の表面方向以外からの光は遮光手段により遮られて受光素子には入射できずに液体の表面方向からの光のみを受光素子では受光することとなるので、機器の周囲の光の影響を受け難い安定した容器の内部の液体を非接触で検知できる構成を提供することができるという効果を奏する。

また、発光素子を点灯と消灯を間欠させ、この発光素子を点灯させている時と消灯させている時の受光素子から出力される電気信号の差を求めることで発光素子の点灯および消灯に関わらず機器の周囲の光の影響により受光素子から出力される電気信号を除外して、この電気信号の差の値が予め規定する判定時間の間、変動しているときには容器の内部に液体が有ることを判断するようにした構成にしてもよい。これにより、駆動機構の動作状態において発光素子を間欠点灯させているときの受光素子から出力される電気信号を測定し、発光素子が点灯していときに得られた受光素子から出力される電気信号から、発光素子が消灯していときに得られた受光素子から出力される電気信号を減算した結果において予め設定した判定時間において電気信号の変動があれば容器の内部に液体が存在していることを判断できることから、機器の周囲の光の影響を受け難い、より安定した容器の内部の液体を非接触で検知できる構成を提供することができるという効果を奏する。

また、本体の内部に容器を外部から振動させる加振手段を合わせて備えて、この加振手段により容器を振動させた状態において受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、変動しているときには容器の内部に液体が有ることを判断するようにした構成にしてもよい。これにより、加振手段により容器を振動させることで容器の内部に蓄えた液体の液面に揺らぎを生じさせることができるために、液体の液面に波や揺らぎが生じない構成の機器においても加振手段により容器を振動させた状態において受光素子から出力される電気信号の変動を判断することにより容器の内部の液体の有無を検知することができるという効果を奏する。

また、本体の内部に容器の内部方向に送風を行う送風手段を合わせて備えて、この送風手段により容器の内部に送風を行った状態において受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、変動しているときには容器の内部に液体が有ることを判断するようにした構成にしてもよい。これにより、送風手段による送風により容器の内部に保持した液体の液面に揺らぎを生じさせることができるために、液体の液面に波や揺らぎが生じない構成の機器においても送風手段による送風により容器の内部に保持した液体の液面に揺らぎを生じさせた状態において受光素子から出力される電気信号の変動を判断することにより容器の内部の液体の有無を検知することができるという効果を奏する。

また、機器の外郭を構成する本体の内部に、この機器の動力を得るための駆動機構と、内部に空間を設けて本体に対して着脱可能な構成とした容器と、この容器の内部に保持する液体とを備えて、前記の容器の内部に保持した液体を活用することで特有の機能を提供する電気機器において、本体の内部に光を照射する発光素子と光の受光量に合わせて電気信号を出力する受光素子とを発光素子の光の照射方向と受光素子の受光方向を同一方向として容器の上部方向から内部の液体の表面方向に向かわせて配置し、容器が本体に装着されているときには容器の下面側となる発光素子の光の照射方向と対向する位置の本体の表面に、発光素子より照射した光を直接的に反射したときには受光素子から出力される電気信号を最大の値とする光の反射を生じる光反射手段を配置して備えて、このときの受光素子から出力される電気信号の最大の値に基づいて判定閾値を予め規定することで、駆動機構が動作している状態において揺らぎが生じた液体の表面に発光素子から光を照射して、液体の表面で揺らいだ状態で反射される光を受光素子で受光することで、受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、変動しているときには容器の内部に液体が有ることを判断して、さらに発光素子より照射され反射された光を受光素子で受光したときに受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、前記の判定閾値の値以上であれば本体から容器が取り外されたと判断するようにした構成にしてもよい。これにより、受光素子から出力される電気信号の値が予め規定した時間の間、判定閾値の値以上であれば本体から容器が取り外されたと判断できることとなるので、容器内部の液体の有無の検知と、合わせて本体からの容器の取り外しも検知できる機能を備えた構成を提供することができるという効果を奏する。

また、機器の外郭を構成する本体の内部に、この機器の動力を得るための駆動機構と、内部に空間を設けて本体に対して着脱可能な構成とした容器と、この容器の内部に保持する液体とを備えて、前記の容器の内部に保持した液体を活用することで特有の機能を提供する電気機器において、本体の内部に光を照射する発光素子と光の受光量に合わせて電気信号を出力する受光素子とを発光素子の光の照射方向と受光素子の受光方向を同一方向として容器の上部方向から内部の液体の表面方向に向かわせて配置し、容器が本体に装着されているときには容器の下面側となる発光素子の光の照射方向と対向する位置の本体の表面に、光を吸収して反射を抑制することで発光素子より照射した光を直接的に反射したときには受光素子から出力される電気信号を最小の値とする光の反射を生じる光吸収手段を配置して備えて、このときの受光素子から出力される電気信号の最小の値に基づいて判定閾値を予め規定することで、駆動機構が動作している状態において揺らぎが生じた液体の表面に発光素子から光を照射して、液体の表面で揺らいだ状態で反射される光を受光素子で受光することで、受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、変動しているときには容器の内部に液体が有ることを判断して、さらに発光素子より照射され反射された光を受光素子で受光したときに受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、前記の判定閾値の値以下であれば容器が取り外されたと判断するようにした構成にしてもよい。これにより、受光素子から出力される電気信号の値が予め規定した時間の間、判定閾値の値以下であれば本体から容器が取り外されたと判断できることとなるので、容器内部の液体の有無の検知と、合わせて本体からの容器の取り外しも検知できる機能を備えた構成を提供することができるという効果を奏する。

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。

（実施の形態１）
本説明においては電気機器における実施の例として一般家庭にて使用する水を活用することで加湿機能を提供する加湿装置を例に挙げて説明を行うものとする。

図１に示すように、加湿装置であるところの電気機器は外郭の構成を成す本体１の内部に、空気を送風するための駆動機構２と、内部に空間を設けた容器３と、この容器３の内部に保持する水であるところの液体４とを備えているものであり、また容器３の内部には水であるところの液体４を吸い上げて気化蒸発作用により水を蒸発させることで空気を加湿するための加湿フィルター５を下部を液体４に浸すように配置している。

本体１の外郭の一面には駆動機構２の送風により本体１の内部に外気を吸引するための複数の開口を設けた吸気開口部６を設けて、本体１の外郭の上面側には吸引した外気を再度、本体１の外部に吹き出して送風するための放出開口部７を設けている。

駆動機構２の送風により吸気開口部６を通して本体１の内部に吸引された外気は容器３の内部を通過した後に放出開口部７から本体１の外部に吹き出すように本体１の内部に送風風路８を設けている。

なお、この送風風路８を流れる送風の経路を図１においては矢印にて模式的に矢印線で示している。

ここで、空気を送風するための駆動機構２は例えば電動機の回転力により羽根を回転させることで送風空気を得る一般的な電動送風装置である。

また、加湿フィルター５は例えば紙繊維や綿繊維、あるいは吸水性に優れるポリビニルアルコール系合成繊維を不織布や多数の開口を備えた立体織りとすることで空気との接触表面積を増大させた平板状の繊維を複数枚重ねることで、吸水性と通気性、および水の自然蒸発性を高めた立方体形状の吸水性の蒸発材として構成としたものである。

以上のように加湿装置として構成されたところの電気機器においては本体１の内部の配置された容器３の空間に液体４であるところの水を保持した状態とすると容器３の内部に備えた加湿フィルター５は下部を液体４に浸した状態となり液体４であるところの水を吸水することとなる。

この加湿フィルター５に液体４であるところの水を吸水した状態で、駆動機構２を動作させて送風を行うと送風風路８により吸気開口部６から本体１の内部に吸引して容器３の内部に配置された加湿フィルター５を通過して放出開口部７から本体１の外部に吹き出す風の流れが生じることで、この送風された外気が加湿フィルター５を通過したときに吸水した液体４であるところの水を自然蒸発することとなるために、送風空気は加湿された状態となり、この加湿された空気が放出開口部７から本体１の外部に吹き出すこととなり、加湿装置としての特有の機能を提供するものである。

よって、このように構成された加湿装置においては容器３の内部に保持した液体４であるところの水が加湿の実施により全て蒸発すると加湿装置としての機能をなさないために、この容器３の内部の液体４の有無を検出することで液体４が無い状態においては使用者に液体４の補充を促す必要がある。

このように容器３の内部の液体４の有無を検知するために、本体１の内部で容器３の空間の上方側に液体検知構成９を配置しているものである。

この液体検知構成９は図２の拡大図に示しているように光を照射する発光素子１０と光の受光量に合わせて電気信号を出力する受光素子１１を備えて構成しているものであり、発光素子１０の光の照射方向と受光素子１１の光の受光方向を容器３の内部の液体４の表面方向に向かわせて並べて配置して構成しているものである。

ここで、発光素子１０は機器の状態の表示や報知を目的とした光を照射させることが目的ではないために目視できずに認識されない使用者の煩わしさを避けることができる光を照射する素子が望ましく、また比較的に安価で入手性の高い素子が望ましいために、例えば直流電流を流すことで赤外線光を発する赤外線ＬＥＤを用いるものである。

ここで、受光素子１１は発光素子１０の照射する赤外線光を受光して、この受光量に合わせた電気信号を出力する機能が必要であり、また比較的に安価で入手性の高い素子が望ましいために、例えば発光素子１０が照射する赤外線光以外の可視光線を減衰させる光学フィルター性能を持たせた樹脂で封入し、受光した光の量に合わせて導通電流を変化させることができるフォトトランジスターを用いるものである。

また、受光素子１１には容器３の内部の液体４の表面方向以外からの光ができるだけ入射しないように、容器３の内部の液体４の表面方向の受光素子１１の受光方向のみに開口を設けた筒状の遮光手段１２を装着している。

ここで、遮光手段１２は光を透過させず、且つ電気絶縁性が高い材料にて構成することが望ましく、例えばＡＢＳなどの樹脂材料を金型整形にて円筒状に加工したものである。

また、発光素子１０と受光素子１１は容器３の内部の液体４の表面方向に対して、発光素子１０の照射する赤外線光の透過性が高く、且つ電気絶縁性に優れたポリカーボネートやアクリルなどの樹脂的にて構成した保護窓１３を固設して配置していることで、容器３の内部の液体４や空気中の埃が発光素子１０と受光素子１１に直接付着を防止するように構成しているものである。

次に図３により液体検知構成９の回路構成を説明する。

図３に示しているように発光素子１０であるところの赤外線ＬＥＤにはアノード側に直流電源を間欠させて印加させるための間欠直流電源１４とカソード側に電流制限用の抵抗１５ａを直列に接続している。

また、受光素子１１であるところのフォトトランジスターにはコレクター側に電力の供給源となる直流電源１６の正電位を接続し、エミッター側にフォトトランジスターが導通させた電流を電圧信号として取り出すための抵抗１５ｂを直列に接続している。

ここで、間欠直流電源１４は安定化された直流電圧を間欠させて出力できるものであればその構成は特には問わないが、例えば商用電源から安定化した直流低電圧電源を得る降圧型安定化スイッチング電源装置や１次電池や２次電池の電力を電圧安定化レギュレーターにより定電圧化させる安定化電源装置の電力をトランジスターなどのスイッチング素子により一定間隔で間欠させてして発光素子１０に印加するように構成するものである。

なお、間欠直流電源１４により発光素子１０に印加する電源は特に規定するものではないが、例えば５Ｖの電圧を周期５０ｍｓｅｃとして５ｍｓｅｃの間、発光素子１０に電圧を印加させるように構成するものであり、発光素子１０には電圧の印加により２０ｍＡから５０ｍＡ程度の電流が流れるように抵抗１５ａの抵抗値を選定するものである。

ここで、直流電源１６は安定化された直流電圧を出力できるものであればその構成は問わないが、例えば商用電源から安定化した直流低電圧電源を得る降圧型安定化スイッチング電源装置や１次や２次電池の電力を電圧安定化レギュレーターにより定電圧化させる安定化電源装置の電力を受光素子１１に印加するように構成するものである。

なお、直流電源１６により受光素子１１に印加させる電圧を例えば５Ｖとするものであり、このとき発光素子１０が照射して容器３の内部の液体４の表面方向で反射した赤外線光であるところの光が受光素子１１に入射した際に、抵抗１５ｂの両端に２．５Ｖ程度の出力電圧が生じるように抵抗１５ｂの抵抗値を設定するものであり、例えば抵抗値を１０ｋΩから２００ｋΩの値として設定するものである。

以上のような回路構成により発光素子１０が照射して容器３の内部の液体４の表面方向から反射した赤外線光であるところの光が受光素子１１に入射すると抵抗１５ｂには受光素子１１に入射した光量に合わせた両端電圧が生じることとなるために、この抵抗１５ｂの両端に生じる電圧値の変化の状態を受光素子１１から出力される受光した光量に応じた電気信号として扱うことができることとなる。

次に図４により、この発光素子１０が照射し容器３の内部の液体４の表面方向から反射され受光素子１１に入射する光の光量変化の状態を示しながら、図５により受光素子１１から出力される電気信号との関係を説明する。

ここで、図４は容器３の内部に保持した液体４の状態と発光素子１０が照射して液体４の表面方向から反射する受光素子１１に入射する光の状態を発光素子１０が照射した光の強度分布の中央を実線の矢印線で示し、また、液体４の方向から受光素子１１に入射する光の強度分布の中央を点線の矢印線で表現することで簡略化して示した液体検知構成の状態図であり、図５は発光素子１０の光の照射と受光素子１１から出力される電気信号の状態を示したチャート図である。

これまで説明してきた駆動機構２を搭載し、液体４を応用することで特有の機能を提供する一般的な電気機器においては受光素子１１に入射する光の状態は２つの状態となる。

まず、第一の状態は図４（ａ）に示しているように、液体４の液面４ａに波や揺らぎがなく、ほぼ平面に保たれているときの状態であり、このときには発光素子１０が照射した光の一部は液体４を透過、あるいは液体４に吸収されることとなるが、一部は液面４ａにおける鏡面反射作用により光の入射方向となる発光素子１０の側に１方向に一定の状態で反射されることとなり、受光素子１１には常にほぼ一定の光量の光が入射することとなる。

また、まず、第二の状態は図４（ｂ）に示しているように、液体４の液面４ａに波や揺らぎが存在している状態であり、このときには液体４の液面４ａが揺らいでいることから液面４ａの鏡面反射の方向も一定しないために発光素子１０が照射した光の一部はこの揺らいだ液体４の鏡面反射の作用により発光素子１０の側の任意の方向に変化して反射されることとなり、受光素子１１には常に変動し揺らいだ光量の光が入射することとなる。

なお、容器３の内部に液体４が存在しないときは図において示してはいないが、発光素子１０が照射した光は容器３の内面にて反射され受光素子１１に入射することとなり、固体であり一般的に本体１の内部で配置の位置を規制される容器３の内面では光の反射も一定化されることから、液体４の液面４ａに波や揺らぎがなく、受光素子１１には常にほぼ一定の光量の光が入射する状態と同様の状態となる。

以上の２つの各状態において図５に示しているように受光素子１１からは入射した光量の状態に応じた電気信号が出力されることとなる。

図５は横軸を時間軸として、図３において説明した回路構成に従い、波形１７ａにて示しているように発光素子１０おいて消灯と点灯を間欠させて光を照射させたときに受光素子１１から出力される電気信号を０Ｖとから５Ｖの範囲の縦軸として波形１７ｂと波形１７ｃとして表現することで、電気信号の変化を時間的推移の状態で示したものである。

液体４の液面４ａに波や揺らぎがなく、受光素子１１に常にほぼ一定の光量の光が入射している状態と、および容器３の内部に液体４が存在しないときは、入射光に変動がないことから通常、波形１７ｂで示しているように発光素子１０が点灯している状態において受光素子１１から出力される電気信号も図上、Ｓｈと表現しているようにほぼ一定の値となり、その変動の幅も図上、Ｓｗ１と表現して示しているように、ほぼ変動がない常態に収まることとなる。

液体４の液面４ａに波や揺らぎが存在し、受光素子１１に常に変動し揺らいだ光量の光が入射する状態においては、入射光が変動することから通常、波形１７ｃで示しているように発光素子１０が点灯している状態において受光素子１１から出力される電気信号の変動幅は図上、Ｓｗ２と表現して示しているように揺らぎを生じることとなる。

よって、液体４の液面４ａに波や揺らぎが生じる状態にあれば、受光素子１１から出力される電気信号に変動があれば容器３の内部に液体４が存在していることとなる。

ここで、駆動機構２を搭載した電気機器においては駆動機構２が動作している状態においては駆動機構２の動作に基づく振動により大小の差はあるものの通常、液面４ａに揺らぎが生じることとなるために、駆動機構２を動作させた状態において受光素子１１から出力される電気信号を確認することで、電気信号に揺らぎがあれば容器３の内部の液体４が存在していると判断することができることとなる。

なお、実際の機器への搭載においては、対象の機器において容器３の内部に液体４を入れて液面４ａに揺らぎを生じさせない状態において発光素子１０を点灯させて、このとき受光素子１１から出力される電気信号が電気信号の出力範囲（本実施例においては０Ｖから５Ｖの範囲）の中央付近の値となるように図３にて示した抵抗１５ｂの抵抗値を調整することで液面４ａに揺らぎが生じたときの電気信号の変動幅の出力範囲に対する余裕度を大きく設定することができることとなる。

また、図５においてＳｂと表現して示している発光素子１０が消灯している状態において受光素子１１から出力される電気信号の値は、発光素子１０の以外の本体１の外部からの外来光などが受光素子１１に入射することで出力されるものであり、発光素子１０を点灯させているときの受光素子１１から出力される電気信号の値もこのＳｂの値に加算された状態で出力されることとなる。

よって、次に、この発光素子１０以外の外来光の影響も考慮した状態での液体４の有無の判定について図６を用いて説明する。

図６も横軸を時間軸として、図３において説明した回路構成に従い、波形１７ａにて示しているように発光素子１０おいて消灯と点灯を間欠させて光を照射させたときに受光素子１１から出力される電気信号を０Ｖとから５Ｖの範囲の縦軸として波形１７ｄと波形１７ｅとして表現して、さらに機器において駆動機構２を動作させた液体４の液面４ａに波や揺らぎが存在している状態における、電気信号の変化を時間的推移の状態で示したものである。

液体４の液面４ａに波や揺らぎが存在しているときには、上記にて説明した通り、図上、波形１７ｄで示している発光素子１０が点灯している状態において受光素子１１から出力される電気信号の変動幅は図上、Ｓｗａと表現して示しているように揺らぐこととなる。

図上、Ｐａと表現した時点において発光素子１０以外の外来光の影響が新たに加わると、発光素子１０が消灯している状態においても受光素子１１から出力される電気信号も波形１７ｄで示している通り、外来光の影響に基づく図上、Ｓｄと示した値が加算されて上昇することとなる。

しかしながら、このＳｄの値で示した発光素子１０を消灯させた状態における受光素子１１から出力される電気信号を常に測定して、発光素子１０を点灯させた状態における受光素子１１から出力される電気信号の値からＳｄの値を減算すると、図上、波形１７ｅで表現して示しているように、外来光の影響を除いた発光素子１０の点灯光のみに基づいて受光素子１１から出力される電気信号を得ることができることとなる。

このように、発光素子１０を点灯させた状態における受光素子１１から出力される電気信号の値からＳｄの値を減算すると、外来光の影響を除いた発光素子１０の点灯光のみに基づいて受光素子１１から出力される電気信号を得ることができることとなるために、図上、Ｓｗａと表現して示している受光素子１１から出力される電気信号の変動の状態はＳｄの値の減算前後において変化はないために、Ｓｄの値を減算することで補正した後の波形１７ｅを求めて、この波形１７ｅにＳｗｅに示した変動があれば外来光の影響を受ける状態においても、この影響を除外して正確に容器３の内部に液体４が存在していることを判断できることとなる。

なお、容器３の内部に液体４が存在しているときに受光素子１１から出力される電気信号の変動は液体４の液面４ａの波や揺らぎに基づいているために、電気信号の変動の周期もこの液面４ａの揺らぎの周期に依存している。

この、液面４ａの揺らぎの周期は対象の液体４が例えば水であるときには実際の試験確認の結果によれば１０Ｈｚ前後であることから、数ｍ秒から数十ｍ秒の時間間隔においては、たとえ容器３の内部に液体４が存在していても受光素子１１から出力される電気信号に変動が確認されない可能性があることから、実際の活用においては図上に示しているように一定期間の判定時間ｔａとして電気信号の変動の判定のための時間を設定することで、より正確に液体４の存在判断を実施できることとなり、この判定時間ｔａは対象の液体４が例えば水であるときには０．１秒から１秒程度の間で、検知の応答性も考慮して時間を設定するものである。

なお、受光素子１１から出力される電気信号に変動が確認することで容器３の内部に液体４が存在しているか判断する手段に関しては、その詳細の説明は省くものとするが、電気的制御機能を備えた電気機器においては通常、機器を制御するためのするための制御手段として中央演算装置（ＣＰＵ）、入出力装置、アナログ・デジタル変換入力装置（Ａ／Ｄ）、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）、リード・ライトメモリー（ＲＡＭ）を一体として内蔵したいわゆる１チップマイクロコンピューターを搭載していることが一般的であるために、この１チップマイクロコンピューターの機能を活用することで、受光素子１１から出力される電気信号をアナログ・デジタル変換入力装置（Ａ／Ｄ）で１チップマイクロコンピューターの内部に取り込み、１チップマイクロコンピューターの内部において上記の液体４の判断判定を実施するようにアルゴリズムを規定して、この規定したプログラムをリードオンリーメモリー（ＲＯＭ）の上に保存することで液体４の判定手段を構成することができる。

このような構成によれば、本体１の内部に駆動機構２と内部に液体４を保持させた容器３を備えて、駆動機構２を動作させることで容器３の内部に保持した液体４を活用することで特有の機能を提供する電気機器において、本体１の内部で容器３の空間の上方側に光を照射する発光素子１０と光の受光量に合わせて電気信号を出力する受光素子１１とを発光素子１０の光の照射方向と受光素子１１の光の受光方向を容器３の内部の液体４の表面方向に向かわせて並べて配置する液体検知構成９を備えて、駆動機構２の動作状態において発光素子１０を間欠点灯させているときの受光素子１１から出力される電気信号を測定し、発光素子１０が点灯していときに得られた受光素子１１から出力される電気信号から、発光素子１０が消灯していときに得られた受光素子１１から出力される電気信号を減算した結果において予め設定した判定時間ｔａにおいて電気信号の変動があれば容器３の内部に液体４が存在していることを判断することができるために、液体４の上方向から直接的、且つ非接触で容器３の内部の液体４の有無を検知できることから、容器３の構成材を限定する必要がなく、また容器３の内部の液体４と直接接触する部位に汚れが生じる可能性のある機器を含む多様な液体４を利用する電気機器においても長期に渡り非接触で容器３の内部の液体４を検知できる構成を提供することができる。

また、受光素子１１には容器３の内部の液体４の表面方向以外からの光ができるだけ入射しないように、容器３の内部の液体４の表面方向の受光素子１１の受光方向のみに開口を設けた筒状の遮光手段１２を装着しているために、液体４の表面方向以外からの光は遮光手段１２により遮られて受光素子１１には入射できないことから、液体４の表面方向からの光のみを受光素子１１にて受光することで、機器の周囲の光の影響を受け難いより安定した非接触で容器３の内部の液体４を検知できる構成を提供することができる。

なお、機器の構成によっては駆動機構２が動作している状態においても駆動機構２の動作に基づく振動により受光素子１１から出力される電気信号の変動から液体４の有無を判定できる程度に有効な変動を生じさせるに足る液体４の液面４ａに波や揺らぎが生じないときや、また駆動機構２そのものの搭載が無く、液面４ａを揺らがせるような振動が発生しないが生じないとき機器においては、以上、説明してきた構成においては液体４の存在を判断できないこととなる。

しかしながら、このような液体４の液面４ａに波や揺らぎが生じない構成の機器においては、図７に示しているように、本体１の内部に容器３の外部から容器３を振動させる加振手段１８を合わせて配置して備えることで、この加振手段１８により容器３を振動させた状態において受光素子１１から出力される電気信号の変動を判断すれば容器３の内部の液体４の有無を検知できることとなる。

ここで、この加振手段１８は例えば、図８の加振手段１８の拡大図に示しているように、直流電圧を印加すると磁力を生じる円筒状の電磁コイル１９の中に直動する動作軸２０を入れ、電磁コイル１９に直流電圧を印加して磁力を生じさせた時に動作軸２０を軸方向の一方向に生じた磁力で吸着して移動させることで軸方向において一方向の駆動力を発生させることができる電磁プランジャ２１を用いて、この電磁プランジャ２１の動作軸２０の駆動方向（図上、矢印で示した方向）の先端に軟質の合成ゴムやシリコンゴムで作成した衝撃吸収体２２を固設して構成しているものであり、電磁プランジャ２１の駆動時に衝撃吸収体２２で容器３の側面に衝撃を与えることができるような位置関係を設定して本体１の内部に配置しているものである。

なお、電磁プランジャ２１を用いた加振手段１８の実際の機器への搭載においては電磁プランジャ２１を駆動して衝撃吸収体２２が容器３の側面に衝撃を与えたときに受光素子１１から出力される電気信号の変動から容器３の内部の液体４の有無を判断できる最低限度の揺らぎを液面４ａに与え、且つ衝撃吸収体２２が容器３に接触したときに使用者に認識される打撃音が生じないように駆動力、および衝撃吸収体２２の軟質度を調整するものである。

このような構成によれば、本体１の内部に容器３の外部から容器３を振動させる加振手段１８を合わせて配置して備えることで、この加振手段１８により容器３を振動させることで容器３の内部に蓄えた液体４の液面４ａに揺らぎを生じさせることができるために、液体４の液面４ａに波や揺らぎが生じない構成の機器においても加振手段１８により容器３を振動させた状態において受光素子１１から出力される電気信号の変動を判断することにより容器３の内部の液体４の有無を検知できることとなる。

また、図９に示しているように、本体１の内部に容器３の外部で液体４の上方向から送風を行うことで液面４ａに揺らぎを生じさせる送風手段２３を合わせて配置して備えることで、この送風手段２３からの送風により容器３の内部に保持した液体４の液面４ａを揺らがせた状態において受光素子１１から出力される電気信号の変動を判断する構成としても、液体４の液面４ａに波や揺らぎが生じない構成の機器においても容器３の内部の液体４の有無を検知できる。

ここで、送風手段２３は例えば、図１０の送風手段２３の拡大図に示しているように、羽根車２４を電動機２５により回転させることで空気を送風させる一般的な電動送風装置から構成したものであり、合わせて図上にて矢印線で示しているように送風の方向が容器３の内部の液体４の方向に導くように風の吹き出し口に容器３の内部の方向に向けたノズル２６を設けて配置して構成しているものである。

なお、送風手段２３の実際の機器への搭載においては容器３の内部の液体４の有無を判断できる最低限度の揺らぎを液面４ａに与え、且つ送風音が使用者に認識されない程度に送風の風量を最低限度に調整するものである。

このような構成によれば、本体１の内部に容器３の外部で液体４の上方向から送風を行うことで液面４ａに揺らぎを生じさせる送風手段２３を合わせて配置して備えることで、この送風手段２３からの送風により容器３の内部に蓄えた液体４の液面４ａに揺らぎを生じさせることができるために、液体４の液面４ａに波や揺らぎが生じない構成の機器においても送風手段２３による送風により容器３の内部に保持した液体４の液面４ａに揺らぎを生じさせた状態において受光素子１１から出力される電気信号の変動を判断することにより容器３の内部の液体４の有無を検知できることとなる。

（実施の形態２）
図１１において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施の形態は、実施の形態１の構成に対して、容器３を本体１から着脱可能とした電気機器において、図１１の構成図に示しているように本体１に容器３を装着した状態においては容器３の下面側となる液体検知構成９に備える発光素子１０の光の照射方向と対向する位置の本体１の表面に光を効率良く反射させるための光反射手段２７を固設して合わせて備えて構成しているものである。

この、光反射手段２７は、その表面で発光素子１０から照射された光を直接的に反射して、その反射された光を受光素子１１で受光したときには、受光素子１１からは容器３の内面や容器３の内部の液体４の液面４ｅにて反射された光を受光したときの値を超えた最大値の電気信号が出力されるように光の反射特性を調整しているものである。

ここで、光反射手段２７は光の反射特性が容器３の内面や液体４の液面４ａに対して高効率で、且つ一方向への反射をしない乱反射性となる光反射の表面性質を備えた素材にて構成するものであり、例えば白色や灰白色の色素材を塗布、または着色、あるいは基材色自体としたＡＢＳやＰＰＳなどの樹脂材料をシート状に形成して表面に砂目状の微細な凹凸を設けたものや、さらには透明な二酸化ケイ素を主成分とする一般的なガラス材を微粒子化してアクリルやポリウレタン系の透明樹脂材を溶剤にて液化したものに分散させることで高光反射の塗装材としたものをシート状の樹脂材や金属材の表面に塗装して構成するものである。

なお、光反射手段２７は本体１の対象部位に別材を固設する代わりに、本体１の対象部位の表面を前記の塗装材を直接、塗装することで構成することもできる。

なお、容器３の内部の発光素子１０の照射した光にて照らされる部位は、光反射手段２７の表明に対して光反射率を低下させるように灰色や黒色系の色の構成材、あるは表面塗装を施すことで本体１から容器３が取り外された前後の受光素子１１に対する光の反射量により大きな差異が出るように構成することもできる。

次に、図１２により、容器３を本体１から着脱可能とした機器に光反射手段２７を備えた構成における光反射手段２７から出力される電気信号の状態から本体１からの容器３が取り外されたことを判断する方法について説明する。

図１２は横軸を時間軸として、図３において説明した回路構成に従い、発光素子１０おいて消灯と点灯を間欠させて光を照射させたときに受光素子１１から出力される電気信号を０Ｖとから５Ｖの範囲の縦軸として波形１７ｅと波形ｆとして表現することで、電気信号の変化を時間的推移の状態で示したものである。

これまで説明してきたように、受光素子１１からは容器３の内部に液体４が有り駆動機構２が動作している状態においては波形１７ｅにおいて実線で示しているような揺らぎを伴った電気信号が出力されることなり、また駆動機構２が動作していない状態や容器３に液体４が存在しない状態においては波形１７ｅにおいて点線で示しているような揺らぎを伴わない電気信号が出力されることとなる。

ここで、本体１から容器３を取り外したときには発光素子１０の光の照射方向と対向する位置の本体１の表面に容器３の内面や液面４ｅに対して高い光反射特性を備えた光反射手段２７を配置していることから、受光素子１１からは本体１に容器３が装着された状態や容器３の内部に液体４が有る状態に対して波形１７ｆで示しているような揺らぎを伴わず、且つ電圧値の高い電気信号が出力されることとなる。

なお、実際の機器への搭載においては、前記の受光素子１１から出力される電気信号が本体１に容器３が装着された状態や容器３の内部に液体４が存在する状態に対して本体１から容器３が取り外された状態の光反射手段２７で反射された光を受光したときの値にできるだけ大きな差異が生じて、最大の値となるように回路要素の設定を行い、また光反射手段２７の構成（光反射の特性）を対象の機器において実際に確認しながら調整するものであり、例えば図３において説明した回路構成においては本体１に容器３が装着された状態や容器３の内部に液体４が存在する状態の電気信号に対して１．５倍から２倍以上になるように調整することが望ましい。

また、前記のように調整することにより光反射手段２７で反射された光を受光素子１１で受光したときに受光素子１１から出力される最大値となる電気信号を把握しておき、この最大の値を図中に示しているように判定閾値Ｖｍとして予め規定しておけば、この判定閾値Ｖｍに対して受光素子１１から出力される電気信号を比較することで、受光素子１１から出力される電気信号が判定閾値Ｖｍの値以上であれば、このときには受光素子１１は光反射手段２７で反射された光を受光していることが判断できることとなる。

このように、受光素子１１から出力される電気信号が判定閾値Ｖｍの値以上であれば、このときには受光素子１１は光反射手段２７で反射された光を受光していることが判断できることは、発光素子１０と光反射手段２７の間には光反射手段２７よりも光反射特性が劣る物体は存在しないことを意味していることとなり、すなわち、このことから容器３が本体１から取り外されたことを判断できることとなる。

なお、光反射手段２７で反射された光を受光素子１１で受光したときに受光素子１１から出力される電気信号も機器の周囲の明るさの違いや、光反射手段２７の表面への埃付着による光反射特性の変化の影響により、長期の使用においては多少変動することから、実際の機器への搭載においては、上記にて説明した判定閾値Ｖｍよりも低い値とする図１２において一点鎖線で示しているような波形１７ｆと波形１７ｅの中間位程度に容器３の着脱の実の判定閾値Ｖａを定めて、受光素子１１からの出力電圧がこの実の判定閾値Ｖａを超えていることを確認するようにすれば、より長期に渡り安定した本体１からの容器３の取り外しの判断を行うことができる。

さらに、光反射手段２７で反射された光を受光素子１１で受光したときには受光素子１１からは揺らぎを伴わない電気信号が出力されることとなることから実の判定閾値Ｖａに対する受光素子１１からの出力電圧の確認も、実施の形態１において説明した判定時間ｔａの間において変化しないことを確認すれば、本体１からの容器３の取り外しのより安定した判断が行えることとなる。

このような構成によれば、容器３を本体１から着脱可能とした電気機器において、容器３の下面側で液体検知構成９に備える発光素子１０の光の照射方向と対向する位置の本体１の表面に発光素子１０より照射した光を直接的に反射したときには受光素子１１から出力される電気信号を最大の値とする光の反射を生じる光反射手段２７を配置して備えて、この光反射手段２７で発光素子１０より照射した光を直接的に反射したときに受光素子１１から出力される電気信号を最大の値として、この値に基づいて予め実の判定閾値Ｖａを定めることで、受光素子１１から出力される電気信号の値が実の判定閾値Ｖａを判定時間ｔａの間超えているようであれば本体１から容器３が取り外されたと判断するように構成しているために、容器３の内部の液体４の有無の検知と、合わせて本体１からの容器３の取り外しも検知できる機能を備えた構成を提供することができる。

（実施の形態３）
図１３において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施の形態は、実施の形態１の構成に対して、容器３を本体１から着脱可能とした電気機器において、図１３の構成図に示しているように本体１に容器３を装着した状態においては容器３の下面側となる液体検知構成９に備える発光素子１０の光の照射方向と対向する位置の本体１の表面に光を吸収することで光の反射を抑制する光吸収手段２８を固設して合わせて備えて構成しているものである。

この、光吸収手段２８は、その表面で発光素子１０から照射された光を直接的に反射して、その反射された光を受光素子１１で受光したときには、受光素子１１からは容器３の内面や容器３の内部の液体４の液面４ｅにて反射された光を受光したときの値を下回る最小値の電気信号が出力されるように光の反射特性を調整しているものである。

ここで、光吸収手段２８は光の吸収率が容器３の内面や液体４の液面４ａに対して充分大きく、入射光をほとんど反射しない光反射の表面性質を備えた素材にて構成するものであり、例えばカーボンブラック等の黒体微粒子基材の黒色塗装を塗布、または着色、あるいはカーボンブラック等の黒体微粒子基材を基材中に分散させたＡＢＳやＰＰＳなどの樹脂材料をシート状に形成して表面に砂目状の微細な凹凸を設けたものや、また透明な二酸化ケイ素を主成分とする一般的なガラス材を微粒子化してアクリルやポリウレタン系の透明樹脂材を溶剤にて液化したものに分散させることで高光反射の塗装材としたものをシート状の樹脂材や金属材の表面に塗装して構成するものである。

なお、光吸収手段２８は本体１の対象部位に別材を固設する代わりに、本体１の対象部位の表面を前記の塗装材を直接、塗装することで構成することもできる。

なお、容器３の内部の発光素子１０の照射した光にて照らされる部位は、光吸収手段２８の表明に対して高い光反射率を持たせるように白色系の色の構成材、あるは表面塗装を施すことで本体１から容器３が取り外された前後の受光素子１１に対する光の反射量により大きな差異が出るように構成することもできる。

次に、図１４により、容器３を本体１から着脱可能とした機器に光吸収手段２８を備えた構成における発光素子１０から出力される電気信号の状態から本体１からの容器３の取り外しを判断する方法について説明する。

図１４は横軸を時間軸として、図３において説明した回路構成に従い、発光素子１０おいて消灯と点灯を間欠させて光を照射させたときに受光素子１１から出力される電気信号を０Ｖとから５Ｖの範囲の縦軸として波形１７ｇと波形ｈとして表現することで、電気信号の変化を時間的推移の状態で示したものである。

これまで説明してきたように、受光素子１１からは容器３の内部に液体４が有り駆動機構２が動作している状態においては波形１７ｇにおいて実線で示しているような揺らぎを伴った電気信号が出力されることなり、また駆動機構２が動作していない状態や容器３に液体４が存在しない状態においては波形１７ｇにおいて点線で示しているような揺らぎを伴わない電気信号が出力されることとなる。

ここで、本体１から容器３を取り外したときには発光素子１０の光の照射方向と対向する位置の本体１の表面に容器３の内面や液面４ｅに対して光を吸収する光反射特性を備えた光吸収手段２８を配置していることから、受光素子１１からは本体１に容器３が装着された状態や容器３の内部に液体４が有る状態に対して波形１７ｈで示しているような揺らぎを伴わず、且つ電圧値の低い電気信号が出力されることとなる。

なお、実際の機器への搭載においては、前記の受光素子１１から出力される電気信号が本体１に容器３が装着された状態や容器３の内部に液体４が存在する状態に対して本体１から容器３が取り外された状態の光吸収手段２８で反射された光を受光したときの値にできるだけ大きな差異が生じて、最小の値となるように回路要素の設定を行い、また光吸収手段２８の構成（光反射の特性）を対象の機器において実際に確認しながら調整するものであり、例えば図３において説明した回路構成においては本体１に容器３が装着された状態や容器３の内部に液体４が存在する状態の電気信号に対して０．６倍から０．５倍以下になるように調整することが望ましい。

また、前記のように調整することで光吸収手段２８で反射された光を受光素子１１で受光したときに受光素子１１から出力される最小値となる電気信号を把握しておき、この最小の値を図中に示しているように判定閾値Ｖｎとして予め規定しておけば、この判定閾値Ｖｎに対して受光素子１１から出力される電気信号を比較することで、受光素子１１から出力される電気信号が判定閾値Ｖｎの値以下であれば、このときには受光素子１１は光吸収手段２８で反射された光を受光していることが判断できることとなる。

このように、受光素子１１から出力される電気信号が判定閾値Ｖｍの値以上であれば、このときには受光素子１１は光吸収手段２８で反射された光を受光していることが判断できることは、発光素子１０と光吸収手段２８の間には光吸収手段２８よりも光反射特性が劣る物体は存在しないことを意味していることとなり、すなわち、このことから容器３が本体１から取り外されたことを判断できることとなる。

なお、光吸収手段２８で反射された光を受光素子１１で受光したときに受光素子１１から出力される電気信号も機器の周囲の明るさの違いや、光吸収手段２８の表面への埃付着による光反射特性の変化の影響により、長期の使用においては多少変動することから、実際の機器への搭載においては、上記にて説明した判定閾値Ｖｎよりも高い値とする図１２において一点鎖線で示しているような波形１７ｇと波形１７ｈの中間位程度に容器３の着脱の実の判定閾値Ｖｂを定めて、受光素子１１からの出力電圧がこの実の判定閾値Ｖｂを超えていることを確認するようにすれば、より長期に渡り安定した本体１からの容器３の取り外しの判断を行うことができる。

さらに、光吸収手段２８で反射された光を受光素子１１で受光したときには受光素子１１からは揺らぎを伴わない電気信号が出力されることとなることから、実の判定閾値Ｖｂに対する受光素子１１からの出力電圧の確認も、実施の形態１において説明した判定時間ｔａの間において変化しないことを確認すれば、本体１からの容器３の取り外しのより安定した判断が行えることとなる。

このような構成によれば、容器３を本体１から着脱可能とした電気機器において、容器３の下面側で液体検知構成９に備える発光素子１０の光の照射方向と対向する位置の本体１の表面に発光素子１０より照射した光を直接的に反射したときには受光素子１１から出力される電気信号を最小の値とする光の反射を生じる光吸収手段２８を配置して備えて、この光吸収手段２８で発光素子１０より照射した光を直接的に反射したときに受光素子１１から出力される電気信号を最小の値として、この値に基づいて予め実の判定閾値Ｖｂを定めることで、受光素子１１から出力される電気信号の値が実の判定閾値Ｖｂを判定時間ｔａの間超えていないようであれば本体１から容器３が取り外されたと判断するように構成しているために、容器３の内部の液体４の有無の検知と、合わせて本体１からの容器３の取り外しも検知できる機能を備えた構成を提供することができる。

本発明にかかる非接触液体検知構成は容器の構成材を限定する必要がなく、また容器の内部の液体と直接接触する部位に汚れが生じる可能性のある機器を含む多様な液体を利用する電気機器においても長期に渡り非接触で容器の内部の液体有無の検知を可能とするものであるので、一般家庭で使用される加湿機や除湿機、あるいは業務用も含むあらゆる液体を利用する電気機器の非接触液体検知構成等として有用である。

１本体
２駆動機構
３容器
９液体検知構成
１０発光素子
１１受光素子
１２遮光手段
ｔａ判定時間
１８加振手段
２３送風手段
２７光反射手段
２８光吸収手段

Claims

機器の外郭を構成する本体の内部に、この機器の動力を得るための駆動機構と、内部に空間を設けた容器と、この容器の内部に保持する液体とを備えて、前記の容器の内部に保持した液体を活用することで特有の機能を提供する電気機器において、本体の内部に光を照射する発光素子と光の受光量に合わせて電気信号を出力する受光素子とを発光素子の光の照射方向と受光素子の受光方向を同一方向として容器の上部方向から内部の液体の表面方向に向かわせることで液体検知構成としたものを配置して備えることで、駆動機構が動作している状態において揺らぎが生じた液体の表面に発光素子から光を照射して、液体の表面で揺らいだ状態で反射される光を受光素子で受光することで、受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、変動しているときには容器の内部に液体が有ることを判断するように構成した非接触液体検知構成。
容器の内部の液体の表面方向からの光のみを透過させることで液体の方向以外からの機器の周囲からの光の受光素子に対する入射を遮る遮光手段を受光素子に対して配置して備えた構成とした請求項１に記載の非接触液体検知構成。
発光素子の点灯と消灯を間欠させ、この発光素子を点灯させている時と消灯させている時の受光素子から出力される電気信号の差を求めることで発光素子の点灯および消灯に関わらず機器の周囲の光の影響により受光素子から出力される電気信号を除外して、この電気信号の差の値が予め規定する判定時間の間、変動しているときには容器の内部に液体が有ることを判断するように構成した請求項１に記載の非接触液体検知構成。
本体の内部に容器を外部から振動させる加振手段を合わせて備えて、この加振手段により容器を振動させた状態において受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、変動しているときには容器の内部に液体が有ることを判断するように構成した請求項１に記載の非接触液体検知構成。
また、本体の内部に容器の内部方向に送風を行う送風手段を合わせて備えて、この送風手段により容器の内部に送風を行った状態において受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、変動しているときには容器の内部に液体が有ることを判断するように構成した請求項１に記載の非接触液体検知構成。
機器の外郭を構成する本体の内部に、この機器の動力を得るための駆動機構と、内部に空間を設けて本体に対して着脱可能な構成とした容器と、この容器の内部に保持する液体とを備えて、前記の容器の内部に保持した液体を活用することで特有の機能を提供する電気機器において、本体の内部に光を照射する発光素子と光の受光量に合わせて電気信号を出力する受光素子とを発光素子の光の照射方向と受光素子の受光方向を同一方向として容器の上部方向から内部の液体の表面方向に向かわせて配置し、容器が本体に装着されているときには容器の下面側となる発光素子の光の照射方向と対向する位置の本体の表面に、発光素子より照射した光を直接的に反射したときには受光素子から出力される電気信号を最大の値とする光の反射を生じる光反射手段を配置して備えて、このときの受光素子から出力される電気信号の最大の値に基づいて判定閾値を予め規定することで、駆動機構が動作している状態において揺らぎが生じた液体の表面に発光素子から光を照射して、液体の表面で揺らいだ状態で反射される光を受光素子で受光することで、受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、変動しているときには容器の内部に液体が有ることを判断して、さらに発光素子より照射され反射された光を受光素子で受光したときに受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、前記の判定閾値の値以上であれば本体から容器が取り外されたと判断するようにした構成した非接触液体検知構成。
機器の外郭を構成する本体の内部に、この機器の動力を得るための駆動機構と、内部に空間を設けて本体に対して着脱可能な構成とした容器と、この容器の内部に保持する液体とを備えて、前記の容器の内部に保持した液体を活用することで特有の機能を提供する電気機器において、本体の内部に光を照射する発光素子と光の受光量に合わせて電気信号を出力する受光素子とを発光素子の光の照射方向と受光素子の受光方向を同一方向として容器の上部方向から内部の液体の表面方向に向かわせて配置し、容器が本体に装着されているときには容器の下面側となる発光素子の光の照射方向と対向する位置の本体の表面に、光を吸収して反射を抑制することで発光素子より照射した光を直接的に反射したときには受光素子から出力される電気信号を最小の値とする光の反射を生じる光吸収手段を配置して備えて、このときの受光素子から出力される電気信号の最小の値に基づいて判定閾値を予め規定することで、駆動機構が動作している状態において揺らぎが生じた液体の表面に発光素子から光を照射して、液体の表面で揺らいだ状態で反射される光を受光素子で受光することで、受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、変動しているときには容器の内部に液体が有ることを判断して、さらに発光素子より照射され反射された光を受光素子で受光したときに受光素子から出力される電気信号の値が予め規定する判定時間の間、前記の判定閾値の値以下であれば容器が取り外されたと判断するようにした構成した非接触液体検知構成。