JP4987518B2 - 炊飯器 - Google Patents

Description

本発明は、省エネルギー化を実現する炊飯器に関し、より詳しくはマイクロ波を利用して省エネルギー化を実現する炊飯器に関する。

一般に、鍋を加熱することで鍋内の被調理物を加熱する熱源（例えば電気ヒータ、ＩＨヒータなど）とは異なり、マイクロ波が被調理物の水分に作用して被調理物を加熱できる性質を有することが広く知られている。このため、当該性質を利用して加熱効率を向上し、省エネルギー化を実現する炊飯器が数多く提案されている。

例えば、特許文献１（特開平１１−５６６２６号公報）には、洗米後にある程度吸水した米粒にマイクロ波を照射して、自己発熱による芯からの昇温により膨潤を促進し、米粒が吸水しやすい状態になるようにすることで、炊飯時間の短縮を可能にして、省エネルギー化を実現する炊飯器が開示されている。
また、特許文献２（特開平８−１７３３１３号公報）には、蓋本体の下面に鍋に向かって突出する突部を設け、当該突部によりマイクロ波を拡散することで、加熱ムラを抑えて加熱効率を向上し、省エネルギー化を実現する炊飯器が開示されている。
特開平１１−５６６２６号公報 特開平８−１７３３１３号公報

近年、電化製品に対する省エネルギー化の要望は増々高まっており、炊飯器においても更なる省エネルギー化が望まれている。
従って、本発明の目的は、マイクロ波を利用して更なる省エネルギー化を実現することができる炊飯器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
本発明の第１態様によれば、炊飯器本体に設けられた鍋収納部に収納される鍋と、
上記鍋を加熱する鍋加熱装置と、
上記鍋の温度を検知する鍋温度検知部と、
上記鍋の上部開口部を開閉可能な蓋本体と、
上記鍋加熱装置の加熱動作を制御する加熱制御部と、
マイクロ波を上記鍋内に発振可能であるとともに、当該マイクロ波の周波数を可変可能な固体マイクロ波発振装置と、
上記鍋温度検知部の検知温度に基づいて上記加熱制御部を制御して、上記鍋に入れられる米と水とを炊飯する炊飯工程を行う制御部とを備え、
上記制御部は、さらに、炊飯工程の経過に応じた上記固体マイクロ波発振装置と被調理物との距離の変化に対応して、上記固体マイクロ波発振装置を制御して、上記炊飯工程中において、第１周波数のマイクロ波を上記鍋内に発振し、上記炊飯工程の経過に応じて上記マイクロ波の周波数を、上記第１周波数より周波数が高い第２周波数に切り換えて、当該第２周波数のマイクロ波を上記鍋内に発振して上記米と水とを加熱する、炊飯器を提供する。

本発明の第２態様によれば、上記炊飯工程は、浸水工程と、炊き上げ工程と、沸騰維持工程と、蒸らし工程とを備え、
上記制御部は、上記固体マイクロ波発振装置を制御して、上記浸水工程において上記第１周波数のマイクロ波を上記鍋内に発振し、上記蒸らし工程において上記第２周波数のマイクロ波を上記鍋内に発振して上記米と水とを加熱する、第１態様に記載の炊飯器を提供する。

本発明の第３態様によれば、上記制御部は、上記浸水工程において上記鍋内に発振するマイクロ波の周波数が、上記第１周波数よりもやや高い周波数とやや低い周波数との少なくとも２段階で交互に切り換わるように上記固体マイクロ波発振装置を制御する、第２態様に記載の炊飯器を提供する。

本発明の第４態様によれば、上記制御部は、上記蒸らし工程において上記鍋内に発振するマイクロ波の周波数が、上記第２周波数よりもやや高い周波数とやや低い周波数との少なくとも２段階で交互に切り換わるように上記固体マイクロ波発振装置を制御する、第２又は３態様に記載の炊飯器を提供する。

本発明の第５態様によれば、炊飯器本体に設けられた鍋収納部に収納される鍋と、
上記鍋を加熱する鍋加熱装置と、
上記鍋の温度を検知する鍋温度検知部と、
上記鍋の上部開口部を開閉可能な蓋本体と、
上記鍋加熱装置の加熱動作を制御する加熱制御部と、
マイクロ波を上記鍋内に発振可能であり、且つ当該マイクロ波が上記鍋内で反射された反射波を受信可能であるとともに、当該マイクロ波の周波数を可変可能な固体マイクロ波発振装置と、
上記鍋温度検知部の検知温度に基づいて上記加熱制御部を制御して、浸水工程と、炊き上げ工程と、沸騰維持工程と、蒸らし工程とを備えて上記鍋に入れられる米と水とを炊飯する炊飯工程を行う制御部と、
を備え、
上記制御部は、
上記炊き上げ工程を開始する前において、上記マイクロ波の周波数を第１合数判定用周波数から第２合数判定用周波数まで段階的に又は連続的に変化させながら、当該マイクロ波が上記鍋内に発振されるように上記固体マイクロ波発振装置を制御する発振周波数制御部と、
上記発振周波数制御部で制御された上記マイクロ波が上記鍋内で反射されて、上記固体マイクロ波発振装置に受信された反射波の反射波量を、上記発振されたマイクロ波の周波数に関連付けて記憶する記憶部と、
上記記憶部から上記反射波量が最も小さい上記マイクロ波の周波数を抽出し、マイクロ波の周波数と炊飯合数との関係情報に基づいて、上記抽出したマイクロ波の周波数を用いて上記鍋内の炊飯合数を判定する合数判定部と、
を備えて、上記合数判定部が判定した上記炊飯合数に基づいて上記加熱制御部を制御する、炊飯器を提供する。

本発明の第６態様によれば、炊飯器本体に設けられた鍋収納部に収納される鍋と、
上記鍋を加熱する鍋加熱装置と、
上記鍋の温度を検知する鍋温度検知部と、
上記鍋の上部開口部を開閉可能な蓋本体と、
上記鍋加熱装置の加熱動作を制御する加熱制御部と、
上記蓋本体の開閉を検知する蓋開閉検知部と、
マイクロ波を上記鍋内に発振可能であり、且つ当該マイクロ波が上記鍋内で反射された反射波を受信可能であるとともに、当該マイクロ波の周波数を可変可能な固体マイクロ波発振装置と、
上記鍋温度検知部の検知温度に基づいて上記加熱制御部を制御して、上記鍋に入れられる米と水とを炊飯する炊飯工程と、炊飯されたご飯を保温する保温工程とを行う制御部と、
を備え、
上記制御部は、
上記保温工程において上記蓋開閉検知部が上記蓋本体の開閉を検知したとき、上記マイクロ波の周波数を第１ご飯量判定用周波数から第２ご飯量判定用周波数まで段階的に又は連続的に変化させながら、当該マイクロ波が上記鍋内に発振されるように上記固体マイクロ波発振装置を制御する発振周波数制御部と、
上記発振周波数制御部で制御された上記マイクロ波が上記鍋内で反射されて、上記固体マイクロ波発振装置に受信された反射波の反射波量を、上記発振されたマイクロ波の周波数に関連付けて記憶する記憶部と、
上記記憶部から上記反射波量が最も小さい上記マイクロ波の周波数を抽出し、マイクロ波の周波数とご飯量との関係情報に基づいて、上記抽出したマイクロ波の周波数を用いて上記鍋内のご飯量を判定するご飯量判定部と、
を備えて、上記合数判定部が判定した上記ご飯量に基づいて上記加熱制御部を制御する、炊飯器を提供する。

本発明の第７態様によれば、上記制御部は、上記ご飯量判定部が判定した上記鍋内のご飯量が予め決められた量以下であるとき、上記加熱制御部の制御を停止して上記保温工程を終了する、第６態様に記載の炊飯器を提供する。

本発明の第８態様によれば、さらに、上記蓋本体が上記鍋の上記開口部を閉じた状態であるときに、上記固体マイクロ波発振装置より上記鍋内に発振されたマイクロ波が炊飯器外部に漏れることを防止するように設けられたマイクロ波遮蔽部材を備える、第１〜７態様のいずれか１つに記載の炊飯器を提供する。

米は水とともに鍋内に入れられて、浸水工程、炊き上げ工程、沸騰維持工程、蒸らし工程の主として４つの工程からなる炊飯工程が行われることで、炊飯されてご飯になることは知られている。この炊飯工程において、浸水工程から蒸らし工程まで行われるに従って、米は水を吸水して膨張するので鍋内に占める体積の割合が大きくなる。
一方、被調理物に吸収されるマイクロ波の量（すなわち米と水との加熱に寄与するマイクロ波の量）が最も高くなるときのマイクロ波の周波数は、マイクロ波の発振地点から被調理物までの距離が近い程、高くなるという性質がある。このため、マイクロ波の周波数を一定の値に固定すると、米の体積の割合が増加するために被調理物に吸収されるマイクロ波の量が少なくなる期間が生じる。

そこで、本発明の第１態様の炊飯器によれば、マイクロ波の周波数を可変可能な固体マイクロ波発振装置を備え、炊飯工程の経過に応じて、米が水を吸収して、鍋内の空間容積が変化し、マイクロ波発振装置と被調理物との距離が変化するという炊飯特有の現象に対応して、鍋内に発振するマイクロ波の周波数を第１周波数から、第１周波数より周波数が高い第２周波数に切り換えるように構成している。これにより、米と水との加熱に寄与するマイクロ波の量を多くすること、すなわち効率的な加熱を行うことができ、マイクロ波を利用して更なる省エネルギー化を実現する炊飯器を提供することができる。

また、炊飯合数（炊飯する米の量）を多くするほど加熱量を多くする必要があるため、一般に、炊き上げ工程に要する時間によって炊飯合数を判定することが知られている。しかしながら、この場合、炊き上げ工程より前（例えば浸水工程）においては、炊飯合数を知ることができないため、炊飯合数に応じた最適な加熱を行うことができない。
一方、最もマイクロ波が被調理物に吸収されるときにおいては、被調理物に反射された反射波の反射波量は最小となる。また、上記したように、被調理物に吸収されるマイクロ波の量が最も高くなるときのマイクロ波の周波数は、マイクロ波の発振地点から被調理物までの距離が近い程、高くなるという性質がある。このため、最も反射波量が小さいときのマイクロ波の周波数を検知することで、発振地点から被調理物までの距離を知ることが可能となる。これにより、当該距離から鍋内の被調理物が無い空間の体積を求めて、鍋の容積から当該体積を差分することで、炊飯合数を判定することが可能となる。また同様にして保温工程中のご飯量も判定することが可能となる。

そこで、本発明の第５態様の炊飯器によれば、炊き上げ工程の開始前において、マイクロ波の周波数を第１合数判定用周波数から第２合数判定用周波数まで段階的に又は連続的に変化させながらマイクロ波を上記鍋内に発振し、それらの反射波のうち反射波量が最も小さいときのマイクロ波の周波数に基づいて、炊飯合数を判定するように構成している。これにより、炊き上げ工程の開始前に炊飯合数を判定することができ、当該判定した炊飯合数に基づいて加熱制御部を制御することで、炊き上げ工程の開始前においても炊飯合数に応じた最適な加熱を行うことができる。したがって、マイクロ波を利用して更なる省エネルギー化を実現する炊飯器を提供することができる。

また、本発明の第６態様の炊飯器によれば、マイクロ波の周波数を第１ご飯量判定用周波数から第２ご飯量判定用周波数まで段階的に又は連続的に変化させながらマイクロ波を上記鍋内に発振し、それらの反射波のうち反射波量が最も小さいときのマイクロ波の周波数に基づいて、ご飯量を判定するように構成している。また、保温工程中に鍋内のご飯量が変化するのは、使用者が蓋本体を開けてご飯をよそうときと考えられるため、ご飯量の判定は、蓋開閉検知部が蓋本体の開閉を検知したとき、すなわち蓋本体が開けられたのちに閉じられたときに行うように構成している。これにより、使用者がご飯をよそって蓋本体を閉める度に、鍋内に残されたご飯量を判定することができる。したがって、当該判定したご飯量に基づいて加熱制御部を制御することで、鍋内に残されたご飯量に応じた最適な保温加熱を行うことができる。したがって、マイクロ波を利用して更なる省エネルギー化を実現する炊飯器を提供することができる。

本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。
以下、本発明の最良の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

《第１実施形態》
本発明の第１実施形態にかかる炊飯器の構成について、図１〜図３を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態にかかる炊飯器の構成を示す断面図である。図２は、本発明の第１実施形態にかかる炊飯器において、制御に関連する各部及び装置の物理的構成を示すブロック図である。図３は、本発明の第１実施形態にかかる炊飯器において、制御に関連する各部及び装置の構成を機能別にブロック化して示した機能ブロック図である。

図１において、本第１実施形態の炊飯器は、鍋収納部１ａを有する略有底筒状の炊飯器本体１と、鍋収納部１ａに収納され、被調理物２３（米２１及び水２２）を入れられる金属製の鍋２と、鍋２の外面に鍋収納部１ａを介して対向するように配置されて鍋２を加熱する鍋加熱装置３と、鍋２の底面中央部に外接し、鍋２の温度を検知する鍋温度検知部４と、鍋２の上部開口部を開閉可能に設けられた蓋本体５とを備えている。

さらに、本第１実施形態の炊飯器は、蓋本体５内に配置され、マイクロ波を鍋２内に発振可能であるともに当該マイクロ波の周波数を可変可能な固体マイクロ波発振装置６と、炊飯器本体１内に配置された制御基板７とを備えている。制御基板７には、鍋加熱装置３の加熱動作を制御する加熱制御部７１（図２参照）、及び鍋温度検知部４の検知温度に基づいて加熱制御部７１を制御して炊飯工程を行うとともに、固体マイクロ波発振装置６のマイクロ波発振動作を制御するマイクロコンピュータ７２の電気回路が実装されている。

鍋加熱装置３は、図１に示すように、鍋収納部１ａの外面に沿ってそれぞれ巻回された、底内コイル３１と、底外コイル３２と、側部コイル３３とを備えている。底内コイル３１は、鍋収納部１ａを介して鍋２の底部の中央部周囲に対向するように配置されている。底外コイル３２は、鍋収納部１ａを介して鍋２の底部のコーナー部に対向するように配置されている。側部コイル３３は、鍋収納部１ａを介して鍋２の外周側部と対向するように配置されている。底内コイル３１、底外コイル３２、及び側部コイル３３のそれぞれは、鍋２を加熱できるように、例えばＩＨコイルで構成されている。

鍋温度検知部４は、鍋収納部１ａの底部の中央部分に設けられた開口を通じて、鍋２の底部に当接可能に設けられている。鍋温度検知部４は、例えば温度センサで構成されている。

蓋本体５は、内部が中空である合成樹脂製の外蓋５１と、外蓋５１の内側（鍋２の開口部を覆う側）に着脱可能に取り付けられて、鍋２の開口部を密閉可能な略円盤状の内蓋５２とを備えている。外蓋５１の後端部（図１の右側）にはヒンジ軸５３が設けられている。ヒンジ軸５３は、炊飯器本体１の上部後端部に設けられた軸受け部（図示せず）に回動可能に取り付けられている。蓋本体５は、ヒンジ軸５３を中心に回動することにより、鍋２の開口部を開閉することができる。

外蓋５１には外蓋５１の厚み方向に貫通する筒状部５１ａが設けられ、当該筒状部５１ａの内側（鍋２側）を塞ぐように有底筒状の内側蒸気筒５４が挿脱可能に嵌め込まれている。外蓋５１の内部には、筒状部５１ａの上端部を通って鍋２の開口部の全体を覆うように電波シール９が設けられている。電波シール９は、マイクロ波を透過しない材料（例えば金属）で構成されている。電波シール９の鍋２のフランジ部の近傍に位置する部分９ａは、図１に示すように蓋本体５が閉じられた状態のときに、鍋２のフランジ部に広い面積で対向するように形成されている。本第１実施形態においては、この電波シール９と金属製の鍋２とで、マイクロ波遮蔽部材の一例を構成し、固体マイクロ波発振装置６より発振されるマイクロ波が炊飯器外部に漏れることを防止している。

筒状部５１ａの上方には、電波シール９を挟んで、外側蒸気筒５５が挿脱可能に嵌め込まれている。外側蒸気筒５５と電波シール９と内側蒸気筒５４とにはそれぞれ、鍋２内の余分な蒸気を炊飯器の外側に排出できるように、蒸気逃がし孔５５ａ，９ｂ，５４ａが設けられている。電波シール９の蒸気逃がし孔９ｂは、固体マイクロ波発振装置６より発振されるマイクロ波が炊飯器外部に漏れないように、孔の大きさが小さく形成されるとともに、多数設けられている。言い換えると、電波シール９における蒸気が通過する部分は、いわゆるパンチングプレート状に形成されている。

外蓋５１の内蓋取付側面には、蒸気筒用パッキン５６と、内蓋温度検知部４１とが、内蓋５２に接触可能に設けられている。
蒸気筒用パッキン５６は、内側蒸気筒５４を囲むようにゴム等の弾性体で環状に形成されている。また、内蓋５２には蒸気逃がし孔５４ａ，９ｂ，５５ａと連通するように蒸気逃がし孔５２ａが設けられており、蒸気筒用パッキン５６は、鍋２内から内蓋５２の蒸気逃がし孔５２ａを通じて排出される水蒸気等が内側蒸気筒５４の蒸気逃がし穴５４ａ側に向かうように作用する。
内蓋温度検知部４１は、例えば温度センサで構成され、内蓋５２に接触して内蓋５２の温度を検知する。なお、本第１実施形態においては、内蓋５２の温度を検知することで、被調理物２３の温度を検知することに代えている。すなわち、内蓋５２の温度を被調理物２３の温度としている。

内蓋５２は、マイクロ波が透過できる材料、例えば樹脂、ガラスなどで形成されている。内蓋５２の外周部には、蓋本体５が閉じられた状態のときに鍋２に密接する蒸気シール５７が取り付けられている。蒸気シール５７は、ゴム等の弾性体で環状に形成されている。

固体マイクロ波発振装置６は、電圧制御されることにより、任意の周波数のマイクロ波を発振可能な装置である（例えば、特開２００６−１２８０７５号公報参照）。本実施形態においては、鍋加熱装置３を鍋２の底部及び外周側部に設け、鍋２の上部には設けていないため、鍋２の上部に位置する米２１及び水２２への加熱が不足する。このため、本第１実施形態において、固体マイクロ波発振装置６は、特に鍋２の上部に位置する米２１及び水２２にマイクロ波を発振して加熱するように設けられている。より具体的には、固体マイクロ波発振装置６は、マイクロ波を発振駆動するマイクロ波発振駆動部６１と、マイクロ波発振駆動部６１より発振されたマイクロ波を供給する給電部６２と、給電部６２より供給されたマイクロ波を、内蓋５２の一部を通過させて鍋２内に送信（出力）するマイクロ波送信部６３とを備えている。

マイクロ波発振駆動部６１と給電部６２とは、外蓋５１の内部に配置され、マイクロ波送信部６３は、内蓋５２と対向するように外蓋５１の内蓋取付側面に取り付けられている。給電部６２は、例えば同軸ケーブルで構成されている。また、マイクロ波送信部６３は、例えば１つのアンテナで構成されている。

マイクロコンピュータ７２は、炊飯器の各動作の制御を行うＣＰＵ７２ａと、炊飯器の各動作プログラム等を記憶するＲＯＭ７２ｂと、炊飯器が動作中における各情報を一時記憶するＲＡＭ７２ｃと、各動作タイミングの基準信号を出力するＣＬＯＣＫ７２ｄとを備えている。このマイクロコンピュータ７２を機能によりブロック化したものが図３中に示されている。マイクロコンピュータ７２は、炊飯器全体の各種制御を行う制御部１００として機能する。

図３に示すように、制御部１００は、炊飯工程に関する各種動作を制御する炊飯動作制御部１０１と、固体マイクロ波発振装置６のマイクロ波の周波数の切換及び発振駆動動作を制御する発振周波数制御部１０２と、炊飯工程における時間をカウントする計時部１０３と、炊飯工程中における各情報を一時記憶する一時記憶部１０４と、炊飯シーケンス情報を予め記憶している記憶部１０５とを備えている。ここで、炊飯シーケンス情報とは、浸水工程、炊き上げ工程、沸騰維持工程、蒸らし工程の主として４つの工程からなる炊飯工程を行うにあたって、各工程において通電時間、加熱温度、加熱時間、加熱出力等が予め決められている炊飯の手順をいう。なお、一時記憶部１０４は記憶部１０５内に設けられてもよい。

また、炊飯器本体１の前上部の外側には操作パネル８１が設けられ、その内側には操作基板８２が設けられている。操作パネル８１には、使用者により炊飯情報（例えば、白米、玄米などの米種情報、予備浸水情報等）が入力される操作部８１ａ（図２参照）と、各種情報を表示・報知する表示・報知部８１ｂ（図２参照）とが設けられている。操作基板８２には、操作部８１ａ及び表示・報知部８１ｂの電気回路が実装されている。

炊飯動作制御部１０１は、鍋温度検知部４及び内蓋温度検知部４１の検知温度、計時部１０４の計時時間、一時記憶部１０４及び記憶部１０５に記憶された情報に基づいて、加熱制御部７１と発振周波数制御部１０２とを制御する。また、炊飯動作制御部１０１は、炊飯器及び炊飯工程に関する情報を適宜、表示・報知部８１ｂに表示・報知する。

以上のように本発明の第１実施形態にかかる炊飯器は構成されている。
次に、図４及び図５を用いて、マイクロ波の周波数と、被調理物２３（米２１又は水２２）に反射されたマイクロ波の反射波量との関係について説明する。図４は、浸水工程と蒸らし工程とにおいて、被調理物２３が鍋２内に占める体積が変化することを模式的に示す断面図である。図５は、浸水工程と蒸らし工程とにおいて、マイクロ波の周波数と、被調理物２３（米２１又は水２２）に反射されたマイクロ波の反射波量との関係を示すグラフである。

図４に示されるように、被調理物２３は、浸水工程から蒸らし工程まで行われるに従って米２１が水２２を吸水して膨張するので、鍋２内に占める体積の割合が徐々に大きくなる。このため、被調理物２３が無い空間２４の体積は小さくなり、当該空間２４の高さ（図４の上下方向）は低くなる。すなわち、本第１実施形態においては、図１に示すようにマイクロ波送信部６３を鍋２の開口部の上方に配置しているので、マイクロ波送信部６３と被調理物２３との距離は、浸水工程から蒸らし工程まで行われるに従い小さくなる。

一方、図５には、浸水工程において、マイクロ波の周波数がｆ１（例えば２４００ＭＨｚ）のとき、被調理物２３に反射されるマイクロ波の反射波量が約５％であることが示されている。言い換えれば、浸水工程ではマイクロ波の周波数がｆ１のとき、被調理物２３にマイクロ波が約９５％吸収されることが示されている。すなわち、浸水工程ではマイクロ波の周波数がｆ１のとき、最もマイクロ波が被調理物２３に吸収されるので、最も効率的な加熱を行うことができる。

また、図５には、蒸らし工程において、マイクロ波の周波数がｆ１より高いｆ２（例えば２４５０ＭＨｚ）のとき、被調理物２３に反射されるマイクロ波の反射波量が２０％であることが示されている。言い換えれば、蒸らし工程ではマイクロ波の周波数がｆ２のとき、被調理物２３にマイクロ波が８０％吸収されることが示されている。すなわち、蒸らし工程ではマイクロ波の周波数がｆ２のとき、最もマイクロ波が被調理物２３に吸収されるので、最も効率的な加熱を行うことができる。

上記の関係から、被調理物２３に吸収されるマイクロ波の量（すなわち米２１と水２２との加熱に寄与するマイクロ波の量）が最も高くなるときのマイクロ波の周波数は、浸水工程よりも蒸らし工程、すなわちマイクロ波の発振地点から被調理物２３までの距離が近くなる程、高くなる性質があることがわかる。

本発明の第１実施形態にかかる炊飯器は、マイクロ波の上記性質を利用して炊飯工程の経過に応じてマイクロ波の周波数をより高い周波数に切り換えるように固体マイクロ波発振装置６を制御するようにしている。

次に、図１、図３、図６Ａ、図６Ｂ、及び図７を参照しつつ、本発明の第１実施形態にかかる炊飯器の炊飯動作制御部１０１の制御動作を説明する。図６Ａは、炊飯工程中の鍋温度検知部４の検知温度Ｔａと経過時間ｔとの関係を示すグラフである。図６Ｂは、炊飯工程中の内蓋温度検知部４１の検知温度Ｔｂと経過時間ｔとの関係を示すグラフである。図６Ａ及び図６Ｂにおいて、Ａは浸水工程を示し、Ｂは炊き上げ工程を示し、Ｃは沸騰維持工程を示し、Ｄは蒸らし工程を示している。図７は、本発明の第１実施形態にかかる炊飯器の炊飯動作制御部１０１の制御動作を示すフローチャートである。

なお、ここでは、浸水工程Ａにおいて、マイクロ波の周波数ｆがｆ＝ｆ１（例えば２４００ＭＨｚ、第１周波数の一例）のとき、被調理物２３にマイクロ波が吸収される量が最大であるものとする。また、炊き上げ工程Ｂ及び蒸らし工程Ｃにおいて、マイクロ波の周波数ｆがｆ＝ｆ２（例えば２４２０ＭＨｚ）のとき、被調理物２３にマイクロ波が吸収される量が最大であるものとする。また、蒸らし工程Ｄにおいて、マイクロ波の周波数ｆがｆ＝ｆ３（例えば２４５０ＭＨｚ、第２周波数の一例）のとき、被調理物２３にマイクロ波が吸収される量が最大であるものとする。また、マイクロ波発振装置６は、各工程Ａ〜Ｄの経過に応じて、マイクロ波の周波数ｆをｆ１〜ｆ３に切り換えて発振するように制御されるものとする。なお、周波数ｆ１〜ｆ３は、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３の関係が成り立つように設定する。

まず、ステップＳ１では、使用者が操作部８１ａを操作して炊飯に必要な炊飯情報（例えば、白米、玄米などの米種情報、予備浸水情報等）を入力したか否かを検知する。炊飯情報が入力されたことを検知すると、ステップＳ２に移行する。

ステップＳ２では、使用者が操作部８１ａを操作して炊飯工程開始の指示を入力したか否かを検知する。炊飯工程開始の指示が入力されたことを検知すると、ステップＳ３に移行する。

ステップＳ３では、操作部８１ａに入力された炊飯情報に対応する炊飯シーケンス情報を記憶部１０５から抽出する。
ステップＳ４では、発振周波数制御部１０２を制御して、マイクロ波発振駆動部６１（図３参照）のマイクロ波の周波数ｆをｆ＝ｆ１に切り換える。

ステップＳ５では、発振周波数制御部１０２を制御してマイクロ波発振駆動部６１より周波数ｆ１のマイクロ波を発振させ、当該マイクロ波を給電部６２を通じてマイクロ波送信部６３から鍋２内に送信（出力）させるとともに、加熱制御部７１を制御して鍋加熱装置３を駆動する。これにより、周波数ｆ１のマイクロ波により被調理物２３が加熱されるとともに鍋加熱装置３により鍋２が加熱されて、被調理物２３の浸水加熱が開始される。すなわち、浸水工程Ａが開始される。浸水工程Ａは、米２１に水２２が吸水されるのを促進させる加熱を行う工程である。浸水工程Ａは、米２１の糊化温度よりも低温の水２２に米２１を浸し、予め米２１に吸水させておくことで、以降の工程において、米２１の中心部まで糊化させるための工程である。また、浸水工程Ａは、米２１に含まれるアミラーゼにより、澱粉を分解し、グルコースを生成させる工程でもある。この浸水工程Ａにより、ご飯の旨味が生み出される。

ステップＳ６では、計時部１０３に、抽出した炊飯シーケンス情報に応じた浸水時間ｔ１（例えば２０分）のカウントを開始させる。
ステップＳ７では、鍋温度検知部４の検知温度Ｔａが、抽出した炊飯シーケンス情報に応じた第１検知温度Ｔａ１（例えば５５℃）に到達したか否かを検知する。鍋温度検知部４の検知温度Ｔａが第１検知温度Ｔａ１に到達したことを検知すると、ステップＳ８に移行する。

ステップＳ８では、周波数ｆ１のマイクロ波の鍋２内への発振を止めることなく、加熱制御部７１を制御して鍋温度検知部４の検知温度Ｔａが第１検知温度Ｔａ１を維持するように鍋加熱装置３を間欠駆動する。
ステップＳ９では、計時部１０３の計時時間が浸水時間ｔ１を経過したか否かを検知する。計時部１０３の計時時間が浸水時間ｔ１を経過したことを検知したとき、ステップＳ１０に移行する。これにより、浸水工程Ａが終了する。
ステップＳ１０では、発振周波数制御部１０２を制御して、マイクロ波発振駆動部６１（図３参照）のマイクロ波の周波数ｆをｆ１からｆ２に切り換える。

ステップＳ１１では、発振周波数制御部１０２を制御してマイクロ波発振駆動部６１より周波数ｆ２のマイクロ波を発振させ、当該マイクロ波を給電部６２を通じてマイクロ波送信部６３から鍋２内に送信させるとともに、加熱制御部７１を制御して鍋温度検知部４の検知温度Ｔａが第１検知温度Ｔａ１より大きくなるように鍋加熱装置３を駆動する。これにより、周波数ｆ２のマイクロ波により被調理物２３が加熱されるとともに、鍋加熱装置３により鍋２が加熱されて、被調理物２３の炊き上げ加熱が開始される。すなわち、炊き上げ工程Ｂが開始される。炊き上げ工程Ｂは、水２２を沸騰させる加熱を行う工程である。

ステップＳ１２では、鍋温度検知部４の検知温度Ｔａが、抽出した炊飯シーケンス情報に応じた第２検知温度Ｔａ２（例えば水の沸点：１００℃近傍）に到達したか否かを検知する。鍋温度検知部４の検知温度Ｔａが第２検知温度Ｔａ２に到達したことを検知すると、ステップＳ１３に移行する。これにより、炊き上げ工程Ｂが終了する。
なお、上記ステップＳ１２は、上記に代えて、内蓋温度検知部４１の検知温度Ｔｂが、抽出した炊飯シーケンス情報に応じた予め決められた温度Ｔｂ２（図６Ｂ参照）に到達したか否かを検知するようにしてもよい。この場合、内蓋温度検知部４１の検知温度Ｔｂが予め決められた温度Ｔｂ２に到達したことを検知すると、ステップＳ１３に移行するようにする。

ステップＳ１３では、周波数ｆ２のマイクロ波の鍋２内への発振を止めることなく、鍋温度検知部４の検知温度Ｔａが第２検知温度Ｔａ２を維持するような加熱出力となるように鍋加熱装置３を間欠駆動する。これにより、周波数ｆ２のマイクロ波により被調理物２３が加熱されるとともに、鍋加熱装置３により鍋２が間欠加熱されて、被調理物２３の沸騰維持加熱が開始される。すなわち、沸騰維持工程Ｃが開始される。沸騰維持工程Ｃは、沸騰状態を維持して、水２２を米２１に吸水させたり蒸発させたりして無くす加熱を行い、米澱粉を糊化させる工程である。米２１の糊化度は、炊飯工程終了後には１００％近くにすることを目標とするが、この沸騰維持工程Ｃでは５０％〜６０％程度まで引き上げるようにする。ステップＳ１３により沸騰維持加熱される鍋２は、鍋２内の水２１が蒸発して鍋２内に水２１が無くなると、温度が急上昇する。

ステップＳ１４では、鍋温度検知部４の検知温度Ｔａが、抽出した炊飯シーケンス情報に応じた第３検知温度Ｔａ３（例えば水の沸点以上）に到達したか否かを検知する。鍋温度検知部４の検知温度Ｔａが第３検知温度Ｔａ３に到達したことを検知すると、ステップＳ１４に移行する。これにより、沸騰維持工程Ｃが終了する。
ステップＳ１５では、発振周波数制御部１０２を制御して、マイクロ波発振駆動部６１のマイクロ波の周波数ｆをｆ２からｆ３に切り換える。

ステップＳ１６では、発振周波数制御部１０２を制御してマイクロ波発振駆動部６１より周波数ｆ３のマイクロ波を発振させ、当該マイクロ波を給電部６２を通じてマイクロ波送信部６３から鍋２内に送信させるとともに、加熱制御部７１を制御して鍋温度検知部４の検知温度Ｔａが第３検知温度Ｔａ３を維持するように鍋加熱装置３を駆動する。これにより、周波数ｆ３のマイクロ波により被調理物２３が加熱されるとともに、鍋加熱装置３により鍋２が間欠加熱されて、被調理物２３の蒸らし加熱が開始される。すなわち、蒸らし工程Ｄが開始される。蒸らし工程Ｄは、炊き上がったご飯を蒸らして鍋２内を均一に仕上げる加熱を行う工程である。この蒸らし工程Ｄにより、米２１の糊化度が１００％近くまで引き上げられる。

ステップＳ１７では、計時部１０３に、抽出した炊飯シーケンス情報に応じた蒸らし時間ｔ２（例えば１５分）のカウントを開始させる。
ステップＳ１８では、計時部１０３の計時時間が蒸らし時間ｔ２を経過したか否かを検知する。計時部１０３の計時時間が蒸らし時間ｔ２を経過したことを検知したとき、ステップＳ１９に移行する。これにより、蒸らし工程Ｄが終了する。
ステップＳ１９では、発振周波数制御部１０２を制御して固体マイクロ波発振装置６のマイクロ波発振動作を停止するとともに、加熱制御部７１を制御して鍋加熱装置３の駆動を停止する。これにより、炊飯工程が終了する。
上記炊飯工程が実行されることにより、内蓋温度検知部４１の検知温度Ｔｂ、すなわち炊飯される米２１の温度は、図６Ｂに示すように推移する。
以上のように、本第１実施形態にかかる炊飯器の炊飯動作制御部１０１は制御動作する。

本発明の第１実施形態にかかる炊飯器によれば、マイクロ波の周波数を可変可能な固体マイクロ波発振装置６を備え、炊飯工程の経過に応じて、鍋２内に発振するマイクロ波の周波数をｆ１からｆ２、ｆ２からｆ３と段階的に高くするように切り換えている。これにより、被調理物２３の加熱に寄与するマイクロ波の量を多くすること、すなわち効率的な加熱を行うことができる。したがって、更なる省エネルギー化を実現することができる。また、加熱時間を短縮することもできる。

なお、本発明は上記第１実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、本第１実施形態では、マイクロ波の周波数を予め設定したが、使用者により操作部８１ａに入力される炊飯情報に応じて、最適な周波数に設定するようにしてもよい。例えば米種毎に各工程における最適な周波数が違う場合（例えば浸水工程において白米では２４００ＭＨｚが最適であり、玄米では２４１０ＭＨｚが最適である場合）には、操作部８１ａに入力される米種の情報に応じて、マイクロ波の周波数を設定するようにしてもよい。

また、本第１実施形態では、マイクロ波の周波数を浸水工程Ａと、炊き上げ工程Ｂ及び沸騰維持工程Ｃと、蒸らし工程Ｄとで異ならせるようにしたが、本発明はこれに限定されない。炊飯工程中に少なくとも一度、マイクロ波の周波数を切り換えるように構成されていればよい。例えば、浸水工程Ａと炊き上げ工程Ｂとでは、周波数ｆ１（例えば２４００ＭＨｚ）のマイクロ波を鍋２内に発振し、沸騰維持工程Ｃと蒸らし工程Ｄとでは、周波数ｆ３（例えば２４５０ＭＨｚ）のマイクロ波を鍋２内に発振するようにしてもよい。また、いずれかの工程が行われている間（例えば炊き上げ工程Ｂが行われている間）に、マイクロ波の周波数が切り換えられてもよい。
なお、浸水工程Ａと蒸らし工程Ｄとでは、鍋２内の空間２４の体積が大きく相違するので、少なくとも浸水工程Ａにおいて鍋２内に発振するマイクロ波の周波数と、蒸らし工程Ｄにおいて鍋２内に発振するマイクロ波の周波数とは、異ならせることが好ましい。

また、本第１実施形態では、マイクロ波の周波数を一定の値（例えば２４００ＭＨｚ）に設定するものと説明したが、本発明はこれに限定されない。上記においては、被調理物２３に吸収されるマイクロ波の量が最大となる周波数が一定であるものと想定したが、当該周波数が正確には分からない場合も有り得る。例えば、同じ白米であっても、精米状態、収穫からの経過時間、保存状態等の違いにより、上記周波数に違いが生じる場合が有り得る。このような場合には、被調理物２３に吸収されるマイクロ波の量が少なくなり、加熱効率が低減する恐れがある。このため、マイクロ波の周波数を、例えば図８に示すように設定することが好ましい。

すなわち、浸水工程Ａでは、周波数ｆ１を基準として周波数ｆ１よりもよりやや高い周波数とよりやや低い周波数とに交互に切り替わるように（波打つように）マイクロ波の周波数を設定することが好ましい。ここで、「やや高い周波数」と「やや低い周波数」とは、被調理物２３のマイクロ波の吸収量が最大となる周波数が含まれると予想される範囲内に設定する。さらに好ましくは、「やや高い周波数」は上記範囲の上限値に設定し、「やや低い周波数」は上記範囲の下限値に設定する。これにより、浸水工程Ａにおいて、被調理物２３に吸収されるマイクロ波の量が最大となる周波数が正確には分からなくても、上記やや高い周波数と上記やや低い周波数との少なくとも２つの周波数で交互に切り換えることにより、確実に被調理物２３にマイクロ波を吸収させることができる。
同様に、蒸らし工程Ｄにおいても、図８に示すように周波数ｆ３を基準として周波数ｆ３よりもよりやや高い周波数とよりやや低い周波数とに交互に切り替わるように（波打つように）マイクロ波の周波数を設定することが好ましい。

また、炊き上げ工程Ｂ及び沸騰維持工程Ｃでは、図８に示すように周波数ｆ１から周波数ｆ３まで連続的に、又は図示していないが段階的にマイクロ波の周波数が高くなるように設定することが好ましい。炊き上げ工程Ｂ及び沸騰維持工程Ｃにおいては、米２１が吸水して膨張し徐々に体積を増していくため、鍋２内の空間２４の体積は小さくなっていく。上記のように連続的又は段階的にマイクロ波の周波数を高くすることで、この体積変化を考慮した最適な加熱が可能になる。すなわち、加熱効率を向上させて、さらなる省エネルギー化を実現することができる。また、加熱時間を短縮することもできる。

また、本第１実施形態において、図１では、固体マイクロ波発振装置６が１つの装置により任意の周波数のマイクロ波を発振できるもののように示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、１つの周波数のマイクロ波を発振することができるマグネトロンを複数個用いて、それぞれのマグネトロンの周波数を異ならせることで、固体マイクロ波発振装置６を構成してもよい。
また、本第１実施形態では、マイクロ波送信部６３が１つのアンテナにより構成されているものとしたが、複数のアンテナで構成されて複数の箇所から鍋２内にマイクロ波を送信するように設けられてもよい。
また、本第１実施形態では、内蓋温度検知部４１を設けたが設けなくても構わない。

なお、マイクロ波は炊飯器外部に漏れると他の機器等に影響を与える恐れがあるため、蓋本体５が開けられたときにはマイクロ波が発振されないように、固体マイクロ波発振装置６を制御することが好ましい。

《第２実施形態》
本発明の第２実施形態にかかる炊飯器の構成について、図９を用いて説明する。図９は、本発明の第２実施形態にかかる炊飯器において、制御に関連する各部及び装置の構成を機能別にブロック化して示した機能ブロック図である。

上記したように、被調理物２３に吸収されるマイクロ波の量が最も高くなるときのマイクロ波の周波数は、マイクロ波の発振地点から被調理物２３までの距離が近い程、高くなるという性質がある。また、最もマイクロ波が被調理物２３に吸収されるときにおいては、被調理物２３に反射された反射波の反射波量は最小となる。このため、最も反射波量が小さいときのマイクロ波の周波数を検知することで、発振地点から被調理物２３までの距離を知ることが可能となる。これにより、当該距離から鍋２内の被調理物２３が無い空間２４の体積を求めて、鍋２の容積から当該体積を差分することで、炊飯合数を判定することが可能となる。
本第２実施形態にかかる炊飯器は、マイクロ波の上記性質を利用して、浸水工程Ａの開始前において鍋２内の炊飯合数を判定するように構成及び制御するようにしたものである。

より具体的には、本第２実施形態にかかる炊飯器は、制御部１００が記憶部１０５に代えて記憶部１０５ａを備えるとともにさらに合数判定部１０６を備え、固定マイクロ波発振装置６がマイクロ波送信部６３に代えてマイクロ波送受信部６４を備える点で第１実施形態の炊飯器と異なる。それ以外の点については第１実施形態の炊飯器と同様であるので、重複する説明は省略し、主に相違点について以下に説明する。

図９において、記憶部１０５ａは、炊飯シーケンス情報と、周波数・炊飯合数関係情報とを予め記憶している。周波数・炊飯合数関係情報とは、炊飯合数（炊飯量）と、当該炊飯合数に対してマイクロ波が最も被調理物２３に吸収されるときの周波数（すなわち最も加熱効率の良い周波数）との関係を示す情報である。

マイクロ波送受信部６４は、給電部６２より供給されたマイクロ波を、内蓋５２の一部を通過させて鍋２内に送信するとともに、鍋２内の被調理物２３に反射されたマイクロ波の反射波を受信する。なお、マイクロ波送受信部６４は、マイクロ波の送信及び反射波の受信の両方の機能を有する１つのアンテナにより構成されても、マイクロ波の送信機能のみを有する送信用アンテナと、反射波の受信機能のみを有する受信用アンテナとの２つ又はそれ以上のアンテナにより構成されてもよい。また、送信用アンテナと受信用アンテナとは、鍋２の上方であれば、別々の位置に配置されてもよい。

合数判定部１０６は、マイクロ波送受信部６４が受信した反射波のデータのうち、最も反射波量が小さいときの、マイクロ波送受信部６４が送信したマイクロ波の周波数ｆｍｉｎを抽出する。さらに、合数判定部１０６は、記憶部１０５ａに記憶された周波数・炊飯合数関係情報に基づいて、上記抽出したマイクロ波の周波数ｆｍｉｎを用いて、鍋２内の炊飯合数を判定する。
以上のように本発明の第２実施形態にかかる炊飯器は構成されている。

次に、図９及び図１０を参照しつつ、本発明の第２実施形態にかかる炊飯器の炊飯動作制御部１０１の制御動作を説明する。図１０は、本発明の第２実施形態にかかる炊飯器の炊飯動作制御部１０１の制御動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１では、使用者が操作部８１ａを操作して炊飯に必要な炊飯情報（例えば、白米、玄米などの米種情報、予備浸水情報等）を入力したか否かを検知する。炊飯情報が入力されたことを検知すると、ステップＳ２に移行する。

ステップＳ２では、使用者が操作部８１ａを操作して炊飯工程開始の指示を入力したか否かを検知する。炊飯工程開始の指示が入力されたことを検知すると、ステップＳ２１に移行する。

ステップＳ２１では、発振周波数制御部１０２を制御して、マイクロ波発振駆動部６１のマイクロ波の周波数ｆをｆ＝ｆｄ（第１合数判定用周波数の一例である合数判定用下限周波数、例えば２４００ＭＨｚ）に切り換える。
ステップＳ２２では、発振周波数制御部１０２を制御して、マイクロ波発振駆動部６１より周波数ｆｄのマイクロ波を発振させ、当該マイクロ波を給電部６２を通じてマイクロ波送受信部６４から鍋２内に送信させる。

ステップＳ２３では、鍋２内に送信したマイクロ波が被調理物２３に反射されて、マイクロ波送受信部６４が受信した反射波の反射波量ΔＷを検知する。
ステップＳ２４では、鍋２内に送信したマイクロ波の周波数ｆと、当該マイクロ波の反射波の反射波量ΔＷとを関連付けて一時記憶部１０４に記憶させる。
ステップＳ２５では、発振周波数制御部１０２を制御して、マイクロ波発振駆動部６１のマイクロ波の周波数ｆをｆ＝ｆ＋Δｆ（例えばΔｆ＝１０ＭＨｚ）に切り換える。

ステップＳ２６では、切換後のマイクロ波の周波数ｆが、ｆ＞ｆｕ（第２合数判定用周波数の一例である合数判定用上限周波数、例えば２５００ＭＨｚ）であるか否かを検知する。切換後のマイクロ波の周波数ｆがｆ＞ｆｕでないとき、上記ステップＳ２２に戻り、上記ステップＳ２２〜Ｓ２５の動作を繰り返す。切換後のマイクロ波の周波数ｆがｆ＞ｆｕであるとき、ステップＳ２７に移行する。

ステップＳ２７では、合数判定部１０６を制御して、一時記憶部１０４に記憶させたマイクロ波の周波数ｆと反射波の反射波量ΔＷとの関係データのうち、上記反射波の反射波量ΔＷが最も小さいときのマイクロ波の周波数ｆｍｉｎを抽出させる。
ステップＳ２８では、合数判定部１０６を制御して、記憶部１０５ａに予め記憶された周波数・炊飯合数関係情報に基づいて、上記抽出させたマイクロ波の周波数ｆｍｉｎを用いて鍋２内の炊飯合数を判定させる。

ステップＳ２９では、合数判定部１０６が判定した炊飯合数と操作部８１ａに入力された炊飯情報とに対応する炊飯シーケンス情報を記憶部１０５ａから抽出する。
抽出後は、上記ステップＳ４に移行し、炊飯工程を行う。

本発明の第２実施形態の炊飯器によれば、浸水工程Ａの開始前において、マイクロ波の周波数ｆを合数判定用下限周波数ｆｄから合数判定用上限周波数ｆｕまで段階的に（例えば＋１０ＭＨｚずつ）上昇させながらマイクロ波を鍋２内に送信し、それらの反射波のうち反射波量が最も小さいときのマイクロ波の周波数に基づいて、炊飯合数を判定するように構成している。これにより、浸水工程Ａの開始前に炊飯合数を判定することができ、当該判定した炊飯合数に基づいて加熱制御部７１を制御することで、浸水工程Ａにおいても炊飯合数に応じた最適な加熱を行うことができる。したがって、マイクロ波を利用して更なる省エネルギー化を実現することができる。また、加熱時間を短縮することもできる。

また、上記第１実施形態において炊飯工程で被調理物２３の加熱に用いるマイクロ波の消費電力が約２００ワット（Ｗ）程度であるのに対して、本第２実施形態において鍋２内の合数判定用に用いるマイクロ波の消費電力は約１０ワット（Ｗ）程度と非常に少なくてすむ。

なお、本第２実施形態では、マイクロ波の周波数ｆを合数判定用下限周波数ｆｄから合数判定用上限周波数ｆｕまで段階的に（例えば＋１０ＭＨｚずつ）上昇させるようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、合数判定用下限周波数ｆｄから合数判定用上限周波数ｆｕまで連続的に上昇させてもよい。また、合数判定用上限周波数ｆｕから合数判定用下限周波数ｆｄまで段階的又は連続的に下降させるようにしてもよい。また、合数判定用下限周波数ｆｄと合数判定用上限周波数ｆｕとは、鍋２の高さ又は容積に応じて、鍋２内の炊飯合数が判定できると予想される範囲内で適宜設定すればよい。

また、合数判定部１０６が判定した炊飯合数を、表示・報知部８１ｂに表示してもよい。これにより、使用者は、鍋２内に入れた被調理物２３の量が炊飯器に正しく認識されているか否かを、炊飯工程の開始前に知ることができる。

また、本第２実施形態では、浸水工程Ａの開始前に炊飯合数を判定するようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、炊き上げ工程Ｂの開始前に炊飯合数を判定するようにしてもよい。炊き上げ工程Ｂの開始前に炊飯合数を判定し、当該炊飯合数に基づいて加熱制御部７１の鍋加熱動作を制御するようにすれば、炊き上げ工程の所要時間にて炊飯合数を判定する従来の炊飯器よりも更なる省エネルギー化を実現することができる。

《第３実施形態》
本発明の第３実施形態にかかる炊飯器の構成について、図１１及び図１２を用いて説明する。図１１は、本発明の第３実施形態にかかる炊飯器の構成を示す断面図である。図１２は、本発明の第３実施形態にかかる炊飯器において、制御に関連する各部及び装置の構成を機能別にブロック化して示した機能ブロック図である。

本第３実施形態にかかる炊飯器は、炊飯工程終了後、炊飯したご飯を予め決められた温度に保温（鍋加熱装置３を間欠駆動することにより保温加熱）する保温工程を行う保温機能付きの炊飯器である。保温工程中においては、使用者が蓋本体５を開けてご飯をよそうことにより、鍋２内のご飯量が減ることが考えられる。鍋２内のご飯量が減った場合、保温加熱する鍋加熱装置３の加熱出力は、ご飯量が減る前よりも小さくすることができる。また逆に、ご飯量が減る前よりも保温加熱する鍋加熱装置３の加熱出力を小さくしなかった場合には、省エネルギー化できないこととともに、ご飯が加熱され過ぎて硬くなり、食味が悪くなる恐れがある。

一方、保温工程中において鍋２内のご飯量が減るのは、蓋本体５が開閉された（開けたのちに閉じられた）ときと考えられる。
本第３実施形態にかかる炊飯器は、本第２実施形態と同様にマイクロ波の上記性質を利用して、保温工程中において蓋本体５が開閉されたときに、鍋２内に残されたご飯量を判定するように構成及び制御するようにしたものである。

より具体的には、本第３実施形態にかかる炊飯器は、さらに蓋開閉検知部５８を備え、制御部１００が炊飯動作制御部１０１と記憶部１０５に代えて炊飯・保温動作制御部１１１と記憶部１０５ｂとを備えるとともに、さらにご飯量判定部１０７を備え、マイクロ波送信部６３に代えて上記マイクロ波送受信部６４を備える点で第１実施形態の炊飯器と異なる。それ以外の点については第１実施形態の炊飯器と同様であるので、重複する説明は省略し、主に相違点について以下に説明する。

図１１において、蓋開閉検知部５８は、例えば、内側蒸気筒５４の内側に配置された球形状マグネット５８ａとリードスイッチ５８ｂとで構成されている。内側蒸気筒５４の底壁（内蓋５２側の壁）はヒンジ軸５３から離れるに従い下方に傾斜する傾斜面を有しており、球形状マグネット５８ａは当該傾斜面上を転がって動けるように配置されている。リードスイッチ５８ｂは、内側蒸気筒５４のヒンジ軸５３に近い側の壁に取り付けられている。球形状マグネット５８ａは、蓋本体５が閉められた時にはヒンジ軸５３から離れる側（図１１に示す位置）に位置し、蓋本体５が開けられた時には上記傾斜面を転がり、ヒンジ軸５３に近い側に移動してリードスイッチ５８ｂに当接する。リードスイッチ５８ｂは、球形状マグネット５８ａが当接したときＯＮ状態になり、球形状マグネット５８ａが当接しないときＯＦＦ状態になる。このリードスイッチ５８ｂのＯＮ、ＯＦＦの状態を検知することにより、蓋本体５の開閉状態を検知することができる。

図１２において、記憶部１０５ｂは、炊飯シーケンス情報と、周波数・ご飯量関係情報とを予め記憶している。周波数・炊飯合数関係情報とは、ご飯量と、当該ご飯量に対してマイクロ波が最も被調理物２３に吸収されるときの周波数（すなわち最も加熱効率の良い周波数）との関係を示す情報である。

ご飯量判定部１０７は、マイクロ波送受信部６４が受信した反射波のデータのうち、最も反射波量が小さいときの、マイクロ波送受信部６４が送信したマイクロ波の周波数ｆｍｉｎを抽出する。また、ご飯量判定部１０７は、記憶部１０５ｂに記憶された周波数・ご飯量関係情報に基づいて、上記抽出したマイクロ波の周波数ｆｍｉｎを用いて、鍋２内のご飯量を判定する。さらに、ご飯量判定部１０７は、判定した鍋２内のご飯量が予め決められた量以上であるか否かを検知する。

炊飯・保温動作制御部１１１は、炊飯工程及び保温工程に関する各種動作を制御する。炊飯・保温動作制御部１１１は、蓋開閉検知部５８、鍋温度検知部４及び内蓋温度検知部４１の検知温度、計時部１０４の計時時間、一時記憶部１０４及び記憶部１０５ｂに記憶された情報に基づいて、加熱制御部７１と発振周波数制御部１０２とを制御する。また、炊飯・保温動作制御部１１１は、炊飯器に関する情報を適宜、表示・報知部８１ｂに表示・報知する。

以上のように本発明の第３実施形態にかかる炊飯器は構成されている。
次に、図１２及び図１３を参照しつつ、本発明の第３実施形態にかかる炊飯器の炊飯・保温動作制御部１１１の制御動作を説明する。図１３は、本発明の第３実施形態にかかる炊飯器の炊飯・保温動作制御部１１１の制御動作を示すフローチャートである。
なお、ここでは、炊飯工程が終了し、保温工程中であるものとして説明する。

まず、ステップＳ３１では、蓋開閉検知部５８により、蓋本体５が開閉されたか否かを検知する。蓋本体５の開閉を検知すると、ステップＳ３２に移行する。
ステップＳ３２では、発振周波数制御部１０２を制御して、マイクロ波発振駆動部６１のマイクロ波の周波数ｆをｆ＝ｆｄ（第１ご飯量判定用周波数の一例であるご飯量判定用下限周波数、例えば２４００ＭＨｚ）に切り換える。
ステップＳ３３では、発振周波数制御部１０２を制御して、マイクロ波発振駆動部６１より周波数ｆｄのマイクロ波を発振させ、当該マイクロ波を給電部６２を通じてマイクロ波送受信部６４から鍋２内に送信させる。

ステップＳ３４では、鍋２内に送信したマイクロ波が被調理物２３に反射されて、マイクロ波送受信部６４が受信した反射波の反射波量ΔＷを検知する。
ステップＳ３５では、鍋２内に送信したマイクロ波の周波数ｆと、当該マイクロ波の反射波の反射波量ΔＷとを関連付けて一時記憶部１０４に記憶させる。
ステップＳ３６では、発振周波数制御部１０２を制御して、マイクロ波発振駆動部６１のマイクロ波の周波数ｆをｆ＝ｆ＋Δｆ（例えばΔｆ＝１０ＭＨｚ）に切り換える。

ステップＳ３７では、切換後のマイクロ波の周波数ｆが、ｆ＞ｆｕ（第２ご飯量判定用周波数の一例であるご飯量判定用下限周波数、例えば２５００ＭＨｚ）であるか否かを検知する。切換後のマイクロ波の周波数ｆがｆ＞ｆｕでないとき、上記ステップＳ３３に戻り、上記ステップＳ３３〜Ｓ３６の動作を繰り返す。切換後のマイクロ波の周波数ｆがｆ＞ｆｕであるとき、ステップＳ３８に移行する。

ステップＳ３８では、ご飯量判定部１０７を制御して、一時記憶部１０４に記憶させたマイクロ波の周波数ｆと反射波の反射波量ΔＷとの関係データのうち、上記反射波の反射波量ΔＷが最も小さいときのマイクロ波の周波数ｆｍｉｎを抽出させる。
ステップＳ３９では、ご飯量判定部１０７を制御して、記憶部１０５ｂに予め記憶された周波数・ご飯量関係情報に基づいて、上記抽出させたマイクロ波の周波数ｆｍｉｎを用いて鍋２内のご飯量を判定させる。

ステップＳ４０では、ご飯量判定部１０７が判定した鍋２内のご飯量が予め決められた量以上であるか否かを検知する。上記ご飯量が予め決められた量以上であるとき、ステップＳ４１に移行し、上記ご飯量が予め決められた量より少ないとき、ステップＳ４３に移行する。なお、上記予め決められた量は、保温する必要が無い程の少ない量、例えば鍋２にご飯がこびり付いた程度の量）に設定することが好ましい。

ステップＳ４１では、発振周波数制御部１０２を制御して、マイクロ波発振駆動部６１のマイクロ波の周波数ｆをｆ＝ｆｍｉｎに切り換える。
ステップＳ４２では、発振周波数制御部１０２を制御してマイクロ波発振駆動部６１より周波数ｆｍｉｎのマイクロ波を発振させ、当該マイクロ波を給電部６２を通じてマイクロ波送受信部６４から鍋２内に送信させるとともに、加熱制御部７１を制御して鍋加熱装置３を間欠駆動して、鍋２内のご飯への保温加熱を再開する。これにより、保温工程が継続される。ステップＳ４２の後は、ステップＳ３１に移行する。

ステップＳ４３では、発振周波数制御部１０２を制御して固体マイクロ波発振装置６のマイクロ波発振動作を停止するとともに、加熱制御部７１を制御して鍋加熱装置３の間欠駆動を停止して、鍋２内のご飯への保温加熱を停止する。これにより、保温工程が終了する。

本発明の第３実施形態の炊飯器によれば、保温工程において、マイクロ波の周波数ｆをご飯量判定用下限周波数ｆｄからご飯量判定用上限周波数ｆｕまで段階的に（例えば＋１０ＭＨｚずつ）上昇させながらマイクロ波を鍋２内に送信し、それらの反射波のうち反射波量が最も小さいときのマイクロ波の周波数ｆｍｉｎに基づいて、ご飯量を判定するように構成している。また、保温工程中に鍋２内のご飯量が変化するのは、使用者が蓋本体５を開けてご飯をよそうときと考えられるため、ご飯量の判定は、蓋開閉検知部５８が蓋本体５の開閉を検知したときに行うように構成している。これにより、使用者がご飯をよそって蓋本体５を閉める度に、鍋２内に残されたご飯量を判定することができ、当該判定したご飯量に基づいて加熱制御部７１を制御することで、鍋２内に残されたご飯量に応じた最適な保温加熱を行うことができる。したがって、マイクロ波を利用して更なる省エネルギー化を実現することができる。

また、本発明の第３実施形態の炊飯器によれば、保温中の鍋２内のご飯量が予め決められた量以下であるとき、自動的に保温加熱を停止して保温工程を終了するようにしている。これにより、鍋２内にほとんどご飯が残されていないときに、使用者が保温加熱を停止することを忘れても自動的に保温加熱を停止することができ、鍋２が空焚きされるのを防止することができる。またこれにより、無駄な加熱を無くして省エネルギー化を実現することができる。

なお、本第３実施形態では、マイクロ波の周波数ｆをご飯量判定用下限周波数ｆｄからご飯量判定用上限周波数ｆｕまで段階的に（例えば＋１０ＭＨｚずつ）上昇させるようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、ご飯量判定用下限周波数ｆｄからご飯量判定用上限周波数ｆｕまで連続的に上昇させてもよい。また、ご飯量判定用上限周波数ｆｕからご飯量判定用下限周波数ｆｄまで段階的又は連続的に下降させるようにしてもよい。また、ご飯量判定用下限周波数ｆｄとご飯量判定用上限周波数ｆｕとは、鍋２の高さ又は容積に応じて、鍋２内のご飯量が判定できると予想される範囲内で適宜設定すればよい。

また、保温工程において鍋２内に残されたご飯は、使用者のよそい方により、高さの不均一性が大きくなることが有り得る。このような場合には、例えば、固体マイクロ波発振装置６により鍋２内のご飯の表面全体の高さを測定し、その平均高さによりご飯量を判定するようにしてもよい。

また、ご飯量判定部１０６が判定したご飯量を、表示・報知部８１ｂに表示してもよい。これにより、使用者は、鍋２内のご飯量を、蓋本体５を開けなくても知ることができる。また、使用者は、鍋２内のご飯量が炊飯器に正しく認識されているか否かを知ることができる。

また、本第３実施形態では、保温機能付きの炊飯器について説明したが、上記ご飯量の判定方法は、ご飯を保温する保温機能のみを有する保温器に利用してもよい。

《第４実施形態》
本発明の第４実施形態にかかる炊飯器の構成について、図１４を用いて説明する。図１４は、本発明の第４実施形態にかかる炊飯器の構成を示す断面図である。

本第４実施形態にかかる炊飯器は、鍋２に代えて土鍋２Ａを備え、当該土鍋２Ａがマイクロ波透過材料で形成されることを利用して、土鍋２Ａの外側からマイクロ波を送信して土鍋２Ａ内の被調理物２３を加熱できるように、底外コイル３２と側部コイル３３とに代えて第２固体マイクロ波発振装置６ａを配置し、それらに関連して炊飯器本体１等の構成を変形した点で第１実施形態にかかる炊飯器と異なる。それ以外の点については第１実施形態の炊飯器と同様であるので、重複する説明は省略し、主に相違点について以下に説明する。

図１４において、第２固体マイクロ波発振装置６ａは、固体マイクロ波発振装置６と同様に、電圧制御されることにより、任意の周波数のマイクロ波を発振可能な装置である。第２固体マイクロ波発振装置６ａは、マイクロ波を発振駆動するマイクロ波発振駆動部６１ａと、マイクロ波発振駆動部６１ａより発振されたマイクロ波を供給する給電部６２ａと、給電部６２ａより供給されたマイクロ波を、土鍋２Ａの一部を通過させて土鍋２Ａ内に送信するマイクロ波送信部６３ａとを備えている。この第２固体マイクロ波発振装置６ａは、鍋収納部１ａ以外の部分がマイクロ波を透過しない材料（例えば金属）で構成された炊飯器本体１Ａ内に配置されている。本第４実施形態においては、外蓋５１内に配置された電波シール９と、炊飯器本体１Ａとでマイクロ波遮蔽部材の一例を構成し、マイクロ波が炊飯器外部に漏れることを防止している。

また、炊飯器本体１Ａ内に配置された操作基板８２と制御基板７のそれぞれは、マイクロ波により加熱されないように、マイクロ波を透過しない材料（例えば金属）で構成された電波シール９１，９２により覆われている。

本第４実施形態において、炊飯動作制御部１０１（図３参照）は、底外コイル３２と側部コイル３３とを駆動することに代えて、底外コイル３２と側部コイル３３とを駆動するタイミングで、第２固体マイクロ波発振装置６ａを駆動する。これにより、第２固体マイクロ波発振装置６ａよりマイクロ波を発振し、土鍋２Ａ内の被調理物２３を加熱する。なお、第２固体マイクロ波発振装置６ａより発振させるマイクロ波の周波数は、固体マイクロ波発振装置６ａが発振するマイクロ波の周波数と同様に設定すればよい。これにより、被調理物２３の加熱に寄与するマイクロ波の量を多くすること、すなわち効率的な加熱を行うことができる。

また、土鍋２Ａの底部には、鍋加熱装置３の底内コイル３１と鍋収納部１ａを介して対向するように環状の金属板２ａが固定されている。鍋加熱装置３の底内コイル３１を駆動して金属板２ａを加熱することにより、土鍋２Ａの底部から被調理物２３を加熱できるようになっている。

本発明の第４実施形態の炊飯器によれば、被調理物２３を、底外コイル３２と側部コイル３３とにより加熱することに代えて、第２固体マイクロ波発振装置６ａよりマイクロ波を発振することにより加熱するように構成している。上述したように炊飯工程の経過に応じてマイクロ波の周波数を変えることにより被調理物２３のマイクロ波の吸収量を多くすることができるので、例えばＩＨコイルで構成される底外コイル３２と側部コイル３３とを用いる場合に比べて、加熱効率を高めることが可能となる。したがって、更なる省エネルギー化を実現することが可能となる。また、加熱時間を短縮することも可能となる。

なお、本第４実施形態において、図１４では、第２固定マイクロ波発振装置６ａを１つ設けるように図示したが、本発明はこれに限定されず、複数設けられてもよい。また、マイクロ波送信部６３ａを構成するアンテナを複数設けて、複数の箇所から土鍋２Ａ内にマイクロ波を発振して被調理物２３を加熱するようにしてもよい。

なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明にかかる炊飯器は、マイクロ波を利用して更なる省エネルギー化を実現できるので、省エネルギー化が求められる炊飯器等として有用である。

本発明の第１実施形態にかかる炊飯器の構成を示す断面図である。 本発明の第１実施形態にかかる炊飯器において、制御に関連する各部及び装置の物理的構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態にかかる炊飯器において、制御に関連する各部及び装置の機能ブロック図である。 浸水工程と蒸らし工程での鍋内の被調理物の体積変化を示す断面図である。 浸水工程と蒸らし工程でのマイクロ波の周波数と反射波量との関係を示す図である。 炊飯工程中における鍋温度検知部の検知温度と経過時間との関係を示す図である。 炊飯工程中における内蓋温度検知部の検知温度と経過時間との関係を示す図である。 本発明の第１実施形態にかかる炊飯器の炊飯動作制御部の制御動作を示すフローチャートである。 マイクロ波の周波数の他の設定例を示すグラフである。 本発明の第２実施形態にかかる炊飯器において、制御に関連する各部及び装置の機能ブロック図である。 本発明の第２実施形態にかかる炊飯器の炊飯動作制御部の制御動作を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態にかかる炊飯器の構成を示す断面図である。 本発明の第３実施形態にかかる炊飯器において、制御に関連する各部及び装置の機能ブロック図である。 本発明の第３実施形態にかかる炊飯器の炊飯・保温動作制御部の制御動作を示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態にかかる炊飯器の構成を示す断面図である。

符号の説明

１，１Ａ 炊飯器本体
２ 鍋
３ 鍋加熱装置
４ 鍋温度検知部
５ 蓋本体
６ 固体マイクロ波発振装置
６ａ 第２固体マイクロ波発振装置
７ 制御基板
９，９１，９２ 電波シール
２１ 米
２２ 水
２３ 被調理物
４１ 内蓋温度検知部
５１ 外蓋
５２ 内蓋
５３ ヒンジ軸
５４ 内側蒸気筒
５５ 外側蒸気筒
５６ 蒸気筒用パッキン
５７ 蒸気シール
５８ 蓋開閉検知部
５８ａ 球形状マグネット
５８ｂ リードスイッチ
６１，６１ａ マイクロ波発振駆動部
６２，６２ａ 給電部
６３，６３ａ マイクロ波送信部
６４ マイクロ波送受信部
８１ 操作パネル
８１ａ 操作部
８１ｂ 表示・報知部
８２ 操作基板
１００ 制御部
１０１ 炊飯動作制御部
１０２ 発振周波数制御部
１０３ 計時部
１０４ 一時記憶部
１０５，１０５ａ，１０５ｂ 記憶部
１１１ 炊飯・保温動作制御部

Claims (8)

1. 炊飯器本体に設けられた鍋収納部に収納される鍋と、
   上記鍋を加熱する鍋加熱装置と、
   上記鍋の温度を検知する鍋温度検知部と、
   上記鍋の上部開口部を開閉可能な蓋本体と、
   上記鍋加熱装置の加熱動作を制御する加熱制御部と、
   マイクロ波を上記鍋内に発振可能であるとともに、当該マイクロ波の周波数を可変可能な固体マイクロ波発振装置と、
   上記鍋温度検知部の検知温度に基づいて上記加熱制御部を制御して、上記鍋に入れられる米と水とを炊飯する炊飯工程を行う制御部とを備え、
   上記制御部は、さらに、炊飯工程の経過に応じた上記固体マイクロ波発振装置と被調理物との距離の変化に対応して、上記固体マイクロ波発振装置を制御して、上記炊飯工程中において、第１周波数のマイクロ波を上記鍋内に発振し、上記炊飯工程の経過に応じて上記マイクロ波の周波数を、上記第１周波数より周波数が高い第２周波数に切り換えて、当該第２周波数のマイクロ波を上記鍋内に発振して上記米と水とを加熱する、炊飯器。
2. 上記炊飯工程は、浸水工程と、炊き上げ工程と、沸騰維持工程と、蒸らし工程とを備え、
   上記制御部は、上記固体マイクロ波発振装置を制御して、上記浸水工程において上記第１周波数のマイクロ波を上記鍋内に発振し、上記蒸らし工程において上記第２周波数のマイクロ波を上記鍋内に発振して上記米と水とを加熱する、請求項１に記載の炊飯器。
3. 上記制御部は、上記浸水工程において上記鍋内に発振するマイクロ波の周波数が、上記第１周波数よりもやや高い周波数とやや低い周波数との少なくとも２段階で交互に切り換わるように上記固体マイクロ波発振装置を制御する、請求項２に記載の炊飯器。
4. 上記制御部は、上記蒸らし工程において上記鍋内に発振するマイクロ波の周波数が、上記第２周波数よりもやや高い周波数とやや低い周波数との少なくとも２段階で交互に切り換わるように上記固体マイクロ波発振装置を制御する、請求項２又は３に記載の炊飯器。
5. 炊飯器本体に設けられた鍋収納部に収納される鍋と、
   上記鍋を加熱する鍋加熱装置と、
   上記鍋の温度を検知する鍋温度検知部と、
   上記鍋の上部開口部を開閉可能な蓋本体と、
   上記鍋加熱装置の加熱動作を制御する加熱制御部と、
   マイクロ波を上記鍋内に発振可能であり、且つ当該マイクロ波が上記鍋内で反射された反射波を受信可能であるとともに、当該マイクロ波の周波数を可変可能な固体マイクロ波発振装置と、
   上記鍋温度検知部の検知温度に基づいて上記加熱制御部を制御して、浸水工程と、炊き上げ工程と、沸騰維持工程と、蒸らし工程とを備えて上記鍋に入れられる米と水とを炊飯する炊飯工程を行う制御部と、
   を備え、
   上記制御部は、
   上記炊き上げ工程を開始する前において、上記マイクロ波の周波数を第１合数判定用周波数から第２合数判定用周波数まで段階的に又は連続的に変化させながら、当該マイクロ波が上記鍋内に発振されるように上記固体マイクロ波発振装置を制御する発振周波数制御部と、
   上記発振周波数制御部で制御された上記マイクロ波が上記鍋内で反射されて、上記固体マイクロ波発振装置に受信された反射波の反射波量を、上記発振されたマイクロ波の周波数に関連付けて記憶する記憶部と、
   上記記憶部から上記反射波量が最も小さい上記マイクロ波の周波数を抽出し、マイクロ波の周波数と炊飯合数との関係情報に基づいて、上記抽出したマイクロ波の周波数を用いて上記鍋内の炊飯合数を判定する合数判定部と、
   を備えて、上記合数判定部が判定した上記炊飯合数に基づいて上記加熱制御部を制御する、炊飯器。
6. 炊飯器本体に設けられた鍋収納部に収納される鍋と、
   上記鍋を加熱する鍋加熱装置と、
   上記鍋の温度を検知する鍋温度検知部と、
   上記鍋の上部開口部を開閉可能な蓋本体と、
   上記鍋加熱装置の加熱動作を制御する加熱制御部と、
   上記蓋本体の開閉を検知する蓋開閉検知部と、
   マイクロ波を上記鍋内に発振可能であり、且つ当該マイクロ波が上記鍋内で反射された反射波を受信可能であるとともに、当該マイクロ波の周波数を可変可能な固体マイクロ波発振装置と、
   上記鍋温度検知部の検知温度に基づいて上記加熱制御部を制御して、上記鍋に入れられる米と水とを炊飯する炊飯工程と、炊飯されたご飯を保温する保温工程とを行う制御部と、
   を備え、
   上記制御部は、
   上記保温工程において上記蓋開閉検知部が上記蓋本体の開閉を検知したとき、上記マイクロ波の周波数を第１ご飯量判定用周波数から第２ご飯量判定用周波数まで段階的に又は連続的に変化させながら、当該マイクロ波が上記鍋内に発振されるように上記固体マイクロ波発振装置を制御する発振周波数制御部と、
   上記発振周波数制御部で制御された上記マイクロ波が上記鍋内で反射されて、上記固体マイクロ波発振装置に受信された反射波の反射波量を、上記発振されたマイクロ波の周波数に関連付けて記憶する記憶部と、
   上記記憶部から上記反射波量が最も小さい上記マイクロ波の周波数を抽出し、マイクロ波の周波数とご飯量との関係情報に基づいて、上記抽出したマイクロ波の周波数を用いて上記鍋内のご飯量を判定するご飯量判定部と、
   を備えて、上記合数判定部が判定した上記ご飯量に基づいて上記加熱制御部を制御する、炊飯器。
7. 上記制御部は、上記ご飯量判定部が判定した上記鍋内のご飯量が予め決められた量以下であるとき、上記加熱制御部の制御を停止して上記保温工程を終了する、請求項６に記載の炊飯器。
8. さらに、上記蓋本体が上記鍋の上記開口部を閉じた状態であるときに、上記固体マイクロ波発振装置より上記鍋内に発振されたマイクロ波が炊飯器外部に漏れることを防止するように設けられたマイクロ波遮蔽部材を備える、請求項１〜７のいずれか１つに記載の炊飯器。

Images