JP4999999B1

JP4999999B1 - 炊飯器

Info

Publication number: JP4999999B1
Application number: JP2011193138A
Authority: JP
Inventors: ちひろ河東; 彰志賀; 杏子石原; 哲正久保田; 和秋守岩; 拓也古山
Original assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-09-05
Filing date: 2011-09-05
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2031-09-05
Also published as: WO2013035228A1; HK1194266A1; TW201315422A; CN103702593B; TWI457098B; JP2013052143A; CN103702593A

Abstract

【課題】炊きムラを抑制して食味の良い米飯を炊き上げることのできる炊飯器を得る。
【解決手段】鍋状容器内に残っている水量である残存水量を判定する残存水量判定手段を備え、炊飯工程は、鍋状容器５内の被加熱物を沸騰するまで昇温させる昇温工程を含み、昇温工程は、高火力と低火力とを繰り返す昇温前工程と、高火力と昇温前工程の低火力よりも短時間の低火力とを繰り返す昇温後工程とを含み、制御手段８は、昇温工程の昇温前工程を実行中において、残存水量判定手段により鍋状容器５内の残存水が所定量以下に減少していると判定されると、昇温後工程に移行する。
【選択図】図３

Description

本発明は、米等の食品を入れた鍋状容器を本体内に収容して加熱調理する炊飯器に関する。

炊飯器を使用する使用者が炊飯器に望む機能は、美味しい米飯を炊くことである。米飯の美味しさには、食感、特に硬さが大きく影響する。そのため、使用者にとって好ましい食感の米飯を炊き上げることは非常に重要である。

ところが、鍋状容器の中の一部の米飯が硬く一部の米飯が軟らかい、といった炊きムラが発生すると食味上好ましくない。
このため、炊きムラのない炊飯制御を実行できる炊飯器が望まれている。

そこで従来、鍋状容器内の被調理物全体の対流を向上させ炊きムラを改善することを目的とした炊飯器として、「鍋の底面部を加熱する第一の加熱手段と、前記第一の加熱手段の外側に位置し前記鍋の底側面部または底面外周部を加熱する第二の加熱手段と、前記第一、第二の加熱手段の通電を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、少なくとも炊飯工程において前記第一、第二の加熱手段を排他的に通電」する炊飯器が提案されている。この従来の炊飯器は、炊き上げ工程では第二の加熱手段と第一の加熱手段を所定の通電サイクル（３０秒以上）で通電し、この炊き上げ工程の後に続くパワーダウン工程においては第二の加熱手段と第一の加熱手段の通電サイクルを炊き上げ工程の通電サイクルよりも短くして通電している（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−２６２８１６号公報（第４頁、第５頁、図２）

ここで、鍋状容器内において水が沸騰する直前・直後は、鍋状容器内部の米に吸水されずに残っている水（残存水）が少ない状態になっており、この残存水が鍋状容器内部に均一に分散していないと、炊きムラが発生しやすい。
しかしながら、特許文献１に記載の炊飯器では、炊き上げ工程において沸騰を検知した直後にパワーダウンしているため、量の少ない残存水が鍋状容器の内部に行き渡らず、残存水が鍋の下部に溜まりやすい。そのため、下部の米飯は軟らかくなって上部の米飯が硬くなる傾向があり、炊きムラの発生を抑えることができなかった。また、加熱制御において鍋状容器内部における残存水量が考慮されておらず、炊きムラの抑制としては不十分であった。

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、炊きムラを抑制して食味の良い米飯を炊き上げることのできる炊飯器を提供するものである。

本発明に係る炊飯器は、本体と、前記本体に収容される鍋状容器と、前記鍋状容器の開口部を覆う蓋と、前記鍋状容器を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を駆動制御して炊飯工程を実行する制御手段と、前記鍋状容器内に残っている水量である残存水量を判定する残存水量判定手段とを備え、前記炊飯工程は、前記鍋状容器内の被加熱物を沸騰するまで昇温させる昇温工程を含み、前記昇温工程は、高火力と低火力とを繰り返す第一工程と、高火力と前記第一工程の低火力よりも短時間の低火力とを繰り返す第二工程とを含み、前記制御手段は、前記昇温工程の前記第一工程を実行中において、前記残存水量判定手段により前記鍋状容器内の残存水が所定量以下に減少していると判定されると、前記第二工程に移行するものである。

本発明によれば、昇温工程の第一工程においては高火力と低火力とを繰り返すよう加熱手段を制御するようにした。また、第一工程実行中において残存水が所定量以下に減少すると、第一工程における低火力の時間よりも短い時間での低火力と高火力とを繰り返すよう加熱手段を制御するようにした。このため、昇温工程の第一工程においては鍋状容器内に対流の発生を促進でき、残存水量が相対的に少ない第二工程においては残存水が鍋状容器の一部に集まるのを抑制できる。したがって、炊きムラが改善された美味しい状態の米飯を炊き上げることができる。

実施の形態１に係る炊飯器の構成を示す断面模式図である。実施の形態１に係る炊飯器の操作表示部の正面図である。実施の形態１に係る炊飯工程における、被加熱物の温度及び鍋状容器の温度の推移と、加熱コイルへの通電電力を示す図である。実施の形態１に係る炊飯器の炊飯動作を説明するフローチャートである。実施の形態１に係る予熱工程開始時点での鍋状容器と被調理物である米と水を示す断面模式図である。実施の形態１に係る予熱工程終了時点での鍋状容器と被調理物である米と水を示す断面模式図である。実施の形態１に係る昇温前工程終了時点での鍋状容器と被調理物である米と水を示す断面模式図である。実施の形態２に係る炊飯器の炊飯動作を説明するフローチャートである。実施の形態３に係る炊飯器の昇温工程の加熱コイルへの通電パターンを示す図である。実施の形態４に係る加熱コイルを説明する図である。実施の形態４に係る炊飯器の昇温工程の加熱コイルへの通電パターンを示す図である。実施の形態４に係る炊飯器の昇温工程の加熱コイルへの通電パターンの変形例を示す図である。実施の形態５に係る加熱コイルを説明する図である。

以下、本発明に係る炊飯器の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る炊飯器の構成を示す断面模式図である。
図１において、炊飯器１００は、例えば外観が有底筒状に形成された本体１と、蓋体１０とを備えている。蓋体１０は、外蓋１０ａと内蓋１０ｂとを有する。本体１は、容器カバー２と、本体１の底部に設けられた加熱手段としての加熱コイル３と、鍋底温度センサー４と、蓋体を開閉自在に支持するヒンジ部６と、時間計測手段７と、制御手段８とを備えている。なお、加熱手段として、加熱コイル３に代えてシーズヒーター等の電気ヒーターを設けてもよい。

容器カバー２は、有底筒状に形成されていて、その内部に鍋状容器５が着脱自在に収容される。容器カバー２の底部中央には、鍋底温度センサー４を挿入させる孔部２ａが設けられている。鍋底温度センサー４は、例えばサーミスタからなる。鍋底温度センサー４は、バネ等の弾性手段によって上方に付勢されており、容器カバー２に収容された鍋状容器５の底面に接するように構成されている。鍋底温度センサー４が検知した鍋状容器５の温度に関する情報は、制御手段８に出力される。本実施の形態１では、鍋底温度センサー４が鍋状容器５の鍋底の温度を検知することによって鍋状容器５の温度を検出しているが、鍋状容器５の温度を検出する構成はこれに限定されるものではなく、鍋底以外の部位の温度を検知することも可能である。

外蓋１０ａの上面には、操作／表示部１３が設けられている。また、外蓋１０ａと内蓋１０ｂとを貫通する取付部に、カートリッジ１２が着脱自在に取り付けられている。このカートリッジ１２には、炊飯中に発生する蒸気圧に応じて上下動する弁を備えた蒸気取入口１２ａと、蒸気取入口１２ａの弁を通過した蒸気を外部へ排出する蒸気排出口１２ｂとが設けられている。

内蓋１０ｂは、外蓋１０ａの本体１側の面に係止材１１を介して取り付けられている。内蓋１０ｂの周縁部には、鍋状容器５の上端部外周に形成されたフランジ部５ａとの密閉性を確保するためのシール材の蓋パッキン９が取り付けられている。また、内蓋１０ｂには、鍋状容器５内の被加熱物の温度を検知する例えばサーミスタからなる内部温度センサー１４が取り付けられている。内部温度センサー１４が検知した鍋状容器５内の温度に関する情報は、制御手段８に出力される。なお、本実施の形態１では内蓋１０ｂに取り付けた内部温度センサー１４により被加熱物の温度を検出するようにしているが、被加熱物の温度を検出可能であれば、任意の温度検出装置を任意の場所に設けることができる。

時間計測手段７は、制御手段８に指示されて経過時間をカウントする。時間計測手段７がカウントした経過時間は、制御手段８に出力される。

制御手段８は、鍋底温度センサー４、操作／表示部１３、及び内部温度センサー１４からの出力に基づいて、加熱コイル３へ通電する高周波電流を制御するほか、炊飯器の動作全般を制御する。
制御手段８は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、マイコンやＣＰＵのような演算装置と、その上で実行されるソフトウェアとにより構成することもできる。

また、本実施の形態１では、制御手段８は、内部温度センサー１４により検出される被加熱物の温度に基づいて、加熱中の鍋状容器５内の残存水量を判定する（詳細は後述する）。本実施の形態１では、制御手段８及び内部温度センサー１４が、本発明の残存水量判定手段に相当する。

次に、操作／表示部１３について説明する。
図２は、実施の形態１に係る炊飯器の操作／表示部１３の正面図である。操作／表示部１３のほぼ中央には、液晶表示板３１が配置されている。液晶表示板３１には、時刻と、米種表示３２と、硬さ表示３３と、メニュー表示３４とが表示される。また、液晶表示板３１の紙面左側には、米種スイッチ３５と、硬さスイッチ３６と、メニュースイッチ３７と、切／保温スイッチ３８が設けられ、液晶表示板３１の紙面右側には、炊飯スイッチ３９と、予約スイッチ４０と、時刻スイッチ４１とが設けられている。なお、図２で示す米種、硬さ、メニュー等の具体的名称や項目数等は一例であり、図示したものに限定されない。

米種スイッチ３５は、炊飯する米の種類を設定するための入力手段である。米種スイッチ３５が押下される度に、これに対応して米種表示３２の表示が「白米」、「無洗米」、「発芽玄米」、「玄米」に切り替わる。米種スイッチ３５により設定された米の種類に関する情報は、制御手段８に出力される。

硬さスイッチ３６は、炊き上がりの硬さを設定するための入力手段である。硬さスイッチ３６が押下される度に、これに対応して硬さ表示３３の表示が「ふつう」、「かため」、「やわらか」に切り替わる。硬さスイッチ３６に入力された炊き上がりの硬さに関する情報は、制御手段８に出力され、制御手段８が炊き上がりの硬さを選択する。

メニュースイッチ３７は、炊飯メニューを設定するための入力手段である。メニュースイッチ３７が押下される度に、これに対応してメニュー表示３４の表示が「早炊き」、「おかゆ」、「炊き込み」に切り替わる。また、メニュースイッチ３７により設定された炊飯メニューに関する情報は、制御手段８に出力される。

切／保温スイッチ３８は保温動作の終了／開始を切り替えるための入力手段、炊飯スイッチ３９は炊飯開始を指示するための入力手段、予約スイッチ４０は炊飯予約を設定するための入力手段、時刻スイッチ４１は現在時刻や予約時刻などの時刻を設定するための入力手段である。切／保温スイッチ３８、炊飯スイッチ３９、予約スイッチ４０、時刻スイッチ４１により設定された情報は、制御手段８に出力される。

次に、本実施の形態１に係る炊飯器の炊飯工程の動作について説明する。
前述のように本実施の形態１に係る炊飯器は、米の種類、炊き上がりの硬さ、炊飯メニューの設定が可能であり、設定されたこれらの条件に基づいて、制御手段８が加熱コイル３への通電を制御して炊飯工程を実行するものである。

図３は、実施の形態１に係る炊飯工程における、鍋状容器の内部温度及び鍋状容器温度の推移と、加熱コイル３への通電電力を示す図である。なお、本実施の形態１では、鍋状容器５の内部温度（被加熱物の温度）を、内部温度センサー１４の検出値に基づいて検出し、鍋状容器５の温度を、鍋底温度センサー４の検出値に基づいて検出する。また、図４は、実施の形態１に係る炊飯器の炊飯工程を説明するフローチャートである。以下、実施の形態１に係る炊飯器の炊飯工程の動作を、適宜図３、図４を参照して説明する。

まず、炊飯工程を構成する各工程について大まかに説明する。
図３、図４に示すように、本実施の形態１に係る炊飯器の炊飯工程は、予熱工程（図４のステップＳ１）、昇温工程（図４のステップＳ２）、強火工程（図４のステップＳ５）、弱火工程（図４のステップＳ６）、ドライアップ工程（図４のステップＳ７）、及び蒸らし工程（図４のステップＳ８）により構成される。また、昇温工程は、昇温前工程（図４のステップＳ３）と昇温後工程（図４のステップＳ４）からなる。なお、昇温前工程は本発明の第一工程に相当し、昇温後工程は本発明の第二工程に相当する。

予熱工程とは、鍋状容器５内の水が沸騰する前の段階で、鍋状容器５を所定温度で所定時間加熱し、これによって米の吸水を促進し、甘味成分である糖や旨味成分であるアミノ酸などの呈味成分を生成する工程である。予熱工程では、制御手段８は、鍋状容器５の温度が所定の予熱温度Ｔとなるよう、加熱コイル３への通電と電力遮断を繰り返して温調する。ここで、予熱温度Ｔは、米の糊化が始まらない程度の温度に鍋状容器５内の水の温度を維持することのできる温度（例えば約６０℃未満）である。

昇温工程とは、予熱工程終了後から、鍋状容器５内の水が沸騰するまでの工程である。昇温工程は、昇温前工程と昇温後工程からなる。
昇温前工程では米の吸水が急速に進み糊化が始まるため、鍋状容器５内の米に吸水されずに残っている水（残存水と称する）の量が徐々に減っていく。鍋状容器５の内部の温度分布が不均一であると、吸水状態が不均一になって炊き上がったときに硬いところと軟らかいところができ、すなわち炊きムラとなる。美味しく炊飯するためには、昇温工程において鍋状容器５内部の温度ムラを低減することが重要であり、そのためには、昇温前工程で加熱による水の対流を発生させることが必要となる。このような昇温前工程を実現するための加熱制御については、後述する。
また、昇温後工程では米の吸水がさらに進み、残存水の量が昇温前工程よりもさらに減っていく。このとき、水面よりも米が上にくると水に浸かっていない部分の米飯の炊き上がりが硬くなってしまうため、この昇温後工程では、米が常時残存水に浸かっている状態に保持することが重要である。このような昇温後工程を実現するための加熱制御については、後述する。

鍋状容器５内の水が沸騰すると強火工程に入る。この強火工程では、鍋状容器５内の温度を炊飯物が沸騰維持可能な沸騰温度以上の所定温度になるように所定電力で所定時間加熱することで沸騰を維持し、残存水が鍋状容器５内に均一に行きわたるようにする。

弱火工程では、残存水がほぼ米に吸水されてなくなった状態となり、この状態で沸騰温度を所定時間保持することで米の澱粉の糊化が促進される。

ドライアップ工程とは、余剰な水分を飛ばすための工程である。鍋状容器５内に余剰な水がなくなってドライアップ状態となったことを判定する温度（ドライアップ判定温度）に到達すると、蒸らし工程に移行する。蒸らし工程において所定時間が経過すると炊飯が終了する。

次に、図４に沿って、本実施の形態１に係る炊飯器の炊飯動作についてさらに説明する。
まず、使用者が、所定量の米とその米量に応じた水量の水を入れた鍋状容器５を本体１内の容器カバー２に収納し、外蓋１０ａを閉じ、操作／表示部１３の炊飯スイッチ３９を押して炊飯開始の動作指示を行うと、炊飯工程が開始される。

使用者により炊飯スイッチ３９がオンされて炊飯開始が指示されると、制御手段８は予熱工程に進む。
図５に予熱工程開始時点での鍋状容器５と被調理物である米と水の断面模式図を示す。この時点では、鍋状容器５の底面に対して略水平である米の上面Ｒは、水面Ｗよりも距離Ａだけ離れており、米全体が水に浸かった状態である。

ステップＳ１の予熱工程では、制御手段８は、時間計測手段７による予熱の経過時間の計測を開始し、鍋底温度センサー４の検知温度が所定の予熱温度Ｔを維持するように、所定電力Ｐ１での加熱コイル３への通電と電力遮断とを繰り返して鍋状容器５の温度調節を行う（図３参照）。そして、時間計測手段７により計測された経過時間が所定の予熱時間に達すると、制御手段８は、ステップＳ２の昇温工程に進む。

ここで、図６に予熱工程終了時点での鍋状容器と被調理物である米と水の断面模式図を示す。この時点では、鍋状容器５の底面に対して略水平である米の上面Ｒは、水面Ｗよりも距離０．４５Ａ〜０．６５Ａだけ離れており、米全体が水に浸かった状態であるが、予熱工程開始時点（図５参照）よりも距離が縮まっている。

ステップＳ２の昇温工程では、まず、ステップＳ３の昇温前工程を実行する。
昇温前工程では、制御手段８は、加熱コイル３に所定電力Ｐ２を通電率Ａ／（Ａ＋Ｂ）で通電する（Ｓ３１）。ここで、Ａは加熱コイル３への通電時間（昇温前工程の高火力の時間）、Ｂは加熱コイル３への通電を停止する通電停止時間（昇温前工程の低火力の時間）である。すなわち、制御手段８は、加熱コイル３への所定電力Ｐ２の通電と通電停止とを繰り返すことにより、高火力状態と低火力状態とを交互に繰り返す加熱パターン（前工程パターン）で加熱を行う。加熱によって鍋状容器５内に水の対流を起こすには、比較的長い時間通電状態（高火力状態）とした後、比較的長い時間通電停止状態（低火力状態）にする加熱パターンが良い。本実施の形態１では、例えばＡ＝４０秒、Ｂ＝２０秒とし、４０秒間通電した後２０秒間停止するという間欠運転を繰り返すことで鍋状容器５内の対流を促進する。なお、加熱コイル３への通電を停止することによって低火力を実現することに代えて、高火力時よりも小さい電力で加熱コイル３に通電することにより低火力を実現してもよい。

昇温前工程においては、制御手段８は、内部温度センサー１４の検知温度Ｔ₀が所定の閾値Ｔ₁以上であるか否かを判定し、内部温度センサー１４の検知温度Ｔ₀が閾値Ｔ₁以上であると判定した場合（Ｓ３２；Ｙｅｓ）、ステップＳ４の昇温後工程に進む。このステップＳ３２では、内部温度センサー１４の検知温度Ｔ₀に基づいて、鍋状容器５内の残存水量を判定している。

内部温度センサー１４の検知温度に基づく残存水量の判定は、残存水量が、米の吸水状態から推測できることを利用したものである。一般に米の吸水は炊飯工程での温度と時間の関係で決まる。そこで、予め、実験等により加熱コイル３に所定電力Ｐ２を通電率Ａ／（Ａ＋Ｂ）で通電したときの鍋状容器５内の被加熱物（米と水）の温度と、残存水量との関係を調べ、所定の残存水量となるときに内部温度センサー１４が検出する温度を閾値Ｔ₁として図示しない記憶装置に記憶しておく。そして、この図示しない記憶装置に記憶された閾値Ｔ₁と内部温度センサー１４の検知温度Ｔ₀とを対比することにより、鍋状容器５内の残存水量を判定する。

図７は、昇温前工程終了時点での鍋状容器と被加熱物である米と水とを示す断面模式図である。この時点では、鍋状容器５の底面に対して略水平である米の上面Ｒは、水面Ｗよりも距離０．３Ａ〜０．４Ａだけ離れており、米全体が水に浸かった状態であるが、予熱工程終了時点（図６参照）よりもさらに距離が縮まっている。なお、使用者が炊飯前の米と水をセットする状況（例えば、米の上面が大きく傾斜するようにセットされた場合）によっては、一部の米粒が水面よりも上に出てくることもある。

例えば図７に示すような、米全体が水に浸かった状態であるが予熱工程終了時点よりもさらに米の上面Ｒと水面Ｗの距離が縮まった状態となる残存水量が、所定の残存水量であり、このときに内部温度センサー１４により検出される温度が閾値Ｔ₁となる。
実験によれば、被加熱物（米と水）の温度が７０℃となるときの残存水量の状態（例えば図７に例示するような状態）で昇温後工程に移行すると、最も炊きムラを抑制できることが分かっている。そこで、本実施の形態１では、被加熱物（米と水）の温度が７０℃以上となると、残存水量が所定量以下に減少したと判定して昇温後工程に移行する。なお、本実施の形態１では内部温度センサー１４の検知温度により被加熱物（米と水）の温度を検知しており、被加熱物（米と水）の温度が７０℃のときには内部温度センサー１４の検知温度は６０℃を示すため、所定の閾値Ｔ₁を６０℃としている。

ステップＳ４の昇温後工程は、制御手段８が内部温度センサー１４の検知情報に基づいて鍋状容器５内の沸騰を検知するまでの間の工程である。昇温後工程に入ると、制御手段８は、加熱コイル３に所定電力Ｐ３を通電率Ｃ／（Ｃ＋Ｄ）で通電する（Ｓ４１）。ここで、Ｃは加熱コイル３への通電時間（昇温後工程の高火力の時間）、Ｄは加熱コイル３への通電を停止する通電停止時間（昇温後工程の低火力の時間）である。すなわち、制御手段８は、加熱コイル３への所定電力Ｐ３の通電と通電停止とを繰り返すことにより、高火力状態と低火力状態とを交互に繰り返す加熱パターン（後工程パターン）で加熱を行う。

ここで、通電停止時間Ｄは、昇温前工程での通電停止時間Ｂよりも短い時間である（Ｄ＜Ｂ）。残存水が少なくなってきた状態の場合、加熱コイル３へ通電している状態（高火力状態）のときは残存水が鍋状容器５の上部まで沸きあがってきて鍋状容器５内の米全体が残存水に浸かるが、通電停止状態状態（低火力状態）のときには残存水の水面が下がり、鍋状容器５の下部に残存水が溜まる。残存水の水面が下がってきて鍋状容器５の下部に残存水が溜まった状態が長く続くと、すなわち加熱コイル３への通電停止状態が長く続くと、鍋状容器５上部の米は水面よりも上にある状態となって吸水できずに乾き、鍋状容器５内の下部と上部の米の吸水状態の差が開く。すなわち、加熱コイル３への通電停止状態が長いと、鍋状容器５の下部と上部で吸水ムラが発生し、炊きムラの原因になってしまう。そこで、残存水が十分にある間（すなわち昇温前工程）は、前述のようにより対流を促すために「比較的長い時間通電状態（高火力状態）とした後、比較的長い時間通電停止状態（低火力状態）にする加熱パターン」での加熱制御とし、残存水が少なくなった昇温後工程においては、昇温前工程よりも低火力の時間を短くする加熱パターンでの加熱制御を行う。このようにすることで、昇温前工程と昇温後工程において炊きムラを抑制することができる。なお、本実施の形態１では、昇温後工程における通電時間Ｃは、昇温前工程における通電時間Ａよりも短い時間としているが、これに限定されるものではない。

そして、制御手段８は、内部温度センサー１４の検知温度に基づいて鍋状容器５内の被加熱物が沸騰したことを検知すると(Ｓ４２)、強火工程（Ｓ５）に進む。

ステップＳ５の強火工程では、制御手段８は、時間計測手段７が強火工程における所定時間の経過を計測するまで加熱コイル３に所定電力Ｐ４を通電する。所定電力で所定時間加熱することで沸騰状態を維持し、さらに残存水が鍋状容器５内に均一に行きわたるようにする。

ステップＳ５の強火工程が終わるとステップＳ６の弱火工程に移行する。米を糊化させるには９８℃以上を２０分間保つことが必要である。そこで、ステップＳ６の弱火工程では、制御手段８は、時間計測手段７による経過時間の計測を開始し、鍋状容器５内の米と水の焦げ付かないような所定電力Ｐ５で加熱コイル３への間欠通電を行う。そして、時間計測手段７により計測された経過時間が所定時間に達すると、制御手段８は、ステップＳ７のドライアップ工程に進む。

ステップＳ７のドライアップ工程は、弱火工程終了後から、鍋状容器５がドライアップ判定温度に到達するまでの間の工程である。制御手段８は、鍋底温度センサー４の検知情報に基づいて、鍋状容器５がドライアップ判定温度に到達したか否かを検知する。ドライアップ工程では、制御手段８は、単位時間当たりの電力量が弱火工程よりも上がるよう所定電力Ｐ６で加熱コイル３への間欠通電を行う。制御手段８は、鍋底温度センサー４の検知温度に基づいて鍋状容器５内の被加熱物が所定のドライアップ判定温度に到達したことを検知すると、ステップＳ８の蒸らし工程に進む。

ステップＳ８の蒸らし工程では、制御手段８は、時間計測手段７による経過時間の計測を開始し、時間計測手段７により計測された経過時間が所定時間に達すると、炊飯工程を終了する。

以上のように、本実施の形態１では、昇温前工程と昇温後工程とで通電パターンを切り替えるようにした。そして、相対的に残存水量が多い昇温前工程では、高火力と低火力とを繰り返す加熱パターンで加熱するようにした。このため、鍋状容器５内において被加熱物の対流の発生を促進することができ、炊きムラを抑制することができる。また、残存水が所定量まで減少すると、昇温前工程とは異なる通電パターンとし、昇温前工程における低火力の時間よりも短い時間での低火力と高火力とを繰り返す加熱パターンで加熱するようにした。このため、昇温後工程において少ない残存水が、鍋状容器５内の一部に溜まってしまうことを抑制でき、残存水を鍋状容器５内により均一に行き渡らせることができる。また、昇温後工程においては、昇温前工程よりも短い時間であっても通電と通電停止とを繰り返す間欠通電を行うことで、鍋状容器５内の被加熱物の対流を促進することができる。したがって、被加熱物の温度ムラが抑制され、炊きムラの少ない美味しい米飯を使用者に提供することができる。

また、本実施の形態１では、昇温前工程から昇温後工程へ移行して通電パターンを切り替える判定基準として、残存水量を用い、この残存水量を判定するための構成として内部温度センサー１４の検知温度を用いた。内部温度センサー１４を用いることで、直接米飯に触れることなく残存水量を推測することができ、衛生的である。
また、被加熱物である米と水の温度に基づいて残存水量を推測することで精度良く昇温後工程に移行するタイミングを判定することができる。

なお、本実施の形態１では、内部温度センサー１４の検知温度が所定値Ｔ₁＝６０℃以上であるときに残存水量が所定量以下となったと判定したが、内部温度センサー１４ではなく、鍋底温度センサー４や鍋側面の温度を検出する鍋側面温度センサー（図示せず）を用いて被加熱物の温度を検出し、これに基づいて残存水量を判定してもよい。その場合、前述のとおり米と水の温度が７０℃になるときの鍋底部や鍋側面部の温度を所定の閾値として制御手段８が記憶しておき、鍋底温度センサー４もしくは鍋側面温度センサーの検知温度が該所定の閾値以上であると判定したときに昇温後工程に移行すればよい。また、直接米もしくは水の温度を測定するセンサーを用いてもよく、この場合は、所定の閾値Ｔ₁を７０℃とする。

実施の形態２．
本実施の形態２では、残存水量判定手段として時間計測手段を用いる例を示す。なお、本実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、前述の図１〜図４と同一又は相当する構成には同一の符号を付す。

図８は実施の形態２に係る炊飯器の炊飯工程の動作を説明するフローチャートである。以下、本実施の形態２に係る炊飯器の炊飯動作を、図８を参照して説明する。

図８に示すように、使用者により炊飯スイッチ３９がオンされて炊飯開始が指示されると、制御手段８はステップＳ１の予熱工程に進む。ステップＳ１の予熱工程は前述の実施の形態１と同様である。

予熱工程が終わりステップＳ２の昇温工程に移行すると、ステップＳ３の昇温前工程に入る。昇温前工程が開始されると、制御手段８は、時間計測手段７による経過時間の計測を開始し（Ｓ３１ａ）、加熱コイル３に所定電力Ｐ２を通電率Ａ／（Ａ＋Ｂ）で通電する（Ｓ３２ａ）。そして、時間計測手段７により所定の経過時間ｔ１が経過したと判定されると（Ｓ３３ａ）、次のステップＳ４の昇温後工程に入る。このステップＳ３３ａでは、昇温前工程を開始してからの経過時間に基づいて、鍋状容器５内の残存水量を判定している。

昇温前工程を開始してからの経過時間に基づく残存水量の判定は、残存水量が、米の吸水状態から推測できることを利用したものである。実施の形態１で述べたように、一般に米の吸水は炊飯工程での温度と時間の関係で決まる。そこで、本実施の形態２では、実施の形態１のように被加熱物の温度に基づいて残存水量を判定することに代えて、経過時間に基づいて残存水量を判定する。具体的には、予め、実験等により、加熱コイル３に所定電力Ｐ２を通電率Ａ／（Ａ＋Ｂ）で通電開始してからの経過時間と、残存水量との関係を調べ、所定の残存水量となるときの経過時間を、閾値となる経過時間ｔ１として図示しない記憶装置に記憶しておく。そして、この図示しない記憶装置に記憶された経過時間ｔ３と、時間計測手段７が計測した経過時間とを対比することにより、鍋状容器５内の残存水量を判定する。

実験によれば、昇温前工程開始（予熱工程終了）から３分後のタイミングで昇温後工程に移行すると、最も炊きムラを抑制できることが分かっている。そのため、本実施の形態２では、閾値となる経過時間ｔ１は３分として設定している。

ステップＳ４の昇温後工程からＳ８の蒸らし工程までは前述の実施の形態１と同様である。

以上のように、本実施の形態２によっても、実施の形態１で述べたのと同様に炊きムラを抑制することができる。さらに、本実施の形態２では、時間計測手段７により昇温前工程の経過時間に基づいて、鍋状容器５内の残存水量を判定するようにした。このため、例えば温度センサーなどの部材を直接米飯に触れさせることなく、鍋状容器５内の残存水量を判定することができ、衛生的である。また、温度センサーは被加熱物の温度を測る必要から被加熱物の近くに配置され、例えば温度センサーの感部に異物（例えば、ご飯）が付着して温度が正確に計測できなくなるケースが発生する可能性があるが、時間計測であればそのような問題も発生しないため、測定ミスすなわち残存水量の判定ミスが起こる確率が少ない。

なお、実施の形態１で述べた被加熱物の温度に基づく残存水量の判定と、実施の形態２で述べた昇温前工程の経過時間に基づく残存水量の判定とを組み合わせて用いてもよい。この場合は、いずれか一方により残存水量が所定量以下となったと判定された場合に、昇温前工程から昇温後工程に移行することもできるし、両方により残存水量が所定量以下となったと判定された場合に、昇温前工程から昇温後工程に移行するようにしてもよい。

実施の形態３．
本実施の形態３では、昇温後工程の通電パターンの変形例を説明する。本実施の形態３は、実施の形態１、２との相違点である昇温後工程の通電パターンを中心に説明する。なお、本実施の形態３は、実施の形態１、２と組み合わせることができる。
図９は、実施の形態３に係る炊飯器の昇温工程の加熱コイルへの通電パターンを示す図である。

実施の形態１、２では、昇温後工程の通電パターンとして、通電時間Ｃだけ通電して、通電停止時間Ｄだけ通電を停止するという通電率Ｃ／（Ｃ＋Ｄ)の通電パターンを示した。
一方、実施の形態３に係る昇温後工程の通電パターンは、図９に示すように、電力Ｘで所定時間Ｃ１だけ通電し、電力Ｘよりも小さい電力Ｙで所定時間Ｄ１だけ通電する（Ｄ１＜Ｂ）という加熱パターンとする。すなわち、相対的に大電力での通電と相対的に小電力での通電とを交互に繰り返すことによって、高火力と低火力との繰り返しを実現している。

このようにすることで、本実施の形態３では、昇温後工程では加熱コイル３には常に通電した状態となるため、鍋状容器５の温度が下がりすぎることがなく、残存水が鍋状容器５内の底に溜まってしまうということをさらに抑制することができる。そのため、鍋状容器５内での上部と下部の炊きムラを抑えることができる。

実施の形態４．
前述の実施の形態１〜３では、本体１の底部に加熱手段（加熱コイル３）を１つ設けた例を示したが（図１参照）、本実施の形態４では、本体１の底部に複数の加熱手段を設けた構成例を説明する。なお、本実施の形態４の炊飯器は、加熱手段に関する構成に特徴を有するため、この点を中心に説明する。そのほかの構成については実施の形態１〜３と組み合わせることができる。
図１０は、実施の形態４に係る加熱コイルを説明する図であり、図１０（ａ）は要部の断面模式図、図１０（ｂ）は加熱コイルの平面模式図である。

図１０に示すように、実施の形態４では、鍋状容器５を加熱する加熱手段として、二重のリング状に配置された加熱コイル３ａ（加熱部）と加熱コイル３ｂ（加熱部）とを備える。加熱コイル３ａは、ほぼ環状の形状を有し、鍋状容器５の底部内側に対応する位置に設けられている。また、加熱コイル３ｂは、加熱コイル３ａよりも大径のほぼ環状の形状を有し、加熱コイル３ａの外側に加熱コイル３ａとほぼ同心円状に設けられている。加熱コイル３ａと加熱コイル３ｂは、制御手段８（図１参照）によりそれぞれ独立して駆動制御される。

図１１は、実施の形態４に係る炊飯器の昇温工程の加熱コイルへの通電パターンを示す図である。図１１（ａ）は加熱コイル３ａへの通電電力、図１１（ｂ）は加熱コイル３ｂへの通電電力、図１１（ｃ）は加熱コイル３ａ及び加熱コイル３ｂへの通電電力の合計値（通電電力の時間的な合計値をいう。以下の説明においても同様。）を示している。

まず、図１１（ｃ）に示す加熱コイル３ａと加熱コイル３ｂの通電電力の合計値について説明する。図１１（ｃ）に示すように、昇温後工程では、加熱コイル３ａまたは加熱コイル３ｂに通電する通電時間Ｃ２と、通電を停止する通電停止時間Ｄ２とを交互に繰り返す加熱パターンで加熱を行う。そして、この昇温後工程では、加熱コイル３ａ及び加熱コイル３ｂへの通電を停止する通電停止時間（昇温後工程の低火力の時間）Ｄ２を、昇温前工程における低火力の時間Ｂよりも短い時間としている（Ｄ２＜Ｂ）。すなわち、実施の形態１と同様に、昇温前工程における低火力の時間よりも短い時間での低火力と、高火力とを繰り返す加熱パターンで加熱を行うようにしている。このため、実施の形態１と同様に、昇温後工程において少ない残存水が、鍋状容器５内の一部に溜まってしまうことを抑制でき、残存水を鍋状容器５内により均一に行き渡らせることができる。

次に、鍋状容器５の内側に位置する加熱コイル３ａと、外側に位置する加熱コイル３ｂのそれぞれへの通電電力について説明する。図１１（ａ）に示すように制御手段８は、加熱コイル３ａに対し、時間Ｃ２ａだけ通電した後、時間Ｄ２ａだけ通電を停止するという通電パターンにより通電制御する。また、図１１（ｂ）に示すように制御手段８は、加熱コイル３ｂに対し、時間Ｃ２ｂだけ通電した後、時間Ｄ２ｂだけ通電を停止するという通電パターンにより通電制御する。そして、加熱コイル３ａに時間Ｃ２ａだけ通電し、続けて加熱コイル３ｂに時間Ｃ２ｂだけ通電するように、加熱コイル３ａと加熱コイル３ｂへの通電タイミングを制御している。このように、昇温後工程においては、加熱コイル３ａと加熱コイル３ｂのいずれかに選択的に通電を行うことによって、図１１（ｃ）に示す高温後工程の高火力を実現している。中央側に位置する加熱コイル３ａと外側に位置する加熱コイル３ｂに異なるタイミングで通電することで、鍋状容器５の内側と外側とで対流を促進することができる。このため、実施の形態１のように加熱コイル３を１つ設けた場合に比べて、さらに、鍋状容器５内の被加熱物の対流を促進することができる。したがって、被加熱物の温度ムラが抑制され、炊きムラの少ない美味しい米飯を使用者に提供することができる。

なお、図１１では、昇温前工程において加熱コイル３ａのみに通電する例を示したが、昇温後工程と同様にして加熱コイル３ａと加熱コイル３ｂとに交互に通電してもよい。加熱コイル３ａと加熱コイル３ｂへの通電電力の合計値が、図１１（ｃ）に示す状態となるように通電制御すればよく、加熱コイル３ａと加熱コイル３ｂへの通電の配分は適宜設定することができる。

次に、図１１に示した昇温工程の加熱コイルへの通電パターンの変形例を説明する。図１２は、実施の形態４に係る炊飯器の昇温工程の加熱コイルへの通電パターンの変形例を示す図である。図１２（ａ）は加熱コイル３ａへの通電電力、図１２（ｂ）は加熱コイル３ｂへの通電電力、図１２（ｃ）は加熱コイル３ａ及び加熱コイル３ｂへの通電電力の合計値（通電電力の時間的な合計値をいう。以下の説明においても同様。）を示している。

図１２（ａ）に示す加熱コイル３ａへの通電電力は図１１（ａ）と同じであるが、図１２（ｂ）に示す加熱コイル３ｂへの通電電力が図１１（ｂ）と異なっている。具体的には、図１２（ｂ）では、加熱コイル３ｂに対する通電電力を、加熱コイル３ａへの通電電力よりも低い値としている。さらに、加熱コイル３ｂへの通電時間Ｃ２ｂを、加熱コイル３ａへの通電時間Ｃ２ａよりも長い時間にする（Ｃ２ｂ＞Ｃ２ａ）とともに、加熱コイル３ａへの通電タイミングと加熱コイル３ｂへの通電タイミングとを重複させて、加熱コイル３ａと加熱コイル３ｂに同時に通電する時間を設けている。このため、加熱コイル３ａと加熱コイル３ｂへの通電電力の合計値は、図１２（ｃ）のようになる。図１２（ｃ）と図１１（ｃ）とを対比して分かるように、図１２（ｃ）においては、昇温後工程における通電電力の変化が、図１１（ｃ）と比べて複雑になっている。このため、図１２に示す昇温後工程では、図１１にて示したものよりも鍋状容器５内における被加熱物の対流を促進することができる。したがって、被加熱物の温度ムラが抑制され、炊きムラの少ない美味しい米飯を使用者に提供することができる。

なお、加熱コイル３ａ、加熱コイル３ｂへの通電電力の合計値を図１１（ｃ）、図１２（ｃ）に示したようなものとすればよく、例えば図１１、図１２で示した加熱コイル３ａへの通電電力と、加熱コイル３ｂへの通電電力を互いに入れ替えてもよい。

実施の形態５．
前述の実施の形態４では、鍋状容器５の底部に２つの加熱部（加熱コイル３ａ、３ｂ）を設けた例を示したが、本実施の形態５では、加熱部の他の配置例を説明する。なお、本実施の形態５の炊飯器は、加熱手段に関する構成に特徴を有するため、この点を中心に説明する。そのほかの構成については実施の形態１〜３と組み合わせることができる。
図１３は、実施の形態５に係る加熱コイルを説明する図であり、図１３（ａ）は要部の断面模式図、図１３（ｂ）は鍋状容器と加熱コイルの斜視図である。なお、図１３（ｂ）では、図示の関係上、容器カバー２の記載を省略している。

図１３に示すように、実施の形態５では、加熱コイル３ａ（加熱部）は、鍋状容器５の底部に対向する位置に配置されている。また、加熱コイル３ｂ（加熱部）は、鍋状容器５の側面に対向する位置に配置されている。このように、本実施の形態５では、鍋状容器５の底面と側面とにそれぞれ加熱部を配置している。

加熱コイル３ａ、３ｂへの通電電力の制御は、実施の形態４で示した図１１、図１２と同様にして行うことができる。このように、昇温後工程において、鍋状容器５の底部と鍋状容器５の側面部の両方から加熱を行うことで、鍋状容器５内の内側と外側との対流を促進することができる。このため、実施の形態１のように加熱コイル３を１つ設けた場合に比べて、さらに、鍋状容器５内の被加熱物の対流を促進することができる。したがって、被加熱物の温度ムラが抑制され、炊きムラの少ない美味しい米飯を使用者に提供することができる。

なお、実施の形態４、５では、昇温後工程の低火力時には加熱コイル３ａ、３ｂのいずれにも通電を行わないものとして説明した。しかし、実施の形態３にて示したのと同様にして、昇温後工程の低火力時には、加熱コイル３ａ、３ｂへの通電電力の合計値が昇温後工程の高火力時よりも小さくなるようにして、加熱コイル３ａ、３ｂのいずれかまたは両方に通電するようにしてもよい。このようにしても同様の効果を得ることができる。

また、実施の形態４、５では、２つの加熱コイルを設けた例を説明したが、加熱コイルを３つ以上設けてもよい。例えば、径の異なる３つの加熱コイルを鍋状容器５の底面にほぼ同心円状に設けて三重リング構造としてもよい。また、例えば、鍋状容器５の底面に実施の形態４で示したような二重リング構造の加熱コイルを設けるととともに、鍋状容器５の側面に対向する位置にも加熱コイルを設けてもよい。このように３つ以上の加熱コイルを設けた場合においても、昇温前工程の低火力の時間よりも昇温後工程の低火力の時間の方が短くなるようにして、複数の加熱コイルのうちの１つ以上を選択的に駆動することで、同様の効果を得ることができる。

また、実施の形態１〜５では、加熱手段として加熱コイルを用いた例を示したが、加熱コイルに代えてシーズヒーター等の電気ヒーターを用いてもよい。この場合には、電気ヒーターの発熱量が相対的に大きい状態（高火力状態）と小さい状態（低火力状態）とを交互に繰り返すように、昇温前工程及び昇温後工程で加熱制御を行う。

また、実施の形態１では内部温度センサー１４の検出温度に基づいて残存水量を判定し、実施の形態２では時間計測手段７により計測される経過時間に基づいて残存水量を判定したが、鍋状容器５内の水位を検出する水位センサーを設け水位に基づいて残存水量を判定してもよい。例えば水位センサーとして接触方式で水位を測るものを用いた場合、鍋状容器５の底面から米の上面Ｒまでの距離と水面Ｗまでの距離を検知することで、これら２つの距離の差から残存水量を判定することができる。水位センサーを用いて直接水位を測ることで、米の品種や鮮度などによる米の吸水特性の影響少なく精度良く残存水量を判定することができ、ひいては炊きムラの発生をより確実に抑制することができる。

１本体、２容器カバー、２ａ孔部、３加熱コイル、３ａ加熱コイル、３ｂ加熱コイル、４鍋底温度センサー、５鍋状容器、５ａフランジ部、６ヒンジ部、７時間計測手段、８制御手段、９蓋パッキン、１０蓋体、１０ａ外蓋、１０ｂ内蓋、１１係止材、１２カートリッジ、１２ａ蒸気取入口、１２ｂ蒸気排出口、１３操作／表示部、１４内部温度センサー、３１液晶表示板、３２米種表示、３３硬さ表示、３４メニュー表示、３５米種スイッチ、３６硬さスイッチ、３７メニュースイッチ、３８切／保温スイッチ、３９炊飯スイッチ、４０予約スイッチ、４１時刻スイッチ、１００炊飯器。

Claims

本体と、
前記本体に収容される鍋状容器と、
前記鍋状容器の開口部を覆う蓋と、
前記鍋状容器を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段を駆動制御して炊飯工程を実行する制御手段と、
前記鍋状容器内に残っている水量である残存水量を判定する残存水量判定手段とを備え、
前記炊飯工程は、前記鍋状容器内の被加熱物を沸騰するまで昇温させる昇温工程を含み、
前記昇温工程は、高火力と低火力とを繰り返す第一工程と、高火力と前記第一工程の低火力よりも短時間の低火力とを繰り返す第二工程とを含み、
前記制御手段は、
前記昇温工程の前記第一工程を実行中において、前記残存水量判定手段により前記鍋状容器内の残存水が所定量以下に減少していると判定されると、前記第二工程に移行する
ことを特徴とする炊飯器。
前記制御手段は、前記第二工程の低火力時には、前記加熱手段への通電を停止する
ことを特徴とする請求項１記載の炊飯器。
前記制御手段は、前記第二工程の低火力時には、前記第二工程の高火力時における電力よりも小さい電力を、前記第一工程の低火力よりも短い時間だけ前記加熱手段に通電する
ことを特徴とする請求項１記載の炊飯器。
前記制御手段は、前記第一工程の低火力時には、前記加熱手段への通電を停止する
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の炊飯器。
前記残存水量判定手段は、
前記鍋状容器内の被加熱物または前記鍋状容器の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記温度検出手段の検出温度に基づいて、前記検出温度が高くなるほど少なくなる前記残存水量を判定する
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の炊飯器。
前記残存水量判定手段は、
前記鍋状容器内の被加熱物または前記鍋状容器の温度を検出する温度検出手段と、
前記残存水が前記所定量となるときの前記温度検出手段の検出温度を記憶する記憶手段とを備え、
前記温度検出手段の検出温度と、前記記憶手段に記憶された前記検出温度とを対比することにより、前記残存水量を判定する
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の炊飯器。
前記残存水量判定手段は、
前記第一工程を開始してからの経過時間を計測する時間計測手段を備え、
前記時間計測手段が計測した経過時間に基づいて、前記経過時間が長くなるほど少なくなる前記残存水量を判定する
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の炊飯器。
前記残存水量判定手段は、
前記第一工程を開始してからの経過時間を計測する時間計測手段と、
前記残存水が前記所定量となるときの前記時間計測手段の経過時間を記憶する記憶手段とを備え、
前記時間計測手段が計測した経過時間と、前記記憶手段に記憶された前記経過時間とを対比することにより、前記残存水量を判定する
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の炊飯器。
前記加熱手段は、独立して駆動制御される複数の加熱部で構成されており、
前記制御手段は、前記複数の加熱部のうちの一つ以上のものを選択的に駆動することにより、前記第一工程と前記第二工程とを実行する
ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の炊飯器。
前記複数の加熱部のうちの二つは、互いに径の異なるほぼ環状に形成されていて、前記鍋状容器の底面に対向する位置にほぼ同心円状に配置されている
ことを特徴とする請求項９記載の炊飯器。
前記複数の加熱部のうちの一つは、前記鍋状容器の底面に対向する位置に設けられており、
前記複数の加熱部のうちの他の一つは、前記鍋状容器の側面に対向する位置に設けられている
ことを特徴とする請求項９記載の炊飯器。