JPH0768B2

JPH0768B2 - コ−ヒ−抽出器

Info

Publication number: JPH0768B2
Application number: JP61028236A
Authority: JP
Inventors: 隆保成田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-02-12
Filing date: 1986-02-12
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: JPS62186822A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は、貯水タンクから供給される水を加熱パイプ内
で熱湯化すると共に、その熱湯を沸騰圧により押し上げ
てコーヒー粉が収納されたドリップケース内に滴下する
ことによりコーヒー液を抽出するようにしたコーヒー抽
出器に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］この種のコーヒー抽出器にあっては、基端側が貯水タン
クの底部に連通され且つ先端側がドリップケースの上方
に位置された加熱パイプを設けると共に、この加熱パイ
プの途中部位にその内部の水を加熱するためのヒータを
添設する構成とされるのが一般的である。斯様なコーヒ
ー抽出器によりコーヒー液を抽出する場合には、ドリッ
プケース内にコーヒー粉を収納し且つ貯水タンク内に水
を供給した状態にて、ヒータに通電するものである。こ
のようにしてヒータに通電されると、貯水タンクから加
熱パイプ内に流入する水がここで熱湯化されると共に、
その熱湯が沸騰圧により押し上げられて加熱パイプの先
端側からドリップケース内に滴下されるという動作が反
復されることにより、最終的に貯水タンク内の水が全て
ドリップケース内に滴下供給されるものである。そし
て、斯様にドリップケース内に供給された熱湯は、コー
ヒー粉中を通過する過程でこれからコーヒーエキスを抽
出しながらドリップケース下方の容器内に落下貯留され
るものであり、このようにしてコーヒー液の抽出が行な
われる。

ところで、上記構成のコーヒー抽出器では、貯水タンク
から加熱パイプ内に供給される水をその加熱パイプ内で
順次熱湯化すると共に、斯様に生成された熱湯をその沸
騰圧により押し上げてドリップケース内に滴下するとい
う動作を反復するように構成されている関係上、貯水タ
ンクから供給される水の温度の如何によって上記熱湯の
反復的な滴下動作の周期ひいてはコーヒー液の抽出時間
（熱湯が供給開始されてから供給停止されるまでの所要
時間に対応）が大小するという性質がある。即ち、貯水
タンク内の水の温度が高い場合と低い場合とでは、その
水が沸騰状態になるまでの所要時間が相違することにな
るため、例えば貯水タンク内の水の温度が比較的低い場
合には前述した熱湯の反復的な滴下周期が長引いて抽出
時間が引伸ばされるという現象を生ずる。

一方、美味しいコーヒー液を抽出するには、その抽出時
間が常に略一定の時間になることが望ましいものであ
る。しかしながら、前記従来のコーヒー抽出器では、季
節の相違等に起因して貯水タンク内に供給される水の温
度が相違する毎に抽出時間が変化するという問題点があ
り、結果的に常に美味しいコーヒー液を抽出できず、ま
たコーヒーの味が水の温度に左右されて一定化しないと
いう事情下にあった。

［発明の目的］本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、コーヒー液の抽出が開始されてから終了するまで
の所要時間を貯水タンク内に供給される水の温度の如何
に拘らず略一定の時間にすることができて、常に一定の
味でしかも美味しいコーヒー液を得ることができるコー
ヒー抽出器を提供するにある。

［発明の概要］本発明は上記目的を達成するために、貯水タンクから供
給される水を加熱パイプ内で熱湯化すると共に、その熱
湯を沸騰圧により押し上げてドリップケース内に滴下す
るようにしたコーヒー抽出器において、前記貯水タンク
内の水の温度を検出する水温検出手段を設け、この水温
検出手段による検出温度が高い状態時ほど熱湯生成用の
ヒータの出力が小さくなるように制御する制御手段を設
ける構成としたものであり、これによって加熱パイプ内
で生成された熱湯が沸騰圧により押し上げられる周期が
貯水タンク内の水の温度の如何に拘らず均一化されるよ
うにしたものである。

［発明の実施例］以下、本発明の第１の実施例について第１図乃至第６図
を参照しながら説明する。

第２図にはミル機能及びドリップ機能を備えたコーヒー
メーカーの全体構成が示されている。この第２図におい
て、１はミルケース兼用のドリップケース２内にカッタ
３を配設して成るミル機構、４はこのミル機構１を駆動
するためのモータで、これに通電されるとカッタ３が高
速回転される。従って、ドリップケース２内にコーヒー
豆が収納された状態でモータ４に通電されると、そのコ
ーヒー豆がカッタ３により粉砕されてコーヒー粉が生成
されるというミル動作が行なわれる。そして、斯様なド
リップケース２の底部にはコーヒー粉（及びコーヒー
豆）の落下を阻止するためのフィルタ５が設けられてい
る。また、ドリップケース２の上面開口部には多数の注
湯孔6aを有した拡散板６が着脱可能に装着されていると
共に、この拡散板６の上方には給湯口体７が水平方向へ
回動可能に設置されている。

８はコーヒー抽出用に供される水が供給される貯水タン
ク、９はボトル10が載置される加熱盤で、この加熱盤９
の下面にはシーズヒータ11及び例えば金属製の加熱パイ
プ12が添設されている。この場合、第３図に示すよう
に、上記シーズヒータ11は円弧状に形成されて加熱盤９
の下面周縁部に配置されており、また、上記加熱パイプ
12はシーズヒータ11の内周に添うように配置された円弧
状部12aを有する。そして、加熱パイプ12は、基端側が
前記貯水タンク８内にその底部において図示しない逆止
弁を介して連通されていると共に、先端側が前記給湯口
体７に連通されており、シーズヒータ11が通電されて発
熱すると、貯水タンク８から加熱パイプ12内に流入する
水がその加熱パイプ12内（特には円弧状部12a内）にお
いて加熱されて熱湯が生成されると共に、その熱湯が沸
騰圧により押し上げられて給湯口体７から拡散板６の拡
散孔6aを介してドリップケース２内に滴下供給されるも
のである。そして、斯様にドリップケース２内に供給さ
れた熱湯は、そのドリップケース２内のコーヒー粉中を
通過する過程でこれからコーヒーエキスを抽出した後に
フィルタ５を介してボトル10内に落下貯留され、これに
よりコーヒー液が抽出される。

さて、加熱パイプ12には、例えばサーミスタより成る第
１の温度センサ13及び同じくサーミスタより成る水温検
出手段としての第２の温度センサ14が夫々添設されてい
る。この場合、第１の温度センサ13は、加熱パイプ12の
円弧状部12aにおける前記貯水タンク８側寄りの位置に
設けられ、また第２の温度センサ14は、加熱パイプ12の
基端部側即ち貯水タンク８との連通部に近接した位置に
設けられている。この結果、第１の温度センサ13によっ
て加熱パイプ12の熱湯生成部分の温度を検出することが
でき、また、第２の温度センサ14によって貯水タンク８
内の水の温度を検出できるものである。尚、15は操作パ
ネルで、これにはスタートスイッチ16,ストップスイッ
チ17及び抽出するコーヒー液の量（１カップ分乃至５カ
ップ分）に応じて選択的にオン操作される選択スイッチ
18〜22が設けられている。

第１図には上記コーヒーメーカー内に設けられるミル及
びドリップ制御回路の構成が示されており、以下これに
ついて述べる。但し、第１図の回路構成においてブロッ
ク的に示す各部分の機能を、必要に応じてマイクロコン
ピュータのプログラムによって得るようにしても良いこ
とは勿論である。

商用交流電源23の両端には、前記モータ４及びリレース
イッチ24が直列に接続されていると共に、前記シーズヒ
ータ11及びトライアック25が直列に接続されている。26
は商用交流電源23から降圧トランス27を介して給電され
る定電圧電源回路で、その出力ラインLa,Lbから以下に
述べる各回路部に電源が与えられるようになっている。

即ち、28は波形整形回路で、これは降圧トランス27の二
次側出力波形を矩形波に整形して電源周波数に同期した
同期パルスPsを出力するものであり、その出力をパルス
発生回路29に与える。このパルス発生回路29は、三相分
の出力端子φ₁，φ₂，φ₃を有し、入力された同期パル
スPsに基づいて各出力端子φ₁，φ₂，φ₃から互に位相
が120度ずつ異なった1HzのクロックパルスP₁,P₂,P₃（第
５図参照）を出力する。30は例えば10進のカウンタで、
これは上記1HzのクロックパルスP₁をカウントするよう
に設けられており、従ってカウンタ30からは10秒周期の
キャリーパルスP₄（第５図参照）が出力される。

31は前記第１の温度センサ13の検知出力をデジタル値に
変換するA-D変換回路で、その変換値を第１の温度信号S
₁として出力する。32は前記第２の温度センサ14の検知
出力をデジタル値に変換するA-D変換回路で、その変換
値を第２の温度信号S₂として出力する。

33はモータ駆動回路で、これは「１」信号が入力された
ときに前記リレースイッチ24をオンさせてモータ４に通
電させ、「０」信号が入力されたときにそのリレースイ
ッチ24をオフさせる。34はヒータ駆動回路で、これは
「１」信号が入力されたときに前記トライアック25をオ
ンさせてシーズヒータ11に通電させ、「０」信号が入力
されたときにそのトライアック25をオフさせる。35は上
記ヒータ駆動回路34を介してシーズヒータ11の出力を大
小調節するための出力コントロール回路で、これは入力
されたヒータ出力用データ信号（これについては後述す
る）に応じた周期の「１」信号をヒータ駆動回路35に間
欠的に与えることによりトライアック25を断続的にオン
させ、以てシーズヒータ11の出力が上記ヒータ出力用デ
ータ信号に対応したものとなるようにデューティ比制御
する。

36〜38はR-Sフリップフロップ、39はOR回路、40〜62はA
ND回路は、63〜67はインバータである。68〜90はトラン
スファゲートで、これらはゲート端子に「１」信号を受
けた状態時のみ導通状態を呈して信号の通過を許容す
る。91〜94はトリガ回路で、これらは入力信号が「０」
から「１」に立上がったときに夫々トリガパルスPtを出
力する。

95は時間測定用のカウンタで、これはクロック端子CKに
AND回路40を介して与えられる前記クロックパルスP₁を
計時要素とし、そのカウント内容を数値信号S₃として出
力すると共に、クリア端子CLに対する入力が立上がった
ときにカウント内容を初期化するように構成されてい
る。96〜100は記憶回路で、これらのうち記憶回路96〜9
9は、対応するトランスファゲート68,69、70、72が導通
されて新たなデータが入力される毎にそのデータを順次
更新記憶するように構成されている。また、記憶回路10
0は、クリア端子CLに対する入力が立上がったときに記
憶内容を初期化すると共に、プリセット端子PRに対する
入力が立上がったときにその時点における入力端子Ｉに
対する入力数値を記憶するように構成されており、その
記憶内容を出力端子Ｑから数値信号S₄として出力する。
101〜107は比較回路で、入力端子A,Bに対する各入力を
比較し、Ａ＞Ｂの場合に「１」信号を出力し、Ａ≦Ｂの
場合に「０」信号を出力する。108及び109は減算回路
で、これらは入力端子Ｃに対する入力数値から入力端子
Ｄに対する入力数値を減算し、各減算結果を夫々数値信
号S₅及びS₆として出力する。110は定数乗算回路で、こ
れは前記記憶回路100からの数値信号S₄に所定の定数例
えば「0.5」を乗算し、その乗算結果を数値信号S₇とし
て出力する。

ここで、スタートスイッチ16及びストップスイッチ17が
オンされた各場合には「１」信号より成るスタートパル
スPa及びストップパルスPbが夫々出力されるようになっ
ており、また、前記選択スイッチ18〜22がオンされた場
合には夫々から同じく「１」信号より成る選択パルスPc
が出力されるようになっている。そして、111は選択ス
イッチ18〜22からの各選択パルスPcを入力端子I₁〜I₅に
受けるように設けられた抽出量設定回路で、上記選択パ
ルスPcが入力されたときには、その選択パルスPcが与え
られた入力端子I₁〜I₅に対応する出力端子Q₁〜Q₅から
「１」信号を出力した状態をラッチするように構成され
ている。

112は前記ミル機構１によるミル動作時間を決定するた
めの定数を記憶して成る定数記憶部で、この場合上記定
数は、実際にはミルに供されるコーヒー豆の量に応じた
値を選択できるように図示しない外部操作手段により適
宜に変更設定できるようになっているが、この実施例で
は説明の便宜上例えば12（秒）なる定数が記憶されてい
るものとする。113は前記加熱パイプ12内の乾燥運転
（これについては後述する）を終了させるために必要な
定数を記憶して成る定数記憶部で、これには加熱パイプ
12が空炊き状態を呈して内部の水分がほとんど蒸発した
ときにおける前記第１の温度センサ13による検出温度に
対応した例えば150（℃）なる定数が記憶されている。1
14〜116は所定の演算処理用温度に対応した定数を記憶
して成る定数記憶部で、この場合、例えば定数記憶部11
4には５（℃）、定数記憶部115には10（℃）、定数記憶
部116には30（℃）の各定数が記憶されている。117〜13
3は前記出力コントロール回路35にヒータ出力用データ
信号として与えられる所定の定数を記憶して成る定数記
憶部で、これらに例えば第１図中に示したような100
（Ｗ）から1000（Ｗ）までの範囲内の各定数が記憶され
ている。

尚、上記したAND回路47,インバータ66,67,トランスファ
ゲート72,記憶回路99,比較回路106,107及び定数記憶部1
15,116によって、初期水温検出回路134が構成されるも
のであり、これには３本の出力用ラインL₁,L₂,L₃が設け
られている。また、135は本発明でいう制御手段であ
り、この制御手段135は、上記初期水温検出回路134,出
力コントロール回路35,AND回路44〜46,48〜62,トランス
ファゲート73〜90及び定数記憶部117〜133により構成さ
れている。

続いて、上記構成の作用について第４図乃至第６図も参
照しながら説明する。尚、第４図のタイミングチャート
には、第１の温度センサ13による検出温度TX（加熱パイ
プ12における熱湯生成部分の温度に相当）、R-Sフリッ
プフロップ36のセット出力端子Ｑからの出力、比較回路
102の出力、AND回路41,42の出力、記憶回路100の出力端
子Ｑからの出力、R-Sフリップフロプ37,38のセット出力
端子Ｑからの出力、AND回路45,46,44の出力、シーズヒ
ータ11の出力、の各変化状態が夫々の符号に対応させて
示されている。また、第５図のタイミングチャートに
は、パルス発生回路29からのクロックパルスP₁,P₂,P₃及
びカウンタ30からのキャリーパルスP₄の各出力タイミン
グが示され、第６図の温度特性曲線図には、第４図にも
示した第１の温度センサ13による検出温度TXの変化状態
が貯水タンク８内の水の温度TCをパラメータとして３種
類示されている。

さて、コーヒー液を抽出する場合には、まずドリップケ
ース２内に抽出しようとするコーヒー液量に相当したカ
ップ数（人数）分のコーヒー豆を収納すると共に、貯水
タンク８内に所要量の水を供給する。また、このときに
は、選択スイッチ18乃至22のうち上記抽出カップ数に対
応したものをオン操作するものであり、「１カップ」に
対応した選択スイッチ18がオンされた場合には、抽出量
設定回路111の出力端子Q₁から「１」信号が出力される
ため、この「１」信号を一方の入力端子に受けたAND回
路48〜50が他方の入力端子に対する入力信号（ライン
L₁,L₂,L₃の出力）の通過を許容するようになる。また、
「２カップ」乃至「５カップ」に夫々対応した選択スイ
ッチ19乃至22がオンされた各場合には、抽出量設定回路
111の出力端子Q₂乃至Q₅から「１」信号が夫々出力され
るため、AND回路51〜53,54〜56,57〜59,60〜62の各グル
ープが他方の入力端子に対する入力信号（ラインL₁,L₂,
L₃の出力）の通過を選択的に許容するようになる。

そして、この後第４図中の時刻t₁においてスタートスイ
ッチ16をオン操作すると、これに応じて出力されるスタ
ートパルスPaによって、R-Sフリップフロップ36がセッ
トされると共に、R-Sフリップフロップ37,38がリセット
され、さらに記憶回路100の記憶内容が初期化される。
上記のようにR-Sフリップフロップ36がセットされてそ
のセット出力端子Ｑから「１」信号が出力されると、こ
の「１」信号を受けたトリガ回路91からトリガパルスPt
が出力され、そのトリガパルスPtによってカウンタ95の
カウント内容が初期化される。このようにカウンタ95が
初期化された状態では、その出力即ち数値信号S₃が零で
あるから、比較回路102にあっては入力端子A,Bの各入力
がＡ＜Ｂ（Ａ＝0,B＝12（定数記憶部112に記憶された定
数））となって「０」信号を出力するようになり、結果
的にAND回路41の一方の入力端子に対してインバータ63
により反転された「１」信号が与えられる。このAND回
路41の他方の入力端子には、前記R-Sフリップフロップ3
6のセット出力端子Ｑからの「１」信号が与えられてい
るため、AND回路41から「１」信号が出力されるように
なり、この「１」信号がモータ駆動回路33に与えられ
る。すると、モータ駆動回路33によりリレースイッチ24
がオンされ、これに応じてモータ４に通電されてミル機
構１が駆動され、以てドリップケース２内に収納された
コーヒー豆の粉砕が開始される。また、スタートスイッ
チ16がオンされたときには、R-Sフリップフロップ36か
らの「１」信号を一方の入力端子に受けたAND回路40が
他方の入力端子に対する入力信号（即ち1Hzのクロック
パルスP₁）の通過を許容するようになるため、カウンタ
95が初期化状態から１秒毎にカウントアップするように
なり、従ってカウンタ95のカウント内容（数値信号S₃）
は、スタートスイッチ16がオンされてからの経過時間、
即ちミル動作の継続時間を示すようになる。そして、ス
タートスイッチ16がオンされた時刻t₁から13秒経過した
時刻t₂に至ると、比較回路102の入力端子A,Bに対する各
入力がＡ＞Ｂとなるため、その比較回路102から「１」
信号が出力される。すると、AND回路41の出力が「０」
信号に反転するため、モータ駆動回路33によってリレー
スイッチ24がオフされるようになり、これによりモータ
４が断電されてミル動作が終了される。また、このとき
にはAND回路42の両入力端子に対して、R-Sフリップフロ
ップ36からの「１」信号及び比較回路102からの「１」
信号が与えられるため、そのAND回路42が「１」信号を
出力するようになる。

要するに、スタートスイッチ16がオンされたときには、
定数記憶部112に記憶された定数（この定数は、前にも
述べたように実際には外部操作手段により設定変更でき
る）に対応した時間（実際には上記記憶定数より１秒だ
け長くなる）のミル動作が実行されるものであり、時刻
t₂にてAND回路42から出力される「１」信号は、ミル動
作が終了したことを示す信号に相当するようになる。

尚、ミル動作中においてストップスイッチ17がオンされ
たときには、そのオンにより出力されるストップパルス
PbによってR-Sフリップフロップ36がリセットされるた
め、これに応じてAND回路41の出力が「０」信号に反転
してモータ駆動回路33がリレースイッチ24をオフさせる
ようになり、結果的にミル動作が途中で停止される。

しかして、時刻t₂以降はドリップ動作が実行されるもの
である。即ち、時刻t₂にてAND回路42から「１」信号が
出力されると、その「１」信号がAND回路44,45,46の各
入力端子に与えられる。このとき、３入力形のAND回路4
5にあっては、残りの各入力端子に対して、スタートス
イッチ16のオン時にリセットされたR-Sフリップフロッ
プ37,38の各セット出力端子Ｑからの「０」信号が夫々
インバータ65,64により「１」信号に反転されて与えら
れているため、「１」信号を出力してトランスファゲー
ト89のゲート端子に与えるようになる。この結果、トラ
ンスファーゲート89が導通状態を呈するため、定数記憶
部133に記憶された定数「500（Ｗ）」がヒータ出力用デ
ータ信号として出力コントロール回路35に与えられる。
すると、出力コントロール回路35にあっては、入力され
た定数「500（Ｗ）」に応じた周期で「１」信号を間欠
出力することにより、ヒータ駆動回路34を介してトライ
アック25を断続的にオンさせ、以てシーズヒータ11に対
してその出力が上記定数「500（Ｗ）」に対応したもの
となるようにデューティ比制御しながら通電させる。こ
のようにしてシーズヒータ11に通電されて、そのシーズ
ヒータ11が定数記憶部133に予め設定された一定の出力
（500W）にて通電発熱されると、貯水タンク８から加熱
パイプ12内に流入する水がその円弧状部12aにて加熱さ
れて熱湯化されると共に、その熱湯が沸騰圧により押し
上げられて給湯口体７からドリップケース２内に滴下供
給されるようになり、以てドリップ動作が行われる。

ところで、本実施例のような給湯構成を採用したコーヒ
ーメーカにおいては、貯水タンク８からの水を加熱パイ
プ12内において順次熱湯化している関係上、貯水タンク
８内の水の温度の高低に応じてその水が熱湯化されるま
での時間が大きく変化することになる。即ち、第６図に
は、シーズヒータ11を一定出力で連続発熱させた状態に
おける加熱パイプ12の熱湯生成部分の温度（第１の温度
センサ13による検出温度TX）の時間変化状態が、貯水タ
ンク８内の水の温度TCをパラメータ（35℃,20℃,5℃）
として示されている。この第６図において、時間軸のa₁
点，b₁点，c₁点は生成された熱湯の沸騰圧による押し上
げが始まった時点（給湯が開始された時点）に対応し、
検出温度TXは、上記時点までは比較的急激に上昇すると
共に、この後には若干低下して一定値に落着くようにな
る。また、第６図において、時間軸のa₂点，b₂点，c₂点
は貯水タンク８内の水がほとんど熱湯化されて加熱パイ
プ12内の温度が急上昇し始める時点（給湯が略終了され
た時点）に対応し、温度軸のＡ点,B点,C点は前記a₁点，
b₁点，c₁点に対応した検出温度TXを示すものである。こ
の第６図から明らかなように、シーズヒータ11に通電開
始されてから給湯が始まるまでの時間、並びに給湯開始
後から給湯終了するまでの時間（給湯所要時間ひいては
抽出時間に対応）は、貯水タンク８内の水の温度TCに応
じて長短変化するものである。従って、シーズヒータ11
の出力を一定にしたままドリップ動作を実行したので
は、貯水タンク８内に供給される水の温度の相違により
コーヒー液の抽出時間が変化することになるため、美味
しく且つ常に一定の味のコーヒー液を抽出できなくなる
という問題点が惹起される。また、コーヒー液の抽出量
が大小異なる場合においても、その抽出量の如何に拘ら
ず抽出時間があまり変化しないことが望ましいものであ
るが、このような場合においては当然貯水タンク８内に
供給される水の量が大小異なるようになるため、シーズ
ヒータ11を一定出力で発熱させる構成としたのでは、給
湯所要時間ひいては抽出時間が異なって上述と同様の問
題点が惹起されることになる。尚、第６図において、給
湯期間（a₁〜a₂,b₁〜b₂,c₁〜c₂の各期間）中における検
出温度TXが水温TCに応じて相違するのは、第１の温度セ
ンサ13が加熱パイプ12の円弧状部12aにおける貯水タン
ク８寄りの位置に設けられていて、その貯水タンク８内
の水温TCの影響を受け易くなっているめである。

さて、本実施例では、上述のような問題点が以下の述べ
るようにして解消されるものである。

即ち、トランスファゲート68は、パルス発生回路29から
１秒周期で出力されるクロックパルスP₂をゲート端子に
受けるようになっており、従って１秒毎に導通状態を呈
してA-D変換回路31から出力される第１の温度信号S
₁（第１の温度センサ13による検出温度のTXに対応）を
通過させる。このため記憶回路96には、１秒経過する毎
に新たな検出温度のTXが順次更新記憶される。また、ト
ランスファゲート69は、パルス発生回路29から前記クロ
ックパルスP₂より時間τ（第５図参照）だけ遅れて出力
される１秒周期のクロックパルスP₁をゲート端子に受け
るようになっており、従って１秒毎に導通状態を呈して
記憶回路96に記憶された検出温度TXを通過させる。この
ため、次段の記憶回路97にも検出温度TXが記憶回路96よ
り時間τずつ遅れて順次更新記憶される。この結果、ク
ロックパルスP₂及び、P₁間の遅れ時間τに対応した期間
においては、記憶回路96,97に記憶された各検出温度TX
のサンプリング時間に１秒の時間差がある。そして、減
算回路109においては、入力端子Ｃに対する入力（記憶
回路96からの見出温度TX）から入力端子Ｄに対する入力
（記憶回路97からの検出温度TX）を減算し、その減算結
果を数値信号S₆として出力する。従って、クロックパル
スP₂及びP₁間の遅れ時間τに対応した期間に出力される
数値信号S₆は、１秒間での検出温度TXの上昇値に対応す
るものであり、この数値信号S₆は比較回路104の入力端
子A,比較回路105の入力端子Ｂ及び記憶回路100の入力端
子Ｉに与えられる。

上記記憶回路100は、前記時刻t₁にて初期化されている
ため当初においては数値零を記憶した状態にあり、その
記憶数値に対応した数値信号S₄が出力端子Ｑから比較回
路104の入力端子Ｂに与えられる。このとき、シーズヒ
ータ11に通電開始された時刻t₂後においては検出温度TX
が上昇されるから、比較回路104の入力端子A,Bに対する
各入力が必ずＡ＞Ｂの関係となり、このためその比較回
路104から「１」信号が出力される。すると、上記
「１」信号を受けたトリガ回路93がトリガパルスPtを出
力してこれを記憶回路100のプリセット端子PRに与える
ようになるため、記憶回路100はその時点の数値信号S₆
を新たに記憶するようになる。そして、これ以降におい
ても検出温度TXが上昇している期間中は、上述と同様に
トリガ回路93からトリガパルスPtが出力されて、記憶回
路100において新たな数値信号S₆の記憶動作が繰返され
るものである。つまり、記憶回路100は、今現在の記憶
値より大きな数値信号S₆が入力されたときのみ、当該数
値信号S₆を新たに記憶するものであり、結果的に記憶回
路100から出力される数値信号S₄は、その出力時点まで
における検出温度TXの１秒間における最大上昇値に対応
するようになる。

斯かる記憶回路100からの数値信号S₄は、定数乗算回路1
10によって「0.5」が乗算されて数値信号S₇に変換さ
れ、この数値信号S₇が前記比較回路105の出力端子Ａに
与えられる。上記比較回路105の出力はトランスファゲ
ート71を通過するようになっているが、このトランスフ
ァゲート71のゲート端子には、前記パルス発生回路29か
らクロックパルスP₂及びP₁間の遅れ時間τに対応した期
間において１秒周期で出力されるクロックパルスP₃（第
５図参照）が与えられるようになっている。従って、比
較回路105の比較動作は、クロックパルスP₃によりトラ
ンスファゲート71が導通状態を呈した期間、つまり減算
回路109から出力される数値信号S₆が１秒間における検
出温度TXの上昇値に対応している期間のみ有効化され
る。そして、このように比較回路105の比較動作が有効
化されている期間において、数値信号S₆及びS₇がS₇＞S₆
の関係となったとき、換言すれば、第４図中時刻t₃にお
いて加熱パイプ12内で沸騰圧による熱湯の押し上げ（給
湯）が開始され、以て検出温度のTXの温度上昇勾配が鈍
化し、これにより今現在の検出温度Txの１秒間における
温度上昇値が記憶回路100に記憶された検出温度TXの１
秒間における最大上昇値の1/2以下となったときには、
上記比較回路105が「１」信号を出力するものである。
そして、このときには前述したようにトランスファゲー
ト71が導通状態を呈してしるから、上記「１」信号はそ
のトランスファゲート71を通過してR-Sフリップフロッ
プ37のセット入力端子Ｓに与えられ、これによりR-Sフ
リップフロップ37がセットされる。尚、第４図では、検
出温度TXの温度上昇勾配が時刻t₃にて負になっている
が、これは第１の温度センサ13の取付け位置に関係する
ものであり、その第１の温度センサ13が加熱パイプ12の
円弧状部12aの中央寄りに位置されるときには、貯水タ
ンク８内の温度TCによる影響が減少して上記温度上昇勾
配の時刻t₃における変化度合が小さくなるので、これに
合せて定数乗算回路110での定数を設定している。

時刻t₃において上記のようにR-Sフリップフロップ37が
セットされると、そのセット出力端子Ｑからの「１」信
号がインバータ65により「０」信号に反転されてAND回
路45に与えられるため、そのAND回路45の出力が「０」
信号に反転してそれまで導通状態にあったトランスファ
ゲート89がしゃ断状態に切換えられる。また、これと同
時に、３入力形のAND回路46の各入力端子に対して、AND
回路42からの「１」信号，インーバタ64からの「１」信
号並びに上記R-Sフリップフロップ37からの「１」信号
が与えられるため、その出力が「１」信号に反転し、こ
の「１」信号をゲート端子に受けたトランスファゲート
90が導通状態を呈する。これにより、定数記憶部117〜1
31に記憶された各定数が出力コントロール回路35に対し
ヒータ出力用データ信号として選択的に入力可能な状態
となる。

一方、前述したように、抽出カップ数に対応した選択ス
イッチ18〜22の何れかがオンされたときには、各オン状
態に応じてAND回路48〜50,51〜53,54〜56,57〜59,60〜6
2の何れかのグループがラインL₁,L₂,L₃の出力（初期水
温検出回路134からの出力）の通過を許容した状態にあ
る。従って、１カップ分のコーヒー液を抽出する場合に
は、ヒータ出力用データ信号として定数記憶部117〜119
のグループに記憶された各定数の何れか一つが選択的に
使用されることになり、同様に、２カップ分乃至５カッ
プ分のコーヒー液を抽出する各場合には、ヒータ出力用
データ信号として定数記憶部120〜122,123〜125,126〜1
28,129〜131のグループに夫々記憶された各定数の何れ
か一つが選択的に使用されることになる。そして、上記
定数記憶部117〜131の各グループからの定数の選択は、
第２の温度信号S2（第２の温度センサ14が検出する貯水
タンク８内の水の温度TCに対応）を受ける初期水温検出
回路134の出力に基づいて次に述べるように行なわれ
る。

即ち、前記時刻t₂においてAND回路42から「１」信号が
出力されたときには、この「１」信号を受けたトリガ回
路94からトリガパルスPtが出力されるため、トランスフ
ァゲート72が導通状態を呈する。すると、A-D変換回路3
2からの第２の温度信号S₂が記憶回路99に記憶され、そ
の記憶数値が比較回路106,107に対して比較入力として
与えられる。この場合、上記水温TCが10℃以下の状態で
は、比較回路106において入力端子A,Bの各入力がＡ≦Ｂ
（Ａ＝12,B＝10（定数記憶部115に記憶された定数））
となって「０」信号が出力されると共に、比較回路107
においても入力端子A,Bの各入力がＡ＜Ｂ（Ａ＝12,B＝3
0（定数記憶部116に記憶された定数））となって「０」
信号が出力されるようになり、従ってラインL₁,L₂,L₃の
うちラインL₁のみに「１」信号が出力される。また、水
温TCが10℃より高く且つ30℃以下の状態では、比較回路
106から「１」信号が出力されると共に、比較回路107か
ら「０」信号が出力されるため、ラインL₂のみに「１」
信号が出力されるようになる。さらに、水温TCが30℃よ
り高い状態では、比較回路106及び107の双方から「１」
信号が出力されるため、ラインL₃のみに「１」信号が出
力されるようになる。

従って、貯水タンク８内の水の温度TCが、TC≦10℃の関
係にあるときには、ラインL₁からAND回路48,51,54,57,6
0に「１」信号が与えられるため、抽出量設定回路111か
らの出力状態に応じて上記AND回路48,51,54,57,60の何
れか一つから「１」信号が出力されて、トランスファゲ
ート73,76,79,82,85のうち当該AND回路に対応したもの
が導通状態を呈する。また、10℃＜TC≦30℃の関係にあ
るときには、ラインL₂からAND回路49,52,55,58,61に
「１」信号が与えられるため、抽出量設定回路111から
の出力状態に応じて上記AND回路49,52,55,58,61の何れ
か一つから「１」信号が出力されて、トランスファゲー
ト74,77,80,83,86のうち当該AND回路に対応したものが
導通状態を呈する。さらに、30℃＜TCの関係にあるとき
には、ラインL₃からAND回路50,53,56,59,62に「１」信
号が与えられるため、抽出量設定回路111からの出力状
態に応じて上記AND回路50,53,56,59,62の何れか一つか
ら「１」信号が出力されて、トランスファゲート75,78,
81,84,87のうち当該AND回路に対応したものが導通状態
を呈する。

以上のようにして、抽出量設定回路111により選択され
た抽出カップ数並びに貯水タンク８内の水の温度TCに応
じて、トランスファゲート73〜87のうちの何れかが導通
状態を呈するものであり、これにより定数記憶部117〜1
31の何れかに記憶された定数が、前述のように時刻t₃に
おいて導通した状態にあるトランスファゲート90を介し
て出力コントロール回路35にヒータ出力用データ信号と
して与えられる。そして、出力コントロール回路35にあ
っては、シーズヒータ11の出力が上述のように入力され
た定数に応じた値となるようにデューティ比制御し、こ
れによりシーズヒータ11の出力が貯水タンク８内の水の
温度及び抽出コーヒー液量に応じて変化されるようにな
る。そして、この場合、各定数記憶部117〜131の記憶定
数としては、その記憶定数に応じた出力でシーズヒータ
11が発熱されたときの給湯所要時間が、貯水タンク８内
の水の温度TC及び抽出コーヒー液量と無関係に略一定に
なるような値が予め記憶されている。即ち、上記各記憶
定数としては、貯水タンク８内の水の温度TCが高い状態
時ほどシーズヒータ11の出力が小さくなり、且つ抽出コ
ーヒー液量が多いときほどシーズヒータ11の出力が大き
くなるような値が記憶されており、これによって給湯所
要時間ひいては抽出時間が貯水タンク８内の水の温度TC
及び抽出コーヒー液量の如何に拘らず一定化するように
なっている。

このようにして、シーズヒータ11の出力が制御手段135
により調節された状態にてドリップ動作が行なわれるも
のであり、斯様なドリップ動作の進行に応じて貯水タン
ク８内の水が消費されて加熱パイプ12内に流入する水が
ほとんど無くなると、第１の温度センサ13による検出温
度TXが急激に上昇するようになる。この場合、トランス
ファゲート70は、カウンタ30から10秒周期で出力される
キャリーパルスP₄をゲート端子に受けて、記憶回路96か
らの検出温度TXを10秒毎に通過させており、この検出温
度TXが記憶回路98に順次更新記憶される。このため、減
算回路108にあっては、入力端子Ｃに対する入力（記憶
回路96からの今現在の検出温度TX）から入力端子Ｄに対
する入力（記憶回路98からの10秒前の時点の検出温度T
X）を減算し、その減算結果を数値信号S₅として出力す
る。従って、この数値信号S₅は10秒間での検出温度TXの
上昇値に対応するものであり、この数値信号S₅は比較回
路103にて定数記憶部114の記憶定数（５℃）と比較され
る。そして、前述のように加熱パイプ12内の水がほとん
ど無くなることによりドリップ動作が終了されて検出温
度TXが急上昇し、以て時刻t₄にて10秒当りの温度上昇値
が５℃を越えるようになると、比較回路103から「１」
信号が出力されてAND回路43に与えられる。このAND回路
43の他方の入力端子にはR-Sフリップフロップ37のセッ
ト出力端子Ｑから「１」信号が与えられており、従って
時刻t₄ではこのAND回路43からの「１」信号を受けたト
リガ回路92からトリガパルスPtが出力され、このトリガ
パルスPtによりR-Sがフリップフロップ38がセットされ
る。すると、それまで「１」信号を出力していたAND回
路46の出力が「０」信号に反転してトランスファゲート
90がしゃ断されると共に、AND回路44の出力が「１」信
号に反転するようになり、これによりトランスファゲー
ト88が導通状態を呈する。このため、ドリップ動作が終
了された時刻t₄以降においては、定数記憶部132に記憶
された定数（100（Ｗ））が出力コントロール回路35に
与えられるようになって、シーズヒータ11が100Wの出力
にて発熱されるという乾燥運転が行なわれるようにな
り、以て加熱パイプ12内に残存した水分が緩やかに蒸発
されて、残存水に起因した異臭及び錆等の発生が未然に
防止される。また、このようにドリップ動作終了後の乾
燥運転中にはシーズヒータ11が比較的低い100Wの出力に
より発熱される結果、加熱パイプ12内に残存した少量の
水分が急激に蒸発して給湯口体７から大量の高熱蒸気が
噴出することがなくなり、噴出蒸気に起因する火傷等の
危険性も未然に防止される。

そして、この後の時刻t₅において、第１の温度信号S₁に
より示される検出温度TXが定数記憶部113に記憶された
乾燥運転終了用の温度150℃を越えるようになると、比
較回路101の各入力端子A,Bに対する各入力がＡ＞Ｂの関
係になって、これから「１」信号が出力される。する
と、R-Sフリップフロップ36がリセットされてAND回路42
の出力が「０」信号に反転すると共に、これに応じてそ
れまで「１」信号を出力していたAND回路44の出力も
「０」信号に反転するため、トランスファゲート88がし
ゃ断状態に切換えられ、これに応じて出力コントロール
回路35に対するヒータ出力用データ信号の入力が停止さ
れ、以てシーズヒータ11が断電されて乾燥運転が終了さ
れる。

また、ドリップ動作及び乾燥運転中において、ストップ
スイッチ17がオンされたときには、そのオンに応じて出
力されるストップパルスPbによってR-Sフリップフロッ
プ36がリセットされると共に、これに応じてAND回路42
の出力が「０」信号に反転してAND回路44,45,46が信号
の通過を阻止するようになるため、トランスファゲート
88,89,90がしゃ断状態に保持されてシーズヒータ11が断
電され、以てドリップ動作及び乾燥運転が途中停止され
る。

一方、上記第１の実施例では、第４図中の時刻t₂〜t₃の
期間においてシーズヒータ11を一定出力（500W）で発熱
させる構成としたが、この期間におけるシーズヒータ11
の出力も貯水タンク８内の水の温度TC及び抽出コーヒー
液量に応じて調節する構成としても本来の目的を達成で
きるものである。即ち、第７図は斯様な構成を採用した
本発明の第２の実施例を示すものであり、以下、これに
ついて前記第１の実施例と異なる部分のみ説明する。こ
の第２の実施例では、第１の実施例におけるAND回路45,
インバータ65,トランスファゲート89,定数記憶部133を
除去すると共に、これに関連してAND回路46を２入力形
としてこのAND回路46にR-Sフリップフロップ37からの信
号が入力されないように構成し、以てAND回路42からミ
ル動作が終了したことを示す「１」信号が出力されたと
きトランスファゲート90が導通状態を呈するようにして
いる。

尚、上記各実施例では、第２の温度センサ14による検出
温度（貯水タンク８内の水の温度TCに相当）を初期水温
検出回路134により３段階にランク分けするようにした
が、さらに多段にランク分けしても良く、抽出量設定回
路111も５段階の設定に限らないものである。また、上
記各実施例では第１の温度センサ13を加熱パイプ12の円
弧状部12aにおける貯水タンク８寄りの位置に設ける構
成としたが、必ずしもこのような位置に設ける必要はな
いものである。但し、上記構成を採用した場合には、第
１の温度センサ13の検出温度TXに対して貯水タンク８内
の水温TCの影響が及び易いので、第４図中の時刻t₃（R-
Sフリップフロップ37のセットタイミング）における上
記検出温度TXの変化度合が大きくなり、結果的にR-Sフ
リップフロップ37のセットタイミングを正確にできる利
点がある。さらに、定数記憶部112〜133の記憶定数は、
上記各実施例に限定されるものでないことは勿論であ
る。また、上記各実施例では、シーズヒータ11の出力を
デューティ比制御により調節するようにしたが、位相制
御手段等の他の手段であっても良い。

その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例に限定
されるものではなく、例えば水温検出手段として貯水タ
ンク内の水温を直接的或は間接的に検出する他の手段を
採用しても良い等、その要旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することができるものである。

［発明の効果］本発明によれば以上の説明によって明らかなように、貯
水タンクから供給される水を加熱パイプ内で熱湯化する
と共に、その熱湯を沸騰圧により押し上げてコーヒー粉
が収納されたドリップケース内に滴下することによりコ
ーヒー液を抽出するようにしたコーヒー抽出器におい
て、コーヒー液の抽出が開始されてから終了されるまで
の時間を、前記貯水タンク内に供給される水の温度の如
何に拘らず略一定化できるものであり、これにより美味
しく、しかも常に一定の味のコーヒー液を得ることがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の第１の実施例を示すもので
あり、第１図は電気的構成のブロック図、第２図はコー
ヒー抽出器を一部破断して示す側面図、第３図はコーヒ
ー抽出器の底面図、第４図及び第５図は作用説明用のタ
イミングチャート、第６図は同じく作用説明用の温度変
化特性図である、また、第７図は本発明の第２の実施例
を示す第１図相当図である。図中、１はミル機構、２はドリップケース、７は給湯口
体、８は貯水タンク、11はシーズヒータ、12は加熱パイ
プ、13は第１の温度センサ、14は第２の温度センサ（水
温検出手段）、16はスタートスイッチ、17はストップス
イッチ、18〜22は選択スイッチ、35は出力コントロール
回路、111は抽出量設定回路、134は初期水温検出回路、
135は制御手段を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】貯水タンクからの水が流入する加熱パイプ
と、この加熱パイプ内の水を熱湯化することによりその
熱湯を沸騰圧により押し上げてコーヒー粉が収納される
ドリップケース内に供給するヒータと、前記貯水タンク
内の水の温度を検出するように設けられた水温検出手段
と、前記ヒータの出力を大小調節し得るように設けられ
前記水温検出手段による検出温度が高い状態時ほど上記
ヒータの出力が小さくなるように制御する制御手段とを
具備したことを特徴とするコーヒー抽出器。
【請求項２】制御手段は、コーヒー液の抽出量が多い状
態時ほどヒータの出力が大きくなるように制御するよう
に構成されてれいることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載のコーヒー抽出器。
【請求項３】制御手段は、ヒータの電源投入後から所定
時間が経過するまでの期間中はそのヒータの出力を予め
設定された一定値に保持するように構成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のコーヒー抽
出器。