JPH0769B2

JPH0769B2 - コ−ヒ−抽出器

Info

Publication number: JPH0769B2
Application number: JP61029494A
Authority: JP
Inventors: 隆保成田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-02-13
Filing date: 1986-02-13
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: JPS62186823A

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
（ドリップケースに対して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、ドリップケースに対する熱湯が開始されてからそ
の給湯が終了され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、前記加熱パイプ
内の水を熱湯化するためのヒータの出力をその通電開始
当初において一定値に保持する保持手段を設けると共
に、前記加熱パイプの温度を検出する温度検出手段を設
け、ヒータに通電開始されてから前記温度検出手段によ
る検出温度の変化率が鈍化する時点までの時間を計測
し、その計測時間が長い状態時ほど上記ヒータの出力が
大きくなるように制御す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、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
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13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13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温
度検出手段としての温度センサ14が添設されている。こ
の場合、上記温度センサ14は、加熱パイプ12の円弧状部
13における前記貯水タンク８寄りの位置に設けられてお
り、従ってこの温度センサ14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、この同期パルスPs
はパルス発生回路29に与えられる。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
はキャリーパルスP₄（第５図参照）が10秒周期で出力さ
れる。

31は前記温度センサ14の検知出力をデジタル値に変換す
るA-D変換回路で、その変換値を温度信号S₁として出力
する。32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。33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。34
は上記ヒータ駆動回路33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33
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。

35〜37はR-Sフリップフロップ、38はOR回路、39〜61はA
ND回路、62〜66はインバータである。67〜89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。
90〜94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及び96は時間測定用のカウンタで、これらはクロック
端子CKに与えられる前記クロックパルスP₁を計時要素と
し、各カウント内容を夫々数値信号S₂及び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。
97〜101は記憶回路で、これらのうち記憶回路97〜100
は、対応するトランスファゲート67,68,69,71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101
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。10
2〜108は比較回路で、これらは入力端子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。109及び110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。111は定数乗算回路
で、これは前記記憶回路101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S
₇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、112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。

113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。114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た内部の水が完全に蒸発したとき
における前記温度センサ14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。115は所定の
演算処理用温度値に対応した定数を記憶して成る定数記
憶部で、これには例えば５（℃）に対応した定数が記憶
されている。116及び117は所定の演算処理用時間値に対
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116には60（秒）、定数記憶部117には50
（秒）の各定数が記憶されている。118〜134は前記出力
コントロール回路34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
らには例えば第１図中に示したような100（Ｗ）から100
0（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46,インバータ65,66,比較回路107,
108及び定数記憶部116,117によって、計測時間ランク分
け回路135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、AND回路4
4,トランスファゲート88及び定数記憶部134によって本
発明でいう保持手段136が構成され、トランスファゲー
ト67,68,70,トリガ回路92,記憶回路97,98,101,比較回路
105,106及び定数乗算回路111によって本発明でいう変化
点検手段137が構成され、R-Sフリップフロップ36,トラ
ンスファゲート71,トリガ回路93,94,カウンタ96及び記
憶回路100によって本発明でいう計測手段138が構成され
ている。さらに、139は本発明でいう制御手段であり、
この制御手段139は、上記計測時間ランク分け回路135,
出力コントロール回路34,AND回路43,45,47〜61,トラン
スファゲート72〜87,89及び定数記憶部118〜133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、温度センサ14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35のセット出力端子Ｑからの出力、比較回路103の
出力、AND回路40,41の出力、記憶回路101の出力端子Ｑ
からの出力、R-Sフリップフロップ36,37のセット出力端
子Ｑからの出力、AND回路44,45,43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
た温度センサ14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112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47〜49が他方の入力端子に対する入力信号（後述する
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112の出力端子Q₂乃至Q₅から夫々「１」信号が出
力されるため、AND回路50〜52,53〜55,56〜58,59〜61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35がセッ
トされると共に、R-Sフリップフロップ36,37がリセット
され、さらに記憶回路101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35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90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S₂が零で
あるから、比較回路103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113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40の一方の入力端子に対してインバータ62
により反転された「１」信号が与えられる。このAND回
路40の他方の入力端子には、前記R-Sフリップフロップ3
5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40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32に与えられ
る。すると、モータ駆動回路32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35か
らの「１」信号を一方の入力端子に受けたAND回路39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S₂）
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103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103から「１」
信号が出力される。すると、AND回路40の出力が「０」
信号に反転するため、モータ駆動回路32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41の両入力端子に対して、R-Sフリップフロ
ップ35からの「１」信号及び比較回路103からの「１」
信号が与えられるため、そのAND回路41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113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41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35がリセットされるた
め、これに応じてAND回路40の出力が「０」信号に反転
してモータ駆動回路32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、時効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41から「１」信号が
出力されると、その「１」信号がAND回路43,44,45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
4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36,37の各セット出力端子Ｑからの「０」信号が夫々
インバータ64,63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88のゲート端子に与えるようになる。この結果、トラ
ンスファゲート88が導通状態を呈するため、定数記憶部
134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34に与えられる。す
ると、出力コントロール回路34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33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 00（Ｗ）」に対応したものと
なるようにデティ比制御しながら通電させる。この
ようにして、保持手段136は、シーズヒータ11の通電開
始当初においてそのシーズヒータ11の出力が定数記憶部
134に予め設定された一定値（500W）に保持するもので
ある。そしてシーズヒータ11が通電発熱されると、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13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
が行なわれる。このような時刻t₂においてシーズヒータ
11に通電開始されたときには、その時刻t₂にてAND回路4
1から出力される「１」信号を受けたトリガ回路94がト
リガパルスPtを出力するようになるため、クロックパル
スP₁を常時においてカウントした状態にあるカウンタ96
が初期化されるようになる。従って、これ以降における
カウンタ96のカウント内容（数値信号S₃）はシーズヒー
タ11に通電開始されてからの経過時間を示すようにな
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
ーメーカーにおいては、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（温度セン
サ14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ΔＥ、並びに給
湯開始後から給湯終了するまでの時間ΔＦ（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。そして、この
場合には、上記給湯開始から給湯終了までの時間ΔＥと
貯水タンク８内の水の温度TCとの間には、水温TCが低い
ときほど時間ΔＥが長くなるという一定の相関関係があ
るから、その時間ΔＥに基づいて水温TCを間接的に検出
することができる。そして、上記のように給湯所要時間
ΔＦが水温TCの高低に応じて変化する関係上、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、温度セ
ンサ14が加熱パイプ12の円弧状部13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ためである。

さて、本実施例では、上述のような問題点が以下に述べ
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67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から出力される温度信号S₁（温度セ
ンサ14による検出温度TXに対応）を通過させる。このた
め記憶回路97には、１秒経過する毎に新たな検出温度TX
が順次更新記憶される。また、トランスファゲート68
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97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98にも検出温度TXが記憶回路97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97、98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110において
は、入力端子Ｃに対する入力（記憶回路97からの検出温
度TX）から入力端子Ｄに対する入力（記憶回路98からの
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P₆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105の入力端子A,比較回路106の入
力端子Ｂ及び記憶回路101の入力端子Ｉに与えられる。

上記記憶回路101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105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105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105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92がトリガパルスPtを出
力してこれを記憶回路101のプリセット端子PRに与える
ようになるため、記憶回路101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92からトリガパルスPtが出力されて、記憶回
路101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101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101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101からの数値信号S₄は、定数乗算回路1
11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106の入力端子Ａに
与えられる。上記比較回路106の出力はトランスファゲ
ート70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70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106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70が導通状態を呈した期間、つまり減算
回路110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106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TXの変化率（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101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106が「１」信号より成る変化率
鈍化信号S₀を出力するものである。このようにして、変
化点検出手段137は、温度センサ14による検出温度TXの
変化率が鈍化する時点（給湯が開始される時点）を検出
して変化率鈍化信号S₀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70が導
通状態を呈しているから、上記変化率鈍化信号S₀はその
トランスファゲート70を通過してR-Sフリップフロップ3
6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36がセットされる。尚、第４図では、検出温
度TXの変化率が時刻t₃にて負になっているが、これは温
度センサ14の取付け位置に関係するものであり、その温
度センサ14が加熱パイプ12の円弧状部13における中央寄
りに位置されるときには、貯水タンク８内の水の温度TC
による影響が減少して上記検出温度TXの変化率の時刻t₃
における鈍化度合が小さくなるので、これに合せて定数
乗算回路111での定数を設定している。

時刻t₃において、上記のように変化率鈍化信号S₀が出力
されてR-Sフリップフロップ36がセットされると、その
セット出力端子Ｑからの「１」信号を受けたトリガ回路
93からトリガパルスPtが出力されるため、そのトリガパ
ルスPtによってトランスファゲート71が導通状態を呈す
る。すると、カウンタ96からの数値信号S₃（前述したよ
うにシーズヒータ11に通電開始されてからの経過時間に
相当）がトランスファゲート71を通過して記憶回路100
に記憶される。このようにして、計測手段138は、シー
ズヒータ11に通電開始された時点から変化率鈍化信号S₀
が出力された時点（給湯開始された時点）までの時間を
計測して、その計測結果を記憶回路100に時間信号SXと
して記憶するものである。この場合、前述したようにシ
ーズヒータ11に通電開始されてから給湯開始されるまで
の時間（第６図ΔＥ参照）と貯水タンク８内の水の温度
TCとの間には、水温TCが低いときほど時間信号SXにより
示される時間値が長くなるという一定の相関関係がある
から、上記時間信号SXは上記水温TCに対応するようにな
り、結果的に計測手段138は貯水タンク８内の水温TCを
間接的に検出することになる。

また、前記時刻T₃において、R-Sフリップフロップ36か
ら「１」信号が出力されたときには、その「１」信号が
インバータ64により「０」信号に反転されてAND回路44
に与えられるため、そのAND回路44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88がしゃ断状態に切換えられる。これと同時に、３入
力形のAND回路45の各入力端子に対して、AND回路41から
の「１」信号，インバータ63からの「１」信号並びに上
記R-Sフリップフロップ36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89が導通状
態を呈する。これにより、定数記憶部118〜132に記憶さ
れた各定数が出力コントロール回路34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47〜49,50〜52,53〜55,56〜58,59〜6
1の何れかのグループがラインL₁,L₂,L₃の出力（計測時
間ランク分け回路135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11
8〜120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121〜123,124〜126,
127〜129,130〜132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118〜132の各グループからの定数の
選択は、計測手段138からの時間信号SXを受ける計測時
間ランク分け回路135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t₃において記憶回路100に記憶された時
間信号SXは貯水タンク８内の水の温度TCが低いときほど
長くなる性質を有するものであるが、この時間信号SXは
比較回路107,108の各入力端子Ｂに対して比較入力とし
て与えられる。この場合、上記時間信号SXにより示され
る時間値が60秒以上の状態（即ち水温TCが比較的低い状
態）では、比較回路107において入力端子A,Bの各入力が
Ａ≦Ｂ（Ａには定数記憶部116に記憶された定数「60」
が与えられている）となって「０」信号が出力されると
共に、比較回路108においても入力端子A,Bの各入力がＡ
＜Ｂ（Ａには定数記憶部117に記憶された定数「50」が
与えられている）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、時間信号SXにより示さ
れる時間値が60秒未満で且つ50秒以上の状態（水温TCが
中程度の状態）では、比較回路107から「１」信号が出
力されると共に、比較回路108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、時間信号SXにより示される時間値が50
秒未満の状態（水温TCが比較的高い状態）では、比較回
路107及び108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、時間信号SXが、SX≧60秒の関係にあるときに
は、ラインL₁からAND回路47,50,53,56,59に「１」信号
が与えられるため、抽出量設定回路112からの出力状態
に応じて上記AND回路47,50,53,56,59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72,75,7
8,81,84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、60秒＞SX≧50秒の関係にあるときには、
ラインL₂からAND回路48,51,54,57,60に「１」信号が与
えられるため、抽出量設定回路112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73,76,7
9,82,85のうち当該AND回路に対応したものが導通状態を
呈する。さらに、50秒＞SXの関係にあるときには、ライ
ンL₃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112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。

以上のようにして、抽出量設定回路112により選択され
た抽出カップ数並びに時間信号SXにより示される時間値
の長短（ひいては貯水タンク８内の水の温度TCの高低）
に応じて、トランスファゲート72〜86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11
8〜132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89を
介して出力コントロール回路34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34
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TCを示す時間信号SX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118〜132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、計測手段138
による計測時間が長い状態時ほど、換言すれば時間信号
SXにより示される貯水タンク８内の水の温度TCが低い状
態時ほどシーズヒータ11の出力が大きくなり、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、これによって時刻
t₃〜t₄間の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139
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、温度センサ14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69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97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99に順次更新記憶される。このため、減算回路
109にあっては、入力端子Ｃに対する入力（記憶回路97
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99からの10秒前の時点の検出温度TX）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104に
て定数記憶部115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104から「１」信号が
出力されてAND回路42に与えられる。このAND回路42の他
方の入力端子にはR-Sフリップフロップ36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42からの「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、このトリガパルス
PtによりR-Sフリップフロップ37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45の出
力が「０」信号に反転してトランスファゲート89がしゃ
断されると共に、AND回路43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87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133に記憶された定
数（100（Ｗ））が出力コントロール回路34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、温度信号S₁により示
される検出温度TXが定数記憶部114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1
02の入力端子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35がリセットされてAND回路41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43の出力も「０」信
号に反転するため、トランスファゲート87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34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35がリセットされると共に、これに応じてAND回路41
の出力が「０」信号に反転してAND回路43,44,45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
87,88,89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。

上記した本実施例によれば、給湯所要時間即ちコーヒー
液の抽出時間が、貯水タンク８内の水温TCの如何に拘ら
ず予め設定された略一定の時間になるから、美味しく且
つ常に一定の味のコーヒー液を抽出することができる。
また、上記実施例では、シーズヒータ11に通電開始され
てから給湯が開始されるまでの時間（時間信号SX）に基
づいて給湯所要時間を決定するようにしているから、そ
のシーズヒータ11の定格がばらついたり、或は電源電圧
が変動したとしても、上記給湯所要時間が一定化される
利点がある。さらに、本実施例によれば、加熱パイプ12
の熱湯生成部分の温度を検出するように設けた１個の温
度センサ14を利用して、貯水タンク８内の水の温度TCを
も間接的に検出する構成としたから、全体の構造を簡単
化することができる。

尚、上記実施例では、計測手段138による計測時間を計
測時間ランク分け回路135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112も５段階の設定に限らないものであ
る。また、上記実施例では温度センサ14を加熱パイプ12
の円弧状部13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、
温度センサ14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（変化率
鈍化信号S₀が出力されてR-Sフリップフロップ36がセッ
トされるタイミング）における上記検出温度TXの変化度
合が大きくなり、結果的に変化率鈍化信号S₀の出力タイ
ミングが正確になって抽出時間の制御が確実になるとい
う利点がある。さらに、定数記憶部113〜134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、例えば計測手段或は変化点検出手
段として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、ドリップケースに対して給湯が開始されてからその
給湯が終了されるまでの所要時間を、前記貯水タンク内
に供給される水の温度の如何或は熱湯生成用ヒータの定
格のばらつき，電源電圧の変動の如何等に拘らず略一定
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】

図面は本発明の一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。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、14は温度センサ（温度検出手段）、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、34は出力コントロール回路、112は抽出量設定回
路、135は計測時間ランク分け回路、136は保持手段、13
7は変化点検出手段、138は計測手段、139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、このヒータの出
力をその通電開始当初において一定値に保持する保持手
段と、前記加熱パイプの温度を検出するように設けられ
た温度検出手段と、この温度検出手段による検出温度の
変化率が鈍化する時点を検出して変化率鈍化信号を出力
する変化点検出手段と、前記ヒータに通電開始されてか
ら前記変化率鈍化信号が出力されるまでの時間を計測す
る計測手段と、前記ヒータの出力を大小調節し得るよう
に設けられ前記計測手段による計測時間が長い状態時ほ
ど上記ヒータの出力が大き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】温度検出手段は、加熱パイプにおける貯水
タンク寄りの位置の温度を検出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。