JP5143152B2 - 炊飯器 - Google Patents

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。

美味しい米飯を炊くためには、炊飯前に米に十分に吸水させる必要がある。吸水が不十分な米は芯の残った米飯になりやすいためである。そこで炊飯器の炊飯工程には、沸騰させる前に鍋状容器内を米の糊化温度（６０〜７０℃）以下の温度に保持し、米の吸水を促す予熱工程と呼ばれる工程が設けられている。一般に多く流通している米の場合、精白米の状態では含水率は約１５％であるが、予熱工程終了時には吸水が進んで含水率が約３０％前後となり、炊き上がり時には含水率が６０〜６５％となることで美味しいご飯となる。

しかし、米の品種や生産地、保存状態、新米・古米の別、品質によって、米の吸水のしやすさが異なる。ある一定の時間及び温度で予熱工程を行った場合でも、用いた米によっては吸水が不十分であったり、過剰であったりする。米の吸水が不十分な場合、例えば沸騰を開始した段階でも含水率が３５％に満たない場合は、炊き上がりのご飯に芯が残る。また、米の吸水が過剰な場合、例えば予熱工程終了時に米の含水率が５０％を超える場合は、沸騰を開始する段階で米に吸収されていない水がほとんどない状態になってしまうため、鍋状容器全体に水分が均等に行き渡らなくなり、炊きむらを生じることがある。炊きむらが生じたときは、例えば、鍋状容器内の底付近のご飯は軟らかくなりすぎてしまう一方で、上部のご飯は硬い生の状態で炊き上がってしまうことがある。

このように、米の吸水というのは良い食味の米飯を得るために重要な項目である。
そこで、従来、「制御手段３は、浸漬時間計測手段５から入力される米の浸漬時間と生産地選択手段７により選択される米の生産地により、炊飯開始後に行われる米に吸水させる吸水工程の時間を調整」する炊飯器が提案されていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−７５３２２号公報（要約、図１）

しかしながら、特許文献１に記載の炊飯器では、使用者が米の生産地をわざわざ選択する手間がかかる上に、使用者が米の生産地を知らない場合は吸水工程の時間を最適に調整することができなかった。

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、使用者に手間をかけさせることなく、安定的に美味しく炊飯することが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予熱工程と昇温工程とを含む炊飯工程を実行する制御手段と、米の含水率を検知する含水率検知手段とを備え、前記含水率検知手段は、前記本体内に収容された前記鍋状容器内の米の上面高さを測る米高さセンサーと、基準となる米の上面高さを記憶する基準米高さ記憶部と、前記米高さセンサーにより検出された米の上面高さと前記基準米高さ記憶部に記憶された基準となる米の上面高さとを比較して両者の差を検出する米高さ比較部と、前記米高さ比較部が検出した差に基づいて米の含水率を検知する含水率判断部と、を有し、前記制御手段は、前記含水率検知手段により検知された米の含水率に応じて前記予熱工程の時間を調整するものである。

本発明によれば、含水率検知手段により米の含水率を検知し、米の含水率に応じて予熱工程の時間を調整する。このため、炊き上がった米飯に芯が残ったり炊きむらが生じたりするのを抑制することができる。
また、含水率検知手段が米の含水率を検知するので、米の吸収のしやすさに影響を及ぼす特性（例えば、品種、生産地、新米・古米の別など）に関する情報を炊飯前に予め使用者が設定する必要がない。このため、使用者が必要な設定を行う手間を省くことができるとともに、上記した特性が不明な場合でも安定した炊き上がりを実現できる。

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に係る炊飯器の含水率検知手段のブロック構成図である。 実施の形態１に係る炊飯器の炊飯工程の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る炊飯中の鍋状容器の内部温度及び鍋底温度の推移を示すグラフである。 実施の形態２に係る炊飯器の炊飯工程の動作を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る炊飯器の炊飯工程の動作を示すフローチャートである。 実施の形態４に係る炊飯器の炊飯工程の動作を示すフローチャートである。 実施の形態５に係る炊飯器の含水率検知手段のブロック構成図である。 実施の形態５に係る鍋状容器内の炊飯物の状態を示す断面模式図である。

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。
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、図２は実施の形態１の炊飯器における含水率検知手段のブロック構成図である。

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、外蓋１０ａと内蓋１０ｂとで構成される蓋体１０とを備える。本体１は、容器カバー２と、加熱手段として加熱コイル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、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。

外蓋１０ａは、上面に操作／表示部１３が設けられているとともに、内蓋１０ｂまで貫通するカートリッジ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。また、外蓋１０ａの内側（内蓋１０ｂ側）には、含水率検知手段１５が配置されている。

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。

制御手段８は、鍋底温度センサー４、操作／表示部１３、及び含水率検知手段１５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。

図２は、含水率検知手段１５を説明する機能ブロック図である。
本実施の形態１に係る含水率検知手段１５は、米高さセンサー２１と、基準高さ記憶手段２２と、米高さ比較手段２３と、含水率判断手段２４とを備える。この含水率検知手段１５は、含水率が高くなるほど米が膨らんで鍋状容器５に収容された米の上面が高くなる、ということを利用して米の含水率を検知するものである。米高さ比較手段２３及び含水率判断手段２４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。

米高さセンサー２１は、撮影手段であるＣＣＤイメージセンサー２１１と、例えばＬＥＤからなる照明手段２１２とを有する。図１に示すように、米高さセンサー２１は、ＣＣＤイメージセンサー２１１が鍋状容器５の内壁面を撮影することができるように、内蓋１０ｂを貫通した状態で配置されている。照明手段２１２は、ＣＣＤイメージセンサー２１１の被写体である鍋状容器５の内壁面を照らすことができるよう配設されており、蓋体１０を閉じた状態でもＣＣＤイメージセンサー２１１が鮮明な画像を撮影できるようにしている。
基準米高さ記憶手段２２には、炊飯器で炊飯可能な所定単位の各合数の米が適正量の水に浸かって鍋状容器５の中に入れられている画像であって、その米の含水率がそれぞれ１５、１９、２３、２７、３１、３５、３９％であるときの基準画像データが格納されている。

このような構成の含水率検知手段１５による、含水率Ｗの検知処理を説明する。
制御手段８により含水率検知手段１５に通電されると、照明手段２１２が鍋状容器５内を照らし、ＣＣＤイメージセンサー２１１が鍋状容器５の内壁面を背景とする炊飯物（米及び水）を撮影する。
次に、米高さ比較手段２３は、米高さセンサー２１が撮影した画像と基準高さ記憶手段２２が記憶している基準画像データとを比較する。このようにすることで、現在の米の上面高さＨ₁と基準画像データに記録されている米の上面高さＨ₂とを比較することができる。
そして、この比較結果に基づいて、含水率判断手段２４は、現在の米の上面高さＨ₁とほぼ同一となる基準画像データを選び出し、その基準画像データの含水率を、現在の米の含水率Ｗであると判断する。

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。
図３は、実施の形態１に係る炊飯器の炊飯工程を示すフローチャートである。また、図４は炊飯中の鍋状容器５の内部温度及び鍋底温度の推移例を示すグラフである。図４では、炊飯工程の各工程が進むにつれて内部温度と鍋底温度がどのように変化するかを示している。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４を参照しつつ、図３に沿って説明する。

まず、所定量の米とその米量に応じた水を入れた鍋状容器５を本体１内の容器カバー２に収納して、外蓋１０ａを閉じ、操作／表示部１３の炊飯開始スイッチ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。図３と図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（Ｓ１００）、昇温工程（Ｓ２００）、本炊き工程（Ｓ３００）、及び蒸らし工程（Ｓ４００）により構成される。

炊飯工程は、予熱工程から始まる（Ｓ１００）。
予熱工程は、鍋状容器５内の被加熱物を米の糊化温度（６０〜７０℃）以下の温度に保持し（図４参照）、米の吸水を促す工程である。予熱工程の時間が長く、被加熱物の温度が高く保持されるほど、吸水が進んで米の含水率は高くなる。予熱工程終了までに含水率が約３０％前後となることが望ましい。また、被加熱物を米の糊化温度（６０〜７０℃）以下の温度に保持することで米に内在する酵素の活性が高まり、デンプン分解酵素により甘み成分となる糖の生成と、タンパク質分解酵素により旨味成分となるアミノ酸の生成が促進される。そのため、予熱工程時間が長いほど酵素反応が起こる時間が長くなり、美味しさ向上につながる糖やアミノ酸などの呈味成分が増える。

予熱工程を開始すると、時間計測手段（図示せず）により予熱の経過時間ｔが計測され（Ｓ１０１）、加熱が開始される（Ｓ１０２）。
時間計測手段により、経過時間ｔが予熱工程時間Ｔの初期値である所定時間Ｔ₀に達したと検知されると（Ｓ１０３）、制御手段８は含水率検知手段１５を駆動し、前述したようにして米の含水率Ｗを検知する（Ｓ１０４）。
そして、米の含水率Ｗが所定の含水率Ｗ₁よりも小さいか判定し（Ｓ１０５）、含水率Ｗが所定の含水率Ｗ₁よりも小さい場合には、炊飯する米は吸水が進みにくい米であると判断して、予熱工程時間ＴをＴ₁と設定する（Ｓ１０６）。時間計測手段により、経過時間ｔが予熱工程時間Ｔ₁に達したと検知されると（Ｓ１０７）、昇温工程（Ｓ２００）に進む。また、ステップＳ１０５において、含水率検知手段１５により検知された含水率Ｗが所定の含水率Ｗ₁以上であると判定した場合には、炊飯する米は吸水が進みやすい米であると判断して、予熱工程時間ＴをＴ₁よりも短い時間であるＴ₂と設定する（Ｓ１０８）。時間計測手段により、経過時間ｔが所定時間Ｔ₂に達したと検知されると（Ｓ１０９）、昇温工程（Ｓ２００）に進む。
すなわち、ステップＳ１０５での米の含水率Ｗに応じて予熱工程時間Ｔを変化させており、含水率Ｗが小さい場合の方が予熱工程時間をより長く設定するようにしている。このように予熱工程時間Ｔを設定することで、予熱工程での米の含水率Ｗを調整することができる。なお、所定の含水率Ｗ₁、及び時間Ｔ₀、Ｔ₁、Ｔ₂は、予熱工程終了時において米の含水率Ｗが望ましい値（例えば約３０％前後）となるような値に予め設定されている。

次に、昇温工程について説明する。
昇温工程は、予熱工程終了後から内部温度センサー１４が鍋状容器５内が沸騰したことを検知するまでの間の工程である（図４参照）。昇温工程における加熱量が小さいほど、沸騰に至るまでの時間が長くなってその間に米の吸水が進む。

昇温工程が開始されると（Ｓ２００）、含水率検知手段１５は米の含水率Ｗを検知し（Ｓ２０１）、含水率Ｗが所定の含水率Ｗ₂よりも小さいか判定する（Ｓ２０２）。
米の含水率Ｗが所定の含水率Ｗ₂よりも小さい場合、制御手段８は昇温工程において加熱コイル３の電力ＰがＰ₁となるよう設定して鍋状容器５を加熱する（Ｓ２０３）。そして、内部温度センサー１４が沸騰を検知すると（Ｓ２０４）、本炊き工程（Ｓ３００）に進む。また、ステップＳ２０２において、米の含水率Ｗが所定の含水率Ｗ₂以上である場合、制御手段８は昇温工程の電力ＰをＰ₁よりも大きいＰ₂に設定して鍋状容器５を加熱する（Ｓ２０５）。そして、内部温度センサー１４が沸騰を検知すると（Ｓ２０６）、本炊き工程（Ｓ３００）に進む。
すなわち、ステップＳ２０２での米の含水率Ｗに応じて昇温工程での電力Ｐを変化させており、米の含水率Ｗが小さいときの方が電力Ｐが小さくなるように設定して沸騰までの時間を長くしている。このように電力Ｐを設定することで、昇温工程で米の含水率Ｗを調整することができる。なお、所定の含水率Ｗ₂、及び電力Ｐ₁、Ｐ₂は、昇温工程終了時において米の含水率Ｗが望ましい値となるような値に予め設定されている。

次に、本炊き工程について説明する。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ため、本炊き工程では９８℃以上を保持し（図４参照）、鍋状容器５内の被加熱物が焦げ付かないような入力で加熱する。
本炊き工程が終了すると、蒸らし工程（Ｓ４００）に進む。

蒸らし工程（Ｓ４００）では、鍋状容器５内が焦げ付かず、且つ９０℃以上を保持するようにする（図４参照）。蒸らし工程が終了すると炊飯工程が終了する。

以上のように本実施の形態１では、炊飯動作中に鍋状容器５内の被加熱物である米と鍋状容器５の内壁面とを撮影し、その撮影した画像と予め記憶された基準画像データと比較し、ほぼ同一の基準画像データから鍋状容器５内の米の含水率Ｗを判断する。これにより、米の含水率Ｗ、すなわち米の吸水状態に応じて、炊飯工程における加熱制御を行うことが可能になる。
そして、検知した米の含水率Ｗに応じて、炊飯工程における予熱工程の時間を制御するようにした。このように予熱工程の時間を制御することで、沸騰を開始する段階での米の吸水状態を調整できるので、炊き上がった米飯に芯が残る、あるいは、炊きむらができるといった問題を解消し、安定した炊き上がりを実現できる。

また、本実施の形態１では、吸水が進みやすい米であると判断した場合には、必要以上に予熱工程を行わないようにした。このため、炊飯時間の短縮になるとともに、予熱工程での加熱の消費電力を低減できる。
また、吸水が進みにくい米であると判断した場合には、予熱工程時間を延長するようにした。このため、酵素反応が起こる時間を長くすることができ、糖やアミノ酸などの呈味成分を増加させて良好な食味の飯を得ることができる。
そして、図３のステップＳ１４０で検知した含水率Ｗの値に応じて、予熱工程時間ＴをＴ₁またはＴ₂に設定するので、炊飯終了までに要する時間を大まかに予測することができる。

また、昇温工程において含水率Ｗを検知し、その含水率Ｗに応じて電力Ｐの大きさを制御するようにした。このように昇温工程の電力Ｐの大きさを制御することで沸騰に至るまでの時間を制御でき、沸騰を開始する段階の米の含水率Ｗを調整することができる。このため、炊き上がった米飯に芯が残る、あるいは、炊きむらができるといった問題を解消し、安定した炊き上がりを実現できる。さらに、本実施の形態１によれば、予熱工程において米の吸水状態を調整することに加え、さらに昇温工程で米の吸水状態を調整しているので、沸騰を開始する段階での米の吸水状態をより望ましい状態に調整でき、米をより美味しく炊き上げることができる。

また、本実施の形態１に係る含水率検知手段１５は、ＣＣＤイメージセンサー２１１で撮影した画像を利用して米の含水率Ｗを検知する。このため、被加熱物に対して非接触で含水率Ｗを検知することができ、衛生的である。また、従来の米の含水率計測方法として、米そのものを加熱し水分を蒸発させて加熱前後の重量変化から含水率を算出する方法がある。このような従来の方法をとると含水率計測のために用いた米は食べられなくなってしまい、米を無駄にしてしまうこととなるが、実施の形態１に係る含水率検知手段１５によれば米を無駄にすることはない。

実施の形態２．
前述の実施の形態１では、予熱工程中に含水率検知手段１５により検知された含水率Ｗに応じて予熱工程時間ＴとしてＴ₁またはＴ₂を設定した。本実施の形態２では、含水率Ｗが、予熱工程における望ましい所定の含水率Ｗ_a（例えば３０％前後）に達するまで予熱工程を続けるものである。
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３と同一または相当するものには同一の符号を付す。

図５は、実施の形態２に係る炊飯器の炊飯工程を示すフローチャートである。
操作／表示部１３の炊飯開始スイッチが押されて炊飯工程を開始すると、まず予熱工程を開始する（Ｓ１００ａ）。予熱工程を開始すると、時間計測手段（図示せず）により予熱の経過時間ｔが計測され（Ｓ１０１）、加熱が開始される（Ｓ１０２）。
時間計測手段により、経過時間ｔが予熱工程時間Ｔの初期値である所定時間Ｔ₀に達したと検知されると（Ｓ１０３）、制御手段８は含水率検知手段１５を駆動し、前述したようにして米の含水率Ｗを検知する（Ｓ１０４）。
そして、米の含水率Ｗが所定の含水率Ｗ_aよりも小さいか判定し（Ｓ１０４ａ）、含水率Ｗが所定の含水率Ｗ_aよりも小さいと判断した場合には、経過時間計測手段が所定の経過時間ｔ２の計測を開始する（Ｓ１０４ｂ）。この間、予熱工程での加熱が続けられることとなる。そして、経過時間ｔ２が所定の単位時間Ｔ₃に達しているか判断し（Ｓ１０４ｃ）、所定の単位時間Ｔ₃が経過したら含水率Ｗを検知する（Ｓ１０４）。そして、米の含水率Ｗが所定の含水率Ｗ_aに達するまで予熱工程での加熱を続け、含水率Ｗが所定の含水率Ｗ_aに達したと判定されると（Ｓ１０４ａ）、昇温工程（Ｓ２００ａ）に進む。

含水率Ｗが所定の含水率Ｗ_aに達すると、この段階で米はちょうど良い状態まで吸水が進んでいるため、ステップＳ２００ａの昇温工程では、所定の電力Ｐ３で加熱する（Ｓ２０３ａ）。そして、内部温度センサー１４が沸騰を検知すると（Ｓ２０４ａ）、本炊き工程（Ｓ３００）に進む。ステップＳ３００の本炊き工程から炊飯終了までは実施の形態１と同様である。

以上のように本実施の形態２では、所定時間ごとに米の含水率Ｗを検知し、含水率Ｗが所定の含水率Ｗ_aに達するまで予熱工程を続けるようにした。このため、予熱工程終了時の米の吸水量は過不足なく一定状態を実現することができ、炊き上がりの米飯の状態を安定させることができる。したがって、吸水のしやすさが異なる米を炊飯する場合であっても、炊飯する度に使用者の手を煩わせることなく、その米に適した炊飯制御を実行し、良好な食味の米飯を炊くことができる。

実施の形態３．
前述の実施の形態１では、基準米高さ記憶手段２２に所定の含水率の基準画像データを予め格納しておき、基準画像データと米高さセンサー２１が撮影した実際の画像とを比較することで米の含水率Ｗを判断した。本実施の形態３では、米高さセンサー２１が炊飯前の鍋状容器５内の炊飯物を撮影し、その撮影した画像データを基準米高さ記憶手段２２が基準の初期状態として記憶する。
なお、本実施の形態３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３と同一または相当するものには同一の符号を付す。

図６は、実施の形態３に係る炊飯器の炊飯工程を示すフローチャートである。
まず、所定量の米とその米量に応じた水の入った鍋状容器５を本体１内の容器カバー２に収納して、外蓋１０ａを閉じ、操作／表示部１３の炊飯開始スイッチ（図示せず）を押すと炊飯動作が開始される。図６に示すように、本実施の形態３に係る炊飯器の炊飯工程は、ステップＳ５０１、ステップＳ５０２、予熱工程（Ｓ１００ｂ）、昇温工程（Ｓ２００）、本炊き工程（Ｓ３００）、及び蒸らし工程（Ｓ４００）により構成される。

炊飯動作を開始すると、制御手段８は米高さセンサー２１を駆動し、鍋状容器５の内壁面を背景とする炊飯物（米及び水）を撮影する（Ｓ５０１）。そして、撮影した画像データを、基準米高さ記憶手段２２が初期状態として記憶し（Ｓ５０２）、予熱工程（Ｓ１００ｂ）に進む。

予熱工程を開始すると、時間計測手段（図示せず）により経過時間が計測され（Ｓ１０１）、加熱が開始される（Ｓ１０２）。
時間計測手段により、経過時間ｔが予熱工程時間Ｔの初期値である所定時間Ｔ₀に達したと検知されると（Ｓ１０３）、制御手段８は米高さセンサー２１を駆動し、鍋状容器５の内壁面を背景とする炊飯物（米及び水）を撮影する（Ｓ１０４ｄ）。米高さ比較手段２３は、米高さセンサー２１が出力する経過時間ｔ＝所定時間Ｔ₀のときの画像データと、基準米高さ記憶手段２２が基準の初期状態として記憶した画像データとを比較し、含水率判断手段２４は、この比較結果に基づく米の上面高さの変化から含水率Ｗを検知する（Ｓ１０４ｅ）。

ここで、ステップＳ１０４ｅでの含水率の検知処理について説明する。一般的な米の場合、洗米前の含水率は１５％前後であるが、洗米して鍋状容器５に適正な量の水を入れ、鍋状容器５を本体１内の容器カバー２に収納する間に米の含水率はおおよそ２０％になる。このため、基準米高さ記憶手段２２が初期状態として記憶する画像は（Ｓ５０２）、米の含水率が２０％の状態のものであると想定する。そして、ステップ１４０ｄで撮影した画像の米の上面高さが、初期状態（Ｓ５０１）の上面高さと比べてほとんど変わっていなければ、米の含水率は２０％のままであると判断する。ステップ１０４ｄで撮影した画像の米の上面高さが、初期状態と比べて高ければ高いほど吸水が進んでいて含水率が高いと推測されるため、米の上面高さの変化割合から含水率Ｗを検知する。

ステップＳ１０４ｅで含水率Ｗを検知すると、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５から炊飯終了までは実施の形態１と同様である。

以上のように本実施の形態３では、加熱開始の前に初期状態の炊飯物の画像を撮影してその画像を初期状態として記憶し、この初期状態として記憶した画像と現在の炊飯物の画像とを比較して鍋状容器５内の米の含水率Ｗを検知するようにした。加熱対象である実際の炊飯物を用いて含水率Ｗを検知するので、含水率Ｗの検知精度を上げることができる。また、例えば鍋状容器５内に収容された米が一部に偏っている場合でも、予熱工程開始前の状態を初期状態として記憶し、これに対する米の上面高さの変化割合から含水率Ｗを検知するので、炊飯物の収容状態によらず安定した精度で含水率Ｗを検知することができる。

また、米量によらず、含水率Ｗの検知精度を高めることができる。すなわち、米量がＲｘで、含水率がＷｘのときの米の上面高さがＨであり、米量がＲｙ（Ｒｘ＜Ｒｙ）で含水率がＷｙ（Ｗｘ＞Ｗｙ）のときも米の上面高さがＨである場合、米の上面高さＨの情報だけでは含水率がＷｘなのかＷｙなのか、を判断するのは困難である。しかし、本実施の形態３では、加熱前の初期状態の炊飯物の画像を撮影し、米の上面高さの変化割合を検出するため、上記のようなケースでも米の上面高さの変化割合が大きいと含水率はＷｘであり、米の上面高さの変化割合が小さいと含水率はＷｙであると判断することができる。

なお、本実施の形態３では、炊飯開始スイッチが押されて炊飯開始の動作指示がなされると、炊飯が開始されて米高さセンサー２１を駆動して炊飯物を撮影し、その画像データを基準米高さ記憶手段２２が基準の初期状態として記憶するようにした。しかし、本体１に蓋開閉検知センサー（図示せず）を設け、蓋開閉検知センサー（例えばタッチセンサー）により外蓋１０ａが閉じられたことを検知したときに、米高さセンサー２１を駆動して炊飯物を撮影し、その画像データを基準米高さ記憶手段２２が基準の初期状態として記憶するようにしてもよい。
例えば、所定量の米とその米量に応じた水の入った鍋状容器５を本体１内の容器カバー２に収納した後、すぐに炊飯開始のスイッチを押さず、外蓋１０ａを閉じたまま放置することがある。このような場合、放置している間にも米の吸水が進むため、放置した後に炊飯スイッチが押されて米高さセンサーが初期状態を撮影する際には、米の含水率が前述の２０％を大きく上回ることがある。実施の形態３では、加熱開始前に米高さセンサー２１が撮影する初期状態の米を含水率２０％であると想定して含水率Ｗを検知するため、初期状態の米の実際の含水率が２０％よりもずれが大きいと、検知する含水率Ｗの値も誤差が大きくなる。そこで、外蓋１０ａを閉じると自動的に初期状態の炊飯物を撮影することで、放置中における吸水の影響を極力抑えることができ、含水率Ｗの検知精度を向上させることができる。

実施の形態４．
本実施の形態４では、予約炊飯モードを備え、予約の設定を決定したときに米高さセンサー２１が炊飯前の鍋状容器５内の炊飯物を撮影し、その撮影した画像データを基準米高さ記憶手段２２が基準の初期状態として記憶する例を説明する。また、米の吸水状態に応じて予熱工程における温度の調整も行う。
なお、本実施の形態４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３と同一または相当するものには同一の符号を付す。

本実施の形態４に係る炊飯器の制御手段８は、予約炊飯モードでの動作が可能である。予約炊飯モードとは、使用者が予め設定した炊き上がり時刻に炊飯動作を終了するモードであり、予約炊飯の設定がなされてから炊飯工程の開始までは待機状態となる。

まず、所定量の米とその米量に応じた水の入った鍋状容器５を本体１内の容器カバー２に収納して、外蓋１０ａを閉じる。そして、予約炊飯の設定を行う。具体的には、操作／表示部１３の予約設定ボタンを押して予約炊飯の終了予定時刻などを選択し、予約設定の決定ボタンを押す。これにより、予約炊飯モードで動作を行うことが決定される。

図７は、実施の形態４に係る炊飯器による炊飯工程を示すフローチャートである。図７に示すように、本実施の形態４に係る炊飯器の炊飯工程は、ステップＳ６０１〜ステップＳ６０５、予熱工程（Ｓ１１０）、昇温工程（Ｓ２００）、本炊き工程（Ｓ３００）、及び蒸らし工程（Ｓ４００）により構成される。

予約炊飯モードの決定がなされると、制御手段８は米高さセンサー２１を駆動し、鍋状容器５の内壁面を背景とする炊飯物（米及び水）を撮影する（Ｓ６０１）。そして、撮影した画像データを基準米高さ記憶手段２２が初期状態として記憶する（Ｓ６０２）。制御手段８は、操作／表示部１３から入力された予約設定情報から、炊飯を開始するまでの予約待機時間Ｙ１を算出し（Ｓ６０３）、経過時間ｙの計測を開始する（Ｓ６０４）。経過時間ｙが予約待機時間Ｙ１に達したと判定すると（Ｓ６０５）、ステップＳ１１０の予熱工程に進む。

予熱工程を開始すると、時間計測手段（図示せず）により経過時間ｔの計測が開始される（Ｓ１１１）。制御手段８は米高さセンサー２１を駆動し、鍋状容器５の内壁面を背景とする炊飯物（米及び水）を撮影する（Ｓ１１２）。
米高さ比較手段２３は、ステップＳ１１２で米高さセンサー２１が撮影した画像データと、ステップＳ６０２で基準米高さ記憶手段２２が基準の初期状態として記憶した画像データとを比較し、含水率判断手段２４は、この比較結果に基づく米の上面高さの変化から含水率Ｗを検知する（Ｓ１１３）。
そして、含水率Ｗが所定の含水率Ｗ₁よりも小さいと判断した場合には、用いた米は吸水が不十分であるとして、予熱工程における加熱温度（以下、予熱工程温度Ｃと称する）として所定温度Ｃ１を設定し、加熱を開始する（Ｓ１１５）。時間計測手段により、経過時間ｔが所定時間Ｔ₄に達したと検知されると（Ｓ１１６）、昇温工程（Ｓ２００）に進む。
また、含水率検知手段１５により検知された含水率Ｗが所定の含水率Ｗ₁以上である場合には（Ｓ１１４）、用いた米は吸水が十分であると判断して過剰な吸水を防ぐべく、予熱工程温度Ｃを、所定温度Ｃ１よりも低い温度である所定温度Ｃ２と設定し、加熱を開始する（Ｓ１１７）。時間計測手段により、予熱工程時間ｔが所定時間Ｔ₄に達したと検知されると（Ｓ１１８）、昇温工程（Ｓ２００）に進む。
なお、所定の含水率Ｗ₁、時間Ｔ₄、及び温度Ｃ１、Ｃ２は、予熱工程終了時において米の含水率Ｗが望ましい値（例えば約３０％前後）となるような値に予め設定されている。
ステップＳ２００から炊飯終了までは実施の形態１と同様である。

以上のように本実施の形態４では、予約炊飯モードを備え、予約炊飯モードでの動作が決定されたときに、鍋状容器５の内壁面を背景とする炊飯物（米及び水）を撮影し、撮影した画像データを基準米高さ記憶手段２２が初期状態として記憶し、加熱前に含水率Ｗを検知するようにした。予約中にも米の吸水は進むため、予約中にどのくらい吸水が進んだのかを判定することで、吸水状態に応じた予熱工程を実施することができる。

また、予熱工程開始時の米の含水率Ｗが所定値以上であるか否かにより、予熱工程での加熱温度を調整するようにした。加熱温度が高いほど吸水が進むため、予熱工程での加熱温度を調整することで、予熱工程時間を変えずに米の吸水度合いを調整することができる。また、予約炊飯の場合、炊飯終了予定時刻に炊飯を終了させるためには、炊飯工程に要する時間をできるだけ正確に算出する必要がある。本実施の形態４のように、予熱工程時間を一定とし、予熱工程における加熱温度を制御することで炊飯工程に要する時間をより正確に予測することが可能となる。

実施の形態５．
本実施の形態５では、米の上面高さと水面の高さに基づいて、米の含水率Ｗを検知する例を説明する。
なお、本実施の形態５では、特徴である米の含水率Ｗの検知処理について実施の形態１との相違点を中心に説明する。

図８は、本実施の形態５に係る含水率検知手段１５Ａを説明する機能ブロック図である。本実施の形態５に係る含水率検知手段１５Ａは、米・水高さセンサー２１Ａと、基準高さ記憶手段２２Ａと、高さ比較手段２３Ａと、含水率判断手段２４Ａとを備える。

米・水高さセンサー２１Ａは、本発明の水高さセンサー及び米高さセンサーに相当し、前述の実施の形態１と同様に撮影手段であるＣＣＤイメージセンサー２１１と、例えばＬＥＤからなる照明手段２１２とを有する。
基準高さ記憶手段２２Ａには、炊飯器で炊飯可能な所定単位の各合数の米が適正量の水に浸かって鍋状容器５の中に入れられている画像であって、その米の含水率がそれぞれ１５、１９、２３、２７、３１、３５、３９％であるときの、米の高さ（米の量）を示す画像、及び水の高さ（水の量）を示す基準画像データが格納されている。

このような構成の含水率検知手段１５Ａによる、含水率Ｗの検知処理を説明する。
制御手段８により含水率検知手段１５Ａに通電されると、照明手段２１２が鍋状容器５内を照らし、ＣＣＤイメージセンサー２１１が鍋状容器５の内壁面を背景とする炊飯物（米及び水）を撮影する。
そうすると、高さ比較手段２３Ａは、米・水高さセンサー２１が撮影した画像と基準高さ記憶手段２２Ａが記憶している基準画像データとを比較することで、現在の米の上面高さＨａと基準画像データに記録されている米の上面高さＨｂとを比較するとともに、現在の水面高さｈａと基準画像データに記録されている水面高さｈｂとを比較する。そして、これらの比較結果に基づいて、含水率判断手段２４Ａは、現在の米の上面高さＨｂがほぼ同一であり、且つ現在の水面高さｈｂがほぼ同一であるような基準画像データを選び出し、その基準画像データの含水率を、現在の米の含水率Ｗであると判断する。

次に、本実施の形態５に係る炊飯器の炊飯工程の動作について説明する。炊飯工程の動作は前述の図３と同様であるので、図３を参照して説明する。
まず、所定量の米とその米量に応じた水の入った鍋状容器５を本体１内の容器カバー２に収納して、外蓋１０ａを閉じ、操作／表示部１３の炊飯開始スイッチを押すと炊飯工程が開始される。炊飯がスタートすると予熱工程が開始される（Ｓ１００）。
予熱工程を開始すると、時間計測手段（図示せず）により予熱の経過時間ｔが計測され（Ｓ１０１）、加熱が開始される（Ｓ１０２）。
時間計測手段により、経過時間ｔが予熱工程時間Ｔの初期値である所定時間Ｔ₀に達したと検知されると（Ｓ１０３）、制御手段８は含水率検知手段１５Ａを駆動し、米の含水率Ｗを検知する（Ｓ１０４）。含水率Ｗの検知処理については、上述した通りである。
含水率Ｗを検知した後、ステップＳ１０５から炊飯終了までは実施の形態１と同様である。

以上のように本実施の形態５では、米の上面高さと水面高さとに基づいて鍋状容器５内の米の含水率Ｗを判断するようにした。このため、含水率Ｗの検知精度を高めることができる。
例えば、図９Ａのように、米量がＲ_xであって含水率がＷ_xのときの米の上面高さがＨであり、図９Ｂのように、米量がＲ_y（Ｒ_x＜Ｒ_y）で含水率がＷ_y（Ｗ_x＞Ｗ_y）のときも米の上面高さがＨであるという場合がある。このような場合、米の上面高さＨに関する情報のみでは、米の含水率がＷ_xなのかＷ_yなのか、を判断するのは困難である。しかし、実施の形態５のように含水率の判断に水面高さｈを併せて用いることで、含水率を判断することができる。図９の例の場合、図９Ａは米の吸水・膨潤が進んでいるため、水面の高さｈ₁は小さく、図９Ｂは吸水がほとんど進んでいないため、水面の高さｈ₂は大きい。米の上面高さだけでなく水面高さも見ることでより正確に含水率を検知することができる。

なお、本実施の形態５で説明した含水率Ｗの検知処理は、実施の形態２〜実施の形態４と組み合わせることもでき、同様の効果を得ることができる。

また、上述した実施の形態１〜実施の形態５では、含水率検知手段１５をＣＣＤイメージセンサー２１１と照明手段２１２を用いて構成し、ＣＣＤイメージセンサー２１１で撮影した画像を用いて米の上面高さから含水率Ｗを検知することを説明した。しかし、含水率検知手段１５の構成はこれに限定されるものではない。例えば、含水率検知手段１５として、電気抵抗式水分計など、米自体を計測手段に触れさせて検知する計測装置を用いてもよい。この場合、米そのものを直接分析するため、画像から含水率を推測するよりも検知精度を高めることができる。

１ 本体、２ 容器カバー、２ａ 孔部、３ 加熱コイル、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、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、１５ 含水率検知手段、２１ 米高さセンサー、２１１ ＣＣＤイメージセンサー、２１２ 照明手段、２２ 基準米高さ記憶手段、２３ 米高さ比較手段、２４ 含水率判断手段、１５Ａ 含水率検知手段、２１Ａ 米・水高さセンサー、２２Ａ 基準高さ記憶手段、２３Ａ 高さ比較手段、２４Ａ 含水率判断手段、１００ 炊飯器。

Claims (10)

1. 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予熱工程と昇温工程とを含む炊飯工程を実行する制御手段と、
   米の含水率を検知する含水率検知手段とを備え、
   前記含水率検知手段は、
   前記本体内に収容された前記鍋状容器内の米の上面高さを測る米高さセンサーと、
   基準となる米の上面高さを記憶する基準米高さ記憶部と、
   前記米高さセンサーにより検出された米の上面高さと前記基準米高さ記憶部に記憶された基準となる米の上面高さとを比較して両者の差を検出する米高さ比較部と、
   前記米高さ比較部が検出した差に基づいて米の含水率を検知する含水率判断部と、を有し、
   前記制御手段は、前記含水率検知手段により検知された米の含水率に応じて前記予熱工程の時間を調整することを特徴とする炊飯器。
2. 前記予熱工程中に前記鍋状容器内の米の含水率が所定の含水率に達したことを前記含水率検知手段が検知すると、
   前記制御手段は、前記昇温工程に移行することを特徴とする請求項１に記載の炊飯器。
3. 前記蓋が閉じられたことを検知する蓋閉センサーを備え、
   前記蓋閉センサーが前記蓋が閉じられたことを検知すると、
   前記米高さセンサーは米の上面高さを測り、
   前記基準米高さ記憶部は、そのときに前記米高さセンサーが検知した米の上面高さを、基準となる米の上面高さとして記憶する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の炊飯器。
4. 炊飯開始の動作指示がなされると、
   前記米高さセンサーは米の上面高さを測り、
   前記基準米高さ記憶部は、そのときに前記米高さセンサーが検知した米の上面高さを、基準となる米の上面高さとして記憶する
   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。
5. 前記制御手段は、指定時刻に前記炊飯工程が終了するように動作開始を待機する予約炊飯モードでの動作が可能であり、
   前記予約炊飯モードでの動作開始が決定されると、
   前記米高さセンサーは米の上面高さを測り、
   前記基準米高さ記憶部は、そのときに前記米高さセンサーが検知した米の上面高さを、基準となる米の上面高さとして記憶する
   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。
6. 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予熱工程と昇温工程とを含む炊飯工程を実行する制御手段と、
   米の含水率を検知する含水率検知手段とを備え、
   前記含水率検知手段は、
   前記本体内に収容された前記鍋状容器内の水面の高さを測る水高さセンサーと、
   前記鍋状容器内の米の上面高さを測る米高さセンサーと、
   基準となる水面の高さ及び米の上面高さを記憶する基準高さ記憶部と、を有し、
   前記水高さセンサーにより検出された水面の高さと前記基準高さ記憶部に記憶された基準となる水面の高さを比較して両者の差を検出するとともに、前記米高さセンサーにより検出された米の上面高さと前記基準高さ記憶部に記憶された基準となる米の上面高さを比較して両者の差を検出する高さ比較部と、
   前記高さ比較部により検出された情報に基づいて前記米の含水率を判断する含水率判断部と、を有し、
   前記制御手段は、前記含水率検知手段により検知された米の含水率に応じて前記予熱工程の時間を調整する
   ことを特徴とする炊飯器。
7. 前記蓋が閉じられたことを検知する蓋閉センサーを備え、
   前記蓋閉センサーが前記蓋が閉じられたことを検知すると、
   前記米高さセンサーは米の上面高さを測るとともに前記水高さセンサーは水面の高さを測り、
   前記基準高さ記憶部は、そのときに前記米高さセンサーが検知した米の上面高さ及び水高さセンサーが検知した水面の高さを、基準となる米の上面高さ及び水面の高さとして記憶する
   ことを特徴とする請求項６記載の炊飯器。
8. 炊飯開始の動作指示がなされると、
   前記米高さセンサーは米の上面高さを測るとともに前記水高さセンサーは水面の高さを測り、
   前記基準高さ記憶部は、そのときに前記米高さセンサーが検知した米の上面高さ及び水高さセンサーが検知した水面の高さを、基準となる米の上面高さ及び水面の高さとして記憶する
   ことを特徴とする請求項６記載の炊飯器。
9. 前記制御手段は、指定時刻に前記炊飯工程が終了するように動作開始を待機する予約炊飯モードでの動作が可能であり、
   前記予約炊飯モードでの動作開始が決定されると、
   前記米高さセンサーは米の上面高さを測るとともに前記水高さセンサーは水面の高さを測り、
   前記基準高さ記憶部は、そのときに前記米高さセンサーが検知した米の上面高さ及び水高さセンサーが検知した水面の高さを、基準となる米の上面高さ及び水面の高さとして記憶する
   ことを特徴とする請求項６記載の炊飯器。
10. 前記制御手段は、前記含水率検知手段により検知された米の含水率に応じて前記昇温工程の電力を調整する
    ことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の炊飯器。

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