JPH07117247B2 - 電子レンジ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、マイクロ波源が付勢されているか否かを判
断し、マイクロ波源の異常を検知して使用者に報知する
電子レンジに関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は従来の電子レンジの典型的な一例を示すブロッ
ク図である。第５図を参照して、従来の電子レンジは交
流電源12に結合され交流電源12の電源波形の半波ごとに
マイクロ波を発生するマイクロ波源14と、マイクロ波源
14よりマイクロ波がその内部に案内されて、食品に対す
る誘電加熱が行なわれるオーブン16と、オーブン16内の
湿度を検出して湿度信号を発生する湿度信号発生装置18
と、交流電源12に結合されて、電源波形の１サイクルご
とに所定の位相でタイミング信号を発生するタイミング
信号発生手段20と、タイミング信号に応答して湿度信号
をサンプリングし、サンプリングされた値に基づいてマ
イクロ波発生源14の動作を制御するマイクロ波発生源制
御手段22とを含む。湿度信号発生装置18は、たとえばオ
ーブン内の湿度を検知して微弱な信号を発生する湿度セ
ンサと、湿度センサの発生する信号の電圧変化をたとえ
ば約200倍に増幅するための増幅器とを含む。

第５図を参照して従来の電子レンジの動作が説明され
る。交流電源12は、第６図（ａ）に示される波形を有す
る交流電流をマイクロ波発生源14およびタイミング信号
発生手段20に供給する。マイクロ波発生源14は、電源波
形の半波の期間（第６図（ａ）のａで示される期間）
に、マイクロ波を発生する。オーブン16内の食品はマイ
クロ波により加熱されて、水蒸気を発生する。湿度セン
サはこの水蒸気を検出して微弱な信号を発生する。この
信号は増幅器により増幅される。但し、マイクロ波発生
源14がマイクロ波を発生している期間は、湿度センサは
マイクロ波の影響を受ける。そのため湿度信号発生装置
18から得られる湿度信号の波形は第６図（ｂ）に示され
たようになる。すなわち、第６図（ａ）のａで示される
期間には、湿度信号の波形はマイクロ波の影響により乱
れる。タイミング信号発生手段20は、マイクロ波発生源
14がマイクロ波を発生していない期間（第６図（ａ）に
おいてｂで示される期間）に、タイミング信号を発生す
る。このタイミング信号の波形は第６図（ｃ）に示され
る。マイクロ波発生源制御手段22は、タイミング信号に
応答して湿度信号のサンプリングを行なう。マイクロ波
発生源制御手段22は、サンプリングされた湿度信号の値
に基づき、マイクロ波発生源のオン・オフ等、いわゆる
自動調理のための処理を行なう。

第７図はマイクロコンピュータを用いた電子レンジの一
例の要部の回路図である。第７図を参照してこの回路
は、交流電源12に１次コイルが接続され、２次コイル側
のマイクロ波発生源（図示されない）に高圧電源を供給
するための高圧トランス24と、交流電源12に１次コイル
が接続され、低電圧の交流を作り出すための電源トラン
ス26と、湿度センサ28と、湿度センサ28からの信号を増
幅するための増幅器30と、マイクロ波発生制御手段とタ
イミング信号発生手段としての機能をプログラムにより
果たすマイクロコンピュータ32と、マイクロコンピュー
タ32に供給する直流電流とマイクロコンピュータ32の動
作の基準値を定める外部割込信号64とを作り出すための
整流回路34と、整流回路34から出力される全波整流され
た電流を安定した直流電流にするためのコンデンサ36と
安定器38とを含む。整流回路34の電源トランス26に接続
された一方端子は、マイクロコンピュータ32の外部割込
端子INTに接続される。増幅器30の出力はマイクロコン
ピュータのアドレス線AD0、AD1に接続される。

交流電源12により供給される交流電流は、高圧トランス
24で昇圧されてマイクロ波発生源に与えられる。交流電
源12により供給される交流電流はまた、電源トランス26
で降圧される。降圧された交流電流は、整流回路34で全
波整流され、負波のときも正波と同じ向きの波形を有す
る電流に変換される。変換された電流はコンデンサ36と
安定器38とにより安定した直流電流に変換され、マイク
ロコンピュータ32に供給される。また整流回路34の１端
子からは、交流電流の負波のみを取出した外部割込信号
64が出力され、マイクロコンピュータ32の外部割込端子
INTに入力される。湿度センサ28はオーブン内の湿度を
検出して微弱な信号を出力する。増幅器30はこの微弱な
信号の電圧変化を約200倍に増幅して湿度信号を作り出
し、マイクロコンピュータ32に入力する。マイクロコン
ピュータ32は、外部割込信号が発生した時点を基準にし
てタイマを起動し、予め定める時間の後マイクロ波が発
生されていないときに湿度信号をサンプリングする。マ
イクロコンピュータ32は、サンプリングされた湿度信号
に基づき、マイクロ波発生源を制御する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の従来の電子レンジには、以下に述べる問題点があ
る。マイクロ波が何らかの原因により付勢されなくなっ
ても、それを検出して使用者に異常を知らせることがで
きなかった。（ただし、業務用電子レンジのようにマグ
ネトロンが２管あり、半波づつ付勢しているモデルで
は、一方のマグネトロンが動作しなくても加熱され、異
常に気付きにくいため、高価な検出装置を使用してい
る。） そこで、新たな装置を用いることがなく、安価にマイク
ロ波源の付勢の異常を使用者に知らせることのできる電
子レンジを提供する事である。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかる電子レンジは、交流電流に接続され、
交流電源の交流の各サイクルの中の一方側サイクルごと
に付勢されるマイクロ波源と、マイクロ波源よりマイク
ロ波が案内されて誘電加熱が行なわれるオーブンと、オ
ーブン内の温度を検出して湿度信号を発生する手段と、
交流電源の１サイクルごとに、第１の組のタイミング信
号と、該第１の組のタイミング信号と逆位相の第２の組
のタイミング信号とを発生するタイミング信号発生手段
と、第１の組のタイミング信号及び第２の組のタイミン
グ信号に応答して湿度信号をサンプリングし、サンプリ
ング値に基づいて、マイクロ波源が付熱されているか否
かを判断するマイクロ波源付勢判断手段と、第１の組お
よび第２の組の両方のタイミングにおいて前記マイクロ
波源が付勢されていない場合は異常と判断する異常判断
手段と、前記異常判断手段が異常と判断したときに使用
者に報知する報知手段とを備える。

〔作 用〕

湿度信号は、マイクロ波が発生されている期間には、マ
イクロ波の影響によるノイズを含む。タイミング信号発
生手段は、まず第１の組のタイミング信号を発生する。
第１の組のタイミング信号は、常にマイクロ波と同じ期
間内に発生されているか、常に異なる期間内に発生され
ているかのどちらかである。タイミング信号発生手段は
第１の組のタイミング信号に応答して湿度信号をサンプ
リングする。タイミング信号選択手段はサンプリングさ
れた湿度信号がマイクロ波の影響によるノイズを含むか
否か判断し、次にタイミング信号選択手段は第２の組の
タイミング信号に切換えるようにタイミング信号発生手
段に指示しノイズを含むか否かを判断する。ノイズがど
ちらにも含まれていない場合には、マイクロ波が付勢さ
れていないと判断し、報知音を鳴らす。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の電子レンジの原理的構成を
示すブロック図である。第１図を参照してこの電子レン
ジは、交流電源12に結合され、交流電源12の電源波形の
半波ごとにマイクロ波を発生するマイクロ波源14と、マ
イクロ波源14よりマイクロ波が内部に案内されて、食品
に対する誘電加熱が行なわれるオーブン16と、オーブン
16内の湿度を検出して湿度信号を発生する湿度信号発生
装置18と、交流電源12に結合されて、交流電源12の１サ
イクルごとに、第１の組のタイミング信号と、該第１の
組のタイミング信号と逆位相の第２の組のタイミング信
号とを発生するタイミング信号発生手段42と、第１の組
のタイミング信号に応答して湿度信号を複数回サンプリ
ングし、この複数回サンプリングしたサンプリング値の
差に基づいて、第１の組のタイミング信号により検出さ
れた湿度信号にマイクロ波によるノイズが混入されてい
るか否か判断し、ノイズが混入されている場合は第１の
組のタイミング信号がマイクロ波が発生している期間に
対応して発生しているので、マイクロ波が発生していな
い期間に対応するタイミング信号として第２の組のタイ
ミング信号を選択し、ノイズが混入していない場合は、
マイクロ波が発生していない期間に対応するタイミング
信号としてこの第１の組のタイミング信号を選択するタ
イミング信号選択手段44と、タイミング信号発生手段42
により発生されるタイミング信号に応答して湿度信号を
サンプリングし、サンプリングされた値に基づいてマイ
クロ波発生源14の動作を制御するマイクロ波発生源制御
手段22とを含む。

第１図を参照して電子レンジの動作が説明される。交流
電源12は、第３図（ａ）に示される波形を有する交流を
マイクロ波発生源14およびタイミング信号発生手段42に
供給する。マイクロ波発生源14は、電源波形の半波の期
間（第３図（ａ）のａで示される期間）に、マイクロ波
を発生する。オーブン16内の食品はマイクロ波により加
熱されて水蒸気を発生する。湿度信号発生装置18はこの
水蒸気を検出して湿度信号を発生する。但し、マイクロ
波発生源14がマイクロ波を発生している期間は、湿度信
号はマイクロ波の影響を受ける。そのため湿度信号発生
装置18から得られる湿度信号の波形は、第３図（ｄ）に
示されたようになる。すなわち、第３図（ａ）のａで示
される期間には、湿度信号の波形はマイクロ波の影響に
より乱れる。

この電子レンジは、その起動時にまず第１の組のタイミ
ング信号58を発生する。タイミング信号選択手段44は、
第１の組のタイミング信号58に応答して湿度信号をサン
プリングし記憶する。次にタイミング信号選択手段44は
第２の組のタイミング信号を選択すべき旨のタイミング
信号選択信号60をタイミング信号発生手段42に送る。タ
イミング信号発生手段42は、上述の信号を受取ると、第
１の組のタイミング信号の発生をやめ、第２の組のタイ
ミング信号を発生し、タイミング信号60に応答して湿度
信号をサンプリングし、マイクロ波が発生されている期
間内に発生されているかどうかを判断し、どちらにもマ
イクロ波が発生されていない場合は報知音により使用者
に異常を知らせる。マイクロ波が付勢されているかの判
断は、たとえば次のように行なわれる。仮に第１の組の
タイミング信号58が、マイクロ波が発生されている期間
に発生されるものとする。このとき、タイミング信号選
択手段44によりサンプリングされた湿度信号には、ノイ
ズが混入している。複数回のサンプリングが行なわれた
場合、各サンプリング値にはそれぞれノイズが含まれ
る。これらのノイズはランダムなものと考えられるた
め、各サンプリング値の差の絶対値は、或る程度の大き
さを持ったものとなり判断できる。一方、仮に第１の組
のタイミング信号58がマイクロ波の発生されていない期
間に発生されているとする。この場合、タイミング信号
選択手段44によりサンプリングされた湿度信号は、オー
ブン内の湿度を正しく表わしている。複数回のサンプリ
ングが行なわれるとき、各サンプリング間の期間間隔は
交流電源の交流の１サイクルに等しく、ごく短い。ごく
短い期間内には、オーブン内の湿度はほとんど変化しな
いと考えられる。そのためこの場合、連続する２つのサ
ンプリング値の差はほとんど０に等しくなる。

そのため、以下のようにしてマイクロ波が付勢されてい
るかどうかが判断できる。まず、或る値を前述の判断の
ための基準値として定める。そしてたとえば第１の組の
タイミング信号によるサンプリングを２回連続して実行
する。この２つのサンプリング値の差の絶対値が基準値
より大きければ、第１の組のタイミング信号によるサン
プリング時はマイクロ波が付勢されていると判断する。
この基準値はたとえば実験等により定めてもよい。

第２図は、この発明の一実施例で、かつマイクロコンピ
ュータを含む例の構成を表わすブロック図である。第２
図を参照してこの電子レンジは、交流電源12に結合さ
れ、交流の各サイクルの半波ごとにマイクロ波を発生す
るマイクロ波発生源14と、交流電源12に接続されて公知
の手段により直流電流を発生する直流電流発生回路46
と、交流電源12に接続されて交流の１サイクルごとに外
部割込信号64を公知手段により発生する外部割込信号発
生手段48と、食品など加熱される物を収容し、マイクロ
波が内部に案内されて誘電加熱が行なわれるオーブン16
と、オーブン16内の温度を検出して微弱な信号を発生す
る湿度センサ28と、湿度センサ28の出力の電圧変動を20
0倍程度に増幅して湿度信号を発生する増幅器30と、直
流電流発生回路46と外部割込信号発生手段48とに接続さ
れ、湿度信号はサンプリングしてサンプリング値に基づ
きマイクロ波発生源14を制御するためのマイクロコンピ
ュータ50とを含む。マイクロコンピュータ50には、電子
レンジを操作するためのキー等が設けられた操作部52
と、調理の時間、オーブン内の温度などの調理状態を表
示するための表示部54と、調理終了時，異常時等に報知
音を発生するためのスピーカ56とが接続される。マイク
ロコンピュータ50は内蔵するプログラムにより動作し
て、タイミング信号発生手段とタイミング信号選択手段
とマイクロ波発生源制御手段としての機能を実現する。
このプログラムのフローチャートは第４図に示される。
なおこのフローチャートについては後に詳細が説明され
る。

第２図を参照してこの電子レンジの動作が説明される。
交流電源12により供給される交流は直流電流発生回路46
によって、マイクロコンピュータ50を駆動するのに適し
た電圧の直流電流に変換され、マイクロコンピュータ50
に供給される。交流電源12の交流の波形が第３図（ａ）
に示される。外部割込信号発生手段48は、交流電源12の
交流をたとえば半波整流して第３図（ｂ）に示される波
形を有する外部割込信号を発生し、マイクロコンピュー
タ50の外部割込端子INTに入力する。外部割込信号のた
めマイクロコンピュータ50内では、第３図（ｃ）に示さ
れるタイミングで外部割込が発生する。この外部割込
が、マイクロコンピュータによる湿度信号のサンプリン
グのタイミングを決めるための基準値を定める。

交流電源12から電力を供給されて、マイクロ波発生源14
は交流の各サイクルの半波ごとにマイクロ波を発生す
る。この電子レンジにおいては、マイクロ波が発生され
る位相は設計時には特に定められていない。そのため第
３図（ａ）のａで示される期間にマイクロ波が発生され
る第１の場合と、ｂで示される期間にマイクロ波が発生
される第２の場合とどちらにもマイクロ波が発生されな
い場合との３通りが考えられる。マイクロコンピュータ
50は、外部割込の発生を基準時とするタイマにより、第
３図（ｅ）に示される第１の遅延時間t₁と、第３図
（ｇ）に示される第２の遅延時間t₂とを切換えて湿度信
号をサンプリングする。この切換はプログラムにより行
なわれる。

操作員は食品をオーブン16に入れ、操作部52により電子
レンジを起動する。この電子レンジの湿度信号の波形
が、第３図（ｆ）に示されるものであるとする。マイク
ロコンピュータ50は、まず第３図（ｅ）に示される第１
の遅延時間t₁及び第２の遅延時間t₂により湿度信号をサ
ンプリングする。サンプリングされたそれぞれの信号中
にノイズが含まれるかどうかは、前述のように複数回の
サンプリングにより判断できる。この判断もプログラム
により行なわれどちらの信号にもノイズが含まれていな
いと異常と判断し報知音を鳴らす。

第４図はマイクロコンピュータ50により実行されるプロ
グラムのフローチャートである。第４図を参照してこの
プログラムのステップS1では、マイクロ調理が起動され
たか否かが判断される。この条件は操作員によって操作
部から入力される。マイクロ調理が起動されるまでステ
ップS1の判断が繰返される。マイクロ調理が起動される
とフローはステップS2に進む。ステップS2においては、
変数TOTAL1及び２にゼロが設定される。これは初期設定
のための処理である。さらにステップS3において、外部
割込があるまでプログラムの進行は止められる。外部割
込が起こると、フローはステップS4に進む。ステップS4
では無条件に第１の遅延時間t₁の間、フローの進行が止
められる。第１の遅延時間t₁の後、湿度信号に対してA/
D変換が行なわれ、ディジタル化された湿度レベルが変
数Ａに設定される。さらに第２の遅延時間t₂の後湿度レ
ベルが変数Ｃに設定される。

ステップS6は、ステップS7からステップS11までの繰返
し処理の準備作業である。ステップS6において、ループ
の制御変数Ｉにゼロが設定される。ステップS7において
は、外部割込が起こるまでプログラムの進行が止められ
る。ステップS8においては、外部割込の直後、第１の遅
延時間t₁だけ無条件に処理が待合わせされる。その後ス
テップS9で変数Ａの内容が変数Ｂに保存され、湿度信号
がサンプリングされて湿度レベルが変数Ａに設定され
る。そして、今回得られた湿度レベルと、前回得られた
湿度レベルとの差が変数TOTAL1に加算される。さらに遅
延時間t₂後同様にTOTAL2に加算される。ステップS10で
現在設定されている制御変数Ｉに１を加算し、この１を
加算した値を新たに制御変数Ｉとして設定する。そし
て、ステップS11で制御変数Ｉと10とが比較される。も
しも制御変数Ｉが10と等しければフローはステップS12
に進み、さもなければフローはステップS7に戻る。

フローがステップS12に進むとき、ステップS7〜S11の処
理により、変数TOTALには、連続する２回のサンプリン
グによる湿度レベルの差の絶対値が10回分合計されて格
納されている。10回分合計されることにより、変数TOTA
Lの内容に含まれる測定誤差は低減され、ステップS12で
の判断がより正確となる。

ステップS12においては、変数TOTAL1及び２の内容と、
予め定める或る値ｘとの比較が行なわれる。通常湿度信
号がサンプリングされるときのA/D変換で、湿度レベル
が2¹⁶＝256段階、すなわち０から255までの各レベルに
変換されるものとする。実験から、ｘは概ね10程度とす
れば十分である。もし変数TOTAL1及び２の内容が共にｘ
より小であれば、マイクロ波がどちらのタイミングにお
いても付勢されていないと判断されステップS13で報知
音を鳴らす。

以上述べられたようにこの実施例においては、マイクロ
波によって湿度信号に発生するノイズがランダムである
ということと、ノイズを含まない湿度信号を短時間に複
数回サンプリングした場合の各サンプリング値には強い
相関がある、という事実を利用して、マイクロ波が付勢
されているかどうかを知ることが可能である。

なお、この発明は上述の実施例に限定されない。たとえ
ば第４図に示されたフローチャートは一例にすぎず、こ
の発明を実現するためのプログラムは他にも種々考えら
れる。

〔発明の効果〕

この発明にかかる電子レンジは、交流電源の各サイクル
ごとに、互いに異なる位相で第１および第２の組のタイ
ミング信号を発生する手段と、第１及び第２の組のタイ
ミング信号によりオーブン内の湿度を示す湿度信号をサ
ンプリングし、サンプリングされた値に基づいてマイク
ロ波が発生されているかどうかを知り報知する手段とを
含む。そのため電子レンジ内で発生されるマイクロ波
が、交流電源の正と負のどちらの半波で付勢されていて
も、マイクロ波が付勢されているかどうかを判断するこ
とができる。したがってユーザーに異常をより早く知ら
せる事ができる。さらに業務用のように２管式の場合に
も応用する事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図であり、 第２図は本発明のマイクロコンピュータを使用した実施
例のブロック図であり、 第３図は第２図に示す装置の動作を表わすタイミング図
であり、 第４図は本発明をマイクロコンピュータを用いて実施す
るためのプログラムのフローチャートであり、 第５図は従来の電子レンジのブロック図であり、 第６図は従来の装置の動作を表わすタイミング図であ
り、 第７図は従来の装置の略回路ブロック図である。 図中、12は交流電源、14はマイクロ波発生源、16はオー
ブン、18は湿度信号発生装置、22はマイクロ波発生源制
御装置、42はタイミング信号発生手段、44はタイミング
信号選択手段、50はマイクロコンピュータ、58は第１の
タイミング信号、62は選択されたタイミング信号を示
す。 なお、図中同一符号は同一、または相当箇所を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電源に接続され、交流電源の交流の各
   サイクルの中の一方側サイクルごとに付勢されるマイク
   ロ波源と、 前記マイクロ波源よりマイクロ波が案内されて誘電加熱
   が行なわれるオーブンと、 前記オーブン内の湿度を検出して湿度信号を発生する手
   段と、 前記交流電源の１サイクルごとに、第１の組のタイミン
   グ信号と、該第１の組のタイミング信号と逆位相の第２
   の組のタイミング信号とを発生するタイミング信号発生
   手段と、 前記第１の組のタイミング信号及び第２の組のタイミン
   グ信号に応答して前記湿度信号をサンプリングし、前記
   サンプリング値に基づいて、前記マイクロ波源が付勢さ
   れているか否かを判断するマイクロ波源付勢判断手段と
   を具備した電子レンジにおいて、 第１の組および第２の組の両方のタイミングにおいて前
   記マイクロ波源が付勢されていない場合は異常と判断す
   る異常判断手段と、 前記異常判断手段が異常と判断したときに使用者に報知
   する報知手段とを備えたことを特徴とする電子レンジ。