JPH09229375A - 高周波加熱調理器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は自動調理を行なう高周波加熱調理器
に関するもので、被加熱物を所望の温度に均一に加熱し
たり、任意の温度分布に加熱することを目的とする。 【解決手段】 被加熱物８を収納する加熱室１と、被加
熱物を加熱する高周波加熱手段１０と、加熱室の温度分
布を検出する温度分布検出手段４と温度分布により高周
波加熱手段を制御する制御手段４６を備え、制御手段は
加熱開始初期からの温度変化を演算する温度変化演算手
段４９により被加熱物の存在位置を判定する被加熱物判
定手段５０と、被加熱物の温度分布により高周波加熱手
段を制御する加熱制御手段５１を備えた構成で、被加熱
物の判定を精度良く行い被加熱物を所望の温度に均一に
加熱したり任意の温度分布に加熱することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動調理を目的とし
て高周波加熱を行う調理器具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の高周波加熱調理器は、特開
平７−１９８１４７号公報に示すようなものが一般的で
あった。以下、その構成について図９と図１０を参照に
しながら説明する。図９は従来例を説明する要部斜視図
である。図１０は従来例を説明する温度分布検出手段の
構成図である。図９において加熱室１内の底面外部に２
０個の導波管２を設けてあり、各々の給電口３はマトリ
クス状に鉛直上方向に開口している。各々の導波管には
同軸ケーブルが接続され、この同軸ケーブルのいずれか
を選択切り替えマイクロ波電源に接続することで任意の
導波管２を介し給電３から電磁波を加熱室１内部に導入
し、マトリクスのいずれかの任意の箇所を局所加熱す
る。

【０００３】図１０において４は赤外線温度検出素子で
あり、加熱室１の上面外部に設けてある。加熱室１の上
面には赤外線を透過させるために開口５を設け、開口５
の各々の鉛直上方向には赤外線を反射するミラー６を回
転可能に設けてある。ミラー６で反射した赤外線は凹面
ミラー７で反射し、赤外線温度検出素子４に入力する。
この赤外線温度検出素子４と凹面ミラー７を５組用い、
ミラー６の回転とで図９の２０個の給電口３上の局所的
な温度を検出することができる。

【０００４】そしてまず所定時間全ての給電口３を均等
に切り替えて加熱する。所定時間経過後に各給電口３上
の温度を検出し、初期からの温度上昇を算出して所定値
以上の温度上昇があった局所を食品ゾーン、無かった局
所を非食品ゾーンとして記憶する。以後は非食品ゾーン
の給電口への給電量を低減し、食品ゾーンへの給電量を
増加する。食品ゾーンの個々の局所が所望の完了温度に
なればその局所への給電を停止し、完了温度に到達して
いない局所にのみ給電する。全食品ゾーンが完了温度に
到達したところで加熱を終了することで食品全体を所望
の温度に均一に加熱することができる。

【０００５】また、使用者が任意のゾーン及びその仕上
がり温度を含む温め情報を入力すれば、ゾーン毎に使用
者が入力した仕上がり温度に到達したゾーンから給電を
完了すれば使用者の任意の温度分布に加熱することがで
きる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の高周波加熱調理器では、加熱開始から所定時間経
過時に食品ゾーン、非食品ゾーンの判断を行い、以後そ
の判断に基づき局所加熱を行い食品ゾーン判断した全て
のゾーンが所望の温度に到達したことで調理完了として
いる。そのために、所定時間経過時点で食品ゾーンと非
食品ゾーンの判断を誤ると調理完了まで誤った加熱をす
ることになる。例えば食品を非食品ゾーンと誤るとその
箇所だけ加熱されないし、非食品を食品ゾーンと誤ると
いつまでも調理完了できないという問題がある。誤りで
なくとも赤外線温度検出素子４の視野に食品と非食品の
境界があると、赤外線温度検出素子４が検出できる温度
は食品と非食品の混合された温度であり、仮に食品と認
識しても検出する温度が所望の温度に達っしないか、達
したときには食品の温度は所望の温度より十分高温にな
ってしまうなど所望の温度に均一に加熱することは困難
という問題がある。

【０００７】また、赤外線検出素子４のいずれかが故障
した場合には、赤外線温度検出素子４自身の温度を検出
ゾーンの温度として検出するので、非食品と誤って判定
し適切な加熱を行えないという課題もあり、また使用者
の操作間違い等で加熱室１に被加熱物がない状態で加熱
を開始した場合には電磁波の集中しやすい箇所を食品と
判定して加熱を継続するので、マイクロ波電源を損傷す
るなどの不具合が生じるという問題もある。

【０００８】本発明は、このような従来の課題を解決す
るもので、精度良く食品を所望の温度に均一に加熱す
る、あるいは任意の温度分布に加熱することを第１の目
的とする。

【０００９】また第２の目的は故障や使用者の操作間違
いなど異常な事態に不具合を生じないようにすることで
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、被加熱物を収納する加熱室と、前記被加熱
物を加熱する高周波加熱手段と、前記加熱室の底面部の
温度分布を検出する温度分布検出手段と、制御手段を有
し、前記制御手段は前記温度分布検出手段により検出す
る各検出箇所の加熱開始初期の温度を記憶する初期温度
分布記憶手段と、加熱開始後の各検出箇所の温度と前記
初期温度分布記憶手段に記憶された加熱開始初期の温度
との差を演算する温度変化演算手段と、前記温度変化演
算手段の演算結果を所定値と大小比較し所定値以上の検
出箇所を被加熱物が存在すると判定する被加熱物判定手
段と、前記被加熱物判定手段の判定結果と前記温度分布
検出手段の検出する温度分布に基づき前記高周波加熱手
段を制御する加熱制御手段とを備えた構成としたもので
ある。

【００１１】そして、上記したような構成によって、温
度分布検出手段が検出する加熱開始初期の加熱室内の温
度分布を初期温度分布記憶手段が記憶し、加熱開始後は
温度分布検出手段が検出する時々刻々の加熱室内の温度
分布と初期温度分布記憶手段に記憶された初期温度分布
との差を温度変化演算手段が演算し、この時々刻々の温
度変化演算手段の演算結果により被加熱物判定手段が被
加熱物の存在位置を判定し、この被加熱物判定手段の判
定結果と温度分布検出手段の検出する温度分布により加
熱制御手段が高周波加熱手段を制御するので、初期に被
加熱物の判定を誤っても時間経過に従い誤りは解消さ
れ、被加熱物を所望の温度に加熱できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は第１の目的を達成するた
めに、被加熱物を収納する加熱室と、前記被加熱物を加
熱する高周波加熱手段と、前記加熱室の底面部の温度分
布を検出する温度分布検出手段と、制御手段を有し、前
記制御手段は前記温度分布検出手段により検出する各検
出箇所の加熱開始初期の温度を記憶する初期温度分布記
憶手段と、加熱開始後の各検出箇所の温度と前記初期温
度分布記憶手段に記憶された加熱開始初期の温度との差
を演算する温度変化演算手段と、前記温度変化演算手段
の演算結果を所定値と大小比較し所定値以上の検出箇所
を被加熱物が存在すると判定する被加熱物判定手段と、
前記被加熱物判定手段の判定結果と前記温度分布検出手
段の検出する温度分布に基づき前記高周波加熱手段を制
御する加熱制御手段とを備えた構成としたものである。

【００１３】また本発明の第１の目的を達成するため
に、高周波加熱手段は高周波発生手段と、加熱室におけ
る電磁波分布を変更する分布可変手段とを有し、加熱制
御手段は被加熱物判定手段の判定結果で被加熱物が存在
すると判定した箇所における温度分布により前記分布可
変手段を制御する分布制御手段を有する構成としたもの
である。

【００１４】また本発明の第１の目的を達成するため
に、加熱制御手段は被加熱物判定手段の判定結果で被加
熱物と判定した箇所における温度分布検出手段が検出し
た温度分布により高周波加熱手段の加熱量を制御する加
熱量制御手段を有する構成としたものである。

【００１５】また本発明の第１の目的を達成するため
に、被加熱物判定手段は加熱開始初期からの加熱量の累
積を逐次演算する累積加熱量演算手段と、前記累積加熱
量演算手段の演算結果に比例した値を所定値として演算
する所定値演算手段を有する構成としたものである。

【００１６】また本発明の第１の目的を達成するため
に、被加熱物判定手段は各温度検出箇所の温度検出ごと
に被加熱物かどうかを判断しその時系列の判断結果の多
数決の処理を行う多数決手段を有し、前記多数決手段の
結果により被加熱部の存在を判定する構成としたもので
ある。

【００１７】また本発明の第１の目的を達成するため
に、加熱制御手段は初期温度分布記憶手段に全ての検出
箇所の初期温度が記憶されるまで高周波加熱手段による
加熱を禁止する初期加熱禁止手段を有する構成としたも
のである。

【００１８】また本発明の第２の目的を達成するため
に、制御手段は被加熱物判定手段の判定結果に基づき異
常を検知する異常検知手段を有し、加熱制御手段は前記
異常検知手段が異常を検知したときに高周波加熱手段を
停止させる異常停止手段を有する構成としたものであ
る。

【００１９】また本発明の第２の目的を達成するため
に、異常検知手段は被加熱物判定手段の判定結果により
全ての検出箇所が被加熱物でない場合に異常と検知する
論理積処理手段を有する構成としたものである。

【００２０】また本発明の第２の目的を達成するため
に、異常検知手段は予め定めた異常温度分布を記憶する
異常温度分布記憶手段を有し、被加熱物判定手段の判定
結果により被加熱物と判定した検出箇所が前記異常温度
分布記憶手段の記憶内容と略一致した場合に異常と検知
する一致判断手段を有する構成としたものである。

【００２１】また本発明の第１の目的を達成するため
に、制御手段は加熱開始から所定時間経過後は温度分布
検出手段は被加熱物判定手段の判定結果で被加熱物と判
定した検出箇所だけの温度分布を検出する検出モード切
替手段を有する構成としたものである。

【００２２】本発明は上記したような構成によって、温
度分布検出手段が検出する加熱開始初期の加熱室内の温
度分布を初期温度分布記憶手段が記憶し、加熱開始後は
温度分布検出手段が検出する時々刻々の加熱室内の温度
分布と初期温度分布記憶手段に記憶された初期温度分布
との差を温度変化演算手段が演算し、この時々刻々の温
度変化演算手段の演算結果により被加熱物判定手段が被
加熱物の存在位置を判定し、この被加熱物判定手段の判
定結果と温度分布検出手段の検出する温度分布により加
熱制御手段が高周波加熱手段を制御するので、初期に被
加熱物の判定を誤っても時間経過に従い誤りは解消さ
れ、被加熱物を所望の温度に加熱できる。

【００２３】また分布可変手段は高周波発生手段で発生
した電磁波の加熱室内での分布を変更でき、分布制御手
段が被加熱物判定手段の判定結果と温度分布検出手段の
検出する温度分布に基づいて分布可変手段を制御するの
で、被加熱物を所望の温度に均一に加熱することも任意
の温度分布に加熱することもできる。

【００２４】また加熱量制御手段が被加熱物判定手段の
判定結果と温度分布検出手段の検出する温度分布に基づ
いて高周波加熱手段の加熱量を制御するので、被加熱物
を所望の温度に精度良く加熱できる。

【００２５】また累積加熱量演算手段が加熱開始初期か
らの加熱量の累積を演算し、その演算結果に比例した値
を所定値演算手段が演算するので、時々刻々被加熱物の
判定が可能になる。

【００２６】また多数決手段が時系列の判断結果の多数
決により被加熱物かどうかを判定し被加熱物判定手段の
判定結果とするので、被加熱物の判定精度が向上する。

【００２７】また初期加熱禁止手段が初期温度分布記憶
手段に全ての検出箇所の初期温度が記憶されるまで高周
波加熱手段による加熱を禁止するので、安定した状態で
初期温度分布を記憶できる。

【００２８】また異常検知手段が被加熱物判定手段の判
定結果に基づき異常を検知し、異常停止手段が高周波加
熱手段を停止するので、故障時の安全性を確保できる。

【００２９】また論理積処理手段が被加熱物判定手段の
判定結果で全ての検出箇所が被加熱物でないと判定した
ときに異常と検知するので、温度分布検出手段等の故障
を検知できる。

【００３０】また異常温度分布記憶手段が予め定めた異
常温度分布を記憶し、一致判断手段が被加熱物判定手段
の判定結果が異常温度分布と略一致していると判断した
ときに異常と検知するので、被加熱物が存在しない状態
を検知できる。

【００３１】また検出モード切替手段が温度分布検出手
段の検出箇所を被加熱物判定手段の判定結果で被加熱物
と判定した箇所だけにするので、高速で被加熱物の温度
分布を検出できる。

【００３２】以下、本発明の第１の実施例として電子レ
ンジに応用し食品を使用者の所望の温度に調理する例を
図１〜図５を参照しながら説明する。図１は本発明の第
１の実施例の高周波加熱調理器の構成断面図である。ま
た図２は同実施例の分布可変手段の要部断面図である。
また図３は同実施例の加熱領域を説明する特性図であ
る。また図４は同実施例の温度分布検出手段の要部断面
図である。また図５は同実施例の制御手段の構成ブロッ
ク図である。

【００３３】１は加熱室、８は被加熱物である食品、９
は食品８を載せる皿、１０は高周波加熱手段である。高
周波加熱手段１０は高周波発生手段であるマグネトロン
１１を含み、マグネトロン１１から出た電磁波は、導波
管１２および給電室１３を介して加熱室１内に導入さ
れ、加熱室１内の食品８を加熱する。導波管１２から給
電室１３内には分布可変手段１４がある。分布可変手段
１４は、アンテナ１５、導波管モータ１６、第１の回転
軸１７、大歯車１８、軸受け部材１９、小歯車２０およ
び第２の回転軸２１により構成している。

【００３４】アンテナ１５は電磁波導入部移動手段であ
る導波管モータ１６で回転する構成としている。導波管
１２内の電磁波はアンテナ１５により引き出されるが、
アンテナ１５は電磁波の導入の方向に指向性を有するの
で、見かけ上導波管が開口部を含めて移動するのと同じ
である。導波管モータ１６はステッピングモータであ
り、第１の回転軸１７を回転させる。第１の回転軸１７
には大歯車１８が取り付けられ、大歯車１８は小歯車２
０と接し、小歯車２０には第２の回転軸２１が取り付け
られ、第２の回転軸２１は導波管１２に固定された軸受
け部材１９により回転自在に取り付けられている。この
第２の回転軸２１にアンテナ１１が取り付けられてい
る。この構成で導波管モータ１６が回転すると、第２の
回転軸２１は回転を繰り返しながら大歯車１８の周囲を
移動する。導波管モータ１６は、原点検出スイッチを使
ったり、ストッパーを使うなどして初期の位置合わせを
行い、以後初期位置からの移動角度を逐次累積して常に
回転角度をわかるようにすることでアンテナ１５の位置
と向きの両方がわかるものである。

【００３５】また給電室１３はカバー２２で覆われてい
る。カバー２２は電磁波を吸収しにくい低損失の材料か
らなり、加熱室１の底面に凹凸のないように設けてい
る。これは食品８の欠片や調味料などが給電室１３に入
らないように、且つ掃除をしやすいようにしているので
ある。

【００３６】図２は図１のＡ−Ａ’線断面を示してい
る。２３は導波管１２の上部壁面および給電室１３の底
面に設けたアンテナ１５の通るレール孔で、２４は導波
管１２の底面に設けた第２の回転軸２１が通るレール孔
である。図２ではアンテナ１５の向きは中央向きで、電
磁波は矢印の如く中央向きに加熱室１に導入される。ア
ンテナ１５が回転しながらレール孔２３を移動するとき
の、加熱室１へのアンテナ１５の電磁導入部である２５
の移動軌跡を図３に示す。アンテナ１５の電磁波導入部
２５が最も加熱されるので加熱室１内のほぼ全領域の任
意の位置を集中的に加熱することが可能なのである。

【００３７】温度分布検出手段４は赤外線温度検出器を
含んで構成し、加熱室１の側面２６上部に光路を確保す
るための開口２７を設け、その開口２７近傍には電磁波
が加熱室１外部に漏れないようチョーク構造２８を形成
している。

【００３８】図４は図１のＢ−Ｂ’線断面を示してい
る。加熱室１の側面２６に開口２７を設け、開口２７に
チョーク構造２８を結合させている。チョーク構造２８
は光路を形成し側面２６に広がりを持った二重の筒状の
金属部品で、側面２６の反対側には二重の筒に隙間を持
たせて小孔２９を持った構造である。このチョーク構造
２８により加熱室１内から赤外線は小孔２９より外部に
出るが、加熱室１内の電磁波（波長λ）は遮断され外部
にはほとんど漏れない。図４においてチョークの寸法Ｌ
をλ／４に設計する、即ち周波数が２．４５GHzであれ
ば３０mmにすることで、小孔２９でのインピーダンスが
無限大となり電磁波の遮断効果は最も大きい。また、寸
法Ｌを半分の１５mmにすると側面２６の開口２７でイン
ピーダンス無限大となり同様に電磁波の遮断効果は大き
く、小型化できる効果がある。

【００３９】図４において、３０は温度検出素子で焦電
型の赤外線検出素子で構成したものであり、入光する赤
外線量、即ち視野となる加熱室１内の位置の温度に相関
を持った出力をするものである。温度検出素子３０は固
定部材３１内部に固定し、固定部材３１に取り付けたレ
ンズ３２を通して視野を絞って狭い範囲の温度を検出し
ている。レンズ３２はフレネルレンズで赤外線の透過す
る材料で構成している。３３ａは温度検出素子３０の温
度検出位置を移動させる検出位置移動手段でありステッ
ピングモータで構成したものであり、３４を第１の回転
軸として小歯車３５とチョッパ３６を回転する。

【００４０】チョッパ３６はスリットを形成していて温
度検出素子３０に至る光路を開閉しながら回転する。小
歯車３５は大歯車３７と接し大歯車３７には回転の第２
の回転軸３７を取り付け、第２の回転軸３８は受け部３
９により回転自在に取り付けている。また、第２の回転
軸３８にはプリント基板４０を取り付け、プリント基板
４０には温度検出素子３０の他、増幅回路等の電子回路
（図示せず）を取り付けている。これらは赤外線の光路
となる位置に小孔４１を持った金属ケース４２に収納さ
れ金属蓋４３で覆っている。この構成でステッピングモ
ータ３３ａは温度検出素子３０を図４の手前から奥に首
振りし、同時にチョッパ３６による光路の開閉の両方を
行っている。

【００４１】３３ｂは温度検出素子３０を含む金属ケー
ス４２全体を駆動する検出位置移動手段でステッピング
モータにより構成している。ステッピングモータ３３ｂ
は回転軸４４を回転させ、回転軸に取り付けられた連結
部４５を駆動して温度検出素子３０を図４の左右方向に
首振りするのである。ここでステッピングモータ３３ｂ
の首振り周期はステッピングモータ３３ａの首振り周期
より十分遅く整数倍で駆動するものであり、ステッピン
グモータ３３ｂの首振り１往復ごとに同じ位置の温度を
検出できる構成としている。この構成で加熱室１内の全
領域の温度を検出でき２次元的に温度分布を検出できる
ものである。またステッピングモータ３３ｂの首振り１
往復ごとに同じ位置の温度検出ができるので１往復前の
温度との温度差や初期からの温度変化を各検出位置ごと
に算出できるのである。

【００４２】図５において制御手段４６は温度分布検出
手段４より加熱室１の底面の温度分布を検出し、高周波
加熱手段１０を制御して食品１を均一に加熱したりある
いは任意の温度分布に加熱したりするのである。

【００４３】次に制御手段４６の構成を図５を用いて説
明する。４７は初期温度分布記憶手段であり、加熱開始
の初期に温度分布検出手段４で検出できる各種位置の初
期温度を記憶する。即ち、使用者が加熱キー（図示せ
ず）を押すなどして加熱開始を指示すると、まず一通り
全ての検出位置の温度を測定し、それを初期温度分布と
して記憶するのである。全ての検出位置の初期温度分布
を記憶すると切替手段４８により温度分布検出手段４の
検出する温度分布情報を温度変化演算手段４９に入力す
る。

【００４４】全ての検出位置の初期温度分布を記憶する
と切替手段４８により温度分布検出手段４の検出する温
度分布情報を温度変化演算手段４９に入力する。温度変
化演算手段４９は温度分布検出手段４から入力する各検
出位置の温度と初期温度分布記憶手段４７に記憶されて
いる各検出位置の初期温度との差を演算する。５０は被
加熱物判定手段で温度変化演算手段４９からの入力によ
り温度分布検出手段４の各検出位置ごとに被加熱物か否
かを判定する。５１は加熱制御手段で被加熱物判定手段
５０で被加熱物と判定した検出位置における温度分布検
出手段４で検出した温度により高周波加熱手段１０を制
御するのである。

【００４５】加熱制御手段５１には高周波加熱手段１０
の分布可変手段１４を制御する分布制御手段５２と高周
波発生手段であるマグネトロン１１の動作を制御する加
熱量制御手段５３がある。５４は低温位置抽出手段で、
被加熱物判定手段５０で被加熱物と判定した検出位置の
中で、最低温度の位置を温度分布検出手段４の検出温度
により抽出する。その抽出した低温位置情報を分布制御
手段５２に出力する。分布制御手段５２はステッピング
モータ１６の駆動を制御し、アンテナ１５の位置と向き
を制御して低温位置抽出手段５４で抽出した食品８の低
温位置を局所加熱する。５５は最高温度抽出手段で、被
加熱物判定手段５０で被加熱物と判定した検出位置の中
で、最高温度を抽出し加熱量制御手段５３に出力する。
加熱量制御手段５３はこの最高温度と使用者の所望の温
度との温度差により高周波発生手段を制御する。それは
温度差が小さくなるにつれて加熱量を低減する制御であ
り、インバータによりパワーを制御したり、オン／オフ
の時間比率を変えるなどする。

【００４６】この分布制御手段５２により食品８の低温
部分をなくし、食品８全体を均一な温度分布にでき、ま
た加熱量制御手段５３により加熱のオーバーシュート等
を発生させることなく調理できる。最高温度抽出手段５
３の抽出する最高温度が使用者の所望の温度を超えると
加熱量制御手段５３は高周波発生手段１１を停止して調
理は完了し、調理完了時点で使用者の所望の温度に全体
に均一な温度分布で調理できる。また、加熱中は常に分
布制御手段５２が低温位置抽出手段５４の出力に従って
低温位置を加熱して均一な温度分布になるように制御し
ているので、調理途中で止めても均一な温度分布にでき
る。

【００４７】次に被加熱物判定手段５０について説明す
る。被加熱物判定手段５０には累積加熱量演算手段５
６、所定値演算手段５７、多数決手段５８がある。累積
加熱量演算手段５６は加熱開始からの加熱量の累積値を
演算する。加熱量制御手段５３から例えば１秒ごとに加
熱量を入力する。加熱量は加熱量制御手段５３が高周波
発生手段であるマグネトロン１１を制御している加熱量
で、インバータによりパワー制御していれば時々刻々の
パワーである。またオン／オフの時間比率で加熱量を変
えていればオンしているときの加熱量は所定のパワーで
あり、オフしているときの加熱量は零である。累積加熱
量演算手段５６は１秒ごとに得られる加熱量を順次加算
していく。例えば５００Ｗの一定パワーを継続すれば１
００秒後の累積加熱量演算手段５６の演算値は５万であ
る。累積加熱量演算手段５６はこの演算値を所定値演算
手段５７に出力する。

【００４８】所定値演算手段５７は累積加熱量演算手段
５６より得られる時々刻々の累積加熱量に所定の率を乗
じて所定値とする。被加熱物判定手段５０はこの所定値
演算手段５７の演算結果である所定値と温度分布検出手
段４から温度変化演算手段４９を介して得られる各検出
位置の加熱開始からの温度上昇とを比較し、その大小よ
り温度上昇が所定値より大であれば被加熱物、小であれ
ば被加熱物でないと判断する。

【００４９】多数決手段５８は各検出位置ごとの時々刻
々の判断結果を基に多数決により被加熱物か否かを判定
する。例えば、加熱開始時に各検出位置の判定値を零と
し、以後時々刻々変化する所定値と時々刻々得られる各
検出位置の温度上昇との大小判断で、被加熱物と判断す
れば判定値を１加算し、被加熱物でないと判断すれば１
減算する。その判定値の操作を繰り返し、判定値が正で
あれば被加熱物、負であれば被加熱物でないと判定し
て、各検出位置について被加熱物か否かの判定を下すの
である。

【００５０】加熱量制御手段５３からマグネトロン１１
に加熱信号を出力してもすぐにマグネトロン１１は安定
した発振ができない場合もある。累積加熱量演算手段５
６はそれを考慮して、加熱量制御手段５３からの入力信
号がオフからオンに切り替わってから所定の遅延時間は
加熱量零として扱うなどの方法もある。所定値演算手段
５７は累積加熱量演算手段５６の演算結果に乗じる率
を、被加熱物の分量や種類によって変えてもよい。重量
センサ等を設けて被加熱物の重量を測定したり、調理メ
ニュー入力手段を設けて知る被加熱物の種類の情報等に
より、率を決めればより精度良く被加熱物の判定ができ
る。

【００５１】次に加熱量制御手段５３について説明す
る。加熱量制御手段５３には初期加熱停止手段５９と異
常停止手段６０がある。初期加熱停止手段５９は初期温
度分布記憶手段４７に初期温度分布が記憶されるまでマ
グネトロン１１による加熱を禁止する。これは被加熱物
か否かを判定するための情報となる温度変化は全て初期
温度との差であるため、初期温度は正確に検出しなけれ
ばならない。そのためには温度分布検出手段４に対して
ノイズの影響を与える原因となりやすいマグネトロンの
駆動は、禁止する方が望ましい。使用者が調理開始を指
示すると、初期加熱停止手段５９はまずマグネトロン１
１を停止させ、初期温度分布記憶手段４７から初期温度
分布の記憶が完了した信号を得ると、マグネトロン１１
を駆動させるのである。異常停止手段６０は加熱室１内
に被加熱物がない、即ち空焚状態や、温度分布検出手段
４の故障などの場合、異常検知手段６１からの指示によ
り調理途中であっても、マグネトロン１１を停止させ
る。

【００５２】次に異常検知手段６１について説明する。
異常検知手段６１には論理積処理手段６２、異常温度分
布記憶手段６３、一致判断手段６４がある。論理積処理
手段６２は被加熱物判定手段５０の判定結果を入力と
し、温度分布検出手段４が温度検出する検出位置全てが
被加熱物でないという判定結果を得たときに異常として
検知する。これは温度分布検出手段４の温度検出素子３
０が故障している場合が考えられる。温度検出素子３０
の出力が零になった場合、温度検出素子３０は赤外線検
出素子であるから、素子自身の温度と対象物の温度との
温度差が零と考えられるが、マグネトロン１１で加熱を
開始してもどの検出箇所の温度上昇もなければ温度検出
素子３０の故障と考えられる。このような場合には適切
な加熱はできないので異常検知手段６１は異常停止手段
６０に異常検知したことを出力し、異常停止手段６０は
マグネトロン１１を停止させる。また温度分布検出手段
４の視野を全て遮られた場合でも同様に全ての検出位置
が被加熱物でないという判定結果で異常検知できる。

【００５３】異常温度分布記憶手段６３は予め定めた異
常温度分布を記憶している。これは空焚を検知するため
の情報である。加熱室１に被加熱物８を入れないで空焚
した場合、加熱室１内の特定の位置に電磁波が集中して
急激に温度上昇してしまう。一般には加熱室１の隅に電
磁波が集中する場合が多いのであるが、加熱室１の寸
法、形状等により必ずしも隅とは限らないが、複数箇所
点在して電磁波の集中箇所が発生し、それは加熱室１の
寸法、形状が同じであれば再現性は高い。これは加熱室
１内で被加熱物８がないために、電磁波が散乱し反射を
繰り返し最終的に集中するので、分布可変手段１４でど
の位置から電磁波を導入してもほとんど変わらない。空
焚の実験を行い、そのときの温度分布を異常温度分布記
憶手段６３が予め記憶している。一致判断手段６４は被
加熱物判定手段５０により被加熱物と判定した位置が異
常温度分布記憶手段６３に記憶している空焚の場合に電
磁波が集中して温度上昇する位置と略一致した場合に、
空焚による異常と検知し異常検知手段６１は異常停止手
段６０に異常検知したことを出力して、異常停止手段６
０はマグネトロン１１を停止させる。

【００５４】次に本発明の第２の実施例を図６〜図８を
参照して説明する。図６は本発明の第２の実施例の高周
波加熱調理器の制御手段の構成ブロック図である。また
図７、図８は同実施例の温度分布検出領域を説明する特
性図である。

【００５５】６５は検出位置移動信号出力手段であり、
温度検出素子３０の検出位置を首振り移動させる２つの
ステッピングモータ３３ａ、３３ｂに移動信号を出力す
るものである。例えばステッピングモータ３３ａで１０
ステップ、ステッピングモータ３３ｂで１０ステップ検
出位置を変更し、計１００箇所の温度を検出するとすれ
ば、まず初期位置からステッピングモータ３３ａに時計
方向への回転駆動信号を２０回出力する。これは１回ご
とにチョッパ３６の開閉状態が変わるもので、開状態と
閉状態の両方の信号で温度を検出するためである。ここ
でステッピングモータ３３ｂに時計方向への回転駆動信
号を１回出力して、次はステッピングモータ３３ａに反
時計方向への回転駆動信号を２０回出力する。これでス
テッピングモータ３３ａは１往復したことになる。ステ
ッピングモータ３３ａが５往復するまでステッピングモ
ータ３３ａへの回転駆動信号１０回ごとにステッピング
モータ３３ｂに時計方向への駆動信号を１回出力する
と、加熱室３内の温度分布として１００箇所の温度が検
出できる。

【００５６】図７に温度検出素子３０の検出位置の移動
軌跡を示す。図７は加熱室１の底面における検出位置の
移動軌跡で、温度分布検出手段７が斜めに加熱室３内を
臨むよう取り付けているので、温度検出素子３０に近い
側では狭く、遠い側で広く検出することになる。図７に
示すように加熱室１内のほぼ全域の範囲で１００箇所の
温度を検出できる。次はステッピングモータ３３ｂへは
反時計方向への駆動信号を出力するものとして、同様に
ステッピングモータ３３ａを５往復させると、図７に示
す移動軌跡を再度１００箇所の温度が検出できて検出位
置は初期位置に戻る。検出位置移動信号出力手段６５は
調理開始初期からこの動作を繰り返すもので、例えば５
０msecごとに信号を出力することで、１０秒ごとに１０
０箇所の温度が検出でき、２０秒ごとに初期位置に戻
る。

【００５７】６６は検出モード切替手段で、被加熱物判
定手段５０の判定結果が安定すると、検出モード切替信
号を検出位置移動信号出力手段６５に出力する。被加熱
物判定手段５０は時々刻々各検出位置が被加熱物か否か
を判定するが、その結果は加熱開始初期には不安定で変
化しやすいが、加熱が進行するに従い結果は変化しにく
くなり安定する。そこで被加熱物判定手段５０の判定結
果が所定時間変化しなかったときに判定結果は安定した
ものとして、検出モード切替信号を検出位置移動信号出
力手段６５に出力するのである。

【００５８】検出位置移動信号出力手段６５は検出モー
ド切替信号を受信すると、以後は被加熱物判定手段５０
により被加熱物と判定した検出位置のみに温度検出素子
３０の検出位置を首振り移動させるよう、２つのステッ
ピングモータ３３ａ、３３ｂに移動信号を出力する。例
えば図８に示すように、まず初期位置Ｃからステッピン
グモータ３３ａに時計方向への回転駆動信号を２回出力
すると同時に、ステッピングモータ３３ｂに時計方向へ
の回転駆動信号を２回出力して被加熱物の端点であるＤ
の位置に移動させる。次にステッピングモータ３３ａに
時計方向への回転駆動信号を１４回出力する。これで検
出位置はＤからＥまで７ステップ移動させられる。ここ
でステッピングモータ３３ｂに時計方向への回転駆動信
号を１回出力すると同時にステッピングモータ３３ａに
も時計方向への回転駆動信号を２回出力することで検出
位置をＥからＦへ移動させる。次はステッピングモータ
３３ａに反時計方向への回転駆動信号を１８回出力す
る。これで検出位置はＦからＧまで９ステップ移動して
検出位置は１往復したことになる。このようにステッピ
ングモータ３３ａ、３３ｂに必要な回数の回転駆動信号
を出力することで、ＤからＨに至る温度検出素子３０の
検出位置の移動軌跡をつくることができる。

【００５９】Ｈに到達すると移動軌跡を逆に辿って、Ｈ
からＤに検出位置を移動し、検出位置移動信号出力手段
６５が温度検出素子３０の検出位置をこのＤからＨ、Ｈ
からＤの移動軌跡を繰り返すことで、温度分布検出手段
４は被加熱物判定手段５０が被加熱物と判定した位置の
みの温度分布を検出できるのである。これで温度分布検
出のサイクルを短時間化できる。

【００６０】検出モード切替手段６６は加熱開始から所
定時間経過時点でモード切替信号を発振してもよいし、
一定時間ごと定期的に検出モードを元に戻して加熱室１
の全体の温度分布を検出するようにしてもよい。途中で
形状が変わるような食品、例えば餅やシュークリームな
どのメニューでは被加熱物の位置を確定させて継続させ
ない方がよい。

【００６１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、温度分
布検出手段が検出する時々刻々の加熱室内の温度分布と
初期温度分布記憶手段に記憶された初期温度分布との差
を温度変化演算手段が演算し、この時々刻々の温度変化
演算手段の演算結果により被加熱物判定手段が被加熱物
の存在位置を判定し、この被加熱物判定手段の判定結果
と温度分布検出手段の検出する温度分布により加熱制御
手段が高周波加熱手段を制御するので、初期に被加熱物
の判定を誤っても時間経過に従い誤りは解消され、被加
熱物の判定を誤ることによる加熱の不具合はなく、被加
熱物を精度良く所望の温度に均一に加熱したり、任意の
温度分布に加熱することが可能になる。

【００６２】また分布制御手段および加熱量制御手段が
加熱室内での電磁波の分布や高周波発生手段の加熱量を
制御するので、常に被加熱物の温度分布を均一に保ちな
がら加熱したり、任意の温度分布を維持しながら加熱し
たりでき、加熱途中で過剰加熱を発生させるようなこと
もなく、被加熱物を精度良く所望の温度に均一に加熱し
たり、任意の温度分布加熱することが可能になる。

【００６３】また累積加熱量演算手段が加熱開始初期か
らの加熱量の累積を演算し、その演算結果に比例した値
を所定値演算手段が演算するので、時々刻々被加熱物の
判定が可能になり、また多数決手段が時系列の判断結果
の多数決により被加熱物かどうかを判定し被加熱物判定
手段の判定結果とするので、被加熱物の判定精度が向上
し、被加熱物の判定を誤ることによる加熱の不具合はな
く、被加熱物を精度良く所望の温度に均一に加熱した
り、任意の温度分布に加熱することが可能になる。

【００６４】また初期加熱禁止手段が初期温度分布記憶
手段に全ての検出箇所の初期温度が記憶されるまで高周
波加熱手段による加熱を禁止するので、安定した状態で
初期温度分布を記憶でき、以後その記憶した初期温度分
布との差により被加熱物を判定するので、被加熱物の判
定精度が向上し、被加熱物の判定を誤ることによる加熱
の不具合はなく、被加熱物を精度良く所望の温度に均一
に加熱したり、任意の温度分布に加熱することが可能に
なる。

【００６５】また論理積処理手段が被加熱物判定手段の
判定結果で全ての検出箇所が被加熱物でないと判定した
ときに異常と検知するので、温度分布検出手段等の故障
を検知でき、また異常温度分布記憶手段が予め定めた異
常温度分布を記憶し、一致判断手段が被加熱物判定手段
の判定結果が異常温度分布と略一致していると判断した
ときに異常と検知するので、被加熱物が存在しない状態
を検知でき、異常停止手段が高周波加熱手段を停止する
ので、故障や使用者の誤操作があっても安全性を確保
し、不具合を生じさせない。

【００６６】また検出モード切替手段が温度分布検出手
段の検出箇所を被加熱物判定手段の判定結果で被加熱物
と判定した箇所だけにするので、高速で被加熱物の温度
分布を検出でき、被加熱物を精度良く所望の温度に均一
に加熱したり、任意の温度分布に加熱することが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の高周波加熱調理器の構
成断面図

【図２】同高周波加熱調理器の分布可変手段の要部断面
図

【図３】同高周波加熱料理器の加熱領域を説明する特性
図

【図４】同高周波加熱調理器の温度分布検出手段の要部
断面図

【図５】同高周波加熱調理器の制御手段の構成ブロック
図

【図６】本発明の第２の実施例の高周波加熱調理器の制
御手段の構成ブロック図

【図７】同高周波加熱調理器の調理初期の温度分布検出
領域を説明する特性図

【図８】同高周波加熱調理器の検出モード切替後の温度
分布検出領域を説明する特性図

【図９】従来例の高周波加熱調理器の要部斜視図

【図１０】従来例の高周波加熱調理器の温度分布検出手
段の構成図

【符号の説明】

１ 加熱室 ４ 温度分布検出手段 １０ 高周波加熱手段 １１ 高周波発生手段 １４ 分布可変手段 ４６ 制御手段 ４７ 初期温度分布記憶手段 ４９ 温度変化演算手段 ５０ 被加熱物判定手段 ５１ 加熱制御手段 ５２ 分布制御手段 ５３ 加熱量制御手段 ５６ 累積加熱量演算手段 ５７ 所定値演算手段 ５８ 多数決手段 ５９ 初期加熱禁止手段 ６０ 異常停止手段 ６１ 異常検知手段 ６２ 論理積処理手段 ６３ 異常温度分布記憶手段 ６４ 一致判断手段 ６６ 検出モード切替手段

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加熱物を収納する加熱室と、前記被加熱
   物を加熱する高周波加熱手段と、前記加熱室の底面部の
   温度分布を検出する温度分布検出手段と、制御手段を有
   し、前記制御手段は前記温度分布検出手段により検出す
   る各検出箇所の加熱開始初期の温度を記憶する初期温度
   分布記憶手段と、加熱開始後の各検出箇所の温度と前記
   初期温度分布記憶手段に記憶された加熱開始初期の温度
   との差を演算する温度変化演算手段と、前記温度変化演
   算手段の演算結果を所定値と大小比較し所定値以上の検
   出箇所を被加熱物が存在すると判定する被加熱物判定手
   段と、前記被加熱物判定手段の判定結果と前記温度分布
   検出手段の検出する温度分布に基づき前記高周波加熱手
   段を制御する加熱制御手段とを備えた高周波加熱調理
   器。
2. 【請求項２】高周波加熱手段は高周波発生手段と、加熱
   室における電磁波分布を変更する分布可変手段とを有
   し、加熱制御手段は被加熱物判定手段の判定結果で被加
   熱物が存在すると判定した箇所における温度分布により
   前記分布可変手段を制御する分布制御手段を有する請求
   項１記載の高周波加熱調理器。
3. 【請求項３】加熱制御手段は被加熱物判定手段の判定結
   果で被加熱物と判定した箇所における温度分布検出手段
   が検出した温度分布により高周波加熱手段の加熱量を制
   御する加熱量制御手段を有する請求項１または請求項２
   に記載の高周波加熱調理器。
4. 【請求項４】被加熱物判定手段は加熱開始初期からの加
   熱量の累積を逐次演算する累積加熱量演算手段と、前記
   累積加熱量演算手段の演算結果に比例した値を所定値と
   して演算する所定値演算手段を有する請求項１記載の高
   周波加熱調理器。
5. 【請求項５】被加熱物判定手段は各温度検出箇所の温度
   検出ごとに被加熱物かどうかを判断しその時系列の判断
   結果の多数決の処理を行う多数決手段を有し、前記多数
   決手段の結果により被加熱部の存在を判定する構成の請
   求項１記載の高周波加熱調理器。
6. 【請求項６】加熱制御手段は初期温度分布記憶手段に全
   ての検出箇所の初期温度が記憶されるまで高周波加熱手
   段による加熱を禁止する初期加熱禁止手段を有する構成
   とした請求項１記載の高周波加熱調理器。
7. 【請求項７】制御手段は被加熱物判定手段の判定結果に
   基づき異常を検知する異常検知手段を有し、加熱制御手
   段は前記異常検知手段が異常を検知したときに高周波加
   熱手段を停止させる異常停止手段を有する構成とした請
   求項１記載の高周波加熱調理器。
8. 【請求項８】異常検知手段は被加熱物判定手段の判定結
   果により全ての検出箇所が被加熱物でない場合に異常と
   検知する論理積処理手段を有する構成とした請求項７記
   載の高周波加熱調理器。
9. 【請求項９】異常検知手段は予め定めた異常温度分布を
   記憶する異常温度分布記憶手段を有し、被加熱物判定手
   段の判定結果により被加熱物と判定した検出箇所が前記
   異常温度分布記憶手段の記憶内容と略一致した場合に異
   常と検知する一致判断手段を有する構成とした請求項７
   記載の高周波加熱調理器。
10. 【請求項１０】制御手段は加熱開始から所定時間経過後
    は温度分布検出手段は被加熱物判定手段の判定結果で被
    加熱物と判定した検出箇所だけの温度分布を検出する検
    出モード切替手段を有する請求項１記載の高周波加熱調
    理器。