JPH10253061A

JPH10253061A - 加熱装置

Info

Publication number: JPH10253061A
Application number: JP6296197A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Fujii; 茂喜藤井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-03-17
Filing date: 1997-03-17
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】温度検出器の検出出力が変動しながら上昇し
ても、過加熱することなく良好に加熱を行うことのでき
る加熱装置を提供する。【解決手段】検出温度と時間との関係における特性曲
線において、検出温度の１回目のピーク時における温度
ｔ１と時間Ｔ１を取得する。次に、２回目のピーク時に
おける温度ｔ２と時間Ｔ２を取得する。これらの値によ
り１次関数式ｆ₁ を算出する。１次関数式ｆ₁ より設定
温度Ｋに到達するまでの加熱時間ｔk を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加熱物の表面温
度を検出し、その表面温度に基づいて加熱を行う電子レ
ンジ、オーブン等の加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、加熱装置において、被加熱物
の表面温度を検出するために赤外線温度検出器を用いた
ものがある。この赤外線温度検出器を用いた加熱装置で
は、被加熱物から輻射される赤外線により被加熱物の表
面温度を検出し、その表面温度に基づいて加熱を制御し
ている。

【０００３】加熱装置に適用される赤外線温度検出器に
は様々な種類があるが、主に半導体の光電効果を利用し
た量子型センサと、光の輻射熱の吸収によって温度が上
昇することを利用した熱効果型センサとの２つに大別さ
れる。量子型センサは測定精度が高く、応答性も良い反
面、測定できる光の波長域が狭いことや常温では使用で
きないという欠点を有している。それに対して、熱効果
型センサは感度、応答性という点で量子型センサより劣
るが、広い範囲の光の波長を感知でき、常温での使用も
可能である上、構造が簡単で機械的強度も強いという利
点を有する。

【０００４】このような熱効果型センサのうち代表的な
ものには、圧電体の焦電効果を利用した焦電タイプ、サ
ーミスタの導電率の変化を利用したサーミスタボロメー
タタイプおよび小型の熱電対を多数直列に接続したサー
モパイルを用いた熱電堆タイプ等がある。

【０００５】焦電タイプは素子自体が比較的安価である
が、出力を得るためには光線を断続するチョッパー機構
が必要であるため、測定システムが高価となってしま
う。また、サーミスタボロメータタイプは２個以上のサ
ーミスタと集光部とがあればよく、潜在的なコストダウ
ンの可能性を有しているが、実用上、技術的課題が多
い。これらに対して、熱電堆タイプは、取扱いが容易な
ことから放射線温度計をはじめ広い分野で実用化されて
いる。

【０００６】熱電堆タイプの中には、センサの周囲温度
を測定するサーミスタを備えたものがある。図１３(a)
は、この温度検出器を使用した高周波加熱装置の構成を
示す概略図であり、簡単に説明すると、この高周波加熱
装置は、装置本体１内に設けられた加熱室２と、被加熱
物Ａを載置するための回転自在に設けられた載置台３
と、被加熱物Ａの表面温度を検出するための赤外線温度
検出器４と、高周波を発生するためのマグネトロン５
と、温度検出器４からの検出信号に基づいてマグネトロ
ン５を制御するためのマイクロコンピュータを有する制
御部（図示せず）とによって構成されている。温度検出
器４は、図１３(a) には示していないが、内部に略円筒
形のホルダーが収容され、そのホルダー内にサーモパイ
ルおよびサーミスタを有している。

【０００７】このような加熱装置において、本願出願人
による特願平９−５９５９号明細書および図面に記載さ
れているように、温度検出器４の能力特性を被加熱物Ａ
の表面温度、サーミスタの出力およびサーモパイルの出
力に基づいて管理し、これらの関係から正確な表面温度
を検出している。そのため、加熱室２内の雰囲気温度の
不安定な状態でも温度検出器４の周辺の温度を常に把握
でき、被加熱物Ａの高精度な温度検出が可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような高周波加熱装置の構成では、被加熱物の表面温度
を正確に検出できない場合がある。例えば、図１３(a)
に示すように、温度検出器４の検出エリアを広くするた
めに温度検出器４が加熱室２の天板隅部に配置されて、
斜め上方向から被加熱物Ａの表面温度を検出する場合、
加熱中には被加熱物Ａを載置する載置台３が回転するの
で、この場合における検出温度−時間特性は、図１３
(b) のように、温度検出器４の出力が載置台３の回転に
同期して変動しながら上昇する特性となる。

【０００９】一方、図１４(a) に示すように、表面積の
大きなスープ皿等の被加熱物Ｂを載置台３の中央に置い
て加熱したとき、その検出温度−時間特性は、図１４
(b) のようにほぼ直線的な特性として現れる。しかし、
実際にはほとんどの被加熱物において、図１３(a) のよ
うに変動しながら上昇する特性になり、センサの能力が
高ければ高いほどその傾向が高い。

【００１０】検出温度−時間特性が図１３(a) に示すよ
うな特性の場合、特性曲線のピーク時における温度の値
を用いて加熱制御することが多い。なぜなら、ピーク値
は実際の被加熱物の表面温度に最も近い値を示している
可能性が高いからである。

【００１１】そのような制御において、図１５に示すよ
うに、例えば牛乳やお酒などを設定温度７０℃で加熱終
了させたい場合、ピーク点Ｅにおける加熱時間ｔa のと
きには、制御部は被加熱物の検出温度がまだ７０℃に達
してないと判断し、次のピーク点Ｆの検出まで待機す
る。しかし、実際の被加熱物の表面温度は特性曲線にお
けるピーク値の谷間（Ｅ〜Ｇ間参照）、すなわち温度検
出器４が検知していない時間帯で７０℃に達する場合が
十分考えられる。そして、次のピーク点Ｆで検知したと
きには既に例えば８５℃まで上昇していたというよう
に、過加熱による不具合を生ずることがある。

【００１２】ところで、このような高周波加熱装置に関
し、温度検出の精度を上げるための技術が、例えば特開
平７−１１９９８０号公報に開示されている。この公報
に記載の技術によれば、図１６に示すように、サーモパ
イルおよびサーミスタを保持するためのホルダー６に
は、その内周面に高い放射率を有するコーティング材７
が塗布されている。これにより、輻射熱の乱反射の影響
を最小限に抑えることができ、被加熱物の温度検出の精
度を向上させている。

【００１３】しかしながら、温度検出器で検出される検
出信号は微弱であるために、例えばマグネトロン等から
発生される高周波ノイズ等に極めて弱い。実際に温度検
出器は高周波加熱装置の加熱室内に設置され、主に加熱
時にその機能が発揮されるものであるから、高周波ノイ
ズからの影響を少しでも受けにくくし、サーモパイルや
サーミスタセンサの能力を加熱時にも１００％発揮させ
る必要がある。

【００１４】そこで、温度検出器の回路基板に取り付け
られるシールドケースを回路基板のグランド部分と接続
させるといったアース処置を取ることが考えられるが、
高周波ノイズに対する対策としては不十分である場合が
多い。

【００１５】本発明は、上記に鑑み、温度検出器の検出
出力が変動しながら上昇しても、過加熱することなく良
好に加熱制御を行うことのできる加熱装置の提供を目的
とする。

【００１６】また、本発明は、高周波ノイズを抑制する
ことのできる加熱装置の提供を他の目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、被加熱物の表面温度を検出する温度検出器を有す
る加熱装置において、被加熱物の加熱制御を行う制御手
段が設けられ、制御手段は、加熱の経過に伴う表面温度
の変化度合いを算出し、その変化度合いにより表面温度
が設定温度に到達するまでの加熱時間を求めるものであ
る。

【００１８】上記構成によれば、被加熱物が加熱され温
度検出器で検出された被加熱物の表面温度の変化度合い
から、それ以降の表面温度の変化傾向を予測し、その予
測に基づいて設定温度に到達するまでの加熱時間を求め
る。そのため、加熱の不足や過剰を防止して、加熱時間
のばらつきを抑えることができるので、好適な状態に被
加熱物を仕上げることができる。

【００１９】具体的な制御としては、温度検出器の出力
が変動しながら上昇する場合に、出力のピーク値をｎ
（ｎは２以上の整数）個取得し、それらの値により表面
温度の時間に対する変化度合いを算出する。

【００２０】例えば、温度検出器の出力のピーク値を２
個取得する場合は、表面温度の時間に対する１次関数式
を算出するようにし、また、温度検出器の出力のピーク
値を３個取得する場合は、表面温度の時間に対する２次
関数式を算出するようにしてもよい。

【００２１】このように温度検出器の出力のピーク値を
複数取得して、それらの値に基づいてそれ以降の表面温
度の変化度合いを算出する。そのため、例えば、温度検
出器の出力が変動しながら上昇する場合においても、表
面温度の変化傾向がより正確に把握でき、設定温度に応
じて確実に加熱を終了させることができる。

【００２２】また、温度検出器の出力のピーク値を取得
するたびに、１次または２次関数式、あるいはこれらの
近似式等を算出し直すようにすれば、加熱状況に応じた
表面温度の変化傾向が予測でき、より一層正確に設定温
度に応じて加熱を終了させることができる。

【００２３】また、温度検出器は、センサ部に電気的に
接続されたシールドケースと、センサ部を保持するホル
ダーとを有し、ホルダーとシールドケースとが導電性部
材で接続されている。

【００２４】あるいは、温度検出器は、センサ部を保持
するホルダーを有し、センサ部の回路基板にスルーホー
ルが形成され、スルーホールを介して回路基板のグラン
ド部分がホルダーに電気的に導通されてもよい。

【００２５】さらには、温度検出器は、結合具を介して
センサ部を保持するホルダーを有し、結合具によりセン
サ部の回路基板のグランド部分とホルダーとが電気的に
導通されてもよい。

【００２６】上記いずれの温度検出器の構成において
も、ホルダーはセンサ部の回路基板のグランド部分に電
気的に導通されるので、例えばマグネトロン等から発生
される高周波ノイズを抑制することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して詳細に説明する。

【００２８】本発明の一実施形態にかかる高周波加熱装
置の構成は、「従来の技術」の欄で説明した図１３(a)
に示す構成と基本的に同様である。そのため、以下の説
明においては同図を再び参照する。

【００２９】図２は、温度検出器４の構成を示す断面図
である。温度検出器４は、加熱室２に取り付けられ一端
に開口８ａが形成された略円筒形のケース８と、ケース
８内に収容された略円筒形のホルダー６とで構成され、
アルミニウム等の導電性材料からなるホルダー６の一端
には回路基板９が装着されている。また、ホルダー６の
内周面には、赤外線の乱反射を防ぐため、例えばつや消
しの黒色塗装といった高い放射率を有するコーティング
材７が設けられている。回路基板９の一面には信号増幅
用の電子部品が実装され、それらは同じ面側に取り付け
られ外来ノイズをシールドするためのシールドケース１
０によって保護されている。また、回路基板９の他面に
は、輻射熱を検出するサーモパイルおよびサーミスタを
有するセンサユニット１１が搭載されている。この回路
基板９およびセンサユニット１１でセンサ部を構成して
いる。ホルダー６の他端側の近傍には輻射熱を集光する
ためのフレネルレンズからなる集光レンズ１２が取り付
けられている。

【００３０】図１３(a) および図２の構成により、被加
熱物Ａの載置された載置台３が回転されると、加熱室２
の天井隅部に設けられた温度検出器４によって被加熱物
Ａの表面温度が検出される。具体的には、被加熱物Ａか
らの輻射熱が開口８ａを介してホルダー６内に伝わる
と、集光レンズ１２によって集光され、センサユニット
１１のサーモパイルによって検出される。ホルダー６の
内面は高い放射率を有するコーティング材７が塗布され
ているので、ホルダー６内での輻射熱の乱反射の影響を
最小限に抑えることができ、被加熱物Ａの温度検出の精
度を向上させている。制御部は、検出された被加熱物Ａ
の表面温度に基づいて、被加熱物Ａにマグネトロン５か
ら高周波を放射するよう制御し、これにより被加熱物Ａ
が加熱される。

【００３１】図３は、回路基板９の制御回路図である。
同図を参照して、センサユニット１１は、サーモパイル
１１ａおよびサーミスタ１１ｂを内蔵している。ＩＣは
ＦＥＴ（Field Effect Transistor）入力の正転アンプ
であり、抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧された電源電圧が、アン
プＩＣの（＋）側入力端子にはサーモパイル１１ａを介
して、（−）側端子にはボリュームＶＲおよび抵抗Ｒ３
を介してリファレンス電位としてそれぞれ入力される。
アンプＩＣの出力端子は抵抗Ｒ６を介して回路出力端子
ＯＵＴに接続されている。なお、図中、Ｒ４はアンプＩ
Ｃ帰還用の抵抗、Ｒ５はサーミスタ１１ｂの電流制限用
抵抗、Ｃ１〜４はコンデンサ、Ｖccは供給電源端子、Ｇ
ＮＤはグランド端子である。

【００３２】上記回路構成により、出力端子ＯＵＴの電
圧は、点Ｆ₁ ，Ｆ₂ での電圧をそれぞれＶ１，Ｖ２とす
れば、ＯＵＴ＝Ｖ２＋｛Ｒ４／（Ｒ３＋ＶＲ）｝×（Ｖ２−Ｖ１） ………(1) で表される。

【００３３】被加熱物の表面温度が周囲温度と等しいと
きは、サーモパイル１１ａには起電力が生じないので、Ｖ１＝Ｖ２ ………(2) となる。よって、この場合、(1) 式は、ＯＵＴ＝Ｖ２＝Ｖ１ ………(3) となる。つまり、出力端子ＯＵＴの電圧はリファレンス
電位と同値となる。

【００３４】一方、被加熱物の表面温度に変化が生ずる
と、サーモパイル１１ａに起電力が生ずるため、Ｖ１，
Ｖ２間に電位差が生じ、(1) 式より被加熱物の温度変化
に応じた値が出力端子ＯＵＴに出力される。そして、サ
ーモパイル１１ａによる出力電圧ＯＵＴ（(1) 式参照）
と、サーミスタ１１ｂが検出するセンサ部の周囲温度と
のデータに基づいて補正を行い、被加熱物の表面温度が
求められる。そのため、加熱室２内の雰囲気温度の不安
定な状態でも温度検出器４周辺の温度を常に把握でき、
精度よく被加熱物の表面温度を検出することができる。

【００３５】制御部は、加熱の経過に伴って上記で求め
られた被加熱物の表面温度の変化度合いを算出し、その
変化度合いにより表面温度が設定温度に到達するまでの
加熱時間を求める制御手段としての機能を有している。

【００３６】図４は、制御部の上記機能をより具体的に
説明するためのフローチャートであり、図１は検出され
た表面温度と時間との関係を示した特性図である。以
下、これらの図を参照して制御部の制御内容を説明す
る。

【００３７】まず、ユーザによって被加熱物を設定温度
（例えばＫ℃）で加熱終了させる旨の設定がされると、
初期設定が行われる（ステップＳ１）。初期設定内容と
しては、加熱時間を表すｔを０、変数Ｄ１，Ｄ２をそれ
ぞれ０とおく。なお、設定温度はユーザが設定する代わ
りに、被加熱物の種類等に応じて制御部が自動的に設定
するようにしてもよい。

【００３８】初期設定が終了し、加熱が開始され１秒経
過すると（ステップＳ２）、ｔに１が加えられ（ステッ
プＳ３）、そのときの温度データＤが制御部に読み込ま
れる（ステップＳ４）。

【００３９】次に、読み込まれた温度データＤが変数Ｄ
１より大きいか否かの判別が行われ（ステップＳ５）、
温度データＤが変数Ｄ１より大きければステップＳ６に
進む。ステップＳ６では、温度データＤが設定温度Ｋに
達したか否かの判別が行われる。もし、温度データＤが
設定温度Ｋに等しいか、または大きければ、すなわち、
温度データＤが設定温度Ｋに達していれば加熱は終了す
る。

【００４０】すなわち、ステップＳ６の判別処理は、温
度検出器の出力が変動しないでほぼ直線的に上昇してい
く場合を考慮したものである。なお、温度データＤを読
み込むタイミングは、上記のように１秒ごとに限らな
い。

【００４１】一方、温度データＤが設定温度Ｋに達して
いない場合は、温度データＤを変数Ｄ１とおく（ステッ
プＳ７）。そして、ステップＳ２に戻り、１秒経過後、
再び温度データＤが読み込まれ、ステップＳ５で読み込
まれた温度データＤと１秒前の温度データＤ１とが比較
される。直前に読み込まれた温度データＤが１秒前の温
度データＤ１より低い場合、ステップＳ８に進む。ステ
ップＳ５では、直前に読み込まれた温度データＤが１秒
前の温度データＤ１より低くならない限り、ステップＳ
８には進めない。換言すれば、この処理で検出温度が下
がった場合、つまり、特性曲線における最初のピーク点
Ｐ₁ （図１参照）が検出されたことになる。

【００４２】そして、そのときの時間ｔから１を引いて
ｔ１とおき、１秒前の温度データＤ１をＴ１とおく（ス
テップＳ９）。つまり、ピーク点Ｐ₁ での時間ｔ１とそ
のときの温度データＴ１を取得する。

【００４３】次いで、１秒経過後、温度データＤが読み
込まれ（ステップＳ１０〜Ｓ１２）、ステップＳ１３に
おいて温度データＤが１秒前の温度データＤ１より小さ
いか否かの判別が行われる。すなわち、これらの処理で
は温度が一旦下降して、さらに上昇する場合の特性曲線
の変化点を判別している。

【００４４】ステップＳ１３において、温度データＤが
１秒前の温度データＤ１より小さい場合、読み込んだ温
度データＤを新たにＤ１とおき（ステップＳ１４）、ス
テップＳ１０に戻る。一方、温度データＤが１秒前の温
度データＤ１より大きい場合、ステップＳ１５に進む。

【００４５】ステップＳ１５〜Ｓ２２では、ステップＳ
２〜Ｓ９と同様の処理が行われる（ただし、温度変数は
Ｄ２が用いられる。）。すなわち、ステップＳ１５〜Ｓ
２２では、上昇してきた温度のピークを検出して、ピー
クにおける時間をｔ２、そのときの温度データＤ２をＴ
２とおく（ステップＳ２１，Ｓ２２）。つまり、特性曲
線における２回目のピーク点Ｐ₂ （図１参照）を検出し
ている。

【００４６】このような処理によって、１回目のピーク
における時間ｔ１およびそのときの温度Ｔ１と、２回目
のピークにおける時間ｔ２およびそのときの温度Ｔ２と
が取得される。これらの値は、加熱の経過に伴う被加熱
物の表面温度の変化度合いを表すので、ステップＳ２３
において、これらの値に基づいて１次関数式ｆ₁ を算出
する。そして、この１次関数式ｆ₁ から加熱開始から設
定温度Ｋに到達するまでの加熱時間ｔk を算出する（ス
テップＳ２４）。

【００４７】次に、求められた加熱時間ｔk に到達する
まで加熱するための処理がステップＳ２５〜Ｓ２７によ
って行われる。すなわち、１秒経過すると（ステップＳ
２５）、ｔに１が加えられ（ステップＳ２６）、そのと
きの時間ｔが、求められた加熱時間ｔk と比較され（ス
テップＳ２７）、時間ｔが求められた加熱時間ｔk に等
しく、または大きくなったとき、すなわち加熱時間がｔ
k に到達したとき、その時点で加熱を終了する。なお、
加熱開始から設定温度Ｋに到達するまでの加熱時間ｔk
の代わりに、ピーク点Ｐ₂ から設定温度Ｋに到達するま
での加熱時間ｔk −ｔ２を算出し、その時間に基づいて
加熱を終了するようにしてもよい。

【００４８】このように、２つのピーク点Ｐ₁ ，Ｐ₂ に
おける時間および温度から１次関数式ｆ₁ を算出し、そ
の１次関数式ｆ₁ から加熱開始から設定温度Ｋに到達す
るまでの加熱時間ｔk を予想する。そして、加熱時間ｔ
k に基づいて加熱制御を行うことにより、予め設定され
た設定温度Ｋで加熱を終了することができる。そのた
め、従来のような過加熱を防止することができ、被加熱
物を良好な仕上がり状態にすることができる。

【００４９】なお、上記の処理は、加熱開始から最初の
２つのピーク点Ｐ₁ ，Ｐ₂ における値を取得している
が、例えば、加熱時間ｔk に到達しない限り、２，３回
目のピークにおける値というように連続する２回のピー
クにおける値、あるいは前々回と今回のピークにおける
値等を取得するようにしてもよい。

【００５０】また、加熱開始から最初の２つのピークに
おける値を取得し１次関数式ｆ₁ を算出した後で、設定
温度Ｋに到達する前に次のピークにおける値を取得でき
た場合には、先に算出した１次関数式ｆ₁ をリセットし
て、直前に取得した２つのピーク値に基づいて新たに１
次関数式ｆ₁ を算出するようにしてもよい。

【００５１】図５，６は、制御部の他の制御内容を示す
フローチャートである。同図に示す制御の特徴は、検出
温度−時間の関係を示す特性曲線におけるピーク値を３
回取得して設定温度に到達するまでの加熱時間を求める
ことである。以下、この制御に係る検出温度−時間特性
を示す図７を図５，６とともに参照して制御部で行われ
る制御内容を説明する。

【００５２】この制御では、変数Ｄ１，Ｄ２およびＤ３
を用い、設定温度Ｋを設定して、初期設定として、時間
ｔと変数Ｄ１，Ｄ２およびＤ３とを全て０にする。ステ
ップＲ１〜Ｒ９では、図４のステップＳ１〜Ｓ９と同様
に、温度検出器４の出力が変動しないでほぼ直線的に上
昇していく場合には設定温度Ｋで加熱を終了し、温度検
出器４の出力が変動するときは加熱開始から１回目のピ
ークにおける時間ｔ１および温度の値Ｔ１を取得する処
理を行う。

【００５３】ステップＲ１０〜Ｒ２２では、検出温度が
一旦下降してから２回目のピークにおける値を取得する
までの処理を行う。そして、ステップＲ２３，Ｒ２４に
おいて、取得された１，２回目のピークにおける時間ｔ
１，ｔ２および温度Ｔ１，Ｔ２より１次関数式ｆ₁ を算
出し、設定温度Ｋに到達するまでの加熱時間ｔk を算出
する。

【００５４】ステップＲ２５〜Ｒ３６（図６参照）にお
いては、３回目のピークにおける値を取得する処理を行
う。ここで、ステップＲ２７，Ｒ３３では、次の３回目
のピーク点がくる前に、加熱時間ｔk に到達するか否か
を判別している。すなわち、ステップＲ２７，Ｒ３３に
おいて、時間ｔが加熱時間ｔk より小さければ、換言す
れば加熱時間ｔk がくれば、加熱を停止する。

【００５５】ステップＲ３７，Ｒ３８において、３回目
のピーク点Ｐ₃ における時間ｔ３および温度Ｔ３が取得
されると、ステップＲ３９において、先に算出された１
次関数式ｆ₁ および加熱時間ｔk をリセットする。

【００５６】次いで、１回目のピーク時の時間ｔ１およ
びそのときの温度Ｔ１と、２回目のピークの時間ｔ２お
よびそのときの温度Ｔ２と、３回目のピークの時間ｔ３
およびそのときの温度Ｔ３に基づいて２次関数式ｆ₂ を
算出する（ステップＲ４０）。そして、この２次関数式
ｆ₂ に基づいて設定温度Ｋに到達するまでの加熱時間ｔ
k ′を算出する（ステップＲ４１）。

【００５７】このように、ピーク値を３つ取得するよう
にすれば、算出した２次関数式ｆ₂はピーク値を２つ取
得した場合に比べ、特性曲線をより正確に表すことがで
きる。例えば、図７に示すように、１次関数式ｆ₁ から
算出された加熱時間ｔk は、２次関数式ｆ₂ ′から算出
された加熱時間ｔk ′に比べ長くなっている。しかし、
実際の設定温度Ｋに到達する時間は加熱時間ｔk ′であ
り、設定温度Ｋに応じた加熱時間に若干の誤差を生じ
る。

【００５８】したがって、ピーク値を３回取得して２次
関数式を算出した方が、２つのピーク値を取得する場合
に比べ、加熱温度の上昇傾向をより正確に予想すること
ができ、より正確に加熱時間を算出することができる。

【００５９】なお、加熱開始からはじめの３つのピーク
値を取得し２次関数式を算出した後で、設定温度に到達
する前に次のピーク値を取得できた場合には、先に算出
した２次関数式を消去して、直前に取得した３つのピー
ク値に基づいて新たに２次関数式を算出するようにして
もよい。

【００６０】上記に示すように、ピーク値の数が多けれ
ば多いほど特性曲線をより正確に予想することができ
る。したがって、ピーク値の数は検出温度が設定温度を
越えない限り、数多く取得することが望ましく、上記の
ように２個または３個に限らない。

【００６１】例えば、図８のフローチャートに示すよう
に、ｎ（ｎは２以上の整数）個のピーク値を取得する場
合を考える。このフローチャートを説明すると、図４ま
たは図５，６のフローチャートで説明した方法で表面温
度のピーク時がｎ回目の場合、各ピーク時における加熱
時間およびそのときの温度から１次または２次関数式を
算出する（ステップＱ１）。（図８は、図４のステップ
Ｓ２２の後から、または図６のステップＲ３９の後から
フローチャートが始まる。）そして、上記関数式より設
定温度に到達するまでの加熱時間Ｔを求める（ステップ
Ｑ２）。

【００６２】次いで、１秒経過して時間ｔが加熱時間Ｔ
に到達すれば本処理を終了する（ステップＱ４〜Ｑ
６）。一方、未だ加熱時間Ｔに到達しなければそのとき
の温度データＤを読み込む（ステップＱ７）。そして、
表面温度のピークがｎ＋１回目になった場合（ステップ
Ｑ８のＹＥＳ）、先に算出した１次または２次関数式お
よび加熱時間Ｔをリセットする（ステップＱ９）。そし
て、ステップＱ２に戻り、新たに１次または２次関数式
および設定温度Ｋに到達するまでの加熱時間Ｔを算出
し、時間ｔが加熱時間Ｔに到達するまで本処理を続行す
る。なお、ピーク値が４個以上になれば、２次関数的近
似式を算出するようにしてもよい。

【００６３】このように、温度のピーク時を新たに検出
した際には、検出する前に算出していた関数式および設
定温度Ｋに到達するまでの加熱時間Ｔをリセットし、そ
のピーク時に取得した時間および温度をデータに加え
て、新たに関数式および設定温度Ｋに到達するまでの加
熱時間Ｔを算出更新する。このようにすれば、加熱の状
況に応じて検出温度の変化傾向が予想されるので、より
正確に設定温度Ｋに達するまでの加熱時間Ｔを求めるこ
とができる。しかも、長時間の加熱や解凍の場合におい
ては、加熱時の微妙な温度変化を把握できるので、特に
有効である。

【００６４】上述したように、高周波加熱装置において
は、被加熱物を載置する載置台３が加熱中に回転するた
めに温度検出器４の検出出力は、図１３(a) に示すよう
に変動しながら上昇することがある。そのため、温度検
出器４の構成はその微妙な温度変化を検出するために検
出誤差をできるだけ少なくする必要がある。

【００６５】ところが、この高周波加熱装置は被加熱物
の加熱に高周波を用いているために、高周波ノイズが大
きく温度検出に影響する。そのため、本実施形態におい
ては、以下に示すような高周波ノイズを抑制するための
工夫が施されている。

【００６６】すなわち、図９に示すように、この実施形
態の温度検出器４では、センサ部の回路基板９に電気的
に接続されたシールドケース１０と回路基板９を保持す
るホルダー６とが、可撓性を有する導電性部材１３、例
えばアルミテープ等で接続されている。シールドケース
１０は、制御回路のグランド部分に導通しているので、
結果的にホルダー６は回路基板９のグランド部分と接続
される。そして、ホルダー６はケース８内に収納されて
装着されているので（図２参照）、ケース８自体がアー
ス処理されたことになる。

【００６７】特に、ホルダー６が黒色アルマイト等でコ
ーティング処理されておれば、アルミテープのホルダー
６側の接合部分６ａのコーティングを削り取り、電気的
に導通性をよくすることが望ましい。

【００６８】図１０は、上記の処置を施す前後の高周波
加熱装置の無負荷時運転における検出温度−時間特性を
示す図である。図１０(a) は上記の処置を施す前、図１
０(b) は上記の処置を施した後を示している。

【００６９】このように、上記の処置を施すことによ
り、高周波ノイズの影響を軽減することができ、加熱時
の検出誤差を抑制することができる。そのため、温度検
出器４の検出精度の向上を図ることができる。さらに、
上記の処置によるノイズの影響を軽減することができれ
ば、加熱室２の天板に通常設けられる高周波仕切り板等
を用いる必要がなくなる。これにより部品点数を削減で
きるので、部品コストおよび製作コストの低減を図れ
る。

【００７０】図１１は、高周波ノイズの影響を抑制する
ための他の方法を示す図である。同図によれば、センサ
部の回路基板９にはスルーホール１４が形成されてい
る。スルーホール１４は、そのメッキ部分によって回路
基板９のグランド部分と導通している。そして、回路基
板９はホルダー６に装着されるので、結果的にこのスル
ーホール１４を介して、回路基板９のグランド部分がホ
ルダー６に電気的に導通される。ホルダー６はケース８
内に収納されて装着されているので、ケース８自体がア
ース処理されたことになる。

【００７１】なお、ホルダー６が黒色アルマイト等でコ
ーティング処理されておれば、スルーホール１４のホル
ダー６側の接合部分６ａのコーティングを削り取り、導
電性をよくすることが望ましい。

【００７２】このように、この場合も、図１０に示した
ような効果が期待でき、高周波ノイズの影響を軽減する
ことができ、加熱時の検出誤差を抑制することができ
る。そのため、温度検出器４の検出精度の向上を図るこ
とができる。

【００７３】図１２は、高周波ノイズの影響を抑制する
ためのさらに他の方法を示す図である。同図によれば、
ホルダー６は結合具、例えばビス１５、クリップ等でセ
ンサ部の回路基板９に取り付けられている。ビス１５は
回路基板９のグランド部分に接しており、ホルダー６の
所定位置にはビス１５を螺着させるための内周面にねじ
山が形成された孔６ｂが形成されている。この孔６ｂに
ビス１５を挿着することにより、ホルダー６は回路基板
９のグランド部分と電気的に導通することになる。ホル
ダー６はケース８内に収納されて装着されているので、
ケース８自体がアース処理されたことになる。

【００７４】この場合も、図１０に示したような効果が
期待でき、高周波ノイズの影響を軽減することができ、
加熱時の検出誤差を抑制することができる。しかも、結
合具を挿着するだけでよいので、アルミテープ等に比べ
て、容易に回路基板９とホルダー６とを固着させること
ができ、量産性に優れている。

【００７５】なお、上記の処置を施すときには、ホルダ
ー６を黒色アルマイト等でコーティング処理する際に、
ホルダー６の孔６ｂをマスキングしてからコーティング
するようにすれば、結合具を取り付ける際に、孔６ｂ部
分のコーティングを後で削り取らなくてもよい。そのた
め、量産性に優れた無駄のない加工手順で回路基板９と
ホルダー６とを固着させることができる。

【００７６】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多く
の修正および変更を加え得ることができる。例えば、上
記実施形態では、温度検出器の出力が変動して上昇する
場合にピーク値から関数式を算出したが、ピーク時にお
ける温度の代わりに、検出出力の変動の１周期中におけ
る最小値や平均値を求め、それらの値から関数式を算出
してもよい。

【００７７】また、本実施形態は、温度検出器が天井中
央部に設けられた高周波加熱装置に適用してもよい。ま
た、高周波加熱装置以外のオーブン、レンジ、ガスレン
ジあるいは電磁誘導を利用した加熱装置等に適用しても
よい。

【００７８】

【発明の効果】以上のように、この発明によると、被加
熱物の加熱の経過に伴う表面温度の変化度合いにより、
被加熱物の表面温度が設定温度に到達するまでの加熱時
間を求めることができるので、従来のような過加熱を防
止することができ、加熱時間のばらつきを抑えて、被加
熱物を良好な仕上がり状態にすることができる。

【００７９】また、温度検出器の出力が変動しながら上
昇する場合には、温度検出器の出力のピーク値を複数取
得し、それらの値により表面温度の時間に対する変化度
合いを表した、例えば１次または２次関数式を算出する
ので、演算が容易にでき、かつ表面温度の変化傾向がよ
り正確に把握でき、設定温度に応じて確実に加熱を終了
することができる。

【００８０】さらに、出力のピーク値を取得するたび
に、表面温度の時間に対する変化度合いを表した関数式
を算出し直すので、加熱状況に応じた表面温度の変化傾
向が確実に予測でき、より一層正確に設定温度に応じて
加熱を終了させることができる。

【００８１】また、温度検出器は、センサ部を保持する
ホルダーとセンサ部に電気的に接続されたシールドケー
スとが導電性部材で接続されたり、あるいは、センサ部
の回路基板に形成されたスルーホールを介して回路基板
のグランド部分がホルダーに電気的に導通されたり、さ
らには、結合具を介してセンサ部の回路基板のグランド
部分とホルダーとが電気的に導通されたりすることによ
って、ホルダーはセンサ部の回路基板のグランド部分に
電気的に導通されるので、例えばマグネトロン等から発
生される高周波ノイズを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る加熱装置による検出温
度と時間との関係を示す特性図

【図２】温度検出器の内部構成を示す断面図

【図３】回路基板の制御回路図

【図４】制御部の制御内容を示すフローチャート

【図５】制御部の制御内容を示すフローチャート

【図６】制御部の制御内容を示すフローチャート

【図７】検出温度と時間との関係を示す特性図

【図８】制御部の制御内容を示すフローチャート

【図９】ホルダーおよびセンサ部の側面図

【図１０】検出温度と時間との関係を示す特性図

【図１１】ホルダーおよびセンサ部の側面図

【図１２】ホルダーおよびセンサ部の側面図

【図１３】(a) は従来の高周波加熱装置の構成図、(b)
は検出温度と時間との関係を示す特性図

【図１４】(a) は従来の高周波加熱装置の構成図、(b)
は検出温度と時間との関係を示す特性図

【図１５】従来の検出温度と時間との関係を示す特性図

【図１６】従来の温度検出器のホルダーの斜視図

【符号の説明】

４温度検出器６ホルダー９回路基板１０シールドケース１１ａサーモパイル１１ｂサーミスタ１３導電性部材１４スルーホール１５ビスＡ，Ｂ被加熱物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加熱物の表面温度を検出する温度検出
器を有する加熱装置において、前記被加熱物の加熱制御
を行う制御手段が設けられ、該制御手段は、加熱の経過
に伴う前記表面温度の変化度合いを算出し、該変化度合
いにより前記表面温度が設定温度に到達するまでの加熱
時間を求めることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記温度検出器の出力
が変動しながら上昇する場合に、前記出力のピーク値を
ｎ（ｎは２以上の整数）個取得し、それらの値により前
記表面温度の時間に対する変化度合いを算出することを
特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【請求項３】前記制御手段は、前記温度検出器の出力
のピーク値を２個取得し、それらの値により前記表面温
度の時間に対する１次関数式を算出することを特徴とす
る請求項１または２記載の加熱装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記温度検出器の出力
のピーク値を３個取得し、それらの値により前記表面温
度の時間に対する２次関数式を算出することを特徴とす
る請求項１または２記載の加熱装置。
【請求項５】前記制御手段は、前記温度検出器の出力
のピーク値を取得するたびに、前記表面温度の時間に対
する変化度合いを算出し直すことを特徴とする請求項２
ないし４のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項６】前記温度検出器は、センサ部に電気的に
接続されたシールドケースと、前記センサ部を保持する
ホルダーとを有し、該ホルダーと前記シールドケースと
が導電性部材で接続されたことを特徴とする請求項１な
いし５のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項７】前記温度検出器は、センサ部を保持する
ホルダーを有し、前記センサ部の回路基板にスルーホー
ルが形成され、該スルーホールを介して前記回路基板の
グランド部分が前記ホルダーに電気的に導通されたこと
を特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の加熱
装置。
【請求項８】前記温度検出器は、結合具を介してセン
サ部を保持するホルダーを有し、前記結合具により前記
センサ部の回路基板のグランド部分と前記ホルダーとが
電気的に導通されたことを特徴とする請求項１ないし５
のいずれかに記載の加熱装置。