JP2002501600A - 電子磁気的照射処理のための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、マイクロ波オーブン内における食物の調理又は物理的、化学的若しくは熱力学的なプロセス・ストリームの実行を制御するためのＢＩＯＳ装置を提供するものであり、マイクロ波オーブン又はプロセス・ストリームはユーザに依存しないコマンドによって機能的に動作する。インタプリタ型ＢＩＯＳ装置は、本発明の動作インストラクションを含むプログラムを記憶するためのメモリを有するマイクロプロセッサ又はコンピュータによって構成される。データ入力メカニズムから入力されたデータは、インタプリタ型ＢＩＯＳ装置によって受信される。このデータは、マイクロ波オーブン又はプロセス・ストリームのユーザによって選択された複数の所望の調理又はプロセスインストラクションを表す特定のコードである。本発明では、受信したデータをインタプリタ変換し、データをマイクロ波オーブン又はプロセス・ストリームのための期間及びスケール処理された電力レベルに変換する。本発明はマイクロ波オーブン或いはプロセス・ストリーム内に配置された試料に対して行われる仕事をモニターし調整する。

Description

【発明の詳細な説明】 電子磁気的照射処理のための方法及び装置関連出願の相互参照 本願は１９９６年５月１４日に出願された共に係属中の出願第０８／６４７， ５６８号の一部継続出願である。発明の属する技術分野 本発明は、一般に、物理的又は化学的プロセスの制御システムに関する。特に 、本発明は食物のような一つの対象物又は複数の対象物をマイクロ波オーブン中 で加熱するための化学的又は物理的プロセスを制御するためのインタプリタ型(i nterpretive)ＢＩＯＳ装置に関する。本発明は、さらに詳細には、複数のデータ をインタプリタにより変換し、そのデータを試料や食材の加熱のような物理的、 化学的又は熱力学的な過程及びシーケンスを制御するために使用するインタプリ タ型のＢＩＯＳ装置に関する。発明の背景 マイクロ波オーブンでは、食材に電磁波を照射することにより食材中の分子に 毎秒数十億回の振動を発生させることにより調理を行う。加熱は、双極性の分子 （例えば水）が電界にあわせて振動することにより、又はイオンが電界によって 移動することにより行われる。 このような振動による摩擦により、ほんの１〜１．５インチ深さにおいてでは あるが熱を発生させる。食材の熱伝達の特性により、電磁波により加熱された部 分に比較して温度が低い領域に熱が伝達されて調理のプロセスが進行する。 マイクロ波オーブンでは、その使い勝手と準備時間の短さが製品の成功のため の重要な要素となっている。当初のマイクロ波オーブンにおいては、一貫性のな い電圧制御や、マグネトロン管の不正確な制御及びソフトウェア制御の不完全性 のために、調理された食品の味と品質は、しばしば満足の得られるものではなか った。また、マイクロ波オーブンにより調理可能な食品への需要が増大し、その ような食品についてのインストラクションが複雑化したため、使い勝手について も満足が得られていなかった。このような調理のためのインストラクションにつ いての印象は、ユーザ・インターフェイスの違い、さまざまな大きさのマイクロ 波オーブンの動作特性の違い、及びマイクロ波オーブンの動作制御とユーザ・イ ンターフェイスの不一致とともに、一層大きなものとなった。消費者は、マイク ロ波オーブンに対してよりよい使い勝手を期待しているにもかかわらず、食材を 調理するために何度もパッケージを確認しながら複数のインストラクションを繰 り返し入力しても、マイクロ波オーブンの動作及び性能の違いから満足の得られ ない調理結果を得るにすぎなかった。 ライフスタイルの多様化により調理に費やされる時間が減少し、消費者のマイ クロ波オーブンへの要求はより大きなものとなり、また、食材を調理するために 複数のインストラクションを必要とせず、同じ食材で大きさが異なる場合や既成 のマイクロ波オーブンの種類によって異なるインストラクションを必要としない ような構成についての要求が大きくなっている。製品についての要求事項とマイ クロ波オーブンの使い勝手の問題をさらに複雑化する要因としては、マグネトロ ンの出力に大きなばらつきがあること、性能のばらつき、及び多種多様なマイク ロ波オーブンにおけるさまざまなユーザ・インターフェースの存在があげられる 。１２００ワットのマイクロ波オーブンで非常に良い状態で調理できる食品は、 ６００ワットのマイクロ波オーブンでは３倍の調理時間がかかる。さらに、マイ クロ波オーブンのユーザ・インターフェイスは、製造業者ごとにしばしば非常に 異なっているのみならず、直感的な理解も困難である。 マグネトロン管の出力電力の大きなばらつきの問題をさらに複雑化しているの はユーザのマイクロ波オーブンに電力を供給している地域公共施設（電力会社） にある。公共施設会社は電力に対するユーザの要求と利用できる電力発生能力と をうまくバランスすることができないのがしばしばである。マイクロ波オーブン に対する電力変動の影響は非常に大きい。特に、特定の食材に対して示唆された 調理インストラクションは無意味となる。例えば、公共施設すなわち電力発生源 によっては短時間に６％の変動がある。マイクロ波オーブンに供給する電力が減 少すると食品が調理中で終わる結果となる。これは、バクテリアが十分な調理に よって殺されていない場合に、マイクロ波オーブンで調理された食材の消費者に 対して健康上有害となる結果を生じがちである。ライン電圧に対する出力電圧の 応答性はマイクロ波オーブン食材のデベロッパさらには消費者にとっての重要な 問題である。図１８にライン電圧に対する測定電圧が３つのマイクロ波オーブン について示してある。５００ワットの変動によってナンバー２のオーブンはライ ン電圧において６％の変動を示すことに注目されたい。このマイクロ波オーブン のマグネトロン管の出力電力は５００ワットから３７５ワットまで減少した。ラ イン電圧とマイクロ波オーブンのマグネトロン管の出力電力との間の非線形的な 関係にも注目されたい。このような非線形的な関係によって、ライン電圧が極僅 かに変動しても出力電圧に大幅な揺れを生じさせる。（マイクロ波調理及び処理 、チャールズ・アール・バフラー １９ｘｘ(Microwave Cooking and Processin g，Charles R．Buffler 19xx)) 現在使用されているマイクロ波オーブンでは、マイクロ波オーブン制御メカニ ズムに対してデータを入力するためのさまざまなデータ入力メカニズムを持って いる。これらのデータ入力メカニズムは、電気的及び機械的なキーボード、カー ド・リーダー、ライト・ペン、棒その他同様なものによって構成することができ る。この制御メカニズムは、コンピュータ又はマイクロプロセッサを組み込んだ コントローラにより実現できる。一般的に、コンピュータ又はコントローラは、 データ入力メカニズムとの間でデータの入出力を行うための基本入力及び出力シ ステム（ＢＩＯＳシステム）を持っている。このようなマイクロ波オーブンでは 、焼く、あぶる、再加熱するといったような指定や調理時間などのマイクロ波オ ーブンの動作の種別やモードに関するデータをユーザがマニュアル操作により入 力していた。 現在のマイクロプロセッサに基づいたコントローラによれば、対応するデータ 入力メカニズムから、複雑な情報を大量に受信することができる、このために、 マイクロ波オーブンのユーザやプロセス・ストリーム(process stream)の設計者 は、一般的にはキーボードからの複数のステップをデータ入力することにより、 大量のデータをマニュアル操作により入力しなければならない。このような情報 は必要とされる入力データのすべてを１枚の磁気カードに記録することによって も行うことができるが、このようなフォーマットでは調理のためのインストラク ションの変更を柔軟に行うことができない。これに対して、ユーザ入力によれば 、記憶されている特定の食材に対するレシピを読み出すことができる。当業者に とって理解されるとおり、食材特定レシピ記憶システムは静的なものであり、こ のようなシステムの性質から、その対応範囲は、システムの作成者がその作成の 時点において把握していた食材の範囲に限定される。このようなシステムは、そ の製造の時点における食材やプロセスに限定され、どのような場合でも、記憶さ れたレシピシステムとしての特性に従って動作し、１つのホスト・マイクロ波オ ーブン又はプロセス工程の動作環境に対応したものとなる。 マイクロ波オーブンのような民生機器の製造業者にとっては、製品のモデルの 違いによらず全体の制御事項をほぼ同一のものとすることが望ましい。これによ り、マイクロ波オーブンの製造コストを低減するとともにマイクロ波オーブンの 修理をより経済的に行うことができる。「自動調理」、「自動解凍」のようなマ イクロ波オーブンの機能、及びこれらの機能についての多くのパラメータは、マ イクロ波オーブンの調理部分の容量、マグネトロンの大きさその他の当業者にと っては周知の要因によって、モデルごとに異なったものとなっている。このため 、コントローラは、異なる調理用部分容量を持った異なるマイクロ波オーブンの シャシにおいても正確に動作するものでなければならない。調理部分の容量は一 般的には、０．５立方フィート〜２．０立方フィートである。マイクロ波オーブ ンは、また、それぞれ異なるマグネット有効電力出力を持っている。 試料の質量に関する周知の現象がIEC 705公報に記されている。この公報では マイクロ波オーブンの出力電力を決定するための手順が定義されている。IEC 70 5の手順によれば、水からなる１００mlの試料がマイクロ波オーブン内に設置さ れる。そしてマグネトロン管によって試料に電力が加えられる。すると水は所定 時間内に特定の電力レベルで沸騰する。このテスト結果により、この特定のマイ クロ波オーブンに対して８００ワットの分類がなされた。 現象をさらに説明するために、IEC 705手順に従って別のテストが行われる。 ２５０mlの水を含む試料を１００mlの試料のテストで使ったものと同じマイク ロ波オーブン内に設置する。前と同じ計算を行なうと、マイクロ波オーブンは今 度は６６０ワットのオーブンであるということになる。このような特定の現象に よって、試料の大きさがマイクロ波オーブンの定格電力を決定するのに顕著な影 響を有することが明確に示されている。 マイクロ波の出力電力は、２つの方法によって制御される。第一の方法は、デ ューティーサイクルによるものであり、第二の方法は、振幅変調によるものであ る。デューティーサイクルによる制御では、マグネトロンを最高定格出力とした ままで、時間間隔のある部分で電流の通電と遮断を行うことにより、平均出力を 調整することができる。この時間間隔に対して電流が通電されている時間のパー セント値が、「デューティ・サイクル」とよばれている。 マイクロ波オーブンのデューティーサイクルはマイクロ波オーブンの制御に関 連する電子機械的リレーによって一般に与えられる。これらのリレーは製造努力 については規模の縮小を与えるが、これらは満足のいく電気的電流切替を十分に 提供するものではない。 マグネトロンの電力出力は、陰極電流に比例する。振幅変調では、陰極電流を 調整することによってマグネトロンの瞬時電力を制御する。マグネトロンの瞬時 電流は、マグネトロンに対する高電圧のレベルを変化させることにより、又はマ グネトロンの中の磁界強度を変化させることにより行われる。 マグネトロン管の電力をモニターしてマグネトロン管によって生じる電力変動 を補償する試みが過去においてなされた。マグネトロン管の動作温度が高くなる と発生電力が減少するということは従来周知のことである。マグネトロン管の動 作温度は正常運転によって増加するであろう。試料に対して作用をなしたマイク ロ波オーブン内の試料によって生じる熱がまたマグネトロン管の温度を増加させ る。試料はマグネトロン管によって発生した電力を１００％消費するものではな く、従って、電力の幾分かは熱のかたちで試料から外部に放射される。マグネト ロン管を試料に密接させると、マグネトロン管の動作温度は疑いなく増加する。 マイクロ波オーブンの出力をモニターして、入力電力を増加させることでマグ ネトロン管の電力出力を上昇させることは自己無効的努力(self-defeating effo rt)である。マグネトロン管への供給電力が多くなるとマグネトロン管の電力出 力 は増加するが、マグネトロン管の効率が悪くなり、このために動作温度が高くな る。これは出力電力の減少を補償するために入力電力を増加させなければならな いことを意味する。このプロセスは最大入力電力に達するまで継続され、マグネ トロン管が飽和状態となって、マグネトロン管の効率がさらに悪くなる。 マグネトロン管の電力出力をモニターするためのもう一つの方法はモニターさ れた電力値を、公共電力会社によってマイクロ波オーブンに送られてくる電力と 比較することである。これらの値を既知の損失を差し引いた後で比較しない場合 には、ルックアップ・テーブルから抽出した補償係数を決定しなければならない 。このようにして決定された較正係数はマグネトロン管に機械的もしくは電子的 に加えられる。この係数をこのようにして加えることによって、マグネトロン管 に送られる電力量が減少する。これは自己無効的努力である。マグネトロン管電 力が高すぎるとマグネトロン管の動作温度が増し、上記したように効率が減少す る。この結果、マグネトロン管電力レベルに新たな補償係数が加えられる。この ような較正係数を加えて電力レベルを調節するサイクルが引き続き行われ、この 努力の結果として、マイクロ波オーブン内に設置された試料に対して行われる作 用が正されることはない。 力が物体に作用した場合、その物体のエネルギーが同じ量だけ増加する（作用 が負である場合は減少する）という物理的原理は周知である。物体が何らかのか たちのエネルギーを失った場合、何らかの他のかたちのエネルギーが同じだけ増 加する、すなわち同じ量の仕事を行うこととなる。ここで論じている電力は実行 している仕事の時間率である。電力は以下の式で表現される。仕事＝電力ｘ時間 マイクロプロセッサに基づいたコントローラは、商業的に提供されるマイクロ 波オーブンにおいて広く使用されている。一般に、マイクロ波オーブンごとのコ マンドや制御方法の違いは、コントローラのメモリに記憶されたプログラムに依 存する。マイクロ波オーブンの多くの種類に対応したパラメータやインストラク ションを含むコントロール・プログラムを読み出し専用メモリ(ROM)の中に永久 的に格納することは、きわめて容易に行うことができる。しかしながら、コント ローラに対して、特定のマイクロ波オーブン及びこれとは異なるマイクロ波オー ブン又はコントローラが組み込まれているホスト・ユニットのプロセス・ストリ ー ムの機能的特性を特定する場合に問題を生じる。この問題は、時の経過とともに マイクロ波オーブンの新しいモデルが追加されることにより一層複雑なものとな る。新しいモデルでは、新しいマイクロプロセッサが採用されており、様々な機 能特性組を実現するために様々な動作インストラクションが必要となるであろう 。 ハードウェアの互換性のあるマイクロ波オーブンは、互いに対話が可能であり データを共有することができる。過去においては、このような互換性は特定の機 器の間でソフトウェアを交換することにより実現されていた。これに対して、互 換性のない機器の間での対話においては、多くの場合、データ・ファイルの単な る転送のような動作を行い得るのみである。ある特定のマイクロ波オーブン製造 業者のために又はある特定の動作環境のために書かれたソフトウェア・アプリケ ーションは、完全にこれを書き換える場合を除き、異なる物理的特性を持ったシ ステムに移植したり「転送」したりすることはできない。互換性のない機器間に おいてデータを交換する技術については、かなりの進展がみられているが、異な るマイクロ波オーブンの間でソフトウェア・アプリケーションの交換をすること は不可能とされてきた。 静的(static)な状態を提供するためのレシピ・インストラクションの形で与え られるデータは、調理の対象とされる材料の特性によって異なったものとなる。 このような材料は、本質的に、その誘電体としての性質、比誘電率及び誘電損率 においての差異を有する。このような性質が加熱率と均一性の双方を支配し、後 者はマイクロ波のエネルギーが材料に浸透する深さによる影響を受ける。このた め、従来の固定的なプログラム機能においては、マイクロ波オーブンのコンピュ ータ又はコントローラに対して調理の対象となっている材料の状態に関するデー タの入力を行うことができなかった。その結果として、２つの材料が異なる物性 や調理特性を持っている場合でも、同じ条件によって調理がなされていた。 スケール処理及びインタプリタ(interpreted)によってマグネトロンの性能や 特定のホスト・ユニットに固有の処理性能レベル及び電力レベル期間を変化させ ることができるような、ユーザ入力による所定のプログラム情報入力を行えるマ イクロ波オーブン又はプロセス制御システムを有することが望ましい。ユーザの １人が所定のコードを入力すると、そのユーザによって入力された所定のコード が 入力されたホストマイクロ波オーブン又はプロセス・ストリームの機能動作特性 について調理の対象とされた特定の食材について実行されたプロセスの最終的な 結果は独立であり、また、各食材についてその機能動作特性に無関係である。発明の概要 本発明は、食物の調理、任意のサイズのマイクロ波オーブンにおける化学的、 物理的若しくは熱力学的なプロセスの実行、又は本質的に異なるプロセス・スト リームを、所定のコードによって制御するためのインタプリタ型のＢＩＯＳシス テムを提供するものである。本発明によれば、ホストのマイクロ波オーブン又は プロセス・ストリームは、ユーザに依存しないコマンドによって機能的に動作さ せることができる。本発明の好ましい実施の形態においては、システム・コント ローラは、インタプリタ変換可能かつスケール処理可能な所定のＢＩＯＳコード の入力のために設けられたデータ入力メカニズムとホストであるマイクロ波オー ブン又はプロセス・ストリームの中間に配置されて動作可能となっている。コン トローラは、中央処理モジュール、メモリ・モジュール、及びホストのマイクロ 波オーブン及びデータ入力メカニズムとの間でデータの送受信を行うための複数 の入出力デバイスを持っている。このインタプリタ型のＢＩＯＳ装置は、コント ローラのメモリの中に動作可能な状態で組み込まれる。 インタプリタ型のＢＩＯＳ装置は、所定のコードによって決定される複数のデ ータ構造を持っている。これらのデータ構造は、コントローラに対し、ホストで あるマイクロ波オーブン又はプロセス・ストリームに指令して制御するためのイ ンストラクションを提供し、ホストであるマイクロ波オーブン又はプロセス・ス トリームは、ユーザに依存しない機能コマンドによって動作する。 本発明は、工場出荷時における選択とユーザ定義の両方によるスケーラ、高度 、較正率、及び動作モードの選択を提供するインタプリタ型データ構造を持って いる。較正データ構造により、本発明の実施を行う際に、ユーザは、ホストであ るマイクロ波オーブンとプロセスにおける電力レベル又は電力レベル期間のいず れか又はこれらの双方を、マグネトロン管及び／若しくはプロセス要素の経時変 化又はホスト・ユニットの原位置の海抜高度の変化に応じてスケール処理するこ と ができる。選択モードは、また、ホストであるマイクロ波オーブン又はプロセス ・ストリームによって本発明を利用することによって、ホストであるマイクロ波 オーブン又はプロセス・ストリームをその元からの従来的なの動作モードのまま で動作させることを可能にする。 本発明の第２の実施形態はＢＩＯＳ装置内に設けられたワークマネージャ（Wo rk Manager）である。ワークマネージャはワークマネージャオーブンの範囲内に 配置された試料に対してなされる仕事を制御する。ワークマネージャはコントロ ーラによって動作する。コントローラはワークマネージャの作動のための命令や 機能を与えるソフトウェアプログラムや複数のデータ構造を記憶するためのメモ リを有している。コントローラはまたマイクロ波オーブンのマグネトロン管に供 給される電力を検出するためにマイクロ波オーブン内に動作可能に接続された少 なくとも１つのセンサを有する。このセンサは処理のためにＢＩＯＳ装置に選択 された電力データを定期的に送る。試料から所定のコードが決定されてユーザに よりマイクロ波オーブンに入力される。インタープリタ型ＢＩＯＳ装置はこの所 定のコードを受け取る。ＢＩＯＳ装置はまた処理のために電力センサから定期的 に送られてくる電力データを受け取る。電力データと所定のコードとはワークマ ネージャにより処理される。ワークマネージャによってインストラクション組が 生じる。このインストラクション組は電力データと所定のコードとを、マイクロ 波オーブンによって試料に対しなされるべき仕事のためのコマンドに変換する。 このような操作の結果、マイクロ波オーブンのマグネトロン管（或いは物理的、 化学的乃至は熱力学的プロセスストリーム）がマイクロ波オーブンに供給される 電力とは無関係に、試料に所要の仕事を加える。 本発明の第３の実施形態はコードメーカー(Code Maker)である。コードメーカ ーは選択された仕事特性を受け取り、この仕事特性は仕事がなされるべきマイク ロ波オーブン内の試料に特定されたものである。コードメーカーの出力は選択さ れた所定のコードである。コードのフォーマットはそのコードを表す選択された シンボルである。この所定のコードには試料に対してなされるべき仕事を示すプ ロファイルが含まれる。このプロファイルは必要とされる試料加熱時間、試料形 状、加熱電力レベル、試料質量、試料材料組成等からなるグループから選択され る。 従って、本発明の一つの目的は、互換性のないハードウェア又はオペレーティ ング・システム環境の間でのソフトウェア・アプリケーションの転送を可能とし あるいは許容するＢＩＯＳの提供にあり、その結果として、特定の実行マイクロ 波オーブンの電力出力能力や電力性能、或いは物理的、化学的乃至は熱力学的プ ロセスストリームとは無関係に、試料に対して同じ加熱や処理結果が得られるこ とである。 本発明のもう一つの目的は、アプリケーション・プログラムと異なるマイクロ 波オーブン又はプロセス・ストリームの間での通信を行う機能ユニットの動作状 態(behavior)を決定づける記号及び文法上の一連のルールを定めるＢＩＯＳを提 供することにある。 本発明のもう一つの目的は、食品の製造業者、料理本の著者、化学的、物理的 又は熱力学的なプロセスの設計者その他に対して、ユニバーサルなインタプリタ 変換されたＢＩＯＳコード及びホスト・ユニットの中で内部的にスケール処理可 能なユーザ・フレンドリ(ＢＩＯＳによりインタプリタ変換された後でも豊富な 機能を持った)なコードによって、複雑なプロセスのためのインストラクション を記述するための手段を提供することにある。 もう一つの目的はマイクロ波オーブン内に設置された試料に対して行われる仕 事を管理して、様々な動作出力能力を有する他の様々なマイクロ波オーブン（も しくは化学的、物理的乃至は熱力学的プロセスストリーム）や、広範囲に変動す る供給電力条件下において全て動作する、様々な使用年数や標高の同様なマイク ロ波オーブン内において生じるものと同一の加熱もしくは処理結果を試料に対し て生じるさせることである。 本発明のその他の目的、特徴及び利点は、添付の図面及び請求の範囲とともに 以下の本発明の実施形態の詳細な説明を読むことによってで、より明らかなもの となるであろう。図面の簡単な説明 本発明は、全体を通じて同様の参照符号により同一又は同様な部材を示した以 下の図面に示されている。 図１は、ホストであるマイクロ波オーブンを示したものである。 図２は、図１のキーボードに入力されるシンボル・コードを示したブロック図 である。 図３は、本発明を図１のキーボードとホストマイクロ波オーブンのコントロー ラの間に配置した状態を示したものである。 図４は、インタプリタ型のＢＩＯＳ装置のブロックダイアグラムを示したもの である。 図５は、ホストマイクロ波オーブンに接続されたインタプリタ型のＢＩＯＳ装 置のブロックダイアグラムを示したものである。 図６は、図５のインタプリタ型ＢＩＯＳ装置の構成を示したものである。 図７は、図６のフローチャートを示したものである。 図８は、図６のバリデータのフローチャートを示したものである。 図９は、図６のインタプリタのフローチャートである。 図１０は、試験結果を示すグラフである。 図１１は、第２実施形態のインタプリタ型ＢＩＯＳ装置のブロックダイアグラ ムを示したものである。 図１２は、ホストマイクロ波オーブンに接続されたWork Managerを有するイン タプリタ型のＢＩＯＳ装置のブロックダイアグラムを示したものである。図１３ は、図１２のWork Managerを示すものである。 図１４は、図１３の電力をモニターするための一般的な電気回路を示すもので ある。 図１５は、試料の作動要件を獲得するためのCode Makerコンピュータ・スクリ ーン・ツールを示すものである。 図１６は、第３実施形態のインタプリタ型ＢＩＯＳ装置のCode makerのブロッ クダイアグラムである。 図１７は、コードを決定するための動作ブロックダイアグラムである。 図１８は、ライン電圧対マイクロ波オーブンへの電力出力を示すものである。好ましい実施の形態の詳細な説明 図面中の部材番号の相互依存性については、上記したとおりであるが、ここで 読者のために、図面に対する部材番号のフローの例を引用する。この例は、説明 のためだけのものであり、図３のインタプリタ型ＢＩＯＳ装置３０は、図５のブ ロック図３０においてさらに詳細に示されている。図５のインタプリタ型ＢＩＯ Ｓ装置３０の構成は、図６の４０において概略を図示されている。この４０の構 成は図７の４０’においてさらに詳細に図示されており、図７のモード・キー４ ０ｂは、図８の４０ｂ’において部材４０ｂ’ａ〜４０ｂ’ｆを含めてさらに詳 細に図示されている。 図１〜図３は、一般家庭、レストランその他の食物を準備し調理する施設にお いて使用される一般的なマイクロ波オーブン１０を示したものである。一般的な マイクロ波オーブンの一例としては、コバー・エレクトロニクス・インコーポレ ーテッド（Cober Electronics,Inc.）によって製造されたものがあるが、マイ クロプロセッサ、コンピュータ又は用途特定集積回路（ＡＳＩＣ(Application S pecific Integrated Circuit)）により制御されるマイクロ波オーブン又はプロ セス・ストリームを、本発明との関係において使用し動作させることができる。 マイクロ波オーブン１０は単なる例示のためのものであり、本発明におけるホス トとして機能する。 ホストであるマイクロ波オーブン１０は、図３に示すように、データ入力メカ ニズム１０ａ、ディスプレイ１０ｂ及びメモリ１０ｃを装備したコンピュータ又 はコントローラを持っている。データ入力メカニズム１０ａは、望みに応じて、 ホストのマイクロ波オーブン１０にデータを入力することのできる任意の種類の データ入力メカニズムとすることができる。データ入力メカニズム１０ａは、望 みに応じて、例えば、キーパッド入力、バーコード・リーダ、モデム、コンピュ ータ、電話通信ネットワーク又はデータ転送可能なその他の任意の媒体によって シリアル又はパラレル・フォーマットによるデータの転送を行いうるものとする ことができる。データ入力メカニズム１０ａの一例としては、カリフォルニア、 サン・ホセ（San Jose,CA）のアルプス（Alps）により製造された部品番号KBD-K PX17Pのキーパッドがあげられる。データ入力メカニズム１０ａは、当業者にお い て周知の便宜的な接触応答式(touch responsive)のキーパッドとして論じるが 、これは単に説明の便宜のためだけのことである。データ入力メカニズム１０ａ は、少なくとも１つのモード・キーを持っている。必要に応じて、本発明との関 係において複数のキー・ボードを持つ構成としてもよい。単なる例示のために示 したデータ・メカニズム１０ａのキーＦｎ１、１０ｄは、図２に示すようにユー ザがマイクロ波オーブン１０の選択された所定のコード２０を入力する要求を示 す。選択されたコード２０は、製造された食材２０ａを加熱し又は調理するため の所定のインストラクション組を表す。この所定のコードは、所望により、複数 の所定のコードを含んでレシピ・クック・ブックにリストすることとしてもよい 。クック・ブック２０ｂは、所望により、便宜的な調理のインストラクションと ともに選択されたコードを含むものであってもよい。選択されたコード２０は、 所望により、少なくとも１つの数字、文字又は記号により構成することができる 。選択されたコード２０の一例としては、７つの数字により構成されるものがあ る。製造された食材２０ａは、それを適当に調理するために複数の処理段階を必 要とするであろう。このような場合には、選択されたコード２０は、プロセス、 調理段階又は調理レシピの任意の組合せを表現することができる。通常は、コー ド２０は、食品の包装に印刷されるかさもなくば付設される。それに代えて、コ ード２０は、多くの場合、食品の製造者、調理本の著作者又はプロセスの設計者 によってアセンブルされてユーザに提供することもできる。 本発明は、図３に３０で全体を図示したインタプリタ型ＢＩＯＳ装置である。 インタプリタ型ＢＩＯＳ装置３０は、ホストマイクロ波オーブン１０のデータ入 力メカニズム１０ａとコントローラ１０ｃの間に動作可能な状態で設置される。 インタプリタ型ＢＩＯＳ装置３０は、選択されたコード２０を受信し、処理し、 ついでこれをインタプリタ変換しかつスケール処理したインストラクション組を コントローラ１０ｃに出力する。インタプリタ変換されたインストラクション組 は、ホストのマイクロ波オーブン１０に対して、ユーザの望む食材の調理のため のユーザに依存しないインストラクションを提供する。このインタプリタ変換さ れたインストラクション組は、マイクロ波オーブンのマグネトロンの電力の変動 、他の同様なサイズのマグネトロン管の動作変動、海面に対するマイクロ波オー ブ ンの原位置の変動、ホストのマイクロ波オーブンの経年変化、調理レシピの要求 事項の変動を補償するための１つ又は複数のデータ・フィールドを含むものであ ってもよい。 インタプリタ型ＢＩＯＳ装置３０の上位概念が図４に示されている。インタプ リタ型ＢＩＯＳ装置３０は、データ入力メカニズム３０ａ、マイクロプロセッサ を基礎とするコントローラ３０ｂ及びデータ出力メカニズム３０ｃにより構成さ れる。図５に示すように、インタプリタ型ＢＩＯＳ装置３０は、その動作のため の電力を電源１０ｅから受け取る。データ入力メカニズム３０ａは、ホストのマ イクロ波オーブン１０をコントローラ３０ｂの入力に接続するためのバッファを 有している。このようなバッファの一例としては、アリゾナ、フェニックス（Ph oenix，Arizona）のモトローラ・インコーポレーテッド（Motorola Inc.）によ り製造される少なくとも一つの６連非反転バッファ(Hex Noninverting Buffer) 、MC14050bが有る。コントローラ３０ｂは、本発明の動作機能のすべてを指令制 御する。本発明に関連して所望により利用されるコントローラ３０ｂの例として は、モトローラ・インコーポレーテッド（Motorola Inc.）によって製造されて いるMC68HC11がある。このコントローラは、コントローラ３０ｂに対して本発明 の動作特徴についてのインストラクションを提供するためのデータ構造を格納す るために利用されるオンボード・メモリを持っている。データ・エミュレータ３ ０ｅはコントローラ３０ｂに接続されており、このコントローラ３０ｂからコー ド化されたインストラクションを受け取る。データ・エミュレータ３０ｅは、こ れらのコード化されたインストラクションをコントローラ１０ｃに適合したデー タに変換する。データ・エミュレータの一例としては、動作可能な状態で接続さ れたCD5053又はCD4051デバイスを複数集めたもの又はこれらをバンク編成とした ものがあげられる。データ・エミュレータ３０ｅの出力は、データ出力バッファ ３０に接続される。インタプリタ型ＢＩＯＳ装置３０は、ホストのマイクロ波オ ーブン１０から完全にバッファされ、ホストのマイクロ波オーブンのユーザに対 して透過的(transparent)である。このバッファリングにより、ホストのマイク ロ波オーブンは、本発明を利用する動作又は例えばユーザからデータ入力を直接 に受けるようなネーティブ・モードでの動作を行うことができる。このようなイ ンタプリ タ型ＢＩＯＳ３０の構造が図６の４０に概略で図示してある。構造４０は、その 一部を選択されたコード２０により、他の一部を各データとの相互作用によって 決定づけられる複数のデータ構造を持っている。これらのデータ構造は、コント ローラ３０ｂに対し、マイクロ波オーブン１０を指令制御するためのインストラ クションを提供し、マイクロ波オーブン１０がユーザコマンドから独立して動作 することを可能としている。 図６に示すように、モード識別子のデータ構造４０ａはデータ入力メカニズム １０ａからデータを受信する。モード識別子のデータ構造４０ａは、インタプリ タ型ＢＩＯＳ装置に対して起動の要求が発生しているのか、あるいはホストのマ イクロ波オーブン１０のユーザがマイクロ波オーブンをネーティブ・モードで操 作しようとしているのかを判定する。ネーティブ・モードは、モード識別子のデ ータ構造４０ａによって一旦検出されると、インタプリタ型ＢＩＯＳの助けなし に動作する。モード識別子のデータ構造４０ａは、このＢＩＯＳの起動について の要求をバリデータ(validator)のデータ構造４０ｂに受け渡す。バリデータの データ構造４０ｂは、ユーザにより選択された入力コード２０の有効性を判断す る。バリデータのデータ構造４０ｂが選択されたコードを有効であると判断する と、データ構造４０ｂはその結果をインタプリタのデータ構造４０ｃに受け渡す 。バリデータの判定結果を受け取ると、インタプリタの構造４０ｃは、直ちにユ ーザ入力コード２０を、要求された期間と選択されたコード２０の電力レベル処 理インストラクション組を表す複数のデータ・フィールドを含むデータ・エレメ ントに変換する。インタプリタ構造４０ｃは、所望により、ユーザ入力コード２ ０を要求された期間と選択されたコード２０に対する可変の電力レベル処理イン ストラクション組を表す複数のデータ・フィールドを含むデータ・エレメントに 変換する。 スケーラ・データ構造４０ｄは、インタプリタ・データ構造４０ｃからデータ ・エレメント組を受け取る。スケーラ・データ構造４０ｄは、これらのデータ・ フィールドを製造者があらかじめ選択したスケーリング・ファクタ及びこれに追 加されるユーザ定義によるスケール・ファクタに従って、適当な期間及び電力レ ベル要求に変換する。スケーリング・ファクタについては、以下により詳細に説 明する。スケール期間及び電力データのエレメントは、ホストのマイクロ波オー ブン１０によって理解可能なフォーマットにコード化される。 図７は、構造４０によって提供されるインタプリタ型ＢＩＯＳ装置３０の動作 可能な機能を４０’として全体を図示する論理フロー図である。入力データ信号 ４０ａ’は、ホストのマイクロ波オーブン１０から受信される。この入力は、所 望により、ユーザがＦｎ１モード・キーを少なくとも１回押下げることにより生 成されるデータを伴うものとする。ここで、ユーザによって選択された動作モー ドが判定される。Ｆｎ１、１０ｄが検出されると、インタプリタ型ＢＩＯＳ装置 ３０が選択されていることになる。Ｆｎ１、１０ｄが検出されない場合には、ユ ーザによってネーティブ・モードが選択されていることになり、選択４０ｅがホ ストのマイクロ波オーブン１０に送信される。データ信号３０ａ’の有効４０ｂ ’が、ここで確認される。入力データ信号にユーザのエラーがあると、ディスプ レイ１０ｂに表示されるインストラクションにより、ユーザにその旨が通知され る。データ信号の誤りが訂正されない場合には、有効性チェック４０ｂ’が、デ フォルトによりクリア／ストップ機能４０ｂ’を生成して、その信号をホストの マイクロ波オーブン１０のネーティブ・モードに送信する。有効４０ｂ’が確認 されると、データ信号３０ａ’は４０ｃ’でインタプリタ変換されて、電力レベ ル及び時間間隔を含むデータ・エレメント組４０ｃ’に変換される。ここで、デ ータ・エレメント組４０ｃ’は、ブロック４０ｄ’においてホストのマイクロ波 オーブン１０の動作特性に対してスケール処理を受ける。次に、これらのスケー ル処理された値４０ｄ’は、ブロック４０ｇにおいて食材２０ａの調理プロセス を構成するためにホストのマイクロ波オーブン１０に送信される。 図８は、有効性判定データ構造４０ｂのより詳細な図４０ｂ’を示す。モード 機能４０ｂは、有効性判定データ構造４０ｂによって受信されるコード化された データ・ストリームを送信する。このデータは、少なくとも１つのデータ・ビッ トを含むものであり、所望により、複数のデータ・ビットを含むこともできる。 好ましい実施の形態においては、ブロック４０ｂ'ａの５桁のコードが、ブロッ ク４０ａのモード機能によって送信される。この転送は、単なる説明のためだけ のものであり、実際には、どのような桁数をも送信することができる。ブロック ４ ０ｂ'ｂにおける８桁のコード、ブロック４０ｂ'ｃにおける１０桁のコード、及 びブロック４０ｂ'ｄにおけるインタプリタ型ＢＩＯＳ装置において認識可能な その他のコードのフォーマットを送信することもできる。ブロック４０ｂ'ｅの コードが有効な場合には、このコードはインタープリタ・データ構造４０ｃに送 信される。ブロック４０ｂ'ｆのコードが有効でない場合には、クリア／ストッ プ機能がホストのマイクロ波オーブン１０に送信される。 図９は、ブロック４０ｃ’におけるデコード・データ構造４０ｃをより詳細に 図示したものである。ブロック４０ｂ'ｅにおいて有効であると判定されたコー ドが受信され、そのコード入力は、ブロック４０ｃ'ａにおいて、５桁、８桁又 は１０桁のコードにインタプリタ変換される。このインタプリタ変換されたコー ドがブロック４０ｃ'ｂにおいて５桁であれば、最初の桁ｎ１は１以上９以下で あり、ＢＩＯＳにより、マグネトロン管の総出力能力の例えば１００％、９０％ というように表現される、電力レベル１(PL1)へとインタプリタ変換される。５ 桁のコードでは、電力レベル２(PL2)は、０％である。ＰＬ１の期間は、ｎ２、 ｎ３及びｎ４の桁に１秒を乗じたものである。ここで、５桁のコードは、インタ プリタ変換されて、試料２０ａ’のプロセス又は調理についての要求を表す新た なコードに変換される。このようなプロセス又は調理についての要求は、対象と なる試料に応じて異なったものとなる。この新しい５桁のコードは４０ｃ'ｃか らスケーラ・データ構造４０ｄに送信される。ブロック４０ｃ'ｄの８桁のコー ドがブロック４０ｃ'ａのインタプリタ変換コード入力(interpret code input) によって受信されると、ｎ１及びｎ２の桁は９９以下２０以上である。電力レベ ルＰＬ１は１００％以下２０％以上である。電力レベルＰＬ２は１００％以下０ ％以上である。ＰＬ１がブロック４０ｃ'ｅにおいてＰＬ２以上である場合には 、ｎ３、ｎ４及びｎ５の桁に１秒が乗ぜられ期間１と等しくなる。ＰＬ２の期間 は、ｎ６及びｎ７の桁に１０秒を乗じて得られる。ＰＬ２が４０ｃ'ｅのＰＬ１ 以上である場合には、ｎ３、ｎ４及びｎ５の桁には１秒が乗ぜられ、電力レベル ２の期間に等しくなる。ＰＬ１の期間は、ｎ６及びｎ７の桁に１０秒を乗じて得 たものに等しい。期間３は、ブロック４０ｃ'ｆで電力レベルＰＬ３をゼロとし 、ｎ８の桁に６０秒を乗じて得た値に等しい。８桁のコードは、ここでデコード されて試料２０ａのプロセ ス及び調理についての要求を表す新しいコードに変換される。この８桁の新しい コードは、ブロック４０ｃ'ｃにおいて、スケーラ・データ構造４０ｄに送信さ れる。１０桁のコードも、ｎ９の桁に６０秒を乗じた値がプロセスの開始(start )から停止(pause)までの時間を表すものとして扱われるほか、８ビットのコード と同様に変換される。ｎ１０の桁には６０秒が乗ぜられて、停止１から停止２ま でに経過した時間を表す。（停止１と停止２により、ユーザの介入が可能となり 、プロセス又は調理の手順においてユーザにおける中間的な行為が可能になる。 ）ユーザは、Ｆｎ、１−１０ｄを押下することにより停止を解除し制御プログラ ムを再開する時点を決定する。この１０桁のコードは、５桁及び８桁のコードと 同様に、スケーラ・データ構造４０ｄに送信される。 スケーラ・データ構造４０ｄは、製造者及びユーザにより選択された構成部分 (component)を持っている。スケーラ・データ構造４０ｄは、複数の又はすべて のマイクロ波オーブンの試験を通じて経験的に得られた、製造業者によって選択 されたデータ領域を持っている。すべてのマイクロ波オーブンから統計的に求め られたサンプルが選択されている。サンプルのマイクロ波オーブンは、その１つ １つに対して、周囲温度、湿度及び気圧の変動に対して再現性のある試験結果を 保証すべく、制御された環境及び再現可能な環境における試験の対象とされる。 制御対象のマイクロ波オーブンも、試験の精度及び再現性を保証するための試験 の対象とされる。このような制御対象のマイクロ波オーブンの例としては、コバ ー・エレクトロニクス・インコーポレーテッド（Cober Electronics，Inc.）に より製造されたマイクロ波オーブンがあげられる。この制御対象のマイクロ波オ ーブンは、１２００ワットのマグネトロン管を含むマイクロ波オーブンのために 定義された制御標準に基づいて試験された。このマイクロ波オーブンは、海抜０ フィートにおける気圧、周囲温度２０℃、周囲湿度８０％に保たれた環境に置か れた。 この試験は一連のテストの繰り返しからなっており、その目的は、様々な質量 、組成及び容器寸法形状の試料を加熱する場合のマイクロ波オーブンの（或いは 熱力学的、化学的或いは物理的プロセスストリームの）有効仕事生成（すなわち 試料に対してなされたワット−秒で計算可能な仕事）を示すことである。限定さ れた質量、組成及び容器形状の試料について行われた一つの試験を以下に説明す る。 この試験は、具体的に特定され再現可能な一定の化学的組成、容量モル濃度、質 量モル濃度及び絶縁特性を持った１リットルの水を各マイクロ波オーブンの中に 置き、１リットルの水の各々に熱電温度計を配置して行う。選択されたマイクロ 波オーブンのマグネトロン管を動作させ、１リットルの水の温度を摂氏１度だけ 上昇させるために必要な時間が計測される。この試験の結果が図１０にグラフ６ ０で概略で図示されている。マイクロ波オーブンの母集団に対する平均的な所要 時間を点６０ａに示す。点６０ａからの上方への最大の変位は点６０ｂで示され ている。点６０ａからの下方への最大の変位は点６０ｃにより示されている。 点６０ａ、６０及び６０ｃは、各試験において使用したマグネトロン管のワッ トを単位として計測された最大電力と関連づけられる。これに対して、点６０ｄ 、６０ｅ及び６０ｆは、各試験において使用したマグネトロン管のワットを単位 として計測された最小電力と関連づけられる。 ここで、グラフ６０から複数のスケーラ値が求められる。これらのスケーラ値 は、グラフ６０の垂直線に沿って計測した、選択されたスケーラ点からメジアン ６０ａまでの距離によって与えられる。これらの点は、所望により、任意の個数 をメジアン線６０ａに沿って配置することができる。このようなスケーラ値の例 としては、値０．２５を表すスケーラ点６０ｇ及び４．０を表すスケーラ点６０ ｈがあげられる。選択されたスケーラ値は、データ・エレメント組４０Ｃ’に与 えられて、このデータ・エレメント組４０ｃ’に含まれる電力及び期間をマイク ロ波オーブンの動作特性に変換する。 マグネトロン管（及び他の部品）及び電力出力のマイクロ波オーブン１０の動 作寿命期間内における劣化を補償するために、スケーラ成分によるユーザ起動に よるダイナミックなＢＩＯＳ較正動作を行うこととしてもよい。このダイナミッ クなＢＩＯＳ較正動作によって、マイクロ波オーブン１０の動作出力と動作特性 をマイクロ波オーブンが製造された時点において選択されたＢＩＯＳ出力レベル に、リアルタイムに較正することができる。マイクロ波オーブン１０の較正を行 う方法の１つとして、Ｆｎ１、１０ｄを２回押して、ディスプレイ１０ｂにＢＩ ＯＳの現時点における動作レベルを表示させる。Ｆｎ１、１０ｄをＢＩＯＳによ り計測された時間出力スケールレベルの大きさに対応する選択されたキーパッド 番号と同時に押することによって、所望にスケール値を増加させることができる 。例えば、１を押することによって、ＢＩＯＳ出力スケール・レベルが５％増加 し、３を押することによってＢＩＯＳ出力スケール・レベルが１０％増加する。 ディスプレイは少なくとも３回の閃光(flash)を発して較正動作が行われている ことを示し、ディスプレイ１０ｂはＢＩＯＳのスケール値についての選択された 増加値又は減少値を表示する。ＢＩＯＳのスケール値を元の値にリセットするに は、Ｆｎ１、１０ｄをゼロのキーと同時に押す。 マイクロ波オーブン１０の電力レベル期間を較正するためのもう１つの方法と して、Ｆｎ１、１０ｄをスタート・キー１０ｃと同時に押する方法がある。この 操作によって、国内郵便番号(National Postal Code)（ＺＩＰコード）較正動作 が開始される。ディスプレイ１０ｄは、工場設定のＢＩＯＳ国内郵便番号を閃光 表示する。この番号がユーザの現実の郵便番号と異なる場合には、ユーザは所望 によりユーザの実際の国内郵便番号を入力することができる。インタプリタ型の ＢＩＯＳ装置３０は、海抜高度に対応する記憶された国内郵便番号を読み取って 、海抜高度を高度増加を反映するように調節する自己較正を行う。この海抜高度 は、所望により、これを直接入力するか、海抜高度範囲対動作特性表から読み取 った１桁の値を直接に入力することによって設定することができる。すべての場 合において、インタプリタ型ＢＩＯＳ装置３０は、マイクロ波オーブン１０の電 力レベル期間を増加し又は減少させるための自己較正動作を実行する。 これらの較正動作により、ホストのマイクロ波オーブン１０のユーザは、使用 するマイクロ波オーブンの種類、マグネトロン管の出力若しくは経年変化、又は 平均海水面からの設置されたマイクロ波オーブン若しくはプロセス・ストリーム の原位置の高度に関わりなく食材２０ａの調理を行うことができる。 第２実施形態のインタープリタ型ＢＩＯＳ装置７０の概念図が図１１に示して ある。インタープリタ型ＢＩＯＳ装置７０はデータ入力装置３０ａ、マイクロプ ロセッサベースのコントローラ７０ａ及びデータ出力装置３０ｃを有している。 図５に示したように、インタープリタ型ＢＩＯＳ装置７０は電源１０ｅからその 動作電力を受け取る。データ入力装置３０ａとデータ出力装置３０ｃとはコント ローラ７０とホストマイクロ波オーブン１０（上記したもの）とに対話式に接続 さ れている。コントローラ７０ａは図１２の電力モニタ７０ｂと図１２のワークマ ネージャ(Work Manager)７０ｃを一部に有している。コントローラ７０ａは本発 明の第２実施形態の全ての動作機能についての命令を出しかつ制御する。所望に より本発明の第２実施形態に関連して利用できるコントローラ７０ａの例として はモトローラ・インコーポレーテッドにより製造されているMC68HC11がある。こ の特定のコントローラはオンボード・メモリを有しており、このメモリは本発明 の第２実施形態の動作特徴についての指示をコントローラ７０ａに与えるソフト ウェアプログラムやデータ構造を記憶するのに利用される。 ワークマネージャ７０ｂはコントローラ７０ａのメモリに記憶されたソフトウ ェアプログラム或いは複数のデータ構造である。このプログラムはマイクロ波オ ーブンの動作機能を対話式に制御するためのインストラクションをワークマネー ジャ７０ｃに出す。この制御の例として、ワークマネージャ７０ｂは試料に対し てなされる仕事をモニターし、較正し、調整し或いは変更する。もう一つの例で はワークマネージャは少なくとも一つのセンサからデータを収集してそのデータ をコントローラ７０ａへのマグネトロン管電力のためのコマンドに変換する。コ ントローラ７０ａはマイクロ波オーブンへの供給電力に接続されてマイクロ波オ ーブンによる消費電力を検出するための電力モニタ７０ｂを有している。この電 力モニタ７０ｂは所望により、マイクロ波オーブンのマグネトロン管に接続され たセンサでよい。このセンサは所望によりデータをモニターし、収集し或いはワ ークマネージャ７０ｃへの伝送する。このデータは所望により、シリアルフォー マットでもパラレルフォーマットでもよい。収集されるデータは所望により電圧 、電流、力率、或いはこれらの間のあらゆる位相関係から導き出されたものであ ってよい。一般的な電力モニター測定例は図１３の電圧の読み７０ｂ’及び電流 の読み７０ｂ”である。これらの２つの読み７０ｂ’及び７０ｂ”がワークマネ ージャに送られて処理される。電力モニタ７０ｂからワークマネージャ７０ｃへ のデータ送信手段はデータ送信の分野の当業者に周知のいかなる通常の伝達手段 であってもよい。電力モニタ７０ｂで生じたデータはワークマネージャ７０ｃに 定期的に送信され、或いは所望により、ワークマネージャ７０ｃは電力モニタの どれか一つあるいは全てに対して、モニタされたデータの送信を開始するように 要 求し、或いはポーリングする。電力モニタ７０ｂは、所望により、マグネトロン 管及び／もしくは電力モニタ７０ｂの製造選択や設計に応じた様々な速度或いは デューティーサイクルでマグネトロンからデータを受け取ることができる。 データエミュレータ装置３０ｅがコントローラ７０ａに動作可能に接続されて 同コントローラからコード化されたインストラクションを受け取る。データエミ ュレータ３０ｅはこれらのコード化されたインストラクションをコントローラ１ ０ｃのための適当なデータに変換する。このデータエミュレータの例としては複 数或いは一列に接続されたＣＤ5053デバイスもしくはＣＤ4051デバイスがある。 データエミュレータ３０ｅの出力はデータ出力バッファ３０ｃに接続されている 。この装置３０ｃの出力はコントローラ１０ｃに接続されている。この第２実施 形態のインタプリタ型ＢＩＯＳ装置７０はホストマイクロ波オーブン１０から完 全にバッファリングされており、ホストマイクロ波オーブン１０のユーザに対し 透明である。このようなバッファリングにより、ホストマイクロ波オーブン１０ は本発明を利用して動作でき、或いはその本来的なモード、すなわちデータ入力 をユーザから直接受け取るモードで動作できる。 ワークマネージャ７０ｃはコントローラ７０ａを介して電力モニタ７０ｂのデ ータ構造及びＢＩＯＳ装置７０のデータ構造を受け取る。ＢＩＯＳ装置７０のデ ータ構造はマイクロ波オーブン１０の範囲内に配置された試料に対して行われる 仕事要件を表すものである。これらの仕事要件は所定のコード２０のかたちでユ ーザによりマイクロ波オーブン１０に与えられたものである。試料の仕事要件は 所望によりユーザに対し透明とされる。ユーザは試料から単に所定のコード２０ を抽出してそのコード２０をマイクロ波オーブン１０に入力する。ワークマネー ジャ７０ｃはＢＩＯＳ装置７０のデータ構造と電力モニタ７０ｂのデータ構造と を処理する。これらのデータ構造の処理によってデータ構造はコマンド機能に変 換され、これらのコマンド機能は試料に対して費やされた仕事或いは試料に対し て費やされるべき仕事を表すデータを含んでいる。コントローラ７０ａはワーク マネージャ７０ｃによって提供されたコマンド機能を部分的に含むインストラク ション組を発生する。コントローラ７０ａは次いでこのインストラクション組を マイクロ波オーブン１０に送って、適正な仕事が試料に対して行われることを可 能にする。 電力モニタ７０ｂの動作の一般的な例が図１３に示されている。電圧７０ｂ’ の信号と電流７０ｂ”の信号とがホストマイクロ波オーブン１０のマグネトロン 管から受け取られる。これらの信号のフォーマット及び送信は、所望により、当 業者に周知のいかなる便宜的なかたちであってもよい。特定の例としては、電力 モニタの内部機能性を表す図１４の電子回路が設けられる。 図１３のワークマネージャ７０ｃは信号７０ｂ’及び７０ｂ”を受け取り、こ れらを時間に関して積分して複数の選択された仕事機能(work functions)を生成 する。これらの仕事機能はマイクロ波オーブン１０のマグネトロン管によってな される実際の仕事を決定するために、選択された割合(selected rate)で集積さ れる。ワークマネージャ７０ｃはＢＩＯＳ装置７０に対して示唆された最大時間 及び電力（仕事機能）を受け取っている。示唆された仕事期間が９０％になると 、集積された仕事機能はマイクロ波オーブン１０内に収容された試料に対して実 際に行われた仕事と比較される。比較が正しい(yes)ならばＢＩＯＳ装置７０に 与えられる仕事には何ら変更はなされない。比較が誤まった結果(no)であればで 追加の仕事機能が導入される。この追加の仕事機能はＢＩＯＳ装置７０によって 提供された示唆された仕事機能に仕事を追加したり、差し引いたりする。このよ うにして調整された仕事機能を含んだ制御機能が発生される。このような制御機 能はマイクロ波オーブン１０のマグネトロン管に伝送され、マイクロ波オーブン １０はそのマグネトロン管によってなされる仕事を調整する。これは、所望によ り、任意の選択された間隔或いは期間で行われる繰り返しプロセスであってもよ い。マイクロ波オーブン１０のデューティーサイクルはこのプロセスによって反 映され、或いは従来周知のマイクロ波オーブン１０のデューティーサイクルに関 連してタイミング合わせされる。 本発明の第３の実施形態は図１６に８０で全体をブロックダイアグラムで示し たコードメーカー(Code Maker)ツールである。コードメーカーツール８０は試料 の製造業者に所定のコードを与えるための便宜的な方法を提供するものであり、 コードは所望により、従来周知のいかなる便宜的な方法でも試料に付設すること ができる。試料は所望により、その試料の特定の性質を表す複数の特定のデスク リプタとして表現することができる。これらのデスクリプタのいくつかの例とし ては、タイプ８０ａ、重量８０ｂ、包装形状８０ｃ及び包装寸法がある。これら はコードメーカー８０に送られ、受け取られる。コードメーカー８０はこれらの デスクリプタを相互に関連づけて選択されたプロファイル８０ｅとし、このプロ ファイルが図１５に示した一般的なコンピュータのスクリーンツール９０に表示 される。このプロファイル８０ｅは選択された全ての情報及び上記の全てのデス クリプタの履歴に基づいて示唆されたプロファイルを提供する。プロファイル８ ０ｅはユーザの便宜のためにスクリーンツール９０に表示される。言語８０ｆが 提供されており、これはユーザにより入力されまたコードメーカー８０によって 示唆されたデスクリプタの全てをその構文法として有している。この言語８０ｆ は上記の全てのデスクリプタを包含する、演算されたシンボル８０ｇを表す。こ のシンボルは所望により、いかなる長さ、構成、形状或いはシンボルのものであ ってもよい。このシンボル８０ｇの一般的な例では数字４−０−１からなってい る。 言語８０ｆの区分を提供する符号文法(code grammer)は、ユーザによって与え られたデスクリプタを、試料に付設された一つもしくは複数のシンボルに変換で きるものであればいかなるフォーマットを有していてもよい。符号文法の例とし ては、所望により、図１７に８０ｆ’で全体を示したスクリーンツール９０に関 連して利用できる。１７５グラムを越えない重量で８０ｆ’ａをエントリーし、 ８０ｆ’ｂが選択されている。調理プロファイル８０ｆ’ｅは"high none"に選 択されている。このプロファイルは最初に選択されてスクリーンツール９０に表 示される。試料８０ｆ’ｆの仕事時間が導き出されてスクリーンツール９０にシ ンボル４０１ ８０ｆ’ｆとして表示される。 本発明の好ましい動作態様では、インタプリタ型ＢＩＯＳ装置を埋め込んだメ モリを装備したコントローラ３０ｂが提供される。コントローラ３０ｂは、マイ クロ波オーブン１０の中に動作可能な状態で配置される。マイクロ波オーブン１ ０は、マイクロ波オーブン１０及びコントローラ３０ｂに対して動作可能な状態 で接続されたデータ入力メカニズム１０ａを有する。このデータ入力メカニズム １０ａはマイクロ波オーブン１０のユーザからデータを受け取り、そのデータを インタプリタ型ＢＩＯＳ装置３０に送信する。インタプリタ型ＢＩＯＳ装置３０ は、その受信されたデータから動作モードを選択する。次に、インタプリタ型Ｂ ＩＯＳ装置３０は、動作モードの有効性を判定し、受信されたデータを期間及び 電力レベルデータにインタプリタ変換し、その期間と電力レベルのデータを選択 されたＢＩＯＳ電力レベル及び電力レベル期間に変換する。この結果として得ら れたプロセス制御インストラクション組は、次いで、一連のスケーラにより、ホ ストのマイクロ波オーブン又はプロセスに応じたスケール処理を受ける。さらに 、インタプリタ型ＢＩＯＳ装置３０は、インタプリタ変換されスケール処理され たデータをマイクロ波オーブン１０に送信し、これにより、マイクロ波オーブン はＢＩＯＳインタプリタ変換されスケール処理された時間及び電力レベルで動作 する。 本発明の第２実施形態の好ましい動作態様では、インタプリタ型ＢＩＯＳ装置 ７０を埋め込んだメモリを装備したコントローラ７０ａが提供される。コントロ ーラ７０ａは、マイクロ波オーブン１０の中に動作可能な状態で配置される。マ イクロ波オーブン１０は、マイクロ波オーブン１０及びコントローラ３０ｂに対 して動作可能な状態で接続されたデータ入力メカニズム１０ａを有する。このデ ータ入力メカニズム１０ａはマイクロ波オーブン１０のユーザから仕事要件を受 け取り、それらの要件をインタプリタ型ＢＩＯＳ装置７０に送信する。インタプ リタ型ＢＩＯＳ装置７０内に設けられかつそれに接続されたワークマネージャ７ ０ｃは電力モニタ７０ｂからの信号を受け取る。ワークマネージャ７０ｃはＢＩ ＯＳ装置７０から受け取った仕事要件と、電力モニタ７０ｂから受け取った信号 とをインタープリタ変換する。ワークマネージャ７０ｃはＢＩＯＳ装置７０の仕 事要件と、電力モニタ７０ｂの信号とを処理する。このプロセスによってインタ ープリタ変換された信号と要件とがコマンド機能に変換され、このコマンド機能 は試料に与えられ仕事或いは試料に与えられるべき仕事を表すデータを含んでい る。コントローラ７０ａはワークマネージャ７０ｃによって与えられたコマンド 機能を部分として有するインストラクション組を発生する。コントローラ７０ｃ は次いでこのインストラクション組をマイクロ波オーブン１０に送って、試料に 対して適正な仕事が行われることを可能にする。 本発明の第３実施形態の好ましい動作態様では、試料の製造業者に所定のコー ドを与えるための便利な方法をもたらすコードメーカーツール８０が提供され、 この所定のコードは所望により、従来周知の便宜的な方法で試料に付設すること ができる。試料は、所望により、その特定の性質を表す複数の特定のデスクリプ タとして表現できる。コードメーカー８０はこれらのデスクリプタを相関させて 、試料の仕事要件を表す選択されたプロファイル８０ｅとする。これらのデスク リプタは符号の文法規則により支配される便宜的な配置の数字もしくはその他の シンボルに形を変えられる。このような数字やシンボル（所定のコード）が次い で試料に付設される。 データ入力メカニズム１０ａはマイクロ波オーブン１０のユーザから所定のコ ードを受け取り、この所定のコードを次いでインタープリタ型ＢＩＯＳ装置７０ に送る。インタプリタ型ＢＩＯＳ装置７０とつながっているワークマネージャ７ ０ｃは電力モニタ７０ｂからの信号を受け取る。ワークマネージャ７０ｃはＢＩ ＯＳ装置７０から受け取った仕事要件と、電力モニタ７０ｂから受け取った信号 とをインタープリタ変換する。ワークマネージャ７０ｃはＢＩＯＳ装置７０の仕 事要件と、電力モニタ７０ｂの信号とを処理する。このプロセスによってインタ ープリタ変換された信号と要件とがコマンド機能に変換され、このコマンド機能 は試料に与えられ仕事或いは試料に与えられるべき仕事を表すデータを含んでい る。コントローラ７０ａはワークマネージャ７０ｃよって与えられたコマンド機 能を部分として有するインストラクション組を発生する。コントローラ７０ｃは 次いでこのインストラクション組をマイクロ波オーブン１０に送って、試料に対 して適正な仕事が行われることを可能にする。 本発明は、所望により、当業者に周知のいずれのプログラミング言語によって プログラムしてもよい。このようなプログラミング言語の一例は、C Programmin g Language，2/e，Kernughan & Ritchie，Prentice Hall(1989)において開示さ れている。 本発明を特に採用したエネルギー源がマイクロ波である場合に関して説明した が、オーブン装置又はハウジングを変形しあるいは異なるものを利用することに より、電磁的な放射スペクトラムに沿った他のエネルギー源を利用することもで きる。例えば、紫外線、レーザー光線、赤外線、アルファ、ベータ、ガンマの各 放射線、Ｘ線又はこれらの組合せを採用することもできる。これらのいずれを採 用するかは、放射によって「処理」すべき対象物の特定の性質に依存する。この ような対象物は、食物にのみ限定されるものではなく、赤外線又は紫外線によっ て硬化する塗料により塗装が施された対象物も含まれ、さらにはそれらに限らず さまざまな対象物をも含めることができ、またコーティングを紫外線によって硬 化したり、紫外線によって重合を行なったり、放射性のエネルギー線によって対 象物を放射化したり、レーザー光線によって対象物を切断し加熱し又は溶融させ ること等も含まれる。本質的には、エネルギーが対象物に向けられたり、また、 複数の段階又は複数の相の連続動作（あるいは単一の段階又は相）が加えられる ものであっても、さらに、いかなる照射特性が求められるものであっても、本発 明は、このような特性をＢＩＯＳその他の機器にこのような特性を入力すること によって、マイクロプロセッサ又はこれに類するコントローラを介して、データ を受け入れ、このようなデータを動作信号に変換することによって、その対象物 に応じてそのエネルギー源の動作、管理及び特性についての処理を行い得るもの である。水分子を励起するかわりに、各々のエネルギー処理特性に応じて、標準 的な対象物を処理するための標準的なコードの開発を、合理的な予測性を確保し つつ行うことができる。このような対象物は、予測可能かつ再現可能な処理を行 うことで、その処理結果におけるランダムな変動を減少させかつ、品質管理及び 品質保証を向上させることができる。 このように、本発明は食物及びマイクロ波オーブンに関連して説明した、本発 明は上述した変形や代替手段をも含むよう意図されたものである。放射源及び処 理対象に応じた特定のメカニズムについての説明はなされていないが、それぞれ の技術分野における当業者にとって、必要な防護及び安全確保の対策を考慮しな がら、最小限の実験によって処理の特性を標準化し、上記のハードウェアに変更 を加えて異なるエネルギー源に対応することが可能であろう。 本発明を或る好ましい実施形態に関連して説明したが、本発明の範囲はこれら の特定の形態に限定されるものではなく、代替物、変形物及び均等物も添付の請 求の範囲によって定義される発明の精神及び範囲に含まれるものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 マーフィー，ヴィクター アメリカ合衆国 31904 ジョージア，コ ロンブス，ロッキー・ブルック・ドライヴ 960

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．外部から導入された所定のコードを受け取るマイクロ波オーブンのためのワ ークマネージャであって、 前記マイクロ波オーブン内に配置されてそれに対する仕事が必要とされる試料 を有し、 マイクロ波オーブン内に配置されたコントローラを有し、該コントローラはメ モリと、マイクロ波オーブンによって消費される電力を検出するためのセンサと を有し、該センサはマイクロ波オーブンによるマイクロ波エネルギーの発生箇所 の上流に接続配置されており、 前記メモリ内に動作可能に配置されたプログラムを有し、 前記プログラムは前記試料の仕事要件を限定する前記所定のコード内に含まれ たデータを受け取るものであり、 前記プログラムは前記センサから電力データを受け取るものであり、 前記プログラムは前記仕事要件と前記電力データを処理するものであり、 前記プログラムによりインストラクション組が発生し、該インストラクション 組は前記マイクロ波オーブンに命令をするように動作でき、 前記試料に対してなされる仕事を前記マイクロ波オーブンによって消費される 電力と無関係とするワークマネージャ。 ２．内部に設けられた空所を有し、該空所はそれに対する仕事が必要とされる試 料を受け入れる寸法を有しており、またマイクロ波オーブンに供給される電力を 検出するために該マイクロ波オーブンによるエネルギーの発生箇所の上流に接続 配置された少なくとも１つの電力センサを有するマイクロ波オーブンのためのワ ークマネージャであって、 当該ワークマネージャから外部的に導入される所定のコードを有し、該所定の コードは前記試料から抽出されて前記マイクロオーブンに入力されるものであり 、 前記マイクロ波オーブン内に動作可能に配置されたインタープリタ型ＢＩＯＳ 装置を有し、該ＢＩＯＳ装置は前記所定のコードを受け取るものであり、 前記ＢＩＯＳ装置は前記電力センサから電力データを受け取るものであり、 前記電力データと前記所定のコードは前記ＢＩＯＳ装置によって処理され、 前記ＢＩＯＳ装置によってインストラクション組が発生し、該インストラクシ ョン組は前記電力データと前記所定のコードを、前記マイクロ波オーブンによっ て前記試料に対してなされるべき仕事のためのコマンドに変換するものであり、 前記試料が前記マイクロ波オーブンに供給される電力とは無関係に所要の仕事 を受けるワークマネージャ。 ３．前記所定のコードは前記試料に特定の仕事特性を表すものである請求項２に 記載のワークマネージャ。 ４．前記特性は前記試料の質量、前記試料の寸法及び形状特性、及び前記試料の 材料組成からなるグループから選択される請求項３に記載のワークマネージャ。 ５．前記試料の組成、形状、寸法及び質量を表したコードが前記ＢＩＯＳ装置に 送られ、該ＢＩＯＳ装置は前記試料の組成、形状、寸法及び質量を表したコード をインタープリタ変換する請求項４に記載のワークマネージャ。 ６．前記ＢＩＯＳ装置は少なくとも１つのマイクロプロセッサと、少なくとも１ つのメモリと、前記マイクロ波オーブンに動作可能に接続された少なくとも１つ の電力センサとを対話式に有し、前記センサは選択された電力データを処理のた めに前記ＢＩＯＳ装置に定期的に送る請求項５に記載のワークマネージャ。 ７．前記電力データは電圧、電流、仕事、時間、力率、ピーク電圧及びピーク電 流からなるグループから選択される請求項６に記載のワークマネージャ。 ８．前記電力データは前記グループの要素間の位相関係を含んでいる請求項７に 記載のワークマネージャ。 ９．前記試料は限定された質量を有する有機材料である請求項８に記載のワーク マネージャ。 １０．前記試料は限定された質量を有する無機材料である請求項９に記載のワー クマネージャ。 １１．前記材料は食品グループのものである請求項１０に記載のワークマネージ ャ。 １２．前記所定のコードは前記試料に対してなされるべき仕事を表すプロファイ ルを有する請求項２に記載のワークマネージャ。 １３．前記プロファイルは海抜、雰囲気圧力、時間、地理、電力、試料寸法及び 形状、試料質量及び試料材料組成からなるグループから選択される請求項１２に 記載のワークマネージャ。 １４．前記所定のコードは少なくとも１つのシンボルを有する請求項１３に記載 のワークマネージャ。 １５．マイクロ波オーブンのためのワークマネージャであって、 前記マイクロ波オーブン内に収容される試料を有し、該試料は前記マイクロ波 オーブンによって仕事がなされるものであり、 前記マイクロ波オーブン内に動作可能に配置されたコントローラを有し、該コ ントローラはメモリと、前記マイクロ波オーブンによるエネルギーの発生箇所か ら上流側に接続位置された少なくとも１つの電力センサとを有し、 前記センサは電力データを前記コントローラに定期的に送るものであり、 前記コントローラの前記メモリ内に動作可能に記憶されたプログラムを有し、 前記マイクロ波オーブンから外部的に導入される所定のコードを有し、該所定 のコードは前記試料から抽出されて前記マイクロ波オーブンに入力されるもので あり、 前記コードは前記試料の寸法形状、食材グループ、組成及び質量特性を表すデ ータ機能を有しており、 前記コントローラは前記データ機能を前記マイクロ波オーブンから動作可能に 受け取るものであり、 前記プログラムは前記電力データと前記データ機能とを処理するものであり、 前記プログラムは処理された前記データを少なくとも１つのコマンド機能に変 換するものであり、 前記コントローラによりインストラクション組が発生し、該インストラクショ ン組は前記コマンド機能を含んでおり、 前記コントローラにより与えられた前記インストラクション組は前記マイクロ 波オーブンによって発生した電力を制御するものであり、 前記コントローラは前記試料に対してなされる仕事を前記マイクロ波オーブン に供給される電力とは無関係に制御するワークマネージャ。