JP2006194535A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適切な加熱条件として発信される情報を正しく検出し、且つ加熱のための強力な電磁波に対して損傷しない情報読取装置を備えて、使用者の操作なく、失敗のない加熱調理のできる高周波加熱装置を提供することを目的とする。
【解決手段】加熱電磁波発生手段３から発生する加熱電磁波は被加熱物２を加熱室１内部で加熱するが、チョーク構造６により、隙間５でその加熱電磁波に対してインピーダンス０となるため、隙間より外部に出ることはできない。また、加熱室内部より加熱電磁波とは異なる周波数で発信する信号は、隙間より外部に出ることができる。加熱室およびチョーク構造の外部にある読取手段８は、その信号により送信されてくる被加熱物の情報を読み取ることができて、その情報により制御手段９により加熱電磁波発生手段３を制御する。加熱のための強力な電磁波に対して損傷しない読取手段を備えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は食品などを電磁波により加熱する高周波加熱装置に関するものであり、加熱室内部から発信される被加熱物の情報を読み取り制御する読取の技術に関するものである。

従来より電子レンジ向け食品は多数あり、容器やパッケージにワット数や加熱時間などの食品の加熱条件が表示されている。しかし、使用者がその加熱条件を誤って設定したりすると、食べることができないような仕上がりになって、廃棄するしかなく、またこの設定は使用者にとって煩わしいものである。

これらの課題を解決して使用者にとって煩わしい操作なく、食品を適切な加熱条件で加熱させるために、非接触ＩＣタグを用いたシステムが提案されている。例えば特許文献１によれば、食品の容器やパッケージに加熱条件を記録した非接触ＩＣタグを貼り付け、また、食品を加熱する電子レンジには非接触ＩＣタグリーダを内蔵させる。そして、食品を加熱する際に、電子レンジがこのタグリーダにより非接触ＩＣタグのデータを読み取るのである。こうして非接触ＩＣタグに記録されているその食品の適切な加熱条件を読み取ることができるので、その加熱条件に合わせて電子レンジを制御することで、使用者は何の操作も行なうことなく、失敗のない加熱調理ができることになる。
特開２０００−３１７７４１号公報

しかしながら、特許文献１に示されている方法によれば、読取装置である非接触ＩＣタグリーダを損傷してしまう可能性がある。即ち、非接触ＩＣタグは数ミリワット程度の電力で動作し、この電力で電磁波を発生させて情報を送信する。非接触ＩＣタグリーダは、この微弱な電磁波を検出しなければならない。

一方、電子レンジは食品を加熱するために、数百ワットから数キロワットの、桁違いに強い加熱用電磁波を照射する。このため、加熱用電磁波を受信しやすい位置に非接触ＩＣタグリーダを配置すると、加熱用電磁波により損傷してしまう。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、適切な加熱条件として発信される情報を正しく検出し、且つ加熱のための強力な電磁波に対して損傷しない情報読取装置を備えて、使用者の操作なく、失敗のない加熱調理のできる高周波加熱装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の高周波加熱装置は、被加熱物を収納する加熱室と、前記被加熱物を加熱する加熱電磁波を発生する加熱電磁波発生手段と、前記加熱電磁波とは異なる周波数の電磁波で前記加熱室内部より発信される前記被加熱物の情報を読み取る読取手段と、前記読取手段の読み取った前記被加熱物の情報により前記加熱電磁波発生手段を制御する制御手段を有し、前記加熱室には電磁波線路を形成するチョーク構造と、前記チョーク構造によるインピーダンス０付近の位置に隙間を設け、前記加熱室および前記チョーク構造の外部に前記読取手段を設けた構成としたものである。

これによって、加熱電磁波発生手段から発生する加熱電磁波は被加熱物を加熱室内部で加熱するが、チョーク構造により、隙間でその加熱電磁波に対してインピーダンス０となるため、隙間より外部に出ることはできない。また、加熱室内部より加熱電磁波とは異なる周波数で発信する信号は、隙間より外部に出ることができる。加熱室およびチョーク構造の外部にある読取手段は、その信号により送信されてくる被加熱物の情報を読み取ることができて、その情報により制御手段により加熱電磁波発生手段を制御する。したがって、加熱のための強力な電磁波に対して損傷しない読取手段を備えることができる。

本発明の高周波加熱装置は、加熱電磁波発生手段から発生する加熱電磁波は、チョーク構造により隙間より外部に出ることはできない。また、加熱室内部より加熱電磁波とは異なる周波数で発信する信号は、隙間より外部に出ることができる。したがって、適切な加熱条件として発信される情報を正しく検出し、且つ加熱のための強力な電磁波に対して損傷しない読取手段を備えて、使用者の操作なく、失敗のない加熱調理のできる高周波加熱装置を提供することが可能となる。

第１の発明は、被加熱物を収納する加熱室と、前記被加熱物を加熱する加熱電磁波を発生する加熱電磁波発生手段と、前記加熱電磁波とは異なる周波数の電磁波で前記加熱室内部より発信される前記被加熱物の情報を読み取る読取手段と、前記読取手段の読み取った前記被加熱物の情報により前記加熱電磁波発生手段を制御する制御手段を有し、前記加熱室には電磁波線路を形成するチョーク構造と、前記チョーク構造によるインピーダンス０付近の位置に隙間を設け、前記加熱室および前記チョーク構造の外部に前記読取手段を設けた構成としたものである。

これによって、加熱電磁波発生手段から発生する加熱電磁波は被加熱物を加熱室内部で加熱するが、チョーク構造により、隙間でその加熱電磁波に対してインピーダンス０となるため、隙間より外部に出ることはできない。また、加熱室内部より加熱電磁波とは異なる周波数で発信する信号は、隙間より外部に出ることができる。加熱室およびチョーク構造の外部にある読取手段は、その信号により送信されてくる被加熱物の情報を読み取ることができて、その情報により制御手段により加熱電磁波発生手段を制御する。したがって、加熱のための強力な電磁波に対して損傷しない読取手段を備えることができる。

第２の発明は、特に第１の発明の、加熱室内部より発信される被加熱物の情報は非接触ＩＣタグによるものであり、読取手段は前記非接触ＩＣタグから情報を読み取るＩＣタグリーダで構成することにより、読取手段は被加熱物の加熱に関する詳細な情報も読み取ることができる。

第３の発明は、特に第１の発明の、チョーク構造は隙間と反対側の終端を短絡し、電磁波線路長を加熱電磁波の波長の略二分の一とした構成とすることにより、隙間をインピーダンス０の状態にすることができ、小型のチョーク構造で、加熱電磁波を加熱室内部に閉じ込めることができる。

第４の発明は、特に第１の発明の、読取手段は加熱電磁波が発生していないときに情報を読み取る構成とすることにより、隙間からわずかに外に出る加熱電磁波があっても、それがノイズとなって誤った読み取りをすることはなく、情報通信の信頼性を高めることができる。

（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態を説明する構成図であり、加熱室やチョーク構造などの要部は断面図で示している。１は加熱室であり、内部に被加熱物２を収納して、加熱電磁波発生手段であるマグネトロン３により加熱する。加熱室１は金属の壁面で囲んでいて、一部に開口４を設けている。また加熱室１の外部には開口４に隙間５を有して、チョーク構造６を設けている。

マグネトロン３で発生する加熱電磁波は２．４５ＧＨｚであり、その波長は約１２ｃｍである。チョーク構造６は隙間５には開放でその反対側を短絡した金属筒であり、図１においてＬで示す長さは加熱電磁波の波長の半分で約６ｃｍとしている。

また、７は非接触ＩＣタグであり、被加熱物２を適切に加熱するための情報を発信する。適切に加熱するための情報としては、例えば加熱電磁波のワット数やそのワット数での加熱時間、またオン・オフ制御するとした場合のオン時間とオフ時間やオン時のワット数などである。ここで非接触ＩＣタグ７が発信する信号の周波数はマグネトロン３から発生する加熱電磁波の周波数とは異なり、例えば１３．５ＭＨｚを使っている。

また、８はＩＣタグリーダであり、非接触ＩＣタグ７から発信される情報を読み取る読取手段である。ここで読み取った非加熱物２を適切に加熱するための各種情報は制御手段９に送信する。制御手段９は、非接触ＩＣタグ７からＩＣタグリーダ８を通して送信されてきた被加熱物２を適切に加熱するための情報に基づいて、マグネトロン３による加熱電磁波のワット数や加熱時間などを制御する。

そしてマグネトロン３で発生した加熱電磁波は、加熱室１内の各金属壁面で反射を繰り返し減衰していく。その途中で被加熱物２に到達すると、被加熱物２の水分に吸収される。その水分が温度上昇し被加熱物２を加熱する。この加熱電磁波が反射を繰り返す過程で、隙間５から出て行くことを防ぐのがチョーク構造６である。チョーク構造６は一種の電磁波線路を形成する。

電磁波線路のインピーダンスは、半波長毎に同じ値を繰り返すものであり、マグネトロン３から照射される加熱電磁波は、チョーク構造６が形成する電磁波線路においても、加熱電磁波に対するインピーダンスは、半波長毎に同じ値を繰り返す。

ここで、チョーク構造６の、加熱室と反対側の終端部６ａを短絡しているので、インピーダンスは０である。したがって、そこから半波長離れたチョーク構造の加熱室側の端部もインピーダンス０となる。したがって、この場所にある隙間５からは加熱電磁波が外に出ることはない。つまり、隙間５があっても加熱室１やチョーク構造６の外に設けたＩＣタグリーダ８が加熱電磁波で損傷することはない。

一方、非接触ＩＣタグ７から発信される情報通信用電磁波も、同様に加熱室１内の各金属壁面で反射を繰り返し減衰していく。しかし、加熱電磁波とは波長が異なるので、隙間５においてインピーダンスが０とならない。したがって、反射を繰り返し、隙間５に達すると、隙間５から加熱室１およびチョーク構造６の外に出て行くこととなる。そしてＩＣタグリーダ８に届くこととなり、ＩＣタグリーダ８は非接触ＩＣタグリーダ７から送信されてきた被加熱部２を適切に加熱するための情報を受信することができる。

なお、図１におけるチョーク構造の長さＬを加熱電磁波の半波長で約６ｃｍとしたが、半波長ごとに同じインピーダンスを繰り返すので、その整数倍の長さであれば良いのであるが、チョーク構造６を最も小型に構成するために、半波長の６ｃｍとしている。

図２は同実施の形態の動作を説明するフローチャートである。制御手段９は図２のごとく、まずステップＳ１において、ユーザから加熱開始指示があったかどうかを調べる。加熱指示とは、例えば加熱開始ボタンなどが押されることであり、そのボタン入力の電気的信号があるかどうかを調べる。加熱開始指示があればステップＳ２に進む一方、なければ加熱開始指示があるまでステップＳ１を繰り返す。

ステップＳ２では、非接触ＩＣタグ７から、何らかの発信がなされているかを調べる。これはあらゆる被加熱物２に非接触ＩＣタグ７が付いているというものではなく、非接触ＩＣタグ７が付いていない被加熱物の場合もあり、そのような場合には発信がされない。したがって、このステップＳ２で非接触ＩＣタグ７が近傍にあるかどうかを調べている。発信が確認できればステップＳ３に進む一方、確認できなければステップＳ４に進む。

ステップＳ３では、ＩＣタグリーダ８が非接触ＩＣタグ７から発信される加熱ワット数と加熱時間の情報を読取る。この段階ではユーザが加熱開始指示をしていても、まだ加熱を開始していないので、非接触ＩＣタグ７から発信される情報を読取る上で加熱源からのノイズの影響を受けることはない。そしてステップＳ５に進む。

一方、非接触ＩＣタグがない場合はステップＳ４になるので、ユーザが別の設定手段で加熱ワット数や加熱時間を設定しているかどうかを調べる。ここで別の設定手段とは、ボタンやダイヤルなどで、任意のワット数や加熱時間の設定、あるいは段階的なワット数や加熱時間を選択して設定するための手段である。このような設定手段で加熱ワット数や加熱時間が設定されていればステップＳ５に進む一方、設定されていなければステップＳ６に進む。

ステップＳ５では、非接触ＩＣタグ７から発信された加熱ワット数、またはユーザが設定した加熱ワット数でマグネトロン３を動作させ、加熱を開始してステップＳ７に進む。一方、非接触ＩＣタグからの情報がなく、且つユーザの設定もなければ加熱を開始できないので、ステップＳ６において、その旨を報知し、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ７では、加熱時間をカウントして、ステップＳ８に進む。そしてステップＳ８で加熱時間が非接触ＩＣタグ７から発信された加熱時間、またはユーザが設定した加熱時間を経過したかどうか調べる。経過していればステップＳ９に進む一方、まだ経過していなければステップＳ７に戻り、所定時間経過するまで、時間のカウントを繰り返す。

ステップＳ９では、マグネトロン３を停止して加熱を完了し、ステップＳ１に戻る。

図１に示すように、チョーク構造６を採用していることで、マグネトロン３から発信される強烈な加熱電磁波に対しても、ＩＣタグリーダ８が損傷することはない。しかし、わずかに隙間５から外に漏れる加熱電磁波は完全に消すことができるものではない。その加熱電磁波がＩＣタグリーダ８の読取りに影響を与えないように、本実施の形態では、マグネトロン３が停止中にＩＣタグリーダの読取り動作を行なっている。そのために、誤った読取りなどを起こさぬよう防止できている。

（実施の形態２）
図３は本発明の第２の実施の形態を説明する構成図であり、第１の実施の形態と同じ機能を有する構成要素には同じ符号を付して、説明を省略する。第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、チョーク構造６’の形状が異なる点である。チョーク構造６’の構成をこのように渦巻きにすることで、図中、破線矢印で示している長さが、図１の長さＬと等価になり、これが２．４５ＧＨｚの半波長となる約６ｃｍとすることで、実施の形態１と同様の効果をもたらす。

この場合には、実施の形態１のような直線的なチョーク構造でないので、チョーク構造を小型にすることもできる。

以上のように、本発明にかかる高周波加熱装置は、加熱電磁波発生手段から発生する電磁波の周波数と異なる周波数で加熱室内より被加熱物を適切に加熱する情報を通信するもので、この加熱電磁波の周波数に合わせたチョーク構造を加熱室に備え、その外部に読取手段を備えているので、読取手段は加熱電磁波による損傷を受けることなく、また通信されてくる情報を読取ることもできる。

したがって、加熱ワット数や加熱時間などの被加熱物を適切に加熱するための情報を送信することで設定間違いなどなく、確実に適切な加熱が可能となるほか、例えば加熱ワット数を途中で変更したり、オン・オフ加熱をしたり、またオン・オフのデューティーを途中で変更したりなど、手操作では設定が困難な複雑な加熱シーケンスであっても、間違いなく設定可能となり、調理の範囲を広げ、新しい加工食品の分野を作ることも可能である。

なお、本実施の形態では調理器において説明したがこれに限らず、高周波を用いた加熱装置であれば本発明は利用できる。

本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の構成を説明する説明図 同実施の形態における高周波加熱装置の動作を説明するフローチャート 本発明の実施の形態２における高周波加熱装置の構成を説明する説明図

符号の説明

１ 加熱室
３ マグネトロン（加熱電磁波発生手段）
５ 隙間
６ チョーク構造
７ 非接触ＩＣタグ
８ ＩＣタグリーダ（読取手段）
９ 制御手段

Claims (4)

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加熱電磁波を発生する加熱電磁波発生手段と、前記加熱電磁波とは異なる周波数の電磁波で前記加熱室内部より発信される前記被加熱物の情報を読み取る読取手段と、前記読取手段の読み取った前記被加熱物の情報により前記加熱電磁波発生手段を制御する制御手段を有し、前記加熱室には電磁波線路を形成するチョーク構造と、前記チョーク構造によるインピーダンス０付近の位置に隙間を設け、前記加熱室および前記チョーク構造の外部に前記読取手段を設けた高周波加熱装置。
2. 加熱室内部より発信される被加熱物の情報は非接触ＩＣタグによるものであり、読取手段は前記非接触ＩＣタグから情報を読み取るＩＣタグリーダである請求項１記載の高周波加熱装置。
3. チョーク構造は隙間と反対側の終端を短絡し、電磁波線路長を加熱電磁波の波長の略二分の一とした請求項１記載の高周波加熱装置。
4. 読取手段は加熱電磁波が発生していないときに情報を読み取る請求項１記載の高周波加熱装置。

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