JP2007322040A - 加熱調理器およびそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】発生した煙や炎により被加熱物に臭いがつくのを防止すること。
【解決手段】下面加熱手段の制御目標温度に煙や炎が発生しない温度を設定し、通電有無の割合を所定の割合で制御することで所望の電力を得るデューティ制御を用いて、下面加熱手段に投入された電気エネルギーと下面加熱手段の表面から調理室内に放散されるエネルギーが平衡状態に達した時の下面加熱手段表面温度が所定温度域となるように通電有無割合を制御することで、煙や炎の発生が殆どなく、調理時間も短くすることが可能な加熱調理器を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は被加熱物を加熱調理する加熱調理器およびそのプログラムに関するものである。

従来、この種の加熱調理器は、図１１に示すように、１１０１は調理室、１１０２は被加熱物、１１０３は載置台、１１０４は上面加熱手段、１１０５は下面加熱手段、１１０６は受け皿、１１０７は冷却ファンを備えている。調理室１１０１内の載置台１１０３の上に被加熱物１１０２が設置され加熱調理が開始されると、上面加熱手段１１０４、下面加熱手段１１０５への通電が開始される。被加熱物が魚や肉などの油を含んでいる場合、加熱が行われることで、下面加熱手段１１０５や受け皿１１０６に被加熱物１１０２から出てくる油が滴下する。ここで受け皿１１０６に滴下した油が発煙しないように冷却ファン１１０７で風を送ることにより受け皿を冷却する（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−１９２１５４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、被加熱物から出た油が下面加熱手段が制御されずに高温なっている状態で滴下すると、下面加熱手段に滴下した油から煙や炎が発生する。受け皿を冷却する構成によれば、発生した炎が受け皿にたまった油に引火することを防ぐことができるが、発生した煙や炎は、被加熱物に臭いをつけるため、被加熱物の味や香りが悪くなり、加熱調理器としての調理性能に悪影響を与えるという課題を有していた。

一方で煙や炎の発生を抑えるために下面加熱手段の温度を低くすると、被加熱物に投入するエネルギーが少なくなるため、投入エネルギーを確保するため調理時間を長くする必要が発生し、加熱調理器としての調理性能に悪影響を与えるという課題を有していた。

また下面加熱手段の温度を一定に保つために位相制御で電力を制御すると、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすため、電磁調理器の一機能として加熱調理器を組み込んだりする場合に機器としての性能に悪影響を与えるという課題を有していた。

また下面加熱手段の表面温度が高い場合には、下面加熱手段の表面温度を直接取得することが困難であり、かつ、特に上面加熱手段を連続通電制御した場合には、調理室内の温度検知手段で取得した温度では下面加熱手段との直接的な相関が低いため、下面加熱手段の温度を所定温度域に制御することは困難であるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、下面加熱手段の制御目標温度域として煙や炎が発生しにくい温度域を設定し、通電有無の割合を所定の割合で制御することにより所望の電力が得られるデューティ制御を用いて、下面加熱手段に投入された電気エネルギーと下面加熱手段の表面から調理室内に放散されるエネルギーが平衡状態に達した時の下面加熱手段表面温度が所定温度域となるように通電有無割合を制御することで、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすことなく、煙や炎の発生が殆どなく、調理時間も短くすることが可能な加熱調理器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、本発明の加熱調理器は、加熱調理初期に上面加熱手段および下面加熱手段に大電力を投入し調理室内温度を高速昇温し、その後、通電有無の割合を所定の割合で制御することで所望の電力を得るデューティ制御により下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させることで、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすことなく、また、煙や炎の発生がなく、調理時間も短くすることが可能な加熱調理器を提供することができる。

また、温度検出手段の検出値を用いて負荷量を検出し、負荷量を基に下面加熱手段の通電有無の割合を演算することで、下面加熱手段の温度を負荷量に依らず所定温度域を維持することができる。

また、加熱調理初期に最大電力を投入することで、温度検出手段の検出変化を大きくし、負荷量出手段の検出値をより正確にすることができる。

また、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で、加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段の温度を、所定温度域に移行させる際、温調時の電力を投入することで、所定温度域への移行を促進しつつ加熱調理用の電力も投入することができるため、煙や炎の発生を抑えつつ、調理時間をより短くすることができる。

また、被加熱物選択手段により被加熱物の種類を使用者が指示することで、「干物のように水分が少なく調理初期に発煙の可能性が少ない被加熱物である」等の被加熱物の性質が予め分かるため、加熱調理初期に高温となった下面加熱手段の温度を所定温度域へ移行させる際に、温調時の電力を被加熱物の性質に合わせて投入することで所定温度域への移行を促進しつつ、加熱調理用の電力も投入することができるため、煙や炎の発生を抑えつつ、調理時間をより短くすることができる。

また、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で、加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段の温度を、所定温度域に移行させる際、下面加熱手段への通電を停止することで所定温度域への移行を最も速くすることができ、煙や炎の発生の可能性をより小さくすることができる。

また、被加熱物選択手段により、被加熱物の種類を使用者が指示することで、初期加熱時に高温となった下面加熱手段の温度を所定温度域へ移行させる際に、温調時の電力を被加熱物の性質に合わせて投入しながら移行するか、通電を停止して移行するかを判断し、煙や炎の発生抑制と調理時間短縮のための制御を被加熱物の性質に合わせて行うことができる。

また、負荷量検出手段で検出した負荷量が少ない時は、被加熱物が吸収するエネルギー量が少ないため、加熱調理初期に上面加熱手段、下面加熱手段から投入されたエネルギーが調理室の温度を上昇させる量が増えるため、調理室温度を高温にし過ぎることがないよう、負荷量に応じてデューティ制御へ移行するまでの時間を調整することで、煙や炎の発生の可能性をより抑制することができる。

また、負荷量検出手段で検出した被加熱物の負荷量と被加熱物が吸収するエネルギー量には正の相関があるため、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で、加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段の温度を、所定温度域に移行させる際に電力を使用するか否かを決定することで、シーケンスを適切に設定することができる。

また、環境温度によって下面加熱手段のエネルギー放散量が変化するため、環境温度検出手段により検出された環境温度に基づき、負荷量や被加熱物に応じて決定された下面加熱手段の通電有無の割合を補正することで、設置環境に依らない温度制御を行うことができる。

また、負荷量によって調理を行うために必要な電力量が異なるため、積算電力演算量演算手段を用いて調理開始からの投入電力量を積算演算し、負荷量検出手段で得られた被加熱物の負荷量に応じた電力量の投入が終了するまで上面加熱手段および下面加熱手段への連続通電制御を継続することで、負荷量に応じて調理時間を短縮することができる。

また、必要構成要素の物理的な並びを固定し、前記下面加熱手段の電力を前記上面加熱手段の電力の１．２倍以上とすることで、温度検出手段への上面加熱手段の影響は遮蔽物がないことで一定とでき、被加熱物の負荷量に応じて吸収されることが原因で発生する下面加熱手段の温度検出手段への影響を、上面加熱手段の１．２倍以上の電力とすることで大きくすることができるため、温度検出手段の検出値を処理して行う負荷量の検出を行い易くすることができる。

また、加熱調理器を電磁調理器に搭載することで、鍋などの容器を電磁誘導により加熱する調理手段に、載置台として焼き網を使った調理手段を加えることができ、家庭内での調理の幅を広くすることができる。

本発明の加熱調理器およびそのプログラムは、下面加熱手段の温度を煙や炎が発生しにくい温度域を設定し、通電有無の割合を所定の割合で制御することで所望の電力を得るデューティ制御を用いて下面加熱手段温度を制御することで、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすことなく、煙や炎の発生が殆どなく、調理時間も短くすることが可能な加熱調理器を提供することができる。

第１の発明は、載置台の上に載せた被加熱物を収容する調理室と、前記被加熱物の上面を加熱する上面加熱手段と、前記被加熱物の下面を加熱する下面加熱手段と、前記上面加熱手段と前記下面加熱手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記上面加熱手段を連続通電制御し、かつ、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間連続通電制御した後、通電有無の割合を所定の割合で制御することで所望の電力を得るデューティ制御で制御し、前記下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させる加熱調理器とすることにより、加熱調理初期に上面加熱手段および下面加熱手段に大電力を投入し調理室内温度を高速昇温し、その後、通電有無の割合を所定の割合で制御することで所望の電力を得るデューティ制御により下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させることで、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすことなく、煙や炎の発生が殆どなく、調理時間を短くした加熱調理器を提供することができる。

第２の発明は、加熱調理器が、前記調理室内の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段で検出した検出値により前記被加熱物の負荷量を検出する負荷量検出手段と、前記負荷量検出手段で検出した負荷量により、前記下面加熱手段の通電有無の割合を演算する演算手段を備え、前記下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させる加熱調理器とすることにより、温度検出手段の検出値を用いて負荷量を検出し、負荷量を基に下面加熱手段の通電有無の割合を演算することで、下面加熱手段の温度を負荷量に依らず所定温度域を維持することができる。

第３の発明は、前記第１電力値が最大電力値である加熱調理器とすることにより、加熱調理初期に最大電力を投入することで、温度検出手段の検出変化を大きくし、負荷量出手段の検出値をより正確にすることができる。

第４の発明は、制御手段として、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間連続通電制御した後、通電有無の割合を所定の割合で制御するデューティ制御で制御する前に、前記下面加熱手段を第１電力値よりも低い第２電力値で連続通電制御する期間を設けた加熱調理器とすることにより、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で、加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段の温度を、所定温度域に移行させる際、温調時の電力を投入することで所定温度域への移行を促進しつつ、加熱調理用の電力も投入することができるため、煙や炎の発生を抑えつつ、調理時間をより短くすることができる。

第５の発明は、加熱調理器として、加熱される被加熱物を選択する被加熱物選択手段を設け、制御手段として、前記被加熱物選択手段で選択した被加熱物の種類に応じて、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間連続通電制御した後、通電有無の割合を所定の割合で制御するデューティ制御で制御する前に、前記下面加熱手段を第１電力値よりも低い第２電力値で連続通電制御する期間を設けるかどうかを判断する加熱調理器とすることにより、被加熱物選択手段により被加熱物の種類を使用者が指示することで、「干物のように水分が少なく調理初期に発煙の可能性が少ない被加熱物である」等の被加熱物の性質が予め分かるため、初期加熱時に高温となった下面加熱手段の温度を所定温度域へ移行させる際に、温調時の電力を被加熱物の性質に合わせて投入することで所定温度域への移行を促進しつつ、加熱調理用の電力も投入することができるため、煙や炎の発生を抑えつつ、調理時間をより短くすることができる。

第６の発明は、制御手段として、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間連続通電制御した後、通電有無の割合を所定の割合で制御するデューティ制御で制御する前に、前記下面加熱手段への通電を停止する期間を設けた加熱調理器とすることにより、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で、加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段の温度を、所定温度域に移行させる際、下面加熱手段への通電を停止することで所定温度域への移行を最も速くすることができ、煙や炎の発生の可能性をより小さくすることができる。

第７の発明は、加熱調理器として、加熱される被加熱物を選択する被加熱物選択手段を設け、制御手段として、前記被加熱物選択手段で選択した被加熱物の種類に応じて、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間連続通電制御した後、通電有無の割合を所定の割合で制御するデューティ制御で制御する前に、前記下面加熱手段への通電を停止する期間を設けるかどうかを判断する加熱調理器とすることにより、被加熱物選択手段により、被加熱物の種類を使用者が指示することで、初期加熱時に高温となった下面加熱手段の温度を所定温度域へ移行させる際に、温調時の電力を被加熱物の性質に合わせて投入しながら移行するか、通電を停止して移行するかを判断し、煙や炎の発生抑制と調理時間短縮のための制御を被加熱物の性質に合わせて行うことができる。

第８の発明は、制御手段として、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間連続通電制御した後、通電有無の割合を所定の割合で制御するデューティ制御で制御する前までの時間を、前記負荷量検出手段で検出した負荷量に応じて制御する加熱調理器とすることにより、負荷量検出手段で検出した負荷量が少ない時は、被加熱物が吸収するエネルギー量が少ないため、加熱調理初期に上面加熱手段、下面加熱手段から投入されたエネルギーは調理室温度を上昇させるために多く使われるため、調理室の温度が高温になり過ぎることがないように、負荷量に応じてデューティ制御へ移行するまでの時間を調整することで、煙や炎の発生の可能性をより抑制することができる。

第９の発明は、負荷量検出手段で検出した負荷量により、制御手段が、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間連続通電制御した後、通電有無の割合を所定の割合で制御するデューティ制御で制御する前に、前記下面加熱手段を第１電力値よりも低い第２電力値で連続通電制御する期間を設けるか、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間連続通電制御した後、通電有無の割合を一定の割合で制御するデューティ制御で制御する前に、前記下面加熱手段への通電を停止する期間を設けるかを判断する加熱調理器とすることにより、負荷量検出手段で検出した被加熱物の負荷量と被加熱物が吸収するエネルギー量の間にある正の相関を利用し、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段の温度を所定温度域に移行させる際に、電力を使用するか否かを決定することで、シーケンスを適切に設定することができる。

第１０の発明は、加熱調理器として、環境温度を検出する環境温度検出手段を備え、制御手段は、通電有無の割合を所定の割合で制御するデューティ制御における通電有無の割合を、環境温度検出手段の検出値を用いて補正する加熱調理器とすることにより、環境温度によって下面加熱手段のエネルギー放散量が変化するため、環境温度検出手段により検出された環境温度に基づき、負荷量や被加熱物に応じて決定された下面加熱手段の通電有無の割合を補正することで、設置環境に依らない温度制御を行うことができる。

第１１の発明は、加熱調理器として、積算電力量を演算する積算電力量演算手段を備え、制御手段は、前記積算電力量演算手段の出力値が、前記負荷量検出手段の検出値から得られる調理に必要な電力量に達するまで前記上面加熱手段および前記下面加熱手段への通電を継続する加熱調理器とすることにより、積算電力演算量演算手段を用いて調理開始からの投入電力量を積算演算し、負荷量検出手段で得られた被加熱物の負荷量に応じた電力量の投入が終了するまで上面加熱手段および下面加熱手段への連続通電制御を継続することで、負荷量に応じて調理時間を短縮することができる。

第１２の発明は、加熱調理器として、前記上面加熱手段、前記温度検出手段、前記被調理物、前記下面加熱手段の物理的な配置を、記述通りに上から順番に並ぶようにし、加熱調理初期に前記前面加熱手段、前記下面加熱手段に通電する際、前記下面加熱手段の電力を前記上面加熱手段の電力の１．２倍以上とすることで、前記下面加熱手段から投入される電力が前記被加熱物に吸収されることによる前記温度検出手段への影響を大きくする加熱調理器とすることにより、温度検出手段への上面加熱手段の影響は遮蔽物がないことで一定とでき、被加熱物の負荷量に応じて吸収されることが原因で発生する下面加熱手段の温度検出手段への影響を、上面加熱手段の１．２倍以上の電力とすることで大きくすることができるため、温度検出手段の検出値を処理して行う負荷量の検出を行い易くすることができる。

第１３の発明は、電磁調理器に搭載されている加熱調理器とすることにより、加熱調理器を電磁調理器に搭載することで、鍋などの容器を電磁誘導により加熱する調理手段に、載置台として焼き網を使った調理手段を加えることができ、家庭内での調理の幅を広くすることができる。

第１４の発明は、加熱調理器の機能の少なくとも一部をコンピュータにより実行するためのプログラムである。そして、プログラムであるので、電気・情報機器、コンピュータ、サーバ等のハードリソースを協働させて本発明の加熱調理器の少なくとも一部を容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における加熱調理器のブロック図を示すものである。図１において１０１は調理室、１０２は被加熱物、１０３は載置台、１０４は上面加熱手段、１０５は下面加熱手段、１０６は受け皿、１０７は温度検出手段、１０８は負荷量検出手段、１０９は制御手段である。

なお、上面加熱手段１０４、下面加熱手段１０５にはシーズヒータ、温度検出手段１０７にはサーミスタ、負荷量検出手段１０８、制御手段１０９にはマイクロコンピュータを用いることでこの構成を容易に実現できる。

以上のように構成された加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。

被加熱物１０２は、魚焼きという対象だけでも、魚の種類や調理対象の種類（生姿焼きと干物の違いなど）によって厚みが異なる。従って載置台に置いた被加熱物１０２と上面加熱手段１０４の間には、ある程度の距離が必要となる。一方、下面加熱手段１０５は、被加熱物１０２との距離は固定可能である。この状態で、被加熱物１０２の上下両面の加熱状態を該同一にする場合は、上面加熱手段１０４を一定電力とし、下面加熱手段１０５の電力を可変調整する方が都合がよい。なお、被加熱物１０２の温度変化性が強く、一定電力による加熱で焼け過ぎるような場合は、上面加熱手段を温調してもよいことは言うまでもない。

被加熱物１０２が魚の生姿焼きや鶏肉などの油を多く含む対象である場合、調理を実行する過程で被加熱物１０２から油が流出し、下面加熱手段１０５に滴下する。下面加熱手段１０５は、被加熱物１０２に焼き色をつけるためには高温を保たなければならないが、一方で高温にすると油の滴下によりすぐに発煙や小さな発火を起こしてしまう。しかしながら、発煙がほぼ発生しない温度は約５００℃となる。一方で、被加熱物１０２に焼き色を適切につけたり、高速に調理するために必要な温度は約４５０℃以上である。したがって、サンマ４匹を同時に焼ける広さを持つ調理室１０１を持つ加熱調理器では、下面加熱手段１０５を４５０℃以上５００℃以下の温度域で安定させるように制御すれば、煙や炎の発生がなく、調理時間も短い加熱調理器を実現することができる。

ここで、下面加熱手段１０５の温度を調節するには、直接下面加熱手段１０５の温度を取得して制御するのが一番正確であるが、５００℃近い温度を取得する温度検出手段は非常に高価であり、加熱調理器に適用するのは困難である。また、調理室１０１内の温度を取得するための温度検出手段１０７は、特に上面加熱手段１０４を連続通電制御した場合には、調理室内の温度検知手段１０７で取得した温度では下面加熱手段１０５との直接的な相関が低いため、温度制御用の検出手段にすることは困難である。温度検出により下面加熱手段１０５の温度制御を行うことは困難ではあるが、調理室１０１は閉じた空間であるため、下面加熱手段１０５に投入される電力量としての電気エネルギーと、下面加熱手段１０５の表面から調理室内を構成する構成要素に放散される熱エネルギーが平衡状態に達して安定する時の下面加熱手段１０５の表面温度は、被加熱物１０２の負荷量に応じて定められ、被加熱物１０２の負荷量が同等である場合には、下面加熱手段１０５の表面温度はほぼ同じ温度になる。

また、投入する電気エネルギーは、下面加熱手段１０５の通電有無の割合を制御するデューティ制御を適切な周期で行えば、下面加熱手段１０５の入り切りを行うだけで容易に電力制御を行うことができる（例えば下面加熱手段１０５が定格電圧で１０００Ｗのヒータであれば、制御周期１０秒のうち３０％を通電有とすれば１０００＊３０／１００＝３００Ｗを得ることができる）。さらに、デューティ制御では、位相制御で電力を制御した場合のような、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすことはなく、電磁調理器の一機能として加熱調理器を組み込んだりする場合に機器としての性能に悪影響を与えることはない。

ここで、例えば、被加熱物の負荷量の代表値（例：サンマ１匹、２匹、３匹、４匹）で温度調節をした時に、下面加熱手段１０５の表面温度を４５０℃〜５００℃の温度域にするために必要な下面加熱手段１０５の通電有無の割合の平均データを制御手段１０９内にデータテーブルとして保持し、制御手段１０９で負荷量検出手段１０８の検出した負荷量に応じて比例演算することで、負荷量に応じた必要電力量を通電有無の割合で制御することができる。上面加熱手段１０４を８００Ｗ、下面加熱手段１０５を１０００Ｗで加熱調理する場合、負荷としてサンマ４匹を被加熱物１０２とする場合、下面加熱手段１０５の適切な通電割合は５０％になる。

この時の負荷量検出手段の負荷量検出は、調理室１０１内の温度検出手段１０７の検出値を次のような原理に基づき、データ処理することで実現できる。加熱調理初期に上面加熱手段１０４、下面加熱手段１０５が投入した電力量としての電気エネルギーは、調理室内の構成要素および被加熱物である負荷に吸収される。調理室内は被加熱物１０２を除けば常に構成が一定であり、上面加熱手段１０４と下面加熱手段１０５から投入した電力量としての電気エネルギーも一定であるため、熱エネルギーに変換されて調理室１０１内を暖めるために使われるエネルギーは、変化する被加熱物１０２としての負荷に吸収される分だけ減少する。したがって、負荷量が多ければ調理室１０１内の温度検出手段１０７の単位時間あたりの温度変化量が少なくなり、負荷量が少なければ変化量が多くなる。この変化量を検出することで負荷量検出を行うことができる。例えば、調理室１０１の温度が８０℃に到達した時点から５０度温度が上がるまでの所要時間を観測し、予めデータとしてマイコンに保存された負荷量テーブルと比較することで負荷量検出を実行することができる。

また、加熱調理初期には、加熱調理器の構成要素の全てが、加熱調理器の置かれている環境温度になっているため、加熱調理を高速化するためには、調理に直接的には寄与しない構成要素である、調理室１０１、載置台１０３、受け皿１０６の熱容量分のエネルギーを早期に投入することが必要である。このために、加熱調理初期に上面加熱手段１０３、下面加熱手段１０４から大電力を投入することで、調理時間を短くすることが可能となる。

以上で説明してきた原理に基づいて、煙や炎の発生を抑えつつ、調理時間をより短くすることができるように動作する加熱調理器の動作シーケンスおよび上面加熱手段１０４、下面加熱手段１０５の温度変化の様子を図２、３を用いて説明する。

使用者の指示で調理が開始されると、上面加熱手段１０４を最大電力、下面加熱手段１０５を第１電力に設定して通電を開始する（Ｓ１０１）。調理室１０１の温度を温度検出手段１０７で検出し（Ｓ１０２）、温度検出手段１０７の検出値をデータ処理することで負荷量検出処理を行う（Ｓ１０３）。負荷量検出は、前述のように例えば調理室１０１の温度が８０℃に到達した時点から５０度温度が上がるまでの所要時間を観測し、予めデータとしてマイコンに保存された負荷量テーブルと比較することで行う。負荷量検出条件が満たされ負荷量検知が完了するまで負荷量検出処理を実施し、負荷量検出が完了した後（Ｓ１０４）、加熱調理初期に必要な加熱調理器の構成要素の昇温が充分に行えたことを所定時間の経過（例えば３分）で確認する（Ｓ１０５）。この動作で加熱調理初期が終了となり、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段の温度を所定温度域に移行させる温調移行期へと移る（図３）。

前述の通り、負荷量検出手段１０８により検出した負荷量に基づき、制御手段１０９が第２電力としての下面加熱手段１０５の通電割合（例えば、負荷量がサンマ４匹相当の時通電割合５０％）を決定し（Ｓ１０６）、決定された通電割合で通電を行う（Ｓ１０７）。

第２電力は第１電力より低いため、加熱調理を行いながらも調理室１０１内温度は低下してゆき、第２電力で平衡状態に達する温度で安定し、所定温度域で温度が安定する調理加熱期へ移行する（図３）。その後、所定時間（例えば１５分）の通電を実施し加熱調理を終了する（Ｓ１０８）。

以上のように、本実施の形態においては、加熱調理初期に上面加熱手段１０４および下面加熱手段１０５に大電力を投入し調理室内温度を高速昇温し、その後、通電有無の割合を所定の割合で制御することで所望の電力を得るデューティ制御により下面加熱手段１０５の温度を所定温度域で安定させることで、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすことなく、また、煙や炎が発生がなく、調理時間も短くすることが可能な加熱調理器を提供することができる。

また、温度検出手段１０７の検出値を用いて負荷量を検出し、負荷量を基に下面加熱手段１０５の通電有無の割合を演算することで、下面加熱手段１０５の温度を負荷量に依らず所定温度域を維持することが可能な加熱調理器を提供することができる。

また、第１電力値を最大電力値として加熱調理初期に最大電力を投入することで、温度検出手段の検出変化を大きくし、負荷量出手段の検出値をより正確にすること可能な加熱調理器を提供できる。

また、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で、加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段１０５の温度を、所定温度域に移行させる際、温調時の電力を投入することで所定温度域への移行を促進しつつ、加熱調理用の電力も投入することができるため、煙や炎の発生を抑えつつ、調理時間をより短くすることが可能な加熱調理器を提供できる。

次に、加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段１０５の温度を、所定温度域に移行させる際、下面加熱手段１０５への通電を停止することで所定温度域への移行を最も速くすることができ、煙や炎の発生の可能性をより小さくすることができるように動作する加熱調理器の動作シーケンスおよび上面加熱手段１０４、下面加熱手段１０５の温度変化の様子を図４、５を用いて説明する。

使用者の指示で調理が開始されると、上面加熱手段１０４を最大電力、下面加熱手段１０５を第１電力に設定して通電を開始する（Ｓ１０１）。調理室１０１の温度を温度検出手段１０７で検出し（Ｓ１０２）、温度検出手段１０７の検出値をデータ処理することで負荷量検出処理を行う（Ｓ１０３）。負荷量検出は、前述のように例えば調理室１０１の温度が８０℃に到達した時点から５０度温度が上がるまでの所要時間を観測し、予めデータとしてマイコンに保存された負荷量テーブルと比較することで行う。負荷量検出条件が満たされ負荷量検知が完了するまで負荷量検出処理を実施し、負荷量検出が完了した後（Ｓ１０４）、加熱調理初期に必要な加熱調理器の構成要素の昇温が充分に行えたことを所定時間の経過（例えば３分）で確認する（Ｓ１０５）。この動作で加熱調理初期が終了となり、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段の温度を所定温度域に移行させる温調移行期へと移る（図５）。

調理室１０１は閉じた空間であるので、温調移行期において、制御手段１０９が下面加熱手段１０５電力を０に設定すれば（Ｓ４０１）、調理室１０１が所定温度域に到達するまでの時間は、調理室１０１の熱容量から定まり、所定時間として設定することができる。従って、電力を０として所定時間経過を待つ（Ｓ４０２）ことで、所定温度域への温調移行期を短くすることができる。所定時間の経過により、温調移行期から調理加熱期へと移行する（図５）。

調理加熱期に移行すると、前述の通り、負荷量検出手段１０８により検出した負荷量に基づき、制御手段１０９が第２電力としての下面加熱手段１０５の通電割合（例えば、負荷量がサンマ４匹相当の時通電割合５０％）を決定し（Ｓ１０６）、決定された通電割合で通電を行う（Ｓ１０７）。その後、所定時間（例えば１５分）の通電を実施し加熱調理を終了する（Ｓ１０８）。

以上のように、本実施の形態においては、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で、加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段１０５の温度を、所定温度域に移行させる際、下面加熱手段１０５への通電を停止することで所定温度域への移行を最も速くすることができ、煙や炎の発生の可能性をより小さくすることができる。

また、制御手段１０９が、下面加熱手段１０５に第１電力値で所定時間連続通電制御した後、通電有無の割合を所定の割合で制御するデューティ制御で制御する前までの時間を、負荷量検出手段１０８で検出した負荷量に応じて制御する加熱調理器とすれば、負荷量検出手段１０８で検出した負荷量が少ない時は、被加熱物１０２が吸収するエネルギー量が少ないため、加熱調理初期に上面加熱手段１０４、下面加熱手段１０５から投入されたエネルギーは調理室温度１０１を上昇させるために多く使われる。この時、調理室１０１の温度を高温にし過ぎることがないように、負荷量に応じてデューティ制御へ移行するまでの温調移行期の時間を調整することで、煙や炎の発生の可能性をより抑制することができる。

また、負荷量検出手段１０８で検出した負荷量により、制御手段１０９が、下面加熱手段１０５に第１電力値で所定時間連続通電制御した後、通電有無の割合を所定の割合で制御するデューティ制御で制御する前に、下面加熱手段１０５を第１電力値よりも低い第２電力値で連続通電制御する期間を設けるか、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間連続通電制御した後、通電有無の割合を一定の割合で制御するデューティ制御で制御する前に、下面加熱手段１０５への通電を停止する期間を設けるかを判断する加熱調理器とすれば、負荷量検出手段で検出した被加熱物の負荷量と被加熱物が吸収するエネルギー量の間にある正の相関を利用し、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段の温度を所定温度域に移行させる際に、電力を使用するか否かを決定することで、シーケンスを適切に設定することができる。

また、図１に示すように、上面加熱手段１０４、温度検出手段１０７、被調理物１０２、下面加熱手段１０５の物理的な配置を、記述通りに上から順番に並ぶようにし、加熱調理初期（図３）に前面加熱手段１０４、下面加熱手段１０５に通電して負荷検出を行う際、下面加熱手段１０５の電力を上面加熱手段１０４の電力の１．２倍以上とすることで、下面加熱手段１０５から投入される電力が被加熱物１０２に吸収されることによる温度検出手段１０７への影響を大きくする加熱調理器とすれば、温度検出手段１０７への上面加熱手段１０４の影響は遮蔽物がないことで一定とでき、被加熱物１０２の負荷量に応じて吸収されることが原因で発生する下面加熱手段１０５の温度検出手段１０７への影響を、上面加熱手段１０４の１．２倍以上の電力とすることで大きくすることができるため、温度検出手段１０７の検出値を処理して負荷量検出手段１０８が行う負荷量の検出を行い易くすることができる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の第２の実施の形態における加熱調理器のブロック図を示すものである。図６において６０１は被加熱物選択手段である。被加熱物選択手段６０１は制御手段１０９に接続されたスイッチを用いることでこの構成を容易に実現できる。

以上のように構成された加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。なお、図面において、実施の形態１と同一動作を示す部分は同一番号を付与している。

基本的な動作原理は、実施の形態１と同様の動作となる。使用者の指示で被加熱物選択手段６０１から被加熱物１０２の種類が制御手段１０９に伝えられる。

このように被加熱物選択手段６０１により被加熱物の種類を使用者が指示することで、制御手段１０９は「干物のように油や水分が少なく調理初期に発煙の可能性が少ない被加熱物である」といった被加熱物１０２の性質を認識することができる。したがって、初期加熱時に高温となった下面加熱手段１０５の温度を所定温度域へ移行させる際に、被加熱物１０２の性質に合わせて油や水分が少ない場合には温調時の電力を投入することで、煙や炎の発生を抑えた上で調理時間を短くすることができる。また、油や水分が多い場合は電力０で移行することで煙や炎の発生を抑えることができる。

以上のように、本実施の形態においては、被加熱物選択手段６０１により被加熱物の種類を使用者が指示することで、「干物のように水分が少なく調理初期に発煙の可能性が少ない被加熱物である」等の被加熱物の性質が予め分かるため、初期加熱時に高温となった下面加熱手段１０５の温度を所定温度域へ移行させる際に、温調時の電力を被加熱物の性質に合わせて投入することで所定温度域への移行を促進しつつ、加熱調理用の電力も投入することができるため、煙や炎の発生を抑えつつ、調理時間をより短くすることができる。

また、被加熱物選択手段６０１により、被加熱物の種類を使用者が指示することで、初期加熱時に高温となった下面加熱手段１０５の温度を所定温度域へ移行させる際に、温調時の電力を被加熱物の性質に合わせて投入しながら移行するか、通電を停止して移行するかを判断し、煙や炎の発生抑制と調理時間短縮のための制御を被加熱物の性質に合わせて行うことができる。

（実施の形態３）
図７は、本発明の第３の実施の形態における加熱調理器のブロック図を示すものである。図７において７０１は環境温度検出手段である。環境温度検出手段７０１にはサーミスタを用いることでこの構成を容易に実現できる。

以上のように構成された加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。なお、図面において、実施の形態１と同一動作を示す部分は同一番号を付与している。

調理室１０１は閉じた空間であるため、下面加熱手段１０５に投入される電力量としての電気エネルギーと、下面加熱手段１０５の表面から調理室１０１内を構成する構成要素に放散される熱エネルギーが平衡状態に達して安定する時の下面加熱手段１０５の表面温度は、被加熱物１０２の負荷量に応じて定められ、被加熱物１０２の負荷量が同等である場合には、下面加熱手段１０５の表面温度はほぼ同じ温度になる。

しかしながら、加熱調理器が置かれた環境の温度が、例えば０℃と４０℃では、調理室１０１から放散されるエネルギー量が０℃の方が大きくなる。この影響により、下面加熱手段１０５の平衡時の温度は環境により微妙に異なる。したがって、下面加熱手段１０５の温度を所定温度域へ正確に落ちつかせるためには、環境温度検出手段７０１で環境温度を検出し、制御手段１０９により決定される下面加熱手段１０５への通電割合を、環境温度が低いときは多く、環境温度が高いときは少なく補正する必要がある。

以上で説明してきた原理に基づいて、環境温度検出手段７０１を用いて設置環境に依らない温度制御を行う加熱調理器の動作シーケンスについて図８を用いて説明する。

使用者の指示で調理が開始されると、上面加熱手段１０４を最大電力、下面加熱手段１０５を第１電力に設定して通電を開始する（Ｓ１０１）。調理室１０１の温度を温度検出手段１０７で検出し（Ｓ１０２）、温度検出手段１０７の検出値をデータ処理することで負荷量検出処理を行う（Ｓ１０３）。負荷量検出は、前述のように例えば調理室１０１の温度が８０℃に到達した時点から５０度温度が上がるまでの所要時間を観測し、予めデータとしてマイコンに保存された負荷量テーブルと比較することで行う。負荷量検出条件が満たされ負荷量検知が完了するまで負荷量検出処理を実施し、負荷量検出が完了した後（Ｓ１０４）、加熱調理初期に必要な加熱調理器の構成要素の昇温が充分に行えたことを所定時間の経過（例えば３分）で確認する（Ｓ１０５）。この動作で加熱調理初期が終了となり、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段の温度を所定温度域に移行させる温調移行期へと移る（図３）。

ここで環境温度検出手段７０１を用いて環境温度を検出し（Ｓ８０１）、環境温度補正量を次のように演算して決定する（Ｓ８０２）。例えば、環境温度補正量は、環境温度と標準環境温度（２０℃）の差が１０度以上異なる毎に制御周期を１０％変更する（環境温度が標準温度より２０度大きい場合は２０％減少させる、環境温度が標準温度より１０度小さい場合は１０％増加させる）。

負荷量検出手段１０８により検出した負荷量に基づき、制御手段１０９が第２電力としての下面加熱手段１０５の通電割合（例えば、負荷量がサンマ４匹相当の時通電割合５０％）を取得し、前述の環境温度補正量を用いて補正した上で通電補正量を決定し（Ｓ８０３）、決定された通電割合で通電を行う（Ｓ１０７）。

第２電力は第１電力より低いため、加熱調理を行いながら調理室１０１内温度は低下してゆき、第２電力で平衡状態に達する温度で安定し、所定温度域で温度が安定する調理加熱期へ移行する（図３）。その後、所定時間（例えば１５分）の通電を実施し加熱調理を終了する（Ｓ１０８）。

以上のように、本実施の形態においては、環境温度によって下面加熱手段１０５のエネルギー放散量が変化するため、環境温度検出手段７０１により検出された環境温度に基づき、負荷量や被加熱物に応じて決定された下面加熱手段１０５の通電有無の割合を補正することで、設置環境に依らない温度制御を行うことができる。

（実施の形態４）
図９は、本発明の第４の実施の形態における加熱調理器のブロック図を示すものである。図９において９０１は積算電力演算手段である。積算電力演算手段９０１には電力測定手段を備えたマイクロコンピュータを用いることでこの構成を容易に実現できる。

以上のように構成された加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。なお、図面において、実施の形態１と同一動作を示す部分は同一番号を付与している。

被加熱物１０２の調理は、上面加熱手段１０４および下面加熱手段１０５から投入されるエネルギーを被加熱物１０２に伝えることで行われる。よって、被加熱物１０２の負荷量によって調理を行うために必要な電力量は異なる。したがって、適切な調理時間を設定するためには、被加熱物１０２の負荷量を検出し、積算電力演算量演算手段を用いて調理開始からの投入電力量を積算演算し、負荷量検出手段で得られた被加熱物の負荷量に応じた電力量の投入が終了するまで上面加熱手段および下面加熱手段への連続通電制御を継続する必要がある。

以上で説明してきた原理に基づいて、積算電力演算手段９０１を用いて適切な調理時間で調理を行う加熱調理器の動作シーケンスについて図１０を用いて説明する。

使用者の指示で調理が開始されると、上面加熱手段１０４を最大電力、下面加熱手段１０５を第１電力に設定して通電を開始する（Ｓ１０１）。ここで、制御手段１０９は積算電力演算手段９０１は、加熱調理に使われた電力の積算演算を開始する（Ｓ１００１）。次に、調理室１０１の温度を温度検出手段１０７で検出し（Ｓ１０２）、温度検出手段１０７の検出値をデータ処理することで負荷量検出処理を行う（Ｓ１０３）。負荷量検出は、前述のように例えば調理室１０１の温度が８０℃に到達した時点から５０度温度が上がるまでの所要時間を観測し、予めデータとしてマイコンに保存された負荷量テーブルと比較することで行う。負荷量検出条件が満たされ負荷量検知が完了するまで負荷量検出処理を実施し、負荷量検出が完了した後（Ｓ１０４）、加熱調理初期に必要な加熱調理器の構成要素の昇温が充分に行えたことを所定時間の経過（例えば３分）で確認する（Ｓ１０５）。この動作で加熱調理初期が終了となり、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段の温度を所定温度域に移行させる温調移行期へと移る（図３）。

前述の通り、負荷量検出手段１０８により検出した負荷量に基づき、制御手段１０９が第２電力としての下面加熱手段１０５の通電割合（例えば、負荷量がサンマ４匹相当の時通電割合５０％）を決定し（Ｓ１０６）、決定された通電割合で通電を行う（Ｓ１０７）。

第２電力は第１電力より低いため、加熱調理を行いながら調理室１０１内温度は低下してゆき、第２電力で平衡状態に達する温度で安定し、所定温度域で温度が安定する調理加熱期へ移行する（図３）。その後、負荷量検出手段１０８が検出した負荷量に基づき決定される電力量（例えば、さんま４匹の場合は４００Ｗｈ）に達した時点で通電を終了して加熱調理を終了する（Ｓ１００２）。

以上のように、本実施の形態においては、積算電力演算量演算手段９０１を用いて調理開始からの投入電力量を積算演算し、負荷量検出手段１０８で得られた被加熱物１０２の負荷量に応じた電力量の投入が終了するまで上面加熱手段１０４および下面加熱手段１０５への連続通電制御を継続することで、負荷量に応じて調理時間を短縮することができる。

また、本実施の形態１〜４で説明した手段を持つ加熱調理器を電磁調理器に搭載することで、鍋などの容器を電磁誘導により加熱する調理手段に、載置台として焼き網を使った調理手段を加えることができ、家庭内での調理の幅を広くすることができる。

また、本実施の形態１〜４で説明した手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバ等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムであれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したり、インターネットなどの通信回線を用いて配信することでプログラムの配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

以上のように、本発明にかかる加熱調理器およびそのプログラムは、下面加熱手段の温度を煙や炎が発生しない温度を設定し、通電有無の割合を所定の割合で制御することで所望の電力を得るデューティ制御を用いて下面加熱手段温度を制御することで、煙や炎が発生をなくし、調理時間も短くすることができる。

この動作は、通電有無の割合を所定の割合で制御することで所望の電力を得るデューティ制御ではなく、所望の電力を位相制御で設定する場合にも、通電有無の割合を電力に置き換えることで適用できる。

本発明の実施の形態１における加熱調理器の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における動作シーケンスを示す図 本発明の実施の形態１における加熱手段の温度変化を示す図 本発明の実施の形態１における動作シーケンスを示す図 本発明の実施の形態１における加熱手段の温度変化を示す図 本発明の実施の形態２における加熱調理器の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３における加熱調理器の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３における動作シーケンスを示す図 本発明の実施の形態４における加熱調理器の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４における動作シーケンスを示す図 従来例である加熱調理器の構成を示すブロック図

符号の説明

１０１ 調理室
１０２ 被加熱物
１０３ 載置台
１０４ 上面加熱手段
１０５ 下面加熱手段
１０６ 受け皿
１０７ 温度検出手段
１０８ 負荷量検出手段
１０９ 制御手段
６０１ 被加熱物選択手段
７０１ 環境温度検出手段
９０１ 積算電力量演算手段

Claims (14)

1. 載置台の上に載せた被加熱物を収容する調理室と、前記被加熱物の上面を加熱する上面加熱手段と、前記被加熱物の下面を加熱する下面加熱手段と、前記上面加熱手段と前記下面加熱手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記上面加熱手段を連続通電制御し、かつ、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間連続通電制御した後、通電有無の割合を所定の割合で制御することで所望の電力を得るデューティ制御で制御し、前記下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させることを特徴とする加熱調理器。
2. 加熱調理器は、前記調理室内の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段で検出した検出値により前記被加熱物の負荷量を検出する負荷量検出手段と、前記負荷量検出手段で検出した負荷量により、前記下面加熱手段の通電有無の割合を演算する演算手段を備え、前記下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させることを特徴とする請求項１記載の加熱調理器。
3. 前記第１電力値は最大電力値であることを特徴とする請求項１または２記載の加熱調理器。
4. 制御手段は、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間連続通電制御した後、通電有無の割合を所定の割合で制御するデューティ制御で制御する前に、前記下面加熱手段を第１電力値よりも低い第２電力値で連続通電制御する期間を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱調理器。
5. 加熱調理器は、加熱される被加熱物を選択する被加熱物選択手段を設け、制御手段は、前記被加熱物選択手段で選択した被加熱物の種類に応じて、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間連続通電制御した後、通電有無の割合を所定の割合で制御するデューティ制御で制御する前に、前記下面加熱手段を第１電力値よりも低い第２電力値で連続通電制御する期間を設けるかどうかを判断することを特徴とする請求項４に記載の加熱調理器。
6. 前記制御手段は、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間連続通電制御した後、通電有無の割合を所定の割合で制御するデューティ制御で制御する前に、前記下面加熱手段への通電を停止する期間を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱調理器。
7. 加熱調理器は、加熱される被加熱物を選択する被加熱物選択手段を設け、制御手段は、前記被加熱物選択手段で選択した被加熱物の種類に応じて、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間連続通電制御した後、通電有無の割合を所定の割合で制御するデューティ制御で制御する前に、前記下面加熱手段への通電を停止する期間を設けるかどうかを判断することを特徴とする請求項６に記載の加熱調理器。
8. 制御手段は、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間連続通電制御した後、通電有無の割合を所定の割合で制御するデューティ制御で制御する前までの時間を、前記負荷量検出手段で検出した負荷量に応じて制御することを特徴とする請求項４または６に記載の加熱調理器。
9. 負荷量検出手段で検出した負荷量により、制御手段は、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間連続通電制御した後、通電有無の割合を所定の割合で制御するデューティ制御で制御する前に、前記下面加熱手段を第１電力値よりも低い第２電力値で連続通電制御する期間を設けるか、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間連続通電制御した後、通電有無の割合を一定の割合で制御するデューティ制御で制御する前に、前記下面加熱手段への通電を停止する期間を設けるかを判断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱調理器。
10. 加熱調理器は、環境温度を検出する環境温度検出手段を備え、制御手段は、通電有無の割合を所定の割合で制御するデューティ制御における通電有無の割合を、環境温度検出手段の検出値を用いて補正することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の加熱調理器。
11. 加熱調理器は、積算電力量を演算する積算電力量演算手段を備え、制御手段は、前記積算電力量演算手段の出力値が、前記負荷量検出手段の検出値から得られる調理に必要な電力量に達するまで前記上面加熱手段および前記下面加熱手段への通電を継続することを特徴とする請求項２〜１０のいずれか１項に記載の加熱調理器。
12. 加熱調理器は、前記上面加熱手段、前記温度検出手段、前記被調理物、前記下面加熱手段の物理的な配置を、記述通りに上から順番に並ぶようにし、加熱調理初期に前記前面加熱手段、前記下面加熱手段に通電する際の前記下面加熱手段の電力を前記上面加熱手段の電力の１．２倍以上とすることで、前記下面加熱手段から投入される電力が前記被加熱物に吸収されることによる前記温度検出手段への影響を大きくすることを特徴とする請求項２〜１１のいずれか１項に記載の加熱調理器。
13. 電磁調理器に搭載されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の加熱調理器。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の加熱調理器の少なくとも一部をコンピュータにより実行するためのプログラム。

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