JP2011049133A - 加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】実使用にたえるふきこぼれ対応機能を持つ加熱調理器を実現すること。
【解決手段】被調理物１０１が基準電位１０３に接続されたトッププレート１０４上にこぼれ、被調理物１０１に含まれる水分が誘電体として機能し、ふきこぼれ量の増加によって電極１０６と基準電位１０３との容量結合による接続がより強まることを利用し、ふきこぼれ検出手段１０８が、静電容量検出手段１０７を用いて静電容量をとらえ、ふきこぼれ検出手段１０８が静電容量変化をとらえ、ふきこぼれを検出することで、実用性の高いふきこぼれ検出機能を備えた加熱調理器を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、調理物を加熱する加熱調理器に関し、特に調理物のふきこぼれ検出に関するものである。

従来、この種の加熱調理器は、鍋などの被加熱物を加熱する際に、火を使わず加熱コイルを用いて誘導加熱する誘導加熱調理器が、安全・清潔・高効率という優れた特徴が認知されて、近年、広く普及しており、調理容器や調理容器からふきこぼれた食材等がトッププレート下面に配した電極上を覆うことによって静電容量が変化し、その変化からふきこぼれを検出し加熱制御を行っているものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１５９４９４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、実用上、被加熱物として蓋をしていない鍋を加熱する時は、活発な沸騰により鍋の外に被調理物が飛び散る現象が発生するため、点在する電極の静電容量変化を観測し、加熱量の制御を行う方式で被調理物のふきこぼれを検出する方法の場合は、被調理物が飛び散って点在した電極にかかる度にふきこぼれの加熱制御を行うことになり、調理の妨げとなり実用性が不十分という課題を有していた。

一方、ふきこぼれを自動的に加熱制御するためには、実用上では被調理物が被加熱物である鍋の外周からこぼれることから、被加熱物である鍋に沿って拡がるまとまった量のふきこぼれを検出する必要があり、ある程度の長さをもった検出用の電極が必要となる。

しかしながら、単純に長さをもった電極を用いて、ふきこぼれの検出を行おうとした場合、ふきこぼれが電極の一部にしかかからない場合は、静電容量変化が非常に少なくなり、ふきこぼれの検出が困難になるという課題を有している。

また、静電容量変化を観測する方法は、ふきこぼれにより生じる変化を基準電位からの変化としてとらえないと電気回路による静電容量変化の観測が困難であるという課題を有している。

また、加熱手段として誘導加熱を用いる場合、ふきこぼれた被調理物により加熱コイルと電極が容量結合することで加熱コイルに流れる電流の影響が電圧としてあらわれるので静電容量の検出値が不安定になるという課題を有している。

また、発生したふきこぼれが少量かつ被加熱物に接触した状態であり、基準電位との接続による変化よりも、被加熱物の誘導加熱により発生した電界の影響による変化の方が大きい場合、電界の影響による変化を捉える必要があるという課題を有している。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ふきこぼれがおこるトッププレートを基準電位に接続することで、トッププレート上にふきこぼれた被調理物を基準電位との間の接続に利用し、実用上有効なふきこぼれ検出機能を備えた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、被調理物と、前記被調理物を入れる鍋などの被加熱物と、電位を決定するための基準電位と、前記被加熱物を載置するための前記基準電位に接続されたトッププレートと、前記被加熱物を加熱するための加熱手段と、前記トッププレート下に配置した一つまたは複数の電極と、前記電極の静電容量変化を検出する静電容量検出手段と、前記静電容量検出手段の情報から前記被調理物のふきこぼれを検出するふきこぼれ検出手段と、加熱動作を制御する制御手段とを備え、前記ふきこぼれ検出手段は、被調理物が基準電位に接続されたトッププレート上にこぼれ、被調理物に含まれる水分が誘電体として機能し、ふきこぼれ量の増加によって電極と基準電位との容量結合による接続がより強まることを利用した静電容量検出手段からの静電容量の情報により静電容量変化をとらえ、ふきこぼれを検出するとしたものである。

これによって、鍋に沿って拡がるまとまった量のふきこぼれは、基準電位に接続されたトッププレートと電極の間を被調理物の容量で結合することにより、実用上有効なふきこぼれ量の静電容量およびその変化を観測することができ、実用上有効なふきこぼれの検出が可能となる。

また、トッププレートの下に金属部材を備え、被調理物のふきこぼれを介して電極と金属部材が静電容量で接続することで、ふきこぼれによる静電容量変化を強めることが可能な加熱調理器とすることができる。

また、加熱手段を、被加熱物を加熱するための加熱コイルと、加熱コイルにより誘導加熱を行うための高周波電力を供給する高周波電力供給手段とで構成することで、ふきこぼれ検出機能を持った誘導加熱調理器とすることができる。

また、金属部材として、加熱コイルに使われている銅巻き線を利用することで、検出性能向上のための構成を追加することなく、安価にふきこぼれ検出性能を向上することが可能な加熱調理器とすることができる。

また、電極の形状を金属部材であるコイルとの縁面距離を概同一に保つことが可能な円弧状とし、金属部材としての加熱コイルと電極の容量結合を向上することが可能な加熱調理器とすることができる。

また、静電容量検出手段に重畳される誘導加熱周波数を除去するためのフィルタを備え、電極と金属部材としての加熱コイルとの容量性結合により生じる誘導加熱の影響を除去し、安定したふきこぼれ検出を行うことが可能な加熱調理器とすることができる。

また、ふきこぼれ検出手段は、電極と金属部材としての加熱コイルとの容量性結合による誘導加熱の影響により生じる誘導加熱周波数成分を観測することで、電極上にものが置かれて反応したのか、ふきこぼれで反応したのかを見分けることが可能な加熱調理器とすることができる。

また、電極と前記トッププレートの密着性を向上するため、電極をトッププレートに印刷することで、ふきこぼれ検出性能を向上することが可能な加熱調理器とすることができる。

また、静電容量検出手段は、静電容量増加によるインピーダンス変化を抵抗分圧で観測することで、安価な構成で静電容量変化を検出することが可能な加熱調理器とすることができる。

また、加熱手段に高周波電力供給手段を備えた誘導加熱手段を構成して、電極と被加熱物が、被加熱物に物理的に接触した少量のふきこぼれを介して容量結合することで、誘電体として機能するふきこぼれを通して被加熱物から直接的に伝わる誘導加熱基点の電界変化を捉えるふきこぼれ接触状態検出手段を備えることで、発生したふきこぼれが少量かつ被加熱物に接触した状態であり、基準電位との接続による変化よりも、被加熱物の誘導加熱により発生した電界の影響による変化の方が大きい場合にもふきこぼれ検出が可能な加熱調理器とすることができる。

また、ふきこぼれ接触状態検出手段により検出された被加熱物へのふきこぼれ接触状態を確認するために、状態確認用の加熱制御を行うふきこぼれ接触状態確認手段を備えることで、確実にふきこぼれが発生していることを確認することが可能な加熱調理器とすることができる。

また、ふきこぼれ検出時の接触状態確認用の加熱電力を、ふきこぼれ検出時よりも小さい加熱電力とすることで、確認用の加熱電力の影響で、ふきこぼれが蒸発して状態が変わってしまうことがない加熱調理器とすることができる。

本発明の加熱調理器は、被加熱物が基準電位に接続されたトッププレート上にこぼれ、被調理物に含まれる水分が誘電体として機能し、ふきこぼれ量の増加によって電極と基準電位との容量結合による接続がより強まることを利用し、ふきこぼれ検出手段が、静電容量検出手段を用いて静電容量変化をとらえ、実用上有効なふきこぼれ量を検出することで、実用性の高いふきこぼれ検出機能を実現することができる。

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 （ａ）本発明の実施の形態１における加熱調理器の静電容量検出手段の構成概念を示す図、（ｂ）本発明の実施の形態１における加熱調理器の静電容量検出手段の等価回路図、（ｃ）本発明の実施の形態１における加熱調理器のふきこぼれ水量と静電容量検出手段変化量のグラフ 本発明の実施の形態１における加熱調理器のふきこぼれ検出動作を示すフローチャート 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２における加熱調理器の金属部材と電極の配置を示す図 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における加熱調理器のふきこぼれ検出状況を示す図 本発明の実施の形態４における加熱調理器のふきこぼれ検出動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態５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５における加熱調理器のふきこぼれ検出動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態５における加熱調理器のふきこぼれ検出状況を示す図

第１の発明は、被調理物と、前記被調理物を入れる鍋などの被加熱物と、電位を決定するための基準電位と、前記被加熱物を載置するための前記基準電位に接続されたトッププレートと、前記被加熱物を加熱するための加熱手段と、前記トッププレート下に配置した一つまたは複数の電極と、前記電極の静電容量変化を検出する静電容量検出手段と、前記
静電容量検出手段の情報から前記被調理物のふきこぼれを検出するふきこぼれ検出手段と、加熱動作を制御する制御手段とを備え、前記ふきこぼれ検出手段は、前記被調理物が前記基準電位に接続されたトッププレート上にこぼれ、被調理物に含まれる水分が誘電体として機能し、ふきこぼれ量の増加によって前記電極と基準電位との容量結合による接続がより強まることを利用した前記静電容量検出手段からの情報により静電容量変化をとらえ、ふきこぼれを検出することにより、被加熱物が基準電位に接続されたトッププレート上にこぼれ、被調理物に含まれる水分が誘電体として機能し、ふきこぼれ量の増加によって電極と基準電位との容量結合による接続がより強まることを利用し、ふきこぼれ検出手段が、静電容量検出手段により実用上有効なふきこぼれ量の静電容量変化をとらえ、ふきこぼれを検出することで、実用性の高いふきこぼれ検出機能を備えた加熱調理器とすることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明のトッププレートの下に金属部材を備え、ふきこぼれを介して前記電極と前記金属部材が接続することで、ふきこぼれによる静電容量変化を強めることにより、ふきこぼれ検出性能を向上することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の前記加熱手段は、前記被加熱物を加熱するための加熱コイルと、前記加熱コイルにより誘導加熱を行うための高周波電力を供給する高周波電力供給手段とを備えたことにより、ふきこぼれ検出機能を持った誘導加熱調理器とすることができる。

第４の発明は、特に、第３の発明の金属部材を、前記加熱コイルに使われている銅巻き線としたことにより、金属部材として、加熱コイルに使われている銅巻き線を利用することで、検出性能向上のための構成を追加することなく、安価にふきこぼれ検出性能を向上することが可能な加熱調理器とすることができる。

第５の発明は、特に、第３〜４のいずれか１つの発明の前記金属部材としての加熱コイルと前記電極の容量結合を向上するため、前記電極の形状を加熱コイルと概同心円上にある円弧状としたことより、電極の形状を金属部材であるコイルとの縁面距離を概同一に保つことを可能とし、金属部材としての加熱コイルと電極の容量結合を向上することが可能な加熱調理器とすることができる。

第６の発明は、特に、第３〜５のいずれか１つの発明の前記電極と前記金属部材としての前記加熱コイルとの容量性結合により生じる誘導加熱の影響を除去するため、前記静電容量検出手段に重畳される誘導加熱周波数を除去するためのフィルタを備えたことにより、電極と金属部材としての加熱コイルとの容量性結合により生じる誘導加熱の影響を除去し、安定したふきこぼれ検出を行うことが可能な加熱調理器とすることができる。

第７の発明は、特に、第３〜６のいずれか１つの発明の前記ふきこぼれ検出手段は、前記電極と前記金属部材としての前記加熱コイルとの容量性結合による誘導加熱の影響により生じる誘導加熱周波数成分を観測することでふきこぼれの判断を行うとすることにより、電極と金属部材としての加熱コイルとの容量性結合による誘導加熱の影響により生じる誘導加熱周波数成分を観測することで、電極上にものが置かれて反応したのか、ふきこぼれで反応したのかを見分けることが可能な加熱調理器とすることができる。

第８の発明は、特に、第１〜７のいずれか１つの発明の前記電極と前記トッププレートの密着性を向上するため、前記電極を前記トッププレートに印刷して構成することにより、ふきこぼれ検出性能を向上することが可能な加熱調理器とすることができる。

第９の発明は、特に、第１〜８のいずれか１つの発明の前記静電容量検出手段は、静電
容量増加によるインピーダンス変化を抵抗分圧で観測するとしたことにより、安価な構成で静電容量変化を検出することが可能な加熱調理器とすることができる。

第１０の発明は、特に、第３〜９のいずれか１つの発明の前記電極と前記被加熱物が、前記被加熱物に物理的に接触した少量のふきこぼれを介して容量結合することで、誘電体として機能するふきこぼれを通して前記被加熱物から直接的に伝わる誘導加熱基点の電界変化を捉えるふきこぼれ接触状態検出手段を備えたことにより、発生したふきこぼれが少量かつ被加熱物に接触した状態であり、基準電位との接続による変化よりも、被加熱物の誘導加熱により発生した電界の影響による変化の方が大きい場合にもふきこぼれ検出が可能な加熱調理器とすることができる。

第１１の発明は、特に、第１０の発明の前記ふきこぼれ接触状態検出手段により検出された前記被加熱物とのふきこぼれ接触状態を確認するために、状態確認用の加熱制御を行うふきこぼれ接触状態確認手段を備えたことにより、確実にふきこぼれが発生していることを確認することが可能な加熱調理器とすることができる。

第１２の発明は、特に第１１の発明の前記接触状態確認用に用いる加熱電力はをふきこぼれ検出時よりも小さい加熱電力とすることにより、接触状態確認用の加熱電力の影響で、ふきこぼれが蒸発して状態が変わってしまうことがないようにすることが可能な加熱調理器とすることができる。

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構成を示すブロック図である。

図１において、被調理物１０１、被加熱物１０２、基準電位１０３、トッププレート１０４、加熱手段１０５、電極１０６、静電容量検出手段１０７、ふきこぼれ検出手段１０８、制御手段１０９で構成している。

なお、被加熱物１０２には鍋、基準電位１０３には制御手段１０９と共通の回路グランド、トッププレート１０４は結晶化ガラス、加熱手段１０５には電気ヒータ、電極１０６にはトッププレート１０４の下面に塗布または接着などによって形成される導電体、静電容量検出手段１０７は、電極１０６が呈する静電容量を検出電圧出力に変換する回路（図２）、ふきこぼれ検出手段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。

図２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態における加熱調理器の静電容量検出手段の構成概念を示す図である。図２（ａ）において、検出用高周波電源２０１、インピーダンスＡ２０２、インピーダンスＢ２０３、ふきこぼれ２０４、基準電位１０３と電極１０６の間のインピーダンスＣ２０５、検出した静電容量の検出電圧端子２０６を構成している。

図２（ａ）において、被調理物１０１のふきこぼれ２０４がトッププレート１０４上にのった時、ふきこぼれ２０４が電極１０６上に存在していれば、ふきこぼれ２０４と電極１０６とトッププレートは、静電容量を有するインピーダンスＣ２０５を構成し、トッププレート１０４に接続された基準電位１０３により電位が確定されることになる。この時、ふきこぼれ２０４は誘電体として機能する。

図２（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態における加熱調理器の静電容量検出手段の等価回路図である。

図２（ｂ）において、インピーダンスＡ２０２とインピーダンスＢ２０３とインピーダンスＣ２０５が、検出用高周波電源２０１が提供する高周波電圧（例えば３００ｋＨｚ）を分圧して検出電圧端子２０６の電圧が確定する。

したがって、ふきこぼれ２０４が発生してインピーダンスＣ２０５の静電容量が増加すれば、検出電圧端子２０６に発生する電圧は分圧比で変化することになる。

図２（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態における加熱調理器のふきこぼれ水量と静電容量検出手段変化量のグラフである。

図２（ｃ）において、検出電圧端子２０６に発生する電圧の変化はふきこぼれ水量に応じて大きくなる。電極１０６をふきこぼれ２０４が完全に覆ってもなお変化するのは、トッププレート１０４を通して基準電位１０３との接続の強さに応じて発生するためである。つまり、静電容量の増加にともない変化するものである。

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。図３は本発明の第１の実施の形態における加熱調理器のふきこぼれ検出動作を示すフローチャートである。

まず、使用者が被調理物１０１を被加熱物１０２に入れ加熱開始を指示すると、制御手段１０９は加熱手段１０５を動作させ、被加熱物１０２の加熱を開始する（ステップ３０１）。

ここで、ふきこぼれ検出手段１０８は、静電容量検出手段１０７により出力される電極１０６の静電容量に応じた電圧を静電容量検出値として取得し、ふきこぼれ検出用の変数である（前回検出値）へ加熱開始時の静電容量検出値を代入する（ステップ３０２）。

以降、所定時間（例えば０．５秒）経過を確認し（ステップ３０３）、ふきこぼれ検出処理を実行する（ステップ３０４以降）。

ふきこぼれ検出手段１０８は、静電容量検出手段１０７により電極１０６の静電容量に応じた電圧を静電容量検出値として取得し、ふきこぼれ検出用の変数である（今回検出値）に検出値を代入する（ステップ３０４）。

ここで、ふきこぼれ検出手段１０８が電極１０６の静電容量の（前回検出値）と（今回検出値）の差を所定値（例えば電圧最大変化量の１／１０）と比較することでふきこぼれの有無を判断し（ステップ３０５）、ふきこぼれ検出を認めない場合はふきこぼれ検出処理を終了し所定時間待ち（ステップ３０３）に戻り、ふきこぼれ検出が認められた場合は、制御手段１０９を通して現在の加熱量を調整加熱量（停止または加熱量１／３）に変更（ステップ３０６）し、使用者にふきこぼれが発生したことを報知（ステップ３０７）してふきこぼれ検出動作を終了する。

以上のように、本実施の形態においては、被調理物１０１が基準電位に接続されたトッププレート上にこぼれ、被調理物１０１に含まれる水分が誘電体として機能し、ふきこぼれ量の増加によって電極１０６と基準電位１０３との容量結合による接続がより強まることを利用し、ふきこぼれ検出手段１０８が、静電容量検出手段１０７を用いて静電容量変化をとらえ、ふきこぼれを検出することで、実用性の高いふきこぼれ検出機能を備えた加
熱調理器を提供することができる。

なお、電極１０６をトッププレート１０４に取り付ける方法として、印刷手段を用いれば誘電率の高いガラスに、誘電率の低い空気を介することなく取り付けることができるため、静電容量を大きく構成することができる。

なお、本実施の形態では、加熱手段１０５として電気ヒータを使って説明したが、ガスによる熱源を使ってもよいことは言うまでもない。

また、本実施の形態では、基準電位１０３として制御手段１０９と共通の回路グランドを用いて説明を行ったが、筐体の板金などで構成される筐体グランドや、グランドから少し電位をもった基準電位を用いてもよいことは言うまでもない。

（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における加熱調理器の構成を示すブロック図である。図５は、本発明の第２の実施の形態における加熱調理器の金属部材と電極の配置を示す図である。

図４において、加熱コイル（金属部材）４０１と、高周波電力供給手段４０２とで加熱手段１０５を構成している。なお、加熱コイル４０１には銅巻き線を、高周波電力供給手段４０２にはインバータを用いることでこの構成を実現することができる。

ここで、加熱コイル４０１の銅巻き線は、調理物１０１のふきこぼれを介して電極１０６と容量結合して接続するための金属部材として作用し、静電容量変化を強める働きをする。

また、図５において、電極１０６は、加熱コイル（金属部材）４０１と概同心円上にある円弧状とすることで、電極の形状を金属部材であるコイルとの縁面距離を概同一に保ち、金属部材としての加熱コイル４０１と電極の容量結合を向上することができる。

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５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。

本実施の形態における誘導加熱調理器の基本的な動作は、実施の形態１と同様である。本実施の形態では、加熱手段１０５（図４）により加熱が行われる際は、制御手段１０９（図４）から高周波電力供給手段４０２に目標電力の指示が出され、加熱コイル（金属部材）４０１に高周波電力が送られることで加熱が行われる。この点が実施の形態１と異なっている。

以上のように、本実施の形態においては、被加熱物１０２を加熱するための加熱コイル４０１と、加熱コイル４０１により誘導加熱を行うための高周波電力を供給する高周波電力供給手段４０２を備えた加熱調理器とすることで、ふきこぼれ検出機能を備えた誘導加熱調理器を提供することができる。

また、金属部材４０１を備え、ふきこぼれを介して電極１０６と前記金属部材が接続することで、ふきこぼれによる静電容量変化を強めることができる。

また、加熱コイル４０１に使われている銅巻き線を金属部材として利用することで、検出性能向上のための構成を追加することなく、安価にふきこぼれ検出性能を向上することができる。

ここで、電極１０６の形状を金属部材である加熱コイル４０１との縁面距離を概同一に保つことが可能な円弧状とすることで、金属部材としての加熱コイル４０１と電極１０６の容量結合を向上することができる。

なお、本実施の形態においては、金属部材として加熱コイル４０１を利用したが、加熱手段１０５がガスやヒータなどである場合は、別の金属部材を配置して静電容量変化を強めてもよいことは言うまでもない。

なお、被調理物１０１がふきこぼれて、電極１０６と加熱コイル（金属部材）４０１がふきこぼれを介して容量結合することで、大きな静電容量変化を生じると同時に、電極１０６には加熱コイル４０１に流れる誘導加熱における高周波電流の成分が電圧として重畳される。

ふきこぼれ検出手段１０８はここで重畳される誘導加熱周波数成分を観測することで、電極上にものが置かれて反応したのか、ふきこぼれで反応したのかを見分けることが可能となることは言うまでもない。

（実施の形態３）
図６は、本発明の第３の実施の形態における加熱調理器の構成を示すブロック図である。

図６において、６０１はフィルタである。フィルタ６０１は、誘導加熱周波数を除去し、検出用高周波電源２０１（図２）の周波数は通すバンドパスフィル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６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。

本実施の形態における誘導加熱調理器の基本的な動作は、実施の形態２と同様である。本実施の形態３では、ふきこぼれ検出手段１０８が静電容量検出手段１０７の出力を取得する際、加熱コイル（金属部材）４０１から、ふきこぼれを介して電極１０６に重畳される誘導加熱周波数成分をフィルタ６０１が除去し、静電容量検出手段１０７の出力を安定化させる。

ふきこぼれ検出手段１０８は、安定した静電容量検出手段１０７の出力で、ふきこぼれを検出することができる。

以上のように、本実施の形態においては、電極１０６と金属部材としての加熱コイル４０１との容量性結合により生じる誘導加熱の影響を除去するために、静電容量検出手段１０７に重畳される誘導加熱周波数を除去するためのフィルタ６０１を備えることで、電極１０６と金属部材としての加熱コイル４０１との容量性結合により生じる誘導加熱の影響を除去し、安定したふきこぼれ検出を行うことができる。

（実施の形態４）
図７は、本発明の第４の実施の形態における加熱調理器の構成を示すブロック図である。

図７において、７０１はふきこぼれ接触状態検出手段である。ふきこぼれ接触状態検出手段７０１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。なお、図７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。

図８に本発明の第４の実施の形態におけるふきこぼれ検出状況を示す図である。図８における検出値の変化とは、電極１０６の静電容量変化および電極１０６に重畳される電圧変化を概念的に表した図である。

図８の検出値グラフで、ふきこぼれ発生により値が低下して安定している部分は、図２（ｂ）の回路において、ふきこぼれによる静電容量増加で電圧の分圧値が低下した状態を示す（図８（ａ）、図８（ｂ））。

また、電極１０６に重畳される電圧変化は次のような理由で生じる。図８（ａ）のように、電極１０６と被加熱物１０２が、被加熱物１０２に物理的に接触した少量のふきこぼれを介して容量結合することにより、誘電体として機能するふきこぼれを通して被加熱物１０２から直接的に伝わる誘導加熱基点の電界変化を発生させる。

この電界変化は、容量結合を通して誘導加熱の周波数変化をもって、ふきこぼれ検出値に重畳される。したがって、図８（ａ）に示すようにふきこぼれ発生時の検出値平均値はふきこぼれ発生前より大きい値を示す。

この変化を利用し、第４の実施の形態においては、図９のフローチャートに基づきふきこぼれ検出動作を行う。

まず、使用者が被調理物１０１を被加熱物１０２に入れ加熱開始を指示すると、制御手段１０９は加熱手段１０５を動作させ、被加熱物１０２の加熱を開始する（ステップ３０１）。

ここで、ふきこぼれ検出手段１０８は、静電容量検出手段１０７により出力される電極１０６の静電容量に応じた電圧を静電容量検出値として取得し、ふきこぼれ検出用の変数である（前回検出値）へ加熱開始時の静電容量検出値を代入する（ステップ３０２）。

以降、所定時間（例えば０．５秒）経過を確認し（ステップ３０３）、ふきこぼれ検出処理を実行する（ステップ９０１以降）。

ふきこぼれ検出手段１０８は、静電容量検出手段１０７により電極１０６の静電容量に応じた電圧を静電容量検出値として取得し、ふきこぼれ検出用の変数である（今回検出値）に検出値を代入する（ステップ９０１）。ここで（今回検出値）の取得においては、所定回数（例えば８回）の検出値を平均する、もしくは、回路的に積分回路を挿入することで、図８（ａ）に示すような誘導加熱周波数を伴って発生する変動を安定化して比較値を取得する。

ここで、ふきこぼれ検出手段１０８が得た検出値を、ふきこぼれ接触状態検出手段７０１が、電極１０６の静電容量の（前回検出値）と（今回検出値）の差を所定値（例えば電圧最大変化量の１／１０）と比較することでふきこぼれの有無を判断し（ステップ９０２）、ふきこぼれ検出を認めない場合は、ふきこぼれ検出処理を終了し所定時間待ち（ステップ３０３）に戻り、ふきこぼれ検出が認められた場合は、制御手段１０９を通して現在の加熱量を調整加熱量（停止または加熱量１／３）に変更（ステップ３０６）し、使用者にふきこぼれが発生したことを報知（ステップ３０７）してふきこぼれ検出動作を終了する。

なお、図８（ｂ）のように、ふきこぼれが被加熱物１０２に接触していない少量のふきこぼれの場合は、（実施の形態２）と同様の静電容量変化を検出する動作でふきこぼれを検出することができる。

以上のように、本実施の形態においては、電極１０６と被加熱物１０２が、被加熱物１０２に物理的に接触した少量のふきこぼれを介して容量結合することにより、誘電体として機能するふきこぼれを通して被加熱物１０２から直接的に伝わる誘導加熱基点の電界変化をふきこぼれ接触状態検出手段７０１が捉えることで、発生したふきこぼれが少量かつ被加熱物に接触した状態であり、基準電位との接続による変化よりも、被加熱物の誘導加熱により発生した電界の影響による変化の方が大きい場合にもふきこぼれ検出が可能な加熱調理器を提供することができる。

（実施の形態５）
図１０は、本発明の第５の実施の形態における加熱調理器の構成を示すブロック図である。図１０において、１００１はふきこぼれ接触状態確認手段である。ふきこぼれ接触状態確認手段１００１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。なお、図１０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。

本実施の形態においては、図１１のフローチャートに基づきふきこぼれ検出確認動作を行う。図１１のフローチャートが第４の実施の形態と異なる所は、（ステップ９０２）でふきこぼれ検出動作を行った後、（ステップ１１０１）としてふきこぼれ接触状態確認動作を行うことである。

（ステップ１１０１）においては、ふきこぼれ検出を行った後、図１２に示すような接触確認用電力入力を行い、検出値が上昇反応を示すことを確認する。ここで接触確認用に入力する電力は、ふきこぼれ検出時よりも充分に小さい加熱電力（例えば最大電力の１／３０）とすることで、確認用の加熱電力の影響で、ふきこぼれが蒸発して状態が変わってしまうことを防ぐ。

この（ステップ１１０１）の動作を行うことで、ふきこぼれ接触状態検出手段７０１が、ふきこぼれ検出を行った際、ノイズなどによる誤検出ではなく、本当に被加熱物１０２と接触したふきこぼれが発生しているかどうかを、ふきこぼれ状態を乱すことなく確認することができる。

以上のように、本実施の形態においては、ふきこぼれ接触状態検出手段７０１により検出された被加熱物へのふきこぼれ接触状態を確認するために、ふきこぼれ接触状態確認手段１００１が、状態確認用の加熱制御を行うことで、確実にふきこぼれが発生していることを確認することが可能な加熱調理器を提供することができる。

以上のように、本発明にかかる加熱調理器は、被加熱物が基準電位に接続されたトッププレート上にこぼれ、被調理物に含まれる水分が誘電体として機能しふきこぼれ量の増加によって電極と基準電位との容量結合による接続がより強まることを利用し、ふきこぼれ検出手段が、静電容量検出手段を用いて静電容量変化をとらえ、ふきこぼれを検出することで、実用性の高いふきこぼれ検出が可能となるので、加熱調理器全般に有効である。また、この動作は、加熱調理器だけでなく、水などの誘電率の高い物質を検出する必要のあ
る機器の用途にも広く適用できる。

１０１ 被調理物
１０２ 被加熱物
１０３ 基準電位
１０４ トッププレート
１０５ 加熱手段
１０６ 電極
１０７ 静電容量検出手段
１０８ ふきこぼれ検出手段
１０９ 制御手段
４０１ 加熱コイル（金属部材）
４０２ 高周波電力供給手段
６０１ フィルタ
７０１ ふきこぼれ接触状態検出手段
１００１ ふきこぼれ接触状態確認手段

Claims (12)

1. 被調理物と、前記被調理物を入れる鍋などの被加熱物と、電位を決定するための基準電位と、前記被加熱物を載置するための前記基準電位に接続されたトッププレートと、前記被加熱物を加熱するための加熱手段と、前記トッププレート下に配置した一つまたは複数の電極と、前記電極の静電容量変化を検出する静電容量検出手段と、前記静電容量検出手段の情報から前記被調理物のふきこぼれを検出するふきこぼれ検出手段と、加熱動作を制御する制御手段とを備え、前記ふきこぼれ検出手段は、前記被調理物が前記基準電位に接続されたトッププレート上にこぼれ、被調理物に含まれる水分が誘電体として機能し、ふきこぼれ量の増加によって前記電極と基準電位との容量結合による接続がより強まることを利用した前記静電容量検出手段からの静電容量の情報により静電容量変化をとらえ、ふきこぼれを検出する加熱調理器。
2. トッププレートの下に金属部材を備え、ふきこぼれを介して前記電極と前記金属部材とが接続されることで、ふきこぼれによる静電容量変化を強めた請求項１に記載の加熱調理器。
3. 前記加熱手段は、前記被加熱物を加熱するための加熱コイルと、前記加熱コイルにより誘導加熱を行うための高周波電力を供給する高周波電力供給手段とを備えた請求項１または２に記載の加熱調理器。
4. 前記金属部材は、前記加熱コイルに使われている銅巻き線とした請求項３に記載の加熱調理器。
5. 前記金属部材としての加熱コイルと前記電極の容量結合を向上するため、前記電極の形状を加熱コイルと概同心円上にある円弧状とした請求項３〜４のいずれか１項に記載の加熱調理器。
6. 前記電極と前記金属部材としての前記加熱コイルとの容量性結合により生じる誘導加熱の影響を除去するため、前記静電容量検出手段に重畳される誘導加熱周波数を除去するためのフィルタを備えた請求項３〜５のいずれか１項に記載の加熱調理器。
7. 前記ふきこぼれ検出手段は、前記電極と前記金属部材としての前記加熱コイルとの容量性結合による誘導加熱の影響により生じる誘導加熱周波数成分を観測することでふきこぼれの判断を行う請求項３〜６のいずれか１項に記載の加熱調理器。
8. 前記電極と前記トッププレートの密着性を向上するため、前記電極を前記トッププレートに印刷して構成する請求項１〜７のいずれか１項に記載の加熱調理器。
9. 前記静電容量検出手段は、静電容量増加によるインピーダンス変化を抵抗分圧で観測する請求項１〜８のいずれか１項に記載の加熱調理器。
10. 前記電極と前記被加熱物が、前記被加熱物に物理的に接触した少量のふきこぼれを介して容量結合することで、誘電体として機能するふきこぼれを通して前記被加熱物から直接的に伝わる誘導加熱基点の電界変化を捉えるふきこぼれ接触状態検出手段を備えた請求項３〜９のいずれか１項に記載の加熱調理器。
11. 前記ふきこぼれ接触状態検出手段により検出された前記被加熱物とのふきこぼれ接触状態を確認するために、状態確認用の加熱制御を行う接触状態確認手段を備えた請求項１０に記載の加熱調理器。
12. 前記状態確認用に用いる加熱電力はふきこぼれ検出時よりも小さい加熱電力とする請求項１１に記載の加熱調理器。

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