JP2012181929A - 加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】ふきこぼれの広がり速度によらず、ふきこぼれを確実に検知できる加熱調理器を提供する。
【解決手段】天板の下面に設置された複数の電極１６に生じる静電容量を測定し、かつ、静電容量に基づいて電圧を検出する静電容量測定回路１１と、静電容量測定回路１１により検出される電圧をサンプリングして所定の処理を行い、その処理に係る値と所定閾値とを比較し、前記処理に係る値が所定閾値より大きいときにはふきこぼれと判定するふきこぼれ監視回路１２とを備え、ふきこぼれ監視回路１２は、所定の処理から判定処理までを異なる２以上の監視周期で行っている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、被加熱物を加熱コイルにて誘導加熱する加熱調理器に関するものである。

従来の加熱調理器として、加熱コイルの周囲の天板の下面に複数の電極を配置し、各電極に生じる静電容量の変化からふきこぼれを検出して、加熱停止あるいは火力を低下させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、静電容量の変化率を用いて所定閾値以上変化した場合にふきこぼれと判定し火力を制御する加熱調理器もある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００８−１５９４９４号公報（第１０頁、図１２） ＷＯ２０１０/０８４７５２号公報（第３−４頁、図１）

しかしながら、前述した従来の技術では、電極上の天板に載置されたものが水であるか鍋、あるいは人体（手）などの誘電率の異なるものであるか分からないため、鍋が載置された場合でも加熱を途中で止めてしまうという誤検知を起こす可能性があった。また、水が電極上の天板にふきこぼれた場合でも電極上に水の占める割合で出力値が異なるため、変化量を用いてふきこぼれを検知する方法では、ふきこぼれた後の水の広がりが緩やかな場合にはふきこぼれを検知するタイミングが遅くなる、もしくは検知できないという不具合があった。

本発明は、前述のような課題を解決するためになされたものであり、ふきこぼれの広がり速度によらず、ふきこぼれを確実に検知できる加熱調理器を提供することを目的とする。

本発明に係る加熱調理器は、被加熱物が載置される天板と、天板の下方に設けられ、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、交流電圧を高周波電圧に変換して加熱コイルに高周波電流を供給する駆動回路と、駆動回路を制御する制御回路と、天板の下面に設置された複数の電極と、電極に生じる静電容量を測定し、かつ、静電容量に基づいて電圧を検出する静電容量測定回路と、静電容量測定回路により検出される電圧をサンプリングして所定の処理を行い、該処理に係る値と所定閾値とを比較し、前記処理に係る値が所定閾値より大きいときにはふきこぼれと判定するふきこぼれ監視回路とを備え、ふきこぼれ監視回路は、所定の処理から判定処理までを異なる２以上の監視周期で行っている。

本発明においては、静電容量測定回路により検出される電圧をサンプリングして所定の処理を行い、該処理に係る値と所定閾値とを比較し、前記処理に係る値が所定閾値より大きいときにはふきこぼれと判定する。これを、所定の処理から判定処理までを異なる２以上の監視周期で行うようにしているので、ふきこぼれの広がり速度によらず、ふきこぼれを確実に検知でき、そのため、被加熱物からふきこぼれる量を最小限に抑えることができる。

実施の形態１における加熱調理器の上面図である。 実施の形態１における加熱調理器の加熱部の部分断面図およびブロック回路図である。 火力設定の大小によるふきこぼれ時の静電容量の変化推移を示す図である。 一般的な誘電体の比誘電率を示す図である。 実施の形態１の加熱調理器におけるふきこぼれ監視回路の動作を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る加熱調理器の上面操作部の一部を示す平面図である。

実施の形態１．
図１は実施の形態１における加熱調理器の上面図、図２は実施の形態１における加熱調理器の加熱部の部分断面図およびブロック回路図である。

図１、２において、調理器本体１の上部には、被加熱物である鍋７の載置位置を示す例えば３つの円形形状の加熱部２ａ、２ｂ、２ｃが施された天板２と、天板２の前縁部に設けられ、各加熱部２ａ、２ｂ、２ｃに対応して各種のキースイッチ３ａ、３ｂ、３ｃがそれぞれ配置された上面操作部３と、天板２の後縁部に設けられ、吸気口５ａおよび排気口５ｂを有する吸排気カバー５とが備えられている。前述の天板２は、例えば耐熱強化ガラスよりなり、前部側には各加熱部２ａ、２ｂ、２ｃに対応して設けられた表示部４ａ、４ｂ、４ｃの表示窓が施されている。調理器本体１の前面には、図示していないが、前後に摺動可能なグリル扉と、グリル扉に隣接して配置され、各加熱部２ａ、２ｂ、２ｃの火力を調節するための操作ダイヤルや電源スイッチ等を有する前面操作部とが設けられている。

また、調理器本体１には、図２に示すように、加熱部２ａ、２ｂにそれぞれ対向配置された加熱コイル１０と、交流電圧を高周波電圧に変換してそれぞれ加熱コイル１０に高周波電流を供給する駆動回路１４と、各駆動回路１４の動作をそれぞれ制御する制御回路１５と、加熱部２ａ、２ｂのほぼ中央の下面に接触して設置された鍋温度検出用の温度センサー９と、加熱部２ａ、２ｂの下方にそれぞれ配置された赤外線センサー８と、加熱部２ａ、２ｂの外周に位置する天板２の下面にそれぞれ接触して配置された例えば４個ずつの電極１６と、静電容量測定回路１１と、ふきこぼれ監視回路１２と、記憶部１３とが設けられている。前述のふきこぼれ監視回路１２には、図示していないが、１つのタイマーが設けられている。

なお、中央の加熱部２ｃの下方に設置される加熱源として、前述の加熱コイル１０より径の小さい加熱コイル、あるいはラジエントヒーターの何れでも良い。加熱源が加熱コイルの場合、加熱コイルの中央に温度センサーが設けられ、また、ラジエントヒーターの場合は、そのヒーターの外側に温度センサーが設けられる。

前述した電極１６は、鍋７や被調理物である食材や水、さらには人体などの誘電体が電極１６上の天板２に触れることにより、その誘電体との間に発生する静電容量を静電容量測定回路１１に入力する。静電容量測定回路１１は、入力される静電容量を分圧して電圧に変換し、その検出電圧をデータとして記憶部１３に保存する。静電容量測定回路１１における静電容量に対する検出電圧は、鍋７からふきこぼれる湯の量が多いほど低下する。

ふきこぼれ監視回路１２は、加熱開始から一定時間（例えば５秒）経過後に、静電容量測定回路１１により検出される電圧のサンプリングを開始して所定周期毎（例えば０．１秒毎）にサンプリングを繰り返す。そして、ふきこぼれ監視回路１２は、サンプリングを開始してから第１の所定時間（例えば１秒）を経過したときには、最短の監視周期として、サンプリングした電圧から平均値を算出して前回の平均値との差分を算出する（これを所定の処理という）。その後、ふきこぼれ監視回路１２は、その差分値と所定閾値（例えば１．５Ｖ）とを比較し、差分値が所定閾値より大きいときには制御回路１５に加熱停止あるいは火力低下の指示を出す。この場合は、鍋７から勢いよく多くの湯がふきこぼれたときに検知される。

さらに、ふきこぼれ監視回路１２は、第１の所定時間（１秒）経過する毎に算出した前記差分値が所定閾値（１．５Ｖ）以下のときには、第２の所定時間（例えば３秒）を経過したかどうかを判定し、第２の所定時間を経過していないときには、所定周期（０．１秒毎）で静電容量測定回路１１により検出される電圧をサンプリングする。そして、ふきこぼれ監視回路１２は、第１の所定時間経過後における前記差分値が所定閾値（１．５Ｖ）以下のときに第２の所定時間を経過したときには、他の監視周期として、その第２の所定時間の間にサンプリングした電圧から平均値を算出して前回の平均値との差分を算出する（これを所定の処理という）。その後、ふきこぼれ監視回路１２は、その差分値と所定閾値（１．５Ｖ）とを比較し、差分値が所定閾値より大きいときには制御回路１５に加熱停止あるいは火力低下の指示を出す。この場合は、鍋７から緩やかに湯がふきこぼれたときに検知される。

また、ふきこぼれ監視回路１２は、加熱開始の前に、静電容量測定回路１１により検出される電圧を読み込んで、その検出電圧が所定の電圧範囲内に入っているかどうかを判定し、検出電圧が所定の電圧範囲内に入っていない状態が連続しているときには電極１６が故障しているとして、表示部４ａ、４ｂの何れかにエラー表示をする。

次に、本実施の形態１の加熱調理器の動作について簡単に説明をする。
使用者によって、前面操作部の電源スイッチがオンされた後に、例えば加熱部２ａの火力が上面操作部３のキースイッチ３ａにより同加熱部２ａの火力が設定され、次いで、加熱開始のスイッチがオンされると、その操作部３から加熱開始信号が出力されると共に、設定火力に応じた火力指令信号が制御回路１５に出力される。一方、制御回路１５は、加熱開始信号および火力指令信号の入力を検知すると、加熱部２ａに対向配置された加熱コイル１０から設定火力が出力されるように駆動回路１４を制御する。この時、駆動回路１４は、制御回路１５の制御に基づいて交流電圧を高周波電圧に変換して加熱コイル１０に高周波電流を供給する。

その加熱コイル１０に高周波電流が流れると磁力線が発生し、その磁力線によって加熱部２ａ上の鍋７底に渦電流が発生する。その渦電流と鍋７底の電気抵抗とによって鍋７自体が発熱する。その発熱により、鍋７に収容された食品や水、油が熱伝導により加熱される。鍋７が加熱されると、鍋７と天板２が接触していることから熱伝導し、その熱を天板２の下面に設置された温度センサー９が検出し、鍋７の温度として制御回路１５に入力する。また、加熱コイル１０の下方に設置された赤外線センサー８が鍋７底から発する赤外線を天板２を透過して検出し、その赤外線量に応じた例えば電圧を制御回路１５に入力する。温度センサー９の検出温度は、例えば湯沸かしが設定されている場合に温度情報として使用し、赤外線センサー８は、例えば鍋７底が上方に反っている場合に温度センサー９の検出温度を補正するのに使用されている。

鍋７に収容された例えば素麺やパスタなどの麺類を茹でる際や、牛乳などの粘性の高い被調理物を加熱する場合には、火力が強く調理温度が高いために、鍋７から湯や被調理物がふきこぼれてしまうことがある。このような場合に対して天板２の下面に設置された複数の電極１６および静電容量測定回路１１と、ふきこぼれ監視回路１２とによって、天板２上にふきこぼれていないかどうかを監視している。ふきこぼれ監視回路１２がふきこぼれを検知したときには、前述したように、加熱停止あるいは火力低下の指示を制御回路１５に出して、ふきこぼれの量を最小限に抑えている。

ところで、通常の加熱においては鍋７の大きさや水量、火力などは毎回異なってどのようにふきこぼれるか分からない。水量が多い場合や火力が強い場合、高温度時に食材を投入したときには、ふきこぼれる量が多く勢いよく天板２上に流れる。これに対し、水量が少なく、火力が弱いときにふきこぼれが発生した場合には、ふきこぼれる量が少なく広がる勢いはゆっくりであり、前述の高火力の場合とは明らかな違いがある。

図３に火力設定の違いによる静電容量の変化推移を示す。図３ではふきこぼれの広がり速度の違いにより、つまり火力設定の大小によるふきこぼれの量の違いによって電極１６に生じる静電容量が変化していることがわかる。前述したように何れのふきこぼれであってもふきこぼれを検知し、加熱停止あるいは火力を低下させるようにする必要がある。

本実施の形態においては、鍋７から湯などが勢い良く多量にふきこぼれるような場合に対して、ふきこぼれが起こっているかどうかを監視するための監視周期（第１の所定時間）を例えば０．５秒〜１．５秒程度とし、また、緩やかなふきこぼれに対する監視周期として前述の時間の整数倍（第２の所定時間）としている。前述したように一例として、第１の所定時間を１秒、第２の所定時間を３秒としている。

静電容量と電極１６、誘電体との関係式は以下に示す。
Ｃ＝εＳ／ｄ ・・・（１）
Ｖ＝Ｑｄ／εＳ ・・・（２）
ここで、Ｃは静電容量、Ｓは電極１６の表面積、ｄは電極１６間の距離、εは誘電率を示す。図４に一般的な誘電体の比誘電率ｋを示す。水の比誘電率と比較すると、例えばガラスでは比誘電率７程度に対して水は比誘電率８０という大きな値を有している。また、鍋７は金属のため、加熱を行うと加熱コイル１０からの磁力線により鍋７底には渦電流が流れ、電極１６上に鍋７が載置された場合の出力（静電容量測定回路１１により検出される電圧）は水や油、ガラスとは異なる挙動となる。これからも明らかなように、水と鍋７とが載置されている場合の判別は可能となる。また、ガラスやプラスチックなどの場合も、水の比誘電率と比べ小さく、この比誘電率の違いから出力（静電容量測定回路１１の検出電圧）の変化が異なってくるため、切り分けることが可能である。

また、前述の式（１）に記載の通り、電極１６間の距離ｄは載置物に一番近い設置条件でも天板２に接するという条件となり、天板２の厚みである４ｍｍ程度のギャップよりも近づくことはできない。そこで、電極１６の表面積を大きくすることで大きな値の静電容量を得ることが可能となり、その静電容量を分圧して電圧を検出する場合は、その電圧の変動が大きくなるため感度の向上につながる。そのため、本実施の形態では電極１６の表面積を極力大きくしている。

しかしながら、電極１６上の天板２に誘電体が載置されている割合が静電容量に影響するため、電極１６を大きく取った場合に、ふきこぼれの広がり速度が緩やかなときには、電極１６上に水の占める割合が緩やかに増していくため、静電容量測定回路１１が検出する電圧の変化としては緩やかに減少していくことになる。前述したように，本実施の形態におけるふきこぼれの判定は、鍋７の設置状態の影響や初期条件（天板２が濡れていても加熱開始ができる）による誤検知の回避や、鍋７が電極１６上に載置されている場合の挙動検知のために、静電容量測定回路１１の検出電圧から求めた平均値を利用している。その判定については、この後で述べる動作の説明で詳述する。

ここで、ふきこぼれ監視回路１２の動作について図５のフローチャートを用いて説明する。
図５は実施の形態１の加熱調理器におけるふきこぼれ監視回路の動作を示すフローチャートである。
使用者により電源スイッチがオンされると（Ｓ１００）、制御回路１５は待機状態となる。一方、ふきこぼれ監視回路１２は、静電容量測定回路１１からの出力（検出電圧）が短絡あるいは開放を示すような異常出力かどうかを判定する（Ｓ１０１）。ふきこぼれ監視回路１２は、その判定を行う場合には、例えば左側の加熱部２ａの周囲に配置された４個の電極１６に静電容量測定回路１１から電圧を印加させる。この時、静電容量測定回路１１は、その電圧により生じる各電極１６の静電容量を読み込んでそれぞれ分圧し、かつ、分圧した静電容量から電圧を検出する。一方、ふきこぼれ監視回路１２は、静電容量測定回路１１により検出される各電極１６の検出電圧を読み込んで所定の電圧範囲内に入っているかどうかを判定する。ふきこぼれ監視回路１２は、前記電圧が所定の電圧範囲内に入っていない状態が連続しているときには電極１６が故障しているとして、表示部４ａにエラー表示をする（Ｓ１１８）。

なお、表示部４ａにエラー表示をする際、何れの電極１６が故障しているかを表示するようにしても良い。その場合、各電極１６に対してアドレスなどを付しておき、電極１６の故障を検知したときには，そのアドレスから何れの電極１６が故障したかを表示する。所定の電圧範囲のうち上限値は電極１６に印加した電圧と同等であり、下限値はＧＮＤ電圧と同等である。つまり、上限値と下限値の間に検出電圧が入っているかどうかで電極１６が故障しているかを判定する。

また、ふきこぼれ監視回路１２は、左側の電極１６の状態を確認した後、右側の加熱部２ｂの周囲に配置された４個の電極１６の状態を前記と同様にして確認を行う。本実施の形態では、ふきこぼれ監視回路１２は、電極１６が故障と判定したときにエラー表示するようにしているが、各電極１６が故障していないと判定したときにはその旨を表示部４ａ、４ｂに表示するようにしても良い。

電極１６に故障がないときに、使用者によって上面操作部３の例えばキースイッチ３ａの操作によって火力が設定され（Ｓ１０２）、次いで加熱開始の操作がなされると（Ｓ１０３）、その操作部３から設定火力に応じた火力指令信号および加熱開始信号が制御回路１５に出力される。制御回路１５は、加熱開始信号の入力を検知したときにふきこぼれ監視回路１２にその旨を通知すると共に、火力指令信号から火力を判定し、その火力が加熱コイル１０から出力されるように駆動回路１４を制御する。その制御により、加熱コイル１０に高周波電流が流れ鍋７が誘導加熱される。

一方、ふきこぼれ監視回路１２は、静電容量測定回路１１からの各電極１６の検出電圧を読み込むことなく、加熱開始から一定時間（例えば５秒）を経過したかどうかを判定する（Ｓ１０４）。これは、加熱初期は電磁ノイズの影響があり、この影響によって各電極１６に生じる静電容量が安定しないからである。ふきこぼれ監視回路１２は、一定時間が経過したときには、例えば、１秒経過（第１の所定時間）するまで０．１秒間隔で静電容量測定回路１１より得られる各電極１６の検出電圧をサンプリングし、データとして記憶部１３に保存する（Ｓ１０５）〜（Ｓ１０７）。ふきこぼれ監視回路１２は、サンプリング開始から１秒（最短の監視周期）を経過したときには、記憶部１３に保存した１秒前（前回）の電圧値（平均値）をＦ（ｎ−１）とし（Ｓ１０８）、０．１秒間隔でサンプリングして記憶部１３に保存した過去１０個のデータ（検出電圧）の平均値を算出して、現在の電圧値Ｆ（ｎ）とする（Ｓ１０９）。

そして、ふきこぼれ監視回路１２は、１秒前の電圧値Ｆ（ｎ―１）から現在の電圧値Ｆ（ｎ）を減算して差分値ΔＦを算出し（Ｓ１１０）、差分値ΔＦと例えば１．５Ｖ（所定閾値）と比較する（Ｓ１１１）。ふきこぼれ監視回路１２は、差分値ΔＦが１．５Ｖより大きいときには、鍋７からふきこぼれが起きていると判定して、加熱停止の指示信号を制御回路１５に出力する（Ｓ１１２）。この場合のふきこぼれは、湯などの量が多く勢いよく天板２上に流れた状態である。一方、制御回路１５は、その指示信号に応じて駆動回路１４の制御を停止し、加熱コイル１０への高周波電流を遮断する。なお、ふきこぼれ監視回路１２は、加熱停止に代えて火力低下の指示信号を制御回路１５に出力するようにしても良い。その場合、制御回路１５は、予め設定された火力、つまり鍋７からふきこぼれが起きない火力となるように駆動回路１４を制御する。

また、ふきこぼれ監視回路１２は、差分値ΔＦが１．５Ｖ以下のときには、前述の１秒より整数倍長い３秒（第２の所定時間）を経過したかどうかを判定する（Ｓ１１３）。ふきこぼれ監視回路１２は、３秒を経過していないときには、０．１秒間隔で静電容量測定回路１１より得られる各電極１６の検出電圧をサンプリングし、データとして記憶部１３に保存する（Ｓ１０５）〜（Ｓ１０７）。

ふきこぼれ監視回路１２は、１秒を経過したときには、再び、記憶部１３に保存した１秒前（前回）の電圧値（平均値）をＦ（ｎ−１）とし（Ｓ１０８）、０．１秒間隔でサンプリングして記憶部１３に保存した過去１０個のデータ（検出電圧）の平均値を算出して、現在の電圧値Ｆ（ｎ）とする（Ｓ１０９）。そして、ふきこぼれ監視回路１２は、１秒前の電圧値Ｆ（ｎ―１）から現在の電圧値Ｆ（ｎ）を減算して差分値ΔＦを算出し（Ｓ１１０）、差分値ΔＦと１．５Ｖ（所定閾値）と比較する（Ｓ１１１）。ふきこぼれ監視回路１２は、差分値ΔＦが１．５Ｖより大きいときには、鍋７からふきこぼれが起きていると判定してＳ１１２に進む。また、ふきこぼれ監視回路１２は、差分値ΔＦが１．５Ｖ以下のときには、再び、３秒を経過したかどうかを判定する（Ｓ１１３）。

そして、ふきこぼれ監視回路１２は、１秒後に算出した差分値ΔＦが１．５Ｖ以下のときに３秒を経過したときには、記憶部１３に保存した３秒前（前回）の電圧値（平均値）をＦ（３ｍ−１）とし（Ｓ１１４）、０．１秒間隔でサンプリングして記憶部１３に保存した過去３０個のデータ（検出電圧）の平均値を算出して、現在の電圧値Ｆ（３ｍ）とする（Ｓ１１５）。

その後、ふきこぼれ監視回路１２は、３秒前の電圧値Ｆ（３ｍ―１）から現在の電圧値Ｆ（３ｍ）を減算して差分値ΔＦを算出し（Ｓ１１６）、差分値ΔＦと前述の１．５Ｖ（所定閾値）と比較する（Ｓ１１７）。ふきこぼれ監視回路１２は、差分値ΔＦが１．５Ｖより大きいときには、前記と同様に鍋７からふきこぼれが起きていると判定して、加熱停止の指示信号あるいは火力低下の指示信号を制御回路１５に出力する（Ｓ１１２）。この場合のふきこぼれは、湯などの量が少なく緩やかに天板２上に流れた状態である。また、ふきこぼれ監視回路１２は、差分値ΔＦが１．５Ｖ以下のときにはＳ１０５に戻って、前述した一連の動作を繰り返し行う。

以上のように本実施の形態においては、加熱開始から一定時間経過後に、静電容量測定回路１１により検出される電圧のサンプリングを開始して０．１秒毎にサンプリングを繰り返す。そして、サンプリングを開始してから１秒を経過したときには、最短の監視周期として、サンプリングした電圧から平均値を算出して前回の平均値との差分を算出する。次いで、その差分値と１．５Ｖとを比較し、差分値が１．５Ｖより大きいときには制御回路１５に加熱停止あるいは火力低下の指示を出すようにする。また、１秒経過する毎に算出した差分値が１．５Ｖ以下のときには、３秒を経過したかどうかを判定し、３秒を経過していないときには、０．１秒毎に静電容量測定回路１１により検出される電圧をサンプリングする。そして、１秒経過後における差分値が１．５Ｖ以下のときに３秒を経過したときには、他の監視周期として、その３秒間にサンプリングした電圧から平均値を算出して前回の平均値（３秒前の平均値）との差分を算出する。次いで、その差分値と１．５Ｖとを比較し、差分値が１．５Ｖより大きいときには制御回路１５に加熱停止あるいは火力低下の指示を出すようにする。
これにより、鍋７からふきこぼれた湯などの広がりを最小限に抑えることが可能になり、そのため、使用者が火傷を負うような危険性がなくなる。また、ふきこぼれを最小限に抑えることができるので、上面操作部３や奧側の吸排気口５ａ、５ｂへの浸入を防止でき、調理器本体１の故障の要因となるようなことがなくなる。さらに、例えば隣の加熱部２ｂにて加熱が行われているときに、加熱部２ａ側にふきこぼれた場合でも、鍋７の下への浸入を防止でき、そのため、ふきこぼれの浸入による加熱部２ｂの焦げ付きを防止できる。

また、本実施の形態においては、１秒と３秒の２つの監視周期で加熱中の鍋７のふきこぼれを監視するようにしているので、鍋７からふきこぼれる量が多くても、また、ふきこぼれる量が少なくても確実に検知できる。

また、本実施の形態においては、前述したように加熱開始から一定時間（５秒）経過後に、静電容量測定回路１１により検出される電圧をサンプリングし、さらに、サンプリングした電圧の平均値を用いてふきこぼれの有無の判定を行うようにしている。そのため、加熱コイル１０から発生する電磁ノイズの影響を殆ど受けることがなくなり、誤検出を防止できる。

さらに、本実施の形態においては、監視周期を１秒、３秒としているので、ふきこぼれ監視回路１２に設けられたタイマーは１つで済み、記憶部１３に保存するデータ量も少なくて済み，ふきこぼれ監視回路１２の負荷を軽減できる。

なお、本実施の形態では、前述のように監視周期を１秒、３秒の２つとしているが、例えば１秒、３秒、５秒の３つの監視周期でふきこぼれを監視するようにしてもよく、監視周期は限定されるものではない。
また、本実施の形態では、監視周期が３秒の場合、３秒間で測定した３０個のデータの平均値を用いて、前回の平均値と今回の平均値の差分を算出しているが、これに限定されるものではなく、３秒前に測定した１０個のデータの平均値と今回測定した１０個のデータの平均値との差分を判定に用いても良い。

また、本実施の形態では、電源スイッチがオンされた後に、電極１６が故障しているかどうかを判定するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、加熱開始信号が入力された後に、電極１６が故障しているかどうかを判定するようにしても良い。

また、本実施の形態では、電極１６が故障しているかどうかを判定する際、加熱部２ａ、２ｂの周囲に設けられた全ての電極１６に対して行うようにしたが、使用する加熱部の周囲の電極１６のみに対して故障しているかどうかを判定するようにしても良い。

実施の形態２．
本実施の形態は、ふきこぼれが起きやすい食材を調理する場合、ふきこぼれ監視回路を強制的に実行させる専用キースイッチを例えば上面操作部３に設けたものである。
図６は実施の形態２に係る加熱調理器の上面操作部の一部を示す平面図である。
実施の形態２の加熱調理器においては、一例として、ふきこぼれの起きやすい「麺ゆで」といった使用者にとって直感的に捉えやすい標記の専用キースイッチ３１としている。その専用キースイッチ３１のオン操作をふきこぼれ監視回路１２が検知した場合、差分値と比較する所定閾値（１．５Ｖ）を変更する。例えば、その所定閾値より小さい電圧値を閾値として設定し、検知感度を上げる。これにより、ふきこぼれの有無をより早期に検知することができる。

なお、本実施の形態では、専用キースイッチ３１がオンされたとき、所定閾値の値を上げるようにしたが、専用キースイッチ３１がオンされたときのみふきこぼれの監視に入るようにしても良い。その場合、所定閾値は、１．５Ｖでも良いし、それ以上の値でも良い。

前述した実施の形態１、２では、サンプリングした電圧の平均値を算出して、前回の平均値との差分を求め、その差分値と所定閾値とを比較するようにしたが、１秒間および３秒間にサンプリングした電圧を積算して，その積算値が所定閾値より大きいときに制御回路１５に加熱停止あるいは火力低下の指示を出すようにしても良い。その場合、その閾値は，実施の形態１、２で述べた所定閾値より大きく、１秒のときの閾値と３秒のときの閾値は異なる。

また、１秒間および３秒間にサンプリングした電圧のうち最も値の大きい電圧と所定閾値とを比較し、電圧の最大値が所定閾値より大きいときに制御回路１５に加熱停止あるいは火力低下の指示を出すようにしても良い。その場合も実施の形態１、２で述べた所定閾値より大きく設定される。

さらに、０．１秒毎のサンプリングの平均値を用いるのではなく、１秒あるいは３秒の等間隔で測定したサンプリング値の前後の差分、又は任意のタイミングにおいて一定の間隔で測定した２点のサンプリング値の差分を判定に用いても良い。なお、このサンプリング値は測定タイミングで連続に複数回測定した平均値を用いても良い。

また、実施の形態１、２では、ふきこぼれ監視回路１２でふきこぼれを監視するようにしたが、その監視回路１２の監視機能を制御回路１５に持たせても良い。

さらに、実施の形態１、２では、３つの加熱部２ａ、２ｂ、２ｃを有する加熱調理器について述べたが、１つの加熱部２ａあるいは２つの加熱部２ａ、２ｂを有する加熱調理器に本発明を適用しても良い。

本発明の活用例として、家庭用あるいは業務用の加熱調理器などの用途に適用でき、使用者にとって、食材加熱時に鍋７から食材がふきこぼれてもふきこぼれの状態を検知し、加熱停止あるいは火力低下させることで安全性と利便性が保たれる。また、これまでふきこぼれ検知が困難であったふきこぼれ時に広がり速度がゆっくりである場合でもふきこぼれの検知が可能となり、更なる安全性・利便性が向上した加熱調理器を提供できる。

１ 調理器本体、２ 天板、２ａ、２ｂ、２ｃ 加熱部、３ 上面操作部、３１ 専用キースイッチ、４ 表示部、５ 吸排気カバー、７ 鍋、８ 赤外線センサー、９ 温度センサー、１０ 加熱コイル、１１ 静電容量測定回路、１２ ふきこぼれ監視回路、１３ 記憶部、１４ 駆動回路、１５ 制御回路、１６ 電極。

Claims (9)

1. 被加熱物が載置される天板と、
   該天板の下方に設けられ、前記被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
   交流電圧を高周波電圧に変換して前記加熱コイルに高周波電流を供給する駆動回路と、
   該駆動回路を制御する制御回路と、
   前記天板の下面に設置された複数の電極と、
   前記電極に生じる静電容量を測定し、かつ、該静電容量に基づいて電圧を検出する静電容量測定回路と、
   前記静電容量測定回路により検出される電圧をサンプリングして所定の処理を行い、該処理に係る値と所定閾値とを比較し、前記処理に係る値が前記所定閾値より大きいときにはふきこぼれと判定するふきこぼれ監視回路とを備え、
   前記ふきこぼれ監視回路は、前記所定の処理から前記判定処理までを異なる２以上の監視周期で行っていることを特徴とする加熱調理器。
2. 前記監視周期のうち最短の監視周期として、前記電圧のサンプリングの開始から第１の所定時間毎とし、他の監視周期として、前記電圧のサンプリングの開始から前記第１の所定時間よりも整数倍長い第２の所定時間毎とすることを特徴とする請求項１記載の加熱調理器。
3. 前記ふきこぼれ監視回路は、前記サンプリングした電圧の平均値を算出し、前回の平均値との差分を、前記所定の処理に係る値として算出する処理を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の加熱調理器。
4. 異なる２以上の監視周期において、それぞれ平均値を算出して前回の平均値との差分を算出し、各監視周期の差分値と所定閾値との比較結果に基づいて前記制御回路に加熱停止あるいは火力低下の指示を出すかどうかを判定することを特徴とする請求項３記載の加熱調理器。
5. 前記ふきこぼれ監視回路は、前記第１の所定時間経過する毎に算出した前記差分値が前記所定閾値以下のときには、前記第２の所定時間を経過したかどうかを判定し、第２の所定時間を経過していないときには、前記静電容量測定回路により検出される電圧をサンプリングし、前記第１の所定時間経過後における前記差分値が前記所定閾以下のときに前記第２の所定時間を経過したときには、その第２の所定時間の間にサンプリングした電圧から平均値を算出して前回の平均値との差分を算出し、かつ、その差分値と前記所定閾値とを比較し、差分値が前記所定閾値より大きいときには前記制御回路に加熱停止あるいは火力低下の指示を出すことを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の加熱調理器。
6. 前記ふきこぼれ監視回路は、加熱開始から一定時間経過後に、前記静電容量測定回路により検出される電圧をサンプリングすることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の加熱調理器。
7. 表示部を備え、
   前記ふきこぼれ監視回路は、加熱開始の前に、前記静電容量測定回路により検出される電圧を読み込んで、その電圧が所定の電圧範囲内に入っているかどうかを判定し、前記電圧が所定の電圧範囲内に入っていない状態が連続しているときには前記電極が故障しているとして、前記表示部にエラー表示をすることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の加熱調理器。
8. 前記ふきこぼれ監視回路を強制的に実行させる専用スイッチを操作部に設けたことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の加熱調理器。
9. 前記ふきこぼれ監視回路は、前記専用スイッチのオン操作を検知したときには、差分値と比較する前記所定閾値を変更することを特徴とする請求項８記載の加熱調理器。

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