JP2015175591A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被加熱物の重量を予め正確に測定することなく、所望の調理を短時間に、且つ容易に調理することが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】
高周波加熱装置における加熱制御部は、調理条件に応じて調理時間の終了時間を算出するための複数の一次方程式を予め保持し、操作部に入力された調理条件に基づいて調理時間の終了時間を算出するための特定の一次方程式を選択するよう構成されており、調理時間の終了時間が、温度検出部からの温度検出情報において、複数の温度検出領域における温度が所定温度に到達した時間を検知時間として未知数に入力した特定の一次方程式の解として算出するように構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、高周波加熱装置に関し、特に、高周波電界による誘電加熱現象を利用して調理する調理器具としての高周波加熱装置に関する。

高周波加熱装置における調理器具としての電子レンジにおいては、被加熱物の表面と内部がほぼ同時に加熱されるため、調理済みの食品の再加熱、冷凍食品の解凍、そして食品をゆでる等のあらゆる食品加熱に用いられている。特に、電子レンジを用いることにより調理時間の大幅な短縮を図ることができるため、各種料理における食品加熱に用いられている。

また、従来の高周波加熱装置においては、被加熱物である食品の表面温度を赤外線温度センサにより検出して、その検出された食品の表面温度に基づいて当該食品の加熱調理を行っている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

特開２００２−１３７４３号公報 特開２０１３−３６６３５号公報

高周波加熱装置における調理器具としての電子レンジにおいて、ユーザが被加熱物である食品を加熱調理する場合、その食品の重さに応じてユーザの経験値、若しくはレシピに基づいて加熱時間を設定する必要があった。このため、ユーザは、予め食品の重量を正確に測定して加熱調理を行う必要があり、電子レンジを用いることにより調理時間の短縮を図ることができるという利点を損なうものであった。

本発明は、被加熱物の重量を予め正確に測定することなく、所望の調理を短時間に、且つ容易に調理することができる高周波加熱装置を提供するものである。

本発明に係る一態様の高周波加熱装置は、前述の従来における課題を解決するものであり、被加熱物が載置される被加熱物配置可能領域を有する加熱室と、
前記被加熱物の種類および調理内容を示す調理条件を入力するための操作部と、
マイクロ波を発生する高周波発生部と、
前記高周波発生部のマイクロ波を前記加熱室に供給するマイクロ波供給部と、
前記被加熱物配置可能領域の全面を分割して複数の温度検出領域とする複数の赤外線検出素子を有し、前記複数の赤外線検出素子が前記複数の温度検出領域における各温度検出情報を同時に検出し出力する温度検出部と、
前記温度検出部からの前記各温度検出情報と前記調理条件とに基づいて前記被加熱物の分量を判定し、判定された分量に応じて調理時間の終了時間を算出する加熱制御部と、を備えており、
前記加熱制御部は、前記温度検出部により検出した複数の温度検出領域において、所定の温度を超えたときの温度検出情報に基づいて、所定の温度を超えた後の追加加熱時間を決定し、調理時間の終了時間を算出するよう構成される。

本発明によれば、被加熱物の重量を予め正確に測定することなく、所望の調理を短時間に、且つ容易に調理することができる高周波加熱装置を提供するができる。

図１は本発明に係る実施の形態１の電子レンジを示す斜視図である。 図２は図１に示した電子レンジのドアを開成した状態を示す斜視図である。 図３は実施の形態１の電子レンジにおける誘電加熱制御において主要な構成を示すブロック図である。 図４は実施の形態１の電子レンジにおいてドアを開成した状態を示す正面図である。 図５は実施の形態１の電子レンジにおいてドアを開成した状態において、加熱室の内部を側面から見た断面図である。 図６は実施の形態１の電子レンジにおいて加熱室の被加熱物配置可能領域の全面を示す平面断面図である。 図７は各煮物料理における検知時間と追加加熱時間との関係を示す図である。 図８は実施の形態１の電子レンジを用いて簡単調理の調理動作を行うフローチャートである。 図９は実施の形態１の電子レンジを用いて簡単調理の調理動作を行うフローチャートである。

本発明に係る第１の態様の高周波加熱装置は、
被加熱物が載置される被加熱物配置可能領域を有する加熱室と、
前記被加熱物の種類および調理内容を示す調理条件を入力するための操作部と、
マイクロ波を発生する高周波発生部と、
前記高周波発生部のマイクロ波を前記加熱室に供給するマイクロ波供給部と、
前記被加熱物配置可能領域の全面を分割して複数の温度検出領域とする複数の赤外線検出素子を有し、前記複数の赤外線検出素子が前記複数の温度検出領域における各温度検出情報を同時に検出し出力する温度検出部と、
前記温度検出部からの前記各温度検出情報と前記調理条件とに基づいて前記被加熱物の分量を判定し、判定された分量に応じて調理時間の終了時間を算出する加熱制御部と、を備えており、
前記加熱制御部は、前記温度検出部により検出した複数の温度検出領域において、所定の温度を超えたときの温度検出情報に基づいて、所定の温度を超えた後の追加加熱時間を決定し、調理時間の終了時間を算出するよう構成されている。

このように構成された本発明に係る第１の態様の高周波加熱装置においては、被加熱物の重量を予め正確に測定することなく、所望の調理を短時間に、且つ容易に調理することができる。

本発明に係る第２の態様の高周波加熱装置においては、前記の第１の態様の前記加熱制御部は、前記調理条件に応じて異なる調理時間の終了時間を算出するための複数の一次方程式を予め保持し、前記操作部に入力された前記調理条件に基づいて前記調理時間の終了時間を算出するための特定の一次方程式を選択するよう構成されており、
前記加熱制御部は、前記調理時間の終了時間を、前記温度検出部からの前記温度検出情報において、前記複数の温度検出領域における温度が所定温度に到達した時間を検知時間として未知数に入力した前記特定の一次方程式の解として算出するよう構成されている。

本発明に係る第３の態様の高周波加熱装置は、前記の第２の態様の前記操作部に入力される調理条件において、調理内容が「簡単煮物」を含み、前記被加熱物の種類が「根菜」と「葉果菜」を含んでおり、前記操作部において前記調理条件として前記「簡単煮物」における前記「根菜」または前記「葉果菜」が入力されたとき、前記加熱制御部は、調理時間から前記検知時間（ＤＴ）を差し引いた追加加熱時間を（ＡＴ）として、かつ定数（Ｋｎ）および（Ｂｎ）とし、（ＡＴ）＝（Ｋｎ）×（ＤＴ）＋（Ｂｎ）で示す特定の一次方程式を記憶するよう構成されており、
記憶される前記「根菜」のための前記特定の一次方程式と前記「葉果菜」のための前記特定の一次方程式において、それぞれの前記定数（Ｋｎ）および（Ｂｎ）が異なるように設定してもよい。

本発明に係る第４の態様の高周波加熱装置は、前記の第３の態様の前記操作部に入力される調理条件において、前記被加熱物の種類が「根菜＋肉」と「葉果菜＋肉」さらに含んでおり、
前記「根菜＋肉」のための前記特定の一次方程式における前記定数（Ｋｎ）および（Ｂｎ）が前記「根菜」のための前記特定の一次方程式における前記定数（Ｋｎ）および（Ｂｎ）に比べて前記追加加熱時間が長くなるよう設定され、
前記「葉果菜＋肉」のための前記特定の一次方程式における前記定数（Ｋｎ）および（Ｂｎ）が前記「葉果菜」のための前記特定の一次方程式における前記定数（Ｋｎ）および（Ｂｎ）に比べて前記追加加熱時間が長くなるよう設定してもよい。

本発明に係る第５の態様の高周波加熱装置は、前記の第４の態様の前記温度検出部において前記複数の赤外線検出素子が二次元状に配置されており、前記加熱室の底面にある前記被加熱物配置可能領域の全面が複数の領域に区分されて、それぞれの区分が前記複数の赤外線検出素子におけるそれぞれの赤外線検出素子の温度検出領域となるよう構成してもよい。

本発明に係る第６の態様の高周波加熱装置は、前記の第５の態様の前記加熱制御部が、前記温度検出部が検出した前記複数の温度検出領域における複数の温度検出情報において、前記所定温度まで到達した時間が最も早い時間を温度検出情報として、当該温度検出情報と前記調理条件とに基づいて前記被加熱物の分量を判定し、判定された分量に応じて調理時間の終了時間を算出するよう構成してもよい。

本発明に係る第７の態様の高周波加熱装置は、前記の第１の態様において、前記操作部に入力される調理条件として「簡単煮物」の調理コースを含み、
前記加熱制御部が、「簡単煮物」の調理コースの追加加熱時間を決定し、調理時間の終了時間を算出するよう構成してもよい。

本発明に係る第８の態様の高周波加熱装置は、前記の第１の態様において、前記操作部に入力される調理条件として「簡単煮物」において「根菜」と「葉果菜」の各調理コースを含み、
前記加熱制御部が、「根菜」の調理コースと「葉果菜」の調理コースの追加加熱時間が異なるように決定し、調理時間の終了時間を算出するよう構成してもよい。

本発明に係る第９の態様の高周波加熱装置は、前記の第１の態様において、前記操作部に入力される調理条件として「簡単煮物」において「根菜」と「根菜＋肉」と「葉果菜」と「葉果菜＋肉」の各調理コースを含み、
前記加熱制御部は、「根菜＋肉」の調理コースの追加加熱時間が「根菜」の調理コースの追加加熱時間より長くなるように決定し、「葉果菜＋肉」の調理コースの追加加熱時間が「葉果菜」の調理コースの追加加熱時間より長くなるように決定するよう構成してもよい。

以下、本発明の高周波加熱装置に係る実施の形態として誘電加熱を行う電子レンジについて、添付の図面を参照しながら説明する。なお、本発明の高周波加熱装置は、以下の実施の形態に記載した電子レンジの構成に限定されるものではなく、以下の実施の形態において説明する技術的思想と同等の技術的思想に基づいて構成される加熱装置、例えば、誘電加熱のみの機能を有する構成の他に、伝導、対流、放射、スチーム等の各種の加熱機能を有する加熱装置を含むものである。

（実施の形態１）
図１は本発明に係る実施の形態１の高周波加熱装置である電子レンジを示す斜視図である。図２は図１に示した電子レンジのドアを開成した状態を示す斜視図である。実施の形態１の電子レンジは、マイクロ波を用いる誘電加熱の他に、ヒータを用いた伝導、対流および放射による各種加熱方法により食品を調理できる機能を有している。

図１および図２に示すように、実施の形態１の電子レンジは、被加熱物である食品が配置される加熱室５を備えた本体１と、加熱室５の前面側の開口を開閉するためのドア２とを有して構成されている。ドア２の前面上部にはユーザがドア２の開閉に用いる把手３が設けられている。また、ドア２の前面には、当該電子レンジに各種の情報を入力し表示するタッチ画面、および調理動作を開始するためのスタートボタン等を備えた操作部４が設けられている。実施の形態１の電子レンジは、ユーザが操作部４におけるタッチ画面を操作して、当該電子レンジにおいて行う各種加熱調理の調理条件等を入力し、スタートボタンの操作により各種加熱動作が開始される構成である。

図３は、実施の形態１の電子レンジにおける誘電加熱制御において主要な構成を示すブロック図である。図３に示すように、実施の形態１の電子レンジには、操作部４において設定された調理条件、例えば、被加熱物の種類および調理内容等を示す各種情報が入力される加熱制御部１０と、加熱制御部１０により駆動制御されマイクロ波を発生する高周波発生部１１と、高周波発生部１１のマイクロ波を加熱室５に導き供給するマイクロ波供給部１２と、加熱室５の温度を検出する温度検出部１３と、を少なくとも備えている。実施の形態１における温度検出部１３には、庫内温度を検出する通常の温度センサ（例えば、サーミスタ）の他に、後述するように、被加熱物を載置することが可能な領域である被加熱物配置可能領域における全面の温度を検知する赤外線温度センサ(ＩＲ温度センサ）が設けられている。また、実施の形態１の電子レンジにおいては、赤外線温度センサが設けられている場所の環境温度を検出するための温度センサとしてＩＲサーミスタが設けられている。このＩＲサーミスタが検出する環境温度情報は、赤外線温度センサが検出する温度を、赤外線温度センサが配置されている環境温度に応じて較正するためである。したがって、温度検出部１３から加熱制御部１０に対しては、サーミスタからの庫内温度情報、赤外線温度センサからの温度検出情報、およびＩＲサーミスタからの環境温度情報が入力される構成である。

実施の形態１の電子レンジには、操作部４において入力された被加熱物の種類や調理条件等を示す各種情報が加熱制御部１０に入力されて、マイクロ波を発生する高周波発生部１１が制御され、加熱室５内の食品が設定された調理条件等に従って加熱調理される。

高周波発生部１１において発生したマイクロ波は、マイクロ波供給部１２において、導波管を介して回転アンテナ等のマイクロ波放射手段により加熱室５の内部に放射される構成を有している。マイクロ波放射手段は、被加熱物配置可能領域となる加熱室５の底面の下方に配設されており、加熱室５の底面にある被加熱物配置可能領域において食品を所望の状態に誘電加熱する。なお、実施の形態１においては、加熱室５の内部にマイクロ波を供給する回転アンテナ等のマイクロ波供給部１２を底面側に設けた例で説明するが、本発明においてはこの構成に限定されるものではなく、加熱室の天面側、側面側等のいずれに配設してもよく、また個数を１つに限定するものでもない。なお、実施の形態１の電子レンジにおいて被加熱物配置可能領域は、加熱室５の底面の全面ではなく、底面の中央部分に表示して示しており、外縁部分が除かれている。

本体１の内部において被加熱物である食品を収納する加熱室５は、左右側面、天面、底面、奥面の５面と、前面側の開口に設けられたドア２とで区画されて構成されている。なお、実施の形態１の電子レンジにおいて、加熱室５の開口側を前面側（ユーザ側）、奥面側を背面側、天面側を上側、底面側を下側とし、加熱室５を前面側から見て、右側の側面を右側面、左側の側面を左側面という。

なお、実施の形態１の電子レンジにおいては、誘電加熱の他に、ヒータにより放射と伝導により被加熱物である食品を直接加熱するグリル調理に使用するグリル皿と、ヒータにより加熱室５の内部の庫内温度を上昇させて食品を加熱調理するオーブン調理に使用するオーブン皿（角皿）と、が用いられるように構成されている。したがって、グリル皿やオーブン皿等の各皿を支持するために、加熱室５の側面である右側面と左側面には、上面が水平面であり前後方向に水平に延びた支持突起が、複数段（実施の形態１においては３段）設けられており、被加熱物である食品を載置する各皿を調理加熱に最適な位置に設置可能な構成となっている。

前述のように、実施の形態１の電子レンジの温度検出部１３として、被加熱物である食品の温度を検知するための赤外線温度センサ６が設けられている。温度検出部１３における赤外線温度センサ６は、加熱室５を構成する右側面の上部に形成された開口５ａを通して加熱室５の内部の被加熱物である食品の温度を検出できるよう構成されている。赤外線温度センサ６は、１列に８個の赤外線検出素子を並べ（１×８眼）、それらの赤外線検出素子を８列に並べて（８×８眼）、二次元状のマトリクス状に配列された合計６４個の赤外線検出素子により構成されている。この赤外線温度センサ６を用いることにより、加熱室５の内部における被加熱物が配置される領域である被加熱物配置可能領域の全面が６４個に分割されて、６４眼の赤外線温度センサ６の温度検出領域として隈無く温度検知できる構成となっている。

図４は実施の形態１の電子レンジにおいてドア２を開成した状態を示す正面図であり、加熱室５の内部に赤外線温度センサ６からの赤外線が放射されている状態を模式的に示している。図５は実施の形態１の電子レンジにおいてドア２を開成した状態において、加熱室５の内部を側面から見た断面図である。図５においても、赤外線温度センサ６からの赤外線が加熱室５の内部に放射されている状態を模式的に示している。

図４および図５に示すように、誘電加熱される被加熱物が配置される加熱室５の底面において、被加熱物配置可能領域の全面が赤外線温度センサ６の検知視野の中に含まれている。被加熱物配置可能領域は６４の領域に区分されており、それぞれの領域が各赤外線検出素子により温度検知される温度検出領域となっている。このため、実施の形態１の電子レンジにおいて、誘電加熱のために被加熱物である食品が加熱室５の被加熱物配置可能領域に載置されて、調理動作が開始されたとき、被加熱物配置可能領域の全面における温度検知動作を同時に行うことができる。すなわち、実施の形態１の電子レンジにおいては、６４区分された被加熱物配置可能領域のそれぞれの領域の温度を瞬時に検知することが可能な構成である。図６は、実施の形態１の電子レンジにおいて加熱室５の底面における被加熱物配置可能領域の全面を示す平面断面図であり、ドア２を取り外した状態を示している。図６に示すように、加熱室５の底面における被加熱物配置可能領域の全面が６４区分の領域に分けられており、それぞれの領域が赤外線温度センサ６におけるそれぞれの赤外線検出素子により同時に温度検知される温度検出領域である。

上記のように、実施の形態１の電子レンジにおいては、温度検出部である赤外線温度センサ６における複数の赤外線検出素子が二次元状に配置されており、加熱室の底面にある被加熱物配置可能領域の全面が複数の領域に区分されている。したがって、被加熱物配置可能領域におけるそれぞれの区分は、それぞれの赤外線検出素子の温度検出領域となるよう構成されている。

実施の形態１の電子レンジにおいて、赤外線温度センサ６は加熱室５の右側面上部の裏面側の本体１の内部に設けられており、加熱室５の右側面上部の開口５ａを通して加熱室５の内部の温度検出を行っている。赤外線温度センサ６における検知部のレンズは、温度検出領域を変更できるように移動（回動）できる構成を有している。したがって、調理条件に応じて赤外線温度センサ６の温度検出領域を変更できるように構成されている。例えば、誘電加熱の調理条件においては、加熱室５の底面が被加熱物配置可能領域となるため、その底面の位置が赤外線温度センサ６の温度検出領域となるように、赤外線温度センサ６のレンズの位置を移動させる。また、例えば、ヒータを使用し、グリル皿を用いた調理条件においては、そのグリル皿が配置された位置が被加熱物配置可能領域となり、赤外線温度センサ６の温度検出領域となる。このように、実施の形態１における赤外線温度センサ６は、被加熱物配置可能領域に応じて赤外線温度センサ６の温度検出領域を加熱室５の上下方向へ移動させる縦振り動作を行っている。したがって、赤外線温度センサ６は加熱室５の内部における上下方向の検知視野を持つように構成されている。

実施の形態１の電子レンジにおいて、赤外線温度センサ６における検知部のレンズは、温度検出動作を行っているとき（温度検出状態）、加熱室５の右側面上部の開口５ａに向くよう構成されている。一方、赤外線温度センサ６が温度検出動作を行っていないとき（待機状態）、検知部のレンズは開口５ａから外れて下方を向く待機位置となるよう構成されている。このように赤外線温度センサ６のレンズを開口５ａから外れて下方を向くように構成されているため、レンズ表面が加熱室５から汚染される状況を少なくできる構成となる。また、検知部のレンズが下方に向いているとき、検知部における検出回路基板を含む検知部が冷却風に当たり冷却されるよう構成されている。このため、レンズのくもりを抑制・解消するとともに、検出回路基板とレンズが冷却されるため正しい温度の検出が可能となる。

なお、赤外線温度センサ６における検知部を冷却する冷却風は、マイクロ波を発生する高周波発生部１１のための冷却風を利用しており、冷却ダクトにより赤外線温度センサ６に対してレンズを含めて下方から吹き付けるよう構成されている。

また、温度検出部１３における庫内温度を検出する温度センサ（例えば、サーミスタ）および被加熱物配置可能領域の温度を検出する赤外線温度センサが、異常な温度を検出したときには、加熱制御部１０は瞬時に高周波発生部１１の動作を停止するよう構成されている。

[簡単調理]
次に、上記のように構成された実施の形態１の電子レンジにおいて、被加熱物である食品の重量を予め正確に測定することなく、所望の調理を短時間に、且つ容易に調理することができる簡単調理について、具体的な料理を例示して説明する。

具体的な簡単調理として簡単煮物の調理コースを例示として説明する。一般的な煮物とは、食品を水または出し汁と調味料とともに長時間加熱する料理であり、食品を水または出し汁により柔らかくする料理である。したがって、煮物料理の加熱温度は略１００℃である。このような煮物料理における加熱時間は、食品の質と大きさにより大きく異なっており、調理人の経験に因るところが大きなものである。このような煮物料理においては、電子レンジの誘電加熱を用いることにより、食品を短時間で柔らかくし、煮汁を熱くして簡単に煮物料理を完成させることができる簡単煮物という料理方法がある。従来の電子レンジにおいては、簡単煮物を完成させるために、ユーザが食品の重量に応じて電子レンジの加熱時間を設定する必要がある。このため、ユーザは、食品の正確な重量を測定し、レシピやユーザの経験値に基づいて加熱時間の設定を行っていた。

実施の形態１の電子レンジにおいては、食品の重量を正確に測定することなく、食品とともに最低限の少ない煮汁を容器に入れてラップし、加熱室５の内部に配置し、調理メニューを選ぶという簡単な調理条件を設定して、調理を開始するだけで、所望の煮物料理を完成させることができるものである。

以下、実施の形態１の電子レンジを用いて簡単調理である簡単煮物の調理動作について説明する。

煮物料理における食品の野菜としては、ごぼう、じゃがいも、れんこん、大根、にんじん、さつまいも、長いも等の「根菜」と、小松菜、ほうれん草、キャベツ、かぼちゃ、トマト、ブロッコリー、カリフラワー等の「葉果菜」との２つに区分される。また、煮物料理には食品として牛肉、豚肉等の「肉」が用いられている。

本発明の発明者は、実験により、簡単煮物において、被加熱物として「根菜」と「葉果菜」を誘電加熱により加熱調理したとき、所定温度（例えば、６５℃）への到達時間が「根菜」と「葉果菜」で大きく異なり、また食品の分量に応じて到達時間が比例関係を有することを知見した。

所定温度への到達時間を検出する際において、所定温度を６５℃とした理由は、被加熱物配置可能領域における全面の温度を検知する温度検出手段として赤外線温度センサ（ＩＲ温度センサ）を用いており、赤外線温度センサが１００℃以上の温度を精度高く検出できないことと、簡単煮物の煮物料理が１００℃以上で追加加熱が必要であるためである。すなわち、赤外線温度センサを用いて追加加熱の終了時点を検出して、加熱制御できないためである。したがって、赤外線温度センサを用いて簡単煮物の終了時間を決定するためには、被加熱物の温度が１００℃に到達する前の段階でそのときの温度上昇状態から終了時間を決定する必要がある。

しかしながら、従来の赤外線温度センサを用いて簡単煮物の追加時間を決定する場合には、例えばライン状に配置された赤外線温度センサを首振り動作を行って被加熱物配置可能領域における全面の温度を検知する必要があった。このため、被加熱物配置可能領域の全面の温度を検知するためには、時間的な遅れが生じ、その全面における正確な温度検知が不可能であった。

実施の形態１の電子レンジにおいては、二次元状に配置された複数の赤外線検出素子を用いて、所定時間毎（例えば、１秒毎）に被加熱物配置可能領域の全面の温度を一度に検出する構成である。このため、実施の形態１の電子レンジの構成においては、被加熱物配置可能領域の全面の正確なリアルな温度検知が可能となるとともに、追加加熱の正確な時間の算出できる。この結果、実施の形態１の電子レンジの構成においては、過加熱の心配がなくなり、省エネルギーの加熱調理が可能となり、簡単煮物に適用した場合には過加熱がなくなるため、野菜等の被加熱物におけるビタミンが壊れることが防止され、被加熱物との相性のよい調理器具となる。

なお、実施の形態１の電子レンジにおいては、所定温度を６５℃として説明するが、これは、赤外線温度センサが１００℃以上の温度を精度高く検出できないことと、１００℃に近い温度がセンサの検出限界であり、また蒸気の発生により正確な温度検出が困難であるためである。したがって、本発明においては、所定温度として６５℃に限定されるものではなく、赤外線温度センサが正確に温度検出できる温度であれば良く、例えば、５０℃〜１００℃の範囲の好ましい温度であればよい。

図７は、各煮物料理における所定温度（６５℃）への到達時間である検知時間（ＤＴ）と、各煮物料理の検知された分量に応じた追加加熱時間（ＡＴ）との関係を示している。図７において、横軸が検知時間（ＤＴ）[秒]を示しており、縦軸が検知時間（ＤＴ）に追加される追加加熱時間（ＡＴ）[秒]を示している。したがって、各煮物料理において検知時間（ＤＴ）と追加加熱時間（ＡＴ）の合計が調理時間（ＣＴ）である。図７において、白い四角□が示す煮物料理の食品は「根菜」であり、黒い四角■が示す煮物料理の食品は「根菜」と「肉」（以下、「根菜＋肉」という）である。また、図７において、白い三角△が示す煮物料理の食品は「葉果菜」であり、黒い三角▲が示す煮物料理の食品は「葉果菜」と「肉」（以下、「葉果菜＋肉」という）である。

発明者は、簡単煮物のそれぞれの食品において、分量が多くなるにしたがって所定温度（６５℃）への到達時間である検知時間（ＤＴ）が長くなり、食品の分量と検知時間（ＤＴ）との関係が略比例関係を有することを見出した。また、簡単煮物においては、食品の分量が多くなるにしたがって、追加加熱時間（ＡＴ）も長くなり、食品の分量と追加加熱時間（ＡＴ）との関係も比例関係を有することを見出した。発明者はこれらの知見に基づいて、図７に示すように、簡単煮物において、それぞれの食品における追加加熱時間（ＡＴ）を算出する一次方程式を作成した。

図７において、例えば、実線で示す直線は食品が「根菜」である簡単煮物における追加加熱時間（ＡＴ）を算出するための一次方程式を示す直線である。図７に示すように、食品が「根菜」である簡単煮物（白い四角□）において、食品の分量が多くなるにしたがって検知時間（ＤＴ）が長くなっている。また、食品が「根菜＋肉」、「葉果菜」、「葉果菜＋肉」等においても同様の実験結果を得た。したがって、それらの実験結果に基づいて、追加加熱時間（ＡＴ）と検知時間（ＤＴ）を未知数とする下記式（１）の一次方程式を作成している。

式（１）において、（Ｋｎ）と（Ｂｎ）は簡単煮物の食品が特定されることにより決まる定数であり、ｎ（ｎ＝１，２，３，・・・）は食品が異なることを示している。したがあって、この一次方程式において、（Ｋｎ）が図７に示す各直線の一次方程式の傾きであり、（Ｂｎ）は検知時間が０のときの追加加熱時間である。

図７において、食品が「根菜」における追加加熱時間（ＡＴ）を算出する一次方程式を実線で示しており、（ＡＴ）＝（Ｋ１）×（ＤＴ）＋（Ｂ１）である。また、食品が「葉果菜」における追加加熱時間（ＡＴ）を算出する一次方程式を一点鎖線で示しており、（ＡＴ）＝（Ｋ３）×（ＤＴ）＋（Ｂ３）である。食品が「葉果菜」の場合の追加加熱時間（ＡＴ）を算出する一次方程式の傾きは、実線で示した「根菜」の場合の追加加熱時間を算出する一次方程式の傾きより小さくなっており、同じ分量でも「葉果菜」の場合は追加加熱時間が短くなる。

なお、食品が「根菜＋肉」における追加加熱時間（ＡＴ）を算出する一次方程式は、実線で示した「根菜」の場合より同じ分量でも追加加熱時間が長くなるよう設定されており、破線で示す（ＡＴ）＝（Ｋ２）×（ＤＴ）＋（Ｂ２）である。同様に、食品が「葉果菜＋肉」における追加加熱時間（ＡＴ）を算出する一次方程式は、一点鎖線で示した「葉果菜」の場合より同じ分量でも追加加熱時間が長くなるよう設定されており、二点鎖線で示す（ＡＴ）＝（Ｋ４）×（ＤＴ）＋（Ｂ４）である。

実施の形態１の電子レンジにおいて、食品が「根菜」または「葉果菜」の場合にはそれぞれのコースにおいて「標準コース」とし、食品が「根菜＋肉」または「葉果菜＋肉」の場合にはそれぞれのコースにおいて「強めコース」が選択されるよう設定されている。
なお、「強めコース」の選択については、ユーザの好みに応じて調理条件において設定することも可能である。

図８および図９は、実施の形態１の電子レンジを用いて簡単調理である簡単煮物の調理動作を行うフローチャートである。図８は簡単煮物の調理動作の前半部分であり設定された調理条件に基づく動作を示している。図９は簡単煮物の調理動作の後半部分であり、被加熱物である食品の分量に応じて追加加熱時間を決定し、実行する動作を示している。

先ず初めに、ユーザは当該電子レンジに対して操作部４において調理条件等を設定する。このとき、ユーザは操作部４のタッチ画面に表示されている各種情報（メニュー情報、メニュー番号、メニュー写真、加熱温度、加熱時間、使用する付属品と加熱位置等）の中から画面を操作を行い、目的のメニューを選択する。以下の調理動作においては、ユーザがメニュー情報の中から簡単煮物を選択し、食材（「根菜」、「根菜＋肉」、「葉果菜」または「葉果菜＋肉」）を特定した場合について説明する（ステップ１０１）。

ユーザが操作部４に設けられているスタートボタンを押圧操作することにより簡単煮物の調理動作が開始される（ステップ１０２）。ユーザがメニュー情報の中から簡単煮物を選択した場合には、被加熱物である食品が「根菜」または「葉果菜」であるか、またそれぞれの中に「肉」を含むものであるかの選択を行う。なお、ユーザの好みに応じて加熱時間を設定したり、食品に「肉」が含まれないものでも「肉」を含む食品と同じ「強めコース」を設定することも可能である。以下の簡単煮物の調理動作は通常の調理動作のフローについて説明する。

通常の簡単煮物が選択されている場合には、予め設定された出力（例えば、６００Ｗ）の誘電加熱動作が実行される。なお、加熱室５の内部において誘電加熱する簡単煮物の分量としては、最大４〜５人分までの食品であり、実施の形態１の電子レンジにおいては被加熱物の食品の正確な重量を測定する必要がない構成である。実施の形態１の電子レンジにおいては、食品の重量としては１００ｇ〜５００ｇの範囲内の食品を被加熱物と設定している。

ステップ１０３においては、加熱室５の内部の被加熱物である食品が「根菜」か否かが調理条件に基づいて決定され、「根菜」であれば「根菜」の「標準コース」か否かが判断される（ステップ１０４）。「根菜」が「肉」を含まない簡単煮物であれば、図７に示したように、検知時間（ＤＴ）と追加加熱時間（ＡＴ）との関係を示す特定された一次方程式の定数である（Ｋ１）および（Ｂ１）が記憶される（ステップ１０５）。

一方、ステップ１０４において「根菜」が「肉」を含む「根菜＋肉」であれば、ステップ１０６に移行し、「強めコース」が選択される。なお、ユーザの好みにより、予め「強めコース」が選択されている場合にもこのステップ１０６に移行する。そして、ステップ１０７において、検知時間（ＤＴ）と追加加熱時間（ＡＴ）との関係を示す特定された一次方程式における定数（Ｋ２）および（Ｂ２）が記憶される。

ステップ１０３において被加熱物である食品が調理条件に基づいて「葉果菜」と決定されると、「葉果菜」の簡単煮物の調理動作が実行される。ステップ１０９において、「葉果菜」が「肉」を含まない簡単煮物であれば、検知時間（ＤＴ）と追加加熱時間（ＡＴ）との関係を示す特定された一次方程式における定数（Ｋ３）および（Ｂ３）が記憶される（ステップ１１０）。

一方、ステップ１０９において「葉果菜」が「肉」を含む「葉果菜＋肉」であれば、ステップ１１１に移行し、「強めコース」が選択される。なお、ユーザの好みにより、予め「強めコース」が選択されている場合にもこのステップ１１１に移行する。そして、ステップ１１２において、検知時間（ＤＴ）と追加加熱時間（ＡＴ）との関係を示す特定された一次方程式における定数（Ｋ４）および（Ｂ４）が記憶される。

次に、図９を用いて、被加熱物である食品の分量に応じて追加加熱時間を決定し、実行する動作について説明する。

図９に示す動作は、図８において示したステップ１０５，１０７，１１０，１１２から移行した動作であり、同じ動作が実行される。ステップ２０１においては、赤外線温度センサ６の各赤外線検出素子からの各温度検出領域の温度検出情報における最高温度が所定温度、例えば、６５℃以上になったときを検出する。ステップ２０２においては、その温度検出情報に基づいて所定温度（６５℃）に到達した時間である検知時間（ＤＴ）を記憶する。

記憶された検知時間（ＤＴ）および、図８に示したステップ１０５，１０７，１１０，１１２において記憶したそれぞれの定数（Ｋｎ）および（Ｂｎ）に基づいて、前述の式（１）により追加加熱時間（ＡＴ）を算出する（ステップ２０３）。

算出された追加加熱時間（ＡＴ）がそれぞれの調理動作において実行されて、追加加熱時間（ＡＴ）を含む調理時間の終了を検知したとき、高周波発生部の出力を停止し、それぞれの調理動作は終了する。

以上のように、実施の形態１の高周波加熱装置である電子レンジにおいては、被加熱物である食品の重量を正確に測定することなく、被加熱物配置可能領域の温度を同時に、且つ常時測定することにより、被加熱物である食品の分量を判定して、所望の調理を短時間に、容易に行うことができる。

実施の形態１の電子レンジにおいては、二次元状の８×８のマトリクス状に配置された６４個の赤外線検出素子を備えた赤外線温度センサ６を用いて、被加熱物である食品が載置される被加熱物配置可能領域の全面である加熱室５の底面が同時に温度検出される構成である。このため、食品が加熱室５の底面における被加熱物配置可能領域のいずれの領域に配置されたとしても、食品の温度を正確に測定できると共に、加熱室５の底面における被加熱物配置可能領域のいずれの領域が同じ時点で最高温度を示しているかを検知することができる。したがって、実施の形態１の電子レンジにおいては、前述のような簡単調理の簡単煮物を調理する場合、被加熱物配置可能領域の全面における温度上昇速度を同時に検出して、食品の分量検知を正確に行うことが可能となる。

なお、実施の形態１の電子レンジにおいては、二次元状のマトリクス状に配置された複数の赤外線検出素子を有する赤外線温度センサを設けて、加熱室における被加熱物配置可能領域の全面の温度を同時に検知する構成について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、加熱室内における被加熱物配置可能領域の全面の温度が同時に検知できる構成であればよい。例えば、複数の赤外線検出素子が、円環状に並んだ構成や、渦巻き状に並んだ構成により、加熱室における被加熱物配置可能領域の全面の温度を同時に検知する構成としてもよい。

実施の形態１の電子レンジにおいては、赤外線温度センサ６の各赤外線検出素子が検出した各領域の検出温度において、最高温度を示した領域の温度を用いて、その領域の温度が所定温度（例えば、６５℃）以上になった時点を検知し、その検知された検知時間に基づいて被加熱物である食品の分量を判定する構成で説明した。しかし、本発明においては、被加熱物配置可能領域を同時に検知できる複数の赤外線検出素子を備えた赤外線温度センサを用いて構成されているため、加熱室５の底面における被加熱物配置可能領域において検知された複数の領域の温度状態に基づいて、被加熱物の大きさおよび分量を判定して、調理時間を設定するよう構成してもよい。

また、本発明の高周波加熱装置においては、電子レンジを用いて簡単調理として簡単煮物を例示して説明したが、本発明における調理としては簡単煮物に限定されるものではなく、他のメニューの料理においても同様の技術思想に基づいて予め重量を正確に測定することなく、被加熱物配置可能領域の温度を同時に、且つ常時測定することにより、被加熱物である食品の分量を判定して、所望の調理を短時間に、容易に行うことができる構成とすることができる。

本発明をある程度の詳細さをもって実施の形態において説明したが、実施の形態の開示内容は構成の細部において変化してしかるべきものであり、実施の形態における各要素の組合せや順序等の変化は請求された本発明の範囲及び思想を逸脱することなく実現し得るものである。

本発明の高周波加熱装置は、被加熱物の重量を予め正確に測定することなく、所望の調理を短時間に、且つ容易に調理することができるため、例えば、家庭用の電子レンジにおいては使い勝手がよく、有用である。

１ 本体
２ ドア
３ 把手
４ 操作部
５ 加熱室
６ 赤外線温度センサ
１０ 加熱制御部
１１ 高周波発生部
１２ マイクロ波供給部
１３ 温度検出部

Claims (9)

1. 被加熱物が載置される被加熱物配置可能領域を有する加熱室と、
   前記被加熱物の種類および調理内容を示す調理条件を入力するための操作部と、
   マイクロ波を発生する高周波発生部と、
   前記高周波発生部のマイクロ波を前記加熱室に供給するマイクロ波供給部と、
   前記被加熱物配置可能領域の全面を分割して複数の温度検出領域とする複数の赤外線検出素子を有し、前記複数の赤外線検出素子が前記複数の温度検出領域における各温度検出情報を同時に検出し出力する温度検出部と、
   前記温度検出部からの前記各温度検出情報と前記調理条件とに基づいて前記被加熱物の分量を判定し、判定された分量に応じて調理時間の終了時間を算出する加熱制御部と、を備えており、
   前記加熱制御部は、前記温度検出部により検出した複数の温度検出領域において、所定の温度を超えたときの温度検出情報に基づいて、所定の温度を超えた後の追加加熱時間を決定し、調理時間の終了時間を算出するよう構成した高周波加熱装置。
2. 前記加熱制御部は、前記調理条件に応じて異なる調理時間の終了時間を算出するための複数の一次方程式を予め保持し、前記操作部に入力された前記調理条件に基づいて前記調理時間の終了時間を算出するための特定の一次方程式を選択するよう構成されており、
   前記加熱制御部は、前記調理時間の終了時間を、前記温度検出部からの前記温度検出情報において、前記複数の温度検出領域における温度が所定温度に到達した時間を検知時間として未知数に入力した前記特定の一次方程式の解として算出するよう構成した請求項１に記載の高周波加熱装置。
3. 前記操作部に入力される調理条件において、調理内容が「簡単煮物」を含み、前記被加熱物の種類が「根菜」と「葉果菜」を含んでおり、前記操作部において前記調理条件として前記「簡単煮物」における前記「根菜」または前記「葉果菜」が入力されたとき、前記加熱制御部は、調理時間から前記検知時間（ＤＴ）を差し引いた追加加熱時間を（ＡＴ）として、かつ定数（Ｋｎ）および（Ｂｎ）とし、（ＡＴ）＝（Ｋｎ）×（ＤＴ）＋（Ｂｎ）で示す特定の一次方程式を記憶するよう構成されており、
   記憶される前記「根菜」のための前記特定の一次方程式と前記「葉果菜」のための前記特定の一次方程式において、それぞれの前記定数（Ｋｎ）および（Ｂｎ）が異なるように設定された請求項２に記載の高周波加熱装置。
4. 前記操作部に入力される調理条件において、前記被加熱物の種類が「根菜＋肉」と「葉果菜＋肉」さらに含んでおり、
   前記「根菜＋肉」のための前記特定の一次方程式における前記定数（Ｋｎ）および（Ｂｎ）が前記「根菜」のための前記特定の一次方程式における前記定数（Ｋｎ）および（Ｂｎ）に比べて前記追加加熱時間が長くなるよう設定され、
   前記「葉果菜＋肉」のための前記特定の一次方程式における前記定数（Ｋｎ）および（Ｂｎ）が前記「葉果菜」のための前記特定の一次方程式における前記定数（Ｋｎ）および（Ｂｎ）に比べて前記追加加熱時間が長くなるよう設定された請求項３に記載の高周波加熱装置。
5. 前記温度検出部において前記複数の赤外線検出素子が二次元状に配置されており、前記加熱室の底面にある前記被加熱物配置可能領域の全面が複数の領域に区分されて、それぞれの区分が前記複数の赤外線検出素子におけるそれぞれの赤外線検出素子の温度検出領域となるよう構成された請求項４に記載の高周波加熱装置。
6. 前記加熱制御部は、前記温度検出部が検出した前記複数の温度検出領域における複数の温度検出情報において、前記所定温度まで到達した時間が最も早い時間を温度検出情報として、当該温度検出情報と前記調理条件とに基づいて前記被加熱物の分量を判定し、判定された分量に応じて調理時間の終了時間を算出するよう構成した請求項５に記載の高周波加熱装置。
7. 前記操作部に入力される調理条件として「簡単煮物」の調理コースを含み、
   前記加熱制御部が、「簡単煮物」の調理コースの追加加熱時間を決定し、調理時間の終了時間を算出するよう構成した請求項１に記載の高周波加熱装置。
8. 前記操作部に入力される調理条件として「簡単煮物」において「根菜」と「葉果菜」の各調理コースを含み、
   前記加熱制御部が、「根菜」の調理コースと「葉果菜」の調理コースの追加加熱時間が異なるように決定し、調理時間の終了時間を算出するよう構成した請求項１に記載の高周波加熱装置。
9. 前記操作部に入力される調理条件として「簡単煮物」において「根菜」と「根菜＋肉」と「葉果菜」と「葉果菜＋肉」の各調理コースを含み、
   前記加熱制御部は、「根菜＋肉」の調理コースの追加加熱時間が「根菜」の調理コースの追加加熱時間より長くなるように決定し、「葉果菜＋肉」の調理コースの追加加熱時間が「葉果菜」の調理コースの追加加熱時間より長くなるように決定するよう構成した請求項１に記載の高周波加熱装置。

Images