JP2758704B2 - 電子レンジ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、マイクロ波源が付勢されているか否かを
判断し、マイクロ波源の異常を検知して使用者に報知す
る電子レンジに関するものである。

＜従来の技術＞ 第５図は従来の電子レンジの典型的な一例を示すブロ
ック図である。

第５図を参照して、従来の電子レンジは交流電源12に
結合され交流電源12の電源波形の半波ごとにマイクロ波
を発生するマイクロ波源14とマイクロ波源14よりマイク
ロ波がその内部に案内されて、食品に対する誘電加熱が
行なわれるオーブン16、オーブン16内の湿度を検出して
湿度信号を発生する湿度信号発生装置18と、交流電源12
に結合されて、電源波形の１サイクルごとに所定の位相
でタイミング信号を発生するタイミング信号発生手段20
と、タイミング信号に応答して湿度信号をサンプリング
し、サンプリングされた値に基づいてマイクロ波発生源
14の動作を制御するマイクロ波発生源制御手段22とを含
む。湿度信号発生装置18は、たとえばオーブン内の湿度
を検知して微弱な信号を発生する湿度センサと、湿度セ
ンサの発生する信号の電圧変化をたとえば約200倍に増
幅するための増幅器とを含む。

第５図を参照して従来の電子レンジの動作が説明され
る。

交流電源12は、第６図（ａ）に示される波形を有する
交流電流をマイクロ波発生源14およびタイミング信号発
生手段20に供給する。マイクロ波発生源14は、電源波形
の半波の期間（第６図（ａ）のａで示される期間）に、
マイクロ波を発生する。オーブン16内の食品はマイクロ
波により加熱されて、水蒸気を発生する。湿度センサは
この水蒸気を検出して微弱な信号を発生する。この信号
は増幅器により増幅される。但し、マイクロ波発生源14
がマイクロ波を発生している期間は、湿度センサはマイ
クロ波の影響を受ける。そのため湿度信号発生装置18か
ら得られる湿度信号の波形は第６図（ｂ）に示されたよ
うになる。すなち、第６図（ａ）のａで示される期間に
は、湿度信号の波形はマイクロ波の影響により乱れる。
タイミング信号発生手段20は、マイクロ波発生源14がマ
イクロ波を発生していない期間（第６図（ａ）において
ｂで示される期間）に、タイミング信号を発生する。こ
のタイミング信号の波形は第６図（ｃ）に示される。マ
イクロ波発生源制御手段22は、タイミング信号に応答し
て湿度信号のサンプリングを行なう。マイクロ波発生源
制御手段22は、サンプリングされた湿度信号の値に基づ
き、マイクロ波発生源のオン・オフ等、いわゆる自動調
理のための処理を行なう。

第７図はマイクロコンピュータを用いた電子レンジの
一例の要部回路図である。

第７図を参照してこの回路は、交流電源12に１次コイ
ルが接続され、２次コイル側のマイクロ波発生源（図示
せず）に高圧電源を供給するための高圧トランス24と、
交流電源12に１次コイルが接続され、低電圧の交流を作
り出すための電源トランス26と、湿度センサ28と、湿度
センサ28からの信号を増幅するための増幅器30と、マイ
クロ波発生制御手段とタイミング信号発生手段としての
機能をプログラムにより果たすマイクロコンピュータ32
と、マイクロコンピュータ32に供給する直流電流とマイ
クロコンピュータ32の動作の規準値を定める外部割込信
号64とを作り出すための整流回路34と、整流回路34から
出力される全波整流された電流を安定した直流電流にす
るためのコンデンサ36と安定器38とを含む。整流回路34
の電源トランス26に接続された一方端子は、マイクロコ
ンピュータ32の外部割込端子INTに接続される。増幅器3
0の出力はマイクロコンピュータのアドレス線AD₀、AD₁
に接続される。

交流電源12により供給される交流電流は、高圧トラン
ス24で昇圧されてマイクロ波発生源に与えられる。交流
電源12により供給される交流電流または、電源トランス
26で降圧される。降圧された交流電流は、整流回路34で
全波整流され、負波のときも正波と同じ向きの波形を有
する電流に変換される。変換された電流はコンデンサ36
と安定器38とにより安定した直流電源に変換され、マイ
クロコンピュータ32に供給される。

また整流回路34の一端子からは、交流電流の負波のみ
を取出した外部割込信号64が出力されマイクロコンピュ
ータ32の外部割込端子INTに入力される。湿度センサ28
はオーブン内の湿度を検出して微弱な信号を出力する。
増幅器30はこの微弱な信号の電圧変化を約200倍に増幅
して湿度信号を作り出し、マイクロコンピュータ32に入
力する。マイクロコンピュータ32は、外部割込信号が発
生した時点を基準にしてタイマを起動し、予め定める時
間の後のマイクロ波が発生されていないときに湿度信号
をサンプリングする。

マイクロコンピュータ32は、サンプリングされた湿度
信号に基づき、マイクロ波発生源を制御する。

＜発明が解決しようとする課題＞ 上述の従来の電子レンジには、以下に述べる問題点が
ある。

マイクロ波が何らかの原因により付勢されなくなって
も、それを検出して使用者に異常を知らせることができ
なかった。（ただし、業務用電子レンジのようにマグネ
トロンが２管もあり、半波づつ付勢しているモデルで
は、一方のマグネトロンが動作しなくても加熱され、異
常に気付きにくいため、高価な検出装置を使用してい
る。） 又、加熱中以外の状態でマイクロ波が何らかの原因に
より付勢されていても、それを検出して使用者に異常を
知らせることができなかった。

そこで、新たな装置を用いることがなく、安価にマイ
クロ波源の付勢の異常を使用者に知らせることのできる
電子レンジを提供する事である。

＜課題を解決するための手段＞ この発明にかかる電子レンジは、交流電源に接続さ
れ、交流電源の交流の各サイクルの中の一方側サイクル
ごとにマイクロ波源に電力を付勢するマイクロ波源駆動
回路と、前記マイクロ波源よりマイクロ波が案内されて
誘電加熱が行われるオーブンと、前記オーブン内の湿度
を検出して湿度信号を発生する手段と、前記交流電源の
１サイクルごとに発生される相互に位相が異なる第１の
組および第２の組のタイミング信号を発生するタイミン
グ信号発生手段と、前記第１の組のタイミング信号およ
び第２の組のタイミング信号に応答して前記湿度信号を
サンプリングし、前記サンプリング値に基づいて前記マ
イクロ波源が付勢されているか否かを判断するマイクロ
波源付勢判断手段とを具備した電子レンジにおいて、第
１の組および第２の組の両方のタイミングにおいて前記
マイクロ波源が付勢されていない場合は、前記マイクロ
波源又は、前記マイクロ波源駆動回路の異常と判断する
マイクロ波源異常判断手段と、加熱中でない時に前記サ
ンプリングによって前記マイクロ波源が付勢されている
と判断された場合は、前記マイクロ波源駆動回路の故障
と判断するマイクロ波源駆動回路異常判断手段と、前記
両異常判断手段が異常と判断したときに使用者に報知す
る報知手段を備える。

＜作 用＞ 湿度信号は、マイクロ波が発生されている期間には、
マイクロ波の影響によるノイズを含む。タイミング信号
発生手段は、まず第１の組のタイミング信号を発生す
る。第１の組のタイミング信号は、常にマイクロ波と同
じ期間内に発生されているか、常に異なる期間内に発生
されているのかどちらかである。タイミング信号発生手
段は第１の組のタイミング信号に応答して湿度信号をサ
ンプリングする。タイミング信号選択手段はサンプリン
グされた湿度信号がマイクロ波の影響によるノイズを含
むか否か判断し、次にタイミング信号選択手段は第２の
組のタイミング信号に切換えるようにタイミング信号発
生手段に指示しノイズを含むか否かを判断する。ノイズ
がどちらにも含まれていない場合には、マイクロ波が付
勢されていないと判断し、また、加熱中以外にノイズが
含まれている場合にはマイクロ波が付勢されていると判
断し、報知音を鳴らす。

＜実施例＞ 第１図は本発明の一実施例の電子レンジの原理的構成
を示すブロック図である。

第１図を参照してこの電子レンジは、交流電源12に結
合され、交流電源12の電源波形の半波ごとにマイクロ波
を発生するマイクロ波源14とマイクロ波源14によりマイ
クロ波が内部に案内されて、食品に対する誘電加熱が行
なわれるオーブン16と、オーブン16内の湿度を検出して
湿度信号を発生する湿度信号発生装置18と、交流電源12
に結合されて、交流電源12の交流の１サイクルごとに、
相互位相が異なる第１の組のタイミング信号と第２の組
のタイミング信号とを選択的に発生するタイミング信号
発生手段42と、第１の組のタイミング信号に応答し湿度
信号をサンプリングし、サンプリング値について第１の
組のタイミング信号と第２の組のタイミング信号とか
ら、マイクロ波が発生されていない期間に対応する方の
タイミング信号を選択するタイミング信号選択手段44
と、タイミング信号発生手段42により発生されるタイミ
ング信号に応答して湿度信号をサンプリングし、サンプ
リングされた値に基づいてマイクロ波発生源14の動作を
制御する制御回路及びマイクロ波発生源14に電力を付勢
するマイクロ波発生源駆動回路とからなるマイクロ波発
生源制御手段22とを含む。

第１図を参照して電子レンジの動作が説明される。

交流電源12は、第３図（ａ）に示される波形を有する
交流をマイクロ波発生源14およびタイミング信号発生手
段42に供給する。マイクロ波発生源14は、電源波形の半
波の期間（第８図（ａ）のａで示される期間）に、マイ
クロ波を発生する。オーブン16内の食品はマイクロ波に
より加熱されて水蒸気を発生する。湿度信号発生装置18
はこの水蒸気を検出して湿度信号を発生する。但し、マ
イクロ波発生源14がマイクロ波を発生している期間は、
湿度信号はマイクロ波の影響を受ける。そのため湿度信
号発生装置18から得られる湿度信号の波形は、第３図
（ｄ）に示されるようになる。

すなわち、第３図（ａ）のａで示される期間には、湿
度信号の波形はマイクロ波の影響により乱れる。

この電子レンジは、その起動時にまず第１の組のタイ
ミング信号58を発生する。タイミング信号選択手段44
は、第１の組のタイミング信号58に応答して湿度信号を
サンプリングし記憶する。

次にタイミング信号選択手段44は第２の組のタイミン
グ信号を選択すべき旨のタイミング信号選択信号60をタ
イミング信号発生手段42に送る。タイミング信号発生手
段42は、上述の信号を受取ると、第１の組のタイミング
信号の発生をやめ、第２の組のタイミング信号を発生
し、タイミング信号60に応答して湿度信号をサンプリン
グし、マイクロ波が発生されている期間内に発生されて
いるかどうかを判断し、どちらにもマイクロ波が発生さ
れていない場合は報知音により使用者に異常を知らせ
る。

また、加熱中以外にも湿度信号をサンプリングし、マ
イクロ波が発生されているか判断し、マイクロ波が発生
されている場合に報知音により使用者に異常を知らせ
る。

マイクロ波が付勢されているかの判断は、たとえば次
のように行なわれる。仮に第１の組のタイミング信号58
が、マイクロ波が発生されている期間に発生されるもの
とする。このとき、タイミング信号選択手段44によりサ
ンプリングされた湿度信号には、ノイズが混入してい
る。複数回のサンプリングが行なわれた場合、各サンプ
リング値にはそれぞれノイズが含まれている。これらの
ノイズはランダムなものと考えられため、各サンプリン
グ値の差の絶対値は、或る程度の大きさを持ったものと
なり判断できる。

一方、仮に第１の組のタイミング信号58がマイクロ波
の発生されていない期間に発生されているとする。この
場合、タイミング信号選択手段44によりサンプリングさ
れた湿度信号は、オーブン内の湿度を正しく表わしてい
る。複数回のサンプリングが行なわれるとき、各サンプ
リング間の時間間隔は交流電源の交流の１サイクルに等
しく、ごく短い。ごく短い期間内には、オーブン内の湿
度はほとんど変化しないと考えられる。そのためこの場
合、連続する２つのサンプリング値の差はほとんど０に
等しくなる。

そのため、以下のようにしてマイクロ波が付勢されて
いるかどうかが判断できる。まず、或る値を前述の判断
のための基準値として定める。そしてたとえば第１の組
のタイミング信号によるサンプリングを２回連続して実
行する。この２つのサンプリング値の差の絶対値が基準
値より大きければ、第１の組のタイミング信号によるサ
ンプリング時はマイクロ波が付勢されていると判断す
る。この基準値はたとえば実験等により定めてもよい。

第２図は、この発明の一実施例で、かつマイクロコン
ピュータを含む例の構成を表わすブロック図である。

第２図を参照してこの電子レンジは、交流電源12に結
合され、交流の各サイクルの半波ごとにマイクロ波を発
生するマイクロ波発生源14と、交流電源12に接続されて
公知の手段により直流電流を発生する直流電流発生回路
46と、交流電源12に接続されて交流の１サイクルごとに
外部割込信号64を公知手段により発生する外部割込信号
発生手段48と、食品など加熱される物を収容し、マイク
ロ波が内部に案内されて誘電加熱が行なわれるオーブン
16と、オーブン16内の湿度を検出して微弱な信号を発生
する湿度センサ28と、湿度センサ28の出力の電圧変動を
200倍程度に増幅して湿度信号を発生する増幅器30と、
直流電流発生回路46と外部割込信号発生手段48とに接続
され、湿度信号をサンプリングしてサンプリング値に基
づきマイクロ波発生源14を制御するためのマイクロコン
ピュータ50とを含む。マイクロコンピュータ50には、電
子レンジを操作するためのキー等が設けられた操作部52
と、調理の時間、オーブン内の温度などの調理状態を表
示するための表示部54と、調理終了時、異常時等に報知
音を発生するためのスピーカ56とが接続される。マイク
ロコンピュータ50は内蔵するプログラムにより動作し
て、タイミング信号発生手段とタイミング信号選択手段
とマイクロ波発生源制御手段としての機能を実現する。
このプログラムのフローチャートは第４図に示される。
なおこのフローチャートについては後に詳細が説明され
る。

第２図を参照してこの電子レンジの動作が説明され
る。

交流電源12により供給される交流は直流電流発生回路
46によって、マイクロコンピュータ50を駆動するのに適
した電流の直流電流に変換され、マイクロコンピュータ
50に供給される。

交流電源12の交流の波形が第８図（ａ）に示される。

外部割込信号発生手段48は、交流電源12の交流をたと
えば半波整流して第３図（ｂ）に示される波形を有する
外部割込信号を発生し、マイクロコンピュータ50の外部
割込端子INTに入力する。外部割込信号のためマイクロ
コンピュータ50内では、第３図（ａ）に示されるタイミ
ングで外部割込が発生する。この外部割込が、マイクロ
コンピュータによる湿度信号のサンプリングのタイミン
グを決めるための基準値を定める。

交流電源12から、電力を供給されて、マイクロ波発生
源14は交流の各サイクルの半波ごとにマイクロ波を発生
する。この電子レンジにおいてはマイクロ波が発生され
る位相は設計時には時に定められていない。そのため第
３図（ａ）のａで示される期間にマイクロ波が発生され
る第１の場合と、ｂで示される期間にマイクロ波が発生
される第２の場合とどちらにもマイクロ波が発生されな
い場合との３通りが考えられる。マイクロコンピュータ
50は、外部割込の発生を基準時とするタイマにより、第
３図（ｅ）に示される第１の遅延時間t₁と、第３図
（ｇ）に示される第２の遅延時間t₂とを切換えて湿度信
号をサンプリングする。この切換はプログラムにより行
なわれる。

操作員は食品をオーブン16に入れ、操作部52により電
子レンジを起動する。この電子レンジの湿度信号の波形
が、第３図（ｆ）に示されるものであるとする。マイク
ロコンピュータ50は、まず第３図（ｅ）に示される第１
の遅延時間t₁及び第２の遅延時間t₂により湿度信号をサ
ンプリングする。サンプリングされたそれぞれの信号中
にノイズが含まれるかどうかは、前述のように複数回の
サンプリングにより判断できる。この判断もプログラム
により行なわれどちらの信号にもノイズが含まれていな
いと異常を判断し報知音を鳴らす。

また、加熱中以外にも湿度信号をサンプリングし、そ
の信号の中にノイズが含まれていると異常と判断し、報
知音を鳴らす。

第４図はマイクロコンピュータ50により実行されるプ
ログラムのフローチャートである。

第４図を参照してこのプログラムのステップS2におい
ては、変数TOTAL1及び２にゼロが設定される。これは初
期設定のための処理である。さらにステップS3におい
て、外部割込があるまでプログラムの進行は止められ
る。外部割込が起こると、フローはステップS4に進む。
ステップS4では無条件に第１の遅延時間t₁の間、フロー
の進行が止められる。第１の遅延時間t₁の後、湿度信号
に対してA/D変換が行なわれ、ディジタル化された湿度
レベルが変数Ａに設定される。さらに第２の遅延時間t₂
の後、湿度レベルが変数Ｃに設定される。

ステップS6は、ステップS7からステップS11までの繰
返し処理の準備作業である。ステップS6において、ルー
プの制御変数Ｉにゼロが設定される。ステップS7におい
ては、外部割込が起こるまでプログラムの進行が止めら
れる。ステップS8においては、外部割込の直後、第１の
遅延時間t₁だけ無条件に処理が待合わせされる。

その後ステップS9で変数Ａの内容が変数Ｂに保存さ
れ、湿度信号がサンプリングされて湿度レベルが変数Ａ
に設定される。そして、今回得られた湿度レベルと、前
回得られた湿度レベルとの差が変数TOTAL1に加算され
る。さらに遅延時間t₂後同様にTOTAL2に加算される。ス
テップS10で制御変数Ｉと10とが比較される。もしも制
御変数Ｉが10と等しければフローはステップS12に進
み、さもなければフローはステップS7に戻る。

フローがステップS12に進むとき、ステップS7〜S11の
処理により、変数TOTALには連続する２回のサンプリン
グによる湿度レベルの差の絶対値が10回分合計されて格
納されている。

10分間合計されることにより、変数TOTALの内容に含
まれる測定誤差は低減され、ステップS12での判断が正
確となる。

ステップS12においては、変数TOTAL1及び２の内容
と、予め定める或る値ｘとの比較が行なわれる。通常湿
度信号がサンプリングされるのときのA/D変換で、湿度
レベルが2¹⁶＝256段階、すなわち０から255までの各レ
ベルに変換されるものとする。実験から、ｘは概ね10程
度とすれば十分である。もし変数TOTAL1及び２の内容が
共にｘより小であれば、マイクロ波がどちらのタイミン
グにおいても付勢されていないと判断されてステップS1
3に進む。

また、TOTAL1及びTOTAL2の内容のどちらかがｘより大
であればマイクロ波が付勢されていると判断されてステ
ップS14に進む。

ステップS18ではマイクロ波加熱中か判断され、マイ
クロ波加熱中であればマイクロ波が付勢されていない為
報知音を鳴らす。

ステップS14でも、マイクロ波加熱中か判断され、マ
イクロ波加熱中でなければマイクロ波が付勢されている
為報知音を鳴らす。

以上述べられたようにこの実施例においては、マイク
ロ波によって湿度信号に発生するノイズがランダムであ
るということと、ノイズを含まない湿度信号を短期間に
複数回サンプリングした場合の各サンプリング値には強
い相関がある、という事実を利用して、マイクロ波が付
勢されているかどうかを知ることが可能である。

なお、この発明は上述の実施例に限定されない。たと
えば第４図に示されたフローチャートは一例にすぎず、
この発明を実現するためのプログラムは他にも種々考え
られる。

＜発明の効果＞ この発明にかかる電子レンジは、交流電源に接続さ
れ、交流電源の交流の各サイクルの中の一方側サイクル
ごとにマイクロ波源に電力を付勢するマイクロ波源駆動
回路と、前記マイクロ波源よりマイクロ波が案内されて
誘電加熱が行われるオーブンと、前記オーブン内の湿度
を検出して湿度信号を発生する手段と、前記交流電源の
１サイクルごとに発生される相互に位相が異なる第１の
組および第２の組のタイミング信号を発生するタイミン
グ信号発生手段と、前記第１の組のタイミング信号およ
び第２の組のタイミング信号に応答して前記湿度信号を
サンプリングし、前記サンプリング値に基づいて前記マ
イクロ波源が付勢されているか否かを判断するマイクロ
波源付勢判断手段とを具備した電子レンジにおいて、第
１の組および第２の組の両方のタイミングにおいて前記
マイクロ波源が付勢されていない場合は、前記マイクロ
波源又は、前記マイクロ波源駆動回路の異常と判断する
マイクロ波源異常判断手段と、加熱中でない時に前記サ
ンプリングによって前記マイクロ波源が付勢されている
と判断された場合は、前記マイクロ波源駆動回路の故障
と判断するマイクロ波源駆動回路異常判断手段と、前記
両異常判断手段が異常と判断したときに使用者に報知す
る報知手段とを含む。

そのため電子レンジ内で発生されるマイクロ波が、交
流電源の正と負のどちらの半波で付勢されていても、マ
イクロ波加熱中にマイクロ波が付勢されているかどう
か、また、マイクロ波加熱中以外にマイクロ波が付勢さ
れていないかどうかを判断することができる。

したがってユーザーに異常をより早く知らせる事がで
きる。さらに業務用のように２管式の場合にも応用する
事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図であり 第２図は本発明のマイクロコンピュータを使用した実施
例のブロック図であり、 第３図は第２図に示す装置の動作を表わすタイミング図
であり、 第４図は本発明をマイクロコンピュータを用いて実施す
るためのプログラムのフローチャートであり、 第５図は従来の電子レンジのブロック図であり 第６図は従来の装置の動作を表わすタイミング図であ
り、 第７図は従来の装置の略回路ブロック図である。 図中、12は交流電源、14はマイクロ波発生源、16はオー
ブン、18は湿度信号発生装置、22はマイクロ波発生源制
御手段、42はタイミング信号発生手段、44はタイミング
信号選択手段、50はマイクロコンピュータ、58は第１の
タイミング信号、62は選択されたタイミング信号を示
す。 なお、図中同一符号は同一、または相当箇所を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電源に接続され、交流電源の交流の各
   サイクルの中の一方側サイクルごとにマイクロ波源に電
   力を付勢するマイクロ波源駆動回路と、 前記マイクロ波源よりマイクロ波が案内されて誘電加熱
   が行われるオーブンと、 前記オーブン内の湿度を検出して湿度信号を発生する手
   段と、 前記交流電源の１サイクルごとに発生される相互に位相
   が異なる第１の組および第２の組のタイミング信号を発
   生するタイミング信号発生手段と、 前記第１の組のタイミング信号および第２の組のタイミ
   ング信号に応答して前記湿度信号をサンプリングし、前
   記サンプリング値に基づいて前記マイクロ波源が付勢さ
   れているか否かを判断するマイクロ波源付勢判断手段と
   を具備した電子レンジにおいて、 第１の組および第２の組の両方のタイミングにおいて前
   記マイクロ波源が付勢されていない場合は、前記マイク
   ロ波源又は、前記マイクロ波源駆動回路の異常と判断す
   るマイクロ波源異常判断手段と、 加熱中でない時に前記サンプリンクによって前記マイク
   ロ波源が付勢されていると判断された場合は、前記マイ
   クロ波源駆動回路の故障と判断するマイクロ波源駆動回
   路異常判断手段と、 前記両異常判断手段が異常と判断したときに使用者に報
   知する報知手段とを備えたことを特徴とする電子レン
   ジ。