JP6264609B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents

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する場合、特に、冷めた食品、例えばご飯、焼き魚、カレー、肉じゃが等をあたためる場合には、その食品の重さや分量等に応じてユーザの経験値に基づいて加熱時間を設定する必要があった。しかし、ユーザが被加熱物である食品の重量や分量を正確に把握することは困難であり、特に、少量の冷えたご飯を電子レンジを用いてあたためる場合には、過加熱となったり、肉じゃが等の複数の食材を有する食品をあたためる場合においては温度むらが生じたりし、これらの食品を簡単な操作で所望の温度に適切にあたためることは容易なものではなかった。

本発明は、簡単な操作により各種の食品を所望の温度に適切にあたため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、
前記被加熱物に対する調理条件として被加熱物を所定温度にあたためる「あたため動作」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に基づいて前記被加熱物を判定し、前記「あたため動作」を実行するように前記高周波発生部を制御する加熱制御部と、を備えており、
前記加熱制御部は、
前記複数の温度検出領域における前記各温度検出情報における温度に基づいて、前記被加熱物が載置されている温度検出領域を特定し、
特定された温度検出領域において同時に検出された温度検出領域の最高温度と最低温度の温度差が第１の所定値以上の場合に、過去の最高温度と最低温度の温度差を遡って参照し、この過去の温度差が第２の所定値未満の場合に、それ以降最高温度と最低温度の温度差を参照することなく前記被加熱物がご飯であると特定し、前記「あたため動作」を制御するよう構成されている。

本発明によれば、各種の被加熱物に対して簡単な操作により所望の温度に適切にあたためることができる高周波加熱装置を提供することができる。

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は実施の形態１の電子レンジにおける「あたため動作」を示すフローチャートの一部である。 図８は実施の形態１の電子レンジにおける「あたため動作」を示すフローチャートの一部である。 図９は実施の形態１の電子レンジにおける「あたため動作」を示すフローチャートの一部である。 図１０は実施の形態１の電子レンジにおける「あたため動作」を示すフローチャートの一部である。 図１１は実施の形態１の電子レンジにおける「あたため動作」において、各種食品に関する経過時間と（ＭＡＸ−ＭＩＮ差）の温度差との関係を示すグラフである。

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、
前記被加熱物に対する調理条件として被加熱物を所定温度にあたためる「あたため動作」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に基づいて前記被加熱物を判定し、前記「あたため動作」を実行するように前記高周波発生部を制御する加熱制御部と、を備えており、
前記加熱制御部は、前記複数の温度検出領域における前記各温度検出情報における温度に基づいて、前記被加熱物が載置されている温度検出領域を特定し、特定された温度検出領域において同時に検出された温度に基づいて、前記被加熱物に対する前記「あたため動作」を制御するよう構成される。

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、各種の被加熱物を簡単な操作により所望の温度に適切にあたためることができる。

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が、前記被加熱物が載置されていると特定した温度検出領域で同時に検出された温度検出情報おける最高温度と最低温度の温度差に基づいて、前記被加熱物に対する前記「あたため動作」を制御してもよい。

本発明に係る第３の態様の高周波加熱装置においては、前記の第１または第２の態様の前記加熱制御部が、前記被加熱物が載置されていると特定した温度検出領域で同時に検出された温度検出情報における現在と過去の情報に基づいて、前記被加熱物に対する前記「あたため動作」を制御してもよい。

本発明に係る第４の態様の高周波加熱装置は、前記の第１から３の態様において、前記加熱制御部が、被加熱物が載置されていると特定した温度検出領域を示す情報における温度検出領域の数に基づいて、前記被加熱物に対する前記「あたため動作」を制御してもよい。

本発明に係る第５の態様の高周波加熱装置は、前記の第１から４の態様において、前記加熱制御部が、前記温度検出部からの前記各温度検出情報に基づいて、前記被加熱物が単一食材で構成された食品であるか、または複数食材で構成された食品であるかを判定するよう構成されている。

本発明に係る第６の態様の高周波加熱装置は、前記の第１から４の態様において、前記加熱制御部が、前記温度検出部からの前記各温度検出情報に基づいて、前記被加熱物の分量を判定するよう構成されている。

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から４の態様において、前記加熱制御部が、前記温度検出部からの前記各温度検出情報に基づいて、前記被加熱物がご飯であると特定し、当該ご飯の分量を判定して前記「あたため動作」を制御するよう構成されている。

本発明に係る第８の態様の高周波加熱装置は、前記の第２の態様において、前記加熱制御部が、最高温度と最低温度の温度差が第１の所定値以上の場合に、過去の最高温度と最低温度の温度差を遡って参照し、この過去の温度差が第２の所定値以下の場合に、それ以降最高温度と最低温度の温度差を参照することなく前記被加熱物がご飯であると特定し、前記「あたため動作」を制御するように構成されている。

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、ＩＲ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の底面におけ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、底面の外縁部分が除かれた例で説明するが、外縁部分を含むように構成することも可能である。

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の電子レンジにおける温度検出部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個の領域に分割されており、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個に分割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個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分割されている。したがって、被加熱物配置可能領域におけるそれぞれの領域は、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。

[あたため動作]
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を簡単な操作により所望の温度に適切にあたためることができる「あたため動作」について、具体的な例示として、冷めたご飯や、調理済みのおかず等を用いて説明する。なお、実施の形態１の電子レンジにおいては、被加熱物の食品の仕上がり温度はユーザの好みに応じて任意に設定できる構成であるが、以下の説明においては食品の仕上がり温度が７０℃に設定されている場合について説明する。

図７は、実施の形態１の電子レンジにおける「あたため動作」を示すフローチャートである。

実施の形態１の電子レンジにおいて、冷めたご飯、調理済みのおかず、または冷凍食品等の食品を自動で素早く所望の温度にあたためる「あたため動作」は、ユーザが操作部４のスタートボタン（あたため動作開始ボタン）を押圧操作することのみにより開始される。

ステップ１０１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における中央部分に載置された食品は、冷凍／常温判定が行われる。この冷凍／常温判定は、食品が冷凍食品であるか、または常温食品であるかの判定を冷凍判定閾値（温度情報）が用いられて行われる。この冷凍判定閾値としては、赤外線温度センサ６により検出されている６４個に分割された温度検出領域において、食品が載置されることが殆どない特定の領域の温度をプレート温度とし、そのプレート温度をＩＲサーミスタからの環境温度情報に基づいて較正した判定基準温度が用いられる。実施の形態１においては、加熱室５の底面における最外周縁部のコーナの温度検出領域をプレート温度として予め設定している。

したがって、ステップ１０１において、赤外線温度センサ６により検出された食品の温度が冷凍判定閾値より低い温度であれば、当該食品は冷凍食品であると判定してステップ２００に移行し、冷凍食品を所望の温度にあたためる「あたため動作」を開始する。本発明においては、冷凍食品の「あたため動作」についての説明は省略し、常温食品の「あたため動作」について詳述する。

ステップ１０１における冷凍／常温判定は、「あたため動作」を開始してから、所定時間後、例えば、６秒後に行われる。これは、赤外線温度センサ６が待機状態から温度検出状態への移動が完全に終了した後に、赤外線温度センサ６の温度検出動作に基づいて「あたため動作」を実行するためである。なお、赤外線温度センサ６による温度検出動作は少なくとも６秒経過後から所定時間毎、例えば１秒毎に行われており、それらの検出結果は加熱制御部１０に送られて記憶される構成である。このときの最初の各赤外線検出素子の検出温度が初期温度として加熱制御部１０に記憶される。なお、実施の形態１においては、経過時間を用いて説明するが、この経過時間とは当該電子レンジのスタートボタン（あたため動作開始ボタン）が押圧操作されたときの動作開始時からの経過時間である。なお、図７においては、例示として、図面の右側に経過時間を記載している。

ステップ１０２においては、食品がある程度加熱された所定時間が経過した後、実施の形態１においては２０秒経過時に赤外線温度センサ６が検出した複数（６４眼）の温度検出情報に基づいて仮食品ポイント（ＴＦＰ）を決定する。この仮食品ポイントの決定は、６４個の温度検出領域の検出温度を示す被加熱物の温度検出情報に基づいて、前述の初期温度として記憶されていた各赤外線検出素子の温度より予め設定した温度、例えば、７℃（ΔＴ）以上高い温度を検出した温度検出領域の数を仮食品ポイントとしている。

ステップ１０３においては、経過時間が２０秒から２５秒の間、仮食品ポイントが示す温度検出領域における最高温度（ＭＡＸ値）が第１の判定温度、例えば、５０℃に到達した温度検出領域を判定する。ステップ１０３において最高温度（ＭＡＸ値）が５０℃に到達した温度検出領域が発生したときには、その時点において、ステップ１０７へ移行して、仮食品ポイントの温度検出領域において最高温度と最低温度との差（ＭＡＸ−ＭＩＮ差）が第２の判定温度、例えば、２０℃以上であるか否かが判定される。すなわち、ステップ１０７においては、食品の全体が温度上昇したか、局所的に温度上昇したかの判定を行う。ステップ１０７において、仮食品ポイントの温度検出領域における最高温度と最低温度との差（ＭＡＸ−ＭＩＮ差）が２０℃以上あれば、ステップ１０８において、その時点から５秒前の最高温度と現在の最高温度との差（ＭＡＸ差）が第３の判定温度、例えば、１１℃以上であるか否かが判定される。ステップ１０８においては、５秒前の時点から現在までに急激に温度上昇したか否かを検出している。このような局所的な急激な温度上昇は、少量の食品や食品に脂肪分が含まれている場合等において生じる。

ステップ１０８においてＭＡＸ差が１１℃以上である場合には、ステップ１０９において仮食品ポイントが予め設定した第３の判定個数（第１および第２の判定個数は後述する）、例えば、３６個未満か否かが判定される。このステップ１０９における仮食品ポイントによる判定は、被加熱物である食品の大きさを特定するものであり、仮食品ポイントが３６個未満の小さい食品においてはステップ１１０において第１の常温食品と判定し、第１の常温食品として最高温度が５０℃に到達したときに「あたため動作」を終了（調理終了）させることを決め、食品におけるいずれかの温度検出領域の最高温度が５０℃に到達したとき「あたため動作」を終了（調理終了）させる。この第１の常温食品として想定されるものは焼き魚、ごく少量のご飯（約５０ｇ）等のすぐに温まりやすい食品である。

前述のステップ１０３において経過時間が２０秒から２５秒の間で最高温度（ＭＡＸ値）が５０℃に到達しなかった場合には、ステップ１０４において、２５秒経過時に仮食品ポイントの温度検出領域における最高温度と最低温度との差（ＭＡＸ−ＭＩＮ差）が第４の判定温度、例えば、１０℃以上であるか否かが判定される。この判定は、仮食品ポイントの温度検出領域において温度差（温度むら）が存在するか否かを検出している。ステップ１０４において（ＭＡＸ−ＭＩＮ差）が１０℃以上あり、温度むらがあれば、ステップ１１１において経過時間２０秒の時点に遡って、その遡った過去の時点の最高温度と最低温度（ＭＡＸ−ＭＩＮ差）が第５の判定温度、例えば、８℃以上であるか否かが判定される。このステップ１１１の判定は、仮食品ポイントの温度検出領域において温度差（温度むら）が以前（経過時間２０秒）から継続して存在しているか否かを検出している。

ステップ１１１において、温度むらが以前から継続していないと判定した場合には後述のステップ１０５に移行し、反対に温度むらが以前から継続していると判定した場合には、ステップ１１２において仮食品ポイントが予め設定した第２の判定個数、例えば、２５個以上か否かが判定される。このステップ１１２における仮食品ポイントによる判定は、被加熱物である食品が大きな皿のおかずか否かを判定するものである。仮食品ポイントが２５以上であれば、カレーや野菜炒め等の大きな皿のおかず等である第５の常温食品と判定して、温度検出領域の最高温度が７０℃（設定された仕上がり温度）に到達するまで加熱する。

ステップ１１６においては、第５の常温食品と判定し、食品におけるいずれかの温度検出領域の最高温度が７０℃に到達したときに「あたため動作」を終了（調理終了）することを決める。

ステップ１１２において仮食品ポイントが予め設定した第２の判定個数（２５個）未満であれば、食品が小さいものであるとしてステップ１１３へ移行する。ステップ１１３においては、その時点より５秒前の最高温度と現在の最高温度との差（ＭＡＸ差）が第６の判定温度、例えば、９℃以上か否かが判定される。ステップ１１３においては、５秒前の過去の時点から現在までに急激に温度上昇したか否かを検出しており、均質で、少量の食品、例えばご飯であれば、温まりやすく急激な温度上昇となるためである。ステップ１１３において急激に温度上昇したと判定したときには、ステップ１１４へ移行し、第３の常温食品と判定する。ステップ１１４においては、第３の常温食品として最高温度が５０℃に到達したときに「あたため動作」を終了（調理終了）させることを決める。第３の常温食品としては、例えば、８０ｇ〜１２５ｇのご飯等を想定している。

ステップ１１３においては、５秒前の（ＭＡＸ差）が第６の判定温度（９℃）未満である判定されると、ステップ１１７において、被加熱物である食品があたたまりにくい食品であり、肉じゃが等の複数の食材が混在する不均質な食品である第４の常温食品であると判定する。第４の常温食品としては、例えば、１００ｇ〜２００ｇの肉じゃが等を想定している。ステップ１１７においては、第４の常温食品と判定して、温度検出領域におけるいずれかの領域の最高温度が６０℃に到達したときに「あたため動作」を終了（調理終了）させることを決める。

なお、図７のフローチャートに示すように、ステップ１０７において（ＭＡＸ−ＭＩＮ差）が２０℃未満のとき、ステップ１０８において５秒前の（ＭＡＸ差）が１１℃未満のとき、そしてステップ１０９において仮食品ポイントが３６個以上のときには、ステップ１１２に移行する。そして、ステップ１１２において、仮食品ポイントが第２の判定個数（２５個）以上か否かが判定されて、以後のステップに進み、被加熱物である食品が第３の常温食品、第４の常温食品、若しくは第５の常温食品のいずれの食品であるかが判定される。

ステップ１０４において、２５秒経過時に仮食品ポイントの温度検出領域における最高温度と最低温度との差（ＭＡＸ−ＭＩＮ差）が第４の判定温度（１０℃）未満であり、温度むらがあまりなければ、ステップ１０５へ移行する。ステップ１０５においては、仮食品ポイントが７〜１４個であるか否かが判別される。ステップ１０５において仮食品ポイントが７〜１４個であれば、ステップ１１５に移行して、被加熱物である食品が第２の常温食品と判定される。第２の常温食品としては、例えば、１５０ｇ〜２００ｇのご飯等を想定している。ステップ１１５においては、第２の常温食品として最高温度が５０℃に到達したとき、「あたため動作」を終了（調理終了）させることを決める。

なお、実施の形態１の電子レンジにおいては、第２の常温食品として、例えば、ご飯茶碗一杯（約１５０ｇ）のご飯に対するあたため動作を行った場合、あたためる時間を１分以内の３０秒台で「あたため動作」を終了させることができる。このため、実施の形態１の電子レンジを使用して「あたため動作」を行うことにより、ユーザが設定した場合に生じやすい不要な加熱時間がなく、省エネルギーを達成できる加熱装置となる。

ステップ１０５において、仮食品ポイントが７〜１４個でなければ、ステップ１０６において第６の常温食品と判定する。第６の常温食品としては、単一食材で均質な大量な食品、例えば、５００ｇ以上の大量のご飯等であり、若しくは複数の食材が混合された不均質な大量の食品、例えば大量の肉じゃが等が想定される。ステップ１０６においては、第６の常温食品と判定して、温度検出領域の最高温度が６０℃に到達したとき、「あたため動作」を終了（調理終了）させることを決める。

前述のステップ１０６（第６の常温食品の検知）、ステップ１１５（第２の常温食品の検知）、ステップ１１６（第５の常温食品の検知）、ステップ１１７（第４の常温食品の検知）、およびステップ１１４（第３の常温食品の検知）の以降のステップを図８〜図１０のフローチャートにより示す。

図８のフローチャートにおいては、ステップ１０６、ステップ１１５、ステップ１１６、ステップ１１７、およびステップ１１４の以降のステップ３０１〜３０５を示している。

図８のステップ３０１においては、第２の常温食品〜第６の常温食品として定められた温度に仮食品ポイント（温度検出領域）の温度が１カ所でも到達しているか否かを判定する。仮食品ポイント（温度検出領域）の温度がそれぞれの常温食品において設定されている温度に１カ所の領域でも到達していたとき、ステップ３０２において、当該被加熱物が第２の常温食品（設定温度５０℃）若しくは第３の常温食品（設定温度５０℃）に該当すると判断されていた場合には調理終了となる。

ステップ３０１において、仮食品ポイント（温度検出領域）の温度がそれぞれの常温食品において設定されている温度にいずれの領域も到達していない場合には、後述するステップ３０５の「突沸防止シーケンス」に移行する。

ステップ３０２において、当該被加熱物が第２の常温食品または第３の常温食品に該当しない場合には、ステップ３０３において、食品ポイント（ＦＰ）の再検出が行われる。ステップ３０３における食品ポイントの再検出は、その時点における赤外線温度センサ６からの温度検出情報に基づくものであり、例えば、そのときの最高温度の４０％までの温度を示す温度検出領域を食品ポイントと定義し直すものである。以後のステップでは、再検出された食品ポイントが利用される。ステップ３０４において、再検出された食品ポイントが予め設定された所定の食品ポイント以下である場合には、被加熱物が小さい食品であるとして、当該被加熱物の調理を終了させる。

ステップ３０４において、再検出された食品ポイントが所定の食品ポイントを超えていれば、通常の電子レンジにおいて実行される「突沸防止シーケンス」に移行する。

ステップ３０５の「突沸防止シーケンス」は、例えば、食品ポイントが連続して２〜３個存在する場合には食品がカップ（マグカップ）に入った飲み物であると判断して、カップにおいて突沸が生じて吹きこぼれが起きないように温度管理が行われる。実施の形態１の電子レンジにおいて「あたため動作」を行った場合、「突沸防止シーケンス」は、経過時間３５秒後に開始するよう設定されている。

図９のフローチャートにおいては、図８に示したステップ３０５の「突沸防止シーケンス」の以降のステップ４０１〜４０５を示している。

図９のステップ４０１においては、第２の常温食品〜第６の常温食品として定められた温度に仮食品ポイント（温度検出領域）の温度が１カ所でも到達しているか否かを判定する。食品ポイント（温度検出領域）の温度がそれぞれの常温食品において設定されている温度に１カ所の領域でも到達していたとき、ステップ４０２において、当該被加熱物が第２の常温食品（設定温度５０℃）若しくは第３の常温食品（設定温度５０℃）に該当すると判断されていた場合には調理終了となる。

ステップ４０１において、食品ポイント（温度検出領域）の温度がそれぞれの常温食品において設定されている温度にいずれの領域も到達していない場合には、後述するステップ４０５の「常温Ａ／Ｂ判定シーケンス」に移行する。

ステップ４０２において、当該被加熱物が第２の常温食品または第３の常温食品に該当しない場合には、ステップ４０３において、前述のステップ３０３と同様に、再び食品ポイント（ＦＰ）の再検出が行われる。ステップ４０３における食品ポイントの再検出は、その時点における赤外線温度センサ６からの温度検出情報に基づくものであり、例えば、そのときの最高温度の４０％までの温度を示す温度検出領域を食品ポイントと定義し直すものである。以後のステップでは、再検出された食品ポイントが利用される。ステップ４０４において、再検出された食品ポイントが予め設定された所定の食品ポイント以下である場合には、被加熱物が小さい食品であるとして、当該被加熱物の調理を終了させる。

ステップ４０４において、再検出された食品ポイントが所定の食品ポイントを超えていれば、通常の電子レンジにおいて実行される「常温Ａ／Ｂ判定シーケンス」に移行する。

ステップ４０５の「常温Ａ／Ｂ判定シーケンス」は、赤外線温度センサ６からの温度検出情報に基づいて、被加熱物配置可能領域に載置された食品が単品か複品（例えば、２品）かを判定するシーケンスである。第２〜第５の常温食品と判定されたものが複品と判断されたときには、第６の常温食品として以降のステップが実行される。なお、実施の形態１の電子レンジにおける「あたため動作」において、食品が単品か複品かの判定は、経過時間４０秒後に開始するよう設定されている。

図１０のフローチャートにおいては、図９に示したステップ４０５の「常温Ａ／Ｂ判定シーケンス」の以降のステップ５０１〜５０６を示している。

図１０のステップ５０１においては、第２の常温食品〜第６の常温食品として定められた温度に仮食品ポイント（温度検出領域）の温度が１カ所でも到達しているか否かを判定する。食品ポイント（温度検出領域）の温度がそれぞれの常温食品において設定されている温度に１カ所の領域でも到達していたとき、ステップ５０２において、当該被加熱物が第２の常温食品（設定温度５０℃）若しくは第３の常温食品（設定温度５０℃）に該当すると判断されていた場合には調理終了となる。

ステップ５０１において、食品ポイント（温度検出領域）の温度がそれぞれの常温食品において設定されている温度にいずれの領域も到達していない場合には、所定時間後に再度ステップ５０１が実行される。

ステップ５０２において、当該被加熱物が第２の常温食品または第３の常温食品に該当しない場合には、ステップ５０３において、再び食品ポイント（ＦＰ）の再検出が行われる。前述のステップ３０３，４０３と同様に、ステップ５０３における食品ポイントの再検出は、前述のステップ３０３，４０３と同様に、その時点における赤外線温度センサ６からの温度検出情報に基づくものであり、例えば、そのときの最高温度の４０％までの温度を示す温度検出領域を食品ポイントと定義し直すものである。以後のステップでは、再検出された食品ポイントが利用される。ステップ５０４において、再検出された食品ポイントが予め設定された所定の食品ポイント以下である場合には、当該被加熱物の調理を終了させる。

ステップ５０４において、再検出された食品ポイントが所定の食品ポイントを超えていれば、ステップ５０５へ移行する。

ステップ５０５においては、赤外線温度センサ６からの温度検出情報に基づいて、被加熱物である食品における温度むらが検出された場合、検出された温度むらに応じて、温度むらを緩和する追加加熱を実行する。このステップ５０５における追加加熱は、食品全体の温度を考慮して、検知温度より低い温度を示す温度検出領域に対して追加加熱を行う。例えば、検知温度より１５℃低い部分が全体の４０％以上あった場合にその割合を１５％まで低減させるように追加加熱を行う。この追加加熱を行うことを決定するための温度と割合については個々に設定できるようにしてもよい。

ステップ５０６においては、当該食品に対するこれまでの加熱動作において収集された温度検出情報に基づいて、予め設定した検知温度に到達した時間を検知時間として、その検知時間と食品ポイント（ＦＰ）とにより当該食品の分量を判定し、その分量に応じて必要な時間を追加加熱として実行する。ステップ５０６において、この追加加熱時間が経過したとき、「あたため動作」は終了する。

前述のように、「あたため動作」において、図８に示したステップ３０１〜３０４、図９に示したステップ４０１〜４０４、および図１０に示したステップ５０１〜５０４は、同様の動作であり、第２の常温食品および第３の常温食品を確実に素早く検出して、確実に調理動作を終了させると共に、食品ポイントの更なる確実性を高めている。

なお、実施の形態１の電子レンジにおいて、ステップ５０５およびステップ５０６における追加加熱では、マイクロ波供給部１２によるマイクロ波放射に指向性を持たせて、被加熱物配置可能領域に載置された食品に対して局所加熱を行ってもよい。

図１１は、実施の形態１の電子レンジにおける「あたため動作」において、各種食品に関する経過時間と（ＭＡＸ−ＭＩＮ差）の温度差との関係を示すグラフである。図１１において、破線で示す曲線Ａは食品が５０ｇのごく少量のご飯である場合の「あたため動作」の経過状態を示しており、実線で示す曲線Ｂは食品がカレーである場合の「あたため動作」の経過状態を示しており、一点鎖線で示す曲線Ｃは食品がご飯茶碗一杯（１５０ｇ）のご飯である場合の「あたため動作」の経過状態を示しており、そして二点鎖線で示す曲線Ｄは食品が５００ｇの大量のご飯である場合の「あたため動作」の経過状態を示している。

図１１において、縦軸が仮食品ポイントの温度検出領域において最高温度と最低温度との温度差（ＭＡＸ−ＭＩＮ差）を示し、横軸が経過時間を示している。図１１のグラフにおいて、経過時間が２０秒から２５秒までの期間がごく少量のご飯等のごく少量の単一食材を検知するための判定期間となる。また、経過時間が２５秒のとき、少量のご飯等の少量の単一食材を検知するための判定時間であり、この判定においては経過時間を遡った２０秒のときの（ＭＡＸ−ＭＩＮ差）の温度差の値を判定基準として用いている（図７のステップ１１１参照）。

図１１において一点鎖線の曲線Ｃで示すように、ご飯茶碗一杯（１５０ｇ）のご飯においては、経過時間が２５秒のときの（ＭＡＸ−ＭＩＮ差）の温度差は１０℃以下であり、それほど大きな温度差を示していない。また、二点鎖線の曲線Ｄで示すように、大量のご飯においても（ＭＡＸ−ＭＩＮ差）の温度差が小さい値で推移している。

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、被加熱物が少量の単一食材の食品、複数の食材が混合した不均質な食品、そして大量の食品等の各種の食品をあたためる場合において、ユーザは当該食品を加熱室内に載置してスタートボタン（あたため動作開始ボタン）を押圧操作するだけで、当該食品に対して所望の温度になるように適切な加熱動作を確実に行うことができる。

実施の形態１に説明したように、「あたため動作」においては、第１の常温食品としては、焼き魚や少量（約５０ｇ）のご飯を想定したものであり、これらのすぐにあたたまる食品に対しては確実に一番早く「あたため動作」が終了するよう構成されている。また、ご飯茶碗一杯より少し少ない、約８０ｇ〜１２５ｇのご飯や、ご飯茶碗一杯の約１５０ｇの食品に対して被加熱物の食品として「あたため動作」を行った場合においても、それぞれの食品を所望の温度に確実に、且つきめ細かく適切にあたためることが可能となる。

高周波加熱装置である電子レンジにおいては、ユーザが冷えたご飯をあたためるために使用する場合が多く、そのような冷めたご飯をあたためる場合において、ご飯の分量により過加熱状態となったり、あたため不足になったりすることがある。本発明においては、実施の形態１の電子レンジで説明したように、被加熱物である食品として単一食材であるご飯等は勿論、複数食材のおかずに対しても、簡単な操作により所望の温度となるように適切にあたため動作を行うことができる。このように、本発明の高周波加熱装置は、各種の食品をあたためる場合において、簡単な操作により所望の温度に適切にあたためることが可能な構成となる。

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、簡単な操作により各種の食品を所望の温度に適切にあたため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 (10)

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、
   前記被加熱物に対する調理条件として被加熱物を所定温度にあたためる「あたため動作」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に基づいて前記被加熱物を判定し、前記「あたため動作」を実行するように前記高周波発生部を制御する加熱制御部と、を備えており、
   前記加熱制御部は、
   前記複数の温度検出領域における前記各温度検出情報における温度に基づいて、前記被加熱物が載置されている温度検出領域を特定し、
   特定された温度検出領域において同時に検出された温度検出領域の最高温度と最低温度の温度差が第１の所定値以上の場合に、過去の最高温度と最低温度の温度差を遡って参照し、この過去の温度差が第２の所定値未満の場合に、それ以降最高温度と最低温度の温度差を参照することなく前記被加熱物がご飯であると特定し、前記「あたため動作」を制御するよう構成した高周波加熱装置。
2. 前記加熱制御部は、前記被加熱物が載置されていると特定した温度検出領域で同時に検出された温度検出情報における現在と過去の情報に基づいて、前記被加熱物に対する前記「あたため動作」を制御するよう構成された請求項１に記載の高周波加熱装置。
3. 前記加熱制御部は、被加熱物が載置されていると特定した温度検出領域を示す情報における温度検出領域の数に基づいて、前記被加熱物に対する前記「あたため動作」を制御するよう構成された請求項１または２に記載の高周波加熱装置。
4. 前記加熱制御部は、前記温度検出部からの前記各温度検出情報に基づいて、前記被加熱物が単一食材で構成された食品であるか、または複数食材で構成された食品であるかを判定するよう構成された請求項１から３のいずれか一項に記載の高周波加熱装置。
5. 前記加熱制御部は、前記温度検出部からの前記各温度検出情報に基づいて、前記被加熱物の分量を判定するよう構成された請求項１から３のいずれか一項に記載の高周波加熱装置。
6. 前記加熱制御部は、前記温度検出部からの前記各温度検出情報に基づいて、前記被加熱物がご飯であると特定し、当該ご飯の分量を判定して前記「あたため動作」を制御するよう構成された請求項１から３のいずれか一項に記載の高周波加熱装置。
7. 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、
   前記被加熱物に対する調理条件として被加熱物を所定温度にあたためる「あたため動作」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に基づいて前記被加熱物を判定し、前記「あたため動作」を実行するように前記高周波発生部を制御する加熱制御部と、を備えており、
   前記加熱制御部は、
   前記複数の温度検出領域における前記各温度検出情報における温度に基づいて、前記被加熱物が載置されている温度検出領域を特定し、
   特定された温度検出領域において同時に検出された温度検出領域の最高温度と最低温度の温度差を複数の経過時間において検出し、
   複数の前記温度差間の関係と、前記特定された温度検出領域の数と、に基づいて食品の種別を特定し、前記被加熱物に対する前記「あたため動作」を制御するように構成した高周波加熱装置。
8. 前記加熱制御部は、
   前記温度差が第１の所定値以上の場合に、過去の前記温度差を遡って参照し、当該過去の前記温度差が第２の所定値未満の場合に、前記被加熱物を単一食材で構成された食品であると特定し、
   前記「あたため動作」を制御するよう構成された請求項７に記載の高周波加熱装置。
9. 前記加熱制御部は、
   前記温度差が第１の所定値以上の場合に、過去の前記温度差を遡って参照し、当該過去の前記温度差が第２の所定値以上の場合であり、および前記特定された温度検出領域の数が第３の所定値以上の場合に、前記被加熱物を大量の食品であると特定し、
   前記「あたため動作」を制御するよう構成された請求項７に記載の高周波加熱装置。
10. 前記加熱制御部は、
    前記温度差が第１の所定値以上の場合に、過去の前記温度差を遡って参照し、当該過去の前記温度差が第２の所定値以上の場合であり、前記特定された温度検出領域の数が第３の所定値未満の場合であり、および現在の最大温度と所定の過去の最大温度との差が第４の所定値未満の場合に、前記被加熱物を複数の食材が混合した不均質な食品であると特定し、
    前記「あたため動作」を制御するよう構成された請求項７に記載の高周波加熱装置。

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