JP6905957B2 - 高周波加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、高周波加熱調理器に関するものである。

一般に高周波加熱調理器は、加熱室の中に加熱する食品を入れ、マイクロ波の熱、過熱水蒸気を使用して食品を加熱調理するものである。このような高周波加熱調理器では、加熱室の中に加熱する食品にラッピング等がされているため、例えば、特許文献1は、上面温度を検出する温度検出手段の検出温度に基づき、加熱物に必要な所要時間を決定し、多様なラッピング食品をマイクロ波によって適切に加熱するものである。

特許文献２は、重量センサにより検出した重量に応じて計算した加熱時間と、赤外線センサにより検出した温度を用いて加熱終了時間を決定することで、食品の突沸や過加熱を防止しして食品を適温に加熱するものである。

特開平９−２３６２６２号公報 特開２００２−２１３７５１号公報

特許文献１に示す高周波加熱装置は、食品の表面温度で加熱時間を算出し、設定温度到達した時点で加熱終了する。しかし、例えば冷凍ごはんなどをマイクロ波で加熱する場合、マイクロ波の加熱ムラがあるため、表面温度があたたまっていても表面以外の部分がまだ冷たい。そのため、表面温度が目標温度に到達した後に、全体があたたまるまでさらに加熱する必要があるが、設定温度到達時点で加熱終了するため、冷凍ごはん等の被加熱物が部分的に冷たいまま加熱終了する。

特許文献２に示す高周波加熱装置は、食品の初期温度と重量から基準時間を決定し、この基準加熱時間より短い第２の所定時間経過後は所定温度に到達した時点で加熱終了する。そのため、特許文献２における高周波加熱装置においても、冷凍ごはん等の被加熱物が部分的に冷たいまま加熱終了する。

本発明の目的は、上記の問題点を解消し、被加熱物の保存状態に関わらず、被加熱物を適温に加熱する事を可能とする高周波加熱調理器を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、加熱室と、被加熱物を加熱する加熱手段と、前記加熱室で前記被加熱物が載置されるテーブルプレートと、前記被加熱物の重量を測定する重量センサと、前記被加熱物に係る温度を検出する温度センサと、仕上がり温度となるように、前記重量センサと前記温度センサの検出値に基づいて前記加熱手段を制御する制御手段と、を備え、該制御手段は、前記被加熱物を加熱している時の温度上昇を前記温度センサにて検出し、加熱を開始してから第１の状態判別温度に到達するまでの時間と、前記第１の状態判別温度から第２の状態判別温度に到達するまでの時間の関係から前記被加熱物が冷凍状態であるか否かを保存状態として判定し、前記被加熱物の保存状態に基づいて加熱時間を算出し、前記被加熱物を加熱するように構成した。

或いは、加熱室と、被加熱物を加熱する加熱手段と、前記加熱室で前記被加熱物が載置されるテーブルプレートと、該テーブルプレートを支持し前記被加熱物の重量を測定する重量センサと、前記テーブルプレート上の温度を検出する赤外線センサと、前記被加熱物の仕上がり温度を入力する入力手段と、前記仕上がり温度となるように、前記重量センサと前記赤外線センサの検出値に基づいて前記加熱手段を制御する制御手段と、を備え、該制御手段は、前記被加熱物を加熱している時の温度上昇を前記赤外線センサにて検出し、検出した温度上昇に応じて前記被加熱物の保存状態と量を判定し、前記被加熱物の保存状態に合わせた加熱時間を算出し、被加熱物を加熱するものである。また、前記被加熱物が大量であり、温度上昇で前記被加熱物の量を判定出来ない場合は、重量センサによる検出値を用いて加熱時間を算出し、被加熱物を加熱する。

本発明によれば、被加熱物の保存状態に関わらず、被加熱物を適温に加熱する事を可能とする。

本発明の実施例に係る加熱調理器の前方斜視図。 本発明の実施例に係る加熱調理器の外枠を外した後方斜視図。 図１のＡ−Ａ断面図。 図１のＡ−Ａ断面図であって、茶わんにごはんを入れて加熱する場合の赤外線センサの動作説明図。 図１のＡ−Ａ断面図であって、ラップに包んだ冷凍ごはんを加熱する場合の赤外線センサの動作説明図。 赤外線センサの基準位置を説明する赤外線センサ部の拡大断面図。 赤外線センサの終点位置を説明する赤外線センサ部の拡大断面図。 観測窓を閉めた状態を説明する赤外線センサ部の拡大断面図。 本発明の実施例に係る加熱調理器の被加熱物の保存状態の判別方法を説明するフローチャート図。 本発明の実施例に係る加熱調理器の被加熱物の保存状態の判別方法を説明するフローチャート図。 本発明の実施例に係る加熱調理器の被加熱物の保存状態の判別方法を説明するフローチャート図。 本発明の実施例に係る加熱調理器の制御ブロック図。 本発明の実施例に係る加熱調理器のあたための加熱動作を説明する図。 本発明の実施例に係る延長時間の加熱動作を説明する図。 本発明の実施例に係る常温/冷蔵の判断を説明する図。

以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。

以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。

図１から図３は、本実施例の主要部分を示すもので、図１は加熱調理器本体を前面側から見た斜視図、図２は同本体の外枠を除いた状態で後方側から見た斜視図、図３は図１のＡ−Ａ断面図である。

図において、加熱調理器の本体１は、加熱室２８の中に加熱する食品を入れ、マイクロ波やヒータの熱、過熱水蒸気を使用して食品を加熱調理する。

ドア２は、加熱室２８の内部に食品を出し入れするために開閉するもので、ドア２を閉めることで加熱室２８を密閉状態にし、食品を加熱する時に使用するマイクロ波の漏洩を防止し、ヒータの熱や過熱水蒸気を封じ込め、効率良く加熱することを可能とする。

取っ手９は、ドア２に取り付けられ、ドア２の開閉を容易にするもので、手で握りやすい形状になっている。

ガラス窓３は、調理中の食品の状態が確認できるようにドア２に取り付けられており、ヒータ等の発熱による高温に耐えるガラスを使用している。

入力手段７１は、ドア２の前面下側の操作パネル４に設けられ、マイクロ波加熱やヒータ加熱等の加熱手段や加熱する時間等と加熱温度の入力するための操作部６と、操作部６から入力された内容や調理の進行状態を表示する表示部５とで構成されている。

外枠７は、加熱調理器の本体１の上面と左右側面を覆うキャビネットである。

水タンク４２は、加熱水蒸気を作るのに必要な水を溜めておく容器であり、加熱調理器の本体１の前面下側に設けられ、本体１の前面から着脱可能な構造とすることで給水および排水が容易にできるようになっている。

後板１０は、前記したキャビネットの後面を形成するものであり、上部に外部排気ダクト１８が取り付けられ、食品から排出した蒸気や本体１の内部の部品を冷却した後の冷却風（廃熱）３９を外部排気ダクト１８の外部排気口８から排出する。

機械室２０は、加熱室底面２８ａと本体１の底板２１との間の空間部に設けられ、底板２１上には食品を加熱するためのマグネトロン３３、マグネトロン３３に接続された導波管４７、制御手段２３ａ（図１２参照）を実装した制御基板２３、その他後述する各種部品、これらの各種部品を冷却するファン装置１５等が取り付けられている。

加熱室底面２８ａは、略中央部が凹状に窪んでおり、その中に回転アンテナ２６が設置され、マグネトロン３３より放射されるマイクロ波エネルギーが導波管４７、回転アンテナ２６の出力軸４６ａが貫通する開孔部４７ａを通して回転アンテナ２６の下面に流入し、該回転アンテナ２６で拡散されて加熱室２８内に放射される。回転アンテナ２６の出力軸４６ａは回転アンテナ駆動手段４６に連結されている。

ファン装置１５は、底板２１に取り付けた冷却モータに取り付けられた冷却ファンとで構成する。このファン装置１５によって発生する冷却風３９は、機械室２０内の自己発熱するマグネトロン３３やインバータ回路（図示無し）、奥側重量センサ２５ｃ，左側重量センサ２５ｂなどを冷却する。また、加熱室２８の外側と外枠７の間および前記したように熱風ケース１１ａと後板１０の間を流れ、外枠７と後板１０を冷却しながら外部排気ダクト１８の外部排気口８より排出される。さらに、後述する熱風モータ１３を冷却するためのダクト１６ａと、後述する赤外線ケース４８内に収められた赤外線ユニット５０を冷却するためのダクト１６ｂが設けられ、赤外線ユニット５０を冷却した冷却風３９は、加熱室２８内の排熱（水蒸気など）を廃棄する排気ダクト２８ｅの反対側から排出された後外部排気ダクト１８より外に排出される。

レンジ加熱手段３３０（図１２）はマグネトロン３３とインバータ回路（図示せず）よりなり前記制御手段２３ａによって制御される。

加熱室２８の後部には、熱風ユニット１１が取り付けられ、該熱風ユニット１１内には加熱室２８内の空気を効率良く循環させる熱風ファン３２が取り付けられ、加熱室後部壁面２８ｂには空気の通り道となる熱風吸気孔３１と熱風吹出し孔３０が設けられている。

熱風ファン３２は、熱風ケース１１ａの外側に取り付けられた熱風モータ１３の駆動により回転し、熱風ヒータ１４で循環する空気を加熱する。

また、熱風ユニット１１は、加熱室奥壁面２８ｂの後部側に熱風ケース１１ａを設け、加熱室奥壁面２８ｂと熱風ケース１１ａとの間に熱風ファン３２とその外周側に位置するように熱風ヒータ１４を設け、熱風ケース１１ａの後側に熱風モータ１３を取り付け、そのモータ軸を熱風ケース１１ａに設けた穴を通して熱風ファン３２と連結している。

熱風モータ１３は、加熱室２８や熱風ヒータ１４からの熱によって温度上昇するため、それを防ぐために、熱風モータカバー１７によって囲い、略筒状に形成されてダクト１６ａを熱風ケース１１ａと後板１０との間に位置し、ダクト１６ａの上端開口部を熱風モータカバー１７の下面に接続し、下端開口部をファン装置１５の吹出し口に接続し、ファン装置１５からの冷却風３９の一部を熱風モータカバー１７内に取り入れるようにしている。

加熱室２８の加熱室天面２８ｃの裏側には、ヒータよりなるグリル加熱手段１２が取り付けられている。グリル加熱手段１２は、マイカ板にヒータ線を巻き付けて平面状に形成し、加熱室２８の天面裏側に押し付けて固定し、加熱室２８の天面を加熱して加熱室２８内の食品を輻射熱によって焼くものである。

また、加熱室２８の加熱室天面２８ｃの奥側には後述する赤外線ユニット５０が設けられ、赤外線ユニット５０を冷却するために赤外線ケース４８にて覆い、略筒状に形成されてダクト１６ｂを熱風ケース１１ａと後板１０との間に位置し、ダクト１６ｂの上端開口部を赤外線ケース４８の側面に接続し、下端開口部を熱風モータカバー１７上面と接続し、ファン装置１５からの冷却風３９の一部を取り入れるようにしている。

加熱室２８の加熱室天面２８ｃの左奥側にはサーミスタによって加熱室２８の雰囲気の加熱室温度ＴＨ１を検出する加熱室温度センサ８０を設けている。

また、加熱室底面２８ａには、複数個の重量センサ２５、例えば前側左右に左側重量センサ２５ｂ、右側重量センサ（図示無し）、後側中央に奥側重量センサ２５ｃが設けられ、その上にテーブルプレート２４が載置されている。

テーブルプレート２４は、食品を載置するためのもので、ヒータ加熱とマイクロ波加熱の両方に使用できるように耐熱性を有し、かつ、マイクロ波の透過性が良い材料で成形されている。

ボイラー４３は、熱風ユニット１１の熱風ケース１１ａの外側面に取り付けられ、飽和水蒸気を熱風ユニット１１内に臨ませ、熱風ユニット１１内に噴出した飽和水蒸気は熱風ヒータ１４によって加熱され過熱水蒸気となる。

ポンプ手段８７は、水タンク４２の水をボイラー４３まで汲み上げるもので、ポンプとポンプを駆動するモータで構成される。ボイラー４３への給水量の調節はモータのＯＮ／ＯＦＦの比率で決定する。

加熱手段はレンジ加熱手段３３０、熱風ヒータ１４、熱風モータ１３、グリル加熱手段１２、ボイラー４３などである。

次に、図４〜図８を用いて加熱室２８の上方に設けられた非接触で被加熱物の温度を検出する赤外線センサについて詳細を説明する。

図４は図３で示す断面図を使用して茶わんにごはんを入れて加熱する場合の赤外線センサの動作説明図、図５は図３で示す断面図を使用してラップに包んだ冷凍ごはんを加熱する場合の赤外線センサの動作説明図、図６は基準位置を示す赤外線センサ部の説明用の拡大図、図７は、終点位置を示す赤外線センサの説明用の拡大図、図８は、観測窓を閉めた状態を示す赤外線センサの説明用の拡大図である。

５１はモータで、モータ５１の向きは、回転軸５１ａと加熱室奥壁面２８ｂと並行となるように取り付けられている。そして、回転軸５１ａが後述する筒状のユニットケース５４を回転（駆動）させることで、ユニットケース５４に収めた赤外線センサ５２を搭載した基板５３を回転させて赤外線センサ５２のレンズ部５２ａの向きを加熱室底面２８ａの奥側（加熱室奥壁面２８ｂ側）から加熱室開口部２８ｄまでの範囲を回転移動して温度を検出できるようにしている。モータ５１はステッピングモータを使用し制御基板２３に設けられた制御手段２３ａの制御によって回転軸５１ａを正転、逆転、また回転角度を好みに動作可能となっている。

５２は赤外線センサで、赤外線検出素子（例えばサーモパイル）を複数個設け被加熱物を非接触で温度を検出するもので、ここでは、回転軸５１ａの鉛直方向に一列に８素子整列した赤外線センサを使用している。そのため、加熱室底面２８ａの左右方向は一度に前記複数個所の温度の検出が可能であり、加熱室２８の奥側（加熱室奥壁面２８ｂ側）から前側（ドア２側）かけては、赤外線センサ５２を回転させることで加熱室底面２８ａの全域の温度を検出するものである。具体的には、加熱室底面２８ａに載置するテーブルプレート２４の全面の温度を検知する。

５４は筒状のユニットケースで、最大径部に基板５３を配置し赤外線センサ５２のレンズ部５２ａを臨ませる窓部５４ａを設けている。また、ユニットケース５４の材料にはカーボンを含ませることでユニットケース５４の特性を導電材とすることで外来ノイズのユニットケース５４内への侵入を防止している。

５５は金属板から成るシャッタである。シャッタ５５は、赤外線センサ５２を使用しない時に後述する観測窓４４ａを閉じるものである（図８参照）。また加熱室２８の温度がユニットケース５４に伝わるのを防止するために、ユニットケース５４の外周に冷却風を流せるようにユニットケース５４の外周に沿って隙間を設けた風路５５ｃを形成するようにシャッタ５５を配置し、前記風路５５ｃに冷却風３９流す出入り口となる開口５５ａと開口５５ｂを設けている。

５６は位置決め凸部で、赤外線センサ５２の検知点を基準位置（図４の検知点ａ）に合わせるように前記制御部がモータ５１の回転を制御した時、赤外線センサ５２の検知点の基準位置を補正できるように、シャッタ５５によって観測窓４４ａを閉じた時に、位置決め凸部５６が赤外線ケース４８に設けられたストッパ（図示無し）に当接させた状態で回転軸５１ａをスリップさせることで、前記制御部の制御する基準位置と赤外線センサ５２の検知する基準位置となる検知点ａの位置を補正することができる。

４４は加熱室２８の内方向に突出した円弧状の観測部で、回転軸５１ａの回転中心と筒状のユニットケース５４の中心とユニットケース５４の外周に沿って設けられて円弧状に曲げられたシャッタ５５の円弧の中心と円弧状の観測部４４の各中心位置は全て同一位置となっている。４４ａは観測部４４に設けた観測窓で、赤外線センサ５２の検出する視野範囲となる範囲を開口している。また、マイクロ波加熱時に観測窓４４ａからのマイクロ波漏洩を防止するために、観測窓４４ａの周囲外側には立上壁（バーリング）４４ｂを２ｍｍ程度設けている。

観測部４４を加熱室２８の内側に突出させることで、最低限の狭い観測窓開口範囲で広範囲の温度検知が可能となる。

４９は凸部であり、加熱室天面２８ｃから赤外線ケース４８と赤外線ユニット５０を離すもので、加熱室天面２８ｃとの接触を凸部４９のみとすることで加熱時にグリル加熱手段１２や熱風ユニット１１などのヒータによって加熱された加熱室天面２８ｃの温度が赤外線ユニット５０に伝わりにくいようにしている。

制御基板２３に搭載された制御手段２３ａの赤外線センサ５２の測定要領について図４、図５により説明する。

図４では、茶わんにごはんを入れて加熱する場合、図５はラップに包んだ冷凍ごはんを加熱する場合の赤外線センサの動作を説明する図である。図４では、検知点ｆにおいて被加熱物６０ｃの表面を直接検出する事ができる。図5では、被加熱物６０ｃの表面を食用ラップ越しに検出している。

赤外線センサ５２は、一度の測定で８点を測定するセンサをモータ５１で基準位置（図４、検知点ａ）から終点位置（図４、検知点ｈ）まで赤外線センサ５２を３度ずつ１４回、回転移動させて計１５列の測定が行われ、左右方向８点×前後方向１５列の１２０か所の温度を検出する。そして前記終点位置から前記基準位置までは赤外線センサ５２は測定せずに直接前記基準位置に戻る。

温度検知は、前記基準位置から前記終点位置まで赤外線センサ５２を３度ずつ１４回移動させて１５列で測定し、終点位置から基準位置までは戻ることを繰り返す。

赤外線センサ５２によって検知した被加熱物６０ｃの温度と、制御手段２３ａに記憶している所定温度Ｈ（例えば３０℃）とを比較して、検知した温度が所定の判定温度Ｈに到達した到達時間（加熱開始からの経過時間）を初期加熱時間Ｔ１として記憶する。制御手段２３ａの制御は後述する。

次に赤外線センサ５２の回転移動について説明する。

図４のように被加熱物（ごはん）６０ｃが入った茶碗を熱室底面２８ａに設けられているテーブルプレート２４に載置して加熱を開始した時、マグネトロン３３が安定発信する１〜２秒間はシャッタ５５にて観測窓４４ａを閉じて（図８参照）マグネトロン３３の発信開始時の不安定発信によるノイズが赤外線センサ５２に入り込むのを防止する。

マグネトロン３３の発信が安定した後に、制御手段２３ａはモータ５１の回転軸５１ａを基準位置に回転するように制御する。回転軸５１ａが基準位置へと回転することでユニットケース５４を回転し、赤外線センサ５２のレンズ部５２ａの向きも基準位置の検知点ａを検知できる位置に回転（図４，図６参照）する。この時、冷却風３９は赤外線センサ５２のレンズ部５２ａを流れてセンサ窓部４４ａから加熱室２８へと流れるので、レンズ部５２ａへの汚れ付着を防止している。

ユニットケース５４を回転することで、被加熱物６０ｃの温度の検出は前述した基準位置（検知点ａ）からテーブルプレート２４の検知点ｂ、検知点ｃへと進み、さらにユニットケース５４が回転すると茶わん（容器６０）の外側の温度を高さ方向に検知し、検知点ｄから検知点ｅの温度を検知する。検知点が茶わん（容器６０）の開口部の頂点に達した後は、被加熱物６０ｃの表面の温度を検知点ｆで検知し、次に茶わん（容器６０）の内側の温度を検知点ｇで検知し、次にテーブルプレート２４の温度を検知点ｈで検知する。

検知点ａ〜検知点ｈの温度検知範囲の温度の検知は、ユニットケース５４を回転する往路の片方で行い、一度終点まで温度検知を行った後、復路は途中で測定せず温度の検知をしないで、再度基準位置に戻ってから再び検知点ａ〜検知点ｈと順次行う。

温度の検知数は好みに変えられ、前述した検知点ａ〜検知点ｈは、説明上の例で、前記したように１５列のデータを測定する。

また、温度の検知は、温度を検知している間はモータ５１の回転を止めて検知し、検知した後に回転を行う。正確に温度を検知するため回転を止めて測定する方が良い。

例えば、加熱初めは、ユニットケース５４の回転を止めて検知し、検知した後に一定角度で回転を行い、回転を止めて検知し、検知した後に一定角度で回転を行うことをくりかえしてマス目状に温度分布を測定する。そうすることで、等角度で一定位置の温度を測定することによりテーブルプレート２４の全面をまんべんなく測定するものである。

赤外線センサ５２は、加熱室底面２８ａに載置されたテーブルプレート２４の四辺から加熱室天井２８ｃに垂直に伸ばした仮想線の内側の加熱室天井２８ｃの左右方向の略中央に設けられている。

そして、赤外線センサ５２の視野は、検知点ａと検知点ｈはテーブルプレート２４の前後のフランジ部の温度を検知する範囲に略定め、赤外線センサ５２の整列した複数素子の両側のセンサはテーブルプレート２４の左右のフランジ部の温度を検知する範囲に略定められている。こうすることで、テーブルプレート２４の略中央に載置された被加熱物の温度を正確に検出する事が可能となる。また赤外線センサ５２の回転は、温度の測定範囲が広い方に回転させる方が、茶わん６０に入れられた被加熱物６０ｃの温度を検知するのに良い。

このような設定で、茶わん６０をテーブルプレート２４の奥側に載置した時は、赤外線センサ５０の略下側の検知点ｂでコップ内の被加熱物６０ｃの温度を検知可能となり、茶わん６０をテーブルプレート２４の左右の一方側に載置したときは、赤外線センサ５０は加熱室２８の左右横方向の略中央に設けられているため、赤外線センサ５０内に設けられている一列に整列した８素子の両側の赤外線センサによって被加熱物の温度の検出が可能となる。

さらに、重量センサ２５による重量情報と赤外線センサ５２による検知した温度分布情報から重量情報が軽く温度分布の温度上昇が広範囲に認められるときは、被加熱物６０ｃが薄くて広いものと判断できる。

本実施例では、茶わん６０に入れた被加熱物６０ｃの温度検知の方法を詳細説明したが、容器を使用しない被加熱物６０ｃがブロック状の大きな塊の場合でも、ブロック状の被加熱物６０ｃの側面の高さ方向と上面の温度を検知できるため、被加熱物６０ｃの温度分布を詳細に検知することが可能となる。

次に、図９から図１５を用いて赤外線センサ５２と重量センサ２５の両方を用いて被加熱物６０ｃの自動調理の制御方法について説明する。加熱対象物の条件としては、冷蔵のごはん６０ｃを茶わんに入れて加熱する場合を条件１、冷凍のごはん６０ｃをラップに包んで(容器を使用せずテーブルプレートに置く)加熱する場合を条件２として、例に説明する。

ここで、条件２の食用ラップに関しては、材質にもよるが厚みが十数μm程度で薄く、赤外線エネルギーを透過しやすいため、食用ラップの有無では大きな誤差は無いものと考える。しかし食用ラップを２重、３重と重ねて覆った場合やラップが重なる折りたたみ面を上面にした場合等は極めて検出しにくい条件となる。

図１２に示すように制御手段２３ａに入力手段７１、赤外線センサ５２、重量センサ２５、加熱室温度センサ８０から入力され、制御手段２３ａによってレンジ加熱手段３３０は制御される。

初めに図１３を用いて赤外線センサを用いてごはんを加熱する加熱動作について概略説明する。重量Ｗの検出Ｗ１後の加熱動作は大別すると初期加熱のレンジ加熱１と追加加熱のレンジ加熱２と延長加熱のレンジ加熱３の３動作に分かれる。

レンジ加熱１の初期加熱の動作は、加熱されている被加熱物６０ｃの温度を赤外線センサ５２で検出し、検出する温度が所定の判定温度に到達するまでの経過時間（初期加熱時間T1）を計測し、所定温度に到達するまでの昇温速度を算出し、該昇温速度から加熱状況を判定する工程である。

レンジ加熱２の追加加熱の動作は、前記判断に基づいて仕上がり温度まで被加熱物表面温度が到達するまでの追加加熱の時間を算出するもので、昇温速度から最終加熱温度までの加熱時間を算出して算出した加熱時間T2に基づいて追加加熱する。

レンジ加熱３の延長加熱の動作は、被加熱物表面が仕上がり温度になった後、表面以外の部分があたたまるまで加熱し続ける時間を算出するものであり、被加熱物の保存状態（冷凍であるか、冷蔵または常温であるか）と重量によって必要な時間が異なる。そのため、状態の判別を行うための状態判別温度に到達する時間により保存状態を判定した上で、保存状態と特定温度までの昇温速度から算出した加熱時間T3に基づいて延長加熱する。

以上の工程を図９から図１１のフローチャートを用いて詳細に説明する。

ごはんの温めは、前述のように常温/冷蔵のごはん６０ｃを茶わん６０に入れて加熱する場合、冷凍のごはん６０ｃをラップに包んで加熱する場合の条件が主に考えられる。延長時間T3に関しては、図１４に示す通り、同じ重量、同じ昇温速度であっても、食品状態が冷蔵常温であるか、冷凍であるかによって必要な時間が大きく異なる。冷凍状態の食品をマイクロ波加熱する場合、冷凍部分におけるマイクロ波の吸収効率は低く、溶けかけた部分におけるマイクロ波の吸収効率は高いため、結果的に加熱のムラが大きくなり、その分長く延長加熱をする必要があるためである。そのため、食品状態が冷凍であるか、常温/冷蔵であるかを判定する必要がある。

初めに、図９において、加熱室２８に被加熱物６０ｃであるごはんを入れた容器６０をテーブルプレート２４に載せてドア３を閉める。本実施例ではごはんを例に説明するがごはん以外の食品であっても良いのはもちろんである。

まず、レンジ加熱１（初期加熱）を説明する。入力手段７１でごはんメニューが選択される（工程Ｓ０）。次に、入力手段７１で仕上がり調節から強、やや強、中、やや弱、弱のいずれかが選択される（工程Ｓ1）。仕上がり調節の中は標準の温度で仕上がり、強は仕上がり温度が標準より約5℃高く設定し、弱は仕上がり温度が標準より約5℃低く設定することが可能である。次に、スタート入力される（工程S2）。

次に重量センサ２５でテーブルプレート２４に載置されている被加熱物６０ｃと容器６０との合計の重量Ｗを検出する（工程S3）。

次に、加熱室温度センサ８０で加熱室温度TH1を検出し（工程S4）、加熱室の温度TH1が所定の温度より高い場合（工程S5）は、高温モード（工程S6）に移行して被加熱物を加熱する工程である。

高温モード（工程S6）は、オーブン調理後の加熱室２８の温度が高い場合、赤外線センサ５２が被加熱物６０ｃの温度を正確に検出できなくなるので、その課題を回避するものである。高温モード（工程S6）では、入力手段71でごはんが常温冷蔵か冷凍かを選択し、検出した重量を基に、入力された温度にごはんが加熱できる程度の加熱時間を事前に確認した結果に基づいて総加熱時間Tzを算出して加熱する工程である。

加熱室の温度TH1が所定の温度より低い場合（工程S5）は、被加熱物の初期温度Ts1を検出する（工程S7）。

次に重量センサ２５と被加熱物の初期温度Ts1から加熱にかかる目安時間を算出し、表示する（工程S8）。そして、レンジ加熱を開始する（工程S9）。レンジ加熱を開始した後に被加熱物６０ｃの温度Tdetect（赤外線センサ５２で検出した温度）の検出（工程S10）に移る。

工程S9〜S16までは、被加熱物６０ｃの温度が初期温度Ts1から状態判別温度Tj1に昇温するまでの経過時間taj1と、状態判別温度Tj1から状態判別温度Tj2に昇温するまでの経過時間taj2を測定する工程である。

図１０において、被加熱物６０ｃの温度Tdetect（赤外線センサ５２で検出した温度）を検出する（工程S10）。なお、被加熱物６０ｃの温度は赤外線センサ５２以外の他の種類のセンサで検出しても良い。次に、経過時間taj1を計測する（工程S11）。被加熱物６０ｃの温度Tdetectが状態判別温度Tj1へ到達してれば（工程S12）、被加熱物６０ｃの温度Tdetectの検出(工程S13)に移る。ここで、被加熱物６０ｃの温度Tdetectが状態判別温度Tj1へ到達した時の時間が、初期温度Ts1から状態判別温度Tj1に昇温するまでの経過時間taj1として格納される。

一方、状態判別温度Tj1への到達していなければ（工程S12）、被加熱物６０ｃの温度Tdetectを検出（工程S10）に戻る。

被加熱物６０ｃの温度Tdetectを検出する（工程S13）。次に、経過時間taj2を計測する（工程S14）。被加熱物６０ｃの温度Tdetectが状態判別温度Tj2へ到達していれば(工程S15)、被加熱物の状態判別（工程S16）に移る。ここで、被加熱物６０ｃの温度Tdetectが状態判別温度Tj2へ到達した時の時間が、状態判別温度Tj1から状態判別温度Tj2に昇温するまでの経過時間taj2として格納される。

一方、状態判別温度Tj2への到達していなければ（工程S15)、被加熱物６０ｃの温度Tdetectを検出（工程S13）に戻る。

次に、被加熱物の状態判別を行う(工程S16)。すなわち、被加熱物６０ｃが冷凍状態（冷凍モード）であるいか被加熱物６０ｃが冷蔵/常温状態（冷蔵/常温モード）であるいかを判別する。図１５を用いて、常温/冷蔵状態と冷凍状態を判別する方法を説明する。図１５は常温/冷蔵ごはんと、冷凍ごはんの加熱開始から加熱終了までの検出温度を表したグラフである。常温/冷蔵ごはんの加熱初期から加熱終了までは食品状態が加熱初期から終了までほぼ一定であるため、マイクロ波の吸収効率もかわらず、ほぼ直線を描く。しかし、冷凍ごはんは、加熱初期は氷の状態から、加熱後徐々に水の状態に変わっていくため、氷が水に変わる融解潜熱区間である検出温度Tj1までの区間においては、検出温度がほぼ上昇しないまま、経過時間が過ぎていく。一方で、冷凍ごはんの氷が水にかわった区間である、検出温度Tj1以降においては、冷凍ごはんは局部加熱がおこりやすいため、検出温度Tj2までの経過時間であるtaj2が常温/冷蔵のtaj2に比べ短くなる。

そのため、経過時間taj1と経過時間taj2を用いて状態判別の一次式が算出でき、経過時間taj2＞a×taj1+bであるか判断する(工程S16)。経過時間taj2＞a×taj1+b(工程S16)であれば、ごはんが常温/冷蔵モードと判別し (工程S18)、そうでない場合は冷凍モードと判別する（工程S17）（aは0.15〜0.4程度。bは負）。ごはんが常温/冷蔵モードと判別 (工程S18)された場合は、被加熱物６０ｃの実初期温度（℃）＞0と判断したことを意味する。一方、ごはんが冷凍モードと判別(工程S17)された場合は実初期温度（℃）≦0と判断したことを意味する。

この方法で食品の状態を判別することで、食用ラップを２重３重にも重ねた状態で冷凍ごはんを包んだ場合において、初期温度Ts1が０℃以上の常温と検出された場合であっても、Tj1までの経過時間taj1が長くなる一方で、ごはんの加熱が進みラップの隙間から蒸気が出るタイミングでTj1からTj2までの区間を一気に通過するため、経過時間taj2が短くなり、冷凍と判別される。ふた付きの容器に冷凍ごはんを入れた場合も同様である。そのため、食用ラップでの包み方や容器のふたの有無にかかわらず、食品60ｃの状態を判別できる。

ごはんが常温/冷蔵モードと判別され (工程S18)、また、冷凍モードと判別されると（工程S17）、被加熱物の温度Tdetectの検出(工程S19)に移る。

図１１において、被加熱物６０ｃの温度Tdetectを検出する（工程S19）。次に、経過時間taを計測する（工程S20）。被加熱物６０ｃの温度Tdetectが特定温度Ts2への到達していれば(工程S21)、昇温速度Tv1を算出（工程S22）に移る。ここで、被加熱物６０ｃの温度Tdetectが状態判別温度Ts2へ到達した時の時間が、初期温度Ts1から経過した経過時間taとして格納される。

一方、特定温度Ts2へ到達していなければ（工程S21)、被加熱物６０ｃの被加熱物６０ｃの温度Tdetectの検出（工程S19）に戻る。

次に、特定温度Ts2から初期温度Ts1を引いた上昇温度と加熱開始から特定温度Ts2に到達するまでの経過時間taとから、昇温速度Tv1（℃/秒）を算出する（工程S22）。

ここまでの加熱がレンジ加熱１（初期加熱）である。

次にレンジ加熱２（追加加熱）について説明する。

レンジ加熱２（追加加熱）は、特定温度Ts2（例えば75℃）より高く、仕上がり温度に近い特定温度Ts4（例えば仕上がり温度より５度低い温度。例えば85℃。）を設定し、加熱開始からごはんの温度が特定温度Ts4に到達するまでの経過時間taを計測し、特定温度Ts4から初期温度Ts1を除いた上昇温度から昇温速度を求め、仕上がり温度に到達する残りの加熱時間をT2算出して（工程S23）加熱を行う。特定温度Ts4を仕上がり温度近傍にすることで、仕上がり温度の精度を良くしている。

次にレンジ加熱３（延長加熱）について説明する。

レンジ加熱１と並行して判別されたごはん状態とに応じて延長加熱時間T3を算出する（工程S24）。必要なT3時間は図１４にあらわすように、食品状態と特定温度Ts4までの昇温速度Tv1（℃/秒）で算出できる。

次に、食品の実重量が多い場合のレンジ加熱３のT3の算出方法について説明する。

図１４のように、常温/冷蔵状態（工程S18で常温/冷蔵モードと判断された場合）では、昇温速度Tv1に基づいて必要T3時間を算出する。昇温速度Tv1が1.5℃/秒、0.6℃/秒、0.4℃/秒に対して、それぞれ、必要T3時間を0秒、20秒、40秒として算出する。

一方、冷凍状態（工程S17で冷凍モードと判断された場合）では、昇温速度Tv1（（℃/秒））が0.7以上であれば昇温速度Tv1に基づいて、昇温速度Tv1（（℃/秒））が0.7未満であれば昇温速度Tv1と共に実重量Wt（ｇ）をも考慮して、必要T3時間を算出する（工程S24）。昇温速度Tv1が0.8℃/秒、0.7℃/秒に対して、それぞれ、必要T3時間を20秒、150秒として算出する。昇温速度Tv1が0.5℃/秒の場合は、実重量Wt400g、600gに対して、それぞれ、必要T3時間を200秒、300秒として算出する。

なお、例えば、昇温速度Tv1が1.5℃/秒と0.6℃/秒の間であれば必要T3時間0秒と20秒の間で補間計算する。

食品の実重量Wt（g）が多くなると、特定温度Ts4までの昇温速度が一定になってくる。しかし、食品状態が常温/冷蔵の場合は、昇温速度が一定になると同時に必要T3時間も一定になる。そのため、昇温速度Tv1が特定の値（図１４では0.4）よりも小さい場合は、固定値（図１４では40）とすることで、400ｇ（約4人分）以上の常温/冷蔵ごはんについても、適温にあたためられる。

食品状態が冷凍の場合は、昇温速度Tv1が特定の値（図１４では0.5）よりも小さい場合は、重量センサで検出した重量Wを用いてT3を算出する事で、適温にあたためる事が出来る。この方法を用いる事で、ある一定量のごはん（図１４では300ｇ）までは重たい容器に載っている場合、軽い容器に載っている場合、ラップで包んでいる場合すべてにおいて、適切にあたためることができ、ある一定量以上のごはんにおいても、軽い容器やラップで包んでいる場合に適切にあたためられる。冷凍ごはんは、ラップに包んである状態や、プラスチック保存容器に入れて冷凍してある状態で、マイクロ波加熱される場合がほとんどであるため、一度に大量の冷凍ごはんを加熱でき、作業性がよく、便利である。

上記した本実施例によれば、ごはんの加熱に適した高周波加熱調理器を提供する。

２３ａ 制御手段
２４ テーブルプレート
２５ 重量センサ
２８ 加熱室
３３ マグネトロン
５２ 赤外線センサ
６０ 容器
６０ｃ 被加熱物
７１ 入力手段
８０ 加熱室温度センサ
３３０ レンジ加熱手段
Ｗ 重量
Ｔｚ 総加熱時間
Ｔ１ 初期加熱時間
Ｔ２ 追加加熱時間
Ｔ３ 延長加熱時間

Claims (5)

1. 加熱室と、
   被加熱物を加熱する加熱手段と、
   前記加熱室で前記被加熱物が載置されるテーブルプレートと、
   前記被加熱物の重量を測定する重量センサと、
   前記被加熱物に係る温度を検出する温度センサと、
   仕上がり温度となるように、前記重量センサと前記温度センサの検出値に基づいて前記加熱手段を制御する制御手段と、を備え、
   該制御手段は、
   前記被加熱物を加熱している時の温度上昇を前記温度センサにて検出し、加熱を開始してから第１の状態判別温度に到達するまでの時間と、前記第１の状態判別温度から第２の状態判別温度に到達するまでの時間の関係から前記被加熱物が冷凍状態であるか否かを保存状態として判定し、前記被加熱物の保存状態に基づいて加熱時間を算出し、前記被加熱物を加熱することを特徴とする高周波加熱調理器。
2. 請求項１において、前記制御手段は、前記保存状態と共に前記被加熱物の重量に基づいて、加熱時間を算出し、被加熱物を加熱することを特徴とする高周波加熱調理器。
3. 請求項１において、前記制御手段は、前記保存状態と共に前記被加熱物の重量に基づき、前記被加熱物が仕上がり温度近傍となった後に延長加熱として被加熱物を加熱することを特徴とする高周波加熱調理器。
4. 請求項３において、前記制御手段は、初期加熱として前記被加熱物が冷凍状態であるか否かを保存状態として判定するものであり、前記初期加熱の後で前記延長加熱の前に追加加熱をすることを特徴とする高周波加熱調理器。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記温度センサは、赤外線センサであることを特徴とする高周波加熱調理器。

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