JPS6311565B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 電子レンジを含む調理オーブンにおいて、自動
的に調理の進捗度合を知つて、加熱熱源を制御す
ることは、上手に自動的に調理ができるという点
で、非常に期待されている。

このための手段としては、たとえば、オーブン
内の雰囲気温度検知、食品に温度センサを挿入す
る方法がある。食品にセンサを挿入するものは、
食品の温度を直接知る点で長所はあるが、反面、
食品のある一定個所の温度情報しか分らないこ
と、冷凍食品の解凍時のように、食品が硬くて、
センサ挿入に困難をきたすなど問題点もある。

また、雰囲気温度検知法は、食品の温度を間接
的にしか検知できないことによる問題があり、当
初に挙げた期待に十分応えうる内容には完成され
ていない。

本発明は加熱とともに変化する食品表面温度が
あらかじめ定められた設定値に達した時点から、
蒸気の急激な発生によつて、湿度が上昇する時点
までの加熱時間を基に、以後の加熱時間を自動的
に決定する加熱時間制御方法に関するものであ
る。

第２図に示すように、一般的に食品をオーブン
内で加熱した場合の相対湿度の変化は、曲線１で
示すように、はじめの中は、食品からでる蒸気が
少ないので、オーブン内の温度上昇とともに低下
していく。そして蒸気量が増大してくると、相対
湿度は最小値を示し、以後、上昇に転じていき、
急な勾配で上昇するようになる。ここで、相対湿
度が最小値からわずかな相対湿度幅Δhだけ上昇
する時点t₂は、食品の調理状態に顕著な変化が起
こるときで、食品が沸騰し始め、温度がおよそ92
〜97℃に達する。ここで、この食品の加熱を開始
してからこの時点に達するまでの時間は、食品の
種類、例えば食品の比熱とマイクロ波吸収率など
の違いによるものと量、例えば大きさ、個数など
の違いによつて変るが、食品の初温度によつて
も、大きく変る。部屋に放置されたものは室温に
よつて異なるし、冷蔵庫から取り出したもの、さ
らに冷凍食品になると大きく異なつてくる。

ここで、第２図の曲線２は食品表面温度の変化
を示す。この食品の加熱開始からこの時点t₂まで
の時間の初温度のバラツキによる狂いをほとんど
なくするために、本発明による制御方法では、食
品の表面温度があらかじめ定められた設定値To
に到達する時点t₁をとり、この時点から前記時点
t₂までの加熱時間τoを測り、この時間から以後の
加熱時間を決定することにしている。この時点t₂
以後の加熱時間は食品の水分の蒸発熱と食品の味
がよくなるのに必要な熱量を含み、食品が適切に
仕上るまでの全熱量を出しきる時間τ_Rである。し
たがつて、この時間τ_Rの終る時点t₃が食品の加熱
完了となる。ここで設定温度Toを指定すれば、
この２つの時間比（τ_R／τo）＝Ｋは食品の種類や
仕上がり状態で決める個有の定数となり、調理実
験により求めることができる。すなわち、この定
数Ｋは食品の量や、初温度にほとんど関係せず、
食品を加熱する電力Ｐと設定温度Toを固定すれ
ば、食品の比熱、含水量およびマイクロ波吸水率
などが関係する食品の種類のみによつて決まる。

以下、本発明の調理オーブンの構成と動作態様
について説明する。

第１図は、熱源は明示していないが、調理オー
ブンである。１はケース、２は脚、３は加熱庫
壁、４は食品受皿台５を回転駆動するモータ、６
は食品で、食器７の中に載置されている。８は加
熱室である。９は加熱室壁３の天井中央部に設け
られた開孔である。１０はチヨツパ羽根、１１は
チヨツパモータ、１２は反射鏡、１３は視野限定
フード、１４は反射凹面鏡を有する鏡である。１
５は赤外線検知器である。また、１６は湿度検知
器、１７は食器７を覆いかぶせたラツピングシー
トである。１８はそのシートを破つて食品から出
た水蒸気流で、これによつて変る湿度を湿度検知
器１６が検知する。

第１図において食品の加熱とともに変化する相
対湿度の変化曲線を１に、また食品の表面温度を
２に示す。第３図において、１４は赤外線検知
器、２１は赤外線検知器の温度信号を増幅する増
幅器、２２は増幅器出力を入力し、これを温度設
定値Toと比較し、大きければ温度検知信号
TEMPを出力する比較器である。

第４図において、１６は湿度検知器、２３は湿
度信号を増幅する増幅器、２４は最小値保持回路
で増幅器２３の出力電圧の最小値のより小さい値
を更新しながら保持していく。２５は減算器で増
幅器２３の出力電圧の刻々の電圧値を最小値保持
回路に保持されている最小値から減算する。この
減算出力は比較器２６によつて、しきい値Δhと
比較される。比較された結果、減算器からの出力
の方がしきい値より大きい場合、比較器は食品か
ら出た水蒸気による相対湿度を検知し、湿度検知
信号HUMを出力する。

また、最小値保持回路２４の保持電圧を保持し
たりあるいは消去してスタートに戻すための入力
として、保持／消去信号HOLD／RESETがあ
る。

第５図において、２７は加熱制御回路で、マグ
ネトロン２８の駆動、停止をマグネトロン駆動／
停止信号STA／STの入力によつて制御する。

第６図は本発明の制御用ユニツトで、LSIチツ
プを用いている。本実施例ではストアドプログラ
ム方式Stored Programの汎用チツプであるマイ
クロコンピユータ２００を使用している。

A₀，A₁，A₂，A₃，B₀，B₁，B₂，B₃は入力端
子、C₀〜C₉は出力端子である。入力端子B₀，B₂，
B₃にはそれぞれ加熱スタート信号START、温度
検知信号TEMP湿度検知信号HUMが入力され
る。

C₅，C₉にはそれぞれマグネトロン駆動／停止
信号STA／ST、最小値保持回路２４の保持電
圧の保持および消去信号HOLD／RESETを出力
する。

第７図はマイクロコンピユータ２００の構成を
示すブロツクダイヤグラムである。第７図を用い
てマイクロコンピユータ２００の機能とデータ処
理プロセスの概略を説明する。

第１の機能は論理演算機能があつて、この機能
は論理演算ユニツトALU２０１、アキユームレ
ータACC２０２、テンポラリレジスタTEMP２
０３、プログラムステータスフラツグPS２０４、
キヤリフラツグ２０５、ゼロフラツグ２０６、ツ
ーズコンプリメントＴ／Ｃ２０７およびデータ転
送を行なう４ビツトのＡパスおよびＢパスにより
達せられる。ALU２０１は論理演算部であつて
論理積、論理和、排他的論理和、加算を実行する
ことができる。Ｔ／Ｃ２０７はALU２０１に転
送されてくるデータの２の補数を算出するもので
あり、したがつてALU２０１は減算を実行する
ことができる。

PS２０４、CF２０５、ZF２０６は１ビツトの
フリツプフロツプであり、システムの状態を記憶
するためのものである。PS２０４は命令により
セツト・リセツトされるフラツグであり、CF２
０５、ZF２０６はALU２０１の演算結果等に基
づき、キヤリアの有無により、CF２０５が演算
結果が零であるか否かによりZF２０６がそれぞ
れセツト・リセツトされ、プログラム実行におけ
る種々の判定に使用される。

ACC２０２、TEMP２０３は４ビツトのレジ
スタであり、ALUの入力データや演算結果等を
一時的に記憶するためのレジスタである。

第２の機能はデータ記憶機能である。この機能
は可変メモリであるRAM２０９、Ｘレジスタ２
３４、Ｙレジスタ２３５により実行される。
RAM２０９のアドレスはＸおよびＹレジスタ２
３４，２３５により指定されて命令により、
ACC２０２等にRAM２０９の内容を転送できる
ようになつている。

第３の機能はプログラムの記憶実行等を行うプ
ログラム記憶および実行機能である。

この機能は固定メモリであるROM２１０、プ
ログラムカウンタPC２０８、サブルーチンスタ
ツクSTACK２１１、スタツクポインタSP２１
２により実行される。ROM２１０は８ビツトの
命令語で書き込まれたシステムの実行すべきプロ
グラムを記憶するものであり、バイナリカウンタ
により構成されているPC２０８はROM２１０の
番地指定を行う。したがつて、PC２０８のカウ
ントアツプにしたがつてROM２１０に記憶され
たプログラムが、１ワードづつ実行されていく。
STACK２１１はプログラムのサブルーチンを実
行するとき、サブルーチンからもどつてくる時の
番地を指定するため、PC２０８の内容を格納す
るものである。SPはサブルーチンを２レベルで
実行するとき、はじめにもどつてくるべき番地を
指定するためのものである。

第４の機能は命令デコード機能である。

この機能はインストラクシヨンレジスタIR２
１３、インストラクシヨンプログラマブルロジツ
クアレイＩ−PLA２１４により実行される。

IR２１３はROM２１０から転送された８ビツ
トの命令語を命令が実行される間ラツチするため
のレジスタであり８ビツトである。Ｉ−PLA２
１４はROM２１０より転送された８ビツトの命
令語を制御信号に変換する機能を果たし、したが
つてＩ−PLA２１４により、ROM２１０に記憶
された８ビツトの命令語は順次各種の制御信号と
なり、他の各機能部（例えば、ALU、ACC、
RAM……など）に送られ、μ−ＰはROM２１
０に記憶されたプログラムに基づき動作する。

第５の機能はカウンタ機能である。カウンタ２
１５は８ビツトのバイナリカウンタであり、カウ
ンタ用フリツプフロツプＥ／DFF２１６により、
セツト・リセツトされる。Ｅ／DFF２１６によ
りカウンタ２１５がカウント可能状態にされる
と、S₁入力端子からのパルス入力をカウントアツ
プし、最上位MSBまで、カウントアツプすると、
セツトブラツグSF２１７がセツトされる。した
がつて、ROM２１０からの命令により、Ｅ／
DFF２１６をセツト・リセツトし、SF２１７が
セツトされているか否かをみることによりS₁入力
からのパルス数をカウントすることができる。

また、カウンタ２１５の内容を上位４ビツトと
下位４ビツトに分けて、直接ACC２０２などに
転送することもできる。

第６は入力出力機能である。

入力端子はA₀〜A₃の４ビツト並列入力端子と、
B₀〜B₃の４ビツト並列入力端子がある。

このA₀〜A₃，B₀〜B₃の２組の並列入力はマル
チブレクサMPX２１８によりＢバス２１９を介
して選択的に、ACC２０２等に転送することが
できる。

このA₀〜A₃，B₀〜B₃入力はデータの入力用と
して用いられる。

他の入力端子として、Sφ、S₁入力端子がある。
この入力端子はμ−Ｐのクロツクとは無関係にパ
ルス信号をカウントしたり、割り込み動作をさせ
たりするのに便利な入力端子である。

Sφ入力は比較器Ｃ２２０により、入力がハイ
かローかを判別される。

S₁入力はゲートＧ２２１により、カウンタ２１
５に入力されたり、直接、同期化回路Ｓ２２２を
経て、SF２１７に入力され、比較器Ｃ２２３に
より比較されて、Sφ入力と同じように使用する
ことができる端子である。S₁入力カウンタ２１５
に入れるか否かはCS端子の入力により選択でき
る。

RST入力端子は最初の電源投入時などに、μ
−Ｐの電源が確立されるまで、ROM２１０に記
憶されたプログラムのスタート（０番地）に停止
させ、誤動作を防止するなどの目的のために使う
ことができる。このとき出力端子は全てL₀にな
る。OSC入力端子は内蔵の発振器２２４の発振
周波数を決定するために、コンデンサと抵抗を接
続する端子である。この発振器の発振周波数をク
ロツクとして論理制御回路２３６はμ−Ｐの内部
動作を制御している。

また、V_ss，V_DDは電源端子である。

次に、出力端子は３種類を有している。

第１の出力端子はD₀〜D₇よりなるＤ出力端子
である。RAM２０９あるいはACC２０２のデー
タとPS２０４とがラツチ２２５によりラツチさ
れてプログラマブルロジツクアレイPLA２２６
に５ビツトデータとして転送されると、そのデー
タ（５ビツト）はD₀〜D₇の８本の出力端子に並
列８ビツト出力として出力される。したがつて、
このD₀〜D₇の出力端子は７セグメント表示管の
表示用に適している。

第２の出力端子はE₀〜E₃より成るＥ出力端子
でACC２０２あるいはROM２１０より、４ビツ
トのデータを並列に出力することができる。

２２７はラツチである。

第３の出力はC₀〜C₁₁より成るＣ出力端子であ
り、このＣ出力は各々独立にセツトまたはリセツ
トすることができる。すなわち、Ｙレジスタ２３
５によつてどのＣ出力をセツトするかを指定し、
出力命令を出すと、デコーダ２２８により相当す
るＣ出力端子はラツチ２２９により、ラツチされ
て出力される。したがつてこのＣ出力端子で種々
の負荷を制御できる。

なお、２３０，２３１，２３２はマルチプイク
サであり、２３３は比較器である。

以上第８図に示したμ−Ｐの機能とデータ処理
プロセスについての概略を説明したが、本発明は
このようなμ−Ｐを用いた実施例を示している。

第７図はマイクロコンピユータによる加熱制御
プログラムの概要フローチヤートである。

第２図に示したように、オーブン内で食品が加
熱されると、やがて第１図の２に示したように食
品の温度が上昇して、表面温度の設定値Toに達
し、第３図で示す温度検知信号TEMPを出力す
る。この温度検知信号はマイクロコンピユータの
入力端子B₂から入力され、データとして格納さ
れる。

つぎに、食品から水蒸気がさかんに出るように
なり、第４図の最小値保持回路２４が湿度信号の
最小値を保持する。また、相対湿度は最小値から
上昇してくる。この相対湿度は減算器２５で、最
小値から減算され、つぎに、相対湿度の最小値か
らしきい値Δhだけ上昇したときに、比較器２６
は湿度検知信号HUMを出力する。この湿度検知
信号はマイクロコンピユータの入力端子B₃から
入力され、データとして格納される。

また、プログラム記憶および実行機能によつて
プログラムが実行され、第８図のフロー図のよう
に、温度検知したかの判断が行なわれ、温度検知
されてから、湿度検知されるまで、可変メモリで
あるRAM２０９で、時点t₁からt₂までの時間τo
になるまでその内容を増加する。つぎに湿度検知
したかの判断が行なわれると、RAMの内容をＫ
倍してその結果、第１図で示す時点t₂からt₃まで
の時間τhになる。その後、この時間値τhを減ら
していつてRAMの内容が“０”になるまで、す
なわち、時点t₃で内容“０”の判断が行なわれる
と、マイクロコンピユータの出力端子C₅から、
スタート・ストツプ信号STA／STが出力され
る。この信号は第５図における加熱制御回路２７
に入力され、マグネトロン２８を停止し、調理が
完了する。

なお、この時間τoおよびτhは、マイクロコン
ピユータのSo入力端子より、時間基準となるク
ロツクパルスCLOCK（たとえば商用周波数）を
入力し、RAM領域内で計数することによつて実
現できる。

以上の説明で分るように、本発明による調理オ
ーブンでは、 (1) 加熱開始から湿度が上昇するt₂までの加熱時
間を基に、以後の加熱時間を決める従来の方法
に較べ、食品の表面温度があらかじめ定められ
た設定値Toに到達する時点t₁から湿度が上昇
する時点t₂までの加熱時間τoを基にしているの
で、食品の初温度のバラツキによる加熱時間決
定の狂いが改善され、食品の初温度には、ほと
んど影響されずに加熱時間が決定できる。すな
わち、食品から油や肉汁が跳び始める温度（た
とえば70℃）より低い設定温度からの情報で以
降の加熱制御をしようとするものであるから、
この温度（たとえば70℃）に達したとき、温度
測定で付設している光学系部分を遮蔽する機構
をつけて、光学系部分の汚れを防止することが
できる。

(2) 表面温度Toでの検知は、通常の低温調理や
解凍の加熱制御として用いるとしている赤外線
温度検知器を流用して行なわせることができる
ので経済的にも有利である。

以上の効果から、食品の調理について、食品の
種類の指定とするだけで、その量、初温度に影響
の少ない自動調理が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の調理オーブンでの相対湿度お
よび表面温度の変化曲線図、第２図は本発明の調
理オーブン実施例の構成図、第３図は本発明調理
オーブンの温度検知実施例の構成図、第４図は本
発明調理オーブンの湿度検知実施例の構成図、第
５図は本発明調理オーブンの加熱制御部実施例の
構成図、第６図は本発明の調理オーブンの制御用
ユニツト図、第７図は制御用ユニツトの一部であ
るマイクロコンピユータ２００の構成図、第８図
は同上マイクロコンピユータによる加熱制御プロ
グラムの概要フローチヤート図である。 ６……食品、１５……赤外線温度検知器、１６
……湿度検知器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 食品を収納する加熱庫と、この加熱庫内へ上
   記食品を加熱する高周波を供給するマグネトロン
   と、上記食品の表面温度を検知する赤外線温度検
   知器と、上記食品から出る蒸気で変わる湿度を検
   知する湿度検知器と、上記赤外線温度検知器から
   の温度検出信号を増幅しあらかじめ定められた温
   度設定値と比較して上記温度検出信号が上記温度
   設定値に達したときに温度検知信号を発生する手
   段と、さらに上記食品の加熱が進行して上記食品
   から発生する蒸気の量が最小値からあらかじめ定
   められた相対湿度幅に達したときに上記湿度検知
   器から湿度検知信号を発生する手段と、上記温度
   検知信号の発生時から上記湿度検知信号の発生ま
   での所要時間を演算し、この所要時間に別に定め
   られた食品個有の加熱時間係数を乗じる演算手段
   と、上記演算手段により得られた時間だけ上記湿
   度検知信号発生以後もひきつづいて上記食品を加
   熱する手段とを備えた調理オーブン。