加熱調理器およびそのプログラム
【課題】発生した煙や炎により被加熱物に臭いがつくのを防止すること。
【解決手段】通電割合決定手段および制御周期決定手段が決定した通電割合と複数の制御周期を用いて下面加熱手段の通電制御を行い下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させる間に複数の適切な制御周期に変更することで、煙や炎の発生を抑えた上で、調理性能を維持するために必要な下面加熱手段の温度を、煙や炎の発生を抑えられる温度にできるだけ近い所まで上げることができると共に、スイッチ手段の寿命も長く保ち、調理時間も短くすることが可能な加熱調理器を提供することができる。
【解決手段】通電割合決定手段および制御周期決定手段が決定した通電割合と複数の制御周期を用いて下面加熱手段の通電制御を行い下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させる間に複数の適切な制御周期に変更することで、煙や炎の発生を抑えた上で、調理性能を維持するために必要な下面加熱手段の温度を、煙や炎の発生を抑えられる温度にできるだけ近い所まで上げることができると共に、スイッチ手段の寿命も長く保ち、調理時間も短くすることが可能な加熱調理器を提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被加熱物を加熱調理する加熱調理器およびそのプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の加熱調理器は、図７に示すように、７０１は調理室、７０２は被加熱物、７０３は載置台、７０４は上面加熱手段、７０５は下面加熱手段、７０６は受け皿、７０７は冷却ファンを備えている。調理室７０１内の載置台７０３の上に被加熱物７０２が設置され加熱調理が開始されると、上面加熱手段７０４、下面加熱手段７０５への通電が開始される。被加熱物が魚や肉などの油を含んでいる場合、加熱が行われることで、下面加熱手段７０５や受け皿７０６に被加熱物７０２から出てくる油が滴下する。ここで受け皿７０６に滴下した油が発煙しないように冷却ファン７０７で風を送ることにより受け皿を冷却する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１９２１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、被加熱物７０２から出た油が下面加熱手段７０５が制御されずに高温なっている状態で滴下すると、下面加熱手段７０５に滴下した油から煙や炎が発生する。受け皿７０６を冷却する構成によれば、発生した炎が受け皿にたまった油に引火することを防ぐことができるが、発生した煙や炎は、被加熱物７０２に臭いをつけるため、被加熱物７０２の味や香りが悪くなり、加熱調理器としての調理性能に悪影響を与えるという課題を有していた。
【０００４】
一方で煙や炎の発生を抑えるために下面加熱手段７０５の温度を低くすると、被加熱物７０２に投入するエネルギーが少なくなるため、投入エネルギーを確保するため調理時間を長くする必要が発生し、加熱調理器としての調理性能に悪影響を与えるという課題を有していた。
【０００５】
さらに、下面加熱手段７０５の温度を一定に保つために位相制御で電力を制御すると、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすため、電磁調理器の一機能として加熱調理器を組み込んだりする場合に機器としての性能に悪影響を与えるという課題を有していた。
【０００６】
また煙や炎の発生を抑えた上で調理性能を維持するためには、下面加熱手段７０５の温度を煙や炎の発生を抑えられる温度にできるだけ近い所まで上げる方がよいが、通電割合で温度制御を行う場合は、通電ありの期間に温度が上昇し、通電なしの期間に温度が下降するため、通電制御を行った際の下面加熱手段温度には温度幅ができてしまうため、煙や炎の発生を抑えられる温度より、この温度幅の分だけ低い温度を設定しなければならないという課題を有していた。
【０００７】
また、煙や炎の発生を抑えるために、通電制御周期を短くすると、下面加熱手段の通電有無を切り換えるための第２のスイッチ手段のスイッチ回数が増えて、第２のスイッチ手段の寿命が短くなるという課題を有していた。
【０００８】
また下面加熱手段７０５の表面温度が高い場合には、下面加熱手段７０５の表面温度を直接取得することが困難であり、かつ、特に上面加熱手段７０４を連続通電制御した場合には、調理室内の温度検知手段で取得した温度では下面加熱手段７０５との直接的な相関が低いため、下面加熱手段７０５の温度を所定温度域に制御することは困難であるという課題を有していた。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、下面加熱手段の制御目標温度域として煙や炎が発生しにくい温度域を設定し、目標温度を維持可能な平均電力を満たす通電割合を決定することで、下面加熱手段に投入された電気エネルギーと下面加熱手段の表面から調理室内に放散されるエネルギーが平衡状態に達した時の下面加熱手段表面温度が所定温度域におさまるようにすることができ、更に制御周期決定手段により加熱調理による油が発生し易い加熱初期における下面加熱手段の温度幅を、油が発生しにくい期間より小さく制御することで、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすことなく、煙や炎の発生が殆どなく、スイッチ手段の寿命も長く保ち、調理時間も短くすることが可能な加熱調理器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の加熱調理器は、加熱調理初期に上面加熱手段および下面加熱手段に大電力を投入し調理室内温度を高速昇温し、その後、前記通電割合決定手段および前記制御周期決定手段が決定した通電割合と複数の制御周期を用いて前記下面加熱手段の通電制御を行い前記下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させる間に複数の適切な制御周期に変更することで、煙や炎の発生を抑えた上で、調理性能を維持するために必要な下面加熱手段の温度を、煙や炎の発生を抑えられる温度にできるだけ近い所まで上げることができると共に、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすことなく、また、煙や炎が発生が殆どなく、スイッチ手段の寿命も長く保ち、調理時間も短くすることが可能な加熱調理器を提供することができる。
【００１１】
また、温度検出手段の検出値を用いて負荷量を検出し、負荷量を基に下面加熱手段の通電割合と第１の制御周期と第２の制御周期と制御周期の継続時間を決定することで、負荷量に応じた目標温度を維持する通電割合と制御周期で決定される第２のスイッチ手段のスイッチ回数を決定し、下面加熱手段の温度を負荷量に依らず所定温度域に維持すると共に、スイッチ手段の寿命もより長く保つことができる。
【００１２】
また、加熱調理初期に最大電力を投入することで、温度検出手段の検出変化を大きくし、負荷量出手段の検出値をより正確にすることができる。
【００１３】
また、下面加熱手段の温度を所定温度域に安定させる制御を行う際に、温度振幅に関係する制御周期として、加熱初期の第１の制御周期を第２の加熱周期より小さくすることで、油が滴下し易い加熱初期の温度振幅を小さくすることができ、煙や炎の発生を抑えた上で調理性能を維持するために必要な下面加熱手段の温度を、煙や炎の発生を抑えられる温度にできるだけ近い所まで上げることができる。
【００１４】
また、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で、加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段の温度を、所定温度域に移行させる際、下面加熱手段への通電を停止することで所定温度域への移行を速くすることができ、煙や炎の発生の可能性をより小さくすることができる。
【００１５】
また、加熱調理器を電磁調理器に搭載することで、鍋などの容器を電磁誘導により加熱する調理手段に、載置台として焼き網を使った調理手段を加えることができ、家庭内での調理の幅を広くすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の加熱調理器およびそのプログラムは、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすことなく、煙や炎の発生が殆どなく、スイッチ手段の寿命も長く保ち、調理時間も短くすることが可能な加熱調理器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
第１の発明は、載置台の上に載せた被加熱物を収容する調理室と、前記被加熱物の上面を加熱する上面加熱手段と、前記上面加熱手段の通電有無を切り換える第１のスイッチ手段と、前記被加熱物の下面を加熱する下面加熱手段と、前記下面加熱手段の通電有無を切り換える第２のスイッチ手段と、前記下面加熱手段の通電有無の割合を決定する通電割合決定手段と、前記通電割合決定手段で決定された割合の制御周期として複数の制御周期を決定する制御周期決定手段と、前記第１のスイッチ手段と前記第２のスイッチ手段を動作させることで前記上面加熱手段と前記下面加熱手段を制御する制御手段とを備え、
通電割合決定手段は前記下面加熱手段の制御目標温度を設定し、制御周期決定手段は前記制御目標温度に制御する際の温度振幅を設定し、
前記制御手段は、前記上面加熱手段を通電制御し、かつ、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間通電制御した後、前記通電割合決定手段および前記制御周期決定手段が決定した通電割合と制御周期を用いて前記下面加熱手段の通電制御を行い前記下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させる間に制御周期を切り換える加熱調理器とすることにより、煙や炎の発生を抑えた上で、調理性能を維持するために必要な下面加熱手段の温度を、煙や炎の発生を抑えられる温度にできるだけ近い所まで上げることができると共に、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすことなく、また、煙や炎が発生が殆どなく、スイッチ手段の寿命も長く保ち、調理時間も短くすることができる。
【００１８】
第２の発明は、加熱調理器を、前記調理室内の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段で検出した検出値により前記被加熱物の負荷量を検出する負荷量検出手段を備え、前記負荷量検出手段で検出した負荷量に基づいて前記通電割合決定手段が通電割合を決定し、前記制御周期決定手段が第１の制御周期と第１の制御周期の継続時間と第２の制御周期を決定し、決定された通電割合および制御周期を用いて前記下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させる加熱調理器とすることにより、
負荷量に応じた目標温度を維持する通電割合と制御周期で決定される第２のスイッチ手段のスイッチ回数を決定することで、下面加熱手段の温度を負荷量に依らず所定温度域に維持すると共に、スイッチ手段の寿命もより長く保つことができる。
【００１９】
第３の発明は、前記第１電力値が最大電力値である加熱調理器とすることにより、加熱調理初期に最大電力を投入することで、温度検出手段の検出変化を大きくし、負荷量検出手段の検出値をより正確にすることができる。
【００２０】
第４の発明は、前記制御周期決定手段が決定する前記第１の制御周期は前記第２の制御周期より短い加熱調理器とすることにより、下面加熱手段の温度を所定温度域に安定させる制御を行う際に、温度振幅に関係する制御周期として、加熱初期の第１の制御周期を第２の加熱周期より小さくすることで、油が滴下し易い加熱初期の温度振幅を小さくすることができ、煙や炎の発生を抑えた上で調理性能を維持するために必要な下面加熱手段の温度を、煙や炎の発生を抑えられる温度にできるだけ近い所まで上げることができる。
【００２１】
第５の発明は、制御手段として、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間通電制御した後、前記通電割合決定手段および前記制御周期決定手段が決定した通電割合と制御周期で前記下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させる前に、前記下面加熱手段への通電を停止する期間を設けた加熱調理器とすることにより、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で、加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段の温度を、所定温度域に移行させる際、下面加熱手段への通電を停止することで所定温度域への移行を速くすることができ、煙や炎の発生の可能性をより小さくすることができる。
【００２２】
第６の発明は、電磁調理器に搭載されている加熱調理器とすることにより、加熱調理器を電磁調理器に搭載することで、鍋などの容器を電磁誘導により加熱する調理手段に、載置台として焼き網を使った調理手段を加えることができ、家庭内での調理の幅を広くすることができる。
【００２３】
第７の発明は、加熱調理器の機能の少なくとも一部をコンピュータにより実行するためのプログラムである。そして、プログラムであるので、電気・情報機器、コンピュータ、サーバ等のハードリソースを協働させて本発明の加熱調理器の少なくとも一部を容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における加熱調理器のブロック図を示すものである。
【００２６】
図１において、１０１は調理室、１０２は被加熱物、１０３は載置台、１０４は上面加熱手段、１０５は下面加熱手段、１０６は受け皿、１０７は温度検出手段、１０８は負荷量検出手段、１０９は制御手段、１１０は第１のスイッチ手段、１１１は第２のスイッチ手段、１１２は通電割合決定手段、１１３は制御周期決定手段である。
【００２７】
なお、上面加熱手段１０４、下面加熱手段１０５にはシーズヒータ、温度検出手段１０７にはサーミスタ、負荷量検出手段１０８、制御手段１０９、通電割合決定手段１１２、制御周期決定手段にはマイクロコンピュータ、第１のスイッチ手段１１０、第二のスイッチ手段１１１にはリレーを用いることでこの構成を容易に実現できる。
【００２８】
以上のように構成された加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。
【００２９】
被加熱物１０２は、魚焼きという対象だけでも、魚の種類や調理対象の種類（生姿焼きと干物の違いなど）によって厚みが異なる。従って載置台に置いた被加熱物１０２と上面加熱手段１０４の間には、ある程度の距離が必要となる。一方、下面加熱手段１０５は、被加熱物１０２との距離は固定可能である。この状態で、被加熱物１０２の上下両面の加熱状態を該同一にする場合は、上面加熱手段１０４を一定電力とし、下面加熱手段１０５の電力を可変調整する方が都合がよい。なお、被加熱物１０２の温度変化性が強く、一定電力による加熱で焼け過ぎるような場合は、上面加熱手段を温調してもよいことは言うまでもない。
【００３０】
被加熱物１０２が魚の生姿焼きや鶏肉などの油を多く含む対象である場合、調理を実行する過程で被加熱物１０２から油が流出し、下面加熱手段１０５に滴下する。下面加熱手段１０５は、被加熱物１０２に焼き色をつけるためには高温を保たなければならないが、一方で高温にすると油の滴下によりすぐに発煙や小さな発火を起こしてしまう。しかしながら、発煙がほぼ発生しない温度は約５００℃となる。一方で、被加熱物１０２に焼き色を適切につけたり、高速に調理するために必要な温度は約４５０℃以上である。したがって、サンマ４匹を同時に焼ける広さを持つ調理室１０１を持つ加熱調理器では、下面加熱手段１０５を４５０℃以上５００℃以下の温度域で安定させるように制御すれば、煙や炎の発生がなく、調理時間も短い加熱調理器を実現することができる。
【００３１】
ここで、下面加熱手段１０５の温度を調節するには、直接下面加熱手段１０５の温度を取得して制御するのが一番正確であるが、５００℃近い温度を取得する温度検出手段は非常に高価であり、加熱調理器に適用するのは困難である。また、調理室１０１内の温度を取得するための温度検出手段１０７は、特に上面加熱手段１０４を連続通電制御した場合には、調理室内の温度検知手段１０７で取得した温度では下面加熱手段１０５との直接的な相関が低いため、温度制御用の検出手段にすることは困難である。温度検出により下面加熱手段１０５の温度制御を行うことは困難ではあるが、調理室１０１は閉じた空間であるため、下面加熱手段１０５に投入される電力量としての電気エネルギーと、下面加熱手段１０５の表面から調理室１０１内を構成する構成要素に放散される熱エネルギーが平衡状態に達して安定する時の下面加熱手段１０５の表面温度は、被加熱物１０２の負荷量に応じて定められ、被加熱物１０２の負荷量が同等である場合には、下面加熱手段１０５の表面温度はほぼ同じ温度になる。
【００３２】
また、投入する電気エネルギーは、下面加熱手段１０５の通電有無の割合を制御するデューティ制御を適切な周期で行えば、下面加熱手段１０５の入り切りを行うだけで容易に電力制御を行うことができる（例えば下面加熱手段１０５が定格電圧で１０００Ｗのヒータであれば、制御周期１０秒のうち３０％を通電有とすれば１０００＊３０／１００＝３００Ｗを得ることができる）。さらに、デューティ制御では、位相制御で電力を制御した場合のような、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすことはなく、電磁調理器の一機能として加熱調理器を組み込んだりする場合に機器としての性能に悪影響を与えることはない。
【００３３】
ここで、例えば、被加熱物の負荷量の代表値（例：サンマ１匹、２匹、３匹、４匹）で温度調節をした時に、下面加熱手段１０５の表面温度を４５０℃〜５００℃の温度域にするために必要な下面加熱手段１０５の通電有無の割合の平均データを制御手段１０９内にデータテーブルとして保持し、制御手段１０９で負荷量検出手段１０８の検出した負荷量に応じて比例演算することで、負荷量に応じた必要電力量を通電有無の割合で制御することができる。上面加熱手段１０４を８００Ｗ、下面加熱手段１０５を１０００Ｗで加熱調理する場合、負荷としてサンマ４匹を被加熱物１０２とする場合、下面加熱手段１０５の適切な通電割合は５０％になる。
【００３４】
この時の負荷量検出手段の負荷量検出は、調理室１０１内の温度検出手段１０７の検出値を次のような原理に基づき、データ処理することで実現できる。加熱調理初期に上面加熱手段１０４、下面加熱手段１０５が投入した電力量としての電気エネルギーは、調理室内の構成要素および被加熱物である負荷に吸収される。調理室内は被加熱物１０２を除けば常に構成が一定であり、上面加熱手段１０４と下面加熱手段１０５から投入した電力量としての電気エネルギーも一定であるため、熱エネルギーに変換されて調理室１０１内を暖めるために使われるエネルギーは、変化する被加熱物１０２としての負荷に吸収される分だけ減少する。したがって、負荷量が多ければ調理室１０１内の温度検出手段１０７の単位時間あたりの温度変化量が少なくなり、負荷量が少なければ変化量が多くなる。この変化量を検出することで負荷量検出を行うことができる。例えば、調理室１０１の温度が８０℃に到達した時点から５０度温度が上がるまでの所要時間を観測し、予めデータとしてマイコンに保存された負荷量テーブルと比較することで負荷量検出を実行することができる。
【００３５】
また、加熱調理初期には、加熱調理器の構成要素の全てが、加熱調理器の置かれている環境温度になっているため、加熱調理を高速化するためには、調理に直接的には寄与しない構成要素である、調理室１０１、載置台１０３、受け皿１０６の熱容量分のエネルギーを早期に投入することが必要である。このために、加熱調理初期に上面加熱手段１０３、下面加熱手段１０４から大電力を投入することで、調理時間を短くすることが可能となる。
【００３６】
図２に所定温度域の上限を目標とし、通電有無の割合を制御するデューティ制御で下面加熱手段１０４に電力を投入する際の制御周期の違いによる制御結果の違いを示す。図を見れば明らかなように周期が短い方が下面加熱手段１０４の平均温度は高くとることができる。ここで、下面加熱手段１０４の表面温度は、高ければ高いほど加熱調理への寄与が大きくなるが、一方で周期を短くすると第２のスイッチ手段１１１として使用するリレーのスイッチ開閉回数が多くなり、製品としての寿命に影響してしまう。例えば毎日１２００秒加熱調理を制御周期を２０秒で行う場合、１２００［秒］／３０［秒／回］×３６５［日］×１０［年］＝１４万６０００回となり１５万回のスイッチ耐久性能でよいが、周期を１／４にすると６０万回のスイッチ耐久性能が必要となる。
【００３７】
ここで、所定温度域での制御を行う目的は、被加熱物１０２から調理序盤の油が頻出する油頻出期に滴下した油が下面加熱手段１０５に触れても発煙しないようにすることと、被加熱物１０２が生から焼けた状態に変化する調理序盤に調理性能を維持することであり、このためには、特に調理序盤にみられる被加熱物１０２からの油頻出期に、所定温度域上限を守った上で平均温度を高く取ることが大切である。また、被調理物１０２の状態が、生から焼けた状態に移行し終えた後の加熱調理中盤から終盤の加熱調理期においては、下面加熱手段１０５の温度管理を序盤ほど厳密に管理する必要がない。
【００３８】
したがって、通電割合決定手段１１２で決定された通電割合を用いて、制御周期決定手段１１３で調理序盤油頻出期の第１の制御周期を、調理加熱期の第２の制御周期よりも短くとり、制御周期決定手段１１３が決定した継続時間（例えば５分）だけ第１の制御周期を継続した後、第２の制御周期で加熱調理を行うことで、図３に示すような調理序盤油頻出期の温度制御幅を小さくすることができ、更に必要な期間だけ第２のスイッチ手段１１１のスイッチ回数を増やすのでスイッチ寿命も長くとることができる。
【００３９】
以上で説明してきた原理に基づいて、煙や炎の発生を抑えつつ、調理時間をより短くし、スイッチ手段の寿命も長く保つことができるように動作する加熱調理器の動作シーケンスおよび上面加熱手段１０４、下面加熱手段１０５の温度変化の様子を図３、４を用いて説明する。
【００４０】
使用者の指示で調理が開始されると、第１のスイッチ手段１１０を入にし上面加熱手段１０４を最大電力とし、下面加熱手段１０５を第１電力に設定して第２のスイッチ手段１１１を入にし通電を開始する（Ｓ１０１）。調理室１０１の温度を温度検出手段１０７で検出し（Ｓ１０２）、温度検出手段１０７の検出値をデータ処理することで負荷量検出処理を行う（Ｓ１０３）。負荷量検出は、前述のように例えば調理室１０１の温度が８０℃に到達した時点から５０度温度が上がるまでの所要時間を観測し、予めデータとしてマイコンに保存された負荷量テーブルと比較することで行う。負荷量検出条件が満たされ負荷量検知が完了するまで負荷量検出処理を実施し、負荷量検出が完了した後（Ｓ１０４）、加熱調理初期に必要な加熱調理器の構成要素の昇温が充分に行えたことを所定時間の経過（例えば３分）で確認する（Ｓ１０５）。この動作で加熱調理初期が終了となり、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段の温度を所定温度域に移行させ、更に温度を所定域温度に保つべき調理序盤油頻出期へと移る（図３）。
【００４１】
前述の通り、負荷量検出手段１０８により検出した負荷量に基づき、通電割合決定手段１１２が通電割合を決定し、制御周期決定手段１１３が第１の制御周期とその継続時間と第２の制御周期を決定する。
【００４２】
通電割合決定手段１１２が第２電力としての下面加熱手段１０５の通電割合（例えば、負荷量がサンマ４匹相当の時通電割合５０％）を決定し、制御周期決定手段１１３が第１の制御周期（例えば、５秒周期）を決定し（Ｓ１０６）、制御手段１０９が決定された通電割合と周期で通電を行う（Ｓ１０７）。
【００４３】
第２電力は第１電力より低いため、加熱調理を行いながらも調理室１０１内温度は低下してゆき、第２電力で平衡状態に達する温度で安定し、第１の制御周期継続時間終了まで第１の制御周期を継続し（Ｓ１０８）、調理序盤油頻出期から調理加熱期へ移行し（図３）、制御周期決定手段１１３が下面加熱手段１０５の制御周期を第２の制御周期に変更する（Ｓ１０９）。
【００４４】
その後、所定時間（例えば１５分）の通電を実施し加熱調理を終了する（Ｓ１１０）。
【００４５】
以上のように、本実施の形態においては、加熱調理初期に上面加熱手段１０４および下面加熱手段１０５に大電力を投入し調理室１０１内温度を高速昇温し、その後、通電割合決定手段１１２および制御周期決定手段１１３が決定した通電割合と複数の制御周期を用いて下面加熱手段１０５の通電制御を行い下面加熱手段１０５の温度を所定温度域で安定させる間に複数の適切な制御周期に変更することで、煙や炎の発生を抑えた上で、調理性能を維持するために必要な下面加熱手段の温度を、煙や炎の発生を抑えられる温度にできるだけ近い所まで上げることができると共に、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすことなく、また、煙や炎が発生が殆どなく、スイッチ手段の寿命も長く保ち、調理時間も短くすることが可能な加熱調理器を提供することができる。
【００４６】
また、温度検出手段１０７の検出値を用いて負荷量を検出し、負荷量を基に下面加熱手段１０５の通電有無の割合を演算することで、下面加熱手段１０５の温度を負荷量に依らず所定温度域を維持することが可能な加熱調理器を提供することができる。
【００４７】
また、第１電力値を最大電力値として加熱調理初期に最大電力を投入することで、温度検出手段の検出変化を大きくし、負荷量出手段の検出値をより正確にすること可能な加熱調理器を提供できる。
【００４８】
また、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で、加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段１０５の温度を、所定温度域に移行させる際、温調時の電力を投入することで所定温度域への移行を促進しつつ、加熱調理用の電力も投入することができるため、煙や炎の発生を抑えつつ、調理時間をより短くすることが可能な加熱調理器を提供できる。
【００４９】
また、下面加熱手段１０５の温度を所定温度域に安定させる制御を行う際に、温度振幅に関係する制御周期として、調理序盤油頻出期に用いる第１の制御周期を第２の加熱周期より小さくすることで、油が滴下し易い調理序盤油頻出期の温度振幅を小さくすることができ、煙や炎の発生を抑えた上で調理性能を維持するために必要な下面加熱手段１０５の温度を、煙や炎の発生を抑えられる温度にできるだけ近い所まで上げることができる。
【００５０】
次に、加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段１０５の温度を、所定温度域に移行させる際、下面加熱手段１０５への通電を停止することで所定温度域への移行を速くすることができ、煙や炎の発生の可能性をより小さくすることができるように動作する加熱調理器の動作シーケンスおよび上面加熱手段１０４、下面加熱手段１０５の温度変化の様子を図４、５を用いて説明する。
【００５１】
使用者の指示で調理が開始されると、第１のスイッチ手段１１０を入にし上面加熱手段１０４を最大電力とし、下面加熱手段１０５を第１電力に設定して第２のスイッチ手段１１１を入にし通電を開始する（Ｓ１０１）。調理室１０１の温度を温度検出手段１０７で検出し（Ｓ１０２）、温度検出手段１０７の検出値をデータ処理することで負荷量検出処理を行う（Ｓ１０３）。負荷量検出は、前述のように例えば調理室１０１の温度が８０℃に到達した時点から５０度温度が上がるまでの所要時間を観測し、予めデータとしてマイコンに保存された負荷量テーブルと比較することで行う。負荷量検出条件が満たされ負荷量検知が完了するまで負荷量検出処理を実施し、負荷量検出が完了した後（Ｓ１０４）、加熱調理初期に必要な加熱調理器の構成要素の昇温が充分に行えたことを所定時間の経過（例えば３分）で確認する（Ｓ１０５）。この動作で加熱調理初期が終了となり、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段の温度を所定温度域に移行させる動作を行う。
【００５２】
ここで、調理室１０１は閉じた空間であるので、温調移行期において、制御手段１０９が第２のスイッチ手段１１１を切に設定することで下面加熱手段１０５電力を０に設定すれば（Ｓ６０１）、調理室１０１が所定温度域に到達するまでの時間は、調理室１０１の熱容量から定まり、所定時間として設定することができる。従って、電力を０として所定時間経過を待つ（Ｓ６０２）ことで、所定温度域への温調移行期を短くすることができる。
【００５３】
更に、所定時間の経過により、温度降下期から調理序盤油頻出期へと移る（図５）。
【００５４】
前述の通り、負荷量検出手段１０８により検出した負荷量に基づき、通電割合決定手段１１２が通電割合を決定し、制御周期決定手段１１３が第１の制御周期とその継続時間と第２の制御周期を決定する。
【００５５】
通電割合決定手段１１２が第２電力としての下面加熱手段１０５の通電割合（例えば、負荷量がサンマ４匹相当の時通電割合５０％）を決定し、制御周期決定手段１１３が第１の制御周期（例えば、５秒周期）を決定し（Ｓ１０６）、制御手段１０９が決定された通電割合と周期で通電を行う（Ｓ１０７）。
【００５６】
第２電力は第１電力より低いため、加熱調理を行いながらも調理室１０１内温度は低下してゆき、第２電力で平衡状態に達する温度で安定し、第１の制御周期継続時間終了まで第１の制御周期を継続し（Ｓ１０８）、調理序盤油頻出期から調理加熱期へ移行し（図３）、制御周期決定手段１１３が下面加熱手段１０５の制御周期を第２の制御周期に変更する（Ｓ１０９）。
【００５７】
その後、所定時間（例えば１５分）の通電を実施し加熱調理を終了する（Ｓ１１０）。
【００５８】
以上のように、本実施の形態においては、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で、加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段１０５の温度を、所定温度域に移行させる際、下面加熱手段１０５への通電を停止することで所定温度域への移行を最も速くすることができ、煙や炎の発生の可能性をより小さくすることができる。
【００５９】
また、本実施の形態１で説明した手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバ等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムであれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したり、インターネットなどの通信回線を用いて配信することでプログラムの配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上のように、本発明にかかる加熱調理器およびそのプログラムは、業務用の加熱調理器等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態１における加熱調理器の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における制御周期と下面加熱手段の温度変化を説明する図
【図３】本発明の実施の形態１における加熱手段の温度変化を示す図
【図４】本発明の実施の形態１における動作シーケンスを示す図
【図５】本発明の実施の形態１における加熱手段の温度変化を示す図
【図６】本発明の実施の形態１における動作シーケンスを示す図
【図７】従来例である加熱調理器の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００６２】
１０１ 調理室
１０２ 被加熱物
１０３ 載置台
１０４ 上面加熱手段
１０５ 下面加熱手段
１０６ 受け皿
１０７ 温度検出手段
１０８ 負荷量検出手段
１０９ 制御手段
１１０ 第１のスイッチ手段
１１１ 第２のスイッチ手段
１１２ 通電割合決定手段
１１３ 制御周期決定手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は被加熱物を加熱調理する加熱調理器およびそのプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の加熱調理器は、図７に示すように、７０１は調理室、７０２は被加熱物、７０３は載置台、７０４は上面加熱手段、７０５は下面加熱手段、７０６は受け皿、７０７は冷却ファンを備えている。調理室７０１内の載置台７０３の上に被加熱物７０２が設置され加熱調理が開始されると、上面加熱手段７０４、下面加熱手段７０５への通電が開始される。被加熱物が魚や肉などの油を含んでいる場合、加熱が行われることで、下面加熱手段７０５や受け皿７０６に被加熱物７０２から出てくる油が滴下する。ここで受け皿７０６に滴下した油が発煙しないように冷却ファン７０７で風を送ることにより受け皿を冷却する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１９２１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、被加熱物７０２から出た油が下面加熱手段７０５が制御されずに高温なっている状態で滴下すると、下面加熱手段７０５に滴下した油から煙や炎が発生する。受け皿７０６を冷却する構成によれば、発生した炎が受け皿にたまった油に引火することを防ぐことができるが、発生した煙や炎は、被加熱物７０２に臭いをつけるため、被加熱物７０２の味や香りが悪くなり、加熱調理器としての調理性能に悪影響を与えるという課題を有していた。
【０００４】
一方で煙や炎の発生を抑えるために下面加熱手段７０５の温度を低くすると、被加熱物７０２に投入するエネルギーが少なくなるため、投入エネルギーを確保するため調理時間を長くする必要が発生し、加熱調理器としての調理性能に悪影響を与えるという課題を有していた。
【０００５】
さらに、下面加熱手段７０５の温度を一定に保つために位相制御で電力を制御すると、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすため、電磁調理器の一機能として加熱調理器を組み込んだりする場合に機器としての性能に悪影響を与えるという課題を有していた。
【０００６】
また煙や炎の発生を抑えた上で調理性能を維持するためには、下面加熱手段７０５の温度を煙や炎の発生を抑えられる温度にできるだけ近い所まで上げる方がよいが、通電割合で温度制御を行う場合は、通電ありの期間に温度が上昇し、通電なしの期間に温度が下降するため、通電制御を行った際の下面加熱手段温度には温度幅ができてしまうため、煙や炎の発生を抑えられる温度より、この温度幅の分だけ低い温度を設定しなければならないという課題を有していた。
【０００７】
また、煙や炎の発生を抑えるために、通電制御周期を短くすると、下面加熱手段の通電有無を切り換えるための第２のスイッチ手段のスイッチ回数が増えて、第２のスイッチ手段の寿命が短くなるという課題を有していた。
【０００８】
また下面加熱手段７０５の表面温度が高い場合には、下面加熱手段７０５の表面温度を直接取得することが困難であり、かつ、特に上面加熱手段７０４を連続通電制御した場合には、調理室内の温度検知手段で取得した温度では下面加熱手段７０５との直接的な相関が低いため、下面加熱手段７０５の温度を所定温度域に制御することは困難であるという課題を有していた。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、下面加熱手段の制御目標温度域として煙や炎が発生しにくい温度域を設定し、目標温度を維持可能な平均電力を満たす通電割合を決定することで、下面加熱手段に投入された電気エネルギーと下面加熱手段の表面から調理室内に放散されるエネルギーが平衡状態に達した時の下面加熱手段表面温度が所定温度域におさまるようにすることができ、更に制御周期決定手段により加熱調理による油が発生し易い加熱初期における下面加熱手段の温度幅を、油が発生しにくい期間より小さく制御することで、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすことなく、煙や炎の発生が殆どなく、スイッチ手段の寿命も長く保ち、調理時間も短くすることが可能な加熱調理器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の加熱調理器は、加熱調理初期に上面加熱手段および下面加熱手段に大電力を投入し調理室内温度を高速昇温し、その後、前記通電割合決定手段および前記制御周期決定手段が決定した通電割合と複数の制御周期を用いて前記下面加熱手段の通電制御を行い前記下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させる間に複数の適切な制御周期に変更することで、煙や炎の発生を抑えた上で、調理性能を維持するために必要な下面加熱手段の温度を、煙や炎の発生を抑えられる温度にできるだけ近い所まで上げることができると共に、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすことなく、また、煙や炎が発生が殆どなく、スイッチ手段の寿命も長く保ち、調理時間も短くすることが可能な加熱調理器を提供することができる。
【００１１】
また、温度検出手段の検出値を用いて負荷量を検出し、負荷量を基に下面加熱手段の通電割合と第１の制御周期と第２の制御周期と制御周期の継続時間を決定することで、負荷量に応じた目標温度を維持する通電割合と制御周期で決定される第２のスイッチ手段のスイッチ回数を決定し、下面加熱手段の温度を負荷量に依らず所定温度域に維持すると共に、スイッチ手段の寿命もより長く保つことができる。
【００１２】
また、加熱調理初期に最大電力を投入することで、温度検出手段の検出変化を大きくし、負荷量出手段の検出値をより正確にすることができる。
【００１３】
また、下面加熱手段の温度を所定温度域に安定させる制御を行う際に、温度振幅に関係する制御周期として、加熱初期の第１の制御周期を第２の加熱周期より小さくすることで、油が滴下し易い加熱初期の温度振幅を小さくすることができ、煙や炎の発生を抑えた上で調理性能を維持するために必要な下面加熱手段の温度を、煙や炎の発生を抑えられる温度にできるだけ近い所まで上げることができる。
【００１４】
また、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で、加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段の温度を、所定温度域に移行させる際、下面加熱手段への通電を停止することで所定温度域への移行を速くすることができ、煙や炎の発生の可能性をより小さくすることができる。
【００１５】
また、加熱調理器を電磁調理器に搭載することで、鍋などの容器を電磁誘導により加熱する調理手段に、載置台として焼き網を使った調理手段を加えることができ、家庭内での調理の幅を広くすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の加熱調理器およびそのプログラムは、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすことなく、煙や炎の発生が殆どなく、スイッチ手段の寿命も長く保ち、調理時間も短くすることが可能な加熱調理器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
第１の発明は、載置台の上に載せた被加熱物を収容する調理室と、前記被加熱物の上面を加熱する上面加熱手段と、前記上面加熱手段の通電有無を切り換える第１のスイッチ手段と、前記被加熱物の下面を加熱する下面加熱手段と、前記下面加熱手段の通電有無を切り換える第２のスイッチ手段と、前記下面加熱手段の通電有無の割合を決定する通電割合決定手段と、前記通電割合決定手段で決定された割合の制御周期として複数の制御周期を決定する制御周期決定手段と、前記第１のスイッチ手段と前記第２のスイッチ手段を動作させることで前記上面加熱手段と前記下面加熱手段を制御する制御手段とを備え、
通電割合決定手段は前記下面加熱手段の制御目標温度を設定し、制御周期決定手段は前記制御目標温度に制御する際の温度振幅を設定し、
前記制御手段は、前記上面加熱手段を通電制御し、かつ、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間通電制御した後、前記通電割合決定手段および前記制御周期決定手段が決定した通電割合と制御周期を用いて前記下面加熱手段の通電制御を行い前記下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させる間に制御周期を切り換える加熱調理器とすることにより、煙や炎の発生を抑えた上で、調理性能を維持するために必要な下面加熱手段の温度を、煙や炎の発生を抑えられる温度にできるだけ近い所まで上げることができると共に、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすことなく、また、煙や炎が発生が殆どなく、スイッチ手段の寿命も長く保ち、調理時間も短くすることができる。
【００１８】
第２の発明は、加熱調理器を、前記調理室内の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段で検出した検出値により前記被加熱物の負荷量を検出する負荷量検出手段を備え、前記負荷量検出手段で検出した負荷量に基づいて前記通電割合決定手段が通電割合を決定し、前記制御周期決定手段が第１の制御周期と第１の制御周期の継続時間と第２の制御周期を決定し、決定された通電割合および制御周期を用いて前記下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させる加熱調理器とすることにより、
負荷量に応じた目標温度を維持する通電割合と制御周期で決定される第２のスイッチ手段のスイッチ回数を決定することで、下面加熱手段の温度を負荷量に依らず所定温度域に維持すると共に、スイッチ手段の寿命もより長く保つことができる。
【００１９】
第３の発明は、前記第１電力値が最大電力値である加熱調理器とすることにより、加熱調理初期に最大電力を投入することで、温度検出手段の検出変化を大きくし、負荷量検出手段の検出値をより正確にすることができる。
【００２０】
第４の発明は、前記制御周期決定手段が決定する前記第１の制御周期は前記第２の制御周期より短い加熱調理器とすることにより、下面加熱手段の温度を所定温度域に安定させる制御を行う際に、温度振幅に関係する制御周期として、加熱初期の第１の制御周期を第２の加熱周期より小さくすることで、油が滴下し易い加熱初期の温度振幅を小さくすることができ、煙や炎の発生を抑えた上で調理性能を維持するために必要な下面加熱手段の温度を、煙や炎の発生を抑えられる温度にできるだけ近い所まで上げることができる。
【００２１】
第５の発明は、制御手段として、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間通電制御した後、前記通電割合決定手段および前記制御周期決定手段が決定した通電割合と制御周期で前記下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させる前に、前記下面加熱手段への通電を停止する期間を設けた加熱調理器とすることにより、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で、加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段の温度を、所定温度域に移行させる際、下面加熱手段への通電を停止することで所定温度域への移行を速くすることができ、煙や炎の発生の可能性をより小さくすることができる。
【００２２】
第６の発明は、電磁調理器に搭載されている加熱調理器とすることにより、加熱調理器を電磁調理器に搭載することで、鍋などの容器を電磁誘導により加熱する調理手段に、載置台として焼き網を使った調理手段を加えることができ、家庭内での調理の幅を広くすることができる。
【００２３】
第７の発明は、加熱調理器の機能の少なくとも一部をコンピュータにより実行するためのプログラムである。そして、プログラムであるので、電気・情報機器、コンピュータ、サーバ等のハードリソースを協働させて本発明の加熱調理器の少なくとも一部を容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における加熱調理器のブロック図を示すものである。
【００２６】
図１において、１０１は調理室、１０２は被加熱物、１０３は載置台、１０４は上面加熱手段、１０５は下面加熱手段、１０６は受け皿、１０７は温度検出手段、１０８は負荷量検出手段、１０９は制御手段、１１０は第１のスイッチ手段、１１１は第２のスイッチ手段、１１２は通電割合決定手段、１１３は制御周期決定手段である。
【００２７】
なお、上面加熱手段１０４、下面加熱手段１０５にはシーズヒータ、温度検出手段１０７にはサーミスタ、負荷量検出手段１０８、制御手段１０９、通電割合決定手段１１２、制御周期決定手段にはマイクロコンピュータ、第１のスイッチ手段１１０、第二のスイッチ手段１１１にはリレーを用いることでこの構成を容易に実現できる。
【００２８】
以上のように構成された加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。
【００２９】
被加熱物１０２は、魚焼きという対象だけでも、魚の種類や調理対象の種類（生姿焼きと干物の違いなど）によって厚みが異なる。従って載置台に置いた被加熱物１０２と上面加熱手段１０４の間には、ある程度の距離が必要となる。一方、下面加熱手段１０５は、被加熱物１０２との距離は固定可能である。この状態で、被加熱物１０２の上下両面の加熱状態を該同一にする場合は、上面加熱手段１０４を一定電力とし、下面加熱手段１０５の電力を可変調整する方が都合がよい。なお、被加熱物１０２の温度変化性が強く、一定電力による加熱で焼け過ぎるような場合は、上面加熱手段を温調してもよいことは言うまでもない。
【００３０】
被加熱物１０２が魚の生姿焼きや鶏肉などの油を多く含む対象である場合、調理を実行する過程で被加熱物１０２から油が流出し、下面加熱手段１０５に滴下する。下面加熱手段１０５は、被加熱物１０２に焼き色をつけるためには高温を保たなければならないが、一方で高温にすると油の滴下によりすぐに発煙や小さな発火を起こしてしまう。しかしながら、発煙がほぼ発生しない温度は約５００℃となる。一方で、被加熱物１０２に焼き色を適切につけたり、高速に調理するために必要な温度は約４５０℃以上である。したがって、サンマ４匹を同時に焼ける広さを持つ調理室１０１を持つ加熱調理器では、下面加熱手段１０５を４５０℃以上５００℃以下の温度域で安定させるように制御すれば、煙や炎の発生がなく、調理時間も短い加熱調理器を実現することができる。
【００３１】
ここで、下面加熱手段１０５の温度を調節するには、直接下面加熱手段１０５の温度を取得して制御するのが一番正確であるが、５００℃近い温度を取得する温度検出手段は非常に高価であり、加熱調理器に適用するのは困難である。また、調理室１０１内の温度を取得するための温度検出手段１０７は、特に上面加熱手段１０４を連続通電制御した場合には、調理室内の温度検知手段１０７で取得した温度では下面加熱手段１０５との直接的な相関が低いため、温度制御用の検出手段にすることは困難である。温度検出により下面加熱手段１０５の温度制御を行うことは困難ではあるが、調理室１０１は閉じた空間であるため、下面加熱手段１０５に投入される電力量としての電気エネルギーと、下面加熱手段１０５の表面から調理室１０１内を構成する構成要素に放散される熱エネルギーが平衡状態に達して安定する時の下面加熱手段１０５の表面温度は、被加熱物１０２の負荷量に応じて定められ、被加熱物１０２の負荷量が同等である場合には、下面加熱手段１０５の表面温度はほぼ同じ温度になる。
【００３２】
また、投入する電気エネルギーは、下面加熱手段１０５の通電有無の割合を制御するデューティ制御を適切な周期で行えば、下面加熱手段１０５の入り切りを行うだけで容易に電力制御を行うことができる（例えば下面加熱手段１０５が定格電圧で１０００Ｗのヒータであれば、制御周期１０秒のうち３０％を通電有とすれば１０００＊３０／１００＝３００Ｗを得ることができる）。さらに、デューティ制御では、位相制御で電力を制御した場合のような、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすことはなく、電磁調理器の一機能として加熱調理器を組み込んだりする場合に機器としての性能に悪影響を与えることはない。
【００３３】
ここで、例えば、被加熱物の負荷量の代表値（例：サンマ１匹、２匹、３匹、４匹）で温度調節をした時に、下面加熱手段１０５の表面温度を４５０℃〜５００℃の温度域にするために必要な下面加熱手段１０５の通電有無の割合の平均データを制御手段１０９内にデータテーブルとして保持し、制御手段１０９で負荷量検出手段１０８の検出した負荷量に応じて比例演算することで、負荷量に応じた必要電力量を通電有無の割合で制御することができる。上面加熱手段１０４を８００Ｗ、下面加熱手段１０５を１０００Ｗで加熱調理する場合、負荷としてサンマ４匹を被加熱物１０２とする場合、下面加熱手段１０５の適切な通電割合は５０％になる。
【００３４】
この時の負荷量検出手段の負荷量検出は、調理室１０１内の温度検出手段１０７の検出値を次のような原理に基づき、データ処理することで実現できる。加熱調理初期に上面加熱手段１０４、下面加熱手段１０５が投入した電力量としての電気エネルギーは、調理室内の構成要素および被加熱物である負荷に吸収される。調理室内は被加熱物１０２を除けば常に構成が一定であり、上面加熱手段１０４と下面加熱手段１０５から投入した電力量としての電気エネルギーも一定であるため、熱エネルギーに変換されて調理室１０１内を暖めるために使われるエネルギーは、変化する被加熱物１０２としての負荷に吸収される分だけ減少する。したがって、負荷量が多ければ調理室１０１内の温度検出手段１０７の単位時間あたりの温度変化量が少なくなり、負荷量が少なければ変化量が多くなる。この変化量を検出することで負荷量検出を行うことができる。例えば、調理室１０１の温度が８０℃に到達した時点から５０度温度が上がるまでの所要時間を観測し、予めデータとしてマイコンに保存された負荷量テーブルと比較することで負荷量検出を実行することができる。
【００３５】
また、加熱調理初期には、加熱調理器の構成要素の全てが、加熱調理器の置かれている環境温度になっているため、加熱調理を高速化するためには、調理に直接的には寄与しない構成要素である、調理室１０１、載置台１０３、受け皿１０６の熱容量分のエネルギーを早期に投入することが必要である。このために、加熱調理初期に上面加熱手段１０３、下面加熱手段１０４から大電力を投入することで、調理時間を短くすることが可能となる。
【００３６】
図２に所定温度域の上限を目標とし、通電有無の割合を制御するデューティ制御で下面加熱手段１０４に電力を投入する際の制御周期の違いによる制御結果の違いを示す。図を見れば明らかなように周期が短い方が下面加熱手段１０４の平均温度は高くとることができる。ここで、下面加熱手段１０４の表面温度は、高ければ高いほど加熱調理への寄与が大きくなるが、一方で周期を短くすると第２のスイッチ手段１１１として使用するリレーのスイッチ開閉回数が多くなり、製品としての寿命に影響してしまう。例えば毎日１２００秒加熱調理を制御周期を２０秒で行う場合、１２００［秒］／３０［秒／回］×３６５［日］×１０［年］＝１４万６０００回となり１５万回のスイッチ耐久性能でよいが、周期を１／４にすると６０万回のスイッチ耐久性能が必要となる。
【００３７】
ここで、所定温度域での制御を行う目的は、被加熱物１０２から調理序盤の油が頻出する油頻出期に滴下した油が下面加熱手段１０５に触れても発煙しないようにすることと、被加熱物１０２が生から焼けた状態に変化する調理序盤に調理性能を維持することであり、このためには、特に調理序盤にみられる被加熱物１０２からの油頻出期に、所定温度域上限を守った上で平均温度を高く取ることが大切である。また、被調理物１０２の状態が、生から焼けた状態に移行し終えた後の加熱調理中盤から終盤の加熱調理期においては、下面加熱手段１０５の温度管理を序盤ほど厳密に管理する必要がない。
【００３８】
したがって、通電割合決定手段１１２で決定された通電割合を用いて、制御周期決定手段１１３で調理序盤油頻出期の第１の制御周期を、調理加熱期の第２の制御周期よりも短くとり、制御周期決定手段１１３が決定した継続時間（例えば５分）だけ第１の制御周期を継続した後、第２の制御周期で加熱調理を行うことで、図３に示すような調理序盤油頻出期の温度制御幅を小さくすることができ、更に必要な期間だけ第２のスイッチ手段１１１のスイッチ回数を増やすのでスイッチ寿命も長くとることができる。
【００３９】
以上で説明してきた原理に基づいて、煙や炎の発生を抑えつつ、調理時間をより短くし、スイッチ手段の寿命も長く保つことができるように動作する加熱調理器の動作シーケンスおよび上面加熱手段１０４、下面加熱手段１０５の温度変化の様子を図３、４を用いて説明する。
【００４０】
使用者の指示で調理が開始されると、第１のスイッチ手段１１０を入にし上面加熱手段１０４を最大電力とし、下面加熱手段１０５を第１電力に設定して第２のスイッチ手段１１１を入にし通電を開始する（Ｓ１０１）。調理室１０１の温度を温度検出手段１０７で検出し（Ｓ１０２）、温度検出手段１０７の検出値をデータ処理することで負荷量検出処理を行う（Ｓ１０３）。負荷量検出は、前述のように例えば調理室１０１の温度が８０℃に到達した時点から５０度温度が上がるまでの所要時間を観測し、予めデータとしてマイコンに保存された負荷量テーブルと比較することで行う。負荷量検出条件が満たされ負荷量検知が完了するまで負荷量検出処理を実施し、負荷量検出が完了した後（Ｓ１０４）、加熱調理初期に必要な加熱調理器の構成要素の昇温が充分に行えたことを所定時間の経過（例えば３分）で確認する（Ｓ１０５）。この動作で加熱調理初期が終了となり、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段の温度を所定温度域に移行させ、更に温度を所定域温度に保つべき調理序盤油頻出期へと移る（図３）。
【００４１】
前述の通り、負荷量検出手段１０８により検出した負荷量に基づき、通電割合決定手段１１２が通電割合を決定し、制御周期決定手段１１３が第１の制御周期とその継続時間と第２の制御周期を決定する。
【００４２】
通電割合決定手段１１２が第２電力としての下面加熱手段１０５の通電割合（例えば、負荷量がサンマ４匹相当の時通電割合５０％）を決定し、制御周期決定手段１１３が第１の制御周期（例えば、５秒周期）を決定し（Ｓ１０６）、制御手段１０９が決定された通電割合と周期で通電を行う（Ｓ１０７）。
【００４３】
第２電力は第１電力より低いため、加熱調理を行いながらも調理室１０１内温度は低下してゆき、第２電力で平衡状態に達する温度で安定し、第１の制御周期継続時間終了まで第１の制御周期を継続し（Ｓ１０８）、調理序盤油頻出期から調理加熱期へ移行し（図３）、制御周期決定手段１１３が下面加熱手段１０５の制御周期を第２の制御周期に変更する（Ｓ１０９）。
【００４４】
その後、所定時間（例えば１５分）の通電を実施し加熱調理を終了する（Ｓ１１０）。
【００４５】
以上のように、本実施の形態においては、加熱調理初期に上面加熱手段１０４および下面加熱手段１０５に大電力を投入し調理室１０１内温度を高速昇温し、その後、通電割合決定手段１１２および制御周期決定手段１１３が決定した通電割合と複数の制御周期を用いて下面加熱手段１０５の通電制御を行い下面加熱手段１０５の温度を所定温度域で安定させる間に複数の適切な制御周期に変更することで、煙や炎の発生を抑えた上で、調理性能を維持するために必要な下面加熱手段の温度を、煙や炎の発生を抑えられる温度にできるだけ近い所まで上げることができると共に、高周波ノイズが発生し周りの機器に悪影響を及ぼすことなく、また、煙や炎が発生が殆どなく、スイッチ手段の寿命も長く保ち、調理時間も短くすることが可能な加熱調理器を提供することができる。
【００４６】
また、温度検出手段１０７の検出値を用いて負荷量を検出し、負荷量を基に下面加熱手段１０５の通電有無の割合を演算することで、下面加熱手段１０５の温度を負荷量に依らず所定温度域を維持することが可能な加熱調理器を提供することができる。
【００４７】
また、第１電力値を最大電力値として加熱調理初期に最大電力を投入することで、温度検出手段の検出変化を大きくし、負荷量出手段の検出値をより正確にすること可能な加熱調理器を提供できる。
【００４８】
また、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で、加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段１０５の温度を、所定温度域に移行させる際、温調時の電力を投入することで所定温度域への移行を促進しつつ、加熱調理用の電力も投入することができるため、煙や炎の発生を抑えつつ、調理時間をより短くすることが可能な加熱調理器を提供できる。
【００４９】
また、下面加熱手段１０５の温度を所定温度域に安定させる制御を行う際に、温度振幅に関係する制御周期として、調理序盤油頻出期に用いる第１の制御周期を第２の加熱周期より小さくすることで、油が滴下し易い調理序盤油頻出期の温度振幅を小さくすることができ、煙や炎の発生を抑えた上で調理性能を維持するために必要な下面加熱手段１０５の温度を、煙や炎の発生を抑えられる温度にできるだけ近い所まで上げることができる。
【００５０】
次に、加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段１０５の温度を、所定温度域に移行させる際、下面加熱手段１０５への通電を停止することで所定温度域への移行を速くすることができ、煙や炎の発生の可能性をより小さくすることができるように動作する加熱調理器の動作シーケンスおよび上面加熱手段１０４、下面加熱手段１０５の温度変化の様子を図４、５を用いて説明する。
【００５１】
使用者の指示で調理が開始されると、第１のスイッチ手段１１０を入にし上面加熱手段１０４を最大電力とし、下面加熱手段１０５を第１電力に設定して第２のスイッチ手段１１１を入にし通電を開始する（Ｓ１０１）。調理室１０１の温度を温度検出手段１０７で検出し（Ｓ１０２）、温度検出手段１０７の検出値をデータ処理することで負荷量検出処理を行う（Ｓ１０３）。負荷量検出は、前述のように例えば調理室１０１の温度が８０℃に到達した時点から５０度温度が上がるまでの所要時間を観測し、予めデータとしてマイコンに保存された負荷量テーブルと比較することで行う。負荷量検出条件が満たされ負荷量検知が完了するまで負荷量検出処理を実施し、負荷量検出が完了した後（Ｓ１０４）、加熱調理初期に必要な加熱調理器の構成要素の昇温が充分に行えたことを所定時間の経過（例えば３分）で確認する（Ｓ１０５）。この動作で加熱調理初期が終了となり、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段の温度を所定温度域に移行させる動作を行う。
【００５２】
ここで、調理室１０１は閉じた空間であるので、温調移行期において、制御手段１０９が第２のスイッチ手段１１１を切に設定することで下面加熱手段１０５電力を０に設定すれば（Ｓ６０１）、調理室１０１が所定温度域に到達するまでの時間は、調理室１０１の熱容量から定まり、所定時間として設定することができる。従って、電力を０として所定時間経過を待つ（Ｓ６０２）ことで、所定温度域への温調移行期を短くすることができる。
【００５３】
更に、所定時間の経過により、温度降下期から調理序盤油頻出期へと移る（図５）。
【００５４】
前述の通り、負荷量検出手段１０８により検出した負荷量に基づき、通電割合決定手段１１２が通電割合を決定し、制御周期決定手段１１３が第１の制御周期とその継続時間と第２の制御周期を決定する。
【００５５】
通電割合決定手段１１２が第２電力としての下面加熱手段１０５の通電割合（例えば、負荷量がサンマ４匹相当の時通電割合５０％）を決定し、制御周期決定手段１１３が第１の制御周期（例えば、５秒周期）を決定し（Ｓ１０６）、制御手段１０９が決定された通電割合と周期で通電を行う（Ｓ１０７）。
【００５６】
第２電力は第１電力より低いため、加熱調理を行いながらも調理室１０１内温度は低下してゆき、第２電力で平衡状態に達する温度で安定し、第１の制御周期継続時間終了まで第１の制御周期を継続し（Ｓ１０８）、調理序盤油頻出期から調理加熱期へ移行し（図３）、制御周期決定手段１１３が下面加熱手段１０５の制御周期を第２の制御周期に変更する（Ｓ１０９）。
【００５７】
その後、所定時間（例えば１５分）の通電を実施し加熱調理を終了する（Ｓ１１０）。
【００５８】
以上のように、本実施の形態においては、負荷量検出と調理室内温度上昇の目的で、加熱調理初期に大電力を投入したことにより上昇した下面加熱手段１０５の温度を、所定温度域に移行させる際、下面加熱手段１０５への通電を停止することで所定温度域への移行を最も速くすることができ、煙や炎の発生の可能性をより小さくすることができる。
【００５９】
また、本実施の形態１で説明した手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバ等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムであれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したり、インターネットなどの通信回線を用いて配信することでプログラムの配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上のように、本発明にかかる加熱調理器およびそのプログラムは、業務用の加熱調理器等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態１における加熱調理器の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における制御周期と下面加熱手段の温度変化を説明する図
【図３】本発明の実施の形態１における加熱手段の温度変化を示す図
【図４】本発明の実施の形態１における動作シーケンスを示す図
【図５】本発明の実施の形態１における加熱手段の温度変化を示す図
【図６】本発明の実施の形態１における動作シーケンスを示す図
【図７】従来例である加熱調理器の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００６２】
１０１ 調理室
１０２ 被加熱物
１０３ 載置台
１０４ 上面加熱手段
１０５ 下面加熱手段
１０６ 受け皿
１０７ 温度検出手段
１０８ 負荷量検出手段
１０９ 制御手段
１１０ 第１のスイッチ手段
１１１ 第２のスイッチ手段
１１２ 通電割合決定手段
１１３ 制御周期決定手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置台の上に載せた被加熱物を収容する調理室と、前記被加熱物の上面を加熱する上面加熱手段と、前記上面加熱手段の通電有無を切り換える第１のスイッチ手段と、前記被加熱物の下面を加熱する下面加熱手段と、前記下面加熱手段の通電有無を切り換える第２のスイッチ手段と、前記下面加熱手段の通電有無の割合を決定する通電割合決定手段と、前記通電割合決定手段で決定された割合の制御周期として複数の制御周期を決定する制御周期決定手段と、前記第１のスイッチ手段と前記第２のスイッチ手段を動作させることで前記上面加熱手段と前記下面加熱手段を制御する制御手段とを備え、
前記通電割合決定手段は前記下面加熱手段の制御目標温度を設定し、前記制御周期決定手段は前記制御目標温度に制御する際の温度振幅を設定し、
前記制御手段は、前記上面加熱手段を通電制御し、かつ、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間通電制御した後、前記通電割合決定手段および前記制御周期決定手段が決定した通電割合と制御周期を用いて前記下面加熱手段の通電制御を行い前記下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させる間に制御周期を切り換えることを特徴とする加熱調理器。
【請求項２】
加熱調理器は、前記調理室内の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段で検出した検出値により前記被加熱物の負荷量を検出する負荷量検出手段を備え、
前記負荷量検出手段で検出した負荷量に基づいて前記通電割合決定手段が通電割合を決定し、前記制御周期決定手段が第１の制御周期と第１の制御周期の継続時間と第２の制御周期を決定し、決定された通電割合および制御周期を用いて前記下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させることを特徴とする請求項１に記載の加熱調理器。
【請求項３】
前記第１電力値は最大電力値であることを特徴とする請求項１または２に記載の加熱調理器。
【請求項４】
前記制御周期決定手段が決定する前記第１の制御周期は前記第２の制御周期より短いことを特徴とする請求項２または３に記載の加熱調理器。
【請求項５】
前記制御手段は、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間通電制御した後、前記通電割合決定手段および前記制御周期決定手段が決定した通電割合と制御周期で前記下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させる前に、前記下面加熱手段への通電を停止する期間を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱調理器。
【請求項６】
電磁調理器に搭載されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の加熱調理器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載加熱調理器の少なくとも一部をコンピュータにより実行するためのプログラム。
【請求項１】
載置台の上に載せた被加熱物を収容する調理室と、前記被加熱物の上面を加熱する上面加熱手段と、前記上面加熱手段の通電有無を切り換える第１のスイッチ手段と、前記被加熱物の下面を加熱する下面加熱手段と、前記下面加熱手段の通電有無を切り換える第２のスイッチ手段と、前記下面加熱手段の通電有無の割合を決定する通電割合決定手段と、前記通電割合決定手段で決定された割合の制御周期として複数の制御周期を決定する制御周期決定手段と、前記第１のスイッチ手段と前記第２のスイッチ手段を動作させることで前記上面加熱手段と前記下面加熱手段を制御する制御手段とを備え、
前記通電割合決定手段は前記下面加熱手段の制御目標温度を設定し、前記制御周期決定手段は前記制御目標温度に制御する際の温度振幅を設定し、
前記制御手段は、前記上面加熱手段を通電制御し、かつ、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間通電制御した後、前記通電割合決定手段および前記制御周期決定手段が決定した通電割合と制御周期を用いて前記下面加熱手段の通電制御を行い前記下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させる間に制御周期を切り換えることを特徴とする加熱調理器。
【請求項２】
加熱調理器は、前記調理室内の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段で検出した検出値により前記被加熱物の負荷量を検出する負荷量検出手段を備え、
前記負荷量検出手段で検出した負荷量に基づいて前記通電割合決定手段が通電割合を決定し、前記制御周期決定手段が第１の制御周期と第１の制御周期の継続時間と第２の制御周期を決定し、決定された通電割合および制御周期を用いて前記下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させることを特徴とする請求項１に記載の加熱調理器。
【請求項３】
前記第１電力値は最大電力値であることを特徴とする請求項１または２に記載の加熱調理器。
【請求項４】
前記制御周期決定手段が決定する前記第１の制御周期は前記第２の制御周期より短いことを特徴とする請求項２または３に記載の加熱調理器。
【請求項５】
前記制御手段は、前記下面加熱手段に第１電力値で所定時間通電制御した後、前記通電割合決定手段および前記制御周期決定手段が決定した通電割合と制御周期で前記下面加熱手段の温度を所定温度域で安定させる前に、前記下面加熱手段への通電を停止する期間を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱調理器。
【請求項６】
電磁調理器に搭載されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の加熱調理器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載加熱調理器の少なくとも一部をコンピュータにより実行するためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−３２２７７（Ｐ２００８−３２２７７Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０４３５６（Ｐ２００６−２０４３５６）
【出願日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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