誘導加熱調理器
【課題】 温度変動に敏感であると共にトッププレート上の被加熱物の温度を高精度に測定可能な赤外線センサを備えた誘導加熱調理器を提供すること。
【解決手段】 被加熱物を載置するトッププレートと、該トッププレートの下部に設置され被加熱物を電磁誘導加熱により加熱する電磁コイルと、トッププレートの下方に該トッププレートから離間して設置された赤外線センサ１とを備えた誘導加熱調理器であって、赤外線センサが、絶縁性フィルム２と、絶縁性フィルムの一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂと、絶縁性フィルムの一方の面に形成され第１の感熱素子に接続された導電性の第１の配線膜及び第２の感熱素子に接続された導電性の第２の配線膜と、第２の感熱素子に対向して前記絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線反射膜６とを備えている。
【解決手段】 被加熱物を載置するトッププレートと、該トッププレートの下部に設置され被加熱物を電磁誘導加熱により加熱する電磁コイルと、トッププレートの下方に該トッププレートから離間して設置された赤外線センサ１とを備えた誘導加熱調理器であって、赤外線センサが、絶縁性フィルム２と、絶縁性フィルムの一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂと、絶縁性フィルムの一方の面に形成され第１の感熱素子に接続された導電性の第１の配線膜及び第２の感熱素子に接続された導電性の第２の配線膜と、第２の感熱素子に対向して前記絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線反射膜６とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トッププレート上の鍋等の被加熱物を電磁誘導加熱（ＩＨ）で加熱すると共に鍋底温度を検出可能な誘導加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トッププレート上の鍋等の被加熱物を電磁誘導加熱で加熱すると共に鍋底温度を検出可能な誘導加熱調理器として、例えば、特許文献１には、上部が開口した箱状の本体ケースと、本体ケースの上面開口を覆う天板と、本体ケース内で天板の下方に配置され、加熱コイル、及び加熱コイルを保持する加熱コイル保持部材を有する加熱コイルユニットと、天板上に載置された被加熱物から放射される赤外線を検出する赤外線センサユニットとを備え、赤外線センサユニットを、加熱コイルユニットの下方に配置した電磁誘導加熱調理器が提案されている。この電磁誘導加熱調理器の赤外線センサユニットは、サーモパイルとレンズとを有する赤外線センサを備えており、被加熱物から放射される赤外線検出信号を電圧として出力するようになっている。また、この電磁誘導加熱調理器では、赤外線センサユニットを冷却するために冷却風が赤外線センサユニットに当たるようにした構造を採用している。
【０００３】
また、サーモパイル以外に被加熱物の温度センサとしては、特許文献２に、電磁誘導加熱調理器用ではないが、複写機の定着装置に使用されている加熱定着ローラ等の温度を測定する赤外線センサとして、保持体に設置した樹脂フィルムと、該樹脂フィルムに設けられ保持体の導光部を介して赤外線を検知する赤外線検知用感熱素子と、樹脂フィルムに遮光状態に設けられ保持体の温度を検知する温度補償用感熱素子とを備えた赤外線センサが提案されている。この赤外線センサでは、導光部の内側面に赤外線吸収膜を形成すると共に、樹脂フィルムにカーボンブラック等の赤外線吸収材料を含有させて赤外線の吸収を高めている。また、この赤外線センサでは、アルミニウムなどの熱伝導率が大きく熱放射率の小さい金属材料から略ブロック状に形成された筐体である保持体に感熱素子が内蔵されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８７５３３号公報
【特許文献２】特開２００２−１５６２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、電磁コイル（加熱コイル）の温度上昇により赤外線センサ周辺の温度が急激に変化するために検出誤差が生じてしまう問題があった。このため、特許文献１に記載の誘導加熱調理器のように赤外線センサを冷却するなどの構造や装置が必要になり、構造が複雑化したり高コストになってしまうと共に急速に加熱することができないという不都合があった。
また、特許文献１に記載の誘導加熱調理器では、赤外線センサにサーモパイルを用いているが、サーモパイルは、素子がガスで封止され周囲の温度変動に鈍感なため、高精度な温度検出が困難であった。さらに、トッププレート上の被加熱物からの赤外線を受ける温度検知用の赤外線センサと周囲温度だけを検出する温度補償用の赤外線センサとを別々に設置した場合、検知側と補償側とで材料、構造および設置状態などが異なるので、熱容量に差が生じ、温度分布が生じてしまうことから高精度な温度測定ができないという問題があった。
例えば、特許文献２に記載の赤外線温度センサを用いた場合、この赤外線温度センサでは、樹脂フィルムにカーボンブラック等の赤外線吸収材料を含有させると共に一方の感熱素子側を温度補償用に遮光する構造が採用されているが、赤外線吸収材料を含有した樹脂フィルムの熱伝導が高く、赤外線検知用と温度補償用との感熱素子間で温度差分が生じ難いという不都合があった。また、これら感熱素子間で温度差分を大きくするためには、感熱素子間の距離を大きくする必要があり、全体形状が大きくなってしまい、小型化が困難になる問題がある。さらに、温度補償用の感熱素子を遮光する構造をケース自体に設ける必要があるため、高価になってしまう。
さらに、一方の感熱素子について赤外線を筐体で遮光する構造を採用しているが、赤外線を遮っているだけで遮蔽部分が赤外線を吸収してしまい、遮蔽部分の温度が変化してしまうことからリファレンスとして不完全となってしまう不都合があった。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、温度変動に敏感であると共にトッププレート上の被加熱物の温度を高精度に測定可能な赤外線センサを備えた誘導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】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明の誘導加熱調理器は、被加熱物を載置するトッププレートと、該トッププレートの下部に設置され前記被加熱物を電磁誘導加熱により加熱する電磁コイルと、前記トッププレートの下方に該トッププレートから離間して設置され前記トッププレートを介して被加熱物から放射される赤外線を検出する赤外線センサとを備えた誘導加熱調理器であって、前記赤外線センサが、絶縁性フィルムと、該絶縁性フィルムの一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子及び第２の感熱素子と、前記絶縁性フィルムの一方の面に形成され前記第１の感熱素子に接続された導電性の第１の配線膜及び前記第２の感熱素子に接続された導電性の第２の配線膜と、前記第２の感熱素子に対向して前記絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線反射膜とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
この誘導加熱調理器では、赤外線センサが、絶縁性フィルムの一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子及び第２の感熱素子と、第２の感熱素子に対向して絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線反射膜とを備えているので、互いに絶縁性フィルム上に並んだ検知用の第１の感熱素子と補償用の第２の感熱素子とに生じる温度分布が小さくなる。このため、電磁コイルからの熱による温度変動の影響を絶縁性フィルム上の両方の感熱素子が同時に受けると共に敏感に反応することから、鍋底（被加熱物）からの輻射熱を精度良く検出することができる。したがって、赤外線センサが受ける熱量が大きくても、高精度に鍋底（被加熱物）の温度を非接触に検出可能であると共に、電磁コイルから熱隔離するための空間や支持構造の必要が無く、赤外線センサの支持構造が簡略化されて冷却装置も不要となる。また、簡略化された支持構造であっても、高精度に温度検出することができる。さらに、小さなスペースで内部に設置することができ、全体の小型化や低コスト化が可能になる。
【０００９】
第２の発明の誘導加熱調理器は、第１の発明において、前記第１の配線膜が、前記第１の感熱素子の周囲にまで配されて前記第２の配線膜よりも大きな面積で形成されていることを特徴とする。
すなわち、赤外線センサの第１の配線膜が、第１の感熱素子の周囲にまで配されて第２の配線膜よりも大きな面積で形成されているので、絶縁性フィルムの赤外線を吸収した部分からの熱収集を改善すると共に、絶縁性フィルムの赤外線反射膜が形成された部分と熱容量が近づくので、変動誤差を小さくすることができる。このため、周囲の温度変動の影響を絶縁性フィルム上の両方の感熱素子が同時に受けると共に敏感に反応することから、トッププレートを介した被加熱物からの輻射熱を精度良く検出することができる。なお、第１の配線膜の面積及び形状は、絶縁性フィルムの赤外線反射膜が形成された部分と熱容量がほぼ等しくなるように設定することが好ましい。
【００１０】
第３の発明の誘導加熱調理器は、第１または第２の発明において、前記絶縁性フィルムが、ポリイミド基板で形成され、前記赤外線反射膜、前記第１の配線膜及び前記第２の配線膜が銅箔で形成されていることを特徴とする。
すなわち、この誘導加熱調理器では、絶縁性フィルムが、ポリイミド基板で形成され、赤外線反射膜、第１の配線膜及び第２の配線膜が銅箔で形成されているので、材料費が安い汎用的な両面フレキシブル基板を利用することができ、低コスト化を図ることができる。
【００１１】
第４の発明の誘導加熱調理器は、第１から第３のいずれかの発明において、前記赤外線反射膜が、前記銅箔と、該銅箔上に積層された金メッキ膜とで構成されていることを特徴とする。
すなわち、この誘導加熱調理器では、赤外線反射膜が、銅箔と、該銅箔上に積層された金メッキ膜とで構成されているので、金メッキ膜が、銅箔の酸化防止膜として機能すると共に赤外線の反射率を向上させることができる。
【００１２】
第５の発明の誘導加熱調理器は、第１から第４のいずれかの発明において、前記第１の感熱素子および前記第２の感熱素子が、サーミスタ素子であることを特徴とする。
すなわち、この誘導加熱調理器では、第１の感熱素子および第２の感熱素子が、サーミスタ素子であるので、フォトダイオードの赤外線センサに比べて、高温での特性劣化が少なく、高い耐熱性を有しており、高温のトッププレート等に近接させて設置することが可能になる。また、トッププレート等に近接させて設置可能になるため、赤外線センサにおける赤外線の視界内に他のものが入り難くなり、外部からの赤外線による干渉を抑制することができるため、より正確な温度測定が可能になる。なお、赤外線センサをトッププレートから離して使用する場合、焦点を絞るレンズ等の光学機構が必要になるが、本発明の場合は、トッププレートへの近接設置が可能であるため、前記光学機構が不要になり、部品コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る誘導加熱調理器によれば、赤外線センサが、絶縁性フィルムの一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子及び第２の感熱素子と、第２の感熱素子に対向して絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線反射膜とを備えているので、赤外線センサが受ける熱量が大きくても、高精度に鍋底（被加熱物）の温度を非接触に検出可能であると共に、簡易な支持構造ですみ、小型化や低コスト化が可能になる。
したがって、高精度に鍋底（被加熱物）の温度が制御されて、安定した調理が可能になると共に全体の小型化や低コスト化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る誘導加熱調理器の一実施形態において、誘導加熱調理器を示す概略的な断面図である。
【図２】本実施形態において、赤外線センサを示す斜視図である。
【図３】本実施形態において、筐体を外した状態のセンサ本体を示す斜視図である。
【図４】本実施形態において、赤外線センサを示す断面図である。
【図５】第１実施形態において、感熱素子が接着される前の絶縁性フィルムを示す底面図である。
【図６】第１実施形態において、感熱素子が接着される前の絶縁性フィルムを示す平面図である。
【図７】本発明に用いる赤外線センサの性能比較を行うための装置を示す構成図である。
【図８】本発明に用いる赤外線センサにおいて、ペルチェ素子の温度変化に対する吸収膜温度および反射膜温度の変化を示すグラフである。
【図９】特許文献２の赤外線温度センサにおいて、ペルチェ素子の温度変化に対する吸収膜温度および反射膜温度の変化を示すグラフである。
【図１０】本発明に用いる赤外線センサにおいて、赤外線センサの温度と机の実測温度と机の算出温度とを示すグラフである。
【図１１】特許文献２の赤外線温度センサにおいて、赤外線温度センサの温度と机の実測温度および反射膜温度の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る誘導加熱調理器の一実施形態を、図１から図１１を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能又は認識容易な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
【００１６】
本実施形態の誘導加熱調理器１０は、図１に示すように、被加熱物Ｎを載置するトッププレート１２と、該トッププレート１２の下部に設置され被加熱物Ｎを電磁誘導加熱により加熱する電磁コイル１３と、トッププレート１２の下方に該トッププレート１２から離間して設置されトッププレート１２を介して被加熱物Ｎから放射される赤外線を検出する赤外線センサ１と、電磁コイル１３および赤外線センサ１に電気的に接続された制御部Ｃと、これらが設置された本体ケース１４とを備えている。
【００１７】
上記トッププレート１２は、結晶化ガラス等で形成されて高い耐熱性を有しており、本体ケース１４の上部に取り付けられている。
このトッププレート１２の下面には、該下面を覆うと共に一部が赤外線透過窓（図示略）として開けられた赤外線遮蔽層（図示略）が設けられている。
該赤外線遮蔽層は、例えばトッププレート１２下面に貼り付けられたカーボンブラックを含む結晶化ガラスの吹付材などの赤外線遮蔽シートである。なお、この赤外線遮蔽層は、赤外線遮蔽シート以外にも赤外線遮蔽効果のある塗料をトッププレート１２の下面に塗って形成しても構わない。また、上記赤外線透過窓は、赤外線センサ１の直上に位置する部分のみ赤外線遮蔽層に開口部を設けてトッププレート１２を露出させて形成したものである。
【００１８】
上記被加熱物Ｎは、磁性体（鉄等）または非磁性体（アルミニウム等）で形成された鍋等である。
上記電磁コイル１３は、トッププレート１２の下方かつ本体ケース１４内に円環形状または渦巻き形状に配置され、交流電流による電力が供給されると高周波磁界を発生させてトッププレート１２上の被加熱物Ｎを誘導加熱するものである。
【００１９】
上記制御部Ｃは、電磁コイル１３に接続され該電磁コイル１３に電力を供給するインバータ回路（図示略）と、赤外線センサ１に接続され第１の感熱素子３Ａおよび第２の感熱素子３Ｂの出力に基づいて被加熱物Ｎの温度を算出するセンサ回路（図示略）とを備え、得られた被加熱物Ｎの温度に基づいて、電磁コイル１３に供給する電力を制御する機能を有している。
【００２０】
上記センサ回路は、第１の感熱素子３Ａと第２の感熱素子３Ｂとで検出された赤外線の差分（出力の差分）を演算処理し、第２の感熱素子３Ｂをリファレンスとして第１の感熱素子３Ａで検出された温度を算出する機能を有している。
【００２１】
上記赤外線センサ１は、基板１５上に実装されて電磁コイル３の中央に設置されている。また、基板１５上には、赤外線センサ１の周囲に断熱用筒部材１６が設置されている。該断熱用筒部材１６は、例えば内面にアルミ膜が形成された樹脂製のものが採用される。この断熱用筒部材１６は、外周からの空気の流れを遮断する風防の機能を有していると共に周囲の熱を断熱性の高い樹脂材により内側に伝え難くする断熱機能を有している。
【００２２】
赤外線センサ１は、図２から図６に示すように、絶縁性フィルム２と、該絶縁性フィルム２の一方の面（下面）に互いに離間させて並べて設けられた第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂと、絶縁性フィルム２の一方の面に形成され第１の感熱素子３Ａに接続された導電性金属膜である一対の第１の配線膜４Ａ及び第２の感熱素子３Ｂに接続された導電性金属膜である一対の第２の配線膜４Ｂと、第２の感熱素子３Ｂに対向して絶縁性フィルム２の他方の面に設けられた赤外線反射膜６と、絶縁性フィルム２の一方の面に固定されて該絶縁性フィルム２を支持すると共に第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂを内部の収納部７ａに収納する筐体７とを備えている。
【００２３】
上記第１の配線膜４Ａは、図５に示すように、第１の感熱素子３Ａの周囲にまで配されて第２の配線膜４Ｂよりも大きな面積で形成されている。これらの第１の配線膜４Ａは、一対の中央に第１の感熱素子３Ａを配し、一対で外形状が赤外線反射膜６と略同じの四角形状に設定されている。すなわち、第１の配線膜４Ａの面積及び形状は赤外線反射膜６と略同じとし、絶縁性フィルム２の赤外線反射膜６が形成された部分と熱容量がほぼ等しくなるように設定している。
【００２４】
また、一対の第１の配線膜４Ａには、その一端部にそれぞれ絶縁性フィルム２上に形成された第１の接着電極５Ａが接続されていると共に、他端部にそれぞれ絶縁性フィルム２上に形成された第１の端子電極７Ａが接続されている。
また、一対の第２の配線膜４Ｂは、線状に形成されており、その一端部にそれぞれ絶縁性フィルム２上に形成された第２の接着電極５Ｂが接続されていると共に、他端部にそれぞれ絶縁性フィルム２上に形成された第２の端子電極７Ｂが接続されている。
なお、上記第１の接着電極５Ａ及び第２の接着電極５Ｂには、それぞれ第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂの端子電極３ａが半田等の導電性接着剤で接着される。
【００２５】
上記絶縁性フィルム２は、ポリイミド樹脂シートで形成され、赤外線反射膜６、第１の配線膜４Ａ及び第２の配線膜４Ｂが銅箔で形成されている。すなわち、これらは、絶縁性フィルム２とされるポリイミド基板の両面に、赤外線反射膜６、第１の配線膜４Ａ及び第２の配線膜４Ｂとされる銅箔のフロート電極がパターン形成された両面フレキシブル基板によって作製されたものである。
【００２６】
さらに、上記赤外線反射膜６は、図６に示すように、第２の感熱素子３Ｂの直上に四角形状で配されており、銅箔と、該銅箔上に積層された金メッキ膜とで構成されている。なお、絶縁性フィルム２の下面には、第１の端子電極７Ａ及び第２の端子電極７Ｂを除いて第１の配線膜４Ａ及び第２の配線膜４Ｂを含む下面全体を覆うポリイミド樹脂のカバーレイが形成されている。
【００２７】
この赤外線反射膜６は、絶縁性フィルム２よりも高い赤外線放射率を有する材料で形成され、上述したように、銅箔上に金メッキ膜が施されて形成されている。なお、金メッキ膜の他に、例えば鏡面のアルミニウム蒸着膜やアルミニウム箔等で形成しても構わない。この赤外線反射膜６は、第２の感熱素子３Ｂよりも大きなサイズでこれを覆うように形成されている。
【００２８】
上記第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂは、両端部に端子電極３ａが形成されたチップサーミスタである。このサーミスタとしては、ＮＴＣ型、ＰＴＣ型、ＣＴＲ型等のサーミスタがあるが、本実施形態では、第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂとして、例えばＮＴＣ型サーミスタを採用している。このサーミスタは、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｃｕ系材料、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｆｅ系材料等のサーミスタ材料で形成されている。なお、これら第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂは、各端子電極３ａを対応する第１の接着電極５Ａ上又は第２の接着電極５Ｂ上に接合させて絶縁性フィルム２に実装されている。
【００２９】
上記筐体７は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）等の樹脂で形成されており、図４に示すように、第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂを収納すると共に絶縁性フィルム２よりも熱伝導率の低い空気で覆う空間である収納部７ａが内部に設けられている。
【００３０】
この筐体７内の絶縁性フィルム２に対向する底面には、赤外線を反射する底面反射膜９が形成されている。この底面反射膜９は、上記赤外線反射膜６と同様の膜が採用可能である。このように筐体７内の底面から放射される輻射熱を底面反射膜９で直接反射させて遮断することで、対向する絶縁性フィルム２や感熱素子３Ａ，３Ｂへの影響を抑制することができる。
【００３１】
この筐体７は、図２に示すように、側面に設けられ第１の配線膜４Ａまたは第２の配線膜４Ｂの第２の端子電極７Ｂに上端が接続されていると共に底部まで延在された複数の側面電極部１０ａと、側面下部において側面電極部１０ａの下端に接続されて設けられ外部の基板１５上に接続させる複数の実装用外部端子１０ｂとを備えている。すなわち、本実施形態の赤外線センサ１は表面実装型とされている。なお、側面電極部１０ａと実装用外部端子１０ｂとは、例えば錫めっきされた銅合金で形成されている。
【００３２】
このように本実施形態の誘導加熱調理器１０では、赤外線センサ１が、絶縁性フィルム２の一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂと、第２の感熱素子３Ｂに対向して絶縁性フィルム２の他方の面に設けられた赤外線反射膜６とを備えているので、互いに絶縁性フィルム２上に並んだ検知用の第１の感熱素子３Ａと補償用の第２の感熱素子３Ｂとに生じる温度分布が小さくなる。このため、電磁コイル１３からの熱による温度変動の影響を絶縁性フィルム２上の両方の感熱素子が同時に受けると共に敏感に反応することから、鍋底（被加熱物Ｎ）からの輻射熱を精度良く検出することができる。
【００３３】
したがって、赤外線センサ１が受ける熱量が大きくても、高精度に鍋底（被加熱物Ｎ）の温度を非接触に検出可能であると共に、電磁コイル１３から熱隔離するための空間や支持構造の必要が無く、赤外線センサ１の支持構造が簡略化されて冷却装置も不要となる。また、簡略化された支持構造であっても、高精度に温度検出することができる。さらに、小さなスペースで内部に設置することができ、全体の小型化や低コスト化が可能になる。
【００３４】
また、赤外線センサ１の第１の配線膜４Ａが、第１の感熱素子３Ａの周囲にまで配されて第２の配線膜４Ｂよりも大きな面積で形成されているので、絶縁性フィルム２の赤外線を吸収した部分からの熱収集を改善すると共に、絶縁性フィルム２の赤外線反射膜６が形成された部分と熱容量が近づくので、変動誤差を小さくすることができる。このため、周囲の温度変動の影響を絶縁性フィルム２上の両方の感熱素子が同時に受けると共に敏感に反応することから、トッププレート１２を介した被加熱物Ｎからの輻射熱を精度良く検出することができる。また、大きな面積の第１の配線膜４Ａが、絶縁性フィルム２を透過して筐体７に照射される赤外線を遮断すると共に筐体７から放射される輻射熱を遮断して絶縁性フィルム２への熱影響を抑制することができる。
【実施例】
【００３５】
本発明の誘導加熱調理器に用いられる赤外線センサ１について、特許文献２の従来の赤外線温度センサと比較した実験を行った。
この実験では、センサ性能を比較し易くするために、図７に示すように、誘導加熱調理器のトッププレートではなく、黒体テープＴを貼った机Ｄを測定対象物とし、この机Ｄの上方に間隔を空けて赤外線センサ１を設置し、さらに赤外線センサ１上にペルチェ素子Ｐを載せ、赤外線センサ１を直接加熱冷却しながら机Ｄの温度を測定した。なお、机Ｄには、別途、他の温度センサ（図示略）を直接取り付けて、机Ｄの温度（実測値）を測定した。
【００３６】
まず、ペルチェ素子Ｐにより赤外線センサ１を加熱した際、本発明に用いられる赤外線センサ１における吸収膜温度（第１の感熱素子３Ａでの温度）と反射膜温度（第２の感熱素子３Ｂでの温度）とペルチェ素子Ｐの温度との時間変化を、図８に示す。また、比較として同様に設置して測定した上記従来の赤外線温度センサにおける各温度を、図９に示す。
図８および図９からわかるように、上記従来の赤外線センサでは、吸収膜温度と反射膜温度との温度差の時間変化（両者の傾き差）が大きいのに対し、本発明に用いられる赤外線センサ１では、吸収膜温度と反射膜温度との温度差の時間変化が小さい。
【００３７】
次に、ペルチェ素子Ｐを動作させていない状態（机Ｄの温度は２２℃）からペルチェ素子Ｐを４８℃に加熱し、その後４℃まで冷却した際、本発明に用いる赤外線センサ１の温度（図中の「センサ」）と、机Ｄの実測温度（図中の机（実測））と、赤外線センサ１により測定した机Ｄの算出温度（図中の机（算出））との時間変化を、図１０に示す。また、比較として同様に設置して測定した上記従来の赤外線温度センサにおける各温度を、図１１に示す。
【００３８】
図１０および図１１からわかるように、上記従来の赤外線温度センサでは、ペルチェ素子Ｐにより赤外線温度センサの温度が大きく変化すると、赤外線温度センサにより測定した机Ｄの算出温度が、机Ｄの実測温度と大きく解離した値となってしまうのに対し、本発明に用いられる赤外線センサ１では、赤外線センサ１により測定した机Ｄの算出温度が、机Ｄの実測温度とほぼ同じ値となっている。したがって、本発明に用いられる赤外線センサ１は、自己の温度が変化しても、従来の赤外線センサに比べて測定対象物の温度を正確に見積もることが可能である。
【００３９】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００４０】
例えば、上記実施形態では、第１の感熱素子が赤外線を直接吸収した絶縁性フィルムから伝導される熱を検出しているが、第１の感熱素子の直上であって絶縁性フィルム上に赤外線吸収膜を形成しても構わない。この場合、さらに第１の感熱素子における赤外線吸収効果が向上して、第１の感熱素子と第２の感熱素子とのより良好な温度差分を得ることができる。すなわち、この赤外線吸収膜によって被加熱物からの輻射による赤外線を吸収するようにし、赤外線を吸収し発熱した赤外線吸収膜から絶縁性フィルムを介した熱伝導によって、直下の第１の感熱素子の温度が変化するようにしてもよい。
【００４１】
この赤外線吸収膜は、絶縁性フィルムよりも高い赤外線吸収率を有する材料で形成され、例えば、カーボンブラック等の赤外線吸収材料を含むフィルムや赤外線吸収性ガラス膜（二酸化珪素を７１％含有するホウケイ酸ガラス膜など）で形成されているもの等が採用可能である。特に、赤外線吸収膜は、アンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ）膜であることが望ましい。このＡＴＯ膜は、カーボンブラック等に比べて赤外線の吸収率が良いと共に耐光性に優れている。また、ＡＴＯ膜は、紫外線で硬化させるので、接着強度が強く、カーボンブラック等に比べて剥がれ難い。
なお、この赤外線吸収膜は、第１の感熱素子よりも大きなサイズでこれを覆うように形成することが好ましい。
【００４２】
また、チップサーミスタの第１の感熱素子及び第２の感熱素子を採用しているが、薄膜サーミスタで形成された第１の感熱素子及び第２の感熱素子を採用しても構わない。
なお、感熱素子としては、上述したように薄膜サーミスタやチップサーミスタが好ましいが、サーミスタ素子以外に焦電素子等も採用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１…赤外線センサ、２…絶縁性フィルム、３Ａ…第１の感熱素子、３Ｂ…第２の感熱素子、４Ａ…第１の配線膜、４Ｂ…第２の配線膜、６…赤外線反射膜、１０…誘導加熱調理器、１２…トッププレート、１３…電磁コイル、Ｃ…制御部、Ｎ…被加熱物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トッププレート上の鍋等の被加熱物を電磁誘導加熱（ＩＨ）で加熱すると共に鍋底温度を検出可能な誘導加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トッププレート上の鍋等の被加熱物を電磁誘導加熱で加熱すると共に鍋底温度を検出可能な誘導加熱調理器として、例えば、特許文献１には、上部が開口した箱状の本体ケースと、本体ケースの上面開口を覆う天板と、本体ケース内で天板の下方に配置され、加熱コイル、及び加熱コイルを保持する加熱コイル保持部材を有する加熱コイルユニットと、天板上に載置された被加熱物から放射される赤外線を検出する赤外線センサユニットとを備え、赤外線センサユニットを、加熱コイルユニットの下方に配置した電磁誘導加熱調理器が提案されている。この電磁誘導加熱調理器の赤外線センサユニットは、サーモパイルとレンズとを有する赤外線センサを備えており、被加熱物から放射される赤外線検出信号を電圧として出力するようになっている。また、この電磁誘導加熱調理器では、赤外線センサユニットを冷却するために冷却風が赤外線センサユニットに当たるようにした構造を採用している。
【０００３】
また、サーモパイル以外に被加熱物の温度センサとしては、特許文献２に、電磁誘導加熱調理器用ではないが、複写機の定着装置に使用されている加熱定着ローラ等の温度を測定する赤外線センサとして、保持体に設置した樹脂フィルムと、該樹脂フィルムに設けられ保持体の導光部を介して赤外線を検知する赤外線検知用感熱素子と、樹脂フィルムに遮光状態に設けられ保持体の温度を検知する温度補償用感熱素子とを備えた赤外線センサが提案されている。この赤外線センサでは、導光部の内側面に赤外線吸収膜を形成すると共に、樹脂フィルムにカーボンブラック等の赤外線吸収材料を含有させて赤外線の吸収を高めている。また、この赤外線センサでは、アルミニウムなどの熱伝導率が大きく熱放射率の小さい金属材料から略ブロック状に形成された筐体である保持体に感熱素子が内蔵されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８７５３３号公報
【特許文献２】特開２００２−１５６２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、電磁コイル（加熱コイル）の温度上昇により赤外線センサ周辺の温度が急激に変化するために検出誤差が生じてしまう問題があった。このため、特許文献１に記載の誘導加熱調理器のように赤外線センサを冷却するなどの構造や装置が必要になり、構造が複雑化したり高コストになってしまうと共に急速に加熱することができないという不都合があった。
また、特許文献１に記載の誘導加熱調理器では、赤外線センサにサーモパイルを用いているが、サーモパイルは、素子がガスで封止され周囲の温度変動に鈍感なため、高精度な温度検出が困難であった。さらに、トッププレート上の被加熱物からの赤外線を受ける温度検知用の赤外線センサと周囲温度だけを検出する温度補償用の赤外線センサとを別々に設置した場合、検知側と補償側とで材料、構造および設置状態などが異なるので、熱容量に差が生じ、温度分布が生じてしまうことから高精度な温度測定ができないという問題があった。
例えば、特許文献２に記載の赤外線温度センサを用いた場合、この赤外線温度センサでは、樹脂フィルムにカーボンブラック等の赤外線吸収材料を含有させると共に一方の感熱素子側を温度補償用に遮光する構造が採用されているが、赤外線吸収材料を含有した樹脂フィルムの熱伝導が高く、赤外線検知用と温度補償用との感熱素子間で温度差分が生じ難いという不都合があった。また、これら感熱素子間で温度差分を大きくするためには、感熱素子間の距離を大きくする必要があり、全体形状が大きくなってしまい、小型化が困難になる問題がある。さらに、温度補償用の感熱素子を遮光する構造をケース自体に設ける必要があるため、高価になってしまう。
さらに、一方の感熱素子について赤外線を筐体で遮光する構造を採用しているが、赤外線を遮っているだけで遮蔽部分が赤外線を吸収してしまい、遮蔽部分の温度が変化してしまうことからリファレンスとして不完全となってしまう不都合があった。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、温度変動に敏感であると共にトッププレート上の被加熱物の温度を高精度に測定可能な赤外線センサを備えた誘導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】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明の誘導加熱調理器は、被加熱物を載置するトッププレートと、該トッププレートの下部に設置され前記被加熱物を電磁誘導加熱により加熱する電磁コイルと、前記トッププレートの下方に該トッププレートから離間して設置され前記トッププレートを介して被加熱物から放射される赤外線を検出する赤外線センサとを備えた誘導加熱調理器であって、前記赤外線センサが、絶縁性フィルムと、該絶縁性フィルムの一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子及び第２の感熱素子と、前記絶縁性フィルムの一方の面に形成され前記第１の感熱素子に接続された導電性の第１の配線膜及び前記第２の感熱素子に接続された導電性の第２の配線膜と、前記第２の感熱素子に対向して前記絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線反射膜とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
この誘導加熱調理器では、赤外線センサが、絶縁性フィルムの一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子及び第２の感熱素子と、第２の感熱素子に対向して絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線反射膜とを備えているので、互いに絶縁性フィルム上に並んだ検知用の第１の感熱素子と補償用の第２の感熱素子とに生じる温度分布が小さくなる。このため、電磁コイルからの熱による温度変動の影響を絶縁性フィルム上の両方の感熱素子が同時に受けると共に敏感に反応することから、鍋底（被加熱物）からの輻射熱を精度良く検出することができる。したがって、赤外線センサが受ける熱量が大きくても、高精度に鍋底（被加熱物）の温度を非接触に検出可能であると共に、電磁コイルから熱隔離するための空間や支持構造の必要が無く、赤外線センサの支持構造が簡略化されて冷却装置も不要となる。また、簡略化された支持構造であっても、高精度に温度検出することができる。さらに、小さなスペースで内部に設置することができ、全体の小型化や低コスト化が可能になる。
【０００９】
第２の発明の誘導加熱調理器は、第１の発明において、前記第１の配線膜が、前記第１の感熱素子の周囲にまで配されて前記第２の配線膜よりも大きな面積で形成されていることを特徴とする。
すなわち、赤外線センサの第１の配線膜が、第１の感熱素子の周囲にまで配されて第２の配線膜よりも大きな面積で形成されているので、絶縁性フィルムの赤外線を吸収した部分からの熱収集を改善すると共に、絶縁性フィルムの赤外線反射膜が形成された部分と熱容量が近づくので、変動誤差を小さくすることができる。このため、周囲の温度変動の影響を絶縁性フィルム上の両方の感熱素子が同時に受けると共に敏感に反応することから、トッププレートを介した被加熱物からの輻射熱を精度良く検出することができる。なお、第１の配線膜の面積及び形状は、絶縁性フィルムの赤外線反射膜が形成された部分と熱容量がほぼ等しくなるように設定することが好ましい。
【００１０】
第３の発明の誘導加熱調理器は、第１または第２の発明において、前記絶縁性フィルムが、ポリイミド基板で形成され、前記赤外線反射膜、前記第１の配線膜及び前記第２の配線膜が銅箔で形成されていることを特徴とする。
すなわち、この誘導加熱調理器では、絶縁性フィルムが、ポリイミド基板で形成され、赤外線反射膜、第１の配線膜及び第２の配線膜が銅箔で形成されているので、材料費が安い汎用的な両面フレキシブル基板を利用することができ、低コスト化を図ることができる。
【００１１】
第４の発明の誘導加熱調理器は、第１から第３のいずれかの発明において、前記赤外線反射膜が、前記銅箔と、該銅箔上に積層された金メッキ膜とで構成されていることを特徴とする。
すなわち、この誘導加熱調理器では、赤外線反射膜が、銅箔と、該銅箔上に積層された金メッキ膜とで構成されているので、金メッキ膜が、銅箔の酸化防止膜として機能すると共に赤外線の反射率を向上させることができる。
【００１２】
第５の発明の誘導加熱調理器は、第１から第４のいずれかの発明において、前記第１の感熱素子および前記第２の感熱素子が、サーミスタ素子であることを特徴とする。
すなわち、この誘導加熱調理器では、第１の感熱素子および第２の感熱素子が、サーミスタ素子であるので、フォトダイオードの赤外線センサに比べて、高温での特性劣化が少なく、高い耐熱性を有しており、高温のトッププレート等に近接させて設置することが可能になる。また、トッププレート等に近接させて設置可能になるため、赤外線センサにおける赤外線の視界内に他のものが入り難くなり、外部からの赤外線による干渉を抑制することができるため、より正確な温度測定が可能になる。なお、赤外線センサをトッププレートから離して使用する場合、焦点を絞るレンズ等の光学機構が必要になるが、本発明の場合は、トッププレートへの近接設置が可能であるため、前記光学機構が不要になり、部品コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る誘導加熱調理器によれば、赤外線センサが、絶縁性フィルムの一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子及び第２の感熱素子と、第２の感熱素子に対向して絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線反射膜とを備えているので、赤外線センサが受ける熱量が大きくても、高精度に鍋底（被加熱物）の温度を非接触に検出可能であると共に、簡易な支持構造ですみ、小型化や低コスト化が可能になる。
したがって、高精度に鍋底（被加熱物）の温度が制御されて、安定した調理が可能になると共に全体の小型化や低コスト化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る誘導加熱調理器の一実施形態において、誘導加熱調理器を示す概略的な断面図である。
【図２】本実施形態において、赤外線センサを示す斜視図である。
【図３】本実施形態において、筐体を外した状態のセンサ本体を示す斜視図である。
【図４】本実施形態において、赤外線センサを示す断面図である。
【図５】第１実施形態において、感熱素子が接着される前の絶縁性フィルムを示す底面図である。
【図６】第１実施形態において、感熱素子が接着される前の絶縁性フィルムを示す平面図である。
【図７】本発明に用いる赤外線センサの性能比較を行うための装置を示す構成図である。
【図８】本発明に用いる赤外線センサにおいて、ペルチェ素子の温度変化に対する吸収膜温度および反射膜温度の変化を示すグラフである。
【図９】特許文献２の赤外線温度センサにおいて、ペルチェ素子の温度変化に対する吸収膜温度および反射膜温度の変化を示すグラフである。
【図１０】本発明に用いる赤外線センサにおいて、赤外線センサの温度と机の実測温度と机の算出温度とを示すグラフである。
【図１１】特許文献２の赤外線温度センサにおいて、赤外線温度センサの温度と机の実測温度および反射膜温度の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る誘導加熱調理器の一実施形態を、図１から図１１を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能又は認識容易な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
【００１６】
本実施形態の誘導加熱調理器１０は、図１に示すように、被加熱物Ｎを載置するトッププレート１２と、該トッププレート１２の下部に設置され被加熱物Ｎを電磁誘導加熱により加熱する電磁コイル１３と、トッププレート１２の下方に該トッププレート１２から離間して設置されトッププレート１２を介して被加熱物Ｎから放射される赤外線を検出する赤外線センサ１と、電磁コイル１３および赤外線センサ１に電気的に接続された制御部Ｃと、これらが設置された本体ケース１４とを備えている。
【００１７】
上記トッププレート１２は、結晶化ガラス等で形成されて高い耐熱性を有しており、本体ケース１４の上部に取り付けられている。
このトッププレート１２の下面には、該下面を覆うと共に一部が赤外線透過窓（図示略）として開けられた赤外線遮蔽層（図示略）が設けられている。
該赤外線遮蔽層は、例えばトッププレート１２下面に貼り付けられたカーボンブラックを含む結晶化ガラスの吹付材などの赤外線遮蔽シートである。なお、この赤外線遮蔽層は、赤外線遮蔽シート以外にも赤外線遮蔽効果のある塗料をトッププレート１２の下面に塗って形成しても構わない。また、上記赤外線透過窓は、赤外線センサ１の直上に位置する部分のみ赤外線遮蔽層に開口部を設けてトッププレート１２を露出させて形成したものである。
【００１８】
上記被加熱物Ｎは、磁性体（鉄等）または非磁性体（アルミニウム等）で形成された鍋等である。
上記電磁コイル１３は、トッププレート１２の下方かつ本体ケース１４内に円環形状または渦巻き形状に配置され、交流電流による電力が供給されると高周波磁界を発生させてトッププレート１２上の被加熱物Ｎを誘導加熱するものである。
【００１９】
上記制御部Ｃは、電磁コイル１３に接続され該電磁コイル１３に電力を供給するインバータ回路（図示略）と、赤外線センサ１に接続され第１の感熱素子３Ａおよび第２の感熱素子３Ｂの出力に基づいて被加熱物Ｎの温度を算出するセンサ回路（図示略）とを備え、得られた被加熱物Ｎの温度に基づいて、電磁コイル１３に供給する電力を制御する機能を有している。
【００２０】
上記センサ回路は、第１の感熱素子３Ａと第２の感熱素子３Ｂとで検出された赤外線の差分（出力の差分）を演算処理し、第２の感熱素子３Ｂをリファレンスとして第１の感熱素子３Ａで検出された温度を算出する機能を有している。
【００２１】
上記赤外線センサ１は、基板１５上に実装されて電磁コイル３の中央に設置されている。また、基板１５上には、赤外線センサ１の周囲に断熱用筒部材１６が設置されている。該断熱用筒部材１６は、例えば内面にアルミ膜が形成された樹脂製のものが採用される。この断熱用筒部材１６は、外周からの空気の流れを遮断する風防の機能を有していると共に周囲の熱を断熱性の高い樹脂材により内側に伝え難くする断熱機能を有している。
【００２２】
赤外線センサ１は、図２から図６に示すように、絶縁性フィルム２と、該絶縁性フィルム２の一方の面（下面）に互いに離間させて並べて設けられた第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂと、絶縁性フィルム２の一方の面に形成され第１の感熱素子３Ａに接続された導電性金属膜である一対の第１の配線膜４Ａ及び第２の感熱素子３Ｂに接続された導電性金属膜である一対の第２の配線膜４Ｂと、第２の感熱素子３Ｂに対向して絶縁性フィルム２の他方の面に設けられた赤外線反射膜６と、絶縁性フィルム２の一方の面に固定されて該絶縁性フィルム２を支持すると共に第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂを内部の収納部７ａに収納する筐体７とを備えている。
【００２３】
上記第１の配線膜４Ａは、図５に示すように、第１の感熱素子３Ａの周囲にまで配されて第２の配線膜４Ｂよりも大きな面積で形成されている。これらの第１の配線膜４Ａは、一対の中央に第１の感熱素子３Ａを配し、一対で外形状が赤外線反射膜６と略同じの四角形状に設定されている。すなわち、第１の配線膜４Ａの面積及び形状は赤外線反射膜６と略同じとし、絶縁性フィルム２の赤外線反射膜６が形成された部分と熱容量がほぼ等しくなるように設定している。
【００２４】
また、一対の第１の配線膜４Ａには、その一端部にそれぞれ絶縁性フィルム２上に形成された第１の接着電極５Ａが接続されていると共に、他端部にそれぞれ絶縁性フィルム２上に形成された第１の端子電極７Ａが接続されている。
また、一対の第２の配線膜４Ｂは、線状に形成されており、その一端部にそれぞれ絶縁性フィルム２上に形成された第２の接着電極５Ｂが接続されていると共に、他端部にそれぞれ絶縁性フィルム２上に形成された第２の端子電極７Ｂが接続されている。
なお、上記第１の接着電極５Ａ及び第２の接着電極５Ｂには、それぞれ第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂの端子電極３ａが半田等の導電性接着剤で接着される。
【００２５】
上記絶縁性フィルム２は、ポリイミド樹脂シートで形成され、赤外線反射膜６、第１の配線膜４Ａ及び第２の配線膜４Ｂが銅箔で形成されている。すなわち、これらは、絶縁性フィルム２とされるポリイミド基板の両面に、赤外線反射膜６、第１の配線膜４Ａ及び第２の配線膜４Ｂとされる銅箔のフロート電極がパターン形成された両面フレキシブル基板によって作製されたものである。
【００２６】
さらに、上記赤外線反射膜６は、図６に示すように、第２の感熱素子３Ｂの直上に四角形状で配されており、銅箔と、該銅箔上に積層された金メッキ膜とで構成されている。なお、絶縁性フィルム２の下面には、第１の端子電極７Ａ及び第２の端子電極７Ｂを除いて第１の配線膜４Ａ及び第２の配線膜４Ｂを含む下面全体を覆うポリイミド樹脂のカバーレイが形成されている。
【００２７】
この赤外線反射膜６は、絶縁性フィルム２よりも高い赤外線放射率を有する材料で形成され、上述したように、銅箔上に金メッキ膜が施されて形成されている。なお、金メッキ膜の他に、例えば鏡面のアルミニウム蒸着膜やアルミニウム箔等で形成しても構わない。この赤外線反射膜６は、第２の感熱素子３Ｂよりも大きなサイズでこれを覆うように形成されている。
【００２８】
上記第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂは、両端部に端子電極３ａが形成されたチップサーミスタである。このサーミスタとしては、ＮＴＣ型、ＰＴＣ型、ＣＴＲ型等のサーミスタがあるが、本実施形態では、第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂとして、例えばＮＴＣ型サーミスタを採用している。このサーミスタは、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｃｕ系材料、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｆｅ系材料等のサーミスタ材料で形成されている。なお、これら第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂは、各端子電極３ａを対応する第１の接着電極５Ａ上又は第２の接着電極５Ｂ上に接合させて絶縁性フィルム２に実装されている。
【００２９】
上記筐体７は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）等の樹脂で形成されており、図４に示すように、第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂを収納すると共に絶縁性フィルム２よりも熱伝導率の低い空気で覆う空間である収納部７ａが内部に設けられている。
【００３０】
この筐体７内の絶縁性フィルム２に対向する底面には、赤外線を反射する底面反射膜９が形成されている。この底面反射膜９は、上記赤外線反射膜６と同様の膜が採用可能である。このように筐体７内の底面から放射される輻射熱を底面反射膜９で直接反射させて遮断することで、対向する絶縁性フィルム２や感熱素子３Ａ，３Ｂへの影響を抑制することができる。
【００３１】
この筐体７は、図２に示すように、側面に設けられ第１の配線膜４Ａまたは第２の配線膜４Ｂの第２の端子電極７Ｂに上端が接続されていると共に底部まで延在された複数の側面電極部１０ａと、側面下部において側面電極部１０ａの下端に接続されて設けられ外部の基板１５上に接続させる複数の実装用外部端子１０ｂとを備えている。すなわち、本実施形態の赤外線センサ１は表面実装型とされている。なお、側面電極部１０ａと実装用外部端子１０ｂとは、例えば錫めっきされた銅合金で形成されている。
【００３２】
このように本実施形態の誘導加熱調理器１０では、赤外線センサ１が、絶縁性フィルム２の一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂと、第２の感熱素子３Ｂに対向して絶縁性フィルム２の他方の面に設けられた赤外線反射膜６とを備えているので、互いに絶縁性フィルム２上に並んだ検知用の第１の感熱素子３Ａと補償用の第２の感熱素子３Ｂとに生じる温度分布が小さくなる。このため、電磁コイル１３からの熱による温度変動の影響を絶縁性フィルム２上の両方の感熱素子が同時に受けると共に敏感に反応することから、鍋底（被加熱物Ｎ）からの輻射熱を精度良く検出することができる。
【００３３】
したがって、赤外線センサ１が受ける熱量が大きくても、高精度に鍋底（被加熱物Ｎ）の温度を非接触に検出可能であると共に、電磁コイル１３から熱隔離するための空間や支持構造の必要が無く、赤外線センサ１の支持構造が簡略化されて冷却装置も不要となる。また、簡略化された支持構造であっても、高精度に温度検出することができる。さらに、小さなスペースで内部に設置することができ、全体の小型化や低コスト化が可能になる。
【００３４】
また、赤外線センサ１の第１の配線膜４Ａが、第１の感熱素子３Ａの周囲にまで配されて第２の配線膜４Ｂよりも大きな面積で形成されているので、絶縁性フィルム２の赤外線を吸収した部分からの熱収集を改善すると共に、絶縁性フィルム２の赤外線反射膜６が形成された部分と熱容量が近づくので、変動誤差を小さくすることができる。このため、周囲の温度変動の影響を絶縁性フィルム２上の両方の感熱素子が同時に受けると共に敏感に反応することから、トッププレート１２を介した被加熱物Ｎからの輻射熱を精度良く検出することができる。また、大きな面積の第１の配線膜４Ａが、絶縁性フィルム２を透過して筐体７に照射される赤外線を遮断すると共に筐体７から放射される輻射熱を遮断して絶縁性フィルム２への熱影響を抑制することができる。
【実施例】
【００３５】
本発明の誘導加熱調理器に用いられる赤外線センサ１について、特許文献２の従来の赤外線温度センサと比較した実験を行った。
この実験では、センサ性能を比較し易くするために、図７に示すように、誘導加熱調理器のトッププレートではなく、黒体テープＴを貼った机Ｄを測定対象物とし、この机Ｄの上方に間隔を空けて赤外線センサ１を設置し、さらに赤外線センサ１上にペルチェ素子Ｐを載せ、赤外線センサ１を直接加熱冷却しながら机Ｄの温度を測定した。なお、机Ｄには、別途、他の温度センサ（図示略）を直接取り付けて、机Ｄの温度（実測値）を測定した。
【００３６】
まず、ペルチェ素子Ｐにより赤外線センサ１を加熱した際、本発明に用いられる赤外線センサ１における吸収膜温度（第１の感熱素子３Ａでの温度）と反射膜温度（第２の感熱素子３Ｂでの温度）とペルチェ素子Ｐの温度との時間変化を、図８に示す。また、比較として同様に設置して測定した上記従来の赤外線温度センサにおける各温度を、図９に示す。
図８および図９からわかるように、上記従来の赤外線センサでは、吸収膜温度と反射膜温度との温度差の時間変化（両者の傾き差）が大きいのに対し、本発明に用いられる赤外線センサ１では、吸収膜温度と反射膜温度との温度差の時間変化が小さい。
【００３７】
次に、ペルチェ素子Ｐを動作させていない状態（机Ｄの温度は２２℃）からペルチェ素子Ｐを４８℃に加熱し、その後４℃まで冷却した際、本発明に用いる赤外線センサ１の温度（図中の「センサ」）と、机Ｄの実測温度（図中の机（実測））と、赤外線センサ１により測定した机Ｄの算出温度（図中の机（算出））との時間変化を、図１０に示す。また、比較として同様に設置して測定した上記従来の赤外線温度センサにおける各温度を、図１１に示す。
【００３８】
図１０および図１１からわかるように、上記従来の赤外線温度センサでは、ペルチェ素子Ｐにより赤外線温度センサの温度が大きく変化すると、赤外線温度センサにより測定した机Ｄの算出温度が、机Ｄの実測温度と大きく解離した値となってしまうのに対し、本発明に用いられる赤外線センサ１では、赤外線センサ１により測定した机Ｄの算出温度が、机Ｄの実測温度とほぼ同じ値となっている。したがって、本発明に用いられる赤外線センサ１は、自己の温度が変化しても、従来の赤外線センサに比べて測定対象物の温度を正確に見積もることが可能である。
【００３９】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００４０】
例えば、上記実施形態では、第１の感熱素子が赤外線を直接吸収した絶縁性フィルムから伝導される熱を検出しているが、第１の感熱素子の直上であって絶縁性フィルム上に赤外線吸収膜を形成しても構わない。この場合、さらに第１の感熱素子における赤外線吸収効果が向上して、第１の感熱素子と第２の感熱素子とのより良好な温度差分を得ることができる。すなわち、この赤外線吸収膜によって被加熱物からの輻射による赤外線を吸収するようにし、赤外線を吸収し発熱した赤外線吸収膜から絶縁性フィルムを介した熱伝導によって、直下の第１の感熱素子の温度が変化するようにしてもよい。
【００４１】
この赤外線吸収膜は、絶縁性フィルムよりも高い赤外線吸収率を有する材料で形成され、例えば、カーボンブラック等の赤外線吸収材料を含むフィルムや赤外線吸収性ガラス膜（二酸化珪素を７１％含有するホウケイ酸ガラス膜など）で形成されているもの等が採用可能である。特に、赤外線吸収膜は、アンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ）膜であることが望ましい。このＡＴＯ膜は、カーボンブラック等に比べて赤外線の吸収率が良いと共に耐光性に優れている。また、ＡＴＯ膜は、紫外線で硬化させるので、接着強度が強く、カーボンブラック等に比べて剥がれ難い。
なお、この赤外線吸収膜は、第１の感熱素子よりも大きなサイズでこれを覆うように形成することが好ましい。
【００４２】
また、チップサーミスタの第１の感熱素子及び第２の感熱素子を採用しているが、薄膜サーミスタで形成された第１の感熱素子及び第２の感熱素子を採用しても構わない。
なお、感熱素子としては、上述したように薄膜サーミスタやチップサーミスタが好ましいが、サーミスタ素子以外に焦電素子等も採用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１…赤外線センサ、２…絶縁性フィルム、３Ａ…第１の感熱素子、３Ｂ…第２の感熱素子、４Ａ…第１の配線膜、４Ｂ…第２の配線膜、６…赤外線反射膜、１０…誘導加熱調理器、１２…トッププレート、１３…電磁コイル、Ｃ…制御部、Ｎ…被加熱物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を載置するトッププレートと、該トッププレートの下部に設置され前記被加熱物を電磁誘導加熱により加熱する電磁コイルと、前記トッププレートの下方に該トッププレートから離間して設置され前記トッププレートを介して被加熱物から放射される赤外線を検出する赤外線センサとを備えた誘導加熱調理器であって、
前記赤外線センサが、絶縁性フィルムと、該絶縁性フィルムの一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子及び第２の感熱素子と、前記絶縁性フィルムの一方の面に形成され前記第１の感熱素子に接続された導電性の第１の配線膜及び前記第２の感熱素子に接続された導電性の第２の配線膜と、前記第２の感熱素子に対向して前記絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線反射膜とを備えていることを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
請求項１に記載の誘導加熱調理器において、
前記第１の配線膜が、前記第１の感熱素子の周囲にまで配されて前記第２の配線膜よりも大きな面積で形成されていることを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の誘導加熱調理器において、
前記絶縁性フィルムが、ポリイミド基板で形成され、
前記赤外線反射膜、前記第１の配線膜及び前記第２の配線膜が銅箔で形成されていることを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器において、
前記赤外線反射膜が、前記銅箔と、該銅箔上に積層された金メッキ膜とで構成されていることを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器において、
前記第１の感熱素子および前記第２の感熱素子が、サーミスタ素子であることを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項１】
被加熱物を載置するトッププレートと、該トッププレートの下部に設置され前記被加熱物を電磁誘導加熱により加熱する電磁コイルと、前記トッププレートの下方に該トッププレートから離間して設置され前記トッププレートを介して被加熱物から放射される赤外線を検出する赤外線センサとを備えた誘導加熱調理器であって、
前記赤外線センサが、絶縁性フィルムと、該絶縁性フィルムの一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子及び第２の感熱素子と、前記絶縁性フィルムの一方の面に形成され前記第１の感熱素子に接続された導電性の第１の配線膜及び前記第２の感熱素子に接続された導電性の第２の配線膜と、前記第２の感熱素子に対向して前記絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線反射膜とを備えていることを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
請求項１に記載の誘導加熱調理器において、
前記第１の配線膜が、前記第１の感熱素子の周囲にまで配されて前記第２の配線膜よりも大きな面積で形成されていることを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の誘導加熱調理器において、
前記絶縁性フィルムが、ポリイミド基板で形成され、
前記赤外線反射膜、前記第１の配線膜及び前記第２の配線膜が銅箔で形成されていることを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器において、
前記赤外線反射膜が、前記銅箔と、該銅箔上に積層された金メッキ膜とで構成されていることを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器において、
前記第１の感熱素子および前記第２の感熱素子が、サーミスタ素子であることを特徴とする誘導加熱調理器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２２６８８０（Ｐ２０１２−２２６８８０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９１６１７（Ｐ２０１１−９１６１７）
【出願日】平成２３年４月１６日（２０１１．４．１６）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１６日（２０１１．４．１６）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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