(57)【要約】赤外線検出部（４）の出力信号を増幅する増幅部（５）と、増幅部（５）のゲインを、増幅部（５）の出力信号の大きさに応じて複数のゲインの中から切り替えるゲイン切替部（６）と、増幅部（５）の出力信号の初期基準値からの増加量に基づいて温度を算出する測定部（１２）とを有し、書き込み命令入力部（１１）から、書き込み命令を入力した後、増幅部（５）の出力信号を初期基準値として記憶媒体（１３）に、複数のゲイン毎に書き込む。測定部（１２）は初期基準値として、ゲインに応じた初期基準値を用いるため、被加熱物（１）の温度を広範囲にわたって正確に測定できる。
2010106754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を加熱する加熱コイルと、
前記加熱コイルの上方に設けられ、前記被加熱物を載置するトッププレートと、
前記トッププレートの下方に設けられ、前記被加熱物の底面から放射される赤外線を検出する赤外線検出部と、
段階的な複数のゲインを有し、前記赤外線検出部からの出力信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部のゲインを、前記増幅部からの出力値に応じて前記複数のゲインの中から切り替えるゲイン切替部と、
初期基準値に対する、前記増幅部からの出力値の増加量に基づいて温度を算出する測定部と、
前記測定部が算出した温度に基づき、前記加熱コイルへ供給する高周波電流を制御する加熱制御部と、
前記増幅部からの出力値を記憶する記憶媒体と、
前記増幅部からの出力を、前記記憶媒体に記憶するための書き込み命令を入力する書き込み命令入力部とを備え、
前記増幅部からの出力値は、前記書き込み命令入力部が前記書き込み命令を入力した後に、前記複数のゲイン毎に、前記初期基準値として前記記憶媒体に書き込まれ、前記被加熱物の通常の加熱を行う場合、前記測定部は、前記記憶媒体に記憶した前記初期基準値を用いて、前記温度を算出する誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記増幅部からの出力値を前記記憶媒体に書き込む際に、前記増幅部からの出力値が、所定範囲外であった場合に、前記増幅部からの出力値に代えて、所定値を、前記初期基準値として前記記憶部に書き込む請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
前記書き込み命令入力部は、前記被加熱物の通常の加熱を行う時に機器を操作する、複数のキーを有する操作部をさらに備え、前記操作部に対して、所定のキー操作を行うと、前記書き込み命令を入力する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
表示部をさらに備え、前記初期基準値の取得中に、前記表示部に、前記初期基準値を取得中であることを表示する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
表示部をさらに備え、前記増幅部からの出力値を前記記憶媒体に書き込む際に、前記増幅部からの出力値が、所定範囲外であった場合、前記表示部にエラー表示を行う請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
音声を出力する音声出力部をさらに備え、前記書き込み命令入力部が、前記書き込み命令を入力した時および前記初期基準値を取得した時以降に、前記音声出力部が音声を出力する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
前記初期基準値の記憶媒体への書き込みに失敗した場合、前記音声出力部が音声を出力する請求項６に記載の誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線検出部を用いて被加熱物の温度を検出する誘導加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導加熱調理器は、トッププレートに載置した鍋などの被加熱物の温度を検出する。従来の誘導加熱調理器は、サーミスタを用いて、トッププレートを介して、被加熱物の温度を検出する。また、従来の誘導加熱調理器は、トッププレートの上面後方に設けた赤外線センサを用いて、被加熱物の側面から放射された赤外線を検出することにより、被加熱物の温度を検出する。また、従来の誘導加熱調理器は、トッププレートの下面に設けた赤外線センサを用いて、被加熱物から放射された赤外線を、トッププレートを通して検出することにより、被加熱物の温度を検出する。さらに、特許文献１に開示された誘導加熱調理器は、被加熱物の温度を検出するための赤外線センサの出力信号の増幅率（ゲイン）を切り替えることにより、広い温度範囲の検出を行う。【０００３】
赤外線センサを用いた温度の検出は、赤外線センサの初期基準値からの変化量を基に算出して行われる。赤外線センサの初期基準値は、赤外線センサが検出できる最低温度以下の温度の物体から放射される赤外線を受光した場合の赤外線センサの出力信号である。この初期基準値は、増幅部のゲインの変化に関わらず、一定であることが理想である。【０００４】
しかしながら、上記従来の誘導加熱調理器は、赤外線センサ、増幅部およびゲイン切替部を構成する増幅器の、オフセット電圧や電流、または抵抗器の抵抗値等がバラツキを有するため、増幅部のゲインを変化させると、初期基準値にバラツキが生じる。つまり、初期基準値を、ゲインに関わらず１つの固定値により設定すると、温度が正しく算出されないと言う課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３４７０００号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するもので、増幅部のゲインを変化させた場合であっても、被加熱物の底面の温度を正確に検出し、正確な温度に基づいて被加熱物の底面の温度を制御することにより、使い勝手の良い、かつ、安全性の高い誘導加熱調理器を提供する。
【０００７】
本発明の誘導加熱調理器は、被加熱物を加熱する加熱コイルと、加熱コイルの上方に設けられ、被加熱物を載置するトッププレートと、トッププレートの下方に設けられ、被加熱物の底面から放射される赤外線を検出する赤外線検出部とを備える。さらに本発明の誘導加熱調理器は、段階的な複数のゲインを有し、赤外線検出部からの出力信号を増幅する増幅部と、増幅部のゲインを、増幅部からの出力値に応じて複数のゲインの中から切り替えるゲイン切替部と、初期基準値に対する増幅部の出力値の増加量に基づいて温度を算出する測定部と、測定部が算出した温度に基づき、加熱コイルへ供給する高周波電流を制御する加熱制御部と、増幅部からの出力値を記憶する記憶媒体と、増幅部からの出力値を、記憶媒体に記憶するための書き込み命令を入力する書き込み命令入力部とを備える。さらに本発明の誘導加熱調理器は、増幅部からの出力値は、書き込み命令入力部が書き込み命令を入力した後に、複数のゲイン毎に初期基準値として記憶媒体に書き込まれる。さらに本発明の誘導加熱調理器は、被加熱物の通常の加熱を行う場合、測定部は記憶媒体に記憶した初期基準値を用いて温度を算出する。
【０００８】
かかる構成により、ゲインに応じた初期基準値を用いて、増幅部の出力信号に基づく温度が算出される。このため、赤外線検出部を用いて被加熱物の正確な温度を検出し、温度制御を行うことができる。従って、被加熱物の温度を調整する精度が高く、かつ、安全性の高い誘導加熱調理器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の構成図である。
【図２】図２は、同実施の形態における誘導加熱調理器の増幅部の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の構成図である。図１に示すように、本実施の形態の誘導加熱調理器は、被加熱物である調理容器１を載置するトッププレート２と、調理容器１を加熱するための誘導磁界を発生させる加熱コイル３と、トッププレート２の下方に配設された赤外線検出部４とを有する。赤外線検出部４は、調理容器１の底面から放射されて、トッププレート２を透過した赤外線を検出し、赤外線量に応じた加熱出力の制御を行う。
【００１１】
さらに、本実施の形態の誘導加熱調理器は、複数のゲインを有し、赤外線検出部４の出力信号を増幅する増幅部５と、増幅部５のゲインを増幅部５からの出力値に応じて段階的な複数のゲインに切り替えるゲイン切替部６とを有する。さらに、本実施の形態の誘導加熱調理器は、初期基準値に対する増幅部５からの出力値の増加量を測定し、この増加量に基づいて調理容器１の底面温度を算出する測定部１２を有する。さらに、本実施の形態の誘導加熱調理器は、測定部１２からの温度情報等に基づき、加熱コイル３へ印加する高周波電流の大きさを可変制御する加熱制御部７を有する。
【００１２】
さらに、本実施の形態の誘導加熱調理器は、増幅部５からの出力値を記憶する記憶媒体１３と、増幅部５からの出力を記憶媒体１３に記憶するための書き込み命令を入力する書き込み命令入力部１１を有する。書き込み命令入力部１１は、通常の加熱調理において、機器を操作する操作部１１ａの所定のキーと、電源スイッチ１１ｂとを兼用することにより構成さる。操作部１１ａは、タクトスイッチや静電タッチキー等からなる複数のキーで構成される。操作部１１ａは、加熱制御部７と双方向に通信して、制御命令を送受信する。電源スイッチ１１ｂは、通常の加熱調理において、操作部１１ａによる加熱動作が不可能な状態から、操作部１１ａによる加熱動作が可能な状態に変更する。また、電源スイッチ１１ｂは、通常の加熱調理において、操作部１１ａによる加熱動作が可能な状態から、操作部１１ａによる加熱動作を不可能な状態に変更する。
【００１３】
加熱制御部７は、図示しないインバータのスイッチング素子をオンオフ駆動制御することにより、高周波電流の大きさを可変制御する。さらに、本実施の形態の誘導加熱調理器は、発光ダイオード（ＬＥＤ）や液晶表示器（ＬＣＤ）で構成された表示部９と、ブザーやスピーカで構成され、報知音または人の音声（以下、単に音声という）を出力する音声出力部１０と、表示部９や音声出力部１０への表示や音声の出力を制御する音声表示制御部８とを有する。
【００１４】
以上のように構成された誘導加熱調理器の動作について説明する。まず、赤外線検出部４からの出力信号は、増幅部５により増幅される。増幅された出力信号は、測定部１２により測定される。測定部１２はさらに、測定した信号を基に、調理容器１の底面の温度を算出する。
【００１５】
赤外線検出部４からの出力信号が、増幅部５により増幅された後であっても、なお小さく、測定部１２が測定できる範囲に満たない場合がある。この場合は、赤外線検出部４からの出力信号を、さらに大きな増幅率を用いて増幅する必要がある。そこで、ゲイン切替部６は、予め３段階のゲインを有した増幅部５のゲインを切り替える。なお、本実施の形態においては、３段階のゲインを、増幅率の小さいものから順に、低ゲイン、中ゲイン、高ゲインと言う。
【００１６】
図２は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の増幅部５の回路図である。図２において、増幅部５は、電流電圧変換器５ａと、電流電圧変換器５ａの出力をさらに増幅する電圧増幅器５ｂとを備える。電圧増幅器５ｂは、オペアンプ５ｃと、抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の直列回路からなる抵抗Ｒと、抵抗器Ｒ４と、抵抗器Ｒ２、Ｒ３の直列回路に並列接続されたスイッチ５ｄと、抵抗器Ｒ３に並列接続されたスイッチ５ｅとを備える。増幅部５のゲインは、抵抗Ｒと抵抗Ｒ４の比率（Ｒ４／Ｒ）で決定される。スイッチ５ｄおよびスイッチ５ｅは、ゲイン切替部６からの信号によりオンオフされる。ゲイン切替部６が、スイッチ５ｄとスイッチ５ｅとを共にオフすると、低ゲインとなる。ゲイン切替部６が、スイッチ５ｄをオフし、スイッチ５ｅをオンすると、中ゲインとなる。ゲイン切替部６が、スイッチ５ｄをオンすると、高ゲインとなる。ゲイン切替部６は、増幅部５からの出力信号を入力し、出力信号の大きさに応じてスイッチ５ｄ、５ｅのオンオフの組み合わせを変えて、増幅部５のゲインを切り替える。すなわち、増幅部５からの出力信号が上限より大きくなると、増幅部５のゲインが小さくなるように切り替えられる。
【００１７】
３段階のゲインは、以下のようにして用いられる。低温度（例えば室温）の調理容器１が加熱され始めたときは、調理容器１の底面の温度はまだ低いため、放射される赤外線量が少ない。この場合、赤外線検出部４からの出力信号は小さいため、出力信号を大きく増幅して、測定部１２へ送る必要がある。つまり、ゲイン切替部６は、増幅部４からの出力値が第１の所定値（例えば、調理容器１の底面温度に換算して、２３０℃に対応する電圧値）より小さい場合には、増幅部５のゲインを高ゲインに設定する。逆に、調理容器１の加熱時間が長くなった場合には、調理容器１の底面の温度が高くなり、増幅部５からの出力信号は第１の所定値より大きな、第２の所定値（例えば、調理容器１の底面温度に換算して、２７０℃に対応する電圧値）より大きくなる。この場合、出力信号の増幅は小さくてよい。つまり、ゲイン切替部６は、増幅部５のゲインを、低ゲインに切り替える。増幅部５からの出力信号が第１の所定値以上第２の所定値以下の場合には、ゲイン切替部６は、増幅部５のゲインを、中ゲインに切り替える。この様にして、ゲイン切替部６は、増幅部５から測定部１２へ送る信号を、測定部１２が測定できる範囲内に納まるように、ゲインを切り替える。これにより、測定できる温度範囲が広がる。
【００１８】
調理容器１は、トッププレート２の上に置かれる。赤外線検出部４を用いて調理容器１の底面の温度を検出するために、調理容器１は、トッププレート２に形成された、赤外線の透過領域である赤外線検出窓２ａの真上に置かれる。赤外線検出窓２ａの周囲のトッププレート２には、遮光膜２ｂが印刷等によって形成される。これにより、赤外線が赤外線センサに入射する経路は、赤外線検出窓２ａを透過する経路に限定される。赤外線検出窓２ａの真上に調理容器１を載置した場合には、赤外線検出窓２ａを透過する外乱光が排除される。これにより、赤外線検出窓２ａを透過した赤外線は、調理容器１の底面から放射された赤外線が支配的となり、赤外線検出部４により受光される。
【００１９】
ここで、赤外線検出部４を用いた調理容器１の底面の温度の検出について説明する。赤外線検出部４は、赤外線を受光すると、赤外線量に応じた出力（例えば電圧の出力）を行う。測定部１２は、赤外線検出部４を用いた調理容器１の底面の温度の検出を、増幅部４の基準出力信号からの増加量に基づいて算出することにより行う。基準出力信号は、赤外線検出部４が検出できる最低温度以下の温度の物体から放射される赤外線を受光した場合の出力信号（例えば出力電圧）である。本実施の形態においては、この基準出力信号を、初期基準値と言う。
【００２０】
次に、初期基準値の取得について説明する。初期基準値の取得は、初期基準値を、記憶媒体１３に記憶することにより行なわれる。初期基準値の取得動作は、室温（例えば、２５℃）の調理容器１をトッププレート２の上に、赤外線検知窓２ａを底面で覆うように置いて行なわれる。初期基準値を記憶する際に、調理容器１の底面の温度は、赤外線検出部４が検出できる最低温度（例えば、１４０℃）より低くなければならない。
【００２１】
書き込み命令入力部１１を操作することにより、初期基準値の取得を行う制御モード（以下、初期基準値取得モードという）に移行する。初期基準値取得モードは、通常の調理において、使用者が操作部１１ａを用いて加熱動作をするための制御の場合とは異なる。書き込み命令入力部１１は、本実施の形態では、操作部１１ａの所定のキーおよび電源スイッチ１１ｂを兼用して構成される。使用者が、操作部１１ａにおいて、所定のキー操作を行いながら電源スイッチ１１ｂをオンすることにより、初期基準値取得モードに移行する。初期基準値取得モードに移行してからの所定のタイミングで、加熱制御部７が増幅部５に対して、初期基準値取得命令を出力することにより、初期基準値の取得が開始される。初期基準値の取得のタイミングについては、初期基準値の取得を、初期基準値取得モードに移行した直後に行っても良い。また、他の処理、例えば性能検査などを、初期基準値の取得のタイミングの前または後に実施してもよい。初期基準値の取得が開始されると、増幅部５はゲイン切替要求をゲイン切替部６に出力する。ゲイン切替部６は、ゲイン切替要求を受けると、まず始めに、３段階のゲインのうち１つのゲインに切り替えることにより、増幅部５の増幅ゲインを設定する。本実施の形態においては、ゲイン切替部６は、低ゲインに切り替える。このように、増幅部５のゲインは、まず、低ゲインに設定される。ここで、所定のキー操作とは、使用者が容易に行えない操作である。所定のキー操作とは、例えば、操作部１１ａの複数のキーを同時に押すなどの操作である。また、音声表示制御部８は、初期基準値取得モードの動作中であることを、使用者に報知する。これにより、初期基準値の取得が完了する前に、使用者が不用意に誘導加熱調理器を操作することがなく、初期基準値の取得が阻害されることがない。
【００２２】
なお、使用者への報知は、例えば、音声出力部１０からの音声出力、または、表示部９への表示により行う。具体的には、音声出力部１０を用いる場合は、初期基準値取得モードに移行した時、および初期基準値取得モードが終了した時に音声を出力すると良い。終了を報知することにより、使用者は確実に初期基準値の取得が終了したことを認識することができる。このため、初期基準値の取得を、失敗することなく行うことができる。また、表示部９を用いる場合は、初期基準値取得モードで動作中に、初期基準値取得モードで動作中である旨の表示を継続すると良い。
【００２３】
初期基準値取得モードに移行した後、所定のタイミングで、赤外線検出部４からの出力信号を増幅することにより得た増幅部５からの出力値が、記憶媒体１３（例えば、図示しないマイコンのデータフラッシュ領域）に、初期基準値として書き込まれる。すなわち、低ゲインでの初期基準値が、記憶媒体１３に書き込まれる。ここで、もし、増幅部５からの出力値が所定範囲外であった場合は、この増幅部５からの出力値は、エラーとして扱われ、記憶媒体１３には書き込まれない。ここで、所定範囲とは、測定部１２が赤外線検出部４からの出力信号を測定できる下限値から上限値までの範囲である。従って、増幅部５からの出力信号が、上記下限値未満、あるいは上記上限値を超える場合は、所定範囲外となる。なお、このような、取得値がエラーとして扱われ、記憶媒体１３に書き込まれない場合は、記憶媒体１３には、あらかじめ用意した一般的な値が初期基準値として書き込まれる。これにより、所定範囲外である異常な値に基づいて、誘導加熱調理器が動作し、不安全な状態になることが防止される。逆に、調理容器１の底面温度より高い温度を検出し、不必要に加熱出力が制限されることが防止される。
【００２４】
次に、ゲイン切替部６は、増幅部５のゲインを次の段階として、例えば、中ゲインに切り替える。これにより、増幅部５の増幅ゲインは、中ゲインに設定される。上記の低ゲインの場合と同様にして、中ゲインでの初期基準値が、記憶媒体１３に書き込まれる。さらに同様にして、高ゲインでの初期基準値が、記憶媒体１３に書き込まれる。この様にして、３段階のゲイン、つまり、低ゲイン、中ゲイン、高ゲインの各ゲインでの初期基準値が、記憶媒体１３に書き込まれ、記憶される。
【００２５】
本実施の形態の誘導加熱調理器は、操作部１１ａに対する、通常の加熱調理でのキー操作により、加熱制御を行う場合に、測定部１２が、上記の様にして予め記憶されたゲイン毎の初期基準値を用いて、調理容器１の底面の温度を算出する。例えば、増幅部５が低ゲインで赤外線検出部４の出力信号を増幅する場合は、現在の増幅部５からの出力信号と、低ゲインでの初期基準値との差を用いて、調理容器１の底面の温度が算出される。このようにして算出された底面の温度を用いて、加熱制御部７は、加熱コイル３による加熱を制御する。同様に、中ゲインで加熱する場合は、中ゲインでの初期基準値との差が用いられ、高ゲインで加熱する場合は、高ゲインでの初期基準値との差が用いられる。
【００２６】
これにより、各ゲインでの温度が正しく算出される。従って、調理容器１の底面の温度が正確に検出され、正確な温度に基づいて温度制御が行われるため、自動温度調節が精度よく機能し、かつ、安全性の高い誘導加熱調理器を提供することができる。
【００２７】
また、初期基準値の取得に失敗した場合や、初期基準値の記憶媒体１３への書き込みに失敗した場合に、音声表示制御部８は、失敗したことを、使用者に報知するとよい。これにより、初期基準値の取得動作を再度行なうことを使用者に要求することができる。また、機器の故障の有無のチェックをすることを使用者に要求することができる。さらに、調理容器の設置状態を確認することなどを使用者に要求することができる。
【００２８】
使用者への報知は、例えば、音声出力部１０からの音声出力、または、表示部９へのエラー表示により行う。従って、初期基準値が正常に取得されたかどうかを、容易に判断することができる。これにより、初期基準値が正常に取得されなかった場合に、誘導加熱調理器を不良として処理することができる。
【００２９】
なお、本実施形態においては、書き込み命令入力部１１として、操作部１１ａの所定のキーと、電源スイッチ１１ｂとを兼用する構成について説明したが、これに限定されない。例えば、書き込み命令入力部１１として、専用のスイッチを設けても良い。この専用スイッチは、使用者が容易に触れることができない場所、例えば、道具を使用してカバーを取り外さないと操作できないような場所に設けるとよい。また、赤外線信号または無線信号を受信可能な受信部をさらに設け、外部の送信部から、書き込み命令となる赤外線信号または無線信号を送るようにしてもよい。このように、書き込み命令入力部１１は、上記の実施態様に特に限定されるものではなく、少なくとも上記初期基準値取得モードに移行させる命令である、書き込み命令を入力できるように構成されていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の誘導加熱調理器は、調理容器の温度を正確に検出することができるため、一般家庭および業務用に用いられる誘導加熱調理器に利用可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１    調理容器（被加熱物）
２    トッププレート
２ａ    赤外線検出窓
２ｂ    遮光膜
３    加熱コイル
４    赤外線検出部
５    増幅部
５ａ    電流電圧変換器
５ｂ    電圧増幅器
５ｃ    オペアンプ
５ｄ，５ｅ    スイッチ
６    ゲイン切替部
７    加熱制御部
８    音声表示制御部
９    表示部
１０    音声出力部
１１    書き込み命令入力部
１１ａ    操作部
１１ｂ    電源スイッチ
１２    測定部
１３    記憶媒体
【図１】
2010106754.tif 000003
【図２】
2010106754.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成23年10月3日(2011.10.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線検出部を用いて被加熱物の温度を検出する誘導加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導加熱調理器は、トッププレートに載置した鍋などの被加熱物の温度を検出する。従来の誘導加熱調理器は、サーミスタを用いて、トッププレートを介して、被加熱物の温度を検出する。また、従来の誘導加熱調理器は、トッププレートの上面後方に設けた赤外線センサを用いて、被加熱物の側面から放射された赤外線を検出することにより、被加熱物の温度を検出する。また、従来の誘導加熱調理器は、トッププレートの下面に設けた赤外線センサを用いて、被加熱物から放射された赤外線を、トッププレートを通して検出することにより、被加熱物の温度を検出する。さらに、特許文献１に開示された誘導加熱調理器は、被加熱物の温度を検出するための赤外線センサの出力信号の増幅率（ゲイン）を切り替えることにより、広い温度範囲の検出を行う。
【０００３】
赤外線センサを用いた温度の検出は、赤外線センサの初期基準値からの変化量を基に算出して行われる。赤外線センサの初期基準値は、赤外線センサが検出できる最低温度以下の温度の物体から放射される赤外線を受光した場合の赤外線センサの出力信号である。この初期基準値は、増幅部のゲインの変化に関わらず、一定であることが理想である。
【０００４】
しかしながら、上記従来の誘導加熱調理器は、赤外線センサ、増幅部およびゲイン切替部を構成する増幅器の、オフセット電圧や電流、または抵抗器の抵抗値等がバラツキを有するため、増幅部のゲインを変化させると、初期基準値にバラツキが生じる。つまり、初期基準値を、ゲインに関わらず１つの固定値により設定すると、温度が正しく算出されないと言う課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３４７０００号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するもので、増幅部のゲインを変化させた場合であっても、被加熱物の底面の温度を正確に検出し、正確な温度に基づいて被加熱物の底面の温度を制御することにより、使い勝手の良い、かつ、安全性の高い誘導加熱調理器を提供する。
【０００７】
本発明の誘導加熱調理器は、被加熱物を加熱する加熱コイルと、加熱コイルの上方に設けられ、被加熱物を載置するトッププレートと、トッププレートの下方に設けられ、被加熱物の底面から放射される赤外線を検出する赤外線検出部とを備える。さらに本発明の誘導加熱調理器は、段階的な複数のゲインを有し、赤外線検出部からの出力信号を増幅する増幅部と、増幅部のゲインを、増幅部からの出力値に応じて複数のゲインの中から切り替えるゲイン切替部と、初期基準値に対する増幅部の出力値の増加量に基づいて温度を算出する測定部と、測定部が算出した温度に基づき、加熱コイルへ供給する高周波電流を制御する加熱制御部と、増幅部からの出力値を記憶する記憶媒体と、増幅部からの出力値を、記憶媒体に記憶するための書き込み命令を入力する書き込み命令入力部とを備える。さらに本発明の誘導加熱調理器は、増幅部からの出力値は、書き込み命令入力部が書き込み命令を入力した後に、複数のゲイン毎に初期基準値として記憶媒体に書き込まれる。さらに本発明の誘導加熱調理器は、被加熱物の通常の加熱を行う場合、測定部は記憶媒体に記憶した初期基準値を用いて温度を算出する。
【０００８】
かかる構成により、ゲインに応じた初期基準値を用いて、増幅部の出力信号に基づく温度が算出される。このため、赤外線検出部を用いて被加熱物の正確な温度を検出し、温度制御を行うことができる。従って、被加熱物の温度を調整する精度が高く、かつ、安全性の高い誘導加熱調理器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の構成図である。
【図２】図２は、同実施の形態における誘導加熱調理器の増幅部の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の構成図である。図１に示すように、本実施の形態の誘導加熱調理器は、被加熱物である調理容器１を載置するトッププレート２と、調理容器１を加熱するための誘導磁界を発生させる加熱コイル３と、トッププレート２の下方に配設された赤外線検出部４とを有する。赤外線検出部４は、調理容器１の底面から放射されて、トッププレート２を透過した赤外線を検出し、赤外線量に応じた加熱出力の制御を行う。
【００１１】
さらに、本実施の形態の誘導加熱調理器は、複数のゲインを有し、赤外線検出部４の出力信号を増幅する増幅部５と、増幅部５のゲインを増幅部５からの出力値に応じて段階的な複数のゲインに切り替えるゲイン切替部６とを有する。さらに、本実施の形態の誘導加熱調理器は、初期基準値に対する増幅部５からの出力値の増加量を測定し、この増加量に基づいて調理容器１の底面温度を算出する測定部１２を有する。さらに、本実施の形態の誘導加熱調理器は、測定部１２からの温度情報等に基づき、加熱コイル３へ印加する高周波電流の大きさを可変制御する加熱制御部７を有する。
【００１２】
さらに、本実施の形態の誘導加熱調理器は、増幅部５からの出力値を記憶する記憶媒体１３と、増幅部５からの出力を記憶媒体１３に記憶するための書き込み命令を入力する書き込み命令入力部１１を有する。書き込み命令入力部１１は、通常の加熱調理において、機器を操作する操作部１１ａの所定のキーと、電源スイッチ１１ｂとを兼用することにより構成さる。操作部１１ａは、タクトスイッチや静電タッチキー等からなる複数のキーで構成される。操作部１１ａは、加熱制御部７と双方向に通信して、制御命令を送受信する。電源スイッチ１１ｂは、通常の加熱調理において、操作部１１ａによる加熱動作が不可能な状態から、操作部１１ａによる加熱動作が可能な状態に変更する。また、電源スイッチ１１ｂは、通常の加熱調理において、操作部１１ａによる加熱動作が可能な状態から、操作部１１ａによる加熱動作を不可能な状態に変更する。
【００１３】
加熱制御部７は、図示しないインバータのスイッチング素子をオンオフ駆動制御することにより、高周波電流の大きさを可変制御する。さらに、本実施の形態の誘導加熱調理器は、発光ダイオード（ＬＥＤ）や液晶表示器（ＬＣＤ）で構成された表示部９と、ブザーやスピーカで構成され、報知音または人の音声（以下、単に音声という）を出力する音声出力部１０と、表示部９や音声出力部１０への表示や音声の出力を制御する音声表示制御部８とを有する。
【００１４】
以上のように構成された誘導加熱調理器の動作について説明する。まず、赤外線検出部４からの出力信号は、増幅部５により増幅される。増幅された出力信号は、測定部１２により測定される。測定部１２はさらに、測定した信号を基に、調理容器１の底面の温度を算出する。
【００１５】
赤外線検出部４からの出力信号が、増幅部５により増幅された後であっても、なお小さく、測定部１２が測定できる範囲に満たない場合がある。この場合は、赤外線検出部４からの出力信号を、さらに大きな増幅率を用いて増幅する必要がある。そこで、ゲイン切替部６は、予め３段階のゲインを有した増幅部５のゲインを切り替える。なお、本実施の形態においては、３段階のゲインを、増幅率の小さいものから順に、低ゲイン、中ゲイン、高ゲインと言う。
【００１６】
図２は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の増幅部５の回路図である。図２において、増幅部５は、電流電圧変換器５ａと、電流電圧変換器５ａの出力をさらに増幅する電圧増幅器５ｂとを備える。電圧増幅器５ｂは、オペアンプ５ｃと、抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の直列回路からなる抵抗Ｒと、抵抗器Ｒ４と、抵抗器Ｒ２、Ｒ３の直列回路に並列接続されたスイッチ５ｄと、抵抗器Ｒ３に並列接続されたスイッチ５ｅとを備える。増幅部５のゲインは、抵抗Ｒと抵抗Ｒ４の比率（Ｒ４／Ｒ）で決定される。スイッチ５ｄおよびスイッチ５ｅは、ゲイン切替部６からの信号によりオンオフされる。ゲイン切替部６が、スイッチ５ｄとスイッチ５ｅとを共にオフすると、低ゲインとなる。ゲイン切替部６が、スイッチ５ｄをオフし、スイッチ５ｅをオンすると、中ゲインとなる。ゲイン切替部６が、スイッチ５ｄをオンすると、高ゲインとなる。ゲイン切替部６は、増幅部５からの出力信号を入力し、出力信号の大きさに応じてスイッチ５ｄ、５ｅのオンオフの組み合わせを変えて、増幅部５のゲインを切り替える。すなわち、増幅部５からの出力信号が上限より大きくなると、増幅部５のゲインが小さくなるように切り替えられる。
【００１７】
３段階のゲインは、以下のようにして用いられる。低温度（例えば室温）の調理容器１が加熱され始めたときは、調理容器１の底面の温度はまだ低いため、放射される赤外線量が少ない。この場合、赤外線検出部４からの出力信号は小さいため、出力信号を大きく増幅して、測定部１２へ送る必要がある。つまり、ゲイン切替部６は、増幅部４からの出力値が第１の所定値（例えば、調理容器１の底面温度に換算して、２３０℃に対応する電圧値）より小さい場合には、増幅部５のゲインを高ゲインに設定する。逆に、調理容器１の加熱時間が長くなった場合には、調理容器１の底面の温度が高くなり、増幅部５からの出力信号は第１の所定値より大きな、第２の所定値（例えば、調理容器１の底面温度に換算して、２７０℃に対応する電圧値）より大きくなる。この場合、出力信号の増幅は小さくてよい。つまり、ゲイン切替部６は、増幅部５のゲインを、低ゲインに切り替える。増幅部５からの出力信号が第１の所定値以上第２の所定値以下の場合には、ゲイン切替部６は、増幅部５のゲインを、中ゲインに切り替える。この様にして、ゲイン切替部６は、増幅部５から測定部１２へ送る信号を、測定部１２が測定できる範囲内に納まるように、ゲインを切り替える。これにより、測定できる温度範囲が広がる。
【００１８】
調理容器１は、トッププレート２の上に置かれる。赤外線検出部４を用いて調理容器１の底面の温度を検出するために、調理容器１は、トッププレート２に形成された、赤外線の透過領域である赤外線検出窓２ａの真上に置かれる。赤外線検出窓２ａの周囲のトッププレート２には、遮光膜２ｂが印刷等によって形成される。これにより、赤外線が赤外線センサに入射する経路は、赤外線検出窓２ａを透過する経路に限定される。赤外線検出窓２ａの真上に調理容器１を載置した場合には、赤外線検出窓２ａを透過する外乱光が排除される。これにより、赤外線検出窓２ａを透過した赤外線は、調理容器１の底面から放射された赤外線が支配的となり、赤外線検出部４により受光される。
【００１９】
ここで、赤外線検出部４を用いた調理容器１の底面の温度の検出について説明する。赤外線検出部４は、赤外線を受光すると、赤外線量に応じた出力（例えば電圧の出力）を行う。測定部１２は、赤外線検出部４を用いた調理容器１の底面の温度の検出を、増幅部４の基準出力信号からの増加量に基づいて算出することにより行う。基準出力信号は、赤外線検出部４が検出できる最低温度以下の温度の物体から放射される赤外線を受光した場合の出力信号（例えば出力電圧）である。本実施の形態においては、この基準出力信号を、初期基準値と言う。
【００２０】
次に、初期基準値の取得について説明する。初期基準値の取得は、初期基準値を、記憶媒体１３に記憶することにより行なわれる。初期基準値の取得動作は、室温（例えば、２５℃）の調理容器１をトッププレート２の上に、赤外線検知窓２ａを底面で覆うように置いて行なわれる。初期基準値を記憶する際に、調理容器１の底面の温度は、赤外線検出部４が検出できる最低温度（例えば、１４０℃）より低くなければならない。
【００２１】
書き込み命令入力部１１を操作することにより、初期基準値の取得を行う制御モード（以下、初期基準値取得モードという）に移行する。初期基準値取得モードは、通常の調理において、使用者が操作部１１ａを用いて加熱動作をするための制御の場合とは異なる。書き込み命令入力部１１は、本実施の形態では、操作部１１ａの所定のキーおよび電源スイッチ１１ｂを兼用して構成される。使用者が、操作部１１ａにおいて、所定のキー操作を行いながら電源スイッチ１１ｂをオンすることにより、初期基準値取得モードに移行する。初期基準値取得モードに移行してからの所定のタイミングで、加熱制御部７が増幅部５に対して、初期基準値取得命令を出力することにより、初期基準値の取得が開始される。初期基準値の取得のタイミングについては、初期基準値の取得を、初期基準値取得モードに移行した直後に行っても良い。また、他の処理、例えば性能検査などを、初期基準値の取得のタイミングの前または後に実施してもよい。初期基準値の取得が開始されると、増幅部５はゲイン切替要求をゲイン切替部６に出力する。ゲイン切替部６は、ゲイン切替要求を受けると、まず始めに、３段階のゲインのうち１つのゲインに切り替えることにより、増幅部５の増幅ゲインを設定する。本実施の形態においては、ゲイン切替部６は、低ゲインに切り替える。このように、増幅部５のゲインは、まず、低ゲインに設定される。ここで、所定のキー操作とは、使用者が容易に行えない操作である。所定のキー操作とは、例えば、操作部１１ａの複数のキーを同時に押すなどの操作である。また、音声表示制御部８は、初期基準値取得モードの動作中であることを、使用者に報知する。これにより、初期基準値の取得が完了する前に、使用者が不用意に誘導加熱調理器を操作することがなく、初期基準値の取得が阻害されることがない。
【００２２】
なお、使用者への報知は、例えば、音声出力部１０からの音声出力、または、表示部９への表示により行う。具体的には、音声出力部１０を用いる場合は、初期基準値取得モードに移行した時、および初期基準値取得モードが終了した時に音声を出力すると良い。終了を報知することにより、使用者は確実に初期基準値の取得が終了したことを認識することができる。このため、初期基準値の取得を、失敗することなく行うことができる。また、表示部９を用いる場合は、初期基準値取得モードで動作中に、初期基準値取得モードで動作中である旨の表示を継続すると良い。
【００２３】
初期基準値取得モードに移行した後、所定のタイミングで、赤外線検出部４からの出力信号を増幅することにより得た増幅部５からの出力値が、記憶媒体１３（例えば、図示しないマイコンのデータフラッシュ領域）に、初期基準値として書き込まれる。すなわち、低ゲインでの初期基準値が、記憶媒体１３に書き込まれる。ここで、もし、増幅部５からの出力値が所定範囲外であった場合は、この増幅部５からの出力値は、エラーとして扱われ、記憶媒体１３には書き込まれない。ここで、所定範囲とは、測定部１２が赤外線検出部４からの出力信号を測定できる下限値から上限値までの範囲である。従って、増幅部５からの出力信号が、上記下限値未満、あるいは上記上限値を超える場合は、所定範囲外となる。なお、このような、取得値がエラーとして扱われ、記憶媒体１３に書き込まれない場合は、記憶媒体１３には、あらかじめ用意した一般的な値が初期基準値として書き込まれる。これにより、所定範囲外である異常な値に基づいて、誘導加熱調理器が動作し、不安全な状態になることが防止される。逆に、調理容器１の底面温度より高い温度を検出し、不必要に加熱出力が制限されることが防止される。
【００２４】
次に、ゲイン切替部６は、増幅部５のゲインを次の段階として、例えば、中ゲインに切り替える。これにより、増幅部５の増幅ゲインは、中ゲインに設定される。上記の低ゲインの場合と同様にして、中ゲインでの初期基準値が、記憶媒体１３に書き込まれる。さらに同様にして、高ゲインでの初期基準値が、記憶媒体１３に書き込まれる。この様にして、３段階のゲイン、つまり、低ゲイン、中ゲイン、高ゲインの各ゲインでの初期基準値が、記憶媒体１３に書き込まれ、記憶される。
【００２５】
本実施の形態の誘導加熱調理器は、操作部１１ａに対する、通常の加熱調理でのキー操作により、加熱制御を行う場合に、測定部１２が、上記の様にして予め記憶されたゲイン毎の初期基準値を用いて、調理容器１の底面の温度を算出する。例えば、増幅部５が低ゲインで赤外線検出部４の出力信号を増幅する場合は、現在の増幅部５からの出力信号と、低ゲインでの初期基準値との差を用いて、調理容器１の底面の温度が算出される。このようにして算出された底面の温度を用いて、加熱制御部７は、加熱コイル３による加熱を制御する。同様に、中ゲインで加熱する場合は、中ゲインでの初期基準値との差が用いられ、高ゲインで加熱する場合は、高ゲインでの初期基準値との差が用いられる。
【００２６】
これにより、各ゲインでの温度が正しく算出される。従って、調理容器１の底面の温度が正確に検出され、正確な温度に基づいて温度制御が行われるため、自動温度調節が精度よく機能し、かつ、安全性の高い誘導加熱調理器を提供することができる。
【００２７】
また、初期基準値の取得に失敗した場合や、初期基準値の記憶媒体１３への書き込みに失敗した場合に、音声表示制御部８は、失敗したことを、使用者に報知するとよい。これにより、初期基準値の取得動作を再度行なうことを使用者に要求することができる。また、機器の故障の有無のチェックをすることを使用者に要求することができる。さらに、調理容器の設置状態を確認することなどを使用者に要求することができる。
【００２８】
使用者への報知は、例えば、音声出力部１０からの音声出力、または、表示部９へのエラー表示により行う。従って、初期基準値が正常に取得されたかどうかを、容易に判断することができる。これにより、初期基準値が正常に取得されなかった場合に、誘導加熱調理器を不良として処理することができる。
【００２９】
なお、本実施形態においては、書き込み命令入力部１１として、操作部１１ａの所定のキーと、電源スイッチ１１ｂとを兼用する構成について説明したが、これに限定されない。例えば、書き込み命令入力部１１として、専用のスイッチを設けても良い。この専用スイッチは、使用者が容易に触れることができない場所、例えば、道具を使用してカバーを取り外さないと操作できないような場所に設けるとよい。また、赤外線信号または無線信号を受信可能な受信部をさらに設け、外部の送信部から、書き込み命令となる赤外線信号または無線信号を送るようにしてもよい。このように、書き込み命令入力部１１は、上記の実施態様に特に限定されるものではなく、少なくとも上記初期基準値取得モードに移行させる命令である、書き込み命令を入力できるように構成されていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の誘導加熱調理器は、調理容器の温度を正確に検出することができるため、一般家庭および業務用に用いられる誘導加熱調理器に利用可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１    調理容器（被加熱物）
２    トッププレート
２ａ    赤外線検出窓
２ｂ    遮光膜
３    加熱コイル
４    赤外線検出部
５    増幅部
５ａ    電流電圧変換器
５ｂ    電圧増幅器
５ｃ    オペアンプ
５ｄ，５ｅ    スイッチ
６    ゲイン切替部
７    加熱制御部
８    音声表示制御部
９    表示部
１０    音声出力部
１１    書き込み命令入力部
１１ａ    操作部
１１ｂ    電源スイッチ
１２    測定部
１３    記憶媒体
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を加熱する加熱コイルと、
前記加熱コイルの上方に設けられ、前記被加熱物を載置するトッププレートと、
前記トッププレートの下方に設けられ、前記被加熱物の底面から放射される赤外線を検出する赤外線検出部と、
段階的な複数のゲインを有し、前記赤外線検出部からの出力信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部のゲインを、前記増幅部からの出力値に応じて前記複数のゲインの中から切り替えるゲイン切替部と、
初期基準値に対する、前記増幅部からの出力値の増加量に基づいて温度を算出する測定部と、
前記測定部が算出した温度に基づき、前記加熱コイルへ供給する高周波電流を制御する加熱制御部と、
前記増幅部からの出力値を記憶する記憶媒体と、
前記増幅部からの出力を、前記記憶媒体に記憶するための書き込み命令を入力する書き込み命令入力部とを備え、
前記増幅部からの出力値は、前記書き込み命令入力部が前記書き込み命令を入力した後に、前記複数のゲイン毎に、前記初期基準値として前記記憶媒体に書き込まれ、前記被加熱物の通常の加熱を行う場合、前記測定部は、前記記憶媒体に記憶した前記初期基準値を用いて、前記温度を算出する誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記増幅部からの出力値を前記記憶媒体に書き込む際に、前記増幅部からの出力値が、所定範囲外であった場合に、前記増幅部からの出力値に代えて、所定値を、前記初期基準値として前記記憶部に書き込む請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
前記書き込み命令入力部は、前記被加熱物の通常の加熱を行う時に機器を操作する、複数のキーを有する操作部をさらに備え、前記操作部に対して、所定のキー操作を行うと、前記書き込み命令を入力する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
表示部をさらに備え、前記初期基準値の取得中に、前記表示部に、前記初期基準値を取得中であることを表示する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
表示部をさらに備え、前記増幅部からの出力値を前記記憶媒体に書き込む際に、前記増幅部からの出力値が、所定範囲外であった場合、前記表示部にエラー表示を行う請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
音声を出力する音声出力部をさらに備え、前記書き込み命令入力部が、前記書き込み命令を入力した時および前記初期基準値を取得した時以降に、前記音声出力部が音声を出力する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
前記初期基準値の記憶媒体への書き込みに失敗した場合、前記音声出力部が音声を出力する請求項６に記載の誘導加熱調理器。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010106754.tif 000005
【図２】
2010106754.tif 000006
【国際調査報告】
2010106754.tif 000007
2010106754.tif 000008
2010106754.tif 000009
2010106754.tif 000010