(57)【要約】【課題】電極を複雑な構造とすることなく、加熱効率の向上と、加熱中の被加熱物の温度ムラ低減を図ることのできる高周波加熱装置を提供する。【解決手段】高周波加熱装置１００は、電極板（上部電極１ａ、下部電極１ｂ）と、電極板に高周波電力を供給する高周波電源（電圧印加部２０）と、電極板の位置を変更する位置変更機構（可動部７）とを備えている。位置変更機構（可動部７）は、被加熱物の加熱中に電極板の位置を変更し、電極板と被加熱物との間の空隙の大きさを変化させる。【選択図】図１
2019075322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極板と、
前記電極板に高周波電力を供給する高周波電源と、
前記電極板の位置を変更する位置変更機構と
を備え、
前記位置変更機構は、被加熱物の加熱中に前記電極板の位置を変更し、前記電極板と前記被加熱物との間の空隙の大きさを変化させる、
高周波加熱装置。
【請求項２】
前記被加熱物は、冷凍物であり、
前記位置変更機構は、前記被加熱物の解凍状態に応じて、前記電極板と前記被加熱物との間の空隙の大きさを変化させる、請求項１に記載の高周波加熱装置。
【請求項３】
前記被加熱物の解凍状態は、
前記被加熱物が解凍途中であり、かつ温度上昇中である第１の状態、
前記被加熱物が潜熱帯でその温度上昇が略止まった状態である第２の状態、および、
前記被加熱物が解凍後であり、かつ温度上昇中である第３の状態
の何れかである、請求項２に記載の高周波加熱装置。
【請求項４】
前記位置変更機構は、
前記被加熱物の解凍状態が前記第３の状態のときに、前記被加熱物の解凍状態が前記第１の状態のときよりも、前記電極板と前記被加熱物との間の空隙の大きさが大きくなるように前記電極板の位置を変更する、
請求項３に記載の高周波加熱装置。
【請求項５】
前記被加熱物の複数の位置の温度を検出する温度検出部を備え、
前記位置変更機構は、
前記複数の位置における温度の差が所定値以上のときに、前記電極板と前記被加熱物との間の空隙の大きさを大きくする、
請求項１から４の何れか１項に記載の高周波加熱装置。
【請求項６】
前記被加熱物の複数の位置の温度を検出する温度検出部を備え、
前記位置変更機構は、
前記複数の位置における温度の差が所定値以下のときに、前記電極板と前記被加熱物との間の空隙の大きさを小さくする、
請求項１から５の何れか１項に記載の高周波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品などの被加熱物に高周波電界を印加して、加熱処理、解凍処理などを行う高周波加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波電源によって、加熱室内の上部電極と下部電極との間に高周波の高電圧を供給し、両電極間に高周波電界を生じさせることによって、凍結食品（被加熱物）などの誘電加熱（解凍）を行う装置がある。
【０００３】
この上部電極と下部電極との間隔は、被加熱物の高さに応じて変化させることが望ましい。そのため、電極昇降手段（電極駆動部）にて、電極間の間隔を狭め、上部電極と被加熱物のエアギャップを狭める高周波解凍装置が特許文献１に開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、上部電極および下部電極のうちの一方または両方が複数枚の分割電極板で構成され、隣接する分割電極板同士が弾性部材によって結合された高周波解凍装置が開示されている。この高周波解凍装置では、上部電極を上下に移動させることで、被加熱物の表面に分割電極板を沿わせて密着させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５８３２６号公報
【特許文献２】特開平８−７８１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、被加熱物の表面に凹凸があるなど被加熱物の高さが一定ではない場合、電極と被加熱物との間のエアギャプの大小で被加熱物の温度に局所的なムラが発生するという問題があった。そのため、上部電極を被加熱物からある程度離して、被加熱物の高さの差によるエアギャップの影響を小さくするなどの対策が検討されている。
【０００７】
しかし、電極を被加熱物から離すことによって、エアギャップが大きくなる傾向にある。そうすると、入力電力を効率良く加熱に用いることができず、損失が大きくなるため、加熱（解凍）時間が長くなってしまう可能性がある。
【０００８】
また、電極と被加熱物との間隔の不均一性による温度ムラの発生を抑制するために、電極を分割するなどして、電極と被加熱物との間隔が均一となるように工夫することもできる。しかしながら、そのような方法は、電極の構造が複雑になり、装置のサイズが大きくなったり、制御の信頼性に課題が生じたりする可能性がある。
【０００９】
そこで、本発明は、電極を複雑な構造とすることなく、加熱効率の向上と、加熱中の被加熱物の温度ムラ低減を図ることのできる高周波加熱装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一局面にかかる高周波加熱装置は、電極板と、前記電極板に高周波電力を供給する高周波電源と、前記電極板の位置を変更する位置変更機構とを備えている。この高周波加熱装置において、前記位置変更機構は、被加熱物の加熱中に前記電極板の位置を変更し、前記電極板と前記被加熱物との間の空隙の大きさを変化させる。
【００１１】
上記の本発明の一局面にかかる高周波加熱装置において、前記被加熱物は、冷凍物であり、前記位置変更機構は、前記被加熱物の解凍状態に応じて、前記電極板と前記被加熱物との間の空隙の大きさを変化させてもよい。
【００１２】
上記の本発明の一局面にかかる高周波加熱装置において、前記被加熱物の解凍状態は、前記被加熱物が解凍途中であり、かつ温度上昇中である第１の状態、前記被加熱物が潜熱帯でその温度上昇が略止まった状態である第２の状態、および、前記被加熱物が解凍後であり、かつ温度上昇中である第３の状態の何れかであってもよい。
【００１３】
上記の本発明の一局面にかかる高周波加熱装置において、前記位置変更機構は、前記被加熱物の解凍状態が前記第３の状態のときに、前記被加熱物の解凍状態が前記第１の状態のときよりも、前記電極板と前記被加熱物との間の空隙の大きさが大きくなるように前記電極板の位置を変更してもよい。
【００１４】
上記の本発明の一局面にかかる高周波加熱装置は、前記被加熱物の複数の位置の温度を検出する温度検出部を備えていてもよい。そして、前記位置変更機構は、前記複数の位置における温度の差が所定値以上のときに、前記電極板と前記被加熱物との間の空隙の大きさを大きくしてもよい。
【００１５】
上記の本発明の一局面にかかる高周波加熱装置は、前記被加熱物の複数の位置の温度を検出する温度検出部を備えていてもよい。そして、前記位置変更機構は、前記複数の位置における温度の差が所定値以下のときに、前記電極板と前記被加熱物との間の空隙の大きさを小さくしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明の一局面にかかる高周波加熱装置によれば、電極を複雑な構造とすることなく、加熱効率の向上と、加熱中の被加熱物の温度ムラ低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態にかかる高周波加熱装置の内部構成を示す模式図である。この図では、被解凍物と上部電極との空隙が小さい状態を示す。
【図２】第１の実施形態にかかる高周波加熱装置の内部構成を示す模式図である。この図では、被解凍物と上部電極との空隙が大きい状態を示す。
【図３】図１に示す高周波加熱装置内の回路構成を示す図である。
【図４】上部電極が図１に示す状態の場合の被解凍物の解凍中の温度変化を模式的に示すグラフである。
【図５】上部電極が図２に示す状態の場合の被解凍物の解凍中の温度変化を模式的に示すグラフである。
【図６】第１の実施形態にかかる高周波加熱装置のメモリ内に保存されているテーブルの一例を示す模式図である。
【図７】第２の実施形態にかかる高周波加熱装置の内部構成を示す模式図である。
【図８】第３の実施形態にかかる高周波加熱装置の内部構成を示す模式図である。
【図９】第３の実施形態にかかる高周波加熱装置のメモリ内に保存されているテーブルの一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００１９】
〔第１の実施形態〕
（高周波加熱装置の概略構成）
本実施形態では、本発明の一例である高周波加熱装置１００を例に挙げて説明する。先ず、本実施の形態にかかる高周波加熱装置１００の概略構成について、図１および図２を用いて説明する。図１および図２には、高周波加熱装置１００の内部構成を示す。図１は、上部電極１ａが下方に位置する状態（すなわち、被解凍物（被加熱物）８と上部電極１ａとの空隙が小さい状態）を示す。図２は、上部電極１ａが上方に位置する状態（すなわち、被解凍物８と上部電極１ａとの空隙が大きい状態）を示す。
【００２０】
本実施形態の高周波加熱装置１００は、食品などの被解凍物（被加熱物）８に高周波電界を印加して、被解凍物の解凍処理などを主に行う。特に、本実施形態の高周波加熱装置１００は、凍結された状態の被解凍物８を加熱し、被解凍物８を解凍または加熱するために使用される。高周波加熱装置１００は、加熱室（解凍室）９を備えている。加熱室９は、金属製の筐体で形成されている。
【００２１】
図１に示すように、加熱室９の内部には、上部電極１ａ、下部電極１ｂ、可動部７、天面プレート１０、底面プレート１１、輻射熱センサ（温度検出部）２１ａ、検知部１３などが備えられている。上部電極１ａと下部電極１ｂは、互いに平行になるように配置されている。上部電極１ａ、下部電極１ｂ、天面プレート１０、および底面プレート１１は、何れも平板状である。底面プレート１１は、下部電極１ｂの上部に配置され、下部電極１ｂに密着している。天面プレート１０は、上部電極１ａの下部に配置され、上部電極１ａに密着している。上部電極１ａおよび天面プレート１０、並びに、下部電極１ｂおよび底面プレート１１は、高周波加熱装置１００の電極板を構成する。
【００２２】
上部電極１ａは天面プレート１０の上面に接着されて固定されており、これにより、上部電極１ａは、可動部７と連結されている。
【００２３】
底面プレート１１は、加熱室９の側壁に固定されている。そして、底面プレート１１の下面に下部電極１ｂが接着されて固定されている。このように、本実施形態では、底面プレート１１および下部電極１ｂの位置は、加熱室９内で固定されている。
【００２４】
上部電極１ａおよび下部電極１ｂは、配線を介して電圧印加部２０（具体的には、整合回路３）に接続されている。これにより、上部電極１ａと下部電極１ｂとの間に高周波電界が与えられる。
【００２５】
高周波加熱装置１００を用いて被解凍物８の加熱又は解凍を行う場合には、底面プレート１１上に被解凍物８を載せる。そして、上部電極１ａと下部電極１ｂとの間に高周波電界を与え、被解凍物８の誘電損失による誘電加熱解凍を行う。
【００２６】
可動部７は、配線によって制御回路６と接続されており、上部電極１ａと天面プレート１０を上下方向に移動させることができる。これにより、加熱処理時に、被解凍物８の大きさに合せて上部電極１ａの位置を変えることができる。すなわち、上部電極１ａと下部電極１ｂとの間隔を変更することができる。このように、可動部７は、電極板（本実施形態では、上部電極１ａ）の位置（高さ）を変更する位置変更機構（高さ変更機構ともいう）として機能する。
【００２７】
被解凍物８の大きさが比較的小さい場合には、被解凍物８と上部電極１ａとが近接するように、上部電極１ａを下方に位置させることができ、被解凍物８を効率的に加熱することができる（図１参照）。一方、被解凍物８の大きさが比較的大きい場合には、被解凍物８と上部電極１ａとが接触しないように、上部電極１ａを上方に位置させることができる（図２参照）。これにより、比較的大きな被解凍物８も効率的に加熱することができる。
【００２８】
輻射熱センサ２１ａは、加熱室９内に配置されている。具体的には、輻射熱センサ２１ａは、底面プレート１１上の被解凍物８が載置される場所の近傍であって、上部電極１ａおよび下部電極１ｂの設置領域の外側に配置されている。輻射熱センサ２１ａは、被解凍物８の表面温度を検出する。輻射熱センサ２１ａは、電圧印加部２０内の制御回路６と接続されている。制御回路６には、輻射熱センサ２１ａの検知結果が送信される。本実施形態では、輻射熱センサ２１ａによって、被解凍物８の解凍状態（加熱状態）を識別することができる。すなわち、輻射熱センサ２１ａは、被加熱物の加熱状態を識別する状態識別部として機能する。
【００２９】
検知部１３は、加熱室９内に配置されている。具体的には、検知部１３は、上部電極１ａおよび天面プレート１０の近傍に配置されている。検知部１３は、例えば、赤外線センサ、イメージセンサ、超音波センサ、変位センサ、画像読み取り装置などで構成される。検知部１３は、被解凍物８の高さ（すなわち、被解凍物８の上表面の位置）を検出する。また、検知部１３は、上部電極１ａおよび天面プレート１０の高さも検出することができる。検知部１３は、配線を介して制御回路６に接続されている。
【００３０】
この構成により、検知部１３が検知した被解凍物８の高さ情報、並びに、上部電極１ａおよび天面プレート１０の位置情報は、制御回路６に送信される。制御回路６は、送信されたこれらの情報から、電極板（本実施形態では、上部電極１ａおよび天面プレート１０）と、被解凍物８との空隙の大きさを算出する。
【００３１】
また、図１に示すように、加熱室９の外部には、制御回路６、メモリ５、電圧印加部２０などが備えられている。
【００３２】
制御回路６は、可動部７、検知部１３、輻射熱センサ２１ａ、メモリ５、および電圧印加部２０（すなわち、高周波電源２および整合回路３）などと配線を介して接続されている。制御回路６は、電圧印加部２０の動作を制御する。すなわち、電圧印加部２０は、制御回路６からの指令に応じて高周波電力の供給を開始したり停止したりする。また、制御回路６は、高周波電源２の出力および整合回路３のインピーダンスを制御することで、被解凍物８を効率的に加熱することができる。
【００３３】
メモリ５は、ＲＯＭ（read only memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。メモリ５は、高周波加熱装置１００の動作プログラムや設定データを記憶する。また、メモリ５は、制御回路６に接続されており、制御回路６による演算結果を一時記憶する。また、本実施形態では、メモリ５は、被解凍物８を加熱するとき電極板の位置に関する情報を、被解凍物８の解凍状態と対応付けて記憶している。
【００３４】
電圧印加部２０は、高周波電源２、整合回路３などで構成される。電圧印加部２０のより詳しい構成については、後述する。
【００３５】
（電圧印加部の構成）
続いて、加熱室９内の各電極に対して電圧を印加する電圧印加部２０の構成について、図１および図３を参照しながら説明する。図３は、各電極１ａおよび１ｂと高周波電源２との間の回路構成を示す回路図である。
【００３６】
電圧印加部２０は、上部電極１ａと下部電極１ｂとの間に高周波電圧を印加する。電圧印加部２０は、主な構成部材として、高周波電源２、整合回路３などを有している。
【００３７】
高周波電源２は、ＨＦからＶＨＦまでの帯域の周波数の電圧信号を発信する。高周波電源２から発信された電圧信号は、増幅器（図示せず）で所望の電力まで増幅される。増幅された電圧信号は、整合回路３へ送信される。
【００３８】
図３に示すように、整合回路３は、可変コンデンサ（可変リアクタンス素子）３ａおよび３ｂ、並びにコイル３ｃなどを備えている。これにより、整合回路３は、上部電極１ａと下部電極１ｂとで構成されるコンデンサのリアクタンスを相殺する。また、整合回路３は、可変コンデンサ３ａ・３ｂの値を調整することにより、整合回路３への入力インピーダンスと増幅器への出力インピーダンスとを一致させることができる。これにより、被解凍物８に効率良く高周波電界を印加することができる。
【００３９】
整合回路３の可変コンデンサ３ｂと上部電極１ａとの間には、コイル１２が配置されている。コイル１２は、整合回路３とともに、高周波加熱装置１００の回路内のインピーダンス整合を取るためのインダクタとして機能する。
【００４０】
整合回路３においてインピーダンスマッチングが施された電圧信号は、上部電極１ａと下部電極１ｂとで形成されるコンデンサへ供給される。これにより、上部電極１ａと下部電極１ｂとの間には高周波電界が生じる。そして、上部電極１ａと下部電極１ｂとの間に載置された被解凍物８は、誘電加熱される。
【００４１】
（上部電極と下部電極との間隔の制御について）
続いて、上部電極１ａと下部電極１ｂとの間隔（すなわち、上部電極１ａの高さ）を制御する方法について、図１、図２、図４および図５を参照しながら説明する。図４は、上部電極１ａが図１に示す状態の場合の被解凍物８の解凍中の温度変化を示す。図５は、上部電極１ａが図２に示す状態の場合の被解凍物８の解凍中の温度変化を示す。
【００４２】
解凍開始時に、被解凍物８の高さに応じて、制御回路６は上部電極１ａを上下に動かした後、解凍を開始する。ここで、被解凍物８の高さは、検知部１３によって検出される。
【００４３】
解凍中、制御回路６は、解凍効率が最適となるように、高周波電源２と整合回路３の制御を行う。これに加え、制御回路６は、被解凍物８の状態を検知可能な検知手段によって被解凍物８の温度を監視し、被解凍物８の解凍状態を随時あるいは経時的に判定する。
【００４４】
加熱状態（解凍状態）とは、高周波加熱装置１００において被解凍物８の加熱が開始されてから加熱が終了するまでの間の被解凍物８の解凍の程度を表すものである。この解凍の程度は、解凍処理中に輻射熱センサ２１ａによって被解凍物８の表面温度を測定することによって判別される。すなわち、被解凍物８の解凍処理中に、輻射熱センサ２１ａは被解凍物８の表面温度を随時あるいは経時的に測定する。輻射熱センサ２１ａによって得られた被解凍物８の測定温度の情報は、リアルタイムに制御回路６に送信される。制御回路６は、送信された測定温度の情報に基づいて、被解凍物８の解凍の程度を判定する。
【００４５】
本実施形態においては、解凍状態１（第１の状態）、解凍状態２（第２の状態）、および解凍状態３（第３の状態）という３つの解凍状態に分類される。
【００４６】
解凍状態１とは、被解凍物８が解凍途中であり、かつ温度上昇中の状態のことを示している。また、解凍状態２とは、被解凍物８が潜熱帯でその温度上昇が略止まった状態のことを示している。また、解凍状態３とは、被解凍物８が解凍後であり、かつ温度上昇中の状態（すなわち、被解凍物８の略全体が解凍された状態）のことを示している。
【００４７】
被解凍物８の解凍状態は、例えば、輻射熱センサ２１ａによってリアルタイムに識別することができる。すなわち、輻射熱センサ２１ａは、被解凍物８の状態を検知可能な検知手段として機能する。
【００４８】
また、図４および図５に示すように、被解凍物８の高さに（Ａ）と（Ｂ）のような違いがある場合、高周波加熱装置による加熱においては、より高さのある（Ａ）のほうが速く加熱される特性がある。図４と図５とを比較すればわかるように、被解凍物８の高さの違いによる加熱処理時の温度上昇の違いは、上部電極１ａおよび天面プレート１０と被解凍物８との空隙が小さいほど大きくなる。
【００４９】
すなわち、この加熱温度差は、上部電極１ａと被解凍物８の（Ａ）の部分との間隔と、上部電極１ａと被解凍物８の（Ｂ）の部分との間隔との比率によって変わってくる。例えば、この比率が大きい場合は温度差が大きくなり（図１および図４参照）、比率が小さい場合は温度差が小さくなる（図２および図５参照）。
【００５０】
このことから、被解凍物８の高さに差がある場合は、上部電極１ａと被解凍物８との距離（空隙の大きさ）を広げることにより、高さの差によって発生する温度差を減少させることができる。
【００５１】
この特性を利用し、輻射熱センサ２１ａによって判別された被解凍物８の解凍状態が、解凍状態１および解凍状態２のときには、解凍効率を重視して上部電極１ａと被解凍物８との間隔を狭くし、解凍状態３のときには、解凍品質、つまり解凍時の温度ムラ低減のために上部電極１ａと被解凍物８との間隔を広くすることで、被解凍物の解凍品質をより良好なものにすることができる。
【００５２】
なお、高周波加熱装置１００の制御回路６は、メモリ５に接続されている。メモリ５内には、被解凍物８の各解凍状態と、電極板（上部電極１ａおよび天面プレート１０）と被解凍物８との距離Ｌ（空隙の大きさ）とが対応付けられているテーブル５１が格納されている（図６参照）。
【００５３】
制御回路６は、このテーブル５１を参照して、被解凍物８の解凍状態をリアルタイムに検出しながら、検出された解凍状態に対応する距離Ｌを選択する。そして、可動部７を制御して、電極板（上部電極１ａおよび天面プレート１０）と被解凍物８とが該当する距離Ｌとなるように、上部電極１ａの位置を変更する。
【００５４】
本実施形態では、各解凍状態１・２・３における設定距離１Ｌ・２Ｌ・３Ｌの大小関係は、１Ｌ≦２Ｌ＜３Ｌとなっている。各解凍状態における電極板（上部電極１ａおよび天面プレート１０）と被解凍物８との距離Ｌをこのような大小関係とすることで、解凍が進んでいない状態のとき（例えば、解凍状態１のとき）は、（例えば、図１に示すように）距離Ｌを狭くして、効率的な解凍処理を行うことができる。一方、解凍がかなり進んだ状態のとき（例えば、解凍状態３のとき）は、（例えば、図２に示すように）距離Ｌを大きくして、被解凍物８内部の温度ムラを低減させることができる。これにより、解凍品質が向上する。
【００５５】
なお、被解凍物８の高さが一定ではない場合には、例えば、検知部１３は、被解凍物８の複数個所の高さを検出し、その平均値を算出してもよい。そして、制御回路６は、被解凍物８の高さの平均値と電極板との距離Ｌを所定の値に設定することができる。またあるいは、検知部１３は、被解凍物８の最も高い位置の高さを検出し、制御回路６は、検出された高さと電極板の距離Ｌとを所定の値に設定してもよい。
【００５６】
（第１の実施形態のまとめ）
以上のように、本実施形態にかかる高周波加熱装置１００は、主として、上部電極１ａと、下部電極１ｂと、電圧印加部２０（高周波電源２および整合回路３）と、可動部７とを備えている。可動部７が備えられていることで、上部電極１ａと下部電極１ｂとの間隔が変更可能になっている。
【００５７】
さらに、本実施形態にかかる高周波加熱装置１００は、輻射熱センサ２１ａが被解凍物８の加熱状態（解凍状態）をリアルタイムに検出し、現在の解凍状態を判別することができる。そして、判別された現在の解凍状態に応じて電極板（上部電極１ａおよび天面プレート１０）と被解凍物８との距離Ｌ（空隙の大きさ）を変更することができる。したがって、高周波加熱装置１００を用いて被解凍物８の加熱処理（解凍処理）を行えば、処理後の被解凍物の品質をより良好なものにすることができる。
【００５８】
従来技術では、解凍開始時の被解凍物の高さに応じて、電極の位置を変更しているが、加熱動作中は電極の位置は固定している。一方、本実施形態にかかる高周波加熱装置１００では、被解凍物の解凍状態や温度検出値から検出した温度ムラに応じて、解凍処理中に電極の位置を移動するようにしている。そのため、解凍処理後の被解凍物の温度ムラを抑え、解凍後の被解凍物の品質をより良好なものにすることができる。
【００５９】
また、別の従来技術では、電極と被加熱物との間隔の不均一性による温度ムラの発生を抑制するために、電極を分割するなどしている。一方、本実施形態にかかる高周波加熱装置１００では、解凍処理中の電極板と被解凍物との大きさを適切に制御することで、電極を複雑な構造とすることなく加熱電力効率の向上と被解凍物の温度ムラ低減の両立を実現することができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、上部電極１ａが可動部７に接続されており、上部電極１ａの高さを変更可能な構成となっている。しかし、本発明の別の態様では、下部電極１ｂが可動部７に接続されており、下部電極１ｂの高さを変更可能な構成とすることもできる。
【００６１】
〔第２の実施形態〕
続いて、本発明の第２の実施形態について、図７を参照しながら説明する。第２の実施形態では、輻射熱センサの個数が第１の実施形態とは異なっている。その他の構成については、基本的に第１の実施形態と同様の構成を適用することができる。そこで、以下では、輻射熱センサ部分の構成を中心に説明する。
【００６２】
本実施形態の高周波加熱装置２００は、食品などの被解凍物８に高周波電界を印加して、被解凍物の解凍処理などを主に行う。高周波加熱装置２００は、加熱室（解凍室）９を備えている。
【００６３】
図７に示すように、加熱室９の内部には、上部電極１ａ、下部電極１ｂ、可動部７、天面プレート１０、底面プレート１１、輻射熱センサ（温度検出部）２１ａおよび２１ｂ、検知部１３などが備えられている。上部電極１ａ、下部電極１ｂ、可動部７、天面プレート１０、底面プレート１１、および検知部１３については、第１の実施形態と同様の構成を適用することができる。
【００６４】
また、図７に示すように、加熱室９の外部には、制御回路６、メモリ５、電圧印加部２０などが備えられている。これらの構成については、第１の実施形態と同様の構成を適用することができる。但し、制御回路６における可動部７などの制御方法については、第１の実施形態とは異なっている。
【００６５】
本実施形態にかかる高周波加熱装置２００には、２個の輻射熱センサ２１ａおよび２１ｂが備えられている。各輻射熱センサ２１ａおよび２１ｂは、加熱室９内の側壁に配置されている。また、各輻射熱センサ２１ａおよび２１ｂは、底面プレート１１上の被解凍物８が載置される場所の近傍にそれぞれ配置されている。本実施形態では、輻射熱センサ２１ａは、加熱室９の対向する２つの側壁のうち、一方の側壁（図６に示す例では、左側の側壁）に配置され、輻射熱センサ２１ｂは、加熱室９のもう一方の側壁（図６に示す例では、右側の側壁）に配置されている。但し、これは一例であり、本発明では種々の配置位置を選択することができる。
【００６６】
本実施形態では、２個の輻射熱センサ２１ａおよび２１ｂが設けられていることで、被解凍物８の異なる箇所の温度を測定することができる。なお、被解凍物８において複数箇所の温度を測定する場合には、高さの異なる箇所の温度をそれぞれ測定することが好ましい。そのため、輻射熱センサ２１ａと輻射熱センサ２１ｂとは、互いに離れた位置（例えば、対向する側壁のそれぞれ）に設けられていることが好ましい。
【００６７】
解凍開始時に、被解凍物８の高さに応じて、制御回路６は上部電極１ａを上下に動かした後、解凍を開始する。ここで、被解凍物８の高さは、検知部１３によって検出される。
【００６８】
解凍中は、制御回路６は解凍効率が最適となるように、高周波電源２と整合回路３の制御を行うとともに、輻射熱センサ２１ａおよび２１ｂによって被解凍物８の温度を監視し、被解凍物８の解凍状態を随時あるいは経時的に判定する。被解凍物８の解凍状態の判定は、輻射熱センサ２１ａおよび２１ｂの各検知結果を総合して行ってもよいし、輻射熱センサ２１ａおよび２１ｂの何れか一方の検知結果のみに基づいて行ってもよい。輻射熱センサ２１ａおよび２１ｂの各検知結果を総合して被解凍物８の解凍状態を判定する場合には、例えば、各センサが検知した温度を平均するなどの手法を採用し得る。
【００６９】
第１の実施形態と同様に、制御回路６は、テーブル５１を参照して、被解凍物８の解凍状態をリアルタイムに検出しながら、検出された解凍状態に対応する距離Ｌを選択する。そして、可動部７を制御して、電極板（上部電極１ａおよび天面プレート１０）と被解凍物８とが該当する距離Ｌとなるように、上部電極１ａの位置を変更する。
【００７０】
さらに、第２の実施形態では、２個の輻射熱センサ２１ａおよび２１ｂが設けられている。そのため、被解凍物８の２か所の温度を測定することで、制御回路６は、被解凍物８の異なる場所における測定温度の差を算定することができる。
【００７１】
これにより、制御回路６は、上述した解凍状態に基づく制御に加えて、被解凍物８の異なる場所における測定温度の差に基づいて、電極板と被解凍物との間隔の調整を行うことができる。
【００７２】
具体的には、制御回路６は、輻射熱センサ２１ａおよび輻射熱センサ２１ｂによる測定温度の差が、所定値以下である場合には、解凍効率を重視して、電極板（上部電極１ａおよび天面プレート１０）と被解凍物８との距離Ｌを狭くすることができる。つまり、制御回路６は、輻射熱センサ２１ａおよび輻射熱センサ２１ｂによる測定温度の差が所定値以下であるときには、可動部７を制御して、距離Ｌがより小さくなるように上部電極１ａの位置を変更する。これにより、より効率の良い解凍が実現できる。
【００７３】
なお、輻射熱センサ２１ａおよび輻射熱センサ２１ｂによる測定温度の差が、所定値以下の場合とは、例えば、解凍状態１または解凍状態２のときに該当する可能性が高い。したがって、例えば、解凍状態１または解凍状態２のときに、輻射熱センサ２１ａおよび輻射熱センサ２１ｂによる測定温度の差が所定値以下であった場合には、制御回路６は、テーブル５１で設定されている距離１Ｌ以下の距離Ｓ１Ｌ（すなわち、Ｓ１Ｌ≦１Ｌ）になるように、可動部７を制御する。
【００７４】
また、輻射熱センサ２１ａおよび輻射熱センサ２１ｂによる測定温度の差が、所定値以上になった場合には、解凍品質、つまり解凍時の温度ムラ低減のために、電極板（上部電極１ａおよび天面プレート１０）と被解凍物８との距離Ｌを大きくすることができる。つまり、制御回路６は、輻射熱センサ２１ａおよび輻射熱センサ２１ｂによる測定温度の差が所定値以上であるときには、可動部７を制御して、距離Ｌがより大きくなるように上部電極１ａの位置を変更する。これにより、被解凍物８内での局所的な温度差がこれ以上広がるのを低減し、被解凍物の解凍品質をより良好なものにすることができる。
【００７５】
なお、輻射熱センサ２１ａおよび輻射熱センサ２１ｂによる測定温度の差が、所定値以上の場合とは、例えば、解凍状態３のときに該当する可能性が高い。したがって、例えば、解凍状態３のときに、輻射熱センサ２１ａおよび輻射熱センサ２１ｂによる測定温度の差が所定値以上であった場合には、制御回路６は、テーブル５１で設定されている距離３Ｌ以上の距離Ｓ３Ｌ（すなわち、Ｓ３Ｌ≧３Ｌ）になるように、可動部７を制御する。
【００７６】
（第２の実施形態のまとめ）
以上のように、実施形態にかかる高周波加熱装置２００は、輻射熱センサ２１ａおよび輻射熱センサ２１ｂが被解凍物８の温度をリアルタイムに検出し、被解凍物８の異なる場所における現在の温度差を判別することができる。そして、判別された現在の温度差に応じて、距離Ｌを変更することができる。したがって、高周波加熱装置１００を用いて被解凍物８の解凍処理を行えば、処理後の被解凍物の品質をより良好なものにすることができる。
【００７７】
なお、本実施形態では、２個の輻射熱センサ２１ａおよび２１ｂを用いて被解凍物８の温度を測定している。しかし、輻射熱センサの個数は、２個に限定されることはない。例えば、３個以上の輻射熱センサを用いて被加熱物の温度を測定してもよい。
【００７８】
〔第３の実施形態〕
続いて、本発明の第３の実施形態について、図８および図９を参照しながら説明する。第３の実施形態では、被解凍物８の高さを検知する検知部１３が設けられていない点が第１の実施形態とは異なっている。その他の構成については、基本的に第１の実施形態と同様の構成を適用することができる。そこで、以下では、第１の実施形態とは異なる点を中心に説明する。
【００７９】
本実施形態の高周波加熱装置３００は、食品などの被解凍物８に高周波電界を印加して、被解凍物の解凍処理などを主に行う。高周波加熱装置３００は、加熱室（解凍室）９を備えている。
【００８０】
図８に示すように、加熱室９の内部には、上部電極１ａ、下部電極１ｂ、可動部７、天面プレート１０、底面プレート１１、および輻射熱センサ２１ａなどが備えられている。これらの構成については、第１の実施形態と同様の構成を適用することができる。なお、高周波加熱装置３００には、検知部１３は設けられていない。
【００８１】
また、図８に示すように、加熱室９の外部には、制御回路６、メモリ５、電圧印加部２０などが備えられている。これらの構成については、第１の実施形態と同様の構成を適用することができる。但し、制御回路６における可動部７などの制御方法については、第１の実施形態とは異なっている。
【００８２】
上述した第１の実施形態では、検知部１３を用いて被解凍物８の高さを検出している。しかし、本発明の一態様では、検知部１３は設けられていなくてもよい。この場合には、加熱処理前に、底面プレート１１上に被解凍物８を載置した状態で、ユーザが目視で被解凍物８の高さを確認した後、手動で上部電極１ａを上下に動かすことによって、上部電極１ａを適切な高さに位置させることができる。
【００８３】
解凍中は、制御回路６は解凍効率が最適となるように、高周波電源２と整合回路３の制御を行うとともに、輻射熱センサ２１ａによって被解凍物８の温度を監視し、被解凍物８の解凍状態を随時あるいは経時的に判定する。
【００８４】
本実施形態においては、被解凍物８の解凍状態は、第１の実施形態と同様に、解凍状態１（第１の状態）、解凍状態２（第２の状態）、および解凍状態３（第３の状態）という３つの解凍状態に分類される。
【００８５】
被解凍物８の解凍状態は、例えば、輻射熱センサ２１ａによってリアルタイムに識別することができる。輻射熱センサ２１ａによって判別された被解凍物８の解凍状態が、解凍状態１および解凍状態２のときには、解凍効率を重視して上部電極１ａと被解凍物８の間隔を狭くし、解凍状態３のときには、解凍品質、つまり解凍時の温度ムラ低減のために上部電極１ａと被解凍物８の間隔を広くすることで、被解凍物の解凍品質をより良好なものにすることができる。
【００８６】
なお、高周波加熱装置３００の制御回路６は、メモリ５に接続されている。メモリ５内には、被解凍物８の各解凍状態と、電極板（上部電極１ａおよび天面プレート１０）の高さＨとが対応付けられているテーブル５２が格納されている（図９参照）。
【００８７】
制御回路６は、このテーブル５２を参照して、被解凍物８の解凍状態をリアルタイムに検出しながら、検出された解凍状態に対応する高さＨを選択する。そして、可動部７を制御して、上部電極１ａの位置を変更する。これにより、被解凍物８の解凍処理中の状態変化に応じて、電極板（上部電極１ａおよび天面プレート１０）と被解凍物８との間の空隙の大きさを変化させることができる。
【００８８】
本実施形態では、各解凍状態１・２・３における設定高さ１Ｈ・２Ｈ・３Ｈの大小関係は、１Ｈ≦２Ｈ＜３Ｈとなっている。各解凍状態における電極板（上部電極１ａおよび天面プレート１０）の高さＨをこのような大小関係とすることで、解凍が進んでいない状態のとき（例えば、解凍状態１のとき）は、（例えば、図１に示すように）電極板の位置を低くして、効率的な解凍処理を行うことができる。一方、解凍がかなり進んだ状態のとき（例えば、解凍状態３のとき）は、（例えば、図２に示すように）電極板の位置を高くして、被解凍物８内部の温度ムラを低減させることができる。これにより、解凍品質が向上する。
【００８９】
〔まとめ〕
以上のように、本実施形態にかかる高周波加熱装置１００・２００・３００は、電極板（上部電極１ａ、下部電極１ｂ）と、電極板に高周波電力を供給する高周波電源２（電圧印加部２０）と、電極板の位置を変更する位置変更機構（可動部７）とを備えている。位置変更機構（可動部７）は、被加熱物の加熱中に電極板の位置を変更し、電極板と被加熱物との間の空隙の大きさを変化させる。
【００９０】
また、本実施形態にかかる高周波加熱装置１００・２００・３００において、被加熱物は、被解凍物８であり、位置変更機構（可動部７）は、被解凍物８の解凍状態に応じて、電極板と被解凍物８との間の空隙の大きさを変化させることが好ましい。ここで、被解凍物８の解凍状態は、輻射熱センサ２１ａおよび制御回路６などの状態識別部で識別することができる。この構成によれば、解凍処理が進行している過程における被解凍物８の状態変化に応じて、電極板と被解凍物８との間の空隙の大きさをより適切に変更することができる。
【００９１】
また、本実施形態にかかる高周波加熱装置１００・２００・３００において、被解凍物８の解凍状態は、
（１）被解凍物８が解凍途中であり、かつ温度上昇中である第１の状態（解凍状態１）
（２）被解凍物８が潜熱帯でその温度上昇が略止まった状態である第２の状態（解凍状態２）
（３）被解凍物８が解凍後であり、かつ温度上昇中である第３の状態（解凍状態３）
の何れかに分類することができる。
【００９２】
また、本実施形態にかかる高周波加熱装置１００・２００・３００において、位置変更機構（可動部７）は、被解凍物８の解凍状態が前記第３の状態のときに、被解凍物８の解凍状態が前記第１の状態のときよりも、極板と被加熱物との間の空隙の大きさを大きくすることが好ましい。この構成によれば、前記第１の状態のときには、解凍効率をより重視した解凍処理を行うことができるとともに、前記第３の状態のときには、被解凍物８内での局所的な温度差が広がるのを抑えることができる。したがって、被解凍物８の解凍品質をより良好なものにすることができる。
【００９３】
また、本実施形態にかかる高周波加熱装置２００は、被加熱物の複数の位置の温度を検出する温度検出部（輻射熱センサ２１ａおよび２１ｂ）を備えている。この高周波加熱装置２００において、位置変更機構（可動部７）は、前記複数の位置における温度の差が所定値よりも小さいときに、電極板と被加熱物との間隔を狭める方向へ電極板を移動させることが好ましい。また、この高周波加熱装置２００において、位置変更機構（可動部７）は、前記複数の位置における温度の差が所定値よりも大きいときに、電極板と前記被加熱物との間隔を広げる方向へ電極板を移動させることが好ましい。この構成によれば、被加熱物内での局所的な温度差がこれ以上広がるのを低減し、被加熱物の加熱処理後の品質をより良好なものにすることができる。
【００９４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、本明細書で説明した異なる実施形態の構成を互いに組み合わせて得られる構成についても、本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００９５】
１ａ    ：上部電極（電極板）
１ｂ    ：下部電極（電極板）
２      ：高周波電源
３      ：整合回路
５      ：メモリ
６      ：制御回路
７      ：可動部（位置変更機構）
８      ：被解凍物（被加熱物）
１３    ：検知部
２０    ：電圧印加部
２１ａ  ：輻射熱センサ（温度検出部）
２１ｂ  ：輻射熱センサ（温度検出部）
１００  ：高周波加熱装置
２００  ：高周波加熱装置
３００  ：高周波加熱装置
【図１】
2019075322.tif 000003
【図２】
2019075322.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019075322.tif 000008
【図７】
2019075322.tif 000009
【図８】
2019075322.tif 000010
【図９】
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