(57)【要約】【課題】負荷に電圧を印加する時間と印加する電圧の値の少なくとも一方を精度よく制御することのできる高電圧発生装置および調理器を得る。【解決手段】第１電極と、第１電極と対向する位置に設けられた第２電極と、第１電極に電圧を印加する電源と、第１電極に電圧が印加されたときに発生する放電の有無を検出する放電検出部とを備え、放電検出部により検出される放電の有無に応じて、電源が電圧を印加する時間と印加する電圧の値とのいずれか又は両方が制御される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、
前記第１電極と対向する位置に設けられた第２電極と、
前記第１電極に電圧を印加する電源と、
前記第１電極に電圧が印加されたときに発生する放電の有無を検出する放電検出部とを備え、
前記放電検出部により検出される前記放電の有無に応じて、前記電源が電圧を印加する時間と印加する電圧の値とのいずれか又は両方が制御される
高電圧発生装置。
【請求項２】
前記放電検出部が検出を行った後、前記放電が検出された場合には、前記放電が検出されなかった場合よりも、前記電源が電圧を印加する時間が長い、又は前記電源が印加する電圧の周波数が大きい
請求項１に記載の高電圧発生装置。
【請求項３】
前記電源が前記第１電極に印加した電圧の値を記憶するメモリを備えた
請求項１または請求項２に記載の高電圧発生装置。
【請求項４】
前記電源は、前記メモリに記憶された前記電圧の値にしたがって、前記第１電極に電圧を印加する
請求項３に記載の高電圧発生装置。
【請求項５】
前記メモリに記憶された前記電圧の値を表示する表示装置と、
前記表示装置に表示される前記電圧の値を選択する入力装置とを備え、
前記電源は、前記入力装置によって選択された前記電圧の値にしたがって、前記第１電極に電圧を印加する
請求項３又は請求項４に記載の高電圧発生装置。
【請求項６】
前記放電検出部は、
オゾンセンサ又は光センサを含む
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の高電圧発生装置。
【請求項７】
前記放電検出部は、
前記電源から前記第１電極に流れる電流を検出する電流検出器と、
前記電源が前記第１電極に印加する電圧を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記電源が前記第１電極に印加する電圧を漸次大きくし、前記電流検出器の検出値が電流閾値を超えたときの前記電源の電圧が、電圧閾値より大きいか否かによって、前記放電の有無を検出する
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の高電圧発生装置。
【請求項８】
前記放電検出部は、
前記電源から前記第１電極に流れる電流を検出する電流検出器と、
前記電源が前記第１電極に印加する電圧を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記電源が前記第１電極に印加する電圧を漸次大きくし、前記電流検出器の検出値が電流閾値を超えると、単位時間あたりに前記電流検出器が前記電流を検出する回数が閾値より小さいか否かによって、前記放電の有無を検出する
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の高電圧発生装置。
【請求項９】
前記第２電極は、容器の形状を有する
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の高電圧発生装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の高電圧発生装置と、
前記容器又は前記容器内の食品を加熱する加熱装置とを備えた
調理器。
【請求項１１】
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の高電圧発生装置と、
前記第２電極に接触するように配置された容器と、
前記容器又は前記容器内の食品を加熱する加熱装置とを備えた
調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧を負荷に印加する電源を備えた高電圧発生装置および調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対の金属箔電極の間に生ジャガイモを挟み、電極から生ジャガイモに電子パルスを印加する電子処理方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２６３３８７号公報（第４頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、生ジャガイモに電子パルスを印加することが記載されているが、電子パルスを印加する時間または印加電圧の大きさをいかに制御するかについて、記載されていない。特許文献１に例示された条件で電子パルスを印加した場合でも、負荷である食品の種類、量、大きさ、または配置によっては、電子パルスの印加に過不足が生じる可能性があり、過不足が生じると負荷において所望の処理効果が得られなくなってしまう。このため、負荷に電圧を印加する時間と印加する電圧の制御の精度の向上が望まれていた。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、負荷に電圧を印加する時間と印加する電圧の値の少なくとも一方を精度よく制御することのできる高電圧発生装置および調理器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る高電圧発生装置は、第１電極と、前記第１電極と対向する位置に設けられた第２電極と、前記第１電極に電圧を印加する電源と、前記第１電極に電圧が印加されたときに発生する放電の有無を検出する放電検出部とを備え、前記放電検出部により検出される前記放電の有無に応じて、前記電源が電圧を印加する時間と印加する電圧の値とのいずれか又は両方が制御されるものである。
【０００７】
本発明に係る調理器は、前記高電圧発生装置と、容器又は容器内の食品を加熱する加熱装置とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１電極と第２電極との間に発生する放電の有無を、第１電極に印加する電圧の制御の条件として用いることで、電圧を印加する時間と印加する電圧の値の少なくとも一方を精度よく制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る高電圧発生装置１の概略構成図である。
【図２】実施の形態１に係る高電圧発生装置１の電気的および制御的な構成を説明する図である。
【図３】実施の形態１に係る高電圧発生装置１の高電圧の印加制御を説明するフローチャートである。
【図４】実施の形態２に係る高電圧発生装置１の電気的および制御的な構成を説明する図である。
【図５】印加電圧を上昇させた場合の検出電流の状態遷移を説明する図である。
【図６】実施の形態２に係る高電圧発生装置１の高電圧の印加制御を説明するフローチャートである。
【図７】実施の形態３に係る高電圧発生装置１の高電圧の印加制御を説明するフローチャートである。
【図８】実施の形態４に係る高電圧発生装置１の電気的および制御的な構成を説明する図である。
【図９】実施の形態５に係る調理器４０の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る高電圧発生装置および調理器の実施の形態を、図面を参照して説明する。本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、本発明は、以下の各実施の形態に示す構成のうち、組合せ可能な構成のあらゆる組合せを含むものである。また、図面に示す高電圧発生装置または調理器は、本発明の高電圧発生装置および調理器が適用される機器の一例を示すものであり、図面に示された態様によって本発明の適用機器が限定されるものではない。また、以下の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」など）を適宜用いるが、これらは説明のためのものであって、本発明を限定するものではない。また、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。なお、各図面では、各構成部材の相対的な寸法関係又は形状等が実際のものとは異なる場合がある。
【００１１】
以下で説明する実施の形態において、「放電」とは、一対の電極間に気体がある状態で電極に電圧を加えたときに、電極間の気体が絶縁破壊されて電極間に電流が流れることをいう。また、「通電」とは、一対の電極間に配置された食品等の負荷が一対の電極と接触している状態で電極に電圧を加えたときに、電極間に電流が流れることをいう。放電と通電のいずれの場合でも、一方の電極に印加されたエネルギーは、食品等の負荷を介して他方の電極に到達する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る高電圧発生装置１の概略構成図である。高電圧発生装置１は、電源２と、第１電極３と、第１電極３と対向して配置された第２電極４と、制御部５とを備える。図１に示すように、第１電極３と第２電極４との間に、負荷１００が配置される。負荷１００は、たとえば豆、野菜などの食品である。
【００１３】
電源２は、数十ｋＶ（たとえば１０ｋＶ〜１５ｋＶ）の高電圧を、第１電極３にパルス印加する装置である。電源２は、たとえば、直流電源と、昇圧用トランスと、スイッチング回路とを備えた構成とすることができる。この場合、電源２は、数十Ｖの直流電源を数十ｋＶに昇圧し、昇圧後の直流をスイッチングにより交流として出力してもよいし、数十Ｖの直流電源をスイッチングして交流を作り、この交流を数十ｋＶに昇圧して出力してもよい。
【００１４】
第１電極３は、導電性を有する金属で構成されており、電源２に電気的に接続される。第１電極３は、負荷１００の上方を負荷１００の分布方向に沿って覆うのが好ましい。第１電極３の形状は特に限定されないが、たとえば針形状とすることができる。針形状の第１電極３は、針の先端が第２電極４及び負荷１００に向くようにして配置される。複数の針形状の第１電極３を設けるのが好ましく、その場合には、第１電極３と第２電極４との対向方向と直交する方向に沿って複数の第１電極３が並んで配置される。そのほか、第１電極３をメッシュ形状とすることもでき、その場合には第１電極３で負荷１００の上方を覆うようにするとよい。
【００１５】
第２電極４は、導電性を有する金属で構成されており、第１電極３との間に間隔をあけて配置される。本実施の形態の第２電極４は、容器の形状をしており、負荷１００を収容する。第２電極４とは別に、負荷１００を収容する容器を設けてもよい。この場合、第２電極４の形状は特に限定されないが、絶縁材料で構成された容器の底に対向して配置された平板形状またはメッシュ形状とすることができる。
【００１６】
第１電極３、第２電極４、および負荷１００は、水中ではなく、空気中に配置される。電源２が第１電極３に電圧を印加すると、第１電極３と第２電極４とは互いに逆極性、すなわち一方がプラスの電位であって他方がマイナスの電位となる。第１電極３と負荷１００とが接触していない場合には、第１電極３に高電圧が印加されると、放電が生じ、放電エネルギー（電流）は負荷１００の表面もしくは負荷１００の内部を経由して、第２電極４に到達する。他方、第１電極３と負荷１００とが接触している場合には、第１電極３に高電圧が印加されると、第１電極３から負荷１００に直接的に高電圧が印加され、通電エネルギー（電流）は、負荷１００の表面もしくは負荷１００の内部を経由して第２電極４に到達する。
【００１７】
図２は、実施の形態１に係る高電圧発生装置１の電気的および制御的な構成を説明する図である。高電圧発生装置１は、図１で説明した構成に加え、スイッチ６と、放電検出部１０とを備える。
【００１８】
制御部５は、電源２の動作およびスイッチ６のオン、オフ状態の切り替えを制御する。制御部５は、専用のハードウェア、またはメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）で構成される。制御部５が専用のハードウェアである場合、制御部５は、例えば、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。制御部５が実現する各機能のそれぞれを、個別のハードウェアで実現してもよいし、各機能を一つのハードウェアで実現してもよい。制御部５がＣＰＵの場合、制御部５が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。ＣＰＵは、メモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御部５の各機能を実現する。ここで、メモリは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリである。
【００１９】
スイッチ６は、電源２と第１電極３との間に配置され、電源２と第１電極３との接続状態と遮断状態とを切り替える。スイッチ６は、制御部５によって制御される。制御部５は、スイッチ６の接続状態と遮断状態とを切り替えることによって、電源２から第１電極３に高電圧を印加する時間を制御する。
【００２０】
スイッチ６がオン状態、すなわち、電源２と第１電極３とが接続されている状態における、電流の流れ方を、図２を用いて説明する。ここで、第１電極３と第２電極４との間に放電が生じるか通電が生じるかについては、インピーダンスにより決定される。図２では、第１電極３と負荷１００との間のインピーダンスＡ、負荷１００のインピーダンスＣ、および負荷１００と第２電極４との間のインピーダンスＢを図示している。
【００２１】
第１電極３と負荷１００とが接触していない場合、両者の間には空気が介在し、図２のインピーダンスＡは空気のインピーダンスである。空気のインピーダンスは極大であるため、絶縁破壊が起きて放電が発生しない限り、第１電極３と負荷１００との間に電流は流れない。電源２からの印加電圧が所定値を超えると、絶縁破壊により放電が起こり、イオンが発生する。これにより、空気中を電流が流れることになり、次なる負荷１００のインピーダンスＣに向かって電流が流れようとする。
【００２２】
負荷１００のインピーダンスＣは、負荷１００の状態に応じて変化するが、負荷１００において最も低インピーダンスとなる経路で電流が流れることになる。たとえば、負荷１００が豆である場合、インピーダンスＣが最小となる経路は豆の表面伝いであるため、放電による電流は、当初は豆の表面を伝ってインピーダンスＢに向かうことになる。そして、第１電極３への電圧印加の継続によって豆の状態が変化して、豆の内部を通る経路が最小のインピーダンスＣを有することになると、放電による電流は、負荷１００の内部、すなわち豆の内部を通ってインピーダンスＢに向かうことになる。
【００２３】
本実施の形態では、負荷１００を容器型の第２電極４に収容していて負荷１００と第２電極４とが接触しているため、インピーダンスＢはゼロである。したがって、第１電極３と負荷１００とが接触していない場合には、インピーダンスＡにて絶縁破壊が起きると、インピーダンスＣを介して放電現象が成立する。
【００２４】
他方、第１電極３と負荷１００とが接触している場合には、インピーダンスＡはゼロであるため放電が発生せず、インピーダンスＣに向かって通電が生じる。負荷１００が豆である場合、インピーダンスＣが最小となる経路は豆の表面伝いであるため、通電による電流は、当初は豆の表面を伝ってインピーダンスＢに向かうことになる。そして、第１電極３への電圧印加の継続によって豆の状態が変化して、豆の内部を通る経路が最小のインピーダンスＣを有することになると、通電による電流は、負荷１００の内部、すなわち豆の内部を通ってインピーダンスＢに向かうことになる。
【００２５】
第１電極３と第２電極４との間に放電または通電現象を生じさせることで、第１電極３と第２電極４との間に位置する負荷１００に対し、電流が流れることによる衝撃波を与えることができる。負荷１００に衝撃波を与えることにより、負荷１００の状態を変化させて、たとえば負荷１００が乾燥状態の豆であればその吸水性を向上させることができる。
【００２６】
放電検出部１０は、第１電極３と第２電極４との間の放電の有無を検出する。本実施の形態の放電検出部１０は、オゾンセンサまたは光センサである。オゾンセンサは、放電により発生するオゾンを検出するセンサであり、オゾン臭を検出する臭気センサであってもよい。光センサは、放電により発生する光を検出する光センサである。放電検出部１０からの出力は、制御部５に入力される。
【００２７】
制御部５は、放電検出部１０からの出力に基づいて、電源２およびスイッチ６のオン、オフ状態を制御する。電源２から第１電極３に高電圧が印加された状態において、放電により負荷１００に電流が流れているときと、通電により負荷１００が流れているときとでは、負荷１００に与えられる単位時間あたりの衝撃波の回数が異なる。このため、放電検出部１０によって放電発生の有無を検出し、制御部５は放電検出部１０の検出結果に基づいて電源２から印加される電圧の値を制御する。また、制御部５は、放電検出部１０の検出結果に基づいて、スイッチ６のオン、オフ状態を切り替えることで、電源２から第１電極３に高電圧が印加される時間を制御する。
【００２８】
図３は、実施の形態１に係る高電圧発生装置１の高電圧の印加制御を説明するフローチャートである。まず、電源２から第１電極３に、電圧Ｖａが印加される（ステップＳ１）。第１電極３と負荷１００との間に空気層がある場合、空気に絶縁破壊が生じると、第１電極３と負荷１００との間に放電が発生する。この放電の発生の有無を検出する処理が行われる（ステップＳ２）。
【００２９】
放電が発生している場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、時間Ｔａが設定され（ステップＳ４）、時間Ｔａの間、電圧Ｖａが第１電極３に印加される（ステップＳ５）。他方、放電が発生していない場合には（ステップＳ３：ＮＯ）、時間Ｔｂが設定され（ステップＳ６）、第１電極３に印加する電圧が電圧Ｖｂに変更され（ステップＳ７）、時間Ｔｂの間、電圧Ｖｂが第１電極３に印加される（ステップＳ８）。
【００３０】
ここで、時間Ｔａは時間Ｔｂよりも長く、電圧Ｖａは電圧Ｖｂよりも大きい。すなわち、放電が検出された場合には、その後、放電を維持するために電源２から印加される電圧Ｖａが保たれ、電圧を印加する時間Ｔａは放電が発生していない場合よりも長くされる。第１電極３に電圧をパルス印加した場合、実際にはすべてのパルスにおいて放電が生じるわけではなく、負荷１００への単位時間あたりの電圧パルス印加回数は、通電時よりも少ない。例えば、電源２が２００Ｈｚの周波数で第１電極３に電圧を印加したとすると、放電の形成回数は２００回／秒未満となる。実験によれば、条件によっては放電の形成回数は５〜１０回／秒程度であった。このため、電圧を印加する時間Ｔａを長くすることで、負荷１００に与える衝撃波の回数を確保することができる。
【００３１】
第１電極３と負荷１００とが接触していて放電が発生しない、あるいは放電の発生量が極小であって放電検出部１０が放電の発生を検出しない場合には、電源２が印加する電圧を電圧Ｖｂに低下させ、電圧を印加する時間を短くして時間Ｔｂとする。放電が発生していない場合、すなわち、負荷１００に通電されている場合には、電源２がパルス印加した電圧の回数と同数だけ負荷１００に衝撃波が加えられる。電源２が２００Ｈｚの周波数で電圧を印加したとすると、負荷１００に加えられる衝撃波の回数は２００回／秒となる。このため、電圧を印加する時間を相対的に短くすることで、負荷１００に過度な衝撃波が加えられるのを抑制することができる。
【００３２】
以上のように本実施の形態によれば、検出された放電の有無が、電源２が印加する電圧の値および電圧を印加する時間の制御の条件として用いられることで、電圧の値および電圧を印加する時間を精度よく制御できる。このため、放電および通電の過不足が抑制され、負荷１００に与える衝撃波のばらつきを軽減させることができる。
【００３３】
また、本実施の形態によれば、第１電極３および第２電極４は水中ではなく空気中にあるため、第１電極３および第２電極４が水中に設けられ場合と比べて第１電極３および第２電極４が腐食しにくい。電極の腐食は電極の耐久性の低下につながるが、本実施の形態によれば第１電極３および第２電極４は腐食しにくいため、第１電極３および第２電極４の耐久性を向上させることができる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、放電の発生の有無に応じて、電圧を印加する時間と電圧の値の両方を変更することを説明したが、電圧を印加する時間と電圧の値のいずれか一方を変更してもよい。
【００３５】
また、本実施の形態で説明した、放電の発生の有無に応じて制御部５が電圧を印加する時間を変更することに代えて、放電の発生の有無に応じて制御部５が電源２から印加される電圧の周波数を変更してもよい。たとえば、図３のステップＳ１で印加される電圧Ｖａの周波数をＦａ（たとえば２００Ｈｚ）とすると、ステップＳ４において制御部５は周波数を変更せず周波数Ｆａとし、ステップＳ６において制御部５は周波数を周波数Ｆｂ（ただし、Ｆａ＞Ｆｂ）とする。このようにしても、電圧を印加する時間を変更した場合と同様の作用効果を得ることができる。また、この場合、電圧の周波数を変更することに加えて、図３で示したとおり電圧の値を異ならせてもよく、このようにすることでさらに放電および通電の過不足を精度よく抑制することができる。
【００３６】
実施の形態２．
本実施の形態では、実施の形態１とは異なる放電検出部を備えた高電圧発生装置１を説明する。本実施の形態では、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【００３７】
図４は、実施の形態２に係る高電圧発生装置１の電気的および制御的な構成を説明する図である。高電圧発生装置１は、電源２と第１電極３との間に電気的に接続された電流検出器７を備える。電流検出器７は、電源２から第１電極３に流れる電流を検出する。電流検出器７が検出した検出値は、制御部５に入力される。本実施の形態では、制御部５と電流検出器７とが、放電検出部として機能する。
【００３８】
本実施の形態の放電検出の仕組みを説明する。第１電極３と負荷１００との間に空気層がある場合、電源２の出力電圧を漸次大きくすると、ある大きさの電圧となったところで第１電極３と負荷１００との間の空気が絶縁破壊を起こし、インピーダンスＡが略ゼロになる。絶縁破壊が生じるまでは、インピーダンスＡすなわち空気のインピーダンスは極大値であるために、電流検出器７が検出して出力する電流値は略ゼロである。これに対し、絶縁破壊が生じると、放電が発生するとともに電流検出器７が検出して出力する電流値が増加する。放電が発生した状態では、検出される電流値＝印加電圧／インピーダンスＣであるため、インピーダンスＣのみによって検出される電流値が決定される。
【００３９】
他方、第１電極３と負荷１００との間に空気層がない場合、すなわち第１電極３と負荷１００とが接触している場合には、電流検出器７が検出して出力する電流値は、負荷１００のインピーダンスＣで決定される。ここで、第１電極３と負荷１００とが接触している状態で電源２の出力電圧を漸次大きくしていくと、ある出力電圧に至ったところで通電が生じるが、通電に至るまでは電流検出器７では電流が検出されない。これは、通電に至るまでは、負荷１００の表面のインピーダンスＣが極大であるためである。
【００４０】
図５は、印加電圧を上昇させた場合の検出電流の状態遷移を説明する図である。図５の上段に示す２つのグラフは、印加電圧と印加時間との関係を示す。図５の下段に示す２つのグラフは、電流検出器７の検出電流と印加時間との関係を示す。図５の左列（ａ）に示す２つのグラフは通電時のものであり、右列（ｂ）に示す２つのグラフは放電時のものである。
【００４１】
図５（ａ）に示すように、印加電圧を漸次大きくしていったときに、通電が発生して検出電流が電流閾値Ｓを超える電圧を、電圧Ｖ１とする。通電が発生するまでの間は、電流が検出されていない。図５（ｂ）に示すように、印加電圧を漸次大きくしていったときに、放電が発生して検出電流が電流閾値Ｓを超える電圧を、電圧Ｖ２とする。電圧Ｖ２の値は、電圧Ｖ１の値よりも大きい。
【００４２】
このように、放電が生じているか通電が生じているかによって、電流検出器７が検出する検出電流が電流閾値Ｓを超えたときの、電圧の値が、異なる。制御部５は、電流検出器７の検出電流が電流閾値Ｓを超えて増大側に変化したときの、電源２の印加電圧の値を、電圧閾値Ｕと比較する。そして制御部５は、印加電圧が電圧閾値Ｕを超えていれば、放電が発生していると判定する。印加電圧が電圧閾値Ｕを超えていなければ、制御部５は、放電が発生しておらず通電が発生していると判定する。
【００４３】
図６は、実施の形態２に係る高電圧発生装置１の高電圧の印加制御を説明するフローチャートである。まず、第１電極３に、電圧Ｖｘの初期値が印加される（ステップＳ１１）。次に、電流検出器７の検出電流の値が、電流閾値Ｓ以上であるか否かが判定される（ステップＳ１２）。
【００４４】
検出電流が電流閾値Ｓ以上でなければ（ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ１３において電圧Ｖｘの値が増加され、第１電極３に増加した電圧Ｖｘが印加される（ステップＳ１３）。検出電流が電流閾値Ｓ以上であれば（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、放電または通電が発生していると判定される（ステップＳ１４）。
【００４５】
次に、放電または通電が発生していると判定されたときの電圧Ｖｘの値が、電圧閾値Ｕ以上であるか否かが判定される（ステップＳ１５）。電圧Ｖｘの値が電圧閾値Ｕ以上であれば（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、時間Ｔａが設定され（ステップＳ１６）、時間Ｔａの間、電圧Ｖｘの現在値が第１電極３に印加される（ステップＳ１７）。すなわち、ステップＳ１５において電圧Ｖｘの値が電圧閾値Ｕ以上であれば、放電の発生を検出したと判定される。そして、そのときの電圧Ｖｘの値を維持した状態で、時間Ｔａの間、第１電極３に電圧が印加される。他方、電圧Ｖｘの値が電圧閾値Ｕ以上でなければ（ステップＳ１５：ＮＯ）、時間Ｔｂが設定され（ステップＳ１８）、時間Ｔｂの間、電圧Ｖｘの現在値が第１電極３に印加される（ステップＳ１９）。
【００４６】
ここで、時間Ｔａは時間Ｔｂよりも長い。放電が発生している場合には、放電を維持するために、検出電流が電流閾値Ｓ以上となったときの電圧Ｖｘの値が保たれ、電圧が印加される時間Ｔａは放電が発生していない場合よりも長くされる。放電が発生していない場合には、通電を維持するために、検出電流が電流閾値Ｓ以上となったときの電圧Ｖｘの値が保たれ、電圧が印加される時間は放電が発生している場合よりも短くされる。放電が発生しているか通電が発生しているかによって電圧を印加する時間を変更することによる作用は、実施の形態１で述べたとおりである。
【００４７】
以上のように本実施の形態によれば、検出された放電の有無が、電源２が印加する電圧の値および電圧を印加する時間の制御の条件として用いられることで、電圧の値および電圧を印加する時間を精度よく制御できる。このため、放電および通電の過不足が抑制され、負荷１００に与える衝撃波のばらつきを軽減させることができる。
【００４８】
また、本実施の形態によれば、放電と通電のいずれかが生じるまで負荷１００に印加する電圧を漸次大きくしていくので、負荷１００に過度な電圧を印加してしまうのを抑制できる。負荷１００に過度な電圧が印加されると、負荷１００すなわち食材の表面を傷めてしまうおそれがあるが、本実施の形態によればそのような不具合を回避することができる。
【００４９】
なお、実施の形態１で説明したのと同様に、放電の発生の有無に応じて電圧を印加する時間を変更することに代えて、電源２が印加する電圧の周波数を変更してもよい。本実施の形態においてこのような構成を採用しても、上述した作用効果を得ることができる。
【００５０】
実施の形態３．
本実施の形態では、実施の形態２で説明した放電検出処理の変形例を説明する。本実施の形態の高電圧発生装置１は、図４と同様の構成を備えている。本実施の形態では、実施の形態２との相違点を中心に説明する。
【００５１】
電源２は所定の周波数で電圧をパルス印加するため、電流検出器７が検出して出力する電流を時系列でみるとパルス状となる。ここで、実施の形態１で述べたように、第１電極３に電圧をパルス印加した場合、実際にはすべてのパルスにおいて放電が生じるわけではないため、負荷１００への単位時間あたりの電圧パルス印加回数は、通電時よりも少ない。例えば、電源２が２００Ｈｚの周波数で電圧を印加したとすると、放電の形成回数は２００回／秒未満となる。すなわち、放電が発生している場合には、電流検出器７がパルス電流を検出する回数は、２００回／秒未満となる。他方、通電時には、電源２が２００Ｈｚの周波数で電圧を印加したとすると、基本的には負荷１００には２００回／秒のパルス電流が流れる。すなわち、通電時には、電流検出器７がパルス電流を検出する回数は、２００回／秒となる。
【００５２】
そこで、本実施の形態の制御部５は、放電又は通電が発生していると判定した場合には、単位時間あたりに電流検出器７がパルス電流を検出する回数をカウントする。そして制御部５は、電流検出器７がパルス電流を検出した回数によって、放電であるか通電であるかを判定する。
【００５３】
図７は、実施の形態３に係る高電圧発生装置１の高電圧の印加制御を説明するフローチャートである。図７では、図６と同じ処理を行うステップについては、図６と同じ符号を付しており、図７において図６と異なるのは、ステップＳ１４ＡとＳ１５Ａである。
【００５４】
ステップＳ１４において、放電又は通電が発生していると判定されると、電流検出器７による単位時間あたりの電流の検出回数Ｎがカウントされる（ステップＳ１４Ａ）。次に、検出回数Ｎが閾値Ｒ以下であれば（ステップＳ１５Ａ：ＹＥＳ）、放電が発生していると判定されてステップＳ１６に進む。他方、検出回数Ｎが閾値Ｒ以下でなければ（ステップＳ１５Ａ：ＮＯ）、通電が発生していると判定されてステップＳ１８に進む。
【００５５】
本実施の形態によれば、放電の有無を検出して、放電の有無を電源２が印加する電圧の値および電圧を印加する時間の制御の条件として用いることで、電圧の値および電圧を印加する時間を精度よく制御できる。このため、放電および通電の過不足が抑制され、負荷１００に与える衝撃波のばらつきを軽減させることができる。
【００５６】
また、本実施の形態によれば、放電と通電のいずれかが生じるまで負荷１００に印加する電圧を漸次大きくしていくので、負荷１００に過度な電圧を印加してしまうのを抑制できる。負荷１００に過度な電圧が印加されると、負荷１００すなわち食材の表面を傷めてしまうおそれがあるが、本実施の形態によればそのような不具合を回避することができる。
【００５７】
実施の形態４．
本実施の形態の高電圧発生装置１は、負荷１００に電圧を印加したときの印加条件を記憶し、記憶した印加条件を次に電圧を印加するときの条件として使用できるようにしたものである。本実施の形態では、実施の形態１と組み合わせた場合の態様を、実施の形態１との相違点を中心に説明するが、本実施の形態は実施の形態２、３のいずれとも組み合わせ可能なものである。
【００５８】
図８は、実施の形態４に係る高電圧発生装置１の電気的および制御的な構成を説明する図である。本実施の形態の高電圧発生装置１は、実施の形態１で示した構成に加えて、メモリ２０と、表示装置２１と、入力装置２２とを備える。
【００５９】
メモリ２０は、読み書き可能な記憶装置であり、例えば、フラッシュメモリまたはＥＥＰＲＯＭである。表示装置２１は、少なくとも数字を含む文字を表示できる装置であり、例えば、７セグメントのＬＥＤまたは液晶表示装置である。入力装置２２は、表示装置２１に表示された印加条件のうちの一つの選択する装置である。入力装置２２はさらに、メモリ２０への記憶の実行指示および表示装置２１に表示された印加条件での電圧印加指示を入力する。入力装置２２は例えば、タッチパネル、キーボード、押しボタンである。制御部５は、入力装置２２からの入力に基づいて、電圧の印加条件を、メモリ２０に記憶させる。また制御部５は、メモリ２０から読み出した電圧の印加条件に関する情報を、表示装置２１に表示させる。
【００６０】
ここで、電圧の印加条件とは、電源２が印加する電圧の値を含む。さらに、印加条件として、電源２が電圧を印加する時間または電圧の周波数を含むことができる。さらに印加条件として、負荷１００の種類、量および大きさ、ならびに第１電極３および第２電極４の設置条件を含むことができる。第１電極３および第２電極４の設置条件は、たとえば、第１電極３と第２電極４との距離、または第１電極３と負荷１００との距離を含む。
【００６１】
高電圧発生装置１は、図３に示したフローチャートにしたがって、印加する電圧Ｖａまたは電圧Ｖｂを決定する（図３のステップＳ４、Ｓ６）。表示装置２１には、このときに印加された電圧Ｖａまたは電圧Ｖｂの値が表示される。使用者は、このときの電圧の印加条件が、負荷１００に所望の作用を与えるための印加条件として適正であると判断した場合、入力装置２２を用いてその電圧Ｖａまたは電圧Ｖｂを記憶する指示を入力する。入力装置２２からの入力を受けた制御部５は、電圧Ｖａまたは電圧Ｖｂを、メモリ２０に記憶させる。このとき、入力装置２２が、負荷１００の種類、量および大きさ、ならびに第１電極３および第２電極４の設置条件の入力を受け付けてもよい。このような入力を受け付けた場合には、制御部５は、入力された情報を電圧の値と関連づけてメモリ２０に記憶させる。
【００６２】
次回に負荷１００に電圧を印加させる場合には、高電圧発生装置１の表示装置２１は、メモリ２０に記憶された印加条件を表示する。使用者は、表示装置２１に表示された印加条件で電圧を印加したい場合には、入力装置２２を用いて電圧印加指示を入力する。入力装置２２からの入力を受けた制御部５は、指示された電圧印加条件、すなわち電圧の値で電圧を印加するよう電源２を制御する。メモリ２０に複数種類の印加条件を記憶させるとともに、表示装置２１にその複数種類の印加条件を表示させ、入力装置２２によって複数の印加条件のうちのいずれかを選択するようにしてもよい。
【００６３】
このように本実施の形態によれば、メモリ２０に記憶された印加条件で電圧を印加する場合には、図３に示した印加する電圧の値の決定処理を行わなくてよい。図３の処理では、負荷１００に印加する電圧を電圧Ｖａと電圧Ｖｂのいずれかに決定するまでの間にも、負荷１００に電圧が印加されているが、本実施の形態によれば放電または通電の維持のための電圧の値を決定するために電圧を負荷１００に印加しなくてよい。したがって、負荷１００への電圧印加時間を短縮できる。このため、負荷１００への過度な電圧印加を抑制できる。
【００６４】
実施の形態５．
本実施の形態では、実施の形態１〜４で示した高電圧発生装置１を、調理器に適用した例を説明する。
【００６５】
図９は、実施の形態５に係る調理器４０の概略構成図である。図９に例示する調理器４０は、実施の形態１の高電圧発生装置１に、加熱装置３０を設けたものである。加熱装置３０は、容器状の第２電極４又はこの容器状の第２電極４内の負荷１００を加熱する。加熱装置３０は、たとえば電気ヒータ、または誘導加熱コイルを採用することができる。加熱装置３０は、制御部５によって動作が制御される。さらに好ましくは、容器状の第２電極４の上部開口を覆う蓋を設ける。
【００６６】
また、第２電極４を容器状にせず、第２電極４とは別に負荷１００を収容する容器を設けてもよい。この場合、第２電極４を容器と接触させて配置し、加熱装置３０は容器又は容器内の負荷１００を加熱する。さらに好ましくは、容器の上部開口を覆う蓋を設ける。
【００６７】
本実施の形態によれば、負荷１００に対して電圧を印加した後に、加熱装置３０を用いて第２電極４又は負荷１００を加熱することができる。負荷１００が豆である場合、電圧を印加することで吸水性が向上するため、加熱するときあるいは加熱前に加える液体の豆への浸透速度が速まり、加熱時間を短縮することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１  高電圧発生装置、２  電源、３  第１電極、４  第２電極、５  制御部、６  スイッチ、７  電流検出器、１０  放電検出部、２０  メモリ、２１  表示装置、２２  入力装置、３０  加熱装置、４０  調理器、１００  負荷。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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