(57)【要約】【目的】加熱室内の被加熱物の有無を正確に判断し、被加熱物を適切に加熱するとともに、無負荷状態での加熱を回避して構成部品の劣化・損傷を防止することができる調理器を提供する。【構成】調理器１は、マグネトロン１５ｂを駆動して加熱室内の被加熱物をマイクロ波加熱する際に、マグネトロン１５ｂの温度をサーミスタ２９で検出し、加熱室内の湿度を湿度センサ３７で検出する。制御部３８は、サーミスタ２９による検出温度と湿度センサ３７による検出湿度とに基づいて、加熱室内の被加熱物の有無を判断する。たとえば制御部３８は、サーミスタ２９の検出温度ｔが設定温度ｔ０以上であり、湿度センサ３７の出力電圧値が加熱開始から所定時間経過してもほとんど変化しないときに、加熱室内に被加熱物がないと判断してマイクロ波加熱を停止する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物が収納される加熱室と、該加熱室にマイクロ波を供給するマグネトロンと、該マグネトロンを冷却するための冷却風を供給する冷却ファンと、前記マグネトロンの温度を検出する温度検出素子と、前記加熱室内の湿度を検出する湿度検出素子と、前記温度検出素子および前記湿度検出素子の各検出値に基づいて、前記加熱室内の被加熱物の有無を判断し、加熱室内に被加熱物がないと判断したときに前記マグネトロンによるマイクロ波加熱を停止させる制御手段とを備えることを特徴とする調理器。
【請求項２】
請求項１に記載の調理器において、前記制御手段は、加熱開始から所定時間経過以後における加熱開始時を基準とした湿度増加量が所定の基準量未満であること、検出温度が所定の基準温度以上であること、加熱開始から予め定められた平均加熱時間が経過していることの３つの条件を満足しているときに、マイクロ波加熱を停止することを特徴とする調理器。
【請求項３】
請求項２に記載の調理器において、前記制御手段は、加熱開始から所定時間経過するまでの間に加熱室内の湿度を検出し、検出した湿度が予め定められた初期値以上である場合は、該初期値を基準湿度とし、検出した湿度が前記初期値未満である場合は、検出した湿度を基準湿度とし、所定時間経過以後における検出湿度と前記基準湿度との差を計算して湿度増加量を求めることを特徴とする調理器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の調理器において、前記制御手段は、加熱室内に被加熱物がないと判断してマイクロ波加熱を停止した後に、エラーメッセージを出力することを特徴とする調理器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の調理器において、前記湿度検出素子は、サーミスタを２つ用いた抵抗素子タイプの湿度センサであり、一方のサーミスタが密閉空間内に配置されて構成されていることを特徴とする調理器。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の調理器において、前記湿度検出素子は、前記加熱室内の空気を外部に排気する排気ダクト付近に取り付けられることを特徴とする調理器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の調理器において、前記温度検出素子は、前記マグネトロンのアノード部分に近接または接触する位置に取り付けられることを特徴とする調理器。
【請求項８】
請求項７に記載の調理器において、前記温度検出素子は、前記冷却ファンからの冷却風が直接吹き付けることがない位置に取り付けられることを特徴とする調理器。
【請求項９】
請求項８に記載の調理器において、前記温度検出素子は、前記冷却風の風下側に位置する前記マグネトロンの冷却フィンに取り付けられることを特徴とする調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱室内に収納された被加熱物をマイクロ波によって加熱する調理器であって、加熱室内に被加熱物がないいわゆる無負荷状態でマイクロ波加熱を実行したときに生じ得る損傷を防止するための保護機能を備えた調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マグネトロンを備えた調理器は、マグネトロンを発振させてマイクロ波を加熱室内に供給し、加熱室内の被加熱物を加熱調理している。この調理器では、加熱室内に被加熱物がない無負荷状態でマイクロ波加熱を実行すると、加熱室内で消費されないマイクロ波がマグネトロンに大量に戻ることによってマグネトロンの温度が上昇して劣化・破損したり、加熱室内に設置されているトレイの一部分にマイクロ波が集中することによってその部分のみが加熱されて破損したり、加熱室内の樹脂部品が溶融して損傷したりする場合がある。
【０００３】
そこで、加熱室内に被加熱物がない無負荷状態でマイクロ波加熱を実行したときに生じ得る損傷を防止するための保護機能を備えた調理器が開発されている。このような保護機能を備えた調理器は、たとえば特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されている調理器では、マグネトロンの冷却フィンに温度検知素子を取り付けてマグネトロンの温度を検知し、マグネトロンの異常温度上昇を検知したときに、加熱室内に被加熱物がないと判断してマグネトロンの発振を停止し、調理器の損傷を防止している。
【０００４】
図７は、従来の調理器における無負荷状態検知処理を説明するためのフローチャートである。ステップｂ１でユーザが操作部のコントロール・キーを操作して加熱時間Ｔａ（秒）を入力し、ステップｂ２でユーザが操作部のスタート・キーを押すと、マイクロ波加熱が開始される。ステップｂ３では、調理器の制御部はフラグＦｔを０に設定する。フラグＦｔは、マグネトロンに取り付けられた温度検出素子であるサーミスタの測定温度が設定温度以上であるか否かを示すフラグであり、測定温度が設定温度未満である場合は０に設定され、測定温度が設定温度以上である場合は１に設定される。
【０００５】
続くステップｂ４では、制御部は経過時間Ｔ（秒）を測定し、ステップｂ５で、Ｔ＜Ｔａであるか否かが判断される。経過時間Ｔが加熱時間Ｔａに達していない場合は、ステップｂ６に進み、フラグＦｔ＝０であるか否かが判断される。フラグＦｔ＝０である場合は、ステップｂ７に進み、サーミスタの温度ｔ（℃）を測定する。
【０００６】
続くステップｂ８では、測定温度ｔ≧サーミスタ設定温度ｔ０であるか否かが判断される。測定温度ｔがサーミスタ設定温度ｔ０未満である場合は、ステップｂ４に戻り、ステップｂ４〜ｂ７の処理を繰り返す。一方、ステップｂ８で、測定温度ｔがサーミスタ設定温度ｔ０以上である場合は、ステップｂ９に進み、フラグＦｔが１に設定される。
【０００７】
続くステップｂ１０では、経過時間Ｔ≧１２０であるか否かが判断される。経過時間Ｔが１２０秒未満である場合は、ステップｂ４に戻り、ステップｂ４〜ｂ９の処理を繰り返す。なお、ステップｂ６で、フラグＦｔ＝０でない場合、すなわちフラグＦｔ＝１である場合は、サーミスタの温度測定等を行うことなく、ステップｂ１０に進む。
【０００８】
一方、ステップｂ１０で、経過時間Ｔが１２０秒以上である場合は、ステップｂ１１に進み、制御部は加熱室内に被加熱物がないと判断して加熱を停止し、続くステップｂ１２では操作パネルの表示部にエラーメッセージを表示して処理を終了する。すなわち、加熱開始から１２０秒経過する前にフラグＦｔ＝１（測定温度ｔがサーミスタ設定温度ｔ０以上）になったときは、１２０秒経過するまでマイクロ波加熱が継続され、加熱開始から１２０秒経過した後にフラグＦｔ＝１になったときは、その時点でマイクロ波加熱が停止される。
【０００９】
なお、ステップｂ５において、経過時間Ｔが加熱時間Ｔａ以上になった場合は、ユーザが設定した加熱時間Ｔａのマイクロ波加熱が終了した場合であるので、ステップｂ１３に進み、加熱を停止して処理を終了する。
【特許文献１】特許第２８２３３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
保護機能を備えた調理器では、調理器の使用状態によっては、加熱室内に被加熱物があるときでも、サーミスタの測定温度が設定温度を超える異常温度上昇が検知されて被加熱物がないと判断され、マグネトロンの発振が停止してしまい、被加熱物の加熱が不足する場合がある。
【００１１】
たとえば、食品を煮込むような加熱調理を行う場合、加熱時間が比較的長時間になり、食品内の水分が比較的大量に蒸発する。このとき、調理器のオーブン・インピーダンスが食品の水分の蒸発とともに大きく変化し、この変化に起因してマグネトロンのアノード温度が急上昇し、異常温度上昇が検知される場合がある。このような現象は、冷凍食品を解凍してさらに加熱調理するときにも起こる場合がある。
【００１２】
また、コンビニエンスストアや飲食店などで使用される業務用の調理器では、食品を煮込むような加熱調理や冷凍食品の解凍・加熱調理などを複数回連続して行うことがある。このとき、加熱調理終了後、マグネトロンの温度が充分に低下する前に次の加熱調理を行うことになるので、マグネトロンの温度が徐々に上昇し、最終的にサーミスタの測定温度が設定温度を超えてしまい、異常温度上昇として検知されてしまう場合がある。
【００１３】
さらに、業務用の調理器は、設置スペースの関係で２段に積み重ねて使用されることがある。この状態で上下の調理器を同時に動作させると、上側の調理器の存在で下側の調理器の冷却風路が複雑になるので、下側の調理器から放出された熱が上側の調理器に影響し、上側の調理器で異常温度上昇が起こりやすい。
【００１４】
上述したような加熱室内に被加熱物があるにもかかわらず加熱が停止してしまう誤動作を防止する対策として、加熱室内に被加熱物がないと判断する基準温度、すなわちサーミスタの設定温度を高めに設定することが考えられる。しかしながら、この対策では、マグネトロンのアノード部分温度のばらつきなどが原因で、被加熱物が加熱室内にない無負荷状態であるにもかかわらず、サーミスタの測定温度が設定温度に達することなく、設定された加熱時間が終了するまでマイクロ波加熱を続けてしまい、調理器の一部が損傷してしまう可能性がある。これは、出力が大きい業務用の調理器で発生する可能性が高い。
【００１５】
本発明は、このような従来技術における問題点に着目してなされたものであって、加熱室内の被加熱物の有無を正確に判断し、被加熱物を適切に加熱するとともに、無負荷状態での加熱を回避して構成部品の劣化・損傷を防止することができる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】
【００１６】
本発明に係る調理器は、被加熱物が収納される加熱室と、該加熱室にマイクロ波を供給するマグネトロンと、該マグネトロンを冷却するための冷却風を供給する冷却ファンと、前記マグネトロンの温度を検出する温度検出素子と、前記加熱室内の湿度を検出する湿度検出素子と、前記温度検出素子および前記湿度検出素子の各検出値に基づいて、前記加熱室内の被加熱物の有無を判断し、加熱室内に被加熱物がないと判断したときに前記マグネトロンによるマイクロ波加熱を停止させる制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
また上記調理器において、前記制御手段は、加熱開始から所定時間経過以後における加熱開始時を基準とした湿度増加量が所定の基準量未満であること、検出温度が所定の基準温度以上であること、加熱開始から予め定められた平均加熱時間が経過していることの３つの条件を満足しているときに、マイクロ波加熱を停止することを特徴とする。
【００１８】
また上記調理器において、前記制御手段は、加熱開始から所定時間経過するまでの間に加熱室内の湿度を検出し、検出した湿度が予め定められた初期値以上である場合は、該初期値を基準湿度とし、検出した湿度が前記初期値未満である場合は、検出した湿度を基準湿度とし、所定時間経過以後における検出湿度と前記基準湿度との差を計算して湿度増加量を求めることを特徴とする。
【００１９】
また上記調理器において、前記制御手段は、加熱室内に被加熱物がないと判断してマイクロ波加熱を停止した後に、エラーメッセージを出力することを特徴とする。
【００２０】
また上記調理器において、前記湿度検出素子は、サーミスタを２つ用いた抵抗素子タイプの湿度センサであり、一方のサーミスタが密閉空間内に配置されて構成されていることを特徴とする。
【００２１】
また上記調理器において、前記湿度検出素子は、前記加熱室内の空気を外部に排気する排気ダクト付近に取り付けられることを特徴とする。
【００２２】
また上記調理器において、前記温度検出素子は、前記マグネトロンのアノード部分に近接または接触する位置に取り付けられることを特徴とする。
【００２３】
また上記調理器において、前記温度検出素子は、前記冷却ファンからの冷却風が直接吹き付けることがない位置に取り付けられることを特徴とする。
【００２４】
また上記調理器において、前記温度検出素子は、前記冷却風の風下側に位置する前記マグネトロンの冷却フィンに取り付けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の調理器によれば、温度検出素子の検出値であるマグネトロンの温度と、湿度検出素子の検出値である加熱室内の湿度とに基づいて、加熱室内の被加熱物の有無が判断される。たとえば、被加熱物を加熱すると被加熱物からは水分が蒸発するので、加熱室内に被加熱物がある状態でマイクロ波加熱を行えば、加熱室内の湿度は増加することになる。このことから、加熱室内の湿度が増加しないときは、加熱室内に被加熱物がないと判断することができる。また、加熱室内に被加熱物がない状態でマイクロ波加熱を行うと、加熱室内で消費されなかったマイクロ波が大量にマグネトロンに戻り、マグネトロンの温度は急激に上昇する。このことから、マグネトロンの温度が異常に上昇しているときは、加熱室内に被加熱物がないと判断することができる。
【００２６】
このように本発明では、マグネトロンの温度と加熱室内の湿度とに基づいて加熱室内の被加熱物の有無を判断するので、従来のようにマグネトロンの温度のみで判断する場合に比べて、より正確に加熱室内の被加熱物の有無を判断することができる。したがって、従来のように加熱室内に被加熱物があるにもかかわらず加熱が途中で停止してしまうことを防止することができ、被加熱物を適切に加熱調理することができる。また、加熱室内に被加熱物がないと判断したときは、加熱を停止することによって、マグネトロンの損傷や劣化、加熱室内の樹脂部品の溶融による変形やトレイの赤熱による破損などのような調理器の破損を防止することができる。
【００２７】
また本発明の調理器によれば、加熱開始から所定時間経過以後における加熱開始時を基準とした湿度増加量が所定の基準量未満であること、検出温度が所定の基準温度以上であること、加熱開始から予め定められた平均加熱時間が経過していることの３つの条件を満足しているときに、マイクロ波加熱が停止される。
【００２８】
まず、加熱開始から所定時間経過以後における加熱開始時を基準とした湿度増加量が所定の基準量未満であることを条件の１つとしたのは、加熱開始から所定時間経過するまでは被加熱物からは水分がほとんど蒸発しないからである。また、検出温度が所定の基準温度以上であることを条件の１つとしたのは、加熱室内に被加熱物がない状態でマイクロ波加熱を行うとマグネトロンの温度が、所定の基準温度以上に上昇するからである。所定の基準温度は、たとえば被加熱物が加熱室内にある状態での正常なマイクロ波加熱の際のマグネトロンの温度よりも高い値に設定される。
【００２９】
さらに、加熱開始から予め定められた平均加熱時間が経過していることを条件の１つとしたのは、マグネトロンの温度と加熱室内の湿度増加量とに基づいて被加熱物の有無を判断した際に誤判断が生じたときでも、被加熱物を加熱できるようにするためである。すなわち、マグネトロンの温度は調理器の使用状態によって大きく変動する場合があり、また加熱室内の湿度は被加熱物の種類や状態によってはほとんど増加しない場合がある。そのため、加熱室内に被加熱物があるときでも、被加熱物がないと判断してしまう場合がおこり得る。この場合にマイクロ波加熱を直ちに停止してしまうと、被加熱物が充分に加熱されないことになるので、改めて被加熱物を加熱する必要があり、手間がかかる。そこで、本発明では、予め定められた平均加熱時間だけは被加熱物を加熱するようにした。これによって、被加熱物が加熱不足になることを防止し、充分な加熱調理を行うことができる。
【００３０】
また本発明の調理器によれば、湿度増加量を求める際の基準となる基準湿度を正確に設定することができる。これによって、加熱室内の湿度増加量の検出精度が向上し、加熱室内の被加熱物の有無をより正確に判断できるようになる。
【００３１】
また本発明の調理器によれば、加熱室内に被加熱物がないと判断されてマイクロ波加熱が停止されたときは、エラーメッセージが出力される。これによって、調理器のユーザは、エラーメッセージを確認して適切な対応をとることができる。たとえば、加熱室内に被加熱物がなかった場合は、ユーザが被加熱物を入れ忘れたと考えられるので、改めて被加熱物を加熱室内に入れて加熱を行えばよい。また、加熱室内に被加熱物があった場合は、加熱が複数回連続して行われたと考えられるので、調理器をしばらく休ませてから使用するようにすればよい。このとき、加熱室内にあった被加熱物の加熱が充分ではなかったときは、その被加熱物を再度加熱するようにすればよい。
【００３２】
また本発明の調理器によれば、湿度検出素子は、サーミスタを２つ用いた抵抗素子タイプの湿度センサであり、一方のサーミスタが密閉空間内に配置されて構成されており、乾湿式湿度計と同じ原理で湿度を検出する。サーミスタを２つ用いた抵抗素子タイプの湿度センサは、比較的安価であるので、調理器の製造コストを低減することができる。
【００３３】
また本発明の調理器によれば、加熱室内の空気を外部に排気する排気ダクト付近に湿度検出素子が取り付けられるので、加熱室内の湿度を正確に検出することができる。
【００３４】
また本発明の調理器によれば、マグネトロンのアノード部分に近接または接触する位置に温度検出素子が取り付けられるので、マグネトロンの温度を正確に検出することができる。
【００３５】
また本発明の調理器によれば、冷却風が直接吹き付けることがない位置に温度検出素子が取り付けられるので、冷却風の影響を受けることなく、マグネトロンの温度を正確に検出することができる。
【００３６】
また本発明の調理器によれば、冷却風の風下に位置するマグネトロンの冷却フィンに温度検出素子が取り付けられるので、冷却風の影響を受けることなく、マグネトロンの温度を正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
図１は、本発明の一実施形態である調理器１の基本的な電気的構成を示すブロック図であり、図２は調理器１の外観を示す斜視図であり、図３は調理器１の概略的構成を示す断面図であり、図４は図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た調理器１の断面図である。
【００３８】
調理器１は、図２に示されるように、略直方体のケーシング２内に加熱室３を有し、調理器１の前面部には、加熱室３を開放・密閉する開閉可能なドア４が設けられている。また、ドア４の右側には操作部５が設けられており、操作部５は表示部６とキー入力部７とを備えている。
【００３９】
加熱室３は、天面にあたるキャビティ天面板８と、底面にあたるキャビティ底面板９と、後面にあたるキャビティ後面板１０と、左側面にあたるキャビティ左側面板１１と、右側面にあたるキャビティ右側面板１２とをケーシング２内に設置して構成されている。ケーシング２は、略平板状の底板１３と略直方体状のフレーム１４とで構成されている。キャビティ後面板１０とケーシング２の背面部との間には、空間が形成されており、この空間内すなわち加熱室３の背後側に、加熱手段であるマグネトロン１５ａ，１５ｂが配置されている。
【００４０】
マグネトロン１５ａは、加熱室３の天面にあたるキャビティ天面板８に取り付けられ、マグネトロン１５ｂは、加熱室３の底面にあたるキャビティ底面板９に取り付けられている。また、キャビティ天面板８とキャビティ底面板９とには、それぞれ導波管１６ａ，１６ｂが設けられている。マグネトロン１５ａ，１５ｂは、導波管１６ａ，１６ｂの一方端側にマイクロ波の出力部が位置するように取り付けられており、導波管１６ａ，１６ｂの他端は、キャビティ天面板８に形成された給電開口１７ａとキャビティ底面板９に形成された給電開口１７ｂとにそれぞれ連通している。この構成によって、マグネトロン１５ａ，１５ｂからのマイクロ波は導波管１６ａ，１６ｂを通って加熱室３に供給される。
【００４１】
また、キャビティ天面板８とキャビティ底面板９とには、給電開口１７ａ，１７ｂの近傍に、電波攪拌羽根１８ａ，１８ｂが回転自在に取り付けられている。電波攪拌羽根１８ａ，１８ｂは、ギャードモータ１９ａ，１９ｂの各回転軸に固定ピン２０ａ，２０ｂによって固定されており、ギャードモータ１９ａ，１９ｂによって回転駆動される。電波攪拌羽根１８ａ，１８ｂの回転によって、給電開口１７ａ，１７ｂからのマイクロ波が攪拌される。
【００４２】
さらに、キャビティ天面板８には、庫内側排気ダクト２１と庫外排気ダクト２２とが取り付けられている。庫内側排気ダクト２１と庫外排気ダクト２２とは接続されており、庫内側排気ダクト２１の開口は、加熱室３に連通しており、庫外排気ダクト２２の開口は、ケーシング２外部の空間に連通している。この構成によって、加熱室３内の水蒸気を含んだ空気を調理器１の外部に排気することができる。
【００４３】
加熱室３の天面側には、電波攪拌羽根１８ａを覆うように保護カバー２３が設けられている。保護カバー２３は、マイクロ波を透過する材料で形成されている。また、加熱室３の底面側には、電波攪拌羽根１８ｂを覆うようにトレイ２４が設けられている。トレイ２４は、マイクロ波を透過する材料たとえばセラミック材料で形成されている。トレイ２４の上面には、被加熱物２５が載置される。図３では、被加熱物２５は皿などに載せられた状態でトレイ２４の上面に載置されている。
【００４４】
加熱室３の背後の空間内であって、ケーシング２の底板１３には、図４に示されているように、高圧トランス２６ａ，２６ｂが取り付けられている。高圧トランス２６ａ，２６ｂは、マグネトロン１５ａ，１５ｂにそれぞれ高電圧を供給する。また、加熱室３の背後の空間内であって、キャビティ天面板８には、冷却ファン２７ａ，２７ｂが取り付けられている。冷却ファン２７ａとマグネトロン１５ａとの間には、ダクト２８ａが設けられており、冷却ファン２７ｂとマグネトロン１５ｂとの間には、ダクト２８ｂが設けられている。冷却ファン２７ａ，２７ｂからの冷却風は、ダクト２８ａ，２８ｂを通ってマグネトロン１５ａ，１５ｂに供給され、これによってマグネトロン１５ａ，１５ｂは冷却される。なお、冷却ファン２７ａ，２７ｂからの冷却風を加熱室３内に送ることによって、加熱室３内の空気は庫内側排気ダクト２１と庫外排気ダクト２２とを通って外部に排気される。この排気動作は、被加熱物２５の加熱中に行われる。
【００４５】
マグネトロン１５ｂには、温度検出素子であるサーミスタ２９が取り付けられている。図５は、マグネトロン１５ｂの形状を示す図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）の切断面線ｂ−ｂから見た断面図である。マグネトロン１５ｂは、図５（ａ）に示すように、共振空洞を有するアノード３０と、アノード３０の両端部に設けられたドーナツ状の永久磁石３１と、アノード３０内の電子作用空間に磁界を生じさせる磁気回路を形成するヨーク３２と、マイクロ波出力アンテナ３３と、アノード冷却フィン３４と、陰極部に設けられたフィルターボックス３５と、カソード接続端子３６とを備えて構成されている。
【００４６】
サーミスタ２９は、図５（ｂ）に示すように、アノード３０部分に接触または近接するように冷却フィン３４に取り付けられている。サーミスタ２９は、温度変化に伴って抵抗値が変化する抵抗素子であり、検出温度が１００℃の時は６３．２６ｋオームであり、２００℃の時は４ｋオームである。なお、サーミスタ２９は、冷却風が直接吹き付けることがない位置、たとえば冷却風の風下に位置するマグネトロン１５ｂの冷却フィン３４に取り付けるのが好ましい。
【００４７】
また、庫外排気ダクト２２には、湿度検出素子である湿度センサ３７が設けられている。湿度センサ３７は、サーミスタを２つ用いた抵抗素子タイプであり、一方のサーミスタが密閉空間内に配置されて構成されており、乾湿式湿度計と同じ原理で湿度を検出する。すなわち、密閉空間内に配置されたサーミスタの検出温度を乾球温度とし、検出対象である加熱室３の空気にさらされている他方のサーミスタの検出温度を湿球温度とし、乾球温度と湿球温度とに基づいて、加熱室３内の空気の湿度が求められる。本実施形態では、マイクロ波加熱前の湿度センサ３７の出力電圧は、１〜１．５Ｖ程度であり、１リットルの水が９０℃に加熱された時の湿度センサ３７の出力電圧の増加量は、２．５Ｖ程度である。
【００４８】
マグネトロン１５ｂは、図１に示すように、高圧トランス２６ｂを介して供給される駆動電圧によって駆動される。なお、マグネトロン１５ａは、高圧トランス２６ａを介して供給される駆動電圧によって駆動されるが、駆動のための回路構成はマグネトロン１５ｂと同じであるので、図１ではマグネトロン１５ｂについて説明する。
【００４９】
マグネトロン１５ｂのカソードＭＫの２つの端子は、高圧トランス２６ｂのヒータ巻線ＴＨの２つの端子にそれぞれ接続され、マグネトロン１５ｂのアノードＭＡは接地されている。また、マグネトロン１５ｂのカソードＭＫの一方端子は、高圧コンデンサＣの一方端子に接続されるとともに、高圧ダイオードＤのアノードに接続される。高圧コンデンサＣの他方端子は、高圧トランス１８ｂの二次巻線Ｔ２の一方端子に接続され、高圧トランス２６ｂの二次巻線Ｔ２の他方端子は接地されている。また、高圧ダイオードＤのカソードは、接地されている。高圧コンデンサＣと高圧ダイオードＤとは、半波倍電圧整流回路ＲＣを構成している。
【００５０】
高圧トランス２６ｂの一次巻線Ｔ１の一方端子は、マグネトロン駆動制御用リレーＲの一方端子に接続され、マグネトロン駆動制御用リレーＲの他方端子は、第１のドアスイッチＤＳ１を介して交流電源Ｖの一方端子に接続されている。マグネトロン駆動制御用リレーＲの制御端子には、制御部３８からの制御信号が入力される。一方、高圧トランス２６ｂの一次巻線Ｔ１の他方端子は、第２のドアスイッチＤＳ２を介して交流電源Ｖの他方端子に接続されている。さらに、高圧トランス２６ｂの一次巻線Ｔ１の他方端子とマグネトロン駆動制御用リレーＲの他方端子との間には、モニタースイッチＭＳが介挿されている。
【００５１】
２つのドアスイッチＤＳ１，ＤＳ２は、ドア４の開閉に連動してオン／オフするスイッチであり、ドア開時はオフとされ、ドア閉時はオンとされる。また、モニタースイッチＭＳも、ドア４の開閉に連動してオン／オフするスイッチであるが、ドアスイッチＤＳ１，ＤＳ２とは逆で、ドア開時はオンとされ、ドア閉時はオフとされる。なお、ドア閉時は、モニタースイッチＭＳがオフしてからドアスイッチＤＳ１，ＤＳ２がオンとなり、ドア開時は、ドアスイッチＤＳ１，ＤＳ２がオフしてからモニタースイッチＭＳがオンとなるように構成されている。
【００５２】
ドア４を閉じると、モニタースイッチＭＳがオフとなり、その後２つのドアスイッチＤＳ１，ＤＳ２がオンとなる。この状態で、マグネトロン駆動制御用リレーＲをオンとすると、交流電源Ｖからの交流電圧が高圧トランス２６ｂの一次巻線Ｔ１に供給される。これによって、高圧トランス２６ｂでは、ヒータ巻線ＴＨにはマグネトロン１５ｂのカソードＭＫに適した交流電圧が誘起し、二次巻線Ｔ２にはマグネトロン１５ｂの発振に適した交流電圧が誘起する。そして、高圧トランス２６ｂのヒータ巻線ＴＨに誘起された交流電圧は、マグネトロン１５ｂのカソードＭＫに供給され、これによってマグネトロン１５ｂが加熱される。また、高圧トランス２６ｂの二次巻線Ｔ２に誘起した交流電圧は、半波倍電圧整流回路ＲＣによって整流され、整流された高電圧がマグネトロン１５ｂのカソードＭＫの一方端子に供給される。これによって、マグネトロン１５ｂが発振動作を開始する。マグネトロン１５ｂの発振動作によってマイクロ波が出力され、出力されたマイクロ波は加熱室３に供給され、加熱室３内の被加熱物２５が加熱される。
【００５３】
一方、ドア４を開けると、２つのドアスイッチＤＳ１，ＤＳ２がオフとなり、その後モニタースイッチＭＳがオンとなる。この状態では、マグネトロン駆動制御用リレーＲがオンになったとしても、交流電源Ｖからの交流電圧は高圧トランス２６ｂの一次巻線Ｔ１には供給されず、マグネトロン１５ｂは動作しない。
【００５４】
モニタースイッチＭＳは、ドアスイッチＤＳ１，ＤＳ２の接点が加熱によって溶着し、ドア４を開けてもドアスイッチＤＳ１，ＤＳ２がオンのままになった場合のマグネトロン１５ｂの誤動作を防止するために設けられている。すなわち、モニタースイッチＭＳはドア４を開けたときにオンとなるように構成されているので、仮にドアスイッチＤＳ１，ＤＳ２が接点の溶着によってオンのままになった場合でも、モニタースイッチＭＳがオンであるので交流電源Ｖに対して短絡回路が形成され、高圧トランス２６ｂの一次巻線Ｔ１には交流電源Ｖからの交流電圧は供給されず、マグネトロン１５ｂが動作することはない。これによって、ドア４が開いた状態でマグネトロン１５ｂが動作して調理器１の外部にマイクロ波が漏洩することを防止することができる。
【００５５】
また、制御部３８には、キー入力部７、サーミスタ２９、湿度センサ３７からの各出力信号が与えられる。制御部３８は、キー入力部７、サーミスタ２９、湿度センサ３７からの各出力信号などに基づいて、調理器１の動作、たとえば表示部６やマグネトロン駆動制御用リレーＲの動作を制御する。制御部３８は、たとえばマイクロコンピュータで構成され、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）、ＲＯＭ（Read Only Memory：読出し専用メモリ）、ＲＡＭ（Random Access Memory：ランダムアクセスメモリ）などを備えて構成される。
【００５６】
調理器１では、サーミスタ２９の検出値であるマグネトロン１５ｂの温度と、湿度センサ３７の検出値である加熱室３内の湿度とに基づいて、加熱室３内の被加熱物２５の有無が判断される。一般的に、食品などの被加熱物２５を加熱すると被加熱物２５からは水分が蒸発するので、加熱室３内に被加熱物２５がある状態でマイクロ波加熱を行えば、加熱室３内の湿度は増加することになる。このことから、加熱室３内の湿度が増加しないときは、加熱室３内に被加熱物２５がないと判断することができる。
【００５７】
ここで、本件発明者は、被加熱物からの水蒸気の発生状況について実験を行った。被加熱物としては、コンビニエンスストアで販売されている「豚焼肉丼」を使用した。実験内容は、「豚焼肉丼」の容器に蓋をしてさらに全体をラップで被った状態Ａ１、「豚焼肉丼」の容器に蓋をしただけの状態Ａ２、「豚焼肉丼」の容器からラップと蓋をとった状態Ａ３の３つの状態で調理器１を用いて加熱を行い、湿度センサ３７の初期出力電圧Ｅｍｉｎと、加熱後の出力電圧Ｅとを測定し、出力電圧Ｅ−初期出力電圧Ｅｍｉｎ≧０．５（Ｖ）となる加熱時間をそれぞれ求めた。結果は、状態Ａ１のときは１分６秒であり、状態Ａ２のときは４４秒であり、状態Ａ３のときは１９秒であった。
【００５８】
食品を入れた容器に蓋をし、さらに全体をラップで被った状態で加熱する場合が、最も水蒸気が発生しにくい場合である。この場合でもたとえば「豚焼肉丼」については、加熱開始から１分６秒経過すれば、検出湿度（出力電圧）Ｅ−検出湿度の最低値（初期出力電圧）Ｅｍｉｎ≧０．５となり、水蒸気が発生したと判断できる。また、食品を入れた容器に蓋をした状態で加熱した場合でも、加熱開始から４４秒経過すれば、Ｅ−Ｅｍｉｎ≧０．５となって水蒸気が発生したと判断できる。さらに、他の食品についても、「豚焼肉丼」と同様のことが確認された。このことから、湿度を加熱室３内の被加熱物２５の有無の判断に利用することができる。
【００５９】
また、加熱室３内に被加熱物２５がない状態でマイクロ波加熱を行うと、加熱室３内で消費されなかったマイクロ波が大量にマグネトロン１５ａ，１５ｂに戻り、マグネトロン１５ａ，１５ｂの温度は急激に上昇する。このことから、マグネトロン１５ａ，１５ｂの温度が異常に上昇しているときは、加熱室３内に被加熱物２５がないと判断することができる。以下、調理器１の制御動作の一例を説明する。
【００６０】
図６は、調理器１の制御動作を説明するためのフローチャートである。ステップａ１でユーザがキー入力部７のコントロール・キーを操作して加熱時間Ｔａ（秒）を入力し、ステップａ２でユーザがキー入力部７のスタート・キーを押すとマイクロ波加熱が開始する。
【００６１】
ステップａ３では、フラグＦｔが０に設定され、ステップａ４では、フラグＦｅが１に設定され、ステップａ５では、湿度センサ３７の出力電圧の初期値Ｅｍｉｎがたとえば１００（Ｖ）に設定される。
【００６２】
ステップａ６では、制御部３８はマイクロ波加熱の開始からの経過時間Ｔ（秒）を測定し、ステップａ７では、経過時間Ｔ＜加熱時間Ｔａであるか否かが判断される。経過時間Ｔが加熱時間Ｔａに達していない場合は、ステップａ８に進み、制御部３８は湿度センサ３７の出力電圧Ｅ（Ｖ）を測定する。
【００６３】
ステップａ９では、経過時間Ｔ＞８であるか否かが判断される。経過時間Ｔが８秒に達していない場合は、ステップａ１０に進み、初期値Ｅｍｉｎ≦測定した出力電圧Ｅであるか否かが判断される。初期値Ｅｍｉｎが測定した出力電圧Ｅよりも大きい場合は、ステップａ１１に進み、初期値Ｅｍｉｎが測定した出力電圧Ｅに設定された後、ステップａ１４に進む。一方、初期値Ｅｍｉｎが測定した出力電圧以下である場合は、そのままステップａ１４に進む。
【００６４】
このようにステップａ９〜ａ１１の処理によって、加熱開始直後の加熱室３内の湿度がステップａ５で設定された初期値よりも低い場合は、測定された湿度（出力電圧Ｅ）が初期値Ｅｍｉｎとして設定される。このような初期値Ｅｍｉｎの修正を行うのは、調理器１では、前回の加熱時に発生して加熱室３内に残存している水蒸気を外部に排出するために、加熱開始直後に冷却ファン２７ａ，２７ｂからの冷却風を加熱室３内に供給し、加熱室３内の空気を調理器１の外部に排出しているので、予め定められた初期値よりも湿度が低くなる場合があるからである。このようにして初期値Ｅｍｉｎの修正を行うことによって、後述する湿度の増加量を精度よく求めることができる。
【００６５】
ステップａ９で、経過時間Ｔが８秒以上になった場合は、ステップａ１２に進み、測定した出力電圧Ｅ−初期値Ｅｍｉｎ＜０．５であるか否かが判断される。この判断が、加熱開始時を基準とした湿度増加量が所定の基準量未満であるか否かに対応している。測定した出力電圧Ｅと初期値Ｅｍｉｎとの差が０．５（Ｖ）以上である場合は、水蒸気が発生していると判断できるので、ステップａ１３に進み、フラグＦｅが０に設定された後、ステップａ１４に進む。一方、測定した出力電圧Ｅと初期値Ｅｍｉｎとの差が０．５（Ｖ）未満である場合は、水蒸気は発生していないと判断できるので、そのままステップａ１４に進む。
【００６６】
なお、加熱開始から８秒経過してから、測定した出力電圧Ｅ−初期値Ｅｍｉｎ＜０．５であるか否かを判断するようにしたのは、加熱開始から８秒程度の間は被加熱物を加熱しても水蒸気がほとんど発生しないからである。
【００６７】
ステップａ１４では、制御部３８はサーミスタ２９の温度ｔ（℃）を測定する。ステップａ１５では、測定した温度ｔ＜サーミスタ２９の設定温度ｔ０であるか否かが判断される。測定した温度ｔがサーミスタ２９の設定温度ｔ０以上である場合は、ステップａ１６に進み、フラグＦｔが１に設定された後、ステップａ１７に進む。一方、測定した温度ｔがサーミスタ２９の設定温度ｔ０未満である場合は、そのままステップａ１７に進む。なお、設定温度ｔ０は、たとえば被加熱物２９が加熱室３内にある状態での正常なマイクロ波加熱の際のマグネトロン１５ａ，１５ｂの温度よりも高い値に設定される。本実施形態では、１９０℃に設定される。
【００６８】
ステップａ１７では、フラグＦｔ，Ｆｅの積Ｆｔ＊Ｆｅ＝１であるか否かが判断される。Ｆｔ＊Ｆｅ＝１でない場合は、ステップａ６に戻る。Ｆｔ＊Ｆｅ＝１でない場合とは、フラグＦｔ，Ｆｅの少なくとも１つが０である場合であり、この条件を満たすのは、サーミスタ２９の測定温度ｔが設定温度ｔ０に達していない場合、加熱室３内に水蒸気が発生している場合、あるいはサーミスタ２９の測定温度ｔが設定温度ｔ０に達しておらず、かつ加熱室３内に水蒸気が発生している場合である。
【００６９】
一方、ステップａ１７でＦｔ＊Ｆｅ＝１である場合は、ステップａ１８に進み、経過時間Ｔ≧１２０であるか否かが判断される。経過時間Ｔが予め定められる平均加熱時間である１２０（秒）未満である場合は、ステップａ６に戻り、加熱が継続される。一方、経過時間Ｔが１２０（秒）以上である場合は、ステップａ１９に進み、加熱室３内に被加熱物２５がないと判断して加熱を停止し、ステップａ２０で、操作部５の表示部６にエラーメッセージを表示して処理を終了する。
【００７０】
Ｆｔ＊Ｆｅ＝１である場合とは、フラグＦｔ，Ｆｅがともに１である場合であり、この条件を満たすのは、サーミスタ２９の測定温度ｔが設定温度ｔ０以上であり、かつ加熱室３内に水蒸気が発生していない場合である。この状態は、加熱室３内に被加熱物２５がない状態と考えられるので、加熱を継続するとマグネトロン１５ａ，１５ｂの損傷、樹脂部品の溶融による変形やトレイの赤熱による破損などが起こる可能性が非常に高い。
【００７１】
そこで、本実施形態では、加熱開始から１２０（秒）経過する前にサーミスタ２９の測定温度ｔが設定温度ｔ０以上であり、かつ加熱室３内に水蒸気が発生していない状態になったときは、マイクロ波加熱を継続し、加熱開始から１２０（秒）経過した時点でマイクロ波加熱を停止するようにしている。また、加熱開始から１２０（秒）経過した後にサーミスタ２９の測定温度ｔが設定温度ｔ０以上であり、かつ加熱室３内に水蒸気が発生していない状態になったときは、その時点でマイクロ波加熱を停止するようにしている。
【００７２】
なお、ステップａ７で、経過時間Ｔが加熱時間Ｔａ以上になった場合は、ステップａ２１に進み、加熱を停止して処理を終了する。
【００７３】
以上のように本実施形態によれば、マグネトロン１５ｂの温度と加熱室３内の湿度とに基づいて加熱室３内の被加熱物２５の有無を判断するので、従来のようにマグネトロン１５ｂの温度のみで判断する場合に比べて、より正確に加熱室３内の被加熱物２５の有無を判断することができる。したがって、従来のように加熱室３内に被加熱物２５があるにもかかわらず加熱が途中で停止してしまうことを防止することができ、被加熱物２５を適切に加熱調理することができる。また、加熱室３内に被加熱物２５がないと判断したときは、加熱を停止することによって、マグネトロン１５ａ，１５ｂの損傷や劣化、加熱室３内の樹脂部品の溶融による変形やトレイ２４の赤熱による破損などのような調理器１の破損を防止することができる。
【００７４】
また調理器１では、加熱開始から８秒経過以後における湿度センサ３７の出力電圧Ｅと湿度センサ３７の初期出力電圧Ｅｍｉｎとの差が０．５（Ｖ）未満であること、サーミスタ２９の検出温度ｔが設定温度ｔ０以上であること、加熱開始から平均加熱時間である１２０秒が経過していることの３つの条件を満足しているときに、マイクロ波加熱が停止される。
【００７５】
まず、加熱開始から８秒経過以後における湿度センサ３７の出力電圧Ｅと湿度センサ３７の初期出力電圧Ｅｍｉｎとの差が０．５（Ｖ）未満であることを条件の１つとしたのは、加熱開始から８秒経過するまでは被加熱物２５からは水分がほとんど蒸発しないからである。また、サーミスタ２９の検出温度ｔが設定温度ｔ０以上であることを条件の１つとしたのは、加熱室３内に被加熱物２５がない状態でマイクロ波加熱を行うとマグネトロン１５ａ，１５ｂの温度が、設定温度ｔ０以上に上昇するからである。
【００７６】
さらに、加熱開始から平均加熱時間である１２０秒が経過していることを条件の１つとしたのは、マグネトロン１５ｂの温度と加熱室３内の湿度増加量とに基づいて被加熱物２５の有無を判断した際に誤判断が生じたときでも、被加熱物２５を加熱できるようにするためである。すなわち、マグネトロン１５ｂの温度は調理器１の使用状態によって大きく変動する場合があり、また加熱室３内の湿度は被加熱物２５の種類や状態によってはほとんど増加しない場合がある。そのため、加熱室３内に被加熱物２５があるときでも、被加熱物２５がないと判断してしまう場合がおこり得る。この場合にマイクロ波加熱を直ちに停止してしまうと、被加熱物２５が充分に加熱されないことになるので、改めて被加熱物２５を加熱する必要があり、手間がかかる。
【００７７】
そこで、調理器１では、予め定められた平均加熱時間である１２０秒だけは被加熱物２５を加熱するようにした。これによって、被加熱物２５が加熱不足になることを防止し、充分な加熱調理を行うことができる。たとえば、コンビニエンスストアで調理器１を使用する場合（つまり調理器１を業務用として使用する場合）、調理器１で加熱する被加熱物としては、弁当やおにぎりのように種類が限定される。そして、弁当やおにぎりの最適な加熱時間は１２０秒より短い。これらの加熱時間から平均加熱時間を決定することができる。
【００７８】
なお、調理器１では、サーミスタ２９の測定温度ｔが設定温度ｔ０以上であり、かつ加熱室３内に水蒸気が発生していない状態であっても、１２０秒経過するまではマイクロ波加熱が継続されるので、サーミスタ２９の測定温度ｔ、すなわちマグネトロン１５ａ，１５ｂの温度が、設定温度ｔ０たとえば１９０℃を大幅に超えた温度まで上昇することが起こり得る。しかしながら、マグネトロン自体はかなり高温（たとえば４００℃）になっても損傷することはないので、設定温度ｔ０以上で加熱を継続することは特に問題はない。ただし、マグネトロンは高温になるとその寿命が短くなるので、長時間にわたって設定温度ｔ０以上での加熱を継続するのは、好ましくない。そこで、上記のように平均加熱時間である１２０秒でマイクロ波加熱を停止させるようにしているのである。
【００７９】
また調理器１では、湿度センサ３７の初期値Ｅｍｉｎを正確に設定することができるので、加熱室３内の水蒸気発生の有無の判断精度が向上し、加熱室３内の被加熱物２５の有無をより正確に判断できるようになる。
【００８０】
また調理器１では、加熱室３内に被加熱物２５がないと判断されてマイクロ波加熱が停止されたときは、表示部６にエラーメッセージが表示される。これによって、調理器１のユーザは、エラーメッセージを確認して適切な対応をとることができる。たとえば、加熱室３内に被加熱物２５がなかった場合は、ユーザが被加熱物２５を入れ忘れたと考えられるので、改めて被加熱物２５を加熱室３内に入れて加熱を行えばよい。また、加熱室３内に被加熱物２５があった場合は、加熱が複数回連続して行われたと考えられるので、調理器１をしばらく休ませてから使用するようにすればよい。このとき、加熱室３内にあった被加熱物２５の加熱が充分ではなかったときは、その被加熱物２５を再度加熱するようにすればよい。
【００８１】
また調理器１では、湿度センサ３７は、サーミスタを２つ用いた抵抗素子タイプの湿度センサであり、一方のサーミスタが密閉空間内に配置されて構成されており、乾湿式湿度計と同じ原理で湿度を検出する。サーミスタを２つ用いた抵抗素子タイプの湿度センサ３７は、比較的安価であるので、調理器１の製造コストを低減することができる。
【００８２】
また調理器１では、加熱室３内の空気を外部に排気する庫外排気ダクト２２付近に湿度センサ３７が取り付けられるので、加熱室３内の湿度を正確に検出することができる。
【００８３】
また調理器１では、マグネトロン１５ｂのアノード３０部分に近接または接触する位置にサーミスタ２９が取り付けられるので、マグネトロン１５ｂの温度を正確に検出することができる。
【００８４】
また調理器１では、冷却風が直接吹き付けることがない位置、たとえば冷却風の風下に位置するマグネトロン１５ｂの冷却フィン３４にサーミスタ２９が取り付けられるので、冷却風の影響を受けることなく、マグネトロン１５ｂの温度を正確に検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、マグネトロンを備えた調理器に適用することができる。また本発明は、マグネトロンに加えて電熱ヒータを備えた調理器に適用することもできる。さらに本発明は、コンビニエンスストアで用いられるような業務用の調理器に適用することが好ましい。これは、業務用の調理器は２段に重ねて使用したり、加熱を複数回連続して行ったりと、過酷な状態で使用されることが多く、加熱室内の被加熱物の有無の誤判断が起こりやすいからである。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の一実施形態である調理器１の基本的な電気的構成を示すブロック図である。
【図２】調理器１の外観を示す斜視図である。
【図３】調理器１の概略的構成を示す断面図である。
【図４】図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た調理器１の断面図である。
【図５】マグネトロン１５ｂの形状を示す図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）の切断面線ｂ−ｂから見た断面図である。
【図６】調理器１の制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】従来の調理器における無負荷状態検知処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００８７】
１    調理器
２    ケーシング
３    加熱室
４    ドア
５    操作部
６    表示部
７    キー入力部
８    キャビティ天面板
９    キャビティ底面板
１０    キャビティ後面板
１１    キャビティ左側面板
１２    キャビティ右側面板
１３    底板
１４    フレーム
１５ａ  マグネトロン
１５ｂ  マグネトロン
１６ａ  導波管
１６ｂ  導波管
１７ａ  給電開口
１７ｂ  給電開口
１８ａ  電波攪拌羽根
１８ｂ  電波攪拌羽根
１９ａ  ギャードモータ
１９ｂ  ギャードモータ
２０ａ  固定ピン
２０ｂ  固定ピン
２１    庫内側排気ダクト
２２    庫外排気ダクト
２３    保護カバー
２４    トレイ
２５    被加熱物
２６ａ  高圧トランス
２６ｂ  高圧トランス
２７ａ  冷却ファン
２７ｂ  冷却ファン
２８ａ  ダクト
２８ｂ  ダクト
２９    サーミスタ
３０    アノード
３１    永久磁石
３２    ヨーク
３３    マイクロ波出力アンテナ
３４    アノード冷却フィン
３５    フィルターボックス
３６    カソード接続端子
３７    湿度センサ
３８    制御部
Ｃ    高圧コンデンサ
Ｄ    高圧ダイオード
ＤＳ１  第１ドアスイッチ
ＤＳ２  第２ドアスイッチ
ＭＡ    アノード
ＭＫ    カソード
ＭＳ    モニタースイッチ
Ｒ    マグネトロン駆動用リレー
ＲＣ    半波倍電圧整流回路
Ｔ１    一次巻線
Ｔ２    二次巻線
ＴＨ    ヒータ巻線
Ｖ    交流電源
【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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