JP4860395B2

JP4860395B2 - マイクロ波処理装置およびマイクロ波処理方法

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Publication number: JP4860395B2
Application number: JP2006206512A
Authority: JP
Inventors: 等隆信江; 誠三原; 健治安井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2026-07-28
Also published as: JP2008034244A

Description

本発明は、マイクロ波により対象物を処理するマイクロ波処理装置およびマイクロ波処理方法に関する。

従来より、マイクロ波発生装置として一般的に用いられるマグネトロンに代えて、半導体素子を用いたマイクロ波発生装置が提案されてきた。半導体素子を用いたマイクロ波発生装置によれば、小型でかつ安価な構成でマイクロ波の周波数を容易に調整することができる。このように、半導体素子を用いたマイクロ波発生装置を備える高周波加熱装置が特許文献１に記載されている。

特許文献１の高周波加熱装置においては、所定の周波数帯域でマイクロ波の周波数が掃引され、反射電力が最小値を示すときのマイクロ波の周波数が記憶される。そして、記憶された周波数のマイクロ波が加熱室内のアンテナから放射され、対象物が加熱される。これにより、電力変換効率が向上する。
特開昭５６−９６４８６号公報

半導体素子は放熱部材が接触した状態で用いられる。反射電力により半導体素子が発熱した場合、放熱部材により放熱が行われる。

しかしながら、マイクロ波の周波数が掃引される際に非常に大きい反射電力が発生すると、その反射電力により発生する熱が放熱部材の放熱能力を超える場合がある。この場合、半導体素子が破損するおそれがある。

本発明の目的は、電力変換効率を向上させるとともに、反射電力によるマイクロ波発生装置の破損を防止できるマイクロ波処理装置およびマイクロ波処理方法を提供することである。

（１）第１の発明に係るマイクロ波処理装置は、マイクロ波を用いて対象物を処理するマイクロ波処理装置であって、対象物を加熱のために収容する加熱室と、加熱室内に放射するマイクロ波を発生する半導体素子を含むマイクロ波発生手段と、マイクロ波発生手段により発生されるマイクロ波を加熱室内に放射する放射部と、放射部からの反射電力を検出する検出手段と、マイクロ波発生手段を制御する制御手段とを備え、マイクロ波発生手段は、放射部からの反射電力により発生する熱を放散する放熱手段を含み、制御手段は、対象物の処理前に、放射部から対象物に放射されるマイクロ波の電力を放熱手段が放熱可能なエネルギーよりも小さい第１の値に設定し、マイクロ波発生手段を制御することによりマイクロ波の周波数を変化させつつ放射部から加熱室内にマイクロ波を放射させ、検出手段により検出される反射電力が最小または極小となる周波数に基づいて対象物の処理のためのマイクロ波の周波数を処理周波数として決定し、対象物の処理の開始時に、放射部から加熱室内に放射されるマイクロ波の電力を対象物の処理前に設定された第１の値よりも大きい第２の値に設定し、決定された処理周波数のマイクロ波をマイクロ波発生手段により発生させて対象物の処理を行い、対象物の処理中に、検出手段により検出される反射電力が予め定められたしきい値を超えたか否かを判別し、検出される反射電力がしきい値を超えた時に、放射部から加熱室内に放射されるマイクロ波の電力を第１の値に設定し、マイクロ波発生手段を制御することによりマイクロ波の周波数を変化させつつ放射部から加熱室内にマイクロ波を放射させ、検出手段により検出される反射電力が最小または極小となる周波数に基づいて対象物の処理のためのマイクロ波の周波数を新たな処理周波数として決定し、決定された新たな処理周波数のマイクロ波をマイクロ波発生手段により発生させる周波数更新処理を行った後放射部から対象物に放射されるマイクロ波の電力を第２の値に設定して対象物の処理を再開するものである。

このマイクロ波処理装置においては、対象物の処理前に、放射部から対象物に放射されるマイクロ波の電力が第１の値に設定され、マイクロ波発生手段が制御されることによりマイクロ波の周波数が変化されつつ放射部から加熱室内にマイクロ波が放射される。第１の値は、放熱手段が放熱可能なエネルギーよりも小さい。このとき、検出手段により検出される放射部からの反射電力が最小または極小となる周波数に基づいて、対象物の処理のためのマイクロ波の周波数が処理周波数として決定される。対象物の処理の開始時に、放射部から加熱室内に放射されるマイクロ波の電力が第１の値よりも大きい第２の値に設定され、決定された処理周波数のマイクロ波がマイクロ波発生手段により発生され、対象物の処理が行われる。

このように、対象物の処理前に、放射部からの反射電力が最小または極小となる周波数に基づいて決定された処理周波数のマイクロ波が対象物の処理に用いられるので、対象物の処理時に発生する反射電力が低減される。これにより、マイクロ波処理装置の電力変換効率が向上される。

また、対象部の処理前にマイクロ波の周波数を変化させつつ放射部から加熱室内に放射されるマイクロ波の電力として設定される第１の値が、対象物の処理時に放射されるマイクロ波の電力として設定される第２の値よりも小さいので、対象物の処理前に、対象物が大きな電力を有するマイクロ波により処理されることを防止できる。それにより、対象物の処理前の電力消費が低減されるとともに、対象物が不所望の条件で処理されることが防止される。

また、反射電力に起因してマイクロ波発生手段が発熱する場合でも、放射部からの反射電力により発生する熱が放射手段により放散されるので、その発熱量が低減される。上記のように、対象部の処理前にマイクロ波の電力として設定される第１の値は、放熱手段が放熱可能なエネルギーよりも小さい。したがって、対象物の処理前に、マイクロ波発生手段によりマイクロ波の周波数を変化させつつ放射部から対象物にマイクロ波を放射する際に、放射部からの反射電力に起因して発生する熱が放熱手段により十分に放散される。それにより、反射電力に起因するマイクロ波発生手段の破損および故障が確実に防止される。また、対象物の処理前の電力消費が低減される。

ここで、対象物の処理中に発生する反射電力は、対象物の処理状態に応じて変化する場合がある。そこで、対象物の処理中に周波数更新処理が行われることにより、対象物の処理状態に応じた新たな処理周波数のマイクロ波で対象物の処理が行われる。それにより、放射部からの反射電力が常時低減される。

これにより、対象物の処理中におけるマイクロ波処理装置の電力変換効率の低下が防止される。また、マイクロ波処理手段の破損および故障も防止される。

（２）制御手段は、対象物の処理前および処理中に、マイクロ波発生手段によりマイクロ波の周波数を変化させつつ放射部から加熱室内にマイクロ波を放射させ、検出手段により検出される反射電力が極小となる周波数が複数存在する場合に、検出されたそれぞれの周波数を処理周波数として決定した後放射部から対象物に放射されるマイクロ波の電力を第２の値に設定し、決定された複数の処理周波数を順に切り替えつつ対象物の処理を行ってもよい。

この場合、対象物の処理前および処理中に検出手段により検出される反射電力が極小となる複数の周波数が処理周波数として決定される。検出されたそれぞれの周波数が処理周波数として決定された後、放射部から対象物に放射されるマイクロ波の電力が第２の値に設定され、決定された複数の処理周波数が順に切り替えられつつ対象物の処理が行われる。

これにより、対象物の処理時に発生する反射電力を十分に低減することができる。それにより、マイクロ波処理装置の電力変換効率が十分に向上される。

また、反射電力に起因してマイクロ波発生手段が発熱する場合でも、発熱量が十分に低減される。その結果、反射電力に起因するマイクロ波発生手段の破損および故障が十分に防止される。

特に、複数の処理周波数が順に切り替えられる対象物の処理中においては、対象物の状態の変化により放射部からの反射電力がしきい値を超えると、周波数更新処理が行われ、対象物に放射されるマイクロ波の新たな処理周波数が決定される。そして、決定された新たな処理周波数のマイクロ波が対象物に放射される。それにより、対象物の状態の変化によるマイクロ波処理装置の電力変換効率の低下が確実に防止されるとともに、マイクロ波発生手段の破損および故障も確実に防止される。

制御手段は、周波数更新処理において、直前に決定された処理周波数を含む一定の範囲でマイクロ波発生手段によりマイクロ波の周波数を変化させてもよい。

この場合、周波数更新処理に必要な時間が短縮される。それにより、周波数更新処理が処理中の対象物に与える影響を最小限に抑制することができる。

（３）第２の発明に係るマイクロ波処理装置は、マイクロ波を用いて対象物を処理するマイクロ波処理装置であって、対象物を加熱のために収容する加熱室と、加熱室内に放射するマイクロ波を発生する半導体素子を含むマイクロ波発生手段と、マイクロ波発生手段により発生されるマイクロ波を加熱室内に放射する複数の放射部と、複数の放射部からの反射電力をそれぞれ検出する検出手段と、マイクロ波発生手段を制御する制御手段とを備え、マイクロ波発生手段は、複数の放射部からの反射電力により発生する熱を放散する放熱手段を含み、制御手段は、対象物の処理前に、複数の放射部から加熱室内に放射されるマイクロ波の電力を放熱手段が放熱可能なエネルギーよりも小さい第１の値に設定し、マイクロ波発生手段を制御することによりマイクロ波の周波数を変化させつつ複数の放射部から加熱室内にマイクロ波を放射させ、複数の検出手段により検出される複数の放射部からの反射電力がそれぞれ最小または極小となる周波数に基づいて対象物の処理のためのマイクロ波の周波数を処理周波数として決定し、対象物の処理の開始時に、複数の放射部から加熱室内に放射されるマイクロ波の電力を対象物の処理前に設定された第１の値よりも大きい第２の値に設定し、決定された処理周波数のマイクロ波をマイクロ波発生手段により発生させて対象物の処理を行い、対象物の処理中に、検出手段により検出される複数の放射部からの反射電力がそれぞれ予め定められたしきい値を超えたか否かを判別し、検出手段により検出される複数の放射部からのいずれかの反射電力がしきい値を超えた時に、複数の放射部から対象物に放射されるマイクロ波の電力を第１の値に設定し、マイクロ波発生手段を制御することによりマイクロ波の周波数を変化させつつ複数の放射部から加熱室内にマイクロ波を放射させ、検出手段により検出される複数の放射部からの反射電力がそれぞれ最小または極小となる周波数に基づいて対象物の処理のためのマイクロ波の周波数を新たな処理周波数として決定し、決定された新たな処理周波数のマイクロ波をマイクロ波発生手段により発生させる周波数更新処理を行った後複数の放射部から対象物に放射されるマイクロ波の電力を第２の値に設定して対象物の処理を再開するものである。

この場合、対象物の処理前に、検出手段により検出される複数の放射部からの反射電力がそれぞれ最小または極小となる周波数に基づいて、対象物の処理のためのマイクロ波の周波数が処理周波数として決定される。

このように、放射部からの反射電力が最小または極小となる周波数に基づいて決定された処理周波数のマイクロ波が対象物の処理に用いられるので、対象物の処理時に発生する反射電力が低減される。これにより、マイクロ波処理装置の電力変換効率が向上される。

また、反射電力に起因してマイクロ波発生手段が発熱する場合でも、その発熱量が低減される。その結果、反射電力に起因するマイクロ波発生手段の破損および故障が防止される。

（４）第３の発明に係るマイクロ波処理方法は、マイクロ波を用いて加熱室に収容された対象物を処理するマイクロ波処理方法であって、対象物の処理前に、放射部から対象物に放射されるマイクロ波の電力を、放射部からの反射電力により発生する熱を放散する放熱手段が放熱可能なエネルギーよりも小さい第１の値に設定し、マイクロ波の周波数を変化させつつ放射部から加熱室内にマイクロ波を放射するとともに放射部からの反射電力を検出するステップと、対象物の処理前に検出される反射電力が最小または極小となる周波数に基づいて対象物の処理のためのマイクロ波の周波数を処理周波数として決定するステップと、対象物の処理の開始時に、放射部から加熱室内に放射されるマイクロ波の電力を対象物の処理前に設定された第１の値よりも大きい第２の値に設定し、決定された処理周波数のマイクロ波を発生させて対象物の処理を行うステップと、対象物の処理中に、検出される反射電力が予め定められたしきい値を超えたか否かを判別し、検出される反射電力がしきい値を超えた時に、放射部から加熱室内に放射されるマイクロ波の電力を第１の値に設定し、マイクロ波の周波数を変化させつつ放射部から加熱室内にマイクロ波を放射するとともに放射部からの反射電力を検出するステップと、対象物の処理中に検出される反射電力が最小または極小となる周波数に基づいて対象物の処理のためのマイクロ波の周波数を新たな処理周波数として決定するステップと、決定された新たな処理周波数のマイクロ波を発生させる周波数更新処理を行った後放射部から対象物に放射されるマイクロ波の電力を第２の値に設定して対象物の処理を再開するステップとを備えるものである。

このマイクロ波処理方法においては、対象物の処理前に、放射部から対象物に放射されるマイクロ波の電力が第１の値に設定され、マイクロ波の周波数が変化されつつ放射部から加熱室内にマイクロ波が放射され、放射部からの反射電力が検出される。第１の値は、放熱手段が放熱可能なエネルギーよりも小さい。検出される放射部からの反射電力が最小または極小となる周波数に基づいて、対象物の処理のためのマイクロ波の周波数が、処理周波数として決定される。対象物の処理の開始時に、放射部から加熱室内に放射されるマイクロ波の電力が第１の値よりも大きい第２の値に設定され、決定された処理周波数のマイクロ波が発生され、対象物の処理が行われる。

このように、対象物の処理前に、放射部からの反射電力が最小または極小となる周波数に基づいて決定された処理周波数のマイクロ波が対象物の処理に用いられるので、対象物の処理時に発生する反射電力が低減される。これにより、マイクロ波を発生し、対象物を処理するための電力変換効率が向上される。

また、反射電力に起因してマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段が発熱する場合でも、放射部からの反射電力により発生する熱が放射手段により放散されるので、その発熱量が低減される。上記のように、対象部の処理前にマイクロ波の電力として設定される第１の値は、放熱手段が放熱可能なエネルギーよりも小さい。したがって、対象物の処理前に、マイクロ波発生手段によりマイクロ波の周波数を変化させつつ放射部から対象物にマイクロ波を放射する際に、放射部からの反射電力に起因して発生する熱が放熱手段により十分に放散される。それにより、反射電力に起因するマイクロ波発生手段の破損および故障が確実に防止される。また、対象物の処理前の電力消費が低減される。

ここで、対象物の処理中に発生する反射電力は、対象物の処理状態に応じて変化する場合がある。そこで、対象物の処理中にマイクロ波の処理周波数が新たに決定され、新たな処理周波数のマイクロ波で対象物の処理が行われる。それにより、放射部からの反射電力が常時低減される。

これにより、対象物の処理中におけるマイクロ波処理装置の電力変換効率の低下が防止される。また、マイクロ波処理手段の破損および故障が防止される。

本発明によれば、放射部からの反射電力が最小または極小となる周波数に基づいて決定された処理周波数のマイクロ波が対象物の処理に用いられるので、対象物の処理時に発生する反射電力が低減される。これにより、マイクロ波処理装置の電力変換効率が向上される。

以下、本発明の一実施の形態に係るマイクロ波処理装置およびマイクロ波処理方法について説明する。以下の説明では、マイクロ波処理装置の一例として、電子レンジを説明する。

［１］第１の実施の形態
（１−１）電子レンジの構成および動作の概略
図１は、第１の実施の形態に係る電子レンジの構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態に係る電子レンジ１は、マイクロ波発生装置１００および筐体５０１を含む。筐体５０１内には、アンテナＡ１が設けられる。

また、マイクロ波発生装置１００は、電圧供給部２００、マイクロ波発生部３００、マイクロ波増幅部４００、反射電力検出装置６００およびマイクロコンピュータ７００を備える。マイクロ波発生装置１００は、電源プラグ１０を介して商用電源に接続される。

マイクロ波発生装置１００において、電圧供給部２００は、商用電源から供給される交流電圧を可変電圧および直流電圧に変換し、可変電圧をマイクロ波発生部３００に与え、直流電圧をマイクロ波増幅部４００に与える。

マイクロ波発生部３００は、電圧供給部２００から与えられる可変電圧に基づいてマイクロ波を発生する。マイクロ波増幅部４００は、電圧供給部２００から与えられる直流電圧により動作し、マイクロ波発生部３００により発生されるマイクロ波を増幅する。電圧供給部２００、マイクロ波発生部３００およびマイクロ波増幅部４００の構成および動作の詳細は後述する。

反射電力検出装置６００は、検波ダイオード、方向性結合器および終端器等を含み、マイクロ波増幅部４００により増幅されたマイクロ波を筐体５０１内に設けられたアンテナＡ１に与える。これにより、筐体５０１内でアンテナＡ１からマイクロ波が放射される。

このとき、アンテナＡ１から反射電力検出装置６００に反射電力が与えられる。反射電力検出装置６００は、与えられた反射電力の大きさに対応する反射電力検出信号をマイクロコンピュータ７００に与える。

筐体５０１内には、対象物の温度を測定するための温度センサＴＳが設けられている。温度センサＴＳによる対象物の温度測定値は、マイクロコンピュータ７００に与えられる。

マイクロコンピュータ７００は、電圧供給部２００およびマイクロ波発生部３００を制御する。詳細は後述する。

（１−２）マイクロ波発生装置の構成の詳細
図２は、図１の電子レンジ１を構成するマイクロ波発生装置１００の概略側面図であり、図３は、図２のマイクロ波発生装置１００の回路構成を模式的に示した図である。

図２および図３に基づき、マイクロ波発生装置１００の各構成部の詳細を説明する。なお、図２および図３では、反射電力検出装置６００およびマイクロコンピュータ７００の図示は省略する。

図２の電圧供給部２００は、整流回路２０１（図３）および電圧制御装置２０２（図３）を含む。電圧制御装置２０２は、トランス２０２ａおよび電圧制御回路２０２ｂを含む。整流回路２０１および電圧制御装置２０２は、樹脂等の絶縁材料により封止された状態で金属ケースＩＭ１（図２）内に収容されている。

図２のマイクロ波発生部３００は、放熱フィン３０１および回路基板３０２を含む。回路基板３０２には、図３のマイクロ波発生器３０３が形成されている。回路基板３０２は、放熱フィン３０１上に設けられる。回路基板３０２およびマイクロ波発生器３０３は、放熱フィン３０１上において、絶縁材料により封止された状態で金属ケースＩＭ２内に収容されている。マイクロ波発生器３０３は、例えば、トランジスタ等の回路素子により構成される。

マイクロ波発生器３０３は、図１のマイクロコンピュータ７００に接続されている。これにより、マイクロ波発生器３０３の動作は、マイクロコンピュータ７００により制御される。

図２のマイクロ波増幅部４００は、放熱フィン４０１および回路基板４０２を含む。回路基板４０２上には、図３の３個の増幅器４０３，４０４，４０５が形成されている。回路基板４０２は、放熱フィン４０１上に設けられる。回路基板４０２および増幅器４０３，４０４，４０５は、放熱フィン４０１上において、絶縁材料により封止された状態で金属ケースＩＭ３内に収容されている。増幅器４０３，４０４，４０５は、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＳｉＣ（炭化ケイ素）等を用いたトランジスタ等の高耐熱性かつ高耐圧の半導体素子により構成される。

図３に示すように、マイクロ波発生器３０３の出力端子は、回路基板３０２に形成された線路Ｌ１、同軸ケーブルＣＣ１および回路基板４０２に形成された線路Ｌ２を介して増幅器４０３の入力端子に接続されている。なお、同軸ケーブルＣＣ１と線路Ｌ２とは、絶縁連結部ＭＣにおいて接続されている。

増幅器４０３の出力端子は、回路基板４０２に形成された線路Ｌ３を介して電力分配器４０６の入力端子に接続されている。電力分配器４０６は、増幅器４０３から線路Ｌ３を介して入力された電力を２分配して出力する。

電力分配器４０６の２つの出力端子は、回路基板４０２に形成された線路Ｌ４，Ｌ５を介して増幅器４０４および増幅器４０５のそれぞれの入力端子に接続されている。

増幅器４０４および増幅器４０５のそれぞれの出力端子は、回路基板４０２に形成された線路Ｌ６，Ｌ８を介して電力合成器４０７の入力端子に接続されている。電力合成器４０７は、入力されたそれぞれの電力を合成加算して出力する。電力合成器４０７の出力端子は、回路基板４０２に形成された線路Ｌ７を介して同軸ケーブルＣＣ２の一端に接続されている。同軸ケーブルＣＣ２の他端は、筐体５０１内に設けられたアンテナＡ１に接続されている。なお、同軸ケーブルＣＣ２と線路Ｌ７とは、絶縁連結部ＭＣにおいて接続されている。

整流回路２０１の一対の入力端子およびトランス２０２ａの一次巻線には、商用電源ＰＳから交流電圧Ｖ_ＣＣが与えられる。交流電圧Ｖ_ＣＣは、例えば、１００（Ｖ）である。整流回路２０１の一対の出力端子には、高電位側の電源ラインＬＶ１および低電位側の電源ラインＬＶ２が接続されている。

整流回路２０１は、商用電源ＰＳから与えられる交流電圧Ｖ_ＣＣを整流し、直流電圧Ｖ_ＤＤを電源ラインＬＶ１，ＬＶ２間に印加する。直流電圧Ｖ_ＤＤは、例えば、１４０（Ｖ）である。増幅器４０３，４０４，４０５の電源端子は電源ラインＬＶ１に接続され、増幅器４０３，４０４，４０５の接地端子は電源ラインＬＶ２に接続されている。

トランス２０２ａの二次巻線は、電圧制御回路２０２ｂの一対の入力端子に接続されている。トランス２０２ａは交流電圧Ｖ_ＣＣを降圧する。電圧制御回路２０２ｂは、トランス２０２ａにより降圧された交流電圧から任意に調整可能な可変電圧Ｖ_ＶＡをマイクロ波発生器３０３に与える。可変電圧Ｖ_ＶＡは、例えば、０〜１０（Ｖ）の間で調整可能な電圧である。

マイクロ波発生器３０３は、電圧制御回路２０２ｂから与えられる可変電圧Ｖ_ＶＡに基づいてマイクロ波を発生する。マイクロ波発生器３０３により発生されたマイクロ波は、線路Ｌ１、同軸ケーブルＣＣ１および線路Ｌ２を介して増幅器４０３に与えられる。

増幅器４０３は、マイクロ波発生器３０３から与えられたマイクロ波の電力を増幅する。増幅器４０３により増幅されたマイクロ波は、線路Ｌ３、電力分配器４０６、および線路Ｌ４，Ｌ５を介して増幅器４０４，４０５に与えられる。

増幅器４０４，４０５は、増幅器４０３から与えられたマイクロ波の電力を増幅する。増幅器４０４および増幅器４０５により増幅されたマイクロ波は、それぞれ線路Ｌ６，Ｌ８を介して電力合成器４０７に入力され、電力合成器４０７により電力加算されて出力され、線路Ｌ７および同軸ケーブルＣＣ２を介してアンテナＡ１に与えられる。増幅器４０４，４０５からアンテナＡ１に与えられたマイクロ波は、筐体５０１内へ放射される。

（１−３）マイクロコンピュータの制御手順
図４および図５は、図１のマイクロコンピュータ７００の制御手順を示すフローチャートである。

図１のマイクロコンピュータ７００は、使用者の操作により対象物の加熱が指令されることにより以下に示すマイクロ波処理を行う。

図４に示すように、マイクロコンピュータ７００は、初めに自己に内蔵されたタイマによる計測動作を開始させる（ステップＳ１１）。そして、図１のマイクロ波発生部３００を制御することにより、予め定められた第１の出力電力を電子レンジ１の出力電力として設定する（ステップＳ１２）。この第１の出力電力は、後述の第２の出力電力よりも小さい。第１の出力電力の決定方法については後述する。

次に、マイクロコンピュータ７００は、マイクロ波発生部３００により発生されるマイクロ波の周波数を電子レンジ１で用いられる２４００ＭＨｚ〜２５００ＭＨｚの全周波数帯域にかけてスイープ（掃引）するとともに、図１の反射電力検出装置６００により検出される反射電力と周波数との関係を記憶する（ステップＳ１３）。この周波数帯域はＩＳＭ（Industrial Scientific and Medical）バンドと呼ばれている。

なお、マイクロコンピュータ７００は、マイクロ波の周波数のスイープ時に全周波数帯域における反射電力と周波数との関係を記憶する代わりに、反射電力が極小値を示すときの反射電力と周波数との関係のみを記憶してもよい。この場合、マイクロコンピュータ７００内の記憶装置の使用領域を削減することができる。

続いて、マイクロコンピュータ７００は、ＩＳＭバンドから特定の周波数を抽出する周波数抽出処理を行う（ステップＳ１４）。

この周波数抽出処理では、例えば、記憶した反射電力から特定の反射電力（例えば、最小値）を識別し、その反射電力が得られたときの周波数を本加熱周波数として抽出する。この具体例については後述する。

なお、反射電力が極小値を示すときの反射電力と周波数との関係のみをマイクロコンピュータ７００が複数組記憶する場合には、記憶された複数の周波数の中から特定の周波数が本加熱周波数として抽出される。

次に、マイクロコンピュータ７００は、予め定められた第２の出力電力を電子レンジ１の出力電力として設定する（ステップＳ１５）。

この第２の出力電力は、図１の筐体５０１内に配置された対象物を加熱するための電力であり、電子レンジ１の最大出力電力（定格出力電力）に相当する。例えば、電子レンジ１の定格出力電力が９５０Ｗである場合、第２の出力電力は９５０Ｗとして予め定められる。

そして、マイクロコンピュータ７００は、第２の出力電力で本加熱周波数のマイクロ波をアンテナＡ１から筐体５０１内に放射させる（ステップＳ１６）。これにより、筐体５０１内に配置された対象物が加熱される（本加熱）。

その後、マイクロコンピュータ７００は、図１の温度センサＴＳにより検出される対象物の温度が目標温度（例えば、７０℃）に達したか否かを判別する（ステップＳ１７）。なお、目標温度は、予め固定的に設定されていてもよいし、使用者により手動で任意に設定されてもよい。

対象物の温度が目標温度に達していない場合、マイクロコンピュータ７００は、反射電力検出装置６００により検出される反射電力が予め定められたしきい値を超えたか否かを判別する（ステップＳ１８）。しきい値の決定方法については後述する。

反射電力が予め定められたしきい値を超えない場合、マイクロコンピュータ７００は、タイマによる計測値に基づいて、ステップＳ１１におけるタイマの計測動作開始時から所定時間（例えば、１０ｓｅｃ）が経過したか否かを判別する（ステップＳ１９）。

所定時間が経過していない場合、マイクロコンピュータ７００は、第２の出力電力で本加熱周波数のマイクロ波を放射した状態を維持しつつ、ステップＳ１７〜Ｓ１９の動作を繰り返す。

ステップＳ１７において、対象物の温度が目標温度に達した場合、マイクロコンピュータ７００は、マイクロ波処理を終了する。

また、ステップＳ１８において、反射電力が予め定められたしきい値を超えた場合、マイクロコンピュータ７００は、ステップＳ１１の動作に戻る。

ステップＳ１９において、所定時間が経過した場合、マイクロコンピュータ７００は、図５に示すようにタイマをリセットするとともに、再度タイマの計測動作を開始させる（ステップＳ２０）。

そして、マイクロコンピュータ７００は、ステップＳ１２と同様に、第１の出力電力を電子レンジ１の出力電力として設定する（ステップＳ２１）。

続いて、マイクロコンピュータ７００は、ステップＳ１６において抽出した本加熱周波数を基準周波数として設定し、その基準周波数を含む一定範囲の周波数帯域（例えば、基準周波数から±５ＭＨｚの範囲内の周波数帯域）で、マイクロ波の周波数を部分的にスイープするとともに、反射電力検出装置６００により検出される反射電力と周波数との関係を記憶する（ステップＳ２２）。

なお、ここでも、マイクロコンピュータ７００は、マイクロ波の周波数のスイープ時に上記の部分的な周波数帯域における反射電力と周波数との関係を記憶する代わりに、反射電力が極小値を示すときの反射電力と周波数との関係のみを記憶してもよい。この場合、マイクロコンピュータ７００内の記憶装置の使用領域を削減することができる。

ステップＳ２２でスイープの対象となる周波数帯域は、ステップＳ１３でスイープの対象となる周波数帯域、すなわちＩＳＭバンドよりも狭い。したがって、ステップＳ２２のスイープに必要な時間は、ステップＳ１３のスイープに必要な時間に比べて短縮される。

次に、マイクロコンピュータ７００は、ステップＳ２２でスイープの対象となる周波数帯域の中から特定の周波数を再度抽出する周波数再抽出処理を行う（ステップＳ２３）。この周波数再抽出処理は、ステップＳ１４の周波数抽出処理と同様の処理である。

さらに、マイクロコンピュータ７００は、上述の第２の出力電力を電子レンジ１の出力電力として設定する（ステップＳ２４）。

そして、マイクロコンピュータ７００は、第２の出力電力で新たに抽出された本加熱周波数のマイクロ波をアンテナＡ１から筐体５０１内に放射させる（ステップＳ２５）。

その後、マイクロコンピュータ７００は、上記ステップＳ１７〜Ｓ１９と同様にステップＳ２６〜Ｓ２８の動作を行う。なお、ステップＳ２７において、反射電力が予め定められたしきい値を超えた場合、マイクロコンピュータ７００は、図４のステップＳ１１の動作に戻る。また、ステップＳ２８において、所定時間が経過した場合、マイクロコンピュータ７００は、ステップＳ２０の動作に戻る。

（１−４）第１の出力電力の決定方法
上述のように、図１の電子レンジ１においては、第２の出力電力で対象物が加熱される前に、第１の出力電力でマイクロ波の周波数のスイープが行われ、周波数抽出処理が行われる。これは以下の理由による。

マイクロ波の放射により発生する反射電力は、マイクロ波の周波数に応じて変化する。ここで、反射電力により図３のマイクロ波発生部３００およびマイクロ波増幅部４００を構成する回路素子が発熱した場合、図２の放熱フィン３０１，４０１により放熱が行われるが、反射電力が放熱フィン３０１，４０１の放熱能力を超えて大きくなると、放熱フィン３０１，４０１上に設けられた回路素子が発熱し、破損するおそれがある。

そこで、本実施の形態では、反射電力が放熱フィン３０１，４０１の放熱能力を超えないように、第１の出力電力を決定する。

第１の出力電力の決定方法の一例を説明する。例えば、電子レンジ１の定格出力電力が９５０Ｗであり、かつ電力変換効率が６５％である場合を想定する。

この場合、電子レンジ１の出力電力を９５０Ｗに設定するためには、１４６０Ｗの入力電力を電子レンジ１に供給する必要がある。

このとき、電子レンジ１では、１４６０Ｗの３５％である５１０Ｗのエネルギー損失が生じる。そこで、本例では、このときのエネルギー損失を、放熱フィン３０１，４０１の放熱能力とみなし、５１０Ｗの入力電力を電子レンジ１に供給する場合の出力電力を算出する。

この場合、入力電力５１０Ｗの６５％である３３０Ｗが電子レンジ１の出力電力となる。このようにして得られる３３０Ｗの出力電力を第１の出力電力として決定する。

これにより、電子レンジ１に入力される５１０Ｗが全て熱エネルギーとして放熱フィン３０１，４０１に与えられる場合でも、その熱エネルギーは全て放熱フィン３０１，４０１から放熱される。それにより、放熱フィン３０１，４０１上に設けられた回路素子が発熱し、破損することが防止される。

なお、上記の例では、第１の出力電力は３３０Ｗ以下に決定すればよく、３３０Ｗの約１／３の１００Ｗに設定してもよいし、３３０Ｗの約１／６の５０Ｗに設定してもよい。

また、上記では、電子レンジ１の定格出力電力が９５０Ｗであり、かつ電力変換効率が６５％である場合の放熱フィン３０１，４０１の放熱能力を５１０Ｗとみなしているが、実際には放熱フィン３０１，４０１の放熱能力は５１０Ｗよりも十分大きい。

（１−５）周波数抽出処理および周波数再抽出処理
（１−５−ａ）
本実施の形態に係る電子レンジ１においては、対象物の本加熱前に、マイクロ波の周波数のスイープおよび周波数抽出処理が行われる（図４のステップＳ１３，Ｓ１４参照）。

図６は、マイクロ波の周波数のスイープおよび周波数抽出処理の具体例を説明するための図である。

図６（ａ）に、マイクロ波の周波数をスイープするときの反射電力の変化がグラフにより示されている。図６（ａ）においては、縦軸が反射電力を示し、横軸がマイクロ波の周波数を示す。

上述のように、本実施の形態の電子レンジ１においては、対象物の本加熱前にＩＳＭバンドの全周波数帯域に渡ってマイクロ波の周波数がスイープされる（矢印ＳＷ１参照）。マイクロコンピュータ７００は、反射電力と周波数との関係を記憶する。

マイクロコンピュータ７００は、周波数抽出処理により例えば反射電力が最小となるときの周波数ｆ１を本加熱周波数として抽出する。

それにより、第２の出力電力で本加熱周波数ｆ１のマイクロ波がアンテナＡ１から筐体５０１内の対象物に放射される。その結果、反射電力を低減しつつ、対象物の加熱を行うことができる。

なお、スイープは、例えば０．１ＭＨｚ当り１ｍｓｅｃで行われる。この場合、ＩＳＭバンドの全周波数帯域に渡る上記のスイープでは１ｓｅｃの時間を要する。

（１−５−ｂ）
周波数に依存する反射電力の変化（以下、反射電力の周波数特性と呼ぶ）は、筐体５０１内における対象物の位置、大きさ、組成および温度等に応じて変化する。したがって、電子レンジ１により対象物が加熱され、対象物の温度が上昇すると、反射電力の周波数特性も変化する。

図６（ｂ）に、対象物が加熱されることによる反射電力の周波数特性の変化がグラフにより示されている。図６（ｂ）においては、縦軸が反射電力を示し、横軸がマイクロ波の周波数を示す。また、本加熱前のスイープ時における反射電力の周波数特性を実線で示し、本加熱により対象物が加熱されているときの反射電力の周波数特性を破線で示す。

反射電力の周波数特性が変化することにより、反射電力が最小および極小となるときの周波数が変化する。図６（ｂ）では、対象物が加熱されたときに、反射電力が最小となる周波数が符号ｇ１で示されている。

このように、反射電力の周波数特性は、対象物の温度にも依存して変化する。したがって、本実施の形態に係る電子レンジ１においては、対象物の本加熱が行われる際、所定時間が経過するごとにマイクロ波の周波数のスイープおよび周波数再抽出処理が行われる（図５のステップＳ２２，Ｓ２３参照）。

ただし、このときのスイープは、直前の本加熱時に設定されていた周波数ｆ１を基準周波数として、その基準周波数から±５ＭＨｚの範囲内の周波数帯域で行う（矢印ＳＷ２参照）。これにより、新たに反射電力が最小となる周波数ｇ１が、新たな本加熱周波数として再抽出される。

マイクロ波の周波数のスイープを、直前に設定されていた本加熱周波数を含む一定範囲の部分的な周波数帯域で行うことにより、スイープに必要な時間が短縮される。例えば、スイープが０．１ＭＨｚ当り１ｍｓｅｃで行われるとき、基準周波数から±５ＭＨｚの範囲内の周波数帯域でのスイープに必要な時間は０．１ｓｅｃである。

なお、本実施の形態では、部分的な周波数帯域での周波数のスイープおよび周波数再抽出処理が所定の時間間隔で行われるとしているが、この時間間隔は、反射電力の周波数特性が対象物の加熱により大きく変化しないように、例えば１０ｓｅｃに設定することが好ましい。

（１−６）反射電力のしきい値
本実施の形態に係る電子レンジ１においては、対象物の本加熱時に、反射電力が予め定められたしきい値を超えたか否かが判別される（図４のステップＳ１８および図５のステップＳ２７参照）。

ここで、しきい値は、例えば周波数抽出処理時に検出された反射電力の最小値に５０Ｗを加算した値に定められる。それにより、反射電力が本加熱開始時の値から５０Ｗを超えて大きくなると、マイクロコンピュータ７００はＩＳＭバンドの全周波数帯域に亘ってマイクロ波の周波数をスイープし、周波数抽出処理を行う。

これにより、対象物の本加熱中に反射電力が著しく大きくなることが防止される。また、対象物が加熱されることにより、反射電力の周波数特性が大きく変化する場合でも、ＩＳＭバンドの全周波数帯域に亘ってマイクロ波の周波数がスイープされ、周波数抽出処理が行われるので、常に反射電力を低減することが可能となる。

（１−７）周波数抽出処理の他の例
周波数抽出処理は以下のように行ってもよい。図６（ａ）に示されるように、例えば反射電力の周波数特性は、複数の極小値を有する場合がある。このとき、マイクロコンピュータ７００は、複数の極小値にそれぞれ対応する周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３を本加熱周波数として抽出してもよい。

この場合、マイクロコンピュータ７００は、本加熱周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３を順に切り替えてもよい。例えば、マイクロコンピュータ７００は、対象物の本加熱開始から３ｓｅｃごとに、本加熱周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３を順に切り替える。

このように、複数の極小値に対応する複数の周波数で、本加熱を行うことにより、スイープ時に同じレベルの極小値が複数存在する場合でも、各極小値の周波数のマイクロ波で対象物の本加熱を行うことができる。

（１−８）効果
本実施の形態に係る電子レンジ１においては、対象物を本加熱する前に、対象物の加熱時に発生する反射電力が最小となるマイクロ波の周波数が、周波数抽出処理により抽出される。抽出された周波数が本加熱周波数として用いられることにより、電子レンジ１の電力変換効率が向上する。

また、周波数抽出処理には、電子レンジ１の出力電力が本加熱時よりも十分に小さい第１の出力電力に設定される。これにより、マイクロ波の周波数のスイープ時に、反射電力によりマイクロ波発生部３００およびマイクロ波増幅部４００を構成する回路素子が発熱する場合でも、放熱フィン３０１，４０１により十分に放熱が行われる。

その結果、放熱フィン３０１，４０１上に設けられる回路素子の反射電力による破損が確実に防止される。

（１−９）変形例
第１の実施の形態において、第２の出力電力は電子レンジ１の最大出力電力であるとしているが、第２の出力電力は使用者により手動で任意に設定されてもよい。

また、本実施の形態では、マイクロコンピュータ７００が、マイクロ波処理の終了を図１の温度センサＴＳにより測定された対象物の温度測定値に基づいて判別するが、マイクロ波処理は、使用者により手動で設定された終了時間に基づいて終了してもよい。

［２］第２の実施の形態
第２の実施の形態に係る電子レンジは、以下の点で第１の実施の形態に係る電子レンジ１と異なる。

（２−１）電子レンジの構成および動作の概略
図７は、第２の実施の形態に係る電子レンジの構成を示すブロック図である。図７に示すように、第２の実施の形態に係る電子レンジ１は、マイクロ波発生装置１００の構成および筐体５０１内に設けられるアンテナＡ１，Ａ２の数が第１の実施の形態に係る電子レンジ１（図１）と異なる。

本実施の形態に係る電子レンジ１において、マイクロ波発生装置１００は、電圧供給部２００、２個のマイクロ波発生部３００，３１０、２個のマイクロ波増幅部４００，４１０、２個の反射電力検出装置６００，６１０およびマイクロコンピュータ７００を備える。

ここで、マイクロ波発生部３１０、マイクロ波増幅部４１０および反射電力検出装置６１０の構成は、第１の実施の形態で説明したマイクロ波発生部３００、マイクロ波増幅部４００および反射電力検出装置６００と同じである。

マイクロ波発生装置１００は、電源プラグ１０を介して商用電源に接続される。マイクロ波発生装置１００において、電圧供給部２００は、商用電源から供給される交流電圧を可変電圧および直流電圧に変換し、可変電圧をマイクロ波発生部３００，３１０に与え、直流電圧をマイクロ波増幅部４００，４１０に与える。

マイクロ波発生部３００，３１０は、電圧供給部２００から与えられる可変電圧に基づいてマイクロ波を発生する。マイクロ波増幅部４００，４１０は、電圧供給部２００から与えられる直流電圧により動作し、マイクロ波発生部３００，３１０により発生されるマイクロ波を増幅する。

反射電力検出装置６００，６１０は、検波ダイオード、方向性結合器および終端器等を含み、マイクロ波増幅部４００，４１０により増幅されたマイクロ波を筐体５０１内に設けられたアンテナＡ１，Ａ２に与える。これにより、筐体５０１内でアンテナＡ１，Ａ２からマイクロ波が放射される。

このとき、アンテナＡ１，Ａ２から反射電力検出装置６００，６１０に反射電力が与えられる。反射電力検出装置６００，６１０は、与えられた反射電力の大きさに対応する反射電力検出信号をマイクロコンピュータ７００に与える。

第１の実施の形態と同様に、筐体５０１内には、対象物の温度を測定するための温度センサＴＳが設けられている。温度センサＴＳによる対象物の温度測定値は、マイクロコンピュータ７００に与えられる。

マイクロコンピュータ７００は、電圧供給部２００を制御する。また、マイクロコンピュータ７００は、マイクロ波発生部３００，３１０を個別に制御する。

本実施の形態においても、マイクロコンピュータ７００は、図４および図５のフローチャートと同様のマイクロ波処理を行うが、周波数抽出処理が第１の実施の形態と異なる。第２の実施の形態において、マイクロコンピュータ７００が行う周波数抽出処理を説明する。

（２−２）周波数抽出処理
図８は、第２の実施の形態に係る電子レンジ１においてマイクロコンピュータ７００が行う周波数抽出処理の具体例を説明するための図である。図８に、マイクロ波の周波数をスイープするときの反射電力の変化がグラフにより示されている。図８においては、縦軸が反射電力を示し、横軸がマイクロ波の周波数を示す。

本実施の形態に係る電子レンジ１においては、２個のアンテナＡ１，Ａ２からマイクロ波が放射される。そこで、以下の説明ではアンテナＡ１側の反射電力を第１の反射電力と称し、アンテナＡ２側の反射電力を第２の反射電力と称する。

図８では、第１の反射電力の周波数特性が実線で示され、第２の反射電力の周波数特性が点線で示されている。

第１の実施の形態と同様に、対象物の本加熱前に、アンテナＡ１，Ａ２の各々から放射されるマイクロ波の周波数が個別にスイープされる。これにより、マイクロコンピュータ７００は、第１の反射電力が極小値を示すときの第１の反射電力と周波数との関係、および第２の反射電力が極小値を示すときの第２の反射電力と周波数との関係を記憶する。

なお、マイクロコンピュータ７００は、マイクロ波の周波数のスイープ時に全周波数帯域における第１および第２の反射電力と周波数との関係を記憶してもよい。

マイクロコンピュータ７００は、周波数抽出処理により、例えば第１の反射電力が最小となるときの周波数ｆ１、および第２の反射電力が最小となるときの周波数ｈ１を、それぞれ第１の本加熱周波数および第２の本加熱周波数として抽出する。

それにより、マイクロコンピュータ７００は、マイクロ波発生部３００を制御することにより、対象物を本加熱するための第２の出力電力で本加熱周波数ｆ１のマイクロ波をアンテナＡ１から放射させる。

また、マイクロコンピュータ７００は、マイクロ波発生部３１０を制御することにより、第２の出力電力で本加熱周波数ｈ１のマイクロ波をアンテナＡ２から放射させる。

複数のアンテナＡ１，Ａ２によりマイクロ波の放射が行われる場合、各アンテナＡ１，Ａ２における第１および第２の反射電力が一致するとは限らない。上記のように、複数のアンテナＡ１，Ａ２から放射されるマイクロ波の周波数を個別に設定することにより、電子レンジ１が複数のアンテナＡ１，Ａ２を有する場合でも、電力変換効率が十分に向上される。

なお、マイクロコンピュータ７００は、周波数再抽出処理についても同様の処理を行う。

（２−３）周波数抽出処理の他の例
（２−３−ａ）
第２の実施の形態において、周波数抽出処理は以下のように行ってもよい。図８に示されるように、第１および第２の反射電力の周波数特性は、それぞれ複数の極小値を有する場合がある。

このとき、マイクロコンピュータ７００は、例えば、第１の反射電力について複数の極小値にそれぞれ対応する周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３を本加熱周波数として抽出し、第２の反射電力について複数の極小値にそれぞれ対応する周波数ｈ１，ｈ２，ｈ３を本加熱周波数として抽出してもよい。

この場合、マイクロコンピュータ７００は、アンテナＡ１から放射されるマイクロ波の本加熱周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３を順に切り替え、アンテナＡ２から放射されるマイクロ波の本加熱周波数ｈ１，ｈ２，ｈ３を順に切り替えてもよい。

（２−３−ｂ）
上記に限らず、マイクロコンピュータ７００は、第１および第２の反射電力の複数の極小値にそれぞれ対応する周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｈ１，ｈ２，ｈ３に関して、互いに近接する１組の周波数ｆ１，ｈ１、互いに近接する１組の周波数ｆ２，ｈ２、互いに近接する１組の周波数ｆ３，ｈ３のうち、各組でそれぞれより小さい反射電力に対応する周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３を本加熱周波数として抽出してもよい。

この場合、マイクロコンピュータ７００は、アンテナＡ１，Ａ２から放射されるマイクロ波を共通の周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３に制御する。

なお、マイクロ波を共通の周波数に制御する場合には、２個のマイクロ波発生部３００，３１０に代えて、アンテナＡ１，Ａ２に共通の１個のマイクロ波発生部をマイクロ波発生装置１００に設けることができる。これにより、構成が簡単になり、小型化が実現される。

また、２個のマイクロ波増幅部４００，４１０に代えて、アンテナＡ１，Ａ２に共通の１個のマイクロ波増幅部をマイクロ波発生装置１００に設けることができる。これにより、構成が簡単になり、小型化が実現される。

（２−３−ｃ）
マイクロコンピュータ７００は、第１および第２の反射電力の複数の極小値にそれぞれ対応する周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｈ１，ｈ２，ｈ３に関して、互いに近接する周波数ｆ１，ｈ１の平均の周波数、互いに近接する周波数ｆ２，ｈ２の平均の周波数、互いに近接する周波数ｆ３，ｈ３の平均の周波数を本加熱周波数として抽出してもよい。

［３］請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。

第１および第２の実施の形態においては、電子レンジ１およびマイクロ波発生装置１００がマイクロ波処理装置に相当し、マイクロ波発生部３００，３１０およびマイクロ波増幅部４００，４１０がマイクロ波発生手段に相当し、アンテナＡ１，Ａ２が放射部に相当し、反射電力検出装置６００，６１０が検出手段に相当し、マイクロコンピュータ７００が制御手段に相当し、放熱フィン３０１，４０１が放熱手段に相当し、周波数再抽出処理が周波数更新処理に相当する。

本発明は、電子レンジ、プラズマ発生装置、乾燥装置、および酵素反応を促進する装置等、反射電力が発生する処理装置に利用できる。

第１の実施の形態に係る電子レンジの構成を示すブロック図図１の電子レンジを構成するマイクロ波発生装置の概略側面図図２のマイクロ波発生装置の回路構成を模式的に示した図図１のマイクロコンピュータの制御手順を示すフローチャート図１のマイクロコンピュータの制御手順を示すフローチャートマイクロ波の周波数のスイープおよび周波数抽出処理の具体例を説明するための図第２の実施の形態に係る電子レンジの構成を示すブロック図第２の実施の形態に係る電子レンジにおいてマイクロコンピュータが行う周波数抽出処理の具体例を説明するための図

１電子レンジ
１００マイクロ波発生装置
３００，３１０マイクロ波発生部
３０１，４０１放熱フィン
４００，４１０マイクロ波増幅部
６００，６１０反射電力検出装置
７００マイクロコンピュータ
Ａ１，Ａ２アンテナ

Claims

マイクロ波を用いて対象物を処理するマイクロ波処理装置であって、
対象物を加熱のために収容する加熱室と、
前記加熱室内に放射するマイクロ波を発生する半導体素子を含むマイクロ波発生手段と、
前記マイクロ波発生手段により発生されるマイクロ波を前記加熱室内に放射する放射部と、
前記放射部からの反射電力を検出する検出手段と、
前記マイクロ波発生手段を制御する制御手段とを備え、
前記マイクロ波発生手段は、前記放射部からの反射電力により発生する熱を放散する放熱手段を含み、
前記制御手段は、対象物の処理前に、前記放射部から対象物に放射されるマイクロ波の電力を前記放熱手段が放熱可能なエネルギーよりも小さい第１の値に設定し、前記マイクロ波発生手段を制御することによりマイクロ波の周波数を変化させつつ前記放射部から前記加熱室内にマイクロ波を放射させ、前記検出手段により検出される反射電力が最小または極小となる周波数に基づいて対象物の処理のためのマイクロ波の周波数を処理周波数として決定し、
対象物の処理の開始時に、前記放射部から前記加熱室内に放射されるマイクロ波の電力を対象物の処理前に設定された前記第１の値よりも大きい第２の値に設定し、前記決定された処理周波数のマイクロ波を前記マイクロ波発生手段により発生させて対象物の処理を行い、
対象物の処理中に、前記検出手段により検出される反射電力が予め定められたしきい値を超えたか否かを判別し、前記検出される反射電力が前記しきい値を超えた時に、前記放射部から前記加熱室内に放射されるマイクロ波の電力を前記第１の値に設定し、前記マイクロ波発生手段を制御することによりマイクロ波の周波数を変化させつつ前記放射部から前記加熱室内にマイクロ波を放射させ、前記検出手段により検出される反射電力が最小または極小となる周波数に基づいて対象物の処理のためのマイクロ波の周波数を新たな処理周波数として決定し、前記決定された新たな処理周波数のマイクロ波をマイクロ波発生手段により発生させる周波数更新処理を行った後前記放射部から対象物に放射されるマイクロ波の電力を前記第２の値に設定して前記対象物の処理を再開することを特徴とするマイクロ波処理装置。
前記制御手段は、対象物の処理前および処理中に、前記マイクロ波発生手段によりマイクロ波の周波数を変化させつつ前記放射部から前記加熱室内にマイクロ波を放射させ、前記検出手段により検出される反射電力が極小となる周波数が複数存在する場合に、検出されたそれぞれの周波数を前記処理周波数として決定した後前記放射部から対象物に放射されるマイクロ波の電力を前記第２の値に設定し、決定された複数の処理周波数を順に切り替えつつ前記対象物の処理を行うことを特徴とする請求項１記載のマイクロ波処理装置。
マイクロ波を用いて対象物を処理するマイクロ波処理装置であって、
対象物を加熱のために収容する加熱室と、
前記加熱室内に放射するマイクロ波を発生する半導体素子を含むマイクロ波発生手段と、
前記マイクロ波発生手段により発生されるマイクロ波を前記加熱室内に放射する複数の放射部と、
前記複数の放射部からの反射電力をそれぞれ検出する検出手段と、
前記マイクロ波発生手段を制御する制御手段とを備え、
前記マイクロ波発生手段は、前記複数の放射部からの反射電力により発生する熱を放散する放熱手段を含み、
前記制御手段は、対象物の処理前に、前記複数の放射部から前記加熱室内に放射されるマイクロ波の電力を前記放熱手段が放熱可能なエネルギーよりも小さい第１の値に設定し、前記マイクロ波発生手段を制御することによりマイクロ波の周波数を変化させつつ前記複数の放射部から前記加熱室内にマイクロ波を放射させ、前記複数の検出手段により検出される複数の放射部からの反射電力がそれぞれ最小または極小となる周波数に基づいて対象物の処理のためのマイクロ波の周波数を処理周波数として決定し、
対象物の処理の開始時に、前記複数の放射部から前記加熱室内に放射されるマイクロ波の電力を対象物の処理前に設定された前記第１の値よりも大きい第２の値に設定し、前記決定された処理周波数のマイクロ波を前記マイクロ波発生手段により発生させて対象物の処理を行い、
対象物の処理中に、前記検出手段により検出される前記複数の放射部からの反射電力がそれぞれ予め定められたしきい値を超えたか否かを判別し、前記検出手段により検出される前記複数の放射部からのいずれかの反射電力が前記しきい値を超えた時に、前記複数の放射部から対象物に放射されるマイクロ波の電力を前記第１の値に設定し、前記マイクロ波発生手段を制御することによりマイクロ波の周波数を変化させつつ前記複数の放射部から前記加熱室内にマイクロ波を放射させ、前記検出手段により検出される前記複数の放射部からの反射電力がそれぞれ最小または極小となる周波数に基づいて対象物の処理のためのマイクロ波の周波数を新たな処理周波数として決定し、前記決定された新たな処理周波数のマイクロ波をマイクロ波発生手段により発生させる周波数更新処理を行った後前記複数の放射部から対象物に放射されるマイクロ波の電力を前記第２の値に設定して前記対象物の処理を再開することを特徴とするマイクロ波処理装置。
マイクロ波を用いて加熱室に収容された対象物を処理するマイクロ波処理方法であって、
対象物の処理前に、放射部から対象物に放射されるマイクロ波の電力を、前記放射部からの反射電力により発生する熱を放散する放熱手段が放熱可能なエネルギーよりも小さい第１の値に設定し、マイクロ波の周波数を変化させつつ前記放射部から前記加熱室内にマイクロ波を放射するとともに前記放射部からの反射電力を検出するステップと、
対象物の処理前に検出される反射電力が最小または極小となる周波数に基づいて対象物の処理のためのマイクロ波の周波数を処理周波数として決定するステップと、
対象物の処理の開始時に、前記放射部から前記加熱室内に放射されるマイクロ波の電力を対象物の処理前に設定された前記第１の値よりも大きい第２の値に設定し、決定された処理周波数のマイクロ波を発生させて対象物の処理を行うステップと、
対象物の処理中に、検出される反射電力が予め定められたしきい値を超えたか否かを判別し、前記検出される反射電力が前記しきい値を超えた時に、前記放射部から前記加熱室内に放射されるマイクロ波の電力を前記第１の値に設定し、マイクロ波の周波数を変化させつつ放射部から前記加熱室内にマイクロ波を放射するとともに前記放射部からの反射電力を検出するステップと、
対象物の処理中に検出される反射電力が最小または極小となる周波数に基づいて対象物の処理のためのマイクロ波の周波数を新たな処理周波数として決定するステップと、
前記決定された新たな処理周波数のマイクロ波を発生させる周波数更新処理を行った後前記放射部から対象物に放射されるマイクロ波の電力を前記第２の値に設定して前記対象物の処理を再開するステップとを備えることを特徴とするマイクロ波処理方法。