JP5034667B2 - マイクロ波加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、被加熱物をマイクロ波で加熱するマイクロ波加熱装置に関する。

代表的なマイクロ波加熱装置である電子レンジは、代表的な被加熱物である食品を直接加熱できるので、鍋や釜を準備する必要がないという簡便さがあり、生活する上で不可欠ともいうべき調理器具になっている。これまでの電子レンジは、マイクロ波が放射される加熱室の食品を収納する空間の大きさが、幅方向および奥行き方向に３００〜４００ｍｍ、高さ方向に凡そ２００ｍｍ程度のものが一般に普及している。

近年、食品を収納する空間の底面をフラットにし、さらに幅方向の寸法を４００ｍｍ以上として奥行き寸法よりも比較的大きくし、食品を同時に複数個並べて加熱できるようにした利便性の高い製品が実用化されている。

ところで、電子レンジで使用するマイクロ波の波長は約１２０ｍｍであり、加熱室内には強弱の電界分布が生じ、更には被加熱物の形状やその物理特性の影響が相乗されて加熱むらが発生することが知られている。この加熱むらはできるだけ少ないことが望ましいが、特に幅方向の寸法が大きい加熱室の場合は、複数の食器に入れた食品を同時に加熱するために、加熱の均一性を一層高める必要がある。

従来、この種のマイクロ波加熱装置は、一つの放射アンテナを備え、そのアンテナを回転駆動させるものであったが、近年、加熱の均一性を高める方策として複数の放射アンテナを備えるもの、或いは複数の高周波攪拌手段を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、加熱室内部が広くても常に大量の食品を同時に加熱するとは限らず、例えば、マグカップ一杯の牛乳を温めるなどの時は、加熱室内部の全体を均一に加熱しなくても牛乳のみに集中して加熱する方が効率的である。

また、複数の食品を同時に加熱する場合でも、例えば、冷凍食品と室温の食品とを同時に加熱する場合のように、食品の温める前の温度に差があれば、低温の食品のみを集中的に加熱したい場合がある。更に、幕の内弁当のように、一つの容器に漬物やサラダ、デザートなど加熱しない食品と、ごはんやおかずなど加熱する食品が含まれているときに、加熱する食品のみを集中的に加熱したいという場合がある。

このような場合は、加熱室内部の全体を均一に加熱するのではなく、局所のみを集中加熱できる機能が必要となる。これを実現するものとして、複数の回転アンテナを切り替えるとともに、停止位置の制御を行うことによって集中加熱を可能にするものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−２５９６４６号公報 特許第３６１７２２４号公報

上記従来の構成においては、局所への集中加熱について、例えば図１５に示す電子レンジのように、二つの回転アンテナ７０、７０の指向性が強い端部７１、７１を局所加熱したい方向に向けて停止させることで集中加熱を実現できるとしている。たとえば図１５（ａ）、図１５（ｂ）の向きでは加熱室の真ん中に置かれた食品の中心をある程度集中的に加熱することができる。しかしながら実際は、マイクロ波は回転アンテナ７０から食品へとダイレクトに放射されるだけではなく周辺にも撒き散らされるし、またダイレクトに食品にあたったマイクロ波も全てが吸収されるわけではなく反射や透過するものもある。こ
のようなマイクロ波は加熱室内で反射を繰り返し、主として加熱室形状で決まる定在波となって加熱分布に影響を与えることになる。電子レンジの加熱室はマイクロ波が閉じ込められる空洞共振器と考えられ、定在波の強い場所（腹の位置）、弱い場所（節の位置）によって加熱ムラが生じることが知られている。よって食品の局部を集中的に加熱しようと思って回転アンテナの向きを制御したとしても、そこがたまたま定在波が弱い場所では思いのほか加熱されないし、逆にそこがたまたま定在波が強い場所では思った以上に加熱されてしまうことになる。

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなしたもので、回転アンテナの向きにより加熱分布を制御するマイクロ波加熱装置において、加熱室形状に左右される定在波のような、加熱分布に関する外因を防ぐあるいは外因の影響を補正することにより、狙い通りの加熱分布を実現することを目的とする。

本発明のマイクロ波加熱装置は、マイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段からマイクロ波を伝送する導波管と、前記マイクロ波で加熱する被加熱物を収納する加熱室と、前記導波管から前記加熱室に前記マイクロ波を放射するための少なくとも２つの回転アンテナと、前記回転アンテナを回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御して前記回転アンテナの向きを制御する制御手段と、前記加熱室壁面上で前記回転アンテナの駆動領域に配置された分布変更手段とを有する構成としたマイクロ波加熱装置であって、前記分布変更手段は、前記加熱室壁面の一部を塑性加工することで構成すると共に、前記加熱室の外向きに突出する形状で、かつ、前記２つの回転アンテナ間の中央に配置し、前記導波管の一面を兼用した前記加熱室壁面に構成し、前記分布変更手段と整合素子を兼ねる構成としたものである。

この構成により、回転アンテナの向きを制御して加熱分布を制御するだけでなく、加熱室壁面上で回転アンテナの駆動領域に配置された分布変更手段を有することにより、加熱室形状で決まる定在波分布や回転アンテナの指向性に影響を与えることができるので、狙い通りの加熱分布を実現することができる。

本発明によれば、回転アンテナの向きを制御して加熱分布を制御するだけでなく、加熱室壁面上で回転アンテナの駆動領域に配置された分布変更手段を有することにより、加熱室形状で決まる定在波分布や回転アンテナの指向性に影響を与えることができるので、狙い通りの加熱分布を実現することができる。

本発明のマイクロ波加熱装置は、マイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段からマイクロ波を伝送する導波管と、前記マイクロ波で加熱する被加熱物を収納する加熱室と、前記導波管から前記加熱室に前記マイクロ波を放射するための少なくとも２つの回転アンテナと、前記回転アンテナを回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御して前記回転アンテナの向きを制御する制御手段と、前記加熱室壁面上で前記回転アンテナの駆動領域に配置された分布変更手段とを有する構成としたマイクロ波加熱装置であって、前記分布変更手段は、前記加熱室壁面の一部を塑性加工することで構成すると共に、前記加熱室の外向きに突出する形状で、かつ、前記２つの回転アンテナ間の中央に配置し、前記導波管の一面を兼用した前記加熱室壁面に構成し、前記分布変更手段と整合素子を兼ねる構成としたものである。

この構成により、回転アンテナの向きを制御して加熱分布を制御するだけでなく、加熱室壁面上で回転アンテナの駆動領域に配置された分布変更手段を有することにより、加熱
室形状で決まる定在波分布や回転アンテナの指向性に影響を与えることができるので、狙い通りの加熱分布を実現することができる。

また、この構成により、極めて簡単に実現できるとともに、加熱室形状を一部変更することになるので容易に定在波分布に影響を与えて加熱分布を変更することができる。

また、この構成により、もともと加熱室を形成するために必要な加熱室壁面に、さらに分布変更手段と整合素子の二つの機能を併せ持たせることができ、別部品を増やさなくて済む。

また、この構成により、２つの回転アンテナ間の中央においては、分布変更手段によりアンテナと加熱室壁面の距離が遠くなり、マイクロ波が伝送される空間が広くなるので、アンテナからのマイクロ波が通りやすくなり、局部的な集中加熱能力を高めることができる。通常は、加熱室の中央に一つ（一皿、カップ一杯など）の食品を置かれる頻度が高く、加熱室中央を集中加熱したいという場合が多く、また２つの回転アンテナが加熱室底面に左右対称に配置されることが多いと考えられるので、２つの回転アンテナ間の中央の局部的な集中加熱能力を高めることが効果的である。

また、本発明の一態様として、上記のマイクロ波加熱装置において、分布変更手段は、略半球状でかつ回転アンテナの回転中心側を平らな形状に構成したものも含まれる。

この構成により、分布変更手段を加熱室壁面をしぼって形成する場合には半球状にするのは容易であるし、半球状であれば各方向に対してエッジができにくいのでエッジへの電界集中によるスパークを起こしにくいなどの効果がある。また分布変更手段は回転アンテナの回転中心側を平らにすることにより半球をカットしたような形状となり、平らな部分で回転アンテナの回転中心である結合部からの距離を長めに確保できることと、点ではなく面で対向させることができることにより、特に回転アンテナの回転中心である結合部と分布変更手段の間のスパークを起こしにくいなどの効果がある。

さらに、本発明の一態様として、上記のマイクロ波加熱装置において、制御手段は、回転アンテナが分布変更手段にかかる向きで停止させる構成としたものも含まれる。

この構成により、最も分布変更手段の効果を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１、図２は、本発明に係る実施形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジの概略構成を示す図であり、図１は上方から見た平断面図、図２は正面から見た正断面図である。

図１において、本実施形態の電子レンジは、代表的なマイクロ波発生手段であるマグネトロン１と、マグネトロン１から放射されるマイクロ波を伝播する導波管２と、導波管２の上部に接続された加熱室３と、加熱室３内に固定されて代表的な被加熱物である食品４を載置する載置台５と、載置台５より下方に形成されたアンテナ空間６と、加熱室３の中心から略等距離の底面に設けた２つの結合孔７、７と、アンテナ空間６内に配されて結合孔７、７を中心に回転可能な回転アンテナ８、８と、嵌合させた駆動軸を介して回転アンテナ８、８を駆動する駆動手段としてのモータ９、９と、モータ９、９の回転、停止を制御する制御手段１０を備える構成である。

また、本実施形態の電子レンジは、設定手段１１を備え、使用者が食品や調理内容に応じて調理メニューを選択することができる。そして、この選択結果に基づき、制御手段１０はマグネトロン１を制御してマイクロ波の発生や停止を行うとともに、モータ９を制御して回転アンテナ８、８の回転や停止を制御する。これにより、載置台５に載置された食品４の加熱、調理を行うことができる。

回転アンテナ８は、略Ｌ字型をしたパッチアンテナであり、Ｌ字形に沿う長手方向を有する平板状の導電性材料から成る放射部８１と、結合孔７を貫通して放射部８１と電気的及び機械的に一体化された円筒状の導電性材料から成る結合部８２から構成されている。

図３は、放射部８１の具体的な形状を例示する平面図である。

図３において、放射部８１の結合部８２の中心からＬ字形に沿う長辺８１ａの長手方向の端部８４までの長さは５０ｍｍである。一方、長辺の幅３０ｍｍの中心線である一点鎖線（以下、基準線という）に沿って結合部８２の中心から３５ｍｍの位置で角度８３．６２°をなしてＬ字状に曲がり、そこから４５ｍｍ行ったところの放射部８１のＬ字形に沿う短辺８１ｂの端部８３の沿面が、結合部８２を中心とする半径６０ｍｍからなる円弧の一部をなすように構成されている。

放射部８１の平面視全体形状をＬ字型と把握した場合、長辺８１ａは、結合部８２と結合した第１の部分として定義づけられ、一方、短辺８１ｂは、当該第１の部分と交差した第２の部分として定義づけられる。尚、放射部の各部分（第１の部分、第２の部分）の長手方向の長さは、上述したように、放射部の幅方向の中心に位置した一点鎖線で示した基準線の長手方向の長さによって定義づけることができる。

この形状によると、結合部８２を中心とする放射部８１の回転直径は１２０ｍｍとなり、これはマイクロ波の波長（一波長）に相当し、加熱室４の広さからアンテナが回転する際の直径がマイクロ波の一波長以下に制限される場合であっても、使用することが可能な寸法である。

すなわち、本実施形態において、放射部８１は、第１の部分（長辺８１ａ）と第２の部分（短辺８１ｂ）という互いに交差する二つの部分を有しているため、回転直径で制約された狭い空間でも、単なる回転直径または回転半径よりも、実質的に大きな長さ（基準線に沿った長さ）が確保されている。具体的には図３において、回転半径は６０ｍｍだが、半径に対応した実質的な放射部の長さは３５＋４５ｍｍ＝８０ｍｍである。従って狭い空間でも、指向性の強いマイクロ波を放射することが可能となると考えられる。

ただし放射部８１はＬ字型のために、放射部全体としての指向性は長手方向からは少し曲げられて、実矢線８５のような向きとなる。

次に分布変更手段１２について説明する。特に図１の実矢線１３、１３の方向から見た断面図を図４に示す（ちなみに図２は図１の実矢線１４、１４の方向から見た断面図）。本実施の形態において、分布変更手段１２は、加熱室壁面３０１上で図１の２つの回転アンテナのうち右側の回転アンテナ８の駆動領域１５に配置されている。また分布変更手段１２は、導波管２の一面を兼用した部分の加熱室壁面３０１の一部を塑性加工することで形成してある。この実施の形態では加熱室壁面３０１を、加熱室３の外向き（図４の下向き）すなわち導波管２の内向きに突出させるようにしぼることによって形成してある。これにより、分布変更手段１２は、導波管２内では整合素子を兼ねる構成となっている。また、分布変更手段１２は、略半球状でかつ回転アンテナの回転中心側を平らな形状１６に構成している。

次に、分布変更手段１２の効果について説明する。

まず、分布変更手段１２を回転アンテナ８の駆動領域１５に配置したので、分布変更手段１２が有ることで加熱室３形状で決まる定在波分布や回転アンテナ８の指向性に影響を与えることができ、狙い通りに加熱分布を変更することができる。特にパッチアンテナのような回転アンテナ８から放射されるマイクロ波は、回転アンテナ８の放射部８１と、放射部８１が対向する加熱室壁面３０１との距離によって放射のしやすさや指向性などの特性が大きく変化する。たとえば図１、図４のように分布変更手段１２を回転アンテナ８の駆動領域１５に構成すると、図４（ａ）に示す瞬間位置の時には回転アンテナ８が分布変更手段１２に対向する位置に無いので、分布変更手段１２の影響が少ない。ところが、図４（ｂ）のように回転アンテナ８が分布変更手段１２に対向する位置にあると、放射部８１の終端８４と加熱室壁面３０１との距離が広くなる（実矢線１７）ので、こちら側（分布変更手段１２のある側）にマイクロ波が出やすくなり、その結果、放射指向性が変化すると考えられる。具体的には、放射部８１と加熱室壁面３０１のフラットな部分との距離が約１０ｍｍで、分布変更手段１２の深さが約１２ｍｍとすると、実矢線１７の距離は計２２ｍｍとなり分布変更手段１２が無い場合に比べて二倍以上の広さになる。

また、分布変更手段１２を加熱室壁面３０１をしぼることで構成するので、極めて簡単に実現できるとともに、明らかに加熱室３形状を一部変更することになる（たとえば本実施の形態の場合は、加熱室が広くなる）ので容易に定在波分布に影響を与えて加熱分布を変更することができる。また、分布変更手段１２を導波管２の一面を兼用した加熱室壁面３０１に構成し、導波管２内に突出させることで導波管２内の整合素子を兼ねる構成となっている。従来の整合素子は、導波管壁面の一部をしぼる構成として知られているが、加熱室壁面と兼用する加熱室壁面３０１ではなく、導波管壁面２０１側に構成するものが知られている。整合素子により、導波管２内のマイクロ波の伝送しやすさが変化し、マグネトロン１から加熱室側を見たインピーダンスを調節できるので、マグネトロン１側のインピーダンスとマグネトロン１から加熱室側を見たインピーダンスを一致させる（整合させる）ように構成することで、効率的にマイクロ波を伝送することができる。しかし従来のように導波管壁面２０１側に整合素子を構成すると加熱室３内の形状には変化が無いので加熱分布はそのままであり、加熱分布を変更するには別の工夫が必要となる。よって本実施の形態により、もともと加熱室３を形成するために必要な加熱室壁面３０１に、さらに分布変更手段と整合素子の二つの機能を併せ持たせることができ、別部品を増やさなくても実現可能となる。

また、分布変更手段１２は、略半球状でかつ回転アンテナの回転中心側を平らな形状１６に構成している。このように、分布変更手段１２を加熱室壁面をしぼって形成する場合には半球状にするのは容易であるし、半球状であれば各方向に対してエッジができにくいのでエッジへの電界集中によるスパークを起こしにくいなどの効果がある。また回転アンテナの回転中心側を平らにすることにより半球をカットしたような形状となり、平らな部分で回転アンテナの回転中心である結合部からの距離を長めに確保できることと、点ではなく面で対向させることができることにより、特に回転アンテナの回転中心である結合部と分布変更手段の間のスパークを起こしにくいなどの効果がある。

図５は、回転アンテナの放射部の変形例を示す平面図であり、（ａ）は鎌状に形成した短辺を有することにより、短辺端部の沿面長さを大きくして、端部先端側から放射されるマイクロ波の指向性を強くしたものである。また、（ｂ）はＴ字形に沿う短辺を形成することで、短辺端部の沿面長さを更に大きくし、端部先端側から放射されるマイクロ波の指向性を強くしたものである。（ｃ）は短辺をピッケル状に形成することにより、短辺端部の沿面長さを大きくするとともに、短辺の幅を細身にしてマイクロ波の電界を集中させ、
放射指向性を高めようとするものである。

なお、本実施の形態によれば、回転アンテナを平らな板状のパッチアンテナで説明したが、これに限定されるものではなく、加熱室壁面との距離により加熱分布が変わりうるアンテナであれば、加熱室壁面上で回転アンテナの駆動領域に分布変更手段を構成することで同様の効果が得られる。

また、本実施の形態によれば、回転アンテナを二つの例で構成しているが、もちろんこれに限定されるものではなく、アンテナが一つでも良いし、３つ以上でも良い。

（実施の形態２）
図６、図７は本発明に係る代表的なマイクロ波加熱装置である電子レンジ２１の構成図で、図６は上方から見た平断面図、図２は図１の実矢線２２から見た正断面図である。

図６に示すように、電子レンジ２１は、代表的なマイクロ波発生手段であるマグネトロン２３から放射されたマイクロ波を伝送する導波管２４と、導波管２４の上部に接続され幅方向寸法（約４１０ｍｍ）が奥行き方向寸法（約３１５ｍｍ）より大きい形状の加熱室２５と、代表的な被加熱物である食品（図示せず）を載置するため加熱室２５内に固定され、セラミックやガラスなどの低損失誘電材料からなるためにマイクロ波が容易に透過できる性質の載置台２６と、加熱室２５内の載置台２６より下方に形成されるアンテナ空間２７と、導波管２４内のマイクロ波を加熱室２５内に放射するため、導波管２４からアンテナ空間２７にわたり、加熱室２５の幅方向に対して対称位置に取り付けられた二つの回転アンテナ２８、２９と、回転アンテナ２８、２９を回転駆動できる代表的な駆動手段としてのモータ３０、３１と、モータ３０、３１を制御して回転アンテナ２８、２９の向きを制御する制御手段３２と、各回転アンテナ２８、２９の回転の原点を検出する原点検出機構を構成するフォトインタラプタ３３と、加熱室２５内の温度分布を検出する温度分布検出手段である赤外線センサ３４とを有する。

また、電子レンジ２１は、ドア３５を備えている。そして、設定手段（図示せず）がドア３５の下部に配置されている。設定手段（図示せず）は、使用者が、食品や調理内容に応じて様々な調理メニューを選択できるものである。この選択結果に基づき、制御手段３２はマグネトロン２３やモータ３０、３１を制御することができる。

回転アンテナ２８、２９は、放射指向性を有する構成である。本実施の形態の電子レンジ２１は、回転アンテナ２８、２９のうちの少なくとも一方の放射指向性の強い部位を所定の向きに制御して特定の食品を集中加熱する構成としている。具体的にどのように制御しているかについては後述する。

また、回転アンテナ２８、２９は、導波管２４と加熱室壁面２５１との境界面に設けられた直径約３０ｍｍで略円形の結合孔３６、３７を貫通する直径約１８ｍｍで略円筒状の導電性材料から成る結合部３８、３９と、結合部３８、３９の上端にかしめや溶接などで電気的に接続されて一体化され、概ね垂直方向よりも水平方向に広い面積を有する導電性材料から成る放射部４０、４１とを備える。

また、回転アンテナ２８、２９は、結合部３８、３９の中心が回転駆動の中心となるようにモモータ３０、３１のシャフト４２、４３に嵌合された構成としている。放射部４０、４１は回転の方向に対して形状が一定ではないために放射指向性がある構成としている。

回転アンテナ２８、２９の回転の中心は加熱室２５内の中心から略等距離に配置する。
この構成により、アンテナが一つの構成では通常は加熱しにくい加熱室内の中央付近を、回転アンテナ２８、２９の放射指向性の強い部分を中央付近に向けることにより加熱可能とするものである。

導波管２４は、図６のように上から見てＴ字型を成し、左右対称な形状であるため、マグネトロン２３から結合部３８、３９までの距離が等しく、かつ結合部３８、３９は加熱室２５の幅方向に対しても対称位置に取り付けられているので、マグネトロン２３から放射されるマイクロ波は導波管２４、回転アンテナ２８、２９を介して加熱室２５内にほぼ均等に分配される。

放射部４０、４１は同一の形状で、放射部上面４４、４５が略四辺形の形状で、そのうち３辺には加熱室壁面２５１側に曲げられた放射部曲げ部４６を有し、その３辺の外側へのマイクロ波の放射を制限する構成である。加熱室壁面２５１と放射部上面４４、４５までの距離は約１０ｍｍ程度とし、放射部曲げ部４６は、それよりも約５ｍｍ程度低い位置に引き下げられている。また残る１辺の端部４７の幅寸法は８０ｍｍ以上としている。この構成において回転アンテナ２８、２９は、いわゆる回転導波管タイプのアンテナとなり、結合部３８、３９から端部４７の方向への放射指向性を強くすることができる。分布変更手段４８は、導波管２４の上面を兼ねている加熱室壁面２５１を導波管２４側にしぼった構成で、回転アンテナ２８、２９間の中央に配置し、回転アンテナ２８、２９が図６、図７のように向き合ったときに端部４７に対向する構成で、かつ導波管２４がＴ字型に分岐する分岐点に位置している。

この構成において一般的な食品を均一に加熱する場合は、従来の電子レンジと同様、特に置き場所にこだわる必要はなく、回転アンテナ２８、２９も従来同様に一定回転させてよい。一方、集中加熱する場合は、特に加熱室２５内の中央付近を加熱する場合は、制御手段３２は、図６、図７に示すように、回転アンテナ２８、２９の端部４７を、加熱室２５の幅方向の略中央かつ奥行き方向の略中央という所定の向きに向けるように制御する。

回転アンテナ２８、２９の端部４７が加熱室２５の幅方向の略中央かつ奥行き方向の略中央を向くとき、端部４７の方向への放射指向性が強いので、特に端部４７の方向からマイクロ波が放射されその方向に位置する食品を集中的に加熱することができる。

また、加熱室２５内の左側付近を加熱する場合、制御手段３２は、回転アンテナ２８、２９の端部４７を、左向き（加熱室２５をドア３５側から見て左側）に向けるように制御すればよい。

同様に、加熱室２５内の右側付近を加熱する場合、制御手段３２は、回転アンテナ２８、２９の端部４７を、右向き（加熱室２５をドア３５側から見て右側）に向けるように制御すればよい。

また、加熱室２５内の前方中央付近を加熱する場合、制御手段３２は、回転アンテナ２８、２９の端部４７を、加熱室２５の幅方向の略中央かつ奥行き方向の前方（加熱室２５内の中央前方付近）に向けるように制御すればよい。

また、加熱室２５内の後方中央付近を加熱する場合、制御手段３２は、回転アンテナ２８、２９の端部４７を、加熱室２５の幅方向の略中央かつ奥行き方向の後方（加熱室２５内の中央後方付近）に向けるように制御すればよい。

以上のように、本実施の形態の電子レンジ２１は、局所的に加熱したい場所に応じて回転アンテナの向きを制御するものであり。回転アンテナ２８、２９を所定の向きに向ける
ためには、モータ３０、３１としてステッピングモータを用いるとか、あるいは一定回転のモータであっても基準位置を検出して通電時間を制御するなどの手段が考えられる。

本実施の形態の電子レンジ２１では、モータ３０、３１としてステッピングモータを用いており、各モータのシャフト４２、４３にそれぞれ原点検出機構を設けている。この原点検出機構は、図８に示すように、シャフトを中心軸とする円板４９ａと、フォトインタラプタ３３とにより構成される。円板４９ａには、矩形状のスリット４９ｂが設けられている。

円板４９ａは、回転アンテナ２８、２９を回転させるモータのシャフト４２、４３の軸にそれぞれ共通に取り付けられていて、発光素子と受光素子とを備えたフォトインタラプタ３３の光路を遮るように回転するものである。

この構成により、スリット４９ｂがフォトインタラプタ３３の光路を通過するときは、前記光路を遮るものが無いので、スリットの通過時点を検出することができる。従って、スリット４９ｂの位置を回転アンテナ２８、２９の原点と設定しておくことで、各モータに取り付けられたフォトインタラプタ３３により回転アンテナの原点を検出することができるものである。

また、制御手段３２は、原点検出機構で検出できる原点を基準として、回転アンテナ２８、２９の指向性の強い部分を局所加熱箇所に集中させるときの回転アンテナ２８、２９の角度（停止位置）を予め記憶しているアンテナ角度記憶部を有している。回転アンテナ２８、２９の動作を制御して局所加熱を実行する際には、アンテナ角度記憶部の情報が参照される。

なお、ここまで、回転アンテナが二つの場合について説明してきたが、回転アンテナの数はこれに限られず二個以上の複数個でも良く、例えば、三つの回転アンテナを有する構成としても良い。

次に、図９を参照して、本実施の形態の電子レンジ２１が備える温度分布検出手段である赤外線センサ３４について説明する。この赤外線センサ３４は、基板５０上に一列に並んで設けられた複数の赤外線検出素子５１と、基板５０全体を収納するケース５２と、ケース５２を赤外線検出素子５１が並んでいる方向と垂直に交わる方向に移動させるステッピングモータ５３と、を備えるものである。

基板５０上には、赤外線検出素子５１を封入する金属製のカン５４と、赤外線検出素子の動作を処理する電子回路５５とが設けられている。また、カン５４には赤外線が通過するレンズ５６が設けられている。また、ケース５２には、赤外線を通過させる赤外線通過孔５７と、電子回路５５からのリード線を通過させる孔５８とが設けられている。

この構成により、ステッピングモータ５３が回転運動することで、ケース５２を、赤外線検出素子５１が一列に並んでいる方向とは垂直方向に移動させることができる。

図１０は、赤外線温度検出スポットを説明する図である。図に示すように、本実施の形態の電子レンジ２１は、赤外線センサ３４のステッピングモータ５３が往復回転動作することにより、加熱室２５内のほぼ全ての領域の温度分布を検出することができるものである。

具体的には、例えば、まず図１０中のＡ１〜Ａ４の領域の温度分布を、赤外線センサ３４が有する一列に並んだ赤外線検出素子５１が同時に検出する。次に、ステッピングモー
タ５３が回転動作しケース５２が移動するとき、赤外線検出素子５１がＢ１〜Ｂ４の領域の温度分布を検出する。さらに、ステッピングモータ５３が回転動作してケース５２が移動するとき、赤外線検出素子５１がＣ１〜Ｃ４の領域の温度分布を検出し、同様に、Ｄ１〜Ｄ４の領域の温度分布が検出される。

また、上述の動作に続けて、ステッピングモータ５３が逆回転することで、Ｄ１〜Ｄ４の領域側から、Ｃ１〜Ｃ４、Ｂ１〜Ｂ４、Ａ１〜Ａ４の順に、温度分布を検出する。赤外線センサ３４は、以上の動作を繰り返すことで、加熱室２５内の全体の温度分布を検出することができる。

次に、図７を参照して、制御手段３２の概略構成を説明する。制御手段３２は、回転アンテナ２８、２９の動作を制御するアンテナ制御部３２１と、加熱室２５内に載置された被加熱物が食品であるか否かを判定する食品判定部３２２と、加熱処理のうち初期段階の終了を判定する加熱初期段階終了判定部３２３と、加熱処理全体の終了を判定する加熱終了判定部３２４とを有する構成である。

食品判定部３２２は、被加熱物の初期温度分布を記憶する初期温度分布記憶部３２８と、被加熱物の単位時間あたりの温度上昇率を算出する温度上昇率算出部３２９と、を有し、算出した温度上昇率が所定以上の場合に、被加熱物が食品であると判定するものである。これは、すなわち、温度を検出した領域が、被加熱物を載せる載置台であるのか又は加熱対象である食品であるのかを判定するものである。これは載置台はマイクロ波を透過してほとんど温度上昇しないが、食品はマイクロ波を吸収して温度上昇しやすい、その特性の違いにより判別するものである。

加熱初期段階終了判定部３２３は、例えば、加熱開始から所定時間が経過した場合に加熱初期段階が終了したと判定する判定条件や、被加熱物の最高温度が所定温度以上に到達した場合に加熱初期段階が終了したと判定する判定条件や、また、加熱開始から被加熱物の温度変化の最高値が所定以上である場合に加熱初期段階が終了したと判定する判定条件を用いて、加熱処理の初期段階が終了したことを判定するものである。

加熱終了判定部３２４は、例えば、被加熱物の温度分布のうち最高温度が予め設定された設定温度を超えるときに加熱処理を終了すると判定する判定条件や、食品と判定した箇所の平均温度が設定温度を越えるときに加熱処理を終了する判定条件や、また、被加熱物の最高温度が所定温度に到達するのに要する時間を測定し、その要した時間の一定の割合（例えば、５０％）を追加加熱時間として加熱処理し、その後追加加熱時間が終了したときに加熱処理を終了する構成等により、加熱処理の終了を判定するものである。

アンテナ制御部３２１は、加熱室内を均一加熱させるべく回転アンテナ２８、２９の動作を制御する分散加熱モード制御部３２５と、被加熱物の低温部分を加熱すべく回転アンテナ２８、２９の動作を制御する局所加熱（スポット加熱）モード制御部３２６と、加熱室内に載置された被加熱物の低温部を検出する低温部抽出部３２７とを有する構成である。

分散加熱モード制御部３２５は、例えば、マイクロ波発振中に所定の位置で停止させることで局所的な加熱のできる二つの回転アンテナ２８、２９を、その停止位置を刻々と変化させることで分散加熱を実現したり、回転アンテナ２８、２９を連続的に回転させることで分散加熱を実現したり、また、回転アンテナ２８、２９の停止位置をランダムに変えることで分散加熱を実現する構成である。

局所加熱（スポット加熱）モード制御部３２６は、低温部抽出部３２７より最低温度箇
所の情報を得て、局所加熱すべく回転アンテナ２８、２９の向きを制御する構成である。例えば、最低温度箇所が、図１０中のＢ２、Ｂ３、Ｃ２、Ｃ３のいずれかであれば、回転アンテナ２８、２９が中央を加熱する向き、すなわち図６、図７に示した停止位置に回転アンテナ２８、２９を停止させる。

また、最低温度箇所が、図１０中のＢ１、Ｃ１のいずれかであれば、回転アンテナ２８、２９が左方向を加熱する向きに回転アンテナ２８、２９を停止させる。また、最低温度箇所が、図１０中のＢ４、Ｃ４のいずれかであれば、回転アンテナ２８、２９が右方向を加熱する向きに回転アンテナ２８、２９を停止させる。

また、最低温度箇所が、図１０中のＡ２、Ａ３のいずれかであれば、回転アンテナ２８、２９が前方を加熱する向きに回転アンテナ２８、２９を停止させる。また、最低温度箇所が、図１０中のＤ２、Ｄ３のいずれかであれば、回転アンテナ２８、２９が後方を加熱する向きに回転アンテナ２８、２９を停止させる。

以上のように、制御手段３２は、温度検出手段が検出した最低温度箇所に応じて、回転アンテナ２８、２９の停止位置を制御するものであるが、このとき、回転アンテナが所定の位置に停止したまま加熱室内にマイクロ波を放射しつづけると、回転アンテナ自体が昇温し過ぎて融解する恐れがある。

この点を鑑みて、制御手段３２の局所加熱（スポット加熱）モード制御部３２６は、上述の局所加熱モード時に、回転アンテナ２８、２９を目標角度（停止位置）を中心として所定角度（例えば、±５度）程度往復揺動させるものである。これにより、局所的加熱効果に影響を与えることなく回転アンテナの劣化を防止することができる。また、マイクロ波放射中に回転アンテナが停止しつづけることで、回転アンテナの一部にマイクロ波が集中しすぎて、過剰加熱することを防止する。この往復揺動動作は、局所加熱開始時から行っても良いが、局所加熱開始時から所定時間経過後（例えば、３０秒〜１分後）に開始する構成としてもよい。

この往復揺動動作を実行するために、制御手段３２は、回転アンテナ２８、２９が停止することを許容する上限時間を予め記憶する停止上限時間記憶部と、回転アンテナ２８、２９が停止している時間をカウントする停止時間計時部と、回転アンテナ２８、２９を往復揺動させる角度を記憶する往復角度記憶部と、を有している。

また、局所加熱開始時から所定時間経過後（例えば、３０秒〜１分後）に回転アンテナ２８、２９を所定角度（例えば、５度）だけ回転させる構成としても良い。

また、制御手段３２は、回転アンテナ２８、２９が所定の停止位置（角度）にあるときを原点として記憶している。そして、制御手段３２は、例えば、加熱処理実行前または加熱処理実行後に回転アンテナ２８、２９の原点を確認する原点検出モードを実行する。

原点検出モード中は、回転アンテナ２８、２９の角度を特定することができず、このままマイクロ波を発振すると不本意な加熱状態を起こし不良の原因となってしまうことがある。そこで、制御手段３２は、原点検出モード中で回転アンテナを駆動している間は、マグネトロンの動作を停止する制御を行う。

また、制御手段３２は、原点検出モードを加熱処理終了後に行い、原点を検出した状態で非加熱時に待機する。これにより、加熱処理を開始する前に原点検出のための待機時間が発生するのを防ぐことできる。

また、制御手段３２は、原点検出モードで原点が見つからなかった場合には、エラーと判定してそれ以降の加熱処理の実行を禁止するメニューと、回転アンテナ２８、２９を停止させた状態で加熱処理を実行するメニューと、を有するものである。この構成により、調理メニューに応じて、例えば、加熱室２５内の温度分布の偏っていても構わないメニュー（単に加熱処理できればムラがあっても良い場合等）のときは、回転アンテナ２８、２９の動作を停止したまま加熱処理を実行するので、ユーザに対して最低限の機能を提供することができる。

なお、原点が検出できない場合は、回転アンテナ２８、２９を駆動するモータ３０、３１が故障している場合もあり、その状態のまま回転アンテナ２８、２９を動作させることは問題があるので、回転アンテナ２８、２９の動作は停止させるものである。

一方、加熱室２５内の温度分布が偏っていたのではユーザが所望する出来栄えの加熱処理を実現することができないメニューのときは、加熱処理の実行自体を禁止するものである。

また、制御手段３２は、加熱開始の初期段階においては分散加熱モードで加熱室２５全体を均一加熱し、加熱室２５内の温度分布に差が生じはじめたときに局所加熱モードに移行するものとしても良い。加熱開始の初期段階では加熱室２５内の温度分布に差がないので、分散加熱モードが効率よく加熱室２５全体を昇温させることができる。

また、制御手段３２は、加熱開始の初期段階においては、まず、加熱室２５内の中央付近を局所的に加熱するものとしても良い。通常、加熱室内の温度分布に差がない状態から加熱処理を開始すると、加熱室の中央付近が最も昇温しにくい。従って、まず、加熱室２５内の中央付近を局所加熱し、その後、分散加熱を行って加熱室全体の均一加熱を行うことで、効率よく加熱室全体を均一加熱することができる。

また、各回転アンテナ２８、２９を駆動するモータ３０、３１は、例えば、ステッピングモータとしても良い。このとき、制御手段３２は、各回転アンテナ２８、２９に取り付けられた各ステッピングモータに対してパルスを入力するタイミングを、各ステッピングモータ毎に時間差を設けて同時にならないように制御すると良い。同時にパルスを入力すると、そのタイミングで必要な電流が増大し、電子レンジ３１に大電流に対応可能な回路を設置しなければならなくなるが、時間差を設けてパルスを入力することで回路が大型化するのを防止できる。

次に、本実施の形態の電子レンジ２１の動作について説明する。まず、加熱初期段階時の動作について、図１１を参照して説明する。

まず、加熱処理が開始されると、マグネトロン２３がマイクロ波を発生させ、そのマイクロ波が導波管２４を介して加熱室２５内に伝送される（Ｓ１０１）。このとき、赤外線センサ３４は、加熱初期時点での加熱室２５内の温度分布を検出し、制御手段３２は温度分布の検出結果を記憶する（Ｓ１０２）。

次に、制御手段３２は、分散加熱を実現するために、例えば、回転アンテナ２８、２９を一定速度で回転させる（Ｓ１０３）。一定時間経過後、赤外線センサ３４は、再び加熱室２５内の温度分布を検出する（Ｓ１０４）。

そして、制御手段３２の加熱初期段階終了判定部３２３は、Ｓ１０２の段階で検出した加熱初期段階での加熱室２５内の温度分布と、Ｓ１０４の段階で検出した一定時間経過後の加熱室２５内の温度分布とを参照して、一定の加熱初期段階終了の判定条件が見たされ
ているか否かを判断する。判定条件が具備されていなかった場合は（Ｓ１０５−Ｎｏ）、続けて加熱室２５内を分散加熱し、所定時間経過後に再び加熱室２５内の温度分布を検出する。

判定条件が具備されていた場合は（Ｓ１０５−Ｙｅｓ）、赤外線センサ３４が温度を検出した各領域が、食品が載置された領域であるか否かを判定するステップに移行する。このステップでは、例えば、温度を検出した各領域の単位時間あたりの温度上昇率を参照し、所定値以上である場合には、その領域に食品が載置されていると判断する。また、温度を検出した各領域について初期温度を参照し、その初期温度がマイナスだった場合（例えば、冷凍食品等が想定される）に、その領域は食品が載置されている領域と判断しても良い。このように、Ｓ１０６のステップにおいては、加熱室２５内の全領域のうち、食品が載置されている領域と、食品が載置されていないその他の領域とを判別し、制御手段３２に記憶しておく。（Ｓ１０６）。

加熱初期段階が終了すると、電子レンジ２１は、続けて、加熱フィードバック段階へ移行する。図１２を参照して、加熱フィードバック段階の動作について説明する。電子レンジ２１の赤外線センサ３４は、加熱初期段階が終了した後、加熱室２５内の全体の温度分布を検出する（Ｓ１０７）。そして、加熱室２５内で食品が載置されていると判定されている領域内での最低温度の領域を抽出、すなわち、食品箇所のうち最低温度箇所を抽出する（Ｓ１０８）。

その最低温度箇所が図１０中のＢ２、Ｂ３、Ｃ２、Ｃ３のいずれかの領域であるか否かを判定する（Ｓ１０９）。最低温度箇所がＢ２、Ｂ３、Ｃ２、Ｃ３のいずれかの領域であった場合は（Ｓ１０９−Ｙｅｓ）、制御手段３２は、回転アンテナ２８、２９が加熱室２５内の中央を加熱する向き、すなわち図６、図７に示した停止位置に回転アンテナ２８、２９を停止させるように動作制御を実行する（Ｓ１１７）。

最低温度箇所がＢ２、Ｂ３、Ｃ２、Ｃ３のいずれの領域でもなかった場合は（Ｓ１０９−Ｎｏ）、続けて、食品箇所のうち最低温度箇所がＢ１、Ｃ１のいずれかである否かを判定する（Ｓ１１０）。

最低温度箇所がＢ１、Ｃ１、のいずれかの領域であった場合は（Ｓ１１０−Ｙｅｓ）、制御手段３２は、回転アンテナ２８、２９が加熱室２５内の左方向を加熱する向きに回転アンテナ２８、２９を停止させるように動作制御を実行する（Ｓ１１８）。

最低温度箇所がＢ１、Ｃ１のいずれの領域でもなかった場合は（Ｓ１１０−Ｎｏ）、続けて、食品箇所のうち最低温度箇所がＢ４、Ｃ４のいずれかである否かを判定する（Ｓ１１１）。

最低温度箇所がＢ４、Ｃ４、のいずれかの領域であった場合は（Ｓ１１１−Ｙｅｓ）、制御手段３２は、回転アンテナ２８、２９が加熱室３４内の右方向を加熱する向きに回転アンテナ２８、２９を停止させるように動作制御を実行する（Ｓ１１９）。

最低温度箇所がＢ４、Ｃ４のいずれの領域でもなかった場合は（Ｓ１１１−Ｎｏ）、続けて、食品箇所のうち最低温度箇所がＡ２、Ａ３のいずれかである否かを判定する（Ｓ１１２）。

最低温度箇所がＡ２、Ａ３、のいずれかの領域であった場合は（Ｓ１１２−Ｙｅｓ）、制御手段３２は、回転アンテナ２８、２９が加熱室３４内の前方向を加熱する向きに回転アンテナ２８、２９を停止させるように動作制御を実行する（Ｓ１２０）。

最低温度箇所がＡ２、Ａ３のいずれの領域でもなかった場合は（Ｓ１１２−Ｎｏ）、続けて、食品箇所のうち最低温度箇所がＤ２、Ｄ３のいずれかであるか否かを判定する（Ｓ１１３）。

最低温度箇所がＤ２、Ｄ３、のいずれかの領域であった場合は（Ｓ１１３−Ｙｅｓ）、制御手段３２は、回転アンテナ２８、２９が加熱室２５内の後方向を加熱する向きに回転アンテナ２８、２９を停止させるように動作制御を実行する（Ｓ１２１）。

最低温度箇所がＤ２、Ｄ３のいずれの領域でもなかった場合は（Ｓ１１３−Ｎｏ）、続けて、制御手段３２は、回転アンテナ２８、２９を一定回転させて加熱室２５内を均一加熱する分散加熱モードに移行する（Ｓ１１４）。

制御手段３２は、Ｓ１１４、Ｓ１１７〜Ｓ１２１のいずれかステップを実行した後に、終了判定を行う（Ｓ１１５）。例えば、食品の温度分布のうち最高温度が予め設定された設定温度を超えるときに加熱処理を終了すると判定する加熱処理終了判定条件や、食品と判定した箇所の平均温度が設定温度を越えるときに加熱処理を終了すると判定する加熱処理終了判定条件を満たしているか否かを判定する。

加熱処理終了判定条件を満たしていた場合は（Ｓ１１５−Ｙｅｓ）、加熱処理を終了する（Ｓ１１６）。加熱処理終了判定条件を満たしていない場合は（Ｓ１１５−Ｎｏ）、Ｓ１０７のステップの段階に移行し、再びＳ１０７以降のステップを繰り返す。

以上のように、本実施の形態の電子レンジ２１は、二つの回転アンテナ２８、２９により加熱室２５内の特定の箇所を集中的に加熱することができるものであり、加熱処理中に被加熱物である食品の温度分布を検出し、その食品の最低温度箇所にスポットを当てて局所的に加熱することができるので、食品をムラなく加熱処理することができる。

また、局所的加熱と分散加熱とを食品の温度分布に応じて切り換えることができ、すなわち必要な箇所にマイクロ波を集中させることができるので、効率よく短時間で食品を加熱することができる。

なお、図１２において説明した加熱フィードバック段階の動作制御については、食品の最低温度箇所を探索する順序はこれに限られず、結果として食品全体を探索するものであれば他の順序で実行しても良い。

なお、加熱フィードバック制御に関しては、たとえば加熱室３４内の各領域（Ａ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ４、Ｃ１〜Ｃ４、Ｄ１〜Ｄ４）を、中央領域Ａ（Ｂ２、Ｂ３、Ｃ２、Ｃ３）と左側領域Ｂ（Ｂ１、Ｃ１）と右側領域Ｃ（Ｂ４、Ｃ４）と前方領域Ｄ（Ａ２、Ａ３）と後方領域Ｅ（Ｄ２、Ｄ３）とに分類し、その分類した領域内の食品箇所の平均温度に基づいて加熱フィードバックを行うようにしても良い。この場合は、分類した一定領域内（Ａ〜Ｅ）の食品箇所の平均温度に基づいて、局所加熱箇所を決定するので、食品の一箇所だけが極端に低い場合であっても、食品全体として加熱が必要な箇所に対して集中加熱を行うことができる。

次に分布変更手段４８について説明する。前述の通り、分布変更手段４８は、導波管２４の上面を兼ねている加熱室壁面２５１を導波管２４側にしぼった構成で、回転アンテナ２８、２９間の中央に配置し、回転アンテナ２８、２９が図６、図７のように向き合ったときに端部４７に対向する構成で、かつ導波管２４がＴ字型に分岐する分岐点に位置している。

以上の構成により、分布変更手段４８は、回転アンテナ２８、２９の駆動領域に配置しており、回転アンテナ２８、２９の向きを制御して加熱分布を制御するだけでなく、図６、図７のように向き合ったときにそれぞれの端部４７と加熱室壁面２５１との距離が広くなるので、マイクロ波が出やすくなり、より一層食品の中央にマイクロ波を集中させることができる。

また、分布変更手段４８は、加熱室壁面２５１をしぼることで構成している。極めて簡単に実現できるとともに、加熱室形状を一部変更することになるので容易に定在波分布に影響を与えて加熱分布を変更することができる。また本実施の形態においてはＴ字型に分岐する左右対称な導波管２４に対して、分布変更手段４８も左右対称にしぼる構成としており、左右の回転アンテナ２８、２９から放射されるマイクロ波の量も自然と同等量を放射できるようにバランスさせることができる。

また、分布変更手段４８は、加熱室２５の外向きに突出する形状で、かつ、２つの回転アンテナ２８、２９間の中央に配置する構成している。２つの回転アンテナ間の中央においては、分布変更手段によりアンテナと加熱室壁面の距離が遠くなり、マイクロ波が伝送される空間が広くなるので、アンテナからのマイクロ波が通りやすくなり、局部的な集中加熱能力を高めることができる。通常は、加熱室の中央に一つ（一皿、カップ一杯など）の食品を置かれる頻度が高く、加熱室中央を集中加熱したいという場合が多く、また横長の加熱室の場合に２つの回転アンテナが加熱室底面に左右対称に配置されることが多いと考えられるので、２つの回転アンテナ間の中央の局部的な集中加熱能力を高めることは効果的である。

さらに、制御手段３２は、回転アンテナ２８、２９が分布変更手段４８にかかる向き（互いに内向き）で停止させる構成により、食品の中央を集中的に加熱することについては、最も分布変更手段４８の効果を活かすことができる。

（実施の形態３）
図１３、図１４は、本発明に係る実施形態３のマイクロ波加熱装置である電子レンジの概略構成を示す図であり、図１３は上方から見た平断面図、図１４は図１３の実矢線５９から見た断面図である。

本実施の形態の電子レンジは、代表的なマイクロ波発生手段であるマグネトロン６０と、マグネトロン６０から放射されるマイクロ波を伝播する導波管６１と、導波管６１の上部に接続された加熱室６２と、加熱室６２の底面を為す加熱室壁面６２１の中心から略等距離に設けた２つの結合孔６３、６３と、結合孔６３、６３を中心に回転可能な回転アンテナ６４、６４と、嵌合させた駆動軸を介して回転アンテナ６４、６４を駆動する駆動手段としてのモータ６５を備える構成である。

回転アンテナ６４、６４は、いわゆるスロットアンテナであり、平らな円板状の導電性材料にスロット（孔）６６を有する放射部６７、６７と、結合孔６３、６３を貫通して放射部６７、６７と電気的及び機械的に一体化された円筒状の導電性材料から成る結合部６８から構成されている。本実施の形態の回転アンテナ６４、６４は、結合部６８からスロット（孔）６６の側へと放射指向性が高くなる特性を有している。

次に分布変更手段６９、６９について説明する。分布変更手段６９、６９は、加熱室壁面６２１上に別部品をスポットや溶接によって一体化した構成で、回転アンテナ６４、６４の駆動領域の一部（前と後。図１３のやや上側と下側。図１４では右側と左側）に配置されている。さらに分布変更手段６９、６９は、加熱室６２の内向きに突出する形状で、
かつ、２つの回転アンテナ６４、６４間の中央よりずらした位置に配置する構成としている。中央よりずらした位置とは、本実施の形態の場合、回転アンテナ６４、６４のスロット（孔）６６を互いに向き合わせたときにはスロット（孔）６６にオーバーラップせず、図１３のようにスロット（孔）６６位置をややうしろ向きとか逆にやや前向きとかにしたときにはスロット（孔）６６にオーバーラップする位置を示している。つまり回転アンテナ６４、６４の指向性の強い向きを内向きにして中央を集中的に加熱する時には邪魔にならず、中央から少しずらした向きでは邪魔になるような位置である。

この構成により、２つの回転アンテナ６４、６４間の中央より前とか後にずらした位置においては、分布変更手段６９、６９が加熱室壁面６２１と一体化されることにより回転アンテナ６４、６４の放射部６７、６７と加熱室壁面の距離が近くなることに等しく、マイクロ波が伝送される空間が狭くなるので、アンテナからのマイクロ波が通りにくくなり、局部的な集中加熱能力を低下させることができる。通常は、加熱室中央を集中加熱したいという場合が多く、また２つの回転アンテナが加熱室底面に左右対称に配置されることが多いと考えられ、２つの回転アンテナ間の中央の局部的な集中加熱能力を高めようとするので、その影響で２つの回転アンテナ間の中央よりずれた位置までも集中加熱されてしまうことが考えられる。よって２つの回転アンテナ間の中央よりずれた位置で、分布変更手段６９、６９により局部的な集中加熱能力を低下させることは加熱室中央よりずれた位置の過加熱を防ぐために効果的である。

なお本実施の形態では、分布変更手段６９、６９を別部品で構成して加熱室壁面６２１上に一体化したが、このようにすれば、分布変更手段６９、６９を導波管を構成する一壁面内に収まる形状にしなくても良く、加熱室壁面６２１上のどこにでも構成できる。

以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

特に、アンテナについて、複数のアンテナが異なる構成でも良いし、パッチアンテナ・回転導波管・スロットアンテナだけでなくほかのアンテナで構成しても良い。また分布変更手段を複数個配置することなども容易に考えられる。

本発明のマイクロ波加熱装置は、複数の回転アンテナの向きにより加熱分布を制御する場合に、加熱室形状に左右される定在波のような加熱分布に関する外因を防ぐあるいは外因の影響を補正する効果を有し、マイクロ波を使用する調理器具としての電子レンジ、オーブンレンジ、各種誘電体の加熱、解凍装置であるとか、マイクロ波を使用する半導体装置、乾燥装置などの工業分野での加熱装置、陶芸加熱、焼結あるいは生体化学反応等の用途等に有用である。

本発明の実施形態１におけるマイクロ波加熱装置の概略構成を示す平断面図 同、マイクロ波加熱装置の概略構成を示す正断面図 同、マイクロ波加熱装置の回転アンテナの形状を示す平面図 （ａ）同、回転アンテナの放射部が分布変更手段上に位置しない場合の断面図（ｂ）同、回転アンテナの放射部が分布変更手段上に位置する場合の断面図 （ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の他の実施の形態におけるマイクロ波加熱装置の回転アンテナ構成を示す平面図 本発明の実施形態２におけるマイクロ波加熱装置の概略構成を示す平断面図 同、マイクロ波加熱装置の概略構成を示す正断面図およびブロック図 同、回転アンテナの原点検出機構を説明する構成図 同、温度分布検出手段の概略断面構成図 同、赤外線温度検出スポットを説明する図 同、加熱初期段階の制御動作を説明するフローチャート 同、加熱フィードバック段階の制御動作を説明するフローチャート 本発明の実施形態３におけるマイクロ波加熱装置の概略構成を示す平断面図 同、マイクロ波加熱装置の概略構成を示す要部断面図 （ａ）は従来のマイクロ波加熱装置の概略構成を示す正断面図（ｂ）、（ｃ）は同マイクロ波加熱装置の概略構成を示す平断面図

１、２３、６０ マグネトロン（マイクロ波発生手段）
２、２４、６１ 導波管
３、２５、６２ 加熱室
４ 食品（被加熱物）
８、２８、２９、６４ 回転アンテナ
９、３０、３１、６５ モータ（駆動手段）
１０、３２ 制御手段
１２、６９ 分布変更手段（整合素子）
１５ 駆動領域
１６ 平らな形状
４８ 分布変更手段
２５１、３０１、６２１ 加熱室壁面

Claims (3)

1. マイクロ波発生手段と、
   前記マイクロ波発生手段からマイクロ波を伝送する導波管と、
   前記マイクロ波で加熱する被加熱物を収納する加熱室と、
   前記導波管から前記加熱室に前記マイクロ波を放射するための少なくとも２つの回転アンテナと、
   前記回転アンテナを回転駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段を制御して前記回転アンテナの向きを制御する制御手段と、
   前記加熱室壁面上で前記回転アンテナの駆動領域に配置された分布変更手段とを有する構成としたマイクロ波加熱装置であって、
   前記分布変更手段は、前記加熱室壁面の一部を塑性加工することで構成すると共に、前記加熱室の外向きに突出する形状で、かつ、前記２つの回転アンテナ間の中央に配置し、前記導波管の一面を兼用した前記加熱室壁面に構成し、
   前記分布変更手段と整合素子を兼ねる構成としたマイクロ波加熱装置。
2. 分布変更手段は、略半球状でかつ回転アンテナの回転中心側を平らな形状に構成した請求項１記載のマイクロ波加熱装置。
3. 制御手段は、回転アンテナが分布変更手段にかかる向きで停止させる構成とした請求項１記載のマイクロ波加熱装置。