JP5217237B2 - 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機能と発熱体で加熱する機能を有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）。

さらに近年の電子レンジはオーブンやグリルなど発熱体を別途構成して食品を焼き上げる機能を有するオーブンレンジが主流となっており、特に加熱室の下側にアンテナを配置してその周囲にシーズヒータを装着して食品の底面を加熱する構成が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−２５９６４６号公報 特開２００２−３４９８６７号公報

上記従来の構成においては、特に特許文献２に図２１の構成が示され、加熱室Ｔ０１内の下部には回転アンテナＴ０２および回転アンテナの周囲上方にシ−ズヒ−タＴ０３が備えられており、載置台Ｔ０４上に載置された食品が加熱されるものである。しかし図２１の構成の場合、回転アンテナＴ０２から放射されるマイクロ波の一部は、シーズヒータＴ０３の外皮がステンレスなどの導体であるために反射され、シーズヒータＴ０３近傍（即
ち載置台Ｔ０４の外側寄り）に置かれた食品に対しては思い通りのマイクロ波加熱ができないおそれがあった。

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなしたもので、回転アンテナの周囲に発熱体があっても狙い通りのマイクロ波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、被加熱物を収納する加熱室と、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、前記導波管から前記加熱室内にマイクロ波を放射する回転アンテナと、前記回転アンテナの周囲に前記回転アンテナよりも低い位置に配置された発熱体と、前記発熱体の位置を規制するために前記加熱室壁面に取り付けられた誘電材料からなる発熱体保持手段と、前記加熱室内に配置され被加熱物を載置する載置台と、前記載置台上の前記被加熱物を置くべき場所を指示すると共に、前記発熱体の内側で前記回転アンテナと対向する場所を指示する指示手段と、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停止位置を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記回転アンテナの指向性の強い端部を前記発熱体保持手段に向けて停止させた状態で前記回転アンテナの指向性の強い端部からマイクロ波を放射するよう制御する構成としたものである。

この構成により、回転アンテナの停止位置によって加熱分布を制御することができ、回転アンテナの周囲に発熱体があっても狙い通りの加熱分布を実現することができると共に、特に、回転アンテナの指向性の強い端部から放射される大部分のマイクロ波を発熱体に邪魔されずに被加熱物に到達させることができる。

また、発熱体保持手段が誘電材料からなるためにマイクロ波帯における比誘電率が空気の比誘電率（＝１）よりも大きく、比誘電率の平方根により発熱体保持手段内を通過するマイクロ波の波長が圧縮されるので、あたかも空間が広くなる効果があり、回転アンテナの指向性の強い端部から放射される大部分のマイクロ波を発熱体に邪魔されずに被加熱物に到達させることができる。

本発明によれば、回転アンテナの停止位置によって加熱分布を制御することができ、回転アンテナの周囲に発熱体があっても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、被加熱物を収納する加熱室と、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、前記導波管から前記加熱室内にマイクロ波を放射する回転アンテナと、前記回転アンテナの周囲に前記回転アンテナよりも低い位置に配置された発熱体と、前記発熱体の位置を規制するために前記加熱室壁面に取り付けられた誘電材料からなる発熱体保持手段と、前記加熱室内に配置され被加熱物を載置する載置台と、前記載置台上の前記被加熱物を置くべき場所を指示すると共に、前記発熱体の内側で前記回転アンテナと対向する場所を指示する指示手段と、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停止位置を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記回転アンテナの指向性の強い端部を前記発熱体保持手段に向けて停止させた状態で前記回転アンテナの指向性の強い端部からマイクロ波を放射するよう制御する構成としたものである。

この構成により、回転アンテナの停止位置によって加熱分布を制御することができ、回転アンテナの周囲に発熱体があっても狙い通りの加熱分布を実現することができると共に、特に、回転アンテナの指向性の強い端部から放射される大部分のマイクロ波を発熱体に
邪魔されずに被加熱物に到達させることができる。さらに、この構成により、発熱体の内側で回転アンテナと対向する場所はマイクロ波が到達できるので、マイクロ波が到達する場所を被加熱物を置くべき場所として指示することで、使用者の意識を喚起でき、確実にマイクロ波を当てることができる領域に被加熱物を置いてもらえるので、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、発熱体保持手段が誘電材料からなるためにマイクロ波帯における比誘電率が空気の比誘電率（＝１）よりも大きく、比誘電率の平方根により発熱体保持手段内を通過するマイクロ波の波長が圧縮されるので、あたかも空間が広くなる効果があり、回転アンテナの指向性の強い端部から放射される大部分のマイクロ波を発熱体に邪魔されずに被加熱物に到達させることができる。

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、前記発熱体保持手段は、発熱体を回転アンテナから遠い方向へと位置規制する構成としたものも含まれる。

この構成により、発熱体の取り付けばらつきによって発熱体が回転アンテナに近づいてしまうことがなく、回転アンテナから放射されたマイクロ波を発熱体に邪魔されずに被加熱物に到達させることができる。

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、発熱体保持手段は、発熱体を回転アンテナに近い方向へも位置規制する構成としたものも含まれる。

この構成により、発熱体の取り付けばらつきによって発熱体が回転アンテナから離れすぎてしまうことがなく、回転アンテナから放射されたマイクロ波をねらい以上に過剰に被加熱物に到達させることを防ぐことができる。

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、指示手段は、載置台上に描かれたマーキングで場所を指示するとしたものも含まれる。

この構成により、使用者がマーキングを見ることで容易に置くべき場所を認識することができる。

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、指示手段は、載置台上に施された凹部または凸部で場所を指示する構成としたものも含まれる。

この構成により、使用者が凹部または凸部に触れることで容易に置くべき場所を認識することができる。

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、載置台を照らす照明手段を有し、指示手段は、前記照明手段により載置台上を照らすことで場所を指示する構成としたものも含まれる。

この構成により、使用者が照らされた場所を見ることで容易に置くべき場所を認識することができる。

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７は実施の形態１におけるマイクロ波加熱装置を示す。図１、図２は、実施の
形態１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最も指向性が強い向きは長手
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。またその次に指向性が強い向きは破線８６である。よって本実施の形態の回転アンテナにおいて指向性の強い端部は、端部８５１、８６１ということができる。

次に代表的な発熱体であるシーズヒータ１２について説明する。図１、図２において、シーズヒータ１２は、加熱室の外部に配置されて電力供給される給電部１２ａと、加熱室内の発熱部１２ｂを有し、発熱部１２ｂは回転アンテナ８の駆動領域１３の周囲かつ回転アンテナ８の放射部８１よりＫ（約５ｍｍ程度）だけ低い位置に配置され、コーナー部１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆによって加熱室３の四隅で曲げられている。シーズヒータは載置台上の食品を焼き上げるためのヒータなので、実験結果に基づいてできるだけ焼きムラが無いような位置に配置される。

次に代表的な発熱体保持手段であるガイシ１４について図４に構成を示した。図４は図１の右側のガイシ１４を正面から見た図で、ガイシ１４は誘電材料からなり、シーズヒータ１２の発熱部１２ｂを保持するものであるが、発熱部１２ｂの位置を規制するために規制部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを有している。規制部１４ａは発熱部１２ｂが下に下がらないように規制するもの、規制部１４ｂは発熱部１２ｂが左に行かない（回転アンテナ側に近寄らない）ように規制するもの、規制部１４ｃは発熱部１２ｂが上に上らない（放射部よりも食品側に近寄らない）ように規制するもの、規制部１４ｄは発熱部１２ｂが右に行かないように規制するものであり、ガイシ１４は加熱室底面３０１にビス１５で固定されている。

図５は図１と合わせて回転アンテナの停止位置について説明する図である。

まず第一に回転アンテナの指向性の強い向き（図１の実矢線８５）が発熱体から遠い向きを向いている場合は特に問題はない。例えば図１のように左の回転アンテナの指向性の強い向き８５が右側を向いているとか、右の回転アンテナの指向性の強い向き８５が左側を向いている場合がこれにあたる。

次に回転アンテナの指向性の強い向き（実矢線８５）が発熱体に近い向きを向いているとき（つまり左の回転アンテナの指向性の強い向きが左を向くとか、右の回転アンテナの指向性の強い向きが右を向くとか）は、発熱体の導体部分（本実施の形態のシーズヒータでは外部全体）が邪魔となるから、発熱体までの距離によってマイクロ波の放射のしやすさが変わってくる。しかし本実施の形態では、制御手段が回転アンテナ８、８の停止位置を制御することができるので、発熱体までの距離が長くなる向きで回転アンテナ８、８を停止させている。図１、図５の場合、左の回転アンテナは、駆動領域１３から明らかなようにコーナー部１２ｃまでの距離が遠いので、指向性が強い向きが実矢線８５ａになる向きで図３の端部８５１を停止させる。また同様に、右の回転アンテナの場合はコーナー部１２ｅ、１２ｆまでの距離が遠いので、指向性が強い向きが実矢線８５ｂ、または実矢線８５ｃになる向きで端部８５１を停止させる。

また、右の回転アンテナの場合は、給電部１２ａがあることで発熱体が存在しない空間１６が存在し、ここでは発熱体が邪魔にならないので、指向性が強い向きが実矢線８５ｄになる向きでも端部８５１を停止させている。

さらに、左の回転アンテナは指向性が強い向きが実矢線８５ｅ、右の回転アンテナは指向性が強い向きが実矢線８５ｆの向きでも停止させている。これはガイシ１４の向きであるが、ガイシ１４は誘電材料からなり、マイクロ波帯における比誘電率が空気の比誘電率（＝１）よりも大きい。セラミック、ガラス、樹脂などで、電子レンジ内で使える誘電材料の比誘電率は１０以下で、特に２から４程度が一般的である。また比誘電率をεとする
とその領域を通過するマイクロ波の波長は１／√εに圧縮されることが知られており、逆に言えばその領域の大きさが√ε倍に広がったことと同じことになる。たとえばガイシ１４の比誘電率ε＝４とすると、ガイシ１４のある領域は実際の寸法の２倍の広さがあることになり、その結果発熱体までの距離が周辺に比べて遠いことになる。

図６は載置台５を上から見た図であり、分かりやすくするために本当は見えない回転アンテナ８、８の駆動領域１３、１３と、発熱部１２ｂの駆動領域１７を破線で示している。そして載置台５は、全体が暗めの背景色１８に白い色のマーキング１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄを食品を置くべき代表的な指示手段として構成したものである。中でもマーキング１９ａ、１９ｂは、駆動領域１３、１７からも明らかなように、発熱部１２ｂの内側で回転アンテナ８、８のそれぞれと対向する場所を指示しており、マーキング１９ｃ、１９ｄは回転アンテナ８、８の中間領域を指示している。

以上、本実施の形態においては、回転アンテナ８、８の停止位置を制御するので回転アンテナ８、８の周囲にシーズヒータ１２があってもシーズヒータ１２が邪魔になりにくい向きで回転アンテナ８、８を停止させてマイクロ波を放射しやすくできるとともに、加熱分布を制御することができ、狙い通りの加熱分布を実現することができる。

特に、シーズヒータ１２を回転アンテナ８、８よりも低い位置に配置する構成により、回転アンテナ８、８から放射されたマイクロ波はシーズヒータ１２に邪魔されずに食品４に到達させることができる。

また、制御手段１０は、回転アンテナ８、８の指向性の強い端部８５１をシーズヒータ１２までの距離が遠い向き（実矢線８５ａ、８５ｂ、８５ｃ）で停止させる構成によって、回転アンテナ８、８の指向性の強い端部８５１から放射される大部分のマイクロ波をシーズヒータ１２に邪魔されずに食品４に到達させることができる。

また、制御手段１０は、回転アンテナ８、８の指向性の強い端部８５１をシーズヒータ１２の給電部１２ａに向けて停止させる構成により、シーズヒータ１２の給電部１２ａはシーズヒータ１２が加熱室壁面を貫通して加熱室３の外側で給電する構成となり、必然的に回転アンテナ８、８からシーズヒータ１２までの距離が遠くなるので回転アンテナ８、８の指向性の強い端部８５１から放射される大部分のマイクロ波をシーズヒータ１２に邪魔されずに食品４に到達させることができる。

また、シーズヒータ１２の位置を規制するために加熱室底面３０１に取り付けられた誘電材料からなるガイシ１４を有し、制御手段１０は、回転アンテナ８、８の指向性の強い端部８５１をガイシ１４に向けて停止させる構成により、ガイシ１４が誘電材料からなるためにマイクロ波帯における比誘電率が空気の比誘電率（＝１）よりも大きく、比誘電率の平方根によりガイシ１４内を通過するマイクロ波の波長が圧縮されるので、あたかも空間が広くなる効果があり、回転アンテナ８、８の指向性の強い端部８５１から放射される大部分のマイクロ波をシーズヒータ１２に邪魔されずに被加熱物に到達させることができる。

また、シーズヒータ１２の位置を規制するために加熱室壁面に取り付けられた誘電材料からなるガイシ１４を有し、ガイシ１４は、シーズヒータ１２を回転アンテナ８、８から遠い方向へと位置規制する構成により、シーズヒータ１２の取り付けばらつきによってシーズヒータ１２が回転アンテナ８、８に近づいてしまうことがなく、回転アンテナ８、８から放射されたマイクロ波をシーズヒータ１２に邪魔されずに食品４に到達させることができる。

また、ガイシ１４は、シーズヒータ１２を回転アンテナ８、８に近い方向へも位置規制する構成としたものも含まれる。

この構成により、シーズヒータ１２の取り付けばらつきによってシーズヒータ１２が回転アンテナ８、８から離れすぎてしまうことがなく、回転アンテナ８、８から放射されたマイクロ波をねらい以上に過剰に食品４に到達させることを防ぐことができる。

また、加熱室内に配置され被加熱物を載置する載置台５と、載置台５上の食品４を置くべき場所を指示する指示手段としてマーキング１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄを有し、とりわけマーキング１９ａ、１９ｂはシーズヒータ１２の内側で回転アンテナ８、８と対向する場所を指示することにより、シーズヒータ１２の内側で回転アンテナ８、８と対向する場所はマイクロ波が到達できるので、マイクロ波が到達する場所を食品４を置くべき場所として指示することで、使用者の意識を喚起でき、確実にマイクロ波を当てることができる領域に食品４を置いてもらえるので、狙い通りの加熱分布を実現することができる。

また、本実施の形態により、指示手段として、載置台５上に描かれたマーキングの色の違いで場所を指示する構成としたので、使用者がマーキングの色の違いを見ることで容易に置くべき場所を認識することができる。その結果、少なくともマーキングから外れた端には置きにくくなるので、端のシーズヒータ１２にかかるような位置に置かれることでマイクロ波が到達せずに失敗する確率を格段に減らすことができて、狙い通りの加熱分布を実現することができる。

なお、マーキングは色の違いでなくても、同じ色の濃淡であるとかドットの粗密であってもよく、目で見てわかる指示手段であれば良い。

なお、本実施の形態により、複数の回転アンテナ８、８が対向する場所の中間領域をマーキング１９ｃ、１９ｄで指示するので、中間領域は複数の回転アンテナ８、８から等しくマイクロ波を照射でき、マイクロ波を合算することによって他の領域以上に加熱できる場所となる。また、食品を一つだけ置く場合に、マーキング１９ａ、１９ｂだけではどこに置くべきか迷うことになるが、マーキング１９ｃ、１９ｄがあれば自然とマーキング１９ｃ、１９ｄの間の中央に置けば良いと言う意識が働き、置きやすくなる。また食品を二つ置く場合には、マーキング１９ａ、１９ｂが左右対称に配置されているためそれぞれそこに置けば良いと言う意識が働き、置きやすい。さらに食品を三つ置く場合には、マーキング１９ａ、１９ｂにそれぞれ一つと、マーキング１９ｃ、１９ｄ間に一つとで、横並びに３つ置こうという意識が働き、置きやすいし、３つだからといって端におこうと言う意識を妨げることができて失敗しにくい。

図７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。いずれの場合も放射部全体としての最も指向性が強い向きは実矢線８５、その次に指向性が強い向きは破線８６である。

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、１つでも良いし３つ以上でも良い。

（実施の形態２）
図８〜図１２は実施の形態２を示す。図８は、本発明に係る実施形態２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、上方から見た平断面図である。

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２０と、マグネトロン２０から放射されるマイクロ波を伝播する導波管２１と、導波管２１の上部に接続された加熱室２２と、加熱室２２の底面を為す加熱室底面２２１の中心から略等距離に設けた回転アンテナ２３を備える構成である。

回転アンテナ２３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）２４を有する放射部２５と、放射部２５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２６から構成されている。本実施の形態の回転アンテナ２３は、結合部２６からスロット（孔）２４側の端部２７へ、つまり実矢線２８の方向に放射指向性が高くなる特性を有している。

発熱体および発熱体保持手段については図９、図１０も用いて説明する。図９は図８の実矢線２９、２９から見た断面図、図１０は図８の実矢線３０、３０から見た断面図である。

シーズヒータ３１は、加熱室の外部に配置されて電力供給される給電部３１１と、加熱室内の発熱部３１２を有し、発熱部３１２は回転アンテナ２３の駆動領域３２（放射部２５が円形なのでその外形に一致）の周囲に配置され、大部分が回転アンテナ２３の放射部２５よりＬだけ高い位置にあるが、発熱部３１２を曲げて構成した二箇所の低部３１３だけは放射部２５よりＭ（約５ｍｍ程度）だけ低くしてある。

次に発熱体保持手段であるガイシ３３について説明する。ガイシ３３は誘電材料からなり、シーズヒータ３１の発熱部３１２を保持するものであるが、発熱部３１２の位置を規制するために規制部３４ａ、３４ｂを有している。規制部３４ａは発熱部３１２が下に下がらないように規制するもの、規制部３４ｂは発熱部３１２が回転アンテナ２３側に近寄らないように外向きに規制するものであり、ガイシ３３は加熱室底面２２１にビス３５で固定されている。

次に回転アンテナ２３の停止位置制御について説明する。本実施の形態では図８のように加熱室２２が横長の長方形状であり、一つの回転アンテナ２３を一定回転させるだけでは、庫内に均等にマイクロ波を放射するのが難しい。つまり、加熱室２２の前と後ろ（図８の下と上）は回転アンテナ２３からの距離が短いのでマイクロ波が届きやすいが、加熱室２２の右とか左（図８の右と左）は回転アンテナ２３からの距離が長いのでマイクロ波が届きにくい。そこで本実施の形態では、右と左にだけシーズヒータ３１の発熱部３１２に低部３１３を設けて、放射部２５の端部２７より高さを低くすることでマイクロ波の妨げにならないようにしており、かつ制御手段（図示せず）によって回転アンテナ２３の端部２７が、右向き（図８、図９の向き）および左向き（図示せず）の状態では、他の向きと比較して長時間停止させるような制御を行っている。

図１１は、加熱室２２の側壁面の要部断面図で、加熱室２２内に光を照射するＬＥＤ等からなる照明手段３６が回動自在に設けられている。

また、照明手段３６は、加熱室２２の右側の側壁面２２２の上部に三角柱状の突起２２３を加熱室２２内に突出して設け、この突起２２３の内部に設けられている。突起２２３の下面には窓２２４が切り欠かれており、照明手段３６からの光が加熱室２２内に投光されるようになっている。照明手段３６は首振り機構３７によって首振り可能となっている
。

図１２は、載置台３８を上から見た図であり、分かりやすくするために本当は見えない回転アンテナ２３の駆動領域３２を破線で示している。そして載置台３８は照明手段３６に照らされるもので、照明手段３６が首振り機構３７によって首を振るのに合わせて照らされるスポットポイント３９が実矢線４０のように順次位置を変えることにより、食品を置くべき領域を指示するものである。即ちスポットポイント３９は代表的な指示手段といえる。

以上、本実施の形態において、回転アンテナ２３の指向性の強い端部２７をシーズヒータ３１の低部３１３に向けて、端部２７を低部３１３よりも高い位置で停止させる構成により、回転アンテナ２３の指向性の強い端部２７から放射される大部分のマイクロ波を低部３１３に邪魔されずに食品に到達させることができる。

また、本実施の形態により、回転アンテナ２３の向きによって加熱分布を制御するにあたり、食品を置くべき場所としてスポットポイント３９で指示するので、置くべき場所を明確にできるとともに、確実にマイクロ波を当てることができる領域にのみ食品を置いてもらえるように使用者の意識を喚起できる。その結果、少なくともスポットポイントから外れた四隅に置きにくくなるので、四隅に置かれることによる失敗の確率を格段に減らすことができて、狙い通りの加熱分布を実現することができる。

また、本実施の形態により、指示手段として、載置台３８を照らす照明手段３６を有し、指示手段は、照明手段３６により載置台３８上を照らすことで生じるスポットポイント３９によって場所を指示する構成としたので、使用者が照らされたスポットポイント３９を見ることで容易に置くべき場所を認識することができる。

なお、本実施の形態のように、スポットポイント３９によって指示する場合は、首振り機構３７の制御方法によっては目的に応じて照らす場所を変えることも可能である。たとえば食品の個数を設定できるとすれば、１個と設定したときは中間領域に円を描くような照らし方を行い、２個と設定したときは２つの円を描くような照らし方を行うなどの制御も可能である。設定内容やメニューによって変えても良い。

また本実施の形態では小さなスポットポイント３９を順次移動させたが、一度に全体をカバーできるような大きな領域を照らす構成にしても良い。この場合は首振り機構を不要にできる。

（実施の形態３）
図１３〜図２０は実施の形態３を示す。図１３、図１４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４１の構成図で、図１３は上方から見た平断面図、図１４は図１３の実矢線４２から見た正断面図である。

図１３に示すように、電子レンジ４１は、代表的なマイクロ波発生手段であるマグネトロン４３から放射されたマイクロ波を伝送する導波管４４と、導波管４４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４５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４５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４６と、加熱室４５内の載置台４６より下方に形成されるアンテナ空間４７と、導波管４４内のマイクロ波を加熱室４５内に放射するため、導波管４４からアンテナ空間４７にわたり、加熱室４５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４８、４９と、回転アンテナ４８、４９を回転駆動できる代表的な駆動手段
としてのモータ５０、５１と、モータ５０、５１を制御して回転アンテナ４８、４９の向きを制御する制御手段５２と、各回転アンテナ４８、４９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５３と、加熱室４５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５４とを有する。

また、電子レンジ４１は、ドア５５を備えている。そして、このドア５５の下部に設定手段（図示せず）が配置されている。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５２はマグネトロン４３やモータ５０、５１を制御することができる。

回転アンテナ４８、４９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４１は、回転アンテナ４８、４９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４８、４９は、導波管４４と加熱室壁面４５１との境界面に設けられた直径約３０ｍｍで略円形の結合孔５６、５７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５８、５９と、結合部５８、５９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６０、６１とを備える。

また、回転アンテナ４８、４９は、結合部５８、５９の中心が回転駆動の中心となるようにモータ５０、５１のシャフト６２、６３に嵌合された構成としている。放射部６０、６１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４８、４９の回転の中心は加熱室４５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４８、４９の放射指向性の強い端部６０ａ、６１ａ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４４は、図１３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４３から結合部５８、５９までの距離が等しく、かつ結合部５８、５９は加熱室４５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４３から放射されるマイクロ波は導波管４４、回転アンテナ４８、４９を介して加熱室４５内にほぼ均等に分配される。

放射部６０、６１は同一の形状で、放射部上面６４、６５が略四辺形の形状で、そのうち３辺には加熱室壁面４５１側に曲げられた放射部曲げ部６６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４５１と放射部上面６４、６５までの距離は約１０ｍｍ程度とし、放射部曲げ部６６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６０ａ、６１ａ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４８、４９は、いわゆる回転導波管タイプのアンテナとなり、結合部５８、５９から端部６０ａ、６１ａの方向への放射指向性を強くすることができる。

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４８、４９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４５内の中央付近を加熱する場合は、制御手段５２は、図１３、図１４に示すように、回転アンテナ４８、４９の端部６０ａ、６１ａを、加熱室４５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４８、４９の端部６０ａ、６１ａが加熱室４５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６０ａ、６１ａの方向への放射指向性が強いので、特に端部６０ａ、６１ａ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４５内の左側付近を加熱する場合、制御手段５２は、回転アンテナ４８、４９の端部６０ａ、６１ａを、左向き（加熱室４５をドア５５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４５内の右側付近を加熱する場合、制御手段５２は、回転アンテナ４８、４９の端部６０ａ、６１ａを、右向き（加熱室４５をドア５５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４５内の前方中央付近を加熱する場合、制御手段５２は、回転アンテナ４８、４９の端部６０ａ、６１ａを、加熱室４５の幅方向の略中央かつ奥行き方向の前方（加熱室４５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４５内の後方中央付近を加熱する場合、制御手段５２は、回転アンテナ４８、４９の端部６０ａ、６１ａを、加熱室４５の幅方向の略中央かつ奥行き方向の後方（加熱室４５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４１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４８、４９を所定の向きに向けるためには、モータ５０、５１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４１では、モータ５０、５１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６２、６３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１５に示すように、シャフトを中心軸とする円板６２ａと、フォトインタラプタ５３とにより構成される。円板６２ａには、矩形状のスリット６２ｂが設けられている。

円板６２ａは、回転アンテナ４８、４９を回転させるモータのシャフト６２、６３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５３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６２ｂがフォトインタラプタ５３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６２ｂの位置を回転アンテナ４８、４９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５３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５２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４８、４９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４８、４９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４８、４９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１６を参照して、本実施の形態の電子レンジ４１が備える温度分布検出手段である赤外線センサ５４について説明する。この赤外線センサ５４は、基板７０上に一列に並んで設けられた複数の赤外線検出素子７１と、基板７０全体を収納するケース７２と、ケース７２を赤外線検出素子７１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７３と、を備えるものである。

基板７０上には、赤外線検出素子７１を封入する金属製のカン７４と、赤外線検出素子７１の動作を処理する電子回路７５とが設けられている。また、カン７４には赤外線が通過するレンズ７６が設けられている。また、ケース７２には、赤外線を通過させる赤外線通過孔７７と、電子回路７５からのリード線を通過させる孔７８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７３が回転運動することで、ケース７２を、赤外線検出素子７１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１７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４１は、赤外線センサ５４のステッピングモータ７３が往復回転動作することにより、加熱室４５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１７中のＡ１〜Ａ４の領域の温度分布を、赤外線センサ５４が有する一列に並んだ赤外線検出素子７１が同時に検出する。次に、ステッピングモータ７３が回転動作しケース７２が移動するとき、赤外線検出素子７１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７３が回転動作してケース７２が移動するとき、赤外線検出素子７１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７３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５４は、以上の動作を繰り返すことで、加熱室４５内の全体の温度分布を検出することができる。

次に、図１４を参照して、制御手段５２の概略構成を説明する。制御手段５２は、回転アンテナ４８、４９の動作を制御するアンテナ制御部５２１と、加熱室４５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５２２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５２３と、加熱処理全体の終了を判定する加熱終了判定部５２４とを有する構成である。

食品判定部５２２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５２８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５２９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、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５２３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５２４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５２１は、加熱室内を均一加熱させるべく回転アンテナ４８、４９の動作を制御する分散加熱モード制御部５２５と、被加熱物の低温部分を加熱すべく回転アンテナ４８、４９の動作を制御する局所加熱（スポット加熱）モード制御部５２６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５２７とを有する構成である。

分散加熱モード制御部５２５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４８、４９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５８、５９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４８、４９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５２６は、低温部抽出部５２７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４８、４９の向きを制御する構成である。例えば、最低温度箇所が、図１７中のＢ２、Ｂ３、Ｃ２、Ｃ３のいずれかであれば、回転アンテナ４８、４９が中央を加熱する向き、すなわち図１３、図１４に示した停止位置に回転アンテナ４８、４９を停止させる。

また、最低温度箇所が、図１７中のＢ１、Ｃ１のいずれかであれば、回転アンテナ４８、４９が左方向を加熱する向きに回転アンテナ４８、４９を停止させる。また、最低温度箇所が、図１７中のＢ４、Ｃ４のいずれかであれば、回転アンテナ４８、４９が右方向を加熱する向きに回転アンテナ４８、４９を停止させる。

また、最低温度箇所が、図１７中のＡ２、Ａ３のいずれかであれば、回転アンテナ４８、４９が前方を加熱する向きに回転アンテナ４８、４９を停止させる。また、最低温度箇所が、図１７中のＤ２、Ｄ３のいずれかであれば、回転アンテナ４８、４９が後方を加熱する向きに回転アンテナ４８、４９を停止させる。

以上のように、制御手段５２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４８、４９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５２の局所加熱（スポット加熱）モード制御部５２６は、上述の局所加熱モード時に、回転アンテナ４８、４９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５２は、回転アンテナ４８、４９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４８、４９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４８、４９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４８、４９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５２は、回転アンテナ４８、４９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５２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４８、４９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４８、４９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５２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５２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５２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４８、４９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４５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４８、４９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４８、４９を駆動するモータ５０、５１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４８、４９を動作させることは問題があるので、回転アンテナ４８、４９の動作は停止させるものである。

一方、加熱室４５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５２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４５全体を均一加熱し、加熱室４５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４５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４５全体を昇温させることができる。

また、制御手段５２は、加熱開始の初期段階においては、まず、加熱室４５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４５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４８、４９を駆動するモータ５０、５１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５２は、各回転アンテナ４８、４９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４１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４１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１８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４３がマイクロ波を発生させ、そのマイクロ波が導波管４４を介して加熱室４５内に伝送される（Ｓ１０１）。このとき、赤外線センサ５４は、加熱初期時点での加熱室４５内の温度分布を検出し、制御手段５２は温度分布の検出結果を記憶する（Ｓ１０２）。

次に、制御手段５２は、分散加熱を実現するために、例えば、回転アンテナ４８、４９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５４は、再び加熱室４５内の温度分布を検出する（Ｓ１０４）。

そして、制御手段５２の加熱初期段階終了判定部５２３は、Ｓ１０２の段階で検出した加熱初期段階での加熱室４５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４５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満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４５内を分散加熱し、所定時間経過後に再び加熱室４５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５４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４５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５２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４１は、続けて、加熱フィードバック段階へ移行する。図１９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４１の赤外線センサ５４は、加熱初期段階が終了した後、加熱室４５内の全体の温度分布を検出する（Ｓ１０７）。そして、加熱室４５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１７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５２は、回転アンテナ４８、４９が加熱室４５内の中央を加熱する向き、すなわち図１３、図１４に示した停止位置に回転アンテナ４
８、４９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５２は、回転アンテナ４８、４９が加熱室４５内の左方向を加熱する向きに回転アンテナ４８、４９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５２は、回転アンテナ４８、４９が加熱室４５内の右方向を加熱する向きに回転アンテナ４８、４９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５２は、回転アンテナ４８、４９が加熱室４５内の前方向を加熱する向きに回転アンテナ４８、４９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５２は、回転アンテナ４８、４９が加熱室２５内の後方向を加熱する向きに回転アンテナ４８、４９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５２は、回転アンテナ４８、４９を一定回転させて加熱室４５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５２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４１は、二つの回転アンテナ４８、４９により加熱室４５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１９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４５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、発熱体について説明する。本実施の形態では発熱体としてヒータ線の外側をガラス管で覆った管ヒータ７９を、前後に２本有する構成としており、かつ図１４に示すとおり、回転アンテナ４８、４９の放射指向性の強い端部６０ａ、６１ａと比較してヒータ線は高さがＮ（約１０ｍｍ）だけ低い位置に配置されている。

また図２０（ａ）は載置台４６を上から見た図であり、図２０（ｂ）は図２０（ａ）の実矢線４６１、４６１からみた断面図である。分かりやすくするために本当は見えない回転アンテナ４８、４９の駆動領域４８１、４９１と管ヒータ７９を破線で示している。そして載置台４６は、フラット面４６２に代表的な凹部または凸部であるところの段部４６３（上から見たら凹部、下から見たら凸部）を、指示手段として施してある。段部４６３は、駆動領域４８１、４９１の外側で、かつ管ヒータ７９よりも内側に配置している。

以上、本実施の形態において、管ヒータ７９のヒータ線を回転アンテナ４８、４９の放射指向性の強い端部６０ａ、６１ａよりも低い位置に配置する構成により、回転アンテナ４８、４９の端部６０ａ、６１ａから放射されたマイクロ波は管ヒータ７９の導体部分のヒータ線に邪魔されずに食品に到達させることができる。

また、本実施の形態において、載置台４６上の食品を置くべき場所を指示する指示手段として段部４６３を有し、段部４６３は管ヒータ７９の内側で回転アンテナ４８、４９と対向する場所を指示する構成としている。管ヒータ７９の内側で回転アンテナ４８、４９と対向する場所は管ヒータ７９がほとんど邪魔にならずにマイクロ波が到達できるので、マイクロ波が到達する場所を食品を置くべき場所として指示することで、使用者の意識を喚起でき、確実にマイクロ波を当てることができる領域に食品を置いてもらえるので、狙い通りの加熱分布を実現することができる。

また、本実施の形態により、指示手段として、載置台４６上に施された凹部または凸部からなる段部４６３で場所を指示する構成としたので、使用者が段部４６３に触れることで容易に置くべき場所を認識することができる。

なお、本実施の形態の段部４６３は、図２０（ｂ）のように平らな板を部分的に押し出
したような形状のため上から見ると凹部でありかつ下から見ると凸部となっているが、上下逆でも良いし、そのほかにも、平らな板に溝を掘ったようなもの（上から見ると凹部で下から見るとフラット）とか、平らな板に出っ張りをつけたようなもの（上から見ると凸部で下から見るとフラット）とかも考えられる。また、段部が一周つながっていなくても、何ヶ所か飛び飛びの凹部または凸部で配置しても良いし、もちろん凹部と凸部を同一面上に配置することも考えられる。

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。また指示手段を複数組み合わせることなども容易に考えられる。

また、指示手段のその他の方法として、載置台にシールのような別部品を貼り付ける構成でも良い。もちろん、載置台上に直接指示するのでなく、使用者が食品を置いたあとの状態をＣＣＤカメラで撮影して画面表示し、画面上で指示するなどの間接的な指示の方法でも良い。

また、アンテナ及び発熱体は加熱室の底部に設けたが上部や側面等であっても良く、この場合は当然のことながら発熱体とアンテナの相対的位置関係は、発熱体がアンテナの加熱室側とは反対側に位置することになり、これも発熱体がアンテナよりも低い位置にあることを意味するものとする。

更に本各実施の形態で説明した各々の構成は他の実施の形態に適用しても良いものであり、これも本発明の一例と成るものであって保護を求める範囲に含まれる。例えば実施の形態３で説明した赤外線センサと制御手段による制御や原点検出構成を実施の形態１と実施の形態２に適用する、或は実施の形態１または実施の形態２に示す指示手段を実施の形態２に適用することなどである。

本発明のマイクロ波加熱装置は、回転アンテナの向きにより加熱分布を制御する場合に、回転アンテナの周囲に発熱体があっても狙い通りの加熱分布を実現する効果を有し、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 同、マイクロ波加熱装置のガイシとシーズヒータの位置関係を示す構成図 同、マイクロ波加熱装置の回転アンテナの向きとシーズヒータの位置関係を示す構成図 同、マイクロ波加熱装置の載置台を示す平面図 （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 本発明の実施の形態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回転アンテナとシーズヒータの位置関係を示す構成図 同、マイクロ波加熱装置のガイシとシーズヒータの位置関係を示す構成図 同、照明手段の概略構成を示す要部断面図 同、マイクロ波加熱装置の載置台を示す平面図 本発明の実施の形態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 （ａ）同、マイクロ波加熱装置の載置台を示す平面図、（ｂ）同、載置台の断面図 従来のマイクロ波加熱装置の概略構成を示す正断面図

１、２０、４３ マグネトロン（マイクロ波発生手段）
２、２１、４４ 導波管
３、２２、４５ 加熱室
４ 食品（被加熱物）
５、３８、４６ 載置台
８、２３、４８、４９ 回転アンテナ
９、５０、５１ モータ（駆動手段）
１０、５２ 制御手段
１２、３１ シーズヒータ（発熱体）
１２ａ 給電部
１４、３３ ガイシ（発熱体保持手段）
２７、８５１、８６１ 端部
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ マーキング（指示手段）
３６ 照明手段
３９ スポットポイント（指示手段）
７９ 管ヒータ（発熱体）
３１２ 給電部
４６３ 段部（凹部または凸部（指示手段））

Claims (6)

1. 被加熱物を収納する加熱室と、
   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、
   前記導波管から前記加熱室内にマイクロ波を放射する回転アンテナと、
   前記回転アンテナの周囲に前記回転アンテナよりも低い位置に配置された発熱体と、
   前記発熱体の位置を規制するために前記加熱室壁面に取り付けられた誘電材料からなる発熱体保持手段と、
   前記加熱室内に配置され被加熱物を載置する載置台と、
   前記載置台上の前記被加熱物を置くべき場所を指示すると共に、前記発熱体の内側で前記回転アンテナと対向する場所を指示する指示手段と、
   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停止位置を制御する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記回転アンテナの指向性の強い端部を前記発熱体保持手段に向けて停止させた状態で前記回転アンテナの指向性の強い端部からマイクロ波を放射するよう制御する構成としたマイクロ波加熱装置。
2. 発熱体保持手段は、発熱体を回転アンテナから遠い方向へと位置規制する構成とした請求項１記載のマイクロ波加熱装置。
3. 発熱体保持手段は、発熱体を回転アンテナに近い方向へも位置規制する構成とした請求項２記載のマイクロ波加熱装置。
4. 指示手段は、載置台上に描かれたマーキングで場所を指示する構成とした請求項１記載のマイクロ波加熱装置。
5. 指示手段は、載置台上に施された凹部または凸部で場所を指示する構成とした請求項１記載のマイクロ波加熱装置。
6. 載置台を照らす照明手段を有し、指示手段は、前記照明手段により載置台上を照らすこと
   で場所を指示する構成とした請求項１記載のマイクロ波加熱装置。