WO1996013140A1 - High-frequency heating device - Google Patents

Description

明 細 書 高周波加熱装置 技術分野

本発明は、 食品などの被加熱物を加熱する高周波加熱装置に関するものである。 背景技術

代表的な高周波加熱装置である電子レンジは、 従来は図 1〜図 7に示すような 構成であった。

図 1の電子レンジはターンテーブル 1を用いた一般的な構成である。 ここでは 電磁波放射手段としてのマグネトロン 2から出た電磁波は、 導波管 3を介して伝 送され、 加熱室 4内では加熱室 4形状と電磁波が加熱室 4内に放射される開口部 5の位置で決まる定在波となつて分布し、 食品 6は定在波の電界成分と食品 6の 誘電損失に応じて発熱する。 食品の単位体積当たり吸収される電力 P [W/m³] は、 加えられる電界の強さ E [VZm] 、 周波数 f [H z ] 、 および食品 6の比 誘電率 ε r、 誘電正接 tan < により（1)式として表される。 食品 6の加熱分布は、 概ね電磁波の定在波分布によって決まるため、 加熱分布のむらを抑えるために、 ターンテーブル 1を回転駆動して同心円上の加熱分布の均一化を図っている。

Ρ = ( 5 / 9 ) · ε r · tan 5 · f - E ² 1 0 ' ^{1 0} [W/m³] ··· ( 1 ) 図 1中、 1 9は制御手段、 2 2はモータ、 2 3は重量センサ、 2 7はファンで ある。

また、 他の均一化の手段として、 加熱室内で金厲板の一定回転により電磁波を 授拌するスタラ一方式や、 図 2のように導波管 3から結合部 Ίを有する回転導波 管 （放射部） 8で電磁波を引き出して、 放射口 9により電磁波を放射する、 言わ ば開口部自体を一定回転させるようなものもあった。 この場合回転導波管 8は加 96 熱室 4の底面上に構成され、 モータ 1 0により常時一定回転しており、 加熱室 4 はその底面部分全体を電磁波が透過する材料からなるカバー 1 1で覆われている。 しかし実際は、 ターンテーブルタイプのものが最も多く商品化されている。

また、 複数の開口部を有することで電磁波の出口を切り替えて均一化をねらう ものもある。 図 3は二つの開口部 5を加熱室 4の壁面に設けたタイプである （特 開平 4一 3 1 9 2 8 7号公報） 。

また、 複数の開口部を構成するために、 複数のマグネトロンと複数の導波管を 有するものがある （特開昭 6 1 - 1 8 1 0 9 3号公報、 特開平 4一 3 4 5 7 8 8 号公報） 。

また、 複数の開口部を構成するために、 マグネトロンは一つであるが、 複数の 導波管を一つの導波管から多方向に分岐させるものがある （特開昭 6 1 - 2 4 0 0 2 9号公報、 実開平 1一 1 2 9 7 9 3号公報） 。

また、 図 4のように複数の開口部 5に対向する位置で二つの副導波管 1 3の端 面 1 4を動かし、 見かけ上電磁波の出やすい開口部 5を切り替えて均一化をねら うものもある （特開昭 5— 7 4 5 6 6号公報） 。

また、 図 5のように、 複数の開口部 5を有する単一の導波管 3内で金属部 1 2 を動かすことで見かけ上電磁波の出やすい開口部 5を切り替えて均一化をねらう ものもある （特開平 3— 1 1 5 8 8号公報、 特開平 5— 1 2 1 1 6 0号公報） 。 また、 図 6および図 7のように、 加熱室の上部と下部に複数の開口部 5を有し、 下部の開口部 5を切り替えて均一化をねらうものもある （実開平 1一 1 2 9 7 9 3号公報） 。

また、 各種センサで食品 6の重量、 形状、 温度、 誘電率や、 加熱室内の温度、 湿度、 電界などを検出してフィ一ドバック制御を行うものが実用化されている。

しかしながら上記従来の構成では、 導波管と加熱室を接続して電磁波を加熱室 内に入れる場合、 食品の材質や形状ごとに加熱分布を均一にする適切な開口部の 位置が異なり、一つの開口部ですべての食品を均一に加熱することはできないと いう問題があった。

例えば従来の電子レンジで平らな食品を加熱すると、 縁のほうから加熱が進み 中心は冷たいままという顕著な加熱むらが起こることが一般に知られている。 また開口部の位置による特徴として、 加熱室底面の中央付近に開口部を設ける 場合、 食品の底面が加熱され、 対流のある液体状の食品ならば均一に加熱できる カ^ 対流のない固体状の食品は底面ばかり温度が上がるという問題があった。 こ の時ターンテーブルを用いると、 同心円上の加熱分布の均一化は図れるが、 いく らターンテーブルを回転させたとしても、 回転中心から見た半径方向の分布や上 下方向の分布は改善されない。

またスタラーや回転導波管のように電磁波を攢拌するものについては、 回転に 合わせて開口部が切り替わるようなイメージで電界分布を変化させるので、 解凍 調理などできるだけ電磁波の集中を回避したいメニューで多少集中を避けるとい う効果はある。 しかしながら、 食品によらず一定回転の攪拌なので、 どんな食品 に対しても一回転する毎に同じ電界分布の繰り返しで加熱するため、 完全な均一 化はできない。

また複数の開口部を有する場合でも、 ただ開口部を同時に開け放しているだけ ではある決まった電界が立ち、 すべての食品の加熱分布を均一化することは難し く、 結果として図 1の電子レンジと図 3の電子レンジの加熱分布は大差がない。 結局各食品ごとに適切な開口部をこまめに切り替えない限り、 使用者にとって満 足のいく仕上がり状態にはできないのである。

また、 複数のマグネトロンと複数の導波管を有するものは、 各々のマグネトロ ンの発振を制御することにより電磁波を導く導波管が切り替わる。 このため電磁 波の出る開口部も切り替わることになり、 加熱分布の均一化に少しは有効である 力、 マグネトロンの個数が増えると高価格となり、 重量が重く持ち運びにくいな どの問題がある。

また、 マグネトロンは一つで、 複数の導波管を一つの導波管から多方向に分岐 させるものがあるが、 電磁波の出やすい開口部を完全には切り替えることができ ず、 電磁波を出したくない開口部からもある程度の電磁波が出てしまう問題があつ た。 また、 導波管に要する板金材料が大量に必要となるため高価格となり、 作り にくいなどの問題がある。 そこで図 4のように、 複数の開口部 5に対向する位置で副導波管 1 3の端面 1 4を動かし、 見かけ上電磁波の出やすい開口部 5を切り替える方法があり、 これ は加熱分布の均一化にとって少しは有効である。 ただし実際の構成を考えると、 複数の副導波管 1 3の占めるスペースや副導波管 1 3の端面 1 4を動かすときの 電磁波の漏洩を防ぐ複数のシールド構成のスペースが必要である。 したがって、 電子レンジ全体の大きさが大きくなるか、 もしくは全体の大きさに対する加熱室 内部の有効容積が小さくなる問題があった。 使用者にとっては、 全体の大きさが 大きくなると置き場所に困り、 有効容積が小さくなると小さな食品しか入らない と言う不満につながる。 また同様に電子レンジが重くなり、 持ち運びしにくい問 題も引き起こす。 またシールド構成を含んだ副導波管 1 3の端面 1 4を複数箇所 で動作させるにはかなりの電力を消費するおそれもある。

また、 図 5のように、 複数の開口部 5を有する単一の導波管 3内で金属部を動 かしても、 電磁波の出やすい開口部 5を完全には切り替えることができず、 電磁 波を出したくない開口部 5からもある程度の電磁波が出てしまうという問題があつ o

さらに、 図 1、 3、 4、 5の構成では、 開口部 5が側面にしかなく、 開口部 5 から食品 6までの距離が遠い。

開口部 5から食品 6までの距離が遠いと、 開口部 5から直接食品 6に入る電磁 波だけでなく、 開口部 5から加熱室 4の壁面などで反射した後に食品 6に入る電 磁波の割合が増える。 よって、 この場合、 食品 6の加熱分布は、 加熱室 4の大き さや食品 6の置かれる位置や食品 6の形状によって大きく変わってしまうという 問題があった。

また、 同様の理由で一般的な食品 6はどうしても周囲が加熱されやすくなると いう問題があった。

さらに、 図 6や図 7の構成では他の従来の構成に比べると加熱分布を均一にで きる。 ただし、 上部から常に電磁波が出ているため、 食品の周囲が加熱されやす いという点と、 下部の一つの開口と下部の隣接する開口との間にある部位を加熱 することはできないという問題があった。 ここで、 図 1、 3、 4、 5、 6、 7の従来の構成に共通して言えることは、 開 口部 5を有する部分しか電磁波を集中することができず、 加熱むらを起こす可能 性があるということである。

また、 図 3、 5ないし図 7の構成では、 マグネトロン 2から開口部 5までの距 離について述べられていない。

通常、 電磁波が加熱室 4に入りやすいか、 入りにくいかは、 整合によって決ま り、 加熱室 4のどこに開口部 5があるかという点と、 導波管 3の長さやマグネト ロン 2から開口部 5までの距離等によつて変化する。 特に導波管 3内からの電磁 波の出やすさは、 電磁波の管内波長をス gとして、 ス g Z 2の周期で変化する。 よって、 複数の開口部 5を有する場合、 どの開口部 5からも同等に電磁波を出す ためには、 それぞれの開口部 5に合わせて整合を調整しなければならないという 問題を有していた。

もし、 分布を長くするためにのみ開口部 5の位置を決めて整合を調整しないと すれば、 加熱室内に電磁波が入りにく く、 加熱効率が落ちるという問題を有して いた。 さらに、 マグネトロン 2への反射波が増えるので、 温度上昇したり、 不要 輻射ノイズを発生したりするのを防ぐための対策が必要となるという問題を有し ていた。

また、 センサで食品の状態を検出してフィードバック制御を行うものには、 重 量センサ、 湿度センサ、 温度センサ、 電磁界検出センサ、 蒸気検出センサ、 アル コール検出センサなど、 加熱初期の状態や加熱初期からの状態変化を検知するか あるいは加熱終了を検知するものがあった。 ただし、 いずれのセンサも加熱の分 布を検出したり、 加熱むらを補正するようにフィ一ドバック制御.を行うものは実 用化されていなかった。

本発明は、 従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、 被加熱物の任意の部位を加熱し、 いろいろな部位の加熱を組み合わせることによつ て全体の加熱分布を均一にすることのできる高周波加熱装置を提供することを目 的としている。

また、 本発明は、 被加熱物の任意の部位を加熱し、 加熱する部位と加熱しない 部位を区別することのできる高周波加熱装置を提供することを目的としている。 また、 本発明は、 加熱効率を維持あるいは向上し、 信頼性をより一層高めた高 周波加熱装置を提供することを目的としている。

また、 本発明は、 被加熱物の任意の部位を設定どおりに、 または自動的に加熱 することのできる高周波加熱装置を提供することを目的としている。 発明の開示

上記した目的を達成するため、 本発明の高周波加熱装置は、 電磁波を放射する 電磁波放射手段と、 前記電磁波放射手段が放射した前記電磁波で被加熱物の任意 の部位を加熱できる局所加熱手段と、 前記局所加熱手段を制御する制御手段とを 備えたことを特徴とする。 図面の簡単な説明

図 1は、 従来の高周波加熱装置の構成図である。

図 2は、 従来の別の高周波加熱装置の構成図である。

図 3は、 従来の更に別の高周波加熱装置の構成図である。

図 4は、 従来の更に別の高周波加熱装置の構成図である。

図 5は、 従来の更に別の高周波加熱装置の構成図である。

図 6は、 従来の更に別の高周波加熱装置の構成図である。

図 7は、 図 6に示される高周波加熱装置の要部断面図である。

図 8は、 本発明の第 1の実施例の高周波加熱装置の構成図である。

図 9は、 図 8に示される高周波加熱装置の要部構成図である。

図 1 0は、 図 8に示される高周波加熱装置に設けられた回転導波管およびその 駆動部を示しており、 （a ) は回転導波管の平面図であり、 （b ) は回転導波管 と駆動部の縦断面図であり、 （c ) は駆動部に設けられたカムとスィッチとの係 合状態を示す図である。

図 1 1は、 図 8に示される高周波加熱装置の底面図である。

図 1 2は、 図 8に示される高周波加熱装置の加熱室に収容された食品の加熱状 態を示す図である。

図 1 3は、 図 1 2に示される状態から食品および回転導波管を回転させた時の 食品の加熱状態を示す図である。

図 1 4は、 図 1 2と図 1 3に示される状態を切り替えた場合の食品の加熱分布 を示す特性図である。

図 1 5は、 食品に対し回転導波管の放射口を 4 5 ° 傾斜させた場合の食品の加 熱状態を示す図である。

図 1 6は、 食品に対し回転導波管の放射口を 4 5 ° 傾斜させるとともに食品の 回転を停止した場合の食品の加熱状態を示す図である。

図 1 7は、 ターンテーブルの底面図である。

図 1 8は、 本発明の第 2の実施例を示しており、 高周波加熱装置の加熱室の横 断面図である。

図 1 9は、 本発明の第 3の実施例を示しており、 （a ) は回転導波管の平面図 であり、 （b ) はその縦断面図である。

図 2 0は、 本発明の第 4の実施例を示しており、 （ a ) は回転ァンテナの平面 図であり、 （b ) はその縦断面図である。

図 2 1は、 本発明の第 5の実施例を示しており、 （a ) は開口を有する遮蔽部 材の平面図であり、 （b ) はその縦断面図である。

図 2 2は、 本発明の第 6の実施例を示しており、 （a ) は高周波加熱装置の加 熱室の縦断面図であり、 （b ) は横断面図である。

図 2 3は、 本発明の第 7の実施例の高周波加熱装置の構成図である。

図 2 4は、 図 2 3の高周波加熱装置の操作パネルの正面図である。

図 2 5は、 図 2 3の高周波加熱装置において回転導波管の放射口を中央に向け た場合の横断面図である。

図 2 6は、 図 2 3の高周波加熱装置において回転導波管の放射口を加熱室壁面 に向けた場合の横断面図である。

図 2 7は、 従来の高周波加熱装置における加熱時間と食品温度との関係を示す 特性図である。 図 2 8は、 本発明の高周波加熱装置における加熱時間と食品温度との関係を示 す特性図である。

図 2 9は、 本発明の高周波加熱装置における放射口の向きの切り替えタイミン グを示す特性図である。

図 3 0は、 本発明の第 8の実施例の高周波加熱装置における加熱時間と食品温 度との関係を示す特性図である。

図 3 1は、 水の誘電損失の温度特性図である。

図 3 2は、 従来の高周波加熱装置を使用して冷凍食品を解凍するときの時間と 加熱出力との関係を示す特性図である。

図 3 3は、 図 3 2における加熱出力の切り替えタイミングを示す特性図である。 図 3 4は、 本発明の高周波加熱装置を使用して冷凍食品を解凍するときの時間 と食品温度との関係を示す特性図である。

図 3 5は、 図 3 4における加熱出力の切り替えタイミングを示す特性図である c 図 3 6は、 図 3 4と図 3 5における時間と加熱出力との関係を示す特性図であ る。

図 3 7は、 本発明の第 9の実施例の高周波加熱装置の構成図である。

図 3 8は、 図 3 7における線 A— A' に沿った断面図である。

図 3 9は、 図 3 8において回転導波管の動作による電磁波の方向の変化を示す 特性図である。

図 4 0は、 本発明の第 1 0の実施例の高周波加熱装置の構成図である。

図 4 1は、 図 4 0の高周波加熱装置の加熱室下部の横断面図である。

図 4 2は、 図 4 0および図 4 1の構成において回転導波管の動作による電磁波 の方向の変化を示す特性図である。

図 4 3は、 本発明の第 1 1の実施例の高周波加熱装置の要部縦断面図であり、 回転導波管が上昇した状態を示している。

図 4 4は、 図 4 3において回転導波管が下降した状態を示している。

図 4 5は、 本発明の第 1 2の実施例の高周波加熱装置の構成図である。

図 4 6は、 図 4 5の高周波加熱装置に設けられた二つの遮蔽板を示しており、 ( a ) は第 1の遮蔽板の平面図であり、 （b ) は第 2の遮蔽板の平面図である。 図 4 7は、 本発明の第 1 3の実施例の高周波加熱装置の構成図である。

図 4 8は、 図 4 7における線 B— B ' に沿った断面図である。

図 4 9は、 図 4 7の高周波加熱装置に設けられた赤外線検出素子の検出位置を 示す図である。

図 5 0は、 図 1 7の高周波加熱装置のブロック図である。

図 5 1は、 図 1 7の高周波加熱装置において食品の表面温度変化と食品以外の 部分の温度変化を示す特性図である。

図 5 2は、 図 5 0の変形例を示すブロック図である。

図 5 3は、 本発明の第 1 4の実施例の高周波加熱装置のプロック図である。 図 5 4は、 本発明の第 1 5の実施例の高周波加熱装置の構成図である。

図 5 5は、 図 5 4における線 F— F ' に沿った断面図である。

図 5 6は、 本発明の第 1 6の実施例の高周波加熱装置の構成図である。

図 5 7は、 図 5 6における線 G— G' に沿った断面図であり、 （a ) は第 1の 開口部を遮蔽した状態を示す図であり、 （b ) は第 2の開口部を遮蔽した状態を 示す図である。

図 5 8は、 本発明の第 1 7の実施例の高周波加熱装置のブロック図である。 図 5 9は、 図 5 8の高周波加熱装置に設けられた輪郭抽出手段の動作を説明す る温度特性図を示しており、 （a ) は食品の位置を示す図であり、 （b ) は X方 向の検出位置を示す図であり、 （c ) は Y方向の検出位置を示す図であり、 （d ) は X方向の検出位置と Y方向の検出位置を合成した図である。

図 6 0は、 第 1 8の実施例の高周波加熱装置のプロック図である。

図 6 1は、 第 1 9の実施例の高周波加熱装置のブロック図である。

図 6 2は、 本発明の第 2 0の実施例の高周波加熱装置の構成図である。

図 6 3は、 本発明の第 2 1の実施例の高周波加熱装置の要部縦断面図であり、 ターンテーブルが上昇した状態を示している。

図 6 4は、 図 6 3においてターンテーブルが下降した状態を示している。

図 6 5は、 本発明の第 2 2の実施例の高周波加熱装置に設けられたターンテー ブルの底面図である。

図 6 6は、 本発明の第 2 3の実施例の高周波加熱装置の要部縦断面図である。 図 6 7は、 本発明の第 2 4の実施例の高周波加熱装置の構成図である。

図 6 8は、 本発明の第 2 5の実施例の高周波加熱装置の要部断面図であり、 特 に電界の分布状態を示している。

図 6 9は、 本発明の第 2 6の実施例の高周波加熱装置の要部斜視図である。 図 7 0は、 本発明の第 2 7の実施例の高周波加熱装置の要部構成図で、 二つの 開口部の一方が遮蔽された状態を示しており、 （a ) はその縱断面図であり、 （b

) はその平面図である。

図 7 1は、 図 7 0において開口部の他方が遮蔽された状態を示しており、 （a ) はその縦断面図であり、 （b ) はその平面図である。

図 7 2は、 図 7 0の高周波加熱装置におけるマグネトロンの動作点を表すリー ケ線図である。

図 7 3は、 高周波加熱装置の高周波出力の変化を示す特性図であり、 （ a ) は 従来の出力変化を示し、 （b ) は本発明の出力変化を示している。

図 7 4は、 本発明の第 2 8の実施例の高周波加熱装置の構成図である。

図 7 5は、 図 7 4における線 P— P ' に沿った断面図である。

図 7 6は、 本発明の第 2 9の実施例の高周波加熱装置の図 7 5に対応する断面 図である。

図 7 7は、 本発明の第 3 0の実施例の高周波加熱装置の図 7 5に対応する断面 図である。

図 7 8は、 第 2 8 , 2 9， 3 0の実施例の高周波加熱装置の加熱効率を表す特 性図を示しており、 マグネト口ンから見た負荷の整合状態を示すスミスチャー ト である。

図 7 9は、 本発明の第 3 1の実施例の高周波加熱装置の構成図である。

図 8 0は、 図 7 9の高周波加熱装置の要部縱断面図であり、 シール部が下降し た状態を示している。

図 8 1は、 図 8 0においてシール部が上昇した状態を示している。 図 8 2は、 本発明の第 3 2の実施例の高周波加熱装置の要部斜視図である。 図 8 3は、 図 8 2の高周波加熱装置において牛乳を加熱した場合の加熱分布む らを示す特性図である。

図 8 4は、 図 8 3の最適条件における高周波加熱装置の概略縦断面図である。 図 8 5は、 図 8 2の高周波加熱装置において冷凍の牛スライス肉 1 0 0 gを解 凍した場合の加熱分布むらを示す特性図である。

図 8 6は、 図 8 5の最適条件における高周波加熱装置の概略縦断面図である。 図 8 7は、 図 8 2の高周波加熱装置において冷凍の牛スライス肉 3 0 0 gを解 凍した場合の加熱分布むらを示す特性図である。

図 8 8は、 図 8 7の最適条件における高周波加熱装置の概略縦断面図である。 図 8 9は、 図 7 9乃至図 8 2の構成において初期状態における適切な開口部位 置と高さを決定するシーケンスを示したフローチヤ一トである。

図 9 0は、 高周波加熱装置の内部の電界をシミユレーションするための構成図 である。

図 9 1は、 第一の開口部だけを開放した場合のシミュレーション結果の特性図 であり、 図 9 0の線 S— S ' で切断した斜視図である。

図 9 2は、 第二の開口部だけを開放した場合のシミュレーション結果の特性図 であり、 図 9 0の線 S— S ' で切断した斜視図である。

図 9 3は、 図 9 0の高周波加熱装置内で加熱される平らな食品の斜視図である c 図 9 4は、 第一の開口部だけを開放した場合のシミュレーション結果の特性図 であり、 図 9 3の線 U— U' で切断した斜視図である。

図 9 5は、 第二の開口部だけを開放した場合のシミュレーション結果の特性図 であり、 図 9 3の線 U— U' で切断した斜視図である。

図 9 6は、 導波管内の電磁波の伝搬を説明するための高周波加熱装置の要部縦 断面図である。

図 9 7は、 本発明の第 3 3の実施例の高周波加熱装置の構成図である。

図 9 8は、 図 9 7の線 V— V' に沿った断面図である。

図 9 9は、 図 9 7の線 W— W' に沿った断面図である。 図 1 0 0は、 図 9 7の高周波加熱装置において電界がどのように曲げられるか を示す特性図である。

図 1 0 1は、 ある高周波加熱装置において、 壁面にある開口部の位置によって 電界の立ち方がどのように変わるかを説明するための加熱室の断面図である。 図 1 0 2は、 開口部の位置を変えた場合の図 1 0 1と同様な図である。

図 1 0 3は、 開口部の位置を更に変えた場合の図 1 0 1と同様な図である。 図 1 0 4は、 開口部の位置を更に変えた場合の図 1 0 1と同様な図である。 図 1 0 5は、 本発明の第 3 4の実施例の高周波加熱装置の加熱効率を表す特性 図を示しており、 マグネトロンから見た整合状態を示すスミスチヤ一トである。 図 1 0 6は、 皿の上に載置した複数のしゅうまいの平面図である。

図 1 0 7は、 従来の高周波加熱装置で図 1 0 6のしゆうまいを加熱した場合の 温度ばらつきを示す特性図である。

図 1 0 8は、 本発明の高周波加熱装置で図 1 0 6のしゆうまいを加熱した場合 の温度ばらつきを示す特性図である。

図 1 0 9は、 本発明の別の高周波加熱装置で図 1 0 6のしゆうまいを加熱した 場合の温度ばらつきを示す特性図である。

図 1 1 0は、 本発明の第 3 5の実施例の高周波加熱装置の横断面図である。 図 1 1 1は、 本発明の第 3 6の実施例の高周波加熱装置の特性図を示しており、 第一の開口部での整合状態をずらした場合のスミスチヤ一トである。

図 1 1 2は、 本発明の第 3 7の実施例の高周波加熱装置の横断面図である。 図 1 1 3は、 図 1 1 2の線 Y— Y' に沿った断面図である。 発明を実施するための最良の形態

以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図 8は、 本発明の第 1の実施例における高周波加熱装置の断面構成図である。 代表的な電磁波放射手段であるマグネトロン 2から出た電磁波は、 導波部とし ての導波管 3、 給電室 1 5を介して加熱室 4内に放射され、 加熱室 4内の被加熱 物である食品 6を加熱する。 導波管 3内の電磁波は給電室 1 5内に配置された放 射部である回転導波管 8により食品 6の任意の部位を局所的に加熱するものであ る。 よって、 導波管 3と回転導波管 8とを合わせて局所加熱手段 1 6と呼ぶこと にする。 回転導波管 8は電磁波の放射の方向に指向性を有しており、 回転するこ とで電磁波の放射の方向を切り替えて、 局所的な加熱を実現するものである。 こ のため回転導波管 8は、 導波管 3と結合して電磁波を引き出す電磁波結合部とし ての結合部 7を導波管 3と給電室 1 5 (辁電室 1 5のない場合は加熱室 4 ) に渡 る構成とし、 引き出した電磁波を放射する放射口 1 7を有している。

また、 結合部 7は、 駆動手段であるモータ 1 8と連結され、 モータ 1 8により 回転可能とし、 結合部 7を中心に回転導波管 8自体が回転駆動される。 さらに制 御手段 1 9がモータ 1 8を制御することで回転導波管 8の放射ロ 1 7による電磁 波の方向を制御でき、 局所的な加熱を制御できる。

食品 6は任意の部位を加熱するために、 載置台 2 0上にある。 載置台 2 0は金 属製電磁波遮蔽部のあるターンテーブル 1上に構成された電磁波透過部としての ガラスやセラミック製の皿 2 1の上に置かれ、 載置台駆動手段であるモータ 2 2 により一体に回転駆動される。 このとき制御部 1 9はモータ 2 2の回転駆動と同 時に、 食品 6の重量検出手段である重量センサ 2 3で食品 6の重量を検出しそれ に応じた制御 （回転導波管 8の駆動タイミングゃ加熱出力や加熱終了時間の推定 などの制御） を行っている。 またこのときの載置台 2 0の回転中心は加熱室 4の 底面の中央 2 4にあり、 一定回転により回転方向の加熱の均一化を図ったり、 所 定位置で停止 '減速させて局所加熱するものである。 一方、 回転導波管 8の回転 の中心は加熱室 4の底面の中央 2 4からずれた位置にある。 食品 6に対しては放 射口 1 7の向きにより電磁波の放射の方向が変わるため、 食品 6の中央を加熱し たり周囲を加熱したりを切り替えるごとができ、 言わば、 載置台 2 0の半径方向 の加熱部位を変えることができる。 よってタ ンテ一ブル 1の回転とあわせ載置 台 2 0上の任意の位置を加熱することができるのである。

ここで、 載置台 2 0の回転中心が、 加熱室 4の底面の中央 2 4にあるが、 この ことにより、 載置台 2 0のサイズを大きくでき、 食品 6についても大きな食品を 載置したり、 数多く載置したりできる。 また、 載置台 2 0の中心と回転中心は一致しており、 回転中の載置面の上下動 を制御し、 安定した駆動を行っており、 狙った加熱部位を局所加熱しやすい。 そ の上、 食品 6の振動を起こしにく く、 こぼしたりしにくい。

さらに、 一般的な電子レンジでは電磁波が入射する開口部を覆うため、 加熱室 4側から電磁波を吸収しにくい低損失の材料からなる開口カバーで覆うことが多 いが、 本実施例では給電室 1 5を覆うようにして、 局所加熱手段 1 6を保護する ための保護手段としてカバー 2 5を構成し、 加熱室 4の底面と比べて凹凸のない ようにしている。

ただし、 本実施例のカバー 2 5は、 従来の開口カバーとは少し意味合いが異な るので、 補足する。

従来の開口カバーは、 使用者が手を入れないようにとか、 開口内に汚れがたま らないようにという意味合いが強かった。 ところが本実施例では食品を局所加熱 するため、 回転導波管 8を狙い通りに制御しなければならない。 即ち、 回転導波 管 8に食品 6のかすが飛散して直擎して動かなくなつたり、 また同様に食品 6の かすが回転導波管 8の付近にたまって電磁波を吸収することで、 狙い通りの部位 を加熱できなくなるのを防ぐのである。 つまり、 局所加熱手段 1 6による局所加 熱を邪魔させない効果がある。

制御部 1 9は前述の制御以外にも、 食品 6の温度を検出する温度分布検出手段 である温度センサ 2 6により食品 6の温度変化を監視したり、 マグネトロン 2か らの電磁波の放射や、 マグネトロン 2冷却用のファン 2 7の動作や、 各種のヒー タ 2 8の動作を制御する。

—般にヒータ 2 8使用時は加熱室 4内の温度が 3 0 0 °C前後に上昇するので、 皿 2 1がガラスでは耐熱温度に限界があるため、 金属の皿に入れ替えたりするこ とが多い。 電磁波の加熱とヒータの加熱の用途に応じて皿 2 1を交換する手間が かかるのを省くために、 耐熱温度の高いセラミ ックの皿を兼用で使う場合もある 温度センサ 2 6は加熱室 4の壁面の開□ 2 9から食品 6の温度を検出し、 加熱 分布を検出しているが、 温度センサ 2 6自身の構成について説明を加える。 非接 触で温度を検出する一般的な温度センサ 2 6としては、 食品 6から放射される赤 外線量を電気信号に変換する赤外線センサがある。 赤外線センサとしては、 内部 に熱接点と冷接点を有するサーモパイル型や、 チヨツバを有する焦電型などがあ り、 本発明ではどちらを採用しても良い。

図 9は、 マグネトロン 2と回転導波管 8の位置関係を示す要部構成図である。 マグネトロン 2のアンテナ 3 0から出た電磁波が回転導波管 8の結合部 7に到 達する距離^は、 導波管 3内の管内波長を； I gとして; I 2の約整数倍となる ように構成している。 なぜならば、 導波管 3内の電磁波は強弱を周期的に繰り返 す定在波となり、 その波長が； I gに一致する。 また、 マグネトロン 2のアンテナ 3 0は必ず電界が強い。 よって上記寸法関係の構成により、 回転導波管 8の結合 部 Ίも必ず強い電界となり、 導波管 3内の電磁波を導波管 3の外側へ効率的に導 き出すことができるのである。

また、 マグネ卜ロン 2のアンテナ 3 0から導波管 3の端部 3 1までの距離ゃ桔 合部 7から導波管 3の端部 3 2までの距離をス g Z 4の約奇数倍 （この図では 1 倍） とすると、 より一層導波管内に安定した定在波を起こすことができる。 なぜならば、 もし定在波が起こった場合に、 電界の強い所から λ g Z 4の奇数 倍の位置で電界が弱くなろうとするまさにそこに丁度端面があるからである。 また、 本実施例では回転導波管 8が回転しても、 常にマグネトロン 2のアンテ ナ 3 0から結合部 7までの距離が一定であり、 安定した定在波を起こせる効果が ある。

また、 結合部 7より導き出した電磁波は結合部 7から放射口 1 7を介して加熱 室内に放射されるが、 ここでの距離 ^は、 指向性を決定する要因なので、 必要に 応じて適宜変えればよい。 ただし、 をス g Z 2の整数倍とすれば放射口 1 7で の電界を強くでき、 （1)式より放射口 1 7に食品 6を近づけて置く場合に効率が 極めて高い。

さらに図中の^、 は ₃〉〉 にして、 3側に向かって電磁波が進みやすくな るようにしており、 さらに^を λ g / 4の約奇数倍にとってより一層 3側に進み やすく している。

この構成により、 電磁波の放射方向を制御している。 さらに、 結局マグネ卜ロン 2のアンテナ 3 0から放射口 1 7までの距離が常に —定となるので、 その間のインピーダンスも常に一定となり、 整合状態を維持し やすく、 加熱効率を高ヽ保つ効果がある。

図 1 0は、 回転導波管 8の要部構成図である。

( a ) は上から見た図、 （b ) は横から見た断面図である。 （a ) で^は真空 中 （或いは空気中） の電磁波の波長を； として、

> 2 . 4 5 G H zの時、 6 1 m m

とすることで、 確実に電磁波を放射させている。 実際は余裕をみて £₆は 6 5 mm以 上にするのが望ましい。

また、 （a ) . ( b ) に示す 2つのテフロン製のスぺーサ 3 3と、 モータ 1 8 の軸 3 4に設けたかん合部 3 5により、 回転導波管 8は 3点で支持され、 安定し た回転ができる。

スぺーサ 3 3は下向きに曲面を有し、 すべりやすい構造である。 ただしスぺー サ 3 3の材質は、 支持の効果となめらかな回転ができるものであつて導電性の無 い材質であれば何でも良いし、 もし、 導電性の有る材質でも底部 3 6との間でス パークを起こさせないような工夫 （例えば常に底部 3 6とすきまのないように密 着させるとかの工夫） をすれば実現できる可能性がある。

( c ) は軸 3 4に接続されたカム 3 7と位置検出手段としてのスィツチ 3 8を 示す図である。 回転導波管 8はモータ 1 8により回転駆動されるが、 カム 3 7の 凸部 3 9は軸 3 4の一回転毎にスィツチ 3 8のボタン 4 0を押すので、 ボタン 4 0を押してからの駆動時間により回転位置がわかり、 電磁波の放射の方向を検出 できるとともに狙った方向に制御できる。 制御手段 1 9はスィッチ 3 8からの信 号に基づきモータ 1 8の回転時間を決め、 放射口 1 7からの電磁波の放射の方向 を制御している。 もちろんモータ 1 8の回転制御については、 より正確な位置制 御や回転速度を変えるなどのきめ細かな制御を行う場合は、 ステツビングモー夕 を使うことが考えられる。 なお、 基準の位置を決めておき加熱開始時や、 加熱終了時に、 その基準の位置 まで動かすよう制御しても良い。

加熱開始時に行えば精度良く狙った部位の加熱ができるし、 加熱終了時に行え ば次の加熱の時に基準の位置を確認する手間が省けるというそれぞれの効果があ る。

図 1 1は本実施例における高周波加熱装置の要部構成図で、 図 8の加熱室 4底 面を下側から見た図である。 給電室 1 5や重量センサ 2 3と共存できるよう、 空 いたスペースにヒータ 2 8 A、 2 8 B、 2 8 Cを配置している。

また、 このためには回転導波管 8形状を小さくする方が望ましい。 よって回転 導波管 8は小型でかつ指向性の高いものがよいと言える。

図 1 2、 図 1 3は本実施例における高周波加熱装置の要部断面構成図であり、 図 8の断面を示し、 食品 6の上から見た図である。 回転導波管 8の指向性を示す ために、 平らで直方体の形状をした食品 6を皿 2 1とともに一定回転させ、 回転 導波管 8を図の位置で停止させたまま、 一定の加熱出力で加熱した時の結果とし て加熱部 4 1を示している。 但し、 わかりやすくするため、 実際は皿 2 1に隠れ て見えないところも実線で示している。 放射□ 1 7の向き （指向性） に関して、 図 1 2は皿 2 1の中央向きで、 図 1 3は図 1 2と比べて 1 8 0 ° 回転した外側向 きの図である。

図 1 2では、 電磁波 4 2の下からの放射により加熱部 4 1が食品 5のほぼ中央 に現れている。

図 1 3では、 電磁波 4 2は加熱室 4壁面で反射した後食品 6に入るため、 加熱 部 4 1は食品 6の縁 （周囲） に現れている。 従来の電子レンジでは、 たいていの 場合、 電磁波は食品に入る前に加熱室壁面で反射するので図 1 3と似た結果にな る。

図 1 4は食品 6の加熱分布を示し、 図 1 2と図 1 3の状態を切り替えた （放射 □ 1 7の向きを適切な割合で切り替えた） 結果を示す構成図である。 加熱部 4 1 が食品 6の中央と周囲に現れており、 従来の電子レンジに比べてかなり加熱の均 —化が図れることがわかる。 但しこの時、 加熱されにくい未加熱部 4 3が中央と 周囲の中間領域に残されている。 よってこの部分を局所加熱する方法について、 以下で説明する。

図 1 5、 図 1 6は本実施例における高周波加熱装置の要部断面構成図であり、 図 1 2、 図 1 3と同じく図 8の断面を示している。 図 1 4で述べた中間領域の未 加熱部 4 3を加熱する方法として、 放射ロ 1 7の向きを中央向き （0 ° ) と外側 向き （1 8 0 ° ) の間のどこかに選べば良いというのは安易に想像されるが、 タ ーンテーブルが一定回転では実際はうまく行かないことがわかってきた。 放射口 の向きを少しずつ変えて実験しても、 中央を加熱するのでない限りほとんどのも のが周囲を加熱するようになってしまう。 例えば放射ロ 1 7が 4 5 ° の場合、 図 1 5のような結果となる。 この原因は、 皿 2 1が一定回転で、 加熱出力が一定と いう点である。 なぜならば食品 6の回転中に瞬間的に中間領域を加熱できる状態 があったとしても、 それ以外のときには食品 6のエッジを加熱してしまい、 結局 は一周期の平均としては周囲を加熱するようになってしまうのである。 よって中 間領域の加熱のためには、 中間領域を加熱できる状態を持続し、 他の状態を避け なければならないことがわかる。

図 1 6は、 皿 2 1の回転を止め、 中間領域を加熱できる状態を持続したときの 結果である。 放射口 1 7は 4 5 ° で食品 6は図の位置で停止しており、 図 1 4の 加熱されにくい未加熱部 4 3の片方が加熱されている。 また未加熱部 4 3の他方 の加熱のためには食品 6をさらに 1 8 0 ° 動かせばよい。 結局この食品 6全体を 均一に加熱するためには、 図 1 2、 図 1 3、 図 1 6を 1 8 0 ° 動かしたものの 4 種類の動作が必要となる。 ただし、 加熱途中で皿 2 1の回転を完全に止めなくと も、 中間領域を加熱できる状態付近で減速させても良い。

なお、 皿 2 1を一定回転させたまま、 中間領域を加熱できる状態での加熱出力 を、 他の状態での加熱出力よりも高くしてもよい。 実際には、 中間領域を加熱で きる状態での加熱出力をフルパワーとし、 他の状態での加熱出力を 0にするか低 下させることが考えられる。

また、 皿 2 1の回転と加熱出力の制御を組み合わせても良い。

また、 以上により任意の位置を局所加熱するためには、 回転導波管 8と、 皿 2 1とマグネ卜ロン 2の 3つの構成要素を関連づけて制御すればよいことになる。 図 1 7は本実施例における高周波加熱装置の要部構成図 で、 ターンテーブル 1の構成を下から見た図を示す。 ヒータ 2 8 A、 2 8 B、 2 8 Cの熱に耐えるた めにターンテーブル 1は金属製で、 輪 4 4、 4 5とシャフ ト 4 6、 4 7と軸受け 4 8から成る。 またターンテーブル 1の隙間の回転方向の距離 ₇、 は、 それぞ れ電磁波の波長の 1 2以上の長さを有しており、 電磁波が容易に透過できる構 成である。

回転導波管 8の指向性にもよるが、 食品の底面中央を加熱するためには、 図 1 7の^のように底面中央近傍の開口が必要であり、 また食品の周囲を加熱するた めには、 のように周囲の開口が必要である。 なお、 ターンテーブル 1の材質を セラミックなどの電磁波を吸収しにく く、 かつ透過性のある材質で構成すれば、 開口を設ける必要はないことは明らかである。

そのために、 下ヒータ 2 8 A、 2 8 B、 2 8 Cに耐えられる材質を選ぶか、 下 ヒータ 2 8 A、 2 8 B、 2 8 Cのかわりに底面側の温度をあまり上げなくて済む ヒータ （熱風循環式のヒータ） を使うことで、 電磁波透過性のある材質を使うこ とも可能となる。

図 1 8は、 第 2の実施例である。

加熱室 4のコーナー部分に回転導波管 8を構成することで、 回転導波管 8の寸 法をやや大きく したりする自由度が増す効果がある。

ただし、 放射口 1 7の駆動範囲は図 1 8の様に加熱室 4底面の内側のみとして いる。 もし仮に、 加熱室 4底面の外側にまで及ぶ構成にすると、 高周波加熱装置 全体の大きさが大きくなってしまう問題と、 外部に電磁波が漏れないような工夫 が別途必要になる問題がある。 よってこれらの問題を防ぐために J:記構成として いる。

図 1 9は第 3の実施例である。 これは、 回転導波管 8の形状を変えて同様の効 果を出す例で、 （a ) は回転導波管 8の端面が 4方向とも折り曲げられており、 電磁波は開口 4 9より放射される。 それぞれの折り曲げた端部は円形にしており. スパークを防ぐ効果を高める。 この場合は第 1の実施例と比べると電磁波が開口 4 9の真上に放射される傾向 がある。

また、 内部空間 5 0は、 導波管と考えることができる。

よって、 結合部 7から端面までの距離^と、 ^。とはそれぞれ λ g Z 4の 約奇数倍の距離とし、 安定して、 定在波を起こしている。

次に^を I 4の約奇数倍とし、 _{1 0}を; I g Z 2の約整数倍とすれば、 より 一層安定した定在波を起こせる効果がある。

このことは （b ) を使って説明する。 これはある瞬間の電界の起こり方を示す 図である。 実際は周波数の逆数の周期で反転を繰り返すものである。 第 1に実矢 線は代表的な電界 5 1 aの向きを示しており、 内部空間 5 0内に定在波としての 3つの山 （電界の腹） を有している。 第 2に開口近傍では、 実矢線の電界 5 l b が起こり、 このために開口 4 9の上部で開口 4 9をはさみこむように強い電界 5 1 cが引き起こされる。

以上の 2つのことは上述の寸法関係を満たすが故に同時に起こっており、 定在 波を乱すことがなく開口 4 9からの電磁波の放射を実現できる効果がある。 図 2 0は第 4の実施例であり、 回転導波管の替わりに、 回転アンテナを用いた 構成である。

結合部 7と連結された導電性を有する板体 5 3 (具体的には鉄やステンレス） が指向性を有し、 同様の効果が期待できる。

図 2 1は、 第 5の実施例であり、 開口をふさぐ場所を切り替える構成である。 結合部 7と連結された導電性を有する板体 5 4に開口 5 5を有すと共に、 それ 以外の部分を遮蔽するものである。

よって開口 5 5により指向性を有し、 同様の効果が期待できる。 その他の構成 でも指向性を有するものであれば同様の効果が期待できる。 ただし第 4の実施例 と第 5の実施例の構成では狙い通りの指向性を持たせることが第 1〜 3の実施例 ほど容易ではない。 その替わり折り曲げずに済むなど構造自体が簡単になり得る 効果がある。

図 2 2は、 第 6の実施例である。 ここでは載置台 2 0を、 ガラス製の皿 2 1とローラーリング 5 6で構成し、 凹 部 5 7を有し、 別の部品の軸 5 8とかん合させ、 ローラーリング 5 6で保持しつ つ回転させる構成である。

( a ) は断面図、 （b ) はローラーリングを上から見た要部構成図である。 ローラーリング 5 6はリング 5 9と 3ケのローラー 6 0を有し、 双方とも電磁 波が透過する材料で構成している。

以上により、 回転導波管 8から出た電磁波は、 邪魔されずに食品 6に入る。 よって、 狙った局部を加熱しやすい効果がある。 また、 図示しないが、 ローラ 一がスムーズに動きかつ位置ずれを起こさないよう、 通り道になる加熱室底面を くぼませておくこととする。

図 2 3から図 2 9に第 7の実施例を示す。 まず、 図 2 3は回転導波管 8を加熱 室 4内に突出させている。 この場合、 カバー 2 5は、 回転導波管 8を保護するよ うに箱型に構成している。

この構成で加熱室 4底面下の寸法を小さくできる効果があると同時に加熱室 4 内の有効容積が小さくなる問題がある。

またこの実施例では、 形状検出手段である光センサ 6 1、 6 2を有し、 発光部 6 1からの光を受光部 6 2が受信したかどうかにより、 食品 4の形状を判別でき る。

もし食品 6の温度が皿 2 1の温度と同じ場合、 温度センサ 2 6では食品 6の存 在する領域を瞬時には判別できないが、 光センサ 6 1、 6 2や重量センサ 2 3の 情報で加熱前に食品 4の存在する領域を決めることが可能となる。

よって、 食品 4が存在する領域のみを局所加熱すれば、 食品 4の無い部分を加 熱するような無駄が無く、 効率化が図れる。

またこの場合、 使用者が入力設定できる設定手段 6 3を備えている。

入力の内容によっては、 それだけで局所加熱すべき場所が決まる場合もあるが、 大体の場台、 入力内容と温度センサ 2 6、 光センサ 6 1、 6 2、重量センサ 2 3 などの惰報とをふまえて、 制御手段 1 9の中の領域判定制御手段 （図示せず） の 判定に基づいて、 回転導波管 8の方向やターンテーブル 1の回転やマグネトロン 2の出力などを制御している。

図 2 4は本実施例における高周波加熱装置の要部構成図であり、 設定手段 6 3 として操作パネル 6 4を示している。

まず、 使用者が牛乳のあたためを行う場合、 牛乳を加熱室 4に入れたのち牛乳 キー 6 5を押し、 スタートキ一 6 6を押す。 すると制御手段 1 9は、 操作パネル 6 4からの信号で食品 6を牛乳と判断し、 重量センサ 2 3と光センサ 6 1 6 2 と温度センサ 2 6からの信号で牛乳の量や形状や置かれた位置や初期温度を判定 し、 適切な放射口 1 7の位置を決定し、 基準位置からどれだけ動かせば良いかを 演算し、 その結果モータ 1 8を駆動し、 その後マグネトロン 2からの電磁波の放 射を開始する。

この時、 牛乳が放射部の近くに置かれた時は、 ターンテーブル 1を停止して回 転導波管 8を動かして牛乳の真下を加熱するように制御すればよ t、。

また牛乳が放射口 1 7と離れた位置 （例えばモータ 2 2の軸 6 7をはさんで反 対側） に置かれた時はターンテーブル 1と回転導波管 8の両方を動かして、 牛乳 の真下を加熱できる位置関係になるように制御すればよい。

また牛乳がターンテーブル 1の中央に置かれた場合、 ターンテーブル 1を動か しても停止してもどちらでも大差はなく、 回転導波管 8で電磁波を中央に向けれ ば即ち、 図 2 5のようにすれば自然に牛乳の真下を加熱できる。

もし牛乳が複数個置かれた時はターンテーブル 1と回転導波管 8の両方を動か して、 順次複数個の牛乳の真下を加熱していけばよい。

牛乳の場合、 底面に電界を集中させれば、 対流によって自然に分布の良いでき ばえが得られる上、 整合状態も良く加熱効率が向上する。

ターンテーブルを動かしても停止しても同じという場合は、 停止した方が無駄 な電力を使わなくてよいので、 省エネルギーの効果がある。

加熱が進むとその後重量センサ 2 3と光センサ 6 1、 6 2によって決められた 時間だけ加熱するか、 温度センサ 2 6により牛乳が適温になつたと判断したとき 加熱を終了する。

ここで、 何度もターンテーブル 1や回転導波管 8の駆動と停止を繰り返す場合， 駆動時にはマグネトロン 2から見たインピーダンスが変化するので、 動作がやや 不安定になることもある。 よって駆動前にはマグネトロン 2の発振を停止あるい は出力を減少し、 逆にターンテーブル 1や回転導波管 8が停止した後にマグネ卜 ロン 2を発振させて出力を増大させればマグネトロン 2の動作の状態を安定化で き、 マグネトロン 2からの不要輻射ノイズの低減の効果がある。

ところが、 じやがいものような小さくて固体の食品 6を加熱する場合は下から ばかり電磁波を入れると、 対流が無いため下ばかり熱くなつてしまう。 そこで図 2 6の様に食品 6の無い方向へ電磁波を出し、 つまり局所加熱を避けて加熱室 4 壁面で反射した電磁波で加熱することも効果がある。

また多数個のしゅうまいや、 ピザなどの平らな食品 6を加熱する場合について 説明する。

図 2 7は従来の電子レンジを通常通り使用した時の特性図で、 横軸に加熱時間 tを、 縦軸に食品 6の温度 Tを示す。

食品 6の周囲部分の平均温度を T o u t、 中央部分の平均温度を T i nで大ま かに表し、 加熱終了の目標平均温度 T r e f を 8 0 °Cとした。 加熱が始まると、 T o u tが早く上昇し、 T i nはなかなか上がらない。 t 1後に T o u tは T r e f に到達し、 t 2後には飽和温度 （沸騰温度） に達してしまうが、 その時点で 加熱を終了するとあまりに T i nの温度が低すぎる問題がある。 そこで T i nが そこそこ許せる範囲になる時間 t 3まで加熱を铳けてようやく加熱終了としてい る。 このとき食品 6の周囲部分は加熱しすぎ （T o u t > T r e f ) で、 中央部 分は加熱不足 （T i nく T r e f ) のためできばえは非常に悪い。

一方図 2 8は本実施例の特性図で、 放射ロ 1 7の向きを途中で一回だけで切り 換えることにより加熱の均一化の効果を確認したものである。 まず加熱開始時は 放射ロ 1 7の向きを図 1 2あるいは図 2 5と同じ向きとして先に食品 6の中央部 分を加熱し、 t 4時になったとき放射□ 1 7の向きを 1 8 0 ° 回転させて図 1 3 あるいは図 2 6と同じ向きに切り換えたものである。 加熱が始まると、 t 4時ま では T i nが温度上昇が早く T o u tはなかなか上がらないが、 t 4時以降、 温 度上昇率が逆転して T i nより T o u tの方が上がりやすくなる。 よって t 5時 で加熱を終了すれば、 食品の周囲部分も中央部分も丁度良い過熱状態となり （T o u t ^ T i n ^ T r e f ) , できばえが非常に良い。 またこのときは加熱しす ぎの部分がないので、 加熱のロスが少なく短時間 （ t 5く t 3 ) で加熱を終了で さる。

図 2 9は図 2 8の放射口 1 7の向きの切り替えタイミングをどのように決める かを示した特性図である。 横軸は重量センサ 2 3によつて検出した食品 6の重量 m、 縦軸は時間 tである。 食品 6の重量が重いほど最適な加熱時間は長くなるは ずなので、 放射ロ 1 7の切り替え時間 t 4を mの関数として、 制御手段 1 9内で 計算して求める方法がある。 もちろん加熱終了時間 t 5も同様に決定できる。

もちろん同様の切替を行うのにも他の方法がある。 第 8の実施例の図 3 0のよ うに、 放射口 1 7の切替タイミングを食品 6の温度自体でフィードバック制御す る方法もある。 これは図 2 8とは少し異なり、 温度センサ 2 6により食品 6の温 度をリアルタイムで監視し、 丁 1 ₁1が丁1^ ( T kは制御手段 1 9内で決定された 値で、 T r e f より低い温度） に到達したら放射口 1 7を切り替えるものである。 さらにその後も温度を監視し続け、 実際に食品 6の温度が T r e f になった瞬間 t 6に加熱を終了するよう制御している。 温度センサ 2 6では食品 6の温度を実 測しており、重量 mからの推定に比べると精度が良いといえる。

以上述べたことに対して、 もちろん切り替えを一回に限定する必要はなく、 何 回かこまめに切り替えた方が温度差が広がりにくいのでよいし、 温度を実測する のであれば、 実際に温度の低いところがあればすぐにその部分の局所加熱をする 方が良いということが考えられる。

また、 どの様な食品 6であっても常に加熱分布のむらを無くして均一加熱を実 現するには、 あらかじめ食品 6の材質 ·形状 ·置かれた位置 ·温度等の条件毎に 最適な放射口の方向とターンテーブル 1の回転やマグネトロン 2の発振と組合せ 切替のタイミングなどの情報をあらかじめデータベースとして制御手段 1 9内の マイコンに記憶させておく方法がある。 本実施例ではこの方法により、 制御手段 1 9は操作パネル 6 4の入力および温度センサ 2 6や重量センサ 2 3や光センサ 6 1、 6 2などからの出力と、 データベースを比較して、 最適な加熱のための制 御ができる。

次に図 3 1から図 3 6は冷凍状態 （一 2 0 °C) の食品 6を解凍する場合の例で あ o

まず図 3 1は水の誘電損失 e r · tan ( の温度特性図である。 横軸は水の温度 T、 縦軸は誘電損失 ε r * tan 5を示す。 冷凍状態の水 （0 °C以下の氷） は誘電 損失が少なく、 溶けた水 （0 °C以上） になると極端に上昇する （約 1 0 0 0倍に 激増する） 事が分かる。 一方電磁波によって単位体積当たり吸収される電力は、 (1)式に示した通り £ r · ΐ3η (5に比例する。 よって溶けた部分は極端に電磁波が 吸収されやすくなり、 そのまま加熱を铳けると解凍の進んでいるところはますま す加熱されてさらに温度差が拡大してしまう特徴がある。 つまり水が一部溶けだ した状態で、 そのままの加熱分布で電磁波の加熱を続けると温度むらが必ず発生 することになる。

よってきめ細かな制御が必要になっている。

使用者が肉や魚の冷凍食品の解凍を行う場合、 食品 6を加熱室 4に入れた後図 2 4の様な解凍キー 6 8を押し、 スタートキー 6 6を押す。 すると制御手段 1 9 は、 操作パネル 6 4からの信号で食品 6を冷凍食品と判断し、 重量センサ 2 3と 光センサ 6 1、 6 2からの信号で冷凍食品の量や形状や置かれた位置や初期温度 など種々の状態を判定し、 適切な回転導波管 8の回転数を決定し、 モータ 1 8を 駆動して回転動作させ、 それと相前後してマグネトロン 2からの電磁波の放射を 開始する。 このとき回転導波管 8とともにターンテーブル 1も回転し、 できるか ぎり電界の部分的な集中を避けるようにする。

そして前述の通り温度むらが発生し始めると、 食品中の温度が低い部分を局所 加熱するよう放射口 1 7の位置が低温部位を向くようにして停止させるなど回転 導波管 8を繰り返し制御することになる。 図示しないが、 ここで制御手段 1 9は、 連続回転用の連続制御手段と、 断続的に動作させる断続制御手段と、 両者を途中 で切り替える切り替え制御手段を有しており、 容易に制御可能である。

ところが、 0 °Cを超える部位が発生すると急激に温度上昇するため、 低温部を 局所加熱して均一化しようとしても追いつかない可能性がある。 そこで、 マグネ卜ロンの出力の制御と連動して回転導波管 8を制御し、 改善し て 以下、 マグネトロン 2の出力の制御と組合せた例について説明する。

図 3 2、 図 3 3は従来の電子レンジの特性図である。

図 3 2は冷凍食品 6の解凍を行うときの、 マグネトロン 2による加熱出力の変 化を示す特性図である。 横軸は時間 t、 縦軸は出力 Pを示す。 加熱初期の時間 t 7の間は連続的な高出力で加熱し、 その後 t 8は出力を下げることに加えて断続 動作に切り替え、 最後の 9間はさらに断続の比率を変えて平均的な出力を引き 下げている。 簡単にいえば徐々に出力を落としているのである。 出力を落とすこ とで、 電磁波の加熱による温度上昇が減り、 食品 6の内部の熱伝達や食品 6と加 熱室 4内の雰囲気温度との差による温度上昇の割合が増えるので、 多少温度むら を改善する効果がある。

図 3 3は図 3 2の t 7、 t 8、 t 9をどのように決定するかを示した特性図で ある。 横軸は重量 mで、 縦軸は時間 tである。 ここでは重量センサ 2 3によって 検出した食品 6の加熱前の保存状態によらず mによってのみ出力の切り替えタイ ミングを決定している点である。 例えば加熱前の保存温度が高めであれば t 7を すぎるまでに一部分溶けて煮え出す可能性がある。 よって実際には温度センサ 2 6の出力により補正するべきである。 もちろん、 一定の加熱分布で加熱している ことには変わり無いので、 あまり温度むらの解消は期待できない。

図 3 4〜図 3 6は、 本実施例の高周波加熱装置の特性図である。

図 3 4は冷凍食品 6の解凍を行うとき連続制御手段により回転導波管 8を一定 回転させ、 途中で切り替え制御手段により断铳制御手段に切り替え、 放射口 1 7 が低温部位を加熱できる位置に停止させた時の温度特性図である。 横軸は時間 t、 縦軸は温度 Tである。 まず回転導波管 8とターンテーブル 1とをそれぞれ一定回 転させて加熱を開始する。 そして図 3 0で述べた設定温度 T k = 0 °Cとしており、 高温部位の温度 THI = T kに到達した時間 t 1 0で加熱を停止し、 同時に放射口 1 7とターンテーブル 1を低温部位が加熱できる状態にて停止するか、 その状態 の近辺で減速する。 その後 t sの間電磁波を出さないかもしくは出力を大幅に下 げて低温部分の TLowがある程度温度上昇するのを待ち、 t 1 1から再び出力を 9 上げて加熱する。

この時は放射口 1 7とターンテーブル 1により加熱部位が低温部位となり、 T Lowの方が温度上昇が早く、 THIに追いついていく。 そして THI ^ TLow Tref となった時点 t 1 2で加熱を終了する。 結果として、 待ち時間 t sによる温度の 平均化の効果と、 加熱分布の切り替えによる効果で、 分布むらの無い極めてでき ばえのよい解凍が実現できる。

図 3 5は図 3 4の t sあるいは t 1 1、 t 1 2をどのように決定するかを示し た特性図である。 横軸は重量 mで、 縦軸は時間 tである。 ここでは重量センサ 2 3によって検出した食品 6の重量 mの関数として t s、 t l l、 t 1 2を決めて いる。 もちろん、 温度センサ 2 6の出力で補正しながら決定する方法があり、 よ り一層加熱の均一化の制度が良いと考えられる。

図 3 6は図 3 4、 図 3 5で述べた冷凍食品 6の解凍を行うときの、 マグネトロ ン 2による加熱出力の変化を示す特性図である。 横軸は時間 t、 縦軸は出力 Pを 示す。 加熱初期の時間 t 1 0の間は連铳的な高出力で加熱し、 その後 t sの間出 力を出さず、 最後の t 1 2までは出力を下げることに加えて断続動作に切り替え て平均的な出力を引き下げている。

さらに本実施例では、 電磁波による加熱を停止するか、 大幅に出力を下げてい るときに回転導波管 8を駆動することとしており、 従来のスタラーや回転導波管 のような常時一定回転の電磁波の攪拌に比べると、 不要輻射やマグネトロン 2の 温度上昇を抑える効果がある。

また、 マグネトロン 2からの電磁波の放射が不安定な場合、 たとえばマグネト ロン 2の動作が 0 F Fから 0 Nに変わってすぐとか、 回転導波管 8の切り替え動 作中などにおいては、 各種のセンサに高周波ノィズの影響が出るのを防ぐために、 センサの出力を取り込まないようにすれば、 より精度の高い制御ができる効果が ある。

また、 使用者による設定入力や各種のセンサ出力により、 制御手段 1 9内で演 算処理を行ってから局所加熱部位を制御することも可能である。

例えばメニューによって局所加熱部位の切り替えタイミングを最大温度によつ て決定したり、 最大温度と最小温度の差によったり、 時間変化に対するそれぞれ の変化率によったり、 という具合である。

また、 複数の食品 6を同時に調理する場合はもつといろいろなことが考えられ る。

たとえば、 加熱したい食品と加熱したくない生野菜などの食品がある時は、 加 熱したい食品にのみ局所加熱を行わなければならない。

そのためには、 置き場所を決めて使用者がどのゾーンを加熱したいかを設定す る方法がある。 また、 食品の材質や調理内容を検知するセンサなどがあれば、 自 動的に判定することが可能となる効果がある。

図 3 7から図 3 9は第 9の実施例であり、 ターンテーブルがなく固定の載置台 2 0があり、 回転導波管 8を 2次元に制御するものである。

回転導波管 8はモ一タ 1 8により自転しながら公転するように回転駆動される が、 その仕組みは以下の通りである。 モータ 1 8の第一の回転軸 6 9に連動して 回転する歯車 7 0は歯数比 1 ： 1で歯車 7 1に回転力を与え、 よって第二の回転 軸 7 2が回転し、 回転導波管 8をモータ 1 8と同じ回転速度で自転させる。 また 第一の回転 $由 6 9に連動して回転する歯車 7 3は歯車 7 4を介して歯数比 1 ： 1 0で歯車 7 5に回転力を与え、 よって第二の回転軸 7 2自体が第一の回転軸 6 9 の周囲を回転し、 回転導波管 8をモータ 1 8の回転速度の 1 / 1 0で公転させる c よって回転導波管 8は、 1回の公転の間に 1 0回の自転をすることになる。

電磁波 4 2の方向を変えて加熱部位を制御するために、 第一の回転軸 6 9に連 動して回転するカム 3 7が一周期に一回スィツチ 3 8を押す構成としている。 ス イッチ 3 8を押した回数や、 スィッチ 3 8を押してからの駆動時間により放射口 1 7の位置が決まり電磁波の放射の方向を制御できる。 もちろんモータ 1 8とし てステツビングモータを使う場合、 スィツチ 3 8を押してからの駆動パルス数に より正確に位置決め制御をすることができる。 ここでカム 3 7とスィツチ 3 8に より電磁波の方向を設定あるいは検出していることになる。

操作パネル 6 4は、 使用者が食品 6の種類や加熱出力の大きさや加熱時間や加 熱方法などを設定する第一の操作キー 7 6と、 加熱スター卜のための第二の操作 キーとしてスタートキー 6 6を有している。

制御手段 1 9は、 第一の操作キー 7 6の入力により、 モータ 1 8を駆動しスイツ チ 3 8の出力に基づいて回転導波管 8を適切な位置に制御する。 そしてスタート キー 6 6が押されると、 マグネ卜ロン 2からの電磁波の放射を開始する。 その後 加熱が進むと、 第一の操作キー 7 6の入力内容や、 温度センサ 2 6からの食品 6 の加熱分布の惰報を元に、 必要であればモータ 1 8を駆動して加熱むらをなくす ように放射口 1 7からの電磁波の放射の方向を制御したり、 マグネトロン 2の出 力を変化させる制御を行い、 加熱終了まで加熱する。

さらに本実施例では、 食品 6を置くため載置台 2 0が回転導波管 8をカバーす る保護部を兼ね、 電磁波を吸収しにくい低損失の誘電体材料からなる仕切り板と して構成している。

図 3 8は、 図 3 7の A— A ' 線断面図である。 加熱室 4の底面上に回転導波管 8の結合部 7が移動できる切り込み 7 7と、 導波管 3の底面上に第二の回転軸 7 2が移動できる切り込み 7 8があり、 モータ 1 8の回転方向は切り込みの端面 7 9、 8 0のどちらかまでいけば反転するように動作する。 この反転のタイミング は、 ストツバを設けてもよいし、 スィッチ 3 8を押す回数で決めてもよい。

図 3 9は、 図 3 8において、 回転導波管 8の動作により電磁波 4 2の方向がど のように変化するかを、 放射口 1 7のボイント 8 1の動きに置き換えて示した特 性図である。 加熱室 4底面を X y座標で表し、 （0 . 0 ) を加熱室 4底面の中央 としている。 一例として第一の回転軸 6 9と第二の回転軸 7 2の距離即ち回転導 波管 8の公転の半径を 7 0 mmとし、 第二の回転軸 7 2の中心からボイント 8 1 までの距離すなわち自転の半径を 6 0 mmとし、 また自転周期を公転周期の 1ノ 1 0倍とすると、 公転の角度を 0としてポイン卜 8 1の座標は、 （2)式および（3) 式として表され、 図 3 9のような螺旋形状の挙動 （サイクロイ ド） を示す。

X = 7 0 cos ^ + 6 0 cos ( 1 0 0 ) … （2 ) y = 7 O sin 0 + 6 O sin ( 1 0 0 ) … ( 3 ) 前述のようにモータ 1 8は、 正確には端面 7 9、 8 0のどちらかまでいけば反転 する構成であるが、 ここではィメージ図のために無視している。

図 4 0から図 4 2は、 第 1 0の実施例であり、 第 9の実施例を改良したもので める。

これは、 回転導波管を 2段に構成し、 それぞれの回転の比率を歯車の歯数比で 設定することにより、 自転しながら公転させるものである。

図 4 0とその要部構成図である図 4 1とで構造を説明する。

モータ 1 8により第一の回転軸に連動して歯車 8 2が回転し、 歯車 8 2により 歯車 8 3が回転する （自転） 。 ここで歯車 8 4は歯車 8 3と一体のものであり、 歯車 8 3と全く同じ動作をする。 歯車 8 4が歯車 8 3と一緒に第二の回転軸 7 2 を中心に回転すると、 歯車 8 5により歯車 8 4、 歯車 8 3、 第二の回転軸 7 2が 歯車 8 2を中心に回転する （公転） 。

ここで第一の回転轴 6 9の周囲には第一の回転導波管 8 6の結合部 8 7があり、 第二の回転軸 7 2の内側には第二の回転導波管 8 8の結合部 8 9がある。 よって マグネトロン 2から出た電磁波は、 導波管 3、 結合部 8 7、 第一の回転導波管 8 6、 結合部 8 9、 第二の回転導波管 8 8の順で伝送されていく。 この実施例のメ リ ッ 卜は、 回転によらずマグネトロン 2から結合部 8 7までの距離と、 結合部 8 7から結合部 8 9までの距離とが常に一定に保たれる点である。

よって電磁波が通過する距離が一定となり、 整合が合いやすく、 加熱効率が高 い効果がある。

さらに本実施例では回転導波管の位置決めのために、 ストッパー 9 0を構成し、 ストッパー 9 0に歯車 8 4を当てることで、 基準位置が決まるようにしている。 ステッピングモータを用いた場合、 目的位置まで駆動するには、 一旦基準位置 に到達させてから改めて駆動し直すのが簡単である。

つまり、 充分多めのパルスを入れて基準位置まで駆動し、 その後駆動したい分 だけパルスを入れればよい。

各歯数比により、 自転周期を公転周期の 1 6倍とすると、 図 4 2のような軌 跡を動かす事ができる。

図 4 3、 図 4 4は本発明の第 1 1の実施例における高周波加熱装置の要部断面 構成図である。 導波管 3の下部に駆動部として回転軸 9 1を有するモータ 1 8と、 保持部 9 2と、 駆動軸 9 3と、 取りつけ具 9 4を有している。 回転軸 9 1が回転 すると、 矩形断面を有する回転軸 9 1に上下動自在にかん合した矩形開口を有す る駆動軸 9 3が回転する。 このとき駆動軸 9 3の外部には雄ねじ 9 5があり、 保 持部 9 2の内部の雌ねじ 9 6があるので、 モータ 1 8の回転方向によっては上昇 するか下降する。 回転導波管 8の放射口 1 7からの電磁波 4 2の向きは、 回転に よる円周方向の変化だけでなく、 上下動による変化も加えて制御できることにな る。 図 4 3では上昇した状態、 図 4 4では下降した状態を示している。

ここでは回転と上下動の組合せを示したが、 もちろん前述の実施例で示したよ うにターンテーブルや螺旋形状の動作と組み合わせてもよいし、 他にもいろいろ な構成で、 2次元ないし 3次元の制御が考えられる。

次に本発明の第 1 2の実施例を図 4 5〜4 6を参照しながら説明する。 図 4 5 は高周波加熱装置の構成断面図である。 また図 4 6は同実施例の要部拡大図であ る。

第 1 2の実施例は局所加熱手段として開口位置可変手段を設け、 ターンテープ ルを使わない構成である。 図 4 5において、 マグネトロン 2から出た電磁波は導 波管 3を介して加熱室 4内に置かれた皿 2 1上の食品 6を加熱する。 導波管 3と 加熱室 4とを接続し電磁波を導く開口部は、 第 1の遮蔽板 9 7と第 2の遮蔽板 9 8により開口位置が定まるものである。 第 1の遮蔽板 9 7には、 切欠部 9 9、 第 2の遮蔽板 9 8には切欠部 1 0 0がありこの切欠部 9 9と 1 0 0の組合わさった 位置が開口位置となる。

第 1の遮蔽板 9 7は開口位置可変手段である第 1のステツビングモータ 1 0 1 の回転により軸 1 0 2を中心に回転するものである。 第 1のステッビングモータ 1 0 1は第 1の回転軸 1 0 3を回転させ、 第 1の回転軸 1 0 3には第 1の歯車 1 0 4を取り付けていて、 第 1の歯車 1 0 4が回転する。 第 1の遮蔽板 9 7の周囲 には歯車を形成していて第 1の歯車 1 0 4の回転に合わせて回転するものである _c また第 2のステツビングモータ 1 0 5は第 2の回転軸 1 0 6を回転させ、 第 2の 回転軸 1 0 6には第 2の歯車 1 0 7が取り付けられていて、 第 2の歯車 1 0 7が 回転する。 第 2の遮蔽板 9 8の周囲にも歯車を形成していて第 2の歯車 1 0 7の 回転に合わせて回転するものである。

図 4 6は、 遮蔽板の拡大図であり、 図 4 6 ( a ) は第 1の遮蔽板 9 7、 図 4 6 ( b ) は第 2の遮蔽板 9 8である。 図 4 6に示すようにいずれの遮蔽板も円形で、 第 1の遮蔽板 9 7には半径方向に切欠部 9 9を構成し、 第 2の遮蔽板 9 8には中 心から周囲に向けて渦巻状の切欠部 1 0 0を構成している。 この 2枚の遮蔽板を 上下に配置して組み合わせれば遮蔽板の円形の中の任意の位置に開口部を作るこ とが出来る。 即ち、 加熱室 4内のほぼ全領域の任意の位置を開口部として電磁波 の放射位置にでき、 局所加熱することができる。 またこの 2枚の遮蔽板 9 7、 9 8を周期を変えて回転することで、 加熱室 4内で開口位置が順次移動し全体を均 —加熱することも可能である。

制御手段 1 9は加熱開始初期には 2枚の遮蔽板 9 7、 9 8を別の周期で駆動し 均一加熱制御を行い、 温度センサ 2 6で検出した温度分布より食品 6の中から低 温部分を抽出し、 その低温部分の下に開口部が位置するよう 2枚の遮蔽板 9 7、 9 8の角度を制御し局所加熱制御する。 この制御を繰り返すことで食品 6から低 温部分をなく し全体を均一な温度に加熱するのである。

尚、 本実施例において、 2枚の遮蔽板を駆動するのに 2個のモータを使ったが 1個のモータで歯車の比率を変えることも実現でき、 この場合は駆動部が少なく 信頼性を向上させる効果がある。 また、 遮蔽板は回転させるのでなく直線運動す るようにしても良いし、 多数の開口部を設けそれぞれに遮蔽板を設けても同様の 効果が得られる。

また、 上記第 1〜第 1 2の実施例において、 局所加熱手段の電磁波放射位置と なる放射口あるいは開口部を加熱室 4の底面に設けているが、 これは電磁波を食 品の一部分に集中させて局所加熱するにはできるだけ食品に近いところから電磁 波を加熱室に放射するのが効果がある。 し力、し、 加熱室 4の底面に放射口や開口 部を設けることは本発明を限定するものではなく、 天井面や側面に設けても良い 天井面に設ける場合には食品を高さ方向に移動させるか、 天井面を高さ方向に移 動させるかして食品と天井面を近づけた状態で制御すれば効果は大きく、 この場 合には開口部と食品の間に皿や載置台がないので、 より集中的な局所加熱が可能 である。 また側面に設けた場台には、 食品を回転導波管のある側面方向に移動さ せるか、 側面を食品の方向に移動させるかして、 食品と回転導波管のある側面を 近づけて背の高い食品を高さ方向で局所加熱制御することも可能になる。 また、 底面と天井面、 あるいは底面と側面など 2つの面、 もしくは 3面以上に放射口や 開口部を設け分布可変制御を行ってもよく、 特に大きな食品では有効である。 結局、 局所加熱の為には、 放射口は開口部を食品と近づけた状態で駆動すべき である。

また、 上記第 1〜第 1 2の実施例において、 温度分布検出手段を 1素子の赤外 線検出素子を駆動することで 2次元の温度分布を検出すれば、 安価で且つ赤外線 検出素子の出力調整が簡易にできる効果がある。 しかし、 1素子の赤外線検出素 子を駆動する事は本発明を限定するものではなく、 例えば赤外線検出素子を複数 2次元に並べて温度分布を検出しても良い。 この場合には駆動部がなく信頼性を 向上できる効果と瞬時に温度分布を検出できる効果がある。 また例えば、 複数の 赤外線検出素子を直線的に並べて直線的な温度分布を検出し、 それとターンテー ブルの回転を組み合わせて 2次元の温度分布を検出しても良いし、 直線的に並べ た赤外線検出素子を駆動して首振りすることで 2次元の温度分布を検出しても同 様の効果が得られる。

なお、 マグネトロンから放射部までを一つの導波管で導いているが、 多方向に 分岐させ、 それぞれに放射部を有し、 切り替え可能な構成とすれば、 もっときめ 細かな局所加熱が実現出来る効果がある。

また、 導波管でなく、 同軸線路で導いてもよい。

また、 マグネトロンでなく、 半導体発振素子を用いてもよい。

以下、 本発明の第 1 3の実施例を図 4 7〜図 5 1を参照しながら説明する。 図 4 7は本発明の第 1 3の実施例の高周波加熱装置の構成断面図である。 また 4 8 は同実施例の特に物理量検出手段の検出特性を示す図である。 また図 4 9は同実 施例の特に物理量検出手段の要部断面図である。 また図 5 0は同実施例における 制御動作を説明するブロック図である。 また図 5 1は同実施例における温度変化 の特性を示す特性図である。

ターンテ一ブル 1は回転手段であるモータ 2 2で一定周期で回転するものであ る。 このモータ 2 2の回転中心は加熱室 4の底面のほぼ中央にあり、 一方、 モー タ 1 8の回転中心は加熱室 4の底面中央からずれた位置で、 底面中央と周縁部の ほぼ真ん中に位置するものである。 この位置関係により回転導波管 8でターンテ 一ブル 1の半径方向の加熱部位を変えることができ、 ターンテーブル 1の回転と 台わせ皿 2 1上の任意の位置を加熱することができるのである。

温度センサ 2 6は加熱室 4の天井面に光路を確保するための開口 2 9を設け、 その開口 2 9近傍には電磁波が加熱室 4外部に漏れないようチョーク構造 1 0 8 を形成している。

次に温度センサ 2 6について説明する。 図 4 8は図4 7の8— 8 ' 断面を示し ている。 加熱室 4の天井面 1 0 9に開口 2 9を設け、 チョーク構造は 2種の板金 1 1 0 aと 1 1 0 bで構成している。 1 1 0 aは光路を形成するもので天井面 1 0 9に広がりを持った筒状の金属部品で天井面 1 0 9に密接している。 1 1 0 b は小孔 1 1 1を持った箱状の金属部品で天井面 1 0 9に密接している。 このチヨ ーク構造 1 1 0 a、 1 1 0 bにより加熱室 4内から赤外線は小孔 1 1 1より外部 に出るが、 加熱室 4内の電磁波は遮断され外部にはほとんど漏れない。 図 4 8に おいて寸法 Lを； 1ノ4に設計する、 即ち周波数が 2. 4 5 G H zであれば約 3 0 mmにすることで、 小孔 1 1 1でのインピーダンスが無限大となり電磁波の遮断 効果は最も大きい。

図 4 8において、 1 1 2は焦電型の赤外線検出素子で入光する赤外線量、 即ち 視野となる加熱室 4内の位置の温度に相関を持った出力をするものである。 赤外 線検出素子 1 1 2は固定部材 1 1 3内部に固定し、 固定部材 1 1 3に取り付けた レンズ 1 1 4を通して視野を絞って狭い範囲の温度を検出している。 レンズ 1 1 4はフレネルレンズで赤外線の透過する材料で構成している。 1 1 5はステツピ ングモータであり、 1 1 6を第 1の回転軸として小歯車 1 1 7とチヨツバ 1 1 8 を回転する。

チヨツバ 1 1 8はスリッ 卜を形成していて赤外線検出素子 1 1 2に至る光路を 開閉しながら回転する。 小歯車 1 1 7は大歯車 1 1 9と接し大歯車 1 1 9には第 2の回転軸 1 2 0を取り付け、 第 2の回転軸 1 2 0は受け部 1 2 1により回転自 在に取り付けている。 また、 第 2の回転軸 1 2 0にはプリン卜基板 1 2 2を取り 付け、 ブリント基板 1 2 2には赤外線検出素子 1 1 2の他、 増幅回路等の電子回 路 （図示せず） を取り付けている。 これらは赤外線の光路となる位置に小孔 1 2 3を持った金属ケース 1 2 4に収納され金属蓋 1 2 5で覆い金属蓋 1 2 5でチヨ ーク構造 1 1 0に固定している。

この構成でステツビングモータ 1 1 5は赤外線検出素子 1 1 2を図 4 8の手前 から奥に首振りし、 同時にチヨツバ 1 1 8による光路の開閉の両方を行っている c この赤外線検出素子 1 1 2の首振りの周期はモータ 2 2の回転周期の整数分の 1 に設定、 即ちモータ 2 2の回転周期を赤外線検出素子 1 1 2の回転周期の整数倍 としていて、 モータ 2 2の回転ごとに同じ位置の温度を検出できる構成としてい る。

図 4 9に赤外線検出素子 1 1 2の検出位置を示す。 赤外線検出素子 1 1 2の検 出視野を小円で示し、 検出中心の軌跡を破線で示している。 この例では赤外線検 出素子 1 1 2の首振り片道で温度検出位置を 5箇所変更している。 この首振りと モータ 2 2の回転の組み合わせで、 検出位置は皿 2 1の全体を覆い 2次元的に温 度分布を検出できるものである。 また、 赤外線検出素子 1 1 2の首振りの整数倍 の周期でモータ 2 2は回転するので、 ターンテーブルの 1周前の温度との温度差 や初期からの温度変化を各検出位置ごとに検出できるものである。

次に制御手段 1 9の制御動作について図 5 0により説明する。 制御手段 1 9は 温度分布検出手段 2 6で検出した温度分布によりモータ 1 8を制御するのである が、 まず検出した温度が食品 6の温度なのか、 または皿 2 1や加熱室 4の壁面の 温度であるのかを各検出位置ごとに区別するのが被加熱物抽出手段 1 2 6である < 加熱初期には食品 6がどのような大きさのものであるか、 どの位置に置かれてい るかなどわからないので、 まず均一加熱制御手段 1 2 7でモータ 1 8を制御する, 均一加熱制御手段 1 2 7はモータ 2 2の回転周期に比べて十分早い周期で回転さ せる、 または半回転で往復させる、 あるいはランダムに駆動するなどして加熱室 4内に電磁波を攆拌し均一に分布させる。 この均一加熱制御手段 1 2 7でモータ 1 8を制御している間に各検出位置ごとの温度上昇により食品 6であるかそうで ないかを区別する。

図 5 1に均一加熱制御手段 1 2 7でモータ 1 8の駆動を制御しているときの食 品 6の表面温度変化と皿 2 1など食品 6ではない部分の温度変化を示す。 横軸は 加熱開始からの経過時間、 縦軸は加熱開始からの温度変化であり、 斜線で示した Cの領域が皿 2 1など食品 6でない部分の温度変化を示し、 Dの領域が食品 6の 温度変化を示している。 このように皿 2 1は食品 6に比べて誘電損失が小さいの で電磁波が吸収されにく くほとんど温度上昇しないので明確に区別ができる。 温 度変化演算手段 1 2 8は例えばモータ 2 2の加熱開始から 1周目の各検出位置に 対応した温度を記憶しておき、 それから t 1 3時間経過後の各検出位置に対応し た温度から 1周目の温度との温度差 Δ Τを演算する。 温度変化比較手段 1 2 9は 温度変化演算手段 1 2 8の演算結果である温度差 Δ Τが予め定めた所定値 Δ Τ 1 より大きければ食品 6、 小さければ皿 2 1として区別するのである。

被加熱物抽出手段 1 2 6で各検出位置が食品 6であるか、 皿 2 1であるかの区 別ができれば加熱モード切替手段 1 3 0によりモータ 1 8の制御を均一加熱制御 手段 1 2 7から局所加熱制御手段 1 3 1に切り替える。 局所加熱制御手段 1 3 1 はモータ 1 8を適当な位置で止めながら電磁波の集中する箇所を制御するのであ る。 1 3 2は低温部分抽出手段であり、 被加熱物抽出手段 1 2 6で食品 6と判定 した検出位置の中から温度の低い箇所を抽出する。 局所加熱制御手段 1 3 1は低 温部分抽出手段 1 3 2で抽出された温度の低い箇所に電磁波が放射されるように モータ 1 8の駆動を制御するのである。 また、 局所加熱制御手段 1 3 1で食品 6 の低温部分に電磁波を放射することで食品 6から低温部分がなくなり全体が均一 温度になれば再度均一加熱制御手段 1 2 7でモータ 1 8を制御しても良い。 低温部分抽出手段 1 3 2は赤外線検出素子 1 1 2の苜振り 1往復の間で被加熱 物抽出手段 1 2 6が食品 6と判定した検出位置の中で最も検出温度の低い検出位 置を加熱位置として記憶しておく。 モータ 2 2の 1回転の間に赤外線検出素子 1 1 2の首振りの往復は繰り返されるが、 それぞれの首振り 1往復における加熱位 置を記憶する。 モータ 2 2の回転で回転導波管 （放射部） 8の上部にある半径方 向での記憶している加熱位置に向けて局所加熱制御手段 1 3 1がモータ 1 8の角 度を調節し、 加熱位置、 即ち食品 6の中での低温部分を加熱するのである。 この 制御を繰り返すことで食品 6から低温部分がなくなり全体に均一に加熱されるこ とになるのである。

また、 モータ 1 8の駆動回数を減らす簡易的な方法としては、 赤外線検出素子 1 1 2の検出位置は同心円上に並ぶものであり、 各同心円の円周単位で食品 6か 皿 2 1かを区別し、 食品と判定できる円周についてはその円周の中での最高温度 を抽出し、 その最高温度が最も低い円周を低温部分抽出手段 1 3 2が抽出して、 その円周に電磁波が集中するようにモータ 1 8の角度を調節しても良い。 この場 合にはモータ 1 8の耐久性能を向上させる効果がある。

尚、 均一加熱制御手段 1 2 7の均一という意味は、 局所加熱に対して広域加熱 を表現しているものであり、 完全に万遍にムラなく加熱することを条件とするも のではない。

また、 物理量検出手段は上記第 1 3の実施例の説明では温度分布検出手段とし たが本発明はこれに限定するものではない。 例えば食品 6の形状や色を認識でき る C C Dイメージセンサと呼ばれる固体撮像素子を使っても可能である。 この場 合には加熱の進行に従って変化する色とその分布を基に制御手段が局所加熱手段 を制御すればよく、 例えば肉であれば赤から薄茶を経て白っぽく変化する色に合 わせ全体が薄茶の色に仕上がるように局所加熱手段を制御する。 また形状の変化 を基に制御手段が局所加熱手段を制御してもよく、 例えば餅であれば柔らかくな り膨らむ変化があるので全体が同じように膨らみかけるように局所加熱手段を制 御する。 複数の発光素子と受光素子を使って光路の遮断パターンから形状認識し ても同様の効果が得られる。 また形状に合わせて最適な局所加熱手段の制御バタ ーンを予め記憶しておけば、 固体撮像素子や複数の発光素子と受光素子で認識で きる初期の形状認識で制御手段が局所加熱手段を制御することも可能である。 ま たメニュ一と重量に合わせて最適な局所加熱手段の制御パターンを予め記憶して おけば重量センサを物理量検出手段とすることも可能である。

また、 制御手段は上記第 1 3の実施例の説明では均一加熱制御手段と局所加熱 制御手段と加熱モード切替手段を有する構成としたが本発明はこれに限定するも のではない。 例えば均一加熱制御手段と加熱モード切替手段がない場合について 図 5 2を参照して説明する。 図 5 2は高周波加熱装置の制御動作を説明するブロッ ク図である。 この場合には加熱開始初期から被加熱物抽出手段が食品 6か皿 2 1 かを区別する。 温度変化比較手段 1 2 9は加熱経過時間により定まる所定温度変 化と時々刻々比較し所定温度変化より大きければ食品 6、 小さければ皿 2 1と区 別する。 この所定温度変化は加熱経過時間により定まる関数で図 5 1において直 線 Eで示すものである。 加熱開始初期には食品 6の温度変化も小さく食品 6と皿 2 1の区別を誤ることもあるが加熱進行に従って誤りは訂正されるので、 全体の 加熱分布に大きな影響を及ぼすものでない。

他にも加熱開始初期はモータ 1 8を所定位置に固定する方法もある。 一般には 食品 6は加熱室 4の中央に配置されることが多く、 しかも周囲が加熱されやすく 中央が加熱されにくい形状になっていることが多いので、 まずは図 1 2、 図 2 5 に示すように回転導波管 （放射部） 8の方向を固定して加熱する。 この方法でも 初期の最適加熱位置として誤る可能性もあるが加熱進行に従って誤りは訂正され、 全体の加熱分布に大きな影響を及ぼすものでない。 また、 初期の固定位置を中央 でなく図 1 3、 図 2 6に示す周囲やそれ以外の位置であつても加熱進行に従つて 適切な加熱位置制御されるので同様の効果をもたらすものである。

次に本発明の第 1 4の実施例について図 5 3を参照して説明する。 図 5 3は本 発明の第 1 4の実施例の高周波加熱装置の制御動作を説明するプロック図である。 尚、 上記第 1 3の実施例と同じ構成のものは同一符号を付している。 1 3 3はメ ニュー設定手段で、 使用者が調理メニューを設定するものである。 メニュー設定 手段 1 3 3は調理メニューに対応したキー、 例えば「あたため」 キー 1 3 3 a、 「生ものの解凍」 キー 1 3 3 b、 「牛乳」 キー 1 3 3 cなどを備えていて、 使用 者がいずれかのキーを押すことで調理メニューを設定する。 1 3 4は制御モード O 選択手段で、 メニュー設定手段 1 3 3で設定された調理メニューに応じモータ 1 8を加熱モード切替制御手段 1 3 5で制御するか、 加熱モード非切替制御手段 1 3 6で制御するかをモード選択するものである。 加熱モード切替制御手段 1 3 4 の制御動作は上記第 1 3の実施例のように行なうものである。 即ち、 加熱開始初 期には均一加熱制御手段 1 2 7でモータ 1 8を制御し、 被加熱物抽出手段 1 2 6 が食品 6と皿 2 1の区別をしてからは低温部分抽出手段 1 3 2の検出する低温部 分に従って局所加熱制御手段 1 3 1がモータ 1 8を制御するのである。 一方、 加 熱モード非切替制御手段 1 3 6は加熱開始初期から局所加熱制御手段 1 3 1のみ でモータ 1 8を制御するものである。

冷やご飯の再加熱や煮物、 焼き物の再加熱などは局所を集中的に加熱し、 その 局所位置を変化させ全体に均一な温度分布となるように制御すれば良い。 また、 肉や魚の解凍も同様である。 しかし、 牛乳のような液体はそれを入れている容器 の底から集中的に加熱することで対流が起こり高さ方向に全体に均一加熱できる ようになる。 従って一般には加熱室 4の中央に置かれるものとして図 1 2、 図 2 5に示すようにモータ 1 8は中央が局所加熱されるように放射部 8の位置を固定 すれば良い。 中央に匱かれなかった場合には被加熱物抽出手段 3 4で牛乳の容器 の位置を検出し、 その位置が放射部 8の位置を通るようにモータ 1 8は放射部 8 の位置を設定して固定すれば良い。 複数置かれた場合にはそれが同心円上であれ ばその同心円の位置が局所加熱されるようモータ 1 8は放射部 8の位置を固定す れば良い。 複数を同心円でなく置かれた場合には放射部 8付近を通る牛乳の容器 の位置に合わせて都度モータ 1 8が放射部 8の向きを変えれば良い。

制御動作は、 まず使用者が調理メニューを設定するキーを押す。 押されたキー が「あたため」 キー 1 3 3 aか「解凍」 キー 1 3 3 bであれば制御モード選択手 段 1 3 4は加熱モード切替制御手段 1 3 5を選択して加熱開始初期は均一加熱制 御手段 1 2 7がモータ 1 8を制御し、 その後は局所加熱制御手段 1 3 1がモータ 1 8を制御する。 使用者が押したキーが「牛乳」 キーであれば制御モード選択手 段 1 3 4は加熱モード非切替制御手段 1 3 6を選択する。 この場合には局所加熱 制御手段 1 3 1はまずモータ 1 8を制御して放射部 8の位置を加熱室 4の中央が 局所加熱されるようにして固定する。 被加熱物抽出手段 1 2 6により牛乳の容器 の位置が中央であると認識できればそのまま中央を局所加熱し、 牛乳の容器の位 置が中央でない、 または複数あると認識できれば牛乳の容器の検出位置の中心を 局所加熱できるようにモータ 1 8を制御し放射部 8の位置を設定する。

尚、 牛乳の容器の位置が中央でない場合にはターンテーブルの回転により放射 部 8から離れた位置にある時間帯でマグネト口ンを停止させ電磁波を加熱室 4内 部に入れないようにしても良い。 この場合には加熱に時間を要するものであるが、 更に温度分布が良好にできるし、 無駄なエネルギー消費を行わない効果がある。 また酒燜、 味噌汁、 コーヒーなども牛乳と同様であり使用者が設定するメニュー 設定手段 1 3 3に新たにメニューとして加えることで同様の効果を得るものであ る。

次に本発明の第 1 5の実施例を図 5 4〜図 5 5を参照しながら説明する。 図 5 4は本発明の第 1 5の実施例の高周波加熱装置の構成断面図である。 また図 5 5 は同実施例の温度分布検出手段の要部断面図である。 尚、 上記実施例と同じ構成 のものは同一符号を付し、 説明を省略する。

第 1 5の実施例は回転手段であるターンテーブルモータを使わない構成である。 マグネトロン 2から出た電磁波は、 導波管 3、 袷電室 1 5を介して加熱室 4内に 放射され、 加熱室 4内の食品 6を加熱する。 給電室 1 5内には放射部 8があり、 放射部 8は導波管移動手段であるモータ 1 8で回転する構成としている。 2 5は 給電室 1 5を覆うカバーである。 モータ 1 8はステツビングモータであり、 第 1 の回転軸 1 3 7を回転させる。 第 1の回転軸 1 3 7には大歯車 1 3 8が取り付け られている。 1 3 9は周囲歯車で内側に歯車を形成し、 また小歯車 1 4 0の軸受 けとなる溝があり、 導波管 3に取り付け固定している。 小歯車 1 4 0は大歯車 1 3 8と周囲歯車 1 3 9に接し、 小歯車 1 4 0には第 2の回転軸 1 4 1が取り付け られ、 第 2の回転軸 1 4 1は周囲歯車 1 3 9に設けた溝を軸受けとして回転自在 に取り付けられている。 この第 2の回転軸 1 4 1に放射部 8が取付けられている _c この構成でモータ 1 8が回転すると、 第 2の回転軸 1 4 1は回転を繰り返しなが ら周囲歯車 1 3 9に沿って大歯車 3 8の周囲を移動する。 モータ 1 8は、 原点検 出スィツチを使ったり、 ス卜ッパーを使うなどして初期の位置合わせを行い、 以 後初期位置からの移動角度を逐次累積して常に回転角度をわかるようにすること で放射部 8の位置と向きの両方がわかるものである。

図 5 5は温度分布検出手段の要部断面図であり、 図 5 4の F— F ' 断面を示し ている。 図 5 5において第 1 3の実施例の図 4 8と同じ構成のものは同一符号を 付し説明を省略する。 1 1 5はステツビングモータであり、 赤外線検出素子 1 1 2を図 5 5の手前から奥に首振りし、 同時にチヨッパ 1 1 8による光路の開閉の 両方を行っている。 1 4 2は赤外線検出素子 1 1 2を含む金属ケース 1 2 4全体 を駆動する駆動手段でステツビングモータにより構成している。 ステツピングモ 一夕 1 4 2は回転軸 1 4 3を回転させ、 回転軸に取り付けられた連結部 1 4 4を 駆動して赤外線検出素子 1 1 2を図 5 5の左右方向に首振りするのである。 ここ でステツビングモータ 1 4 2の首振り周期はステツビングモータ 1 1 5の首振り 周期より十分遅く整数倍で駆動するものであり、 ステツビングモータ 1 4 2の苜 振り 1往復ごとに同じ位置の温度を検出できる構成としている。 この構成で加熱 室 4内の全領域の温度を検出でき 2次元的に温度分布を検出できるものである。 またステツビングモータ 1 4 2の首振り 1往復ごとに同じ位置の温度検出ができ るので 1往復前の温度との温度差や初期からの温度変化を各検出位置ごとに算出 できるのである。

制御手段 1 9は初期にモータ 1 8を一定周期で回転させて均一加熱制御を行い、 食品を抽出すれば、 抽出した食品の中で低温部分を抽出し、 その低温部分の位置 に放射部 8が向くようにモータ 1 8の角度を制御する。 これを繰り返すことで食 品 6から低温部分がなくなり全体に均一な温度に加熱できるのである。 この実施 例の場合、 食品 6を回転しないので重い食品を加熱することが可能になるほか、 加熱室 4内のスペースを有効に活用できる効果がある。 なお、 上記実施例におい ては 1個のモータで放射部 8の位置と向きを制御する構成で説明したが、 これは 本発明を限定するものでなく、 放射部 8の向きと位置を別個のモータで制御して もよいし、 直線的な 2軸の動きで制御してもよい。 これらはさらにキメ細かく局 所加熱できる効果がある。 次に本発明の第 1 6の実施例を図 5 6〜図 5 7を参照しながら説明する。 図 5 6は本発明の第 1 6の実施例の高周波加熱装置の構成断面図である。 また図 5 7 は同実施例の電磁波放射部の要部断面図である。 尚、 上記第 1 3〜第 1 5の実施 例と同じ構成のものは同一符号を付し、 説明を省略する。

第 1 6の実施例は分布可変手段として開口位置可変手段を設けたものである。 図 5 6において、 マグネトロン 2から出た電磁波は導波管 3を介して加熱室 4内 に置かれた皿 2 1上の食品 6を加熱する。 導波管 3と加熱室 4とを接続し電磁波 を導く開口部は、 第 1の開口部 1 4 5を加熱室 4の中央寄りに、 第 2の開口部 1 4 6を加熱室 4の周囲寄りに、 且つターンテーブル 1の回転半径方向に並べて位 置する構成としている。 1 4 7は遮蔽板で、 開口部 1 4 5と 1 4 6の一方を遮蔽 するものであり、 その構造は半円形状の金属板であり、 電磁波を吸収しにくい低 損失の材料からなる回転軸 1 4 8により回転する。 1 8は開口位置可変手段であ りステツビングモータで構成され回転軸 1 4 8を回転させることで遮蔽板 1 4 7 により開口部 1 4 5と 1 4 6のいずれか一方を塞ぐものである。 この構成で加熱 室 4内に電磁波を放射する位置が変わり、 塞がれていない開口部の直上にある食 品 6の部分が集中的に局所加熱される。 また遮蔽板 1 4 7を一定周期で回転させ れば食品 6を均一加熱することも可能である。

図 5 7は、 図 5 6の G— G' 断面を示している。 開口部 1 4 5、 1 4 6はそれ ぞれ長方形で、 同じく長方形状の加熱室 4底面と 4辺が平行である。 図 5 7 ( a ) は図 5 6と同じく遮蔽板 1 4 7により第 1の開口部 1 4 5を塞ぎ、 第 2の開口部 1 4 6から電磁波が加熱室 4内に放射するので、 食品 6の中で加熱室 4の周辺付 近に位置する部分を局所加熱する。 図 5 7 ( b ) は逆に遮蔽板 1 4 7により第 2 の開口部 1 4 6を塞ぎ第 1の開口部 1 4 5から電磁波を加熱室 4内に放射するの で、 食品 6の中で加熱室 4の中央付近に位置する部分を局所加熱する。

制御手段 1 9は初期には一定周期で遮蔽板 1 4 7を回転して均一加熱制御を行 い、 温度センサ 2 6で検出した温度分布より食品 6を抽出すれば、 食品 6の中か ら低温部分を抽出し加熱位置として記憶する。 ターンテーブル 1の回転で開口部 1 4 5、 1 4 6のある半径方向における加熱位置に合わせて遮蔽板 1 4 7の位置 を時々刻々切り替えることで最適な局所加熱制御を行 t、、 この繰り返しで食品 6 から低温部分をなくし全体に均一に加熱するのである。

本実施例において、 開口部を 2個設け半円形の金属板を回転させることで簡単 且つ小型でできる構成として説明したが、 これらは本発明を限定するものでなく 開口部の数を多く してよりキヌ細かな局所加熱制御をすることも可能であるし、 遮蔽板は回転させるのでなく直線運動するようにしても良い。 また複数の開口部 それぞれに遮蔽板を設けても同様の効果が得られる。

次に本発明の第 1 7の実施例を図 5 8〜図 5 9を参照して説明する。 図 5 8は 制御動作を説明するプロック図である。 また図 5 9は特に輪郭抽出手段の動作を 説明する温度特性図である。 尚、 上記第 1 3〜第 1 6の実施例と同じ構成のもの は同一符号を付し、 説明を省略する。

図 5 8において、 加熱初期にはまず均一加熱制御手段 1 2 7で局所加熱手段 1 6を制御する。 被加熱物抽出手段 1 2 6は温度分布検出手段 2 6で検出した各検 出位置に食品が存在するか否かの区別ができれば加熱モード切替手段 1 3 0によ り局所加熱手段 1 6の制御を均一加熱制御手段 1 2 7から局所加熱制御手段 1 3 1に切り替えるのである。

被加熱物抽出手段 1 2 6は温度変化演算手段 1 2 8と輪郭抽出手段 1 4 9によ り構成している。 温度変化演算手段 1 2 8は加熱開始初期の温度分布検出手段 2 6の各検出位置に対応した温度を記憶しておき、 それから所定時間経過後の各検 出位置に対応した温度と同じ検出位置の初期温度との温度差 Δ Τを演算する。 こ の各検出位置に対応した初期からの温度変化厶 Tにより輪郭抽出手段 1 4 9が食 品の輪郭を抽出するのである。

図 5 9において （a ) はマス目が温度分布検出手段 2 6の各検出位置であり、 斜線部が食品 6である。 ここで温度分布検出手段 2 6は赤外線検出素子を複数 2 次元に配列したもの、 または直線的に配列したものの首を振るなどの構成でマト リクス状の検出位置で温度分布を検出するものとしている。 食品 6の加熱開始初 期からの温度変化は食品のない箇所の温度変化より大きいのが普通である。 X方 向微分手段 1 5 0は、 このマトリクス状に配列された検出箇所の X方向、 即ち図 5 9においては横方向の隣接する検出位置との温度差の差を演算する。 その演算 結果が所定値より大きい検出位置を記憶する。 図 5 9 ( b ) で斜線で示した検出 位置が X方向微分手段 1 5 0で記憶する所定値より大きい検出位置である。 また Y方向微分手段 1 5 1は、 マトリクス状に配列された検出箇所の Y方向、 即ち図 5 9において縱方向の隣接する検出位置との温度差の差を演算する。 その演算結 果が所定値より大きい検出位置を記憶する。 図 5 9 ( c ) で斜線で示した検出位 置が Y方向微分手段 1 5 1で記憶する所定値より大きい検出位置である。

整形手段 1 5 2は X方向微分手段 1 5 0で記憶した検出位置と、 Y方向微分手 段 1 5 1で記憶した検出位置の論理和を演算する。 即ち、 X方向微分手段 1 5 0 か Y方向微分手段 1 5 1のいずれかで記憶している検出位置が食品の輪郭と判断 するのである。 食品の温度上昇にも分布があるので食品の内部でも隣接する検出 位置との温度差の差が大きい位置も発生するが、 整形手段 1 5 2は最も大きい周 囲を食品の輪郭とする。 また、 周囲の輪郭の一部が切れている場合もつなぎ合わ せて輪郭とする。 被加熱物抽出手段 1 2 6は以上のようにして食品の輪郭を抽出 し、 輪郭に囲まれた内側を食品とするのである。

低温部分抽出手段 1 3 2は、 被加熱物抽出手段 1 2 6で抽出した食品の中から 低温部分を抽出し、 局所加熱制御手段 1 3 1は低温部分抽出手段 1 3 2で抽出し た温度の低い箇所に電磁波が放射されるように局所加熱手段 1 6を制御する。 こ のように被加熱物を抽出してそこに電磁波を放射するので無駄なエネルギーの消 費がなく効率よく加熱することができる。

次に本発明の第 1 8の実施例を図 6 0を参照して説明する。 図 6 0は本発明の 高周波加熱装置の制御動作を説明するブロック図である。 尚、 上記第 1 3〜第 1 7の実施例と同じ構成のものは同一符号を付し、 説明を省略する。

第 1 8の実施例は食品の一部分だけを加熱したいような場合、 例えば幕の内弁 当を加熱するような場合、 ご飯のように加熱すべき食品と、 刺身や漬物のように 低温で食べるべき食品が一つの容器に入っている。 この場合ご飯と刺身や漬物を 分けることなく容器のまま加熱室に入れてご飯だけを加熱する例として説明する _c 図 6 0において、 1 5 3は加熱範囲設定手段で使用者が操作して加熱範囲を設 定するものである。 加熱範囲設定手段 1 5 3は、 液晶により成る設定画面 1 5 4、 十字型をしたカーソルキー 1 5 5、 設定キー 1 5 6、 取消キー 1 5 7で構成して いる。

設定画面 1 5 4が加熱室の底面として、 その中で加熱したい範囲はどこなのか を使用者が設定するのである。 使用者は設定を開始するときはまず設定キー 1 5 6を押す。 このとき設定画面 1 5 4の左上隅に第 1の点 1 5 8が表示される。 こ こで使用者はカーソルキー 1 5 5を操作することでこの第 1の点 1 5 8を設定画 面 1 5 4の中で移動させる。 カーソルキー 1 5 5は、 上方向キー 1 5 5 aと下方 向キー 1 5 5 bと左方向キー 1 5 5 cと右方向キー 1 5 5 dより成るもので、 こ れらを操作することで第 1の点 1 5 8を上下左右に任意の位置に移動させること ができる。 使用者は第 1の点 1 5 8を加熱範囲の端部に移動させて設定キー 1 5 6を押す。 この時点で第 1の点 1 5 8の位置は固定され同じ位置に第 2の点 1 5 9が表示される。 使用者は同様にカーソルキー 1 5 5を操作してこの第 2の点 1 5 9を移動させる。 この時、 設定画面 1 5 4には第 1の点 1 5 8と第 2の点 1 5 9を対角とする長方形 1 6 0を表示する。 この長方形で表示された範囲が加熱範 囲となるのである。 使用者は第 2の点 1 5 9を設定画面 1 5 4の任意の位置に移 動させ長方形 1 6 0で加熱範囲を設定する。 設定キー 1 5 6を再度押すことで、 第 2の点 1 5 9と長方形 1 6 0が確定する。 加熱範囲が複数ある場合、 使用者は 再度設定キー 1 5 6を押すと設定画面 1 5 4に再度第 1の点 1 5 8が表示され、 以下上記操作を繰り返すのである。 操作を誤った場合は取消キー 1 5 7を押すこ とで、 その直前に押した設定キー 1 5 6での設定内容を取り消すことができる。 以上のようにして使用者の操作により加熱範囲が設定されれば制御手段 1 9は その加熱範囲を均一に加熱するように制御する。 低温部分抽出手段 1 3 2は温度 分布検出手段 2 6からの信号に基づき加熱範囲設定手段 1 5 3で設定された加熱 範囲の中から低温部分を抽出する。 局所加熱制御手段 1 3 1は低温部分抽出手段 1 3 2で抽出した低温部分に電磁波を放射するように局所加熱手段 1 6を制御す る。 これで加熱範囲の中から低温部分が消え、 加熱範囲の全体を均一に加熱でき る。 また加熱範囲以外は加熱せず、 低温で食べるべき食品は低温のままで調理す ることが可能となるのである。

尚、 本実施例では幕の内弁当のような異種の食品が同時に加熱室に入る場合で 説明したが、 単品だけで加熱する場合でもこのように加熱範囲を設定すれば加熱 初期に食品抽出する必要がないので制御手段の構成を簡易にでぎる。 また加熱範 囲設定手段 1 5 3を設定画面 1 5 4、 カーソルキー 1 5 5、 設定キー 1 5 6、 取 消キー 1 5 7で構成しているがこれらは本発明を限定するものでなく、 例えばタツ チパネルを使ったり、 マウスを使うなどの方法もあり、 同様の効果がある。 また 長方形で加熱範囲を設定することで操作を簡略化しているが、 自由曲線で設定し ても同様の効果がある。 また幕の内弁当のような商品であれば、 商品の包装袋に バーコ一ド等で加熱範囲を符号化して印刷してあれば、 その印刷を光学的に読み 取ることで加熱範囲を設定しても良く、 この場合には複雑な加熱範囲であっても 極めて簡易な操作で加熱範囲を設定できる効果がある。

次に本発明の第 1 9の実施例を図 6 1を参照して説明する。 図 6 1は本発明の 高周波加熱装置の制御動作を説明するブロック図である。 尚、 上記第 1 3〜第 1 8の実施例と同じ構成のものは便宜上同一符号を付し、 説明を省略する。

第 1 9の実施例は上記第 1 8の実施例と同様に食品の一部分だけを加熱したい ような場合で、 弁当を店頭で加熱して顧客に提供するような業務用として説明す る。 一股にこのような形態の業務用の商品は種類は限られていて、 同じ種類であ れば容器の中の食品の置く位置は同じである。 例えば、 商品の種類は幕の内弁当、 焼肉弁当、 鲑弁当などがあり、 焼肉弁当であればご飯の位置と焼肉の位置は決まつ ている。 そして種類は限られているが何度も同じ種類の商品を加熱することにな る。 この場合、 例えば「1」 は幕の内弁当、 「2」 は焼肉弁当、 「3」 は娃弁当 として、 それぞれの商品の加熱範囲をコードと対応づけて登録しておけば、 顧客 の選んだ商品の加熱範囲をコードにより呼び出すことができ、 加熱範囲の設定操 作を簡略化できる。

図 6 1において加熱範囲設定手段 1 5 3には 「1」 から 「1 0」 までの数字キ 一群 1 6 1と、 登録手段である登録キー 1 6 2、 登録呼出手段である呼出キー 1 6 3がある。 加熱範囲を登録するにはまず上記第 1 8の実施例で説明した操作方 法でカーソルキー 1 5 5と設定キー 1 5 6で加熱範囲を設定する。 次に登録キー 1 6 2を押し、 数字キー群 1 6 1のいずれかの数字キーを押す。 そして設定キ一 1 5 6を押すと、 加熱範 aは数字キーで押されたコードとともに登録記憶手段 1 6 4で記憶する。 加熱範囲を呼び出すには、 まず呼出キ一 1 6 3を押し、 次に数 字キー群 1 6 1の中から、 商品に対応した数字キーを押す。 登録記憶手段 1 6 4 から押された数字のコードに対応して記憶している加熱範囲を設定画面 1 5 4に 表示する。 間違いなければ確認の意味で設定キー 1 5 6を押す。 一度登録してお けばその後は呼出の操作ばかりであり、 加熱範囲の設定は簡単に行うことができ る。

加熱を開始すると上記第 1 8の実施例と同様にして制御手段 1 9が局所加熱手 段 1 6を制御してその加熱範囲を均一な温度に加熱する。 即ち、 低温部分抽出手 段 1 3 2は温度分布検出手段 2 6からの信号に基づき加熱範囲設定手段 1 5 3で 設定された加熱範囲の中から低温部分を抽出し、 局所加熱制御手段 1 3 1は低温 部分抽出手段 1 3 2で抽出した低温部分に電磁波を放射するように局所加熱手段 1 6を制御するのである。

尚、 本実施例では登録手段、 登録呼出手段を数字キー群 1 6 1、 登録キー 1 6 2、 呼出キー 1 6 3で説明したがこれは本発明を限定するものでなく、 例えば設 定画面 1 5 4に操作手順や数字、 アルファべッ トなどのコードを表示し、 カーソ ルキー 1 5 5や設定キー 1 5 6を使って登録手段、 登録呼出手段とすることも可 能であり、 この場合にはキーの数が減り、 構成を簡易にする効果がある。 また、 数字キー群は使わず、 商品の包装袋にコードを印刷していて光学的に読み取るこ とで操作を簡易にすることも可能である。

図 6 2は、 本発明の第 2 0の実施例における高周波加熱装置の断面構成図であ る。 本実施例では第 9の実施例の図 3 7の応用で、 マグネトロン 2から出た電磁 波は導波管 3より開口部 1 6 5を介して加熱室 4内に放射され、 食品 6を載置す るターンテーブル 1が螺旋形状で動作するものである。 この構成により食品 6自 体が位置決め駆動され、 その位置により食品 6に対する電磁波の入射方向が変わ るため、 たとえば食品 6の中央を加熱したり周囲を加熱したりというような、 加 熱部位を切替える代表的な位置切替え方法であり、 カム 3 7とスィッチ 3 8は食 品の位置を検出している位置検出部であると言える。

図 6 3、 図 6 4は、 本発明の第 2 1の実施例における高周波加熱装置の要部断 面構成図である。 本実施例では図 4 3、 図 4 4とは異なり、 食品 6の位置が位置 決め駆動され、 また図 6 2とは異なり、 ターンテーブル 1の回転による二次元の 変化だけでなく上下動による変化も加わり三次元で制御している。 図 6 3では上 昇した状態、 図 6 4では下降した状態を示している。

ここでは簡単のために三次元の動作の代表として回転と上下動の組合せを示し たが、 もちろん螺旋形状の動作と組み合わせてもよいし、 他にもいろいろな構成 が考えられる。

また、 加熱分布の切り替えの回数を限定する必要はないが、 こまめに切替えた ほうが常に加熱むらの発生が防げると考えられる。

図 6 5は本発明の第 2 2の実施例における高周波加熱装置の要部構成図で、 タ ーンテーブル 1の構成を下から見た図を示す。 図 1 7とは異なりターンテーブル 1はセラミ ックなどの電磁波を吸収しにく く透過性のある材質で構成され、 円盤 1 6 6と回転軸受け 4 8から成る。 隙間がなくても電磁波が容易に透過できる構 成である。

下方から電磁波を入れるとターンテーブル 1が電磁波の通り道になり、 なおか つヒータ 2 8を使うオーブンレンジの場合、 図 1 7、 図 6 5の様なターンテープ ル 1側の工夫で耐熱性が高くて電磁波を透過しやすい構成にしている。

図 6 6は本発明の第 2 3の実施例における高周波加熱装置の要部断面構成図で、 ターンテーブル 1と加熱室 4底面の中央部 1 6 7の寸法関係について示している c ターンテーブル 1は半径 r (図 6 6では直径 2 r ) で加熱室 4底面の中央部 1 6 7の出っ張り寸法は半径 R (図 6 6では直 S 2 R) とし、 2 R〉 2 rすなわち R > rの関係にある。 よってターンテーブル 1上でたとえば水をこぼしたりしても、 ターンテーブル 1の軸をったつて加熱室 4より下方へ漏れるようなことがないこ とに加えて、 加熱室 4底面の中央部 1 6 7の出っ張り 2 Rの外側に水がたまるの でターンテーブルを外さなくてもふきとり作業ができる。 特に図 6 5のようにタ ーンテーブル 1をセラミ ックで構成する場台、 セラミ ックは一般に強度が弱いと いわれ、 回転軸への着脱作業の繰り返しなどで割れないような耐久性の向上のた めの工夫が必要である。 そこで本実施例のような構成であれば、 掃除の際に着脱 する必要もなくなり、 耐久性が向上する効果がある。

図 6 7は、 本発明の第 2 4の実施例における高周波加熱装置の断面構成図であ る o

マグネトロン 2から出た電磁波は、 導波管 3を介して加熱室 4内のターンテー ブル 1上の食品 6を加熱する。 マグネトロン 2から出た電磁波は、 第一の導波管 3 Aから分岐点 1 6 9で導波管 3 B、 3 Cに分岐し、 加熱室 4底面上の開口部 1 6 9 A、 1 6 9 Bを介して加熱室 4内に電磁波を伝送する。 このとき導波管 3 B、 3 Cの壁面のうち隣接する部分は共通の金属板で構成している。 また分岐点 1 6 8は第一の導波管 3 A内の電界の弱いところ （節） に構成している。 また、 第一 の導波管 3 Aはマグネトロン 2のアンテナ 3 0に対向する壁面 1 Ί 0を突出させ てアンテナ 3 0と壁面 1 Ί 0間の距離を稼いでいるが、 導波管 3 B、 3 Cにはァ ンテナ 3 0のような出っ張りがないので距離を狭く して良い。 よって第一の導波 管 3 Aと比べて導波管 3 B、 3 Cの断面積を狭く して良いわけで、 複数の導波管 が重なっている割に場所を取らない構成にできる。 本実施例では導波管 3 B、 3 Cを基準に考え、 第一の導波管 3 A側の断面積を壁面 1 7 0により広げている。 また、 導波管 3 B、 3 Cの長さが分岐点 1 6 8から終端部までが管内波長ス8 の 1 / 2に対して概ね整数倍となっている事や、 分岐点 1 6 8の幅が管内波長ス g の 1 4以下になっている事については図 6 8で詳しく述べる。

また、 金属製の遮蔽部 1 Ί 1は、 駆動部 1 7 2により、 加熱室 4と導波管 3 B、 3 C上の突起部 1 7 3と接触しながら開口部 1 6 9 A、 1 6 9 B間を動作するこ とにより、 電磁波を伝送しやすい開口部 1 6 9 A、 1 6 9 Bを切り替えるもので ある。 またシール部 1 7 4は、 遮蔽部 1 Ί 1の位置に関わらず、 加熱室 4や導波 管 3の外部に電磁波が漏洩するのを防ぐものである。

また、 制御手段 1 9は、 食品 6の温度を検出する温度センサ 2 6、 ターンテー ブル 1に接続され食品 6の重量を検出する重量センサ 2 3、 食品 6の形状を検出 す光センサ 6 1、 6 2の検出信号に基づいて、 マグネトロン 2からの電磁波の放 射や、 マグネ トロン 2冷却用のファン 2 7の動作や、 遮蔽部 1 7 1用の駆動部 1 7 2の動作や、 ターンテーブル 1を回転させる回転用のモータ 2 2の動作や、 タ —ンテーブル 1の高さを変化させる高さ駆動部 1 7 5の動作を制御する。 特に、 マグネ トロン 2から電磁波が出ていないときに遮蔽部 1 Ί 1を動かすよう制御し ている。 また、 加熱が終了した時には、 遮蔽部 1 7 1の位置やターンテーブル 1 の高さを、 軽量の食品 6に対してもつとも加熱分布や加熱効率が良くなるような 構成となるよう制御している。 また、 どのような用途の加熱においても、 使用者 が食品 6を入れて加熱を開始させたときは速やかに電磁波を発生させ、 加熱開始 直後の電磁波の挙動が不安定な状態 （いわゆる立ち上がり） に誤検知の可能性の 有る検出部 （たとえば重量センサ 2 3 ) については、 安定するまで検出部の出力 を受けないかもしくは無視するように制御している。 さらに、 食品 6によっては

(特に大量のものなど） 、 加熱途中に遮蔽部 1 7 1の位置やターンテーブル 1の 高さを複数回動作させるなどして、 加熱分布や加熱効率の最適化を図つている。 ここで、 駆動部 1 7 2により遮蔽部 1 7 1の位置を変えると、 複数の開口 1 6 9 A、 1 6 9 Bのうち電磁波の出やすい開口と出にくい開口が切り替わり加熱室 4内の電界分布を切り替えることができる。 特に、 各種の検出部からの信号に合 わせて、 自由に遮蔽部 1 7 1の位置を設定できるので、 加熱の目的に応じた適切 な電界分布状態にできる。 図 6 7には示していないが、 遮蔽部]. 7 1の位置を正 確に決めるために、 基準点をどこかに決め、 基準点からの移動距離によって遮蔽 部 1 7 1の位置を管理することが容易に考えられる。

また、 高さ駆動部 1 7 5によりターンテーブル 1の高さ hを変えると、 食品 6 の高さが変わるので、 同じ電界分布の場合でも食品 6の加熱分布を変えることが できる。 よって同様に、 各種の検出部からの信号や遮蔽部 1 7 1.の位置による電 界分布の違いに合わせて最適なタ一ンテーブル 6の高さ hに調整すれば、 より一 層加熱の目的に応じた適切な加熱分布にできる。 図 6 7には示していないが、 遮 蔽部 1 7 1と同様に、 ターンテーブル 1の高さ hを正確に決めるためには基準点 と移動距離で管理しても良い。 また、 ターンテーブル 1は、 通常は回転させて回転中心から見た食品 6の同心 円方向の均一化を図るが、 回転用のモータ 2 2により回転や停止 （あるいは可変 速） も自由に設定できる。 たとえば加熱途中で温度センサ 2 6により食品に温度 むらが生じていると判断したときには、 遮蔽部 1 7 1や高さ駆動部 1 7 5によつ て加熱分布を変化させ、 温度むらを解消できそうな状態を探して、 そういう伏態 になったときに回転を止めるか減速して、 早くむらを無くすようにする事なども できる。

図 6 8は本発明の第 2 5の実施例における高周波加熱装置の要部断面構成図で ある。 マグネ トロン 2のアンテナ 3 0から導波管 3 Aに供給する電磁波は、 アン テナ 3 0での電界を最大 （電界の腹 1 7 6 ) として、 以後管内波長ス g の 1 Z 4 ごとに弱くなつたり （電界の節 1 7 7 ) 、 強くなつたり （電界の腹 1 7 6 ) をく り返しながら図 6 8の左右に伝送される。 このとき導波管の左右の端面が電界の 節となるように設計しているので導波管 3 A、 3 C内の電界は整然と電界の腹 1 7 6と電界の節 1 7 7をく り返している。 ここで管内波長; l g は図 6 8の奥行き 方向の距離 Iで決まるので高さ方向の距離 J ,には自由度があるが、 アンテナ 3 0と対向する壁面 1 7 0との距離が近すぎると （5 mm以下となると） 放電を起 こすなどの異常な状態も起こりうるためある程度の距離を保たなければならない。 また導波管 3 A、 3 Cの途中で分岐点 1 6 8を電界の節 1 Ί 7に構成している。 これは電磁波から見れば分岐点 1 6 8は開口部と考えられるので、 分岐点 1 6 8 をはさみ込むように電界 1 7 8 Aがたつため、 それによつて導波管 3 A、 3 C内 の電界が乱されないようにするためである。 そして分岐点 1 6 8から導波管 3 B 内へ伝送された電磁波は、 同様に分岐点 1 6 8をはさみ込むように電界 1 7 8 B がたち、 図 6 8の奥行き方向の距離 Iが同じであるため同じ管内波長え g によつ て左右に伝送される。 ここで分岐点 1 6 8から右の端面 1 Ί 9までは の 1 / 2倍の長さとし、 左の端面 1 8 0までは g の 2 2倍の長さとしているので、 導波管 3 B内の電界は整然と電界の腹 1 7 6と電界の節 1 7 7をくり返している _c また、 導波管 3 B内にはアンテナ 3 0のような突出した部分がないので、 壁面同 志での放電が起こらない範囲で高さ方向の距離 J ₂を小さくできる。 ここでは、 J ₂< J ,Z2として断面積を半分以下にまで小さく している。 ここで分岐点 1 6 8の幅 Kは、 大きすぎると導波管 3 A、 3 Cの電磁波の整然とした状態を乱し、 小さすぎると導波管 3 に伝送するエネルギーが減少するので、 ；ig の 1/4よ りわずかに小さい程度としている。 同様に加熱室 4内に電磁波を伝送するための 開口部 1 6 9についても； lg の 1 4よりわずかに小さい程度としている。 また、 導波管 3 A、 3 Cと導波管 3 Bとを隣接させており壁面 1 8 1を共用化している。 図 69は本発明の第 26の実施例における高周波加熱装置の要部斜視構成図で ある。 （実際はそれぞれの構成要素が接続されているが、 見やすいように実際と は異なってばらばらの状態で示している。 ）

加熱室 4と導波管 3のそれぞれに、 開口部 1 69と開口部 1 69を取り囲むよ うに金属に切り込みを入れて突出させられた突起部 1 7 3 A、 1 7 3 Bを構成し ている。 （ただし導波管 3は壁面構成部 1 82と突起構成部 1 83を有するもの である） 突起部 1 73Aと突起部 1 73 Bとは向かい合うように突出しており、 両者に接触しながらその間を駆動可能に金属製の遮蔽部 1 7 1が構成されている。 導波管 3内の電磁波は、 遮蔽部 1 7 1が開口部 1 69上に無いときのみ加熱室 4 内に伝送するものである。 また、 電磁波の外部への漏洩を抑えるために導波管 3 と加熱室 4は接続され、 特に M方向への電磁波に対してはシール部 1 3で遮蔽し ている。 シール部 1 3は、 深さ Nの溝を有する金属で、 N ;ig Z4とすること で図中のシール部 1 3の上面 29より M側には電磁波が伝わらないものである。 一般に、 M方向に向かう電磁波から見たインピーダンス （M側への伝わりにくさ の指標） は Nによって変化する。 インピーダンスの値は Zin = j'Z0 -tan (2 π NZ;ig)で表され、 Ν= λ8 Ζ4のときには I Zin l = ZO -tan (π/2) =∞ (インピーダンスが無限大） となり、 位置 1 84より Μ側へは電磁波が伝わらな い。 このインピーダンスの考え方は、 電子レンジの電波シール装置などで良く使 われるマイクロストリップラインの考え方と同じであり、 コンパク 卜に構成する 他の実施例もいろいろと考えられる （特開平 6— 1 320 7号公報） 。

図 70、 図 7 1は本発明の第 27の実施例における高周波加熱装置の要部構成 図であり、 一つの駆動部 1 Ί 2と一つの遮蔽部 1 7 1で複数の開口部 1 6 9 Α、 1 6 9 Bを切り替える様子を示す。

図 7 0は開口部 1 6 9 Aが開放され開口部 1 6 9 Bが遮蔽されている場合で、 図 7 0 ( a ) は要部断面構成図、 図 7 0 ( b ) は上から図 7 0 ( a ) の遮蔽部 1 7 1より下を見た構成図である。 歯車状の駆動部 1 Ί 2の回転により遮蔽部 1 7 1が加熱室 4と導波管 3 B、 3 Cとの間で突起部 1 Ί 3と接触しながら動作し、 電磁波の伝送される開口部 1 6 9 A、 1 6 9 Bを切り替える。 この場合、 開口部 1 6 9 Aは遮蔽部 1 7 1の切り込み 1 8 5と重なるので開放され、 開口部 1 6 9 Bは遮蔽部 1 7 1により遮蔽されている。

図 7 1は開口部 1 6 9 Aが遮蔽され開口部 1 6 9 Bが開放されている場合で、 図 7 1 ( a ) は要部断面構成図、 図 7 1 ( b ) は上から図 7 1 ( a ) の遮蔽部 1 7 1より下を見た構成図である。 この場合、 開口部 1 6 9 Aは遮蔽部 1 7 1によ り遮蔽され、 開口部 1 6 9 Bは遮蔽部 1 7 1からずれているので開放されている。 図 7 2は、 本実施例における高周波加熱装置の特性図である。 これはマグネト ロン 2の動作点を表すリーケ線図と呼ばれるもので、 加熱室 4内への電磁波の入 り易さを示している。 電磁波がもっとも入りやすいのは領域 1 8 6で、 外側にい くにしたがって電磁波は入らなくなる。 電磁波が入らなくなると、 加熱効率が落 ちて、 電磁波放射部での発熱に変わる損失が増えることは明らかである。 一例と して、 電磁波を放射したまま開口部 1 6 9 Aから 1 6 9 Bを切り替える場合につ いて説明する。 開口部 1 6 9 Aが開放されて開口部 1 6 9 Bが遮蔽されていると きに、 動作点が 1 8 7にあったとする。 ところが徐々に開口部 1 6 9 Aが遮蔽さ れ開口部 1 6 9 Bが開放され始めると、 動作点は矢印の方向に動きだし、 ちょう ど半分ずつ開放された状態のとき動作点は 1 8 8になり、 その後完全に開口部が 切り変わったときに動作点 1 8 7に戻る。 すなわち遮蔽部 1 7 1の動作途中で電 磁波が入りにく くなる状態が起こる事を示している。 この動作途中には、 前述の ような電磁波放射部の損失が增えるだけで無く、 場合によっては発振周波数が変 動したり、 高調波ノイズを発生するなど様々な問題が起こり得る。 よって本発明 では、 遮蔽部 1 7 1を動作させるときには、 電磁波放射部から電磁波を出さない ように制御して、 問題を解決している。 図 7 3は本発明の同実施例を示す特性図であり、 横軸に時間 tを縦軸に高周波 出力 Pを示す。 一般に電磁波放射部から電磁波が出始めてしばらくの間 t _{S T}は、 不安定な状態のため、 高^波などのノイズを発生しやすい。 よって従来は、 加熱 初期の食品 6の状態を検出するためにノイズに弱い検出部を使用する場合は、 図 7 3 ( a ) に示すように t _Mの期間は電磁波を出さずに検出し、 検出終了後に電 磁波を出し、 t _{S T}を経て安定した加熱状態 t _Fに到達するものがあった。 これで は t Mの期間は加熱していないのだから極めて加熱効率が悪い。 そこで本発明で は図 7 3 ( b ) に示すように、 速やかに電磁波を出して加熱を開始し、 できるだ け早く t _{S T}を経て安定した加熱状態 t _F状態に到達させ、 t _ST + A t後 （安定し て間もなく） から加熱初期の食品 6の状態を検出する事としている。 よって加熱 効率を落とさずに、 精度よく食品 6の状態を検出している。

図 7 4は、 本発明の第 2 8の実施例における高周波加熱装置の断面構成図であ る。

マグネトロン 2から出た電磁波は、 導波管 3を介して加熱室 4内のターンテー ブル 1上の食品 6を加熱する。 このとき導波管 3から加熱室 4内に電磁波を導く 複数の開口部 1 6 9を、 電磁波を吸収しにくい低損失の材料からなる透明な開口 カバー 2 5で覆っている。 また導波管 3内には回転体としての金属性のスタラー 羽根 1 8 9が設けられ、 これはステツビングモータ 1 9 0により回転駆動されて いる。 スタラー羽根 1 8 9は目的に応じてさまざまな動作パターンをもっため、 羽根位置検出器 1 9 1により基準点からの移動距離を常に監視している。 制御手 段 1 9は、 使用者がキー入力した操作パネル 6 4からの信号と、 重量センサ 2 3 あるいはその他温度センサなどを含む状態センサ 1 9 2からの信号と、 羽根位置 検出器 1 9 1からの信号に基づいて、 マグネトロン 2からの電磁波の放射を制御 したり、 スタラー羽根 1 8 9の動作パターンを決定してステツビングモータ 1 9 0の駆動を制御したり、 ターンテーブル 1の回転や停止を決定してモータ 2 2の 駆動を制御している。 そして、 ボディカバー 1 9 3、 開閉自在のドア 1 9 4を有 している。

ここで、 スタラー羽根 1 8 9の位置によって、 複数の開口部 1 6 9のうち電磁 波の出やすい開口と出にくい開口が切り替わり加熱分布を切り替えることができ、 また同時に整合状態を切り替えることができる。 特に、 操作パネル 6 4からの信 号や重量センサ 2 3あるいはその他の状態センサ 1 9 2からの信号に合わせて、 自由にスタラー羽根 1 8 9の位置や回転動作を設定できるので、 加熱の目的に応 じた適切な分布や整合状態にできる。 さらに、 ターンテーブル 1の回転や停止も 自由に設定できるので、 食品 6によってはターンテーブル 1を回転させて回転中 心から見た食品 6の同心円方向の均一化を図ったり、 食品 6が牛乳や汁物 （液体 状のもの） の場合はターンテーブル 1を停止して、 より整合状態を良くすること などもできる。

図 7 5は、 図 7 4の P— P ' 断面構成図である。

導波管 3は途中で幅が広がっており内部にスタラー羽根 1 8 9を構成している。 また開口カバー 2 5が透明なため、 使用者は 5つの開口部 1 6 9を通してスタラ 一羽根 1 8 9の動作を見ることができる。

図 7 6、 図 7 7は本発明の第 2 9、 第 3 0の実施例における高周波加熱装置の 断面構成図である。

図 7 6はスタラー羽根 1 8 9の前にしか開口部 1 6 9が無い場合、 図 7 7はス タラー羽根 1 8 9の前には開口部 1 6 9が一つしかない場合を示す。

さらに図示しないが、 加熱室 4の形状やターンテーブル 1の高さなどによって は、 開口部 1 6 9をマグネトロン 2から見てスタラー羽根 1 8 9よりも遠い位置 に設けても良いし、 導波管 3の長手方向を上下方向や斜めの方向に構成したり、 マグネトロン 2から一方向だけでなく複数方向に導波管 3が伸びて複数の開口部 1 6 9を構成したり、 加熱室の背面だけで無く側面や底面や天面あるいはそのう ちの二面か三面にまたがるように導波管 3を折りまげて構成したりすることも考 えられる。 またスタラー羽根 1 8 9の構成も、 四枚羽根だけでなく他の枚数の羽 根でも良いし、 回転体としては羽根状でなくても単なる板状や棒状でも良い。 さて、 使用者が牛乳のあたためを行う場合、 操作パネル 6 4を図 2 4として牛 乳を加熱室 4に入れたのち牛乳キー 6 5を押し、 スタートキー 6 6を押す。 する と制御手段 1 9は、 操作パネル 6 4からの信号で食品 6を牛乳と判断し、 重量セ ンサ 2 3と状態センサ 1 9 2らの信号で牛乳の量や形状や温度など種々の状態を 判定し、 適切なスタラー羽根 1 8 9の位置を決定し、 羽根位置検出器 1 9 1から の信号に基づいてステッピングモータ 1 9 0を駆動し、 それと相前後して、 マグ ネトロン 2からの電磁波の放射を開始する。 このときターンテーブル 1は停止し たままで整合状態を安定させ、 効率良く加熱する。 その後重量センサ 2 3あるい は状態センサ 1 9 2によって決められた時間だけ加熱するか、 牛乳が適温になつ たとき加熱を終了する。 牛乳の場合、 底面に電界を集中させれば対流によって自 然に分布の良いできばえが得られる上、 安定した適切な整合状態で加熱でき、 効 率が向上する。

—方、 使用者が肉や魚の冷凍食品の解凍を行う場合、 食品 6を加熱室 4に入れ たのち解凍キー 6 8を押し、 スタートキー 6 6を押す。 すると制御手段 1 9は、 操作パネル 6 4からの信号で食品 6を冷凍食品と判断し、 重量センサ 2 3と状態 センサ 1 9 2からの信号で冷凍食品の量や形状や温度など種々の状態を判定し、 適切なスタラー羽根 1 8 9の回転数を決定し、 ステツビングモータ 1 9 0を駆動 して回転動作させ、 それと相前後して、 マグネトロン 2からの電磁波の放射を開 始する。 このときスタラー羽根 1 8 9とともにターンテーブル 1も回転し、 でき るかぎり電界の部分的な集中を避けるようにする。 その後重量センサ 2 3あるい は状態センサ 1 9 2によって決められた時間だけ加熱するか、 適温 （解凍完了） になったとき加熱を終了する。 解凍の場合、 電界が集中すると部分的な煮えが発 生してしまうという分布の問題が大きいので、 多少効率を犠牲にしてでも分布を 良くすべきであろう。

さらに冷めた料理をあたため直す場合 （再加熱） 、 食品 6を加熱室 4に入れた のちスタートキ一 6 6を押す。 すると制御手段 1 9は、 操作パネル 6 4からの信 号で食品 6を再加熱するのだと判断し、 重量センサ 2 3と状態センサ 1 9 2から の信号で食品 6の量や形状や温度など種々の状態を判定する。 なかでも重要なこ ととして、 食品 6が液体状か固体状か液体と固体の中間の状態であるかの判断を 行う。 この一つの方法として、 初期の短時間ターンテーブル 1を回転させたあと 停止させることで食品 6に振動を与え、 そのとき発生する振動の時間変化を検知 して判断する方法がある。 つまり、 物体が液体であれば振動は長時間継続し、 物 体が固体であれば振動は短時間で消滅するという原理に基づいている。 その後、 適切なスタラー羽根 1 S 9の動作を決定し、 ステツビングモータ 1 9 0を駆動し て回転動作させ、 それと相前後して、 マグネトロン 2からの電磁波の放射を開始 する。 そして食品 6が液体状のときは、 前述の牛乳と同様に、 ターンテーブル 1 を停止したままで整台状態を安定させ、 効率良く加熱する。 一方食品 6が固体状 のときはターンテーブル 1を回転させて同心円状の加熱分布を均一化する。 さら に食品 6が液体と固体の中間の状態のときは、 ターンテーブル 1の回転と停止を くり返すものである。 その後重量センサ 2 3あるいは状態センサ 1 9 2によって 決められた時間だけ加熱するか、 適温になったとき加熱を終了する。 液体状の食 品 6の場合、 前述の牛乳と同様ターンテーブル 1を停止させても、 底面に電界を 集中させれば対流によって自然に分布の良いできばえが得られる上、 安定した適 切な整合状態で加熱でき、 効率が向上する。

図 7 8には、 同実施例の加熱効率を表す特性図を示す。 図 7 8はマグネトロン 2から見た負荷の整合状態を示すスミスチャートであり、 斜線部は高効率領域 1 9 5 (加熱室 4内にもっとも効率的に電磁波が入る領域） である。 ある食品 6の とき、 ターンテーブル 1を停止したままでスタラー羽根 1 8 9を回転させると、 (^〜(^〜(^〜(^〜(^〜(^〜(^〜 〜…という特性変化を示す。 つまりス タラー羽根 1 8 9の位置により整合状態を変えられることを示す。 またスタラー 羽根 1 8 9を Q6の特性の位置に停止した状態でターンテーブル 1を回転させる と、 Q e Q e Q o C ！)〜 Q H〜Q ₆〜…という特性変化を示す。 つまりターン テーブル 1の回転により、 整合伏態が変わることを示す。

結論としてスタラー羽根 1 8 9やターンテーブル 1の位置により整合状態を変 えることができるのである。

このとき最も効率を良くするためには、 ターンテーブル 1を停止したままでス タラー羽根 1 8 9を Q _eの特性の位置に停止させるのが良い。 もちろん前述の冷 凍食品の解凍の場合のように、 分布のためにはどちらも回転させなければならな いこともあるが、 液体状の食品 6の場合は、 どちらも停止して効率を最大にする ことが可能である。 ただし、 図 7 8の特性は食品 6の材質 ·形状 ·置かれた位置 温度などの条件で変化するので、 状態センサ 1 9 2などで整合状態を検出するか、 もしくはあらかじめ食品 6の材質 ·形状 ·置かれた位置 ·温度などの条件ごとに 最適なターンテーブル 1ゃスタラー羽根 1 8 9の位置をあらかじめデーターベー スとして制御手段 1 9内のマイコンに記憶させておく方法がある。 この方法によ り、 制御手段 1 9は、 操作パネル 6 4、 重量センサ 2 3、 状態センサ 1 9 2など からの情報とデータベースに基づいて、 最適な加熱のための制御ができる。

図 7 9は、 本発明の第 3 1の実施例における高周波加熱装置の断面構成図であ る。

マグネトロン 2から出た電磁波は、 導波管 3を介して加熱室 4内のターンテー ブル 1上の食品 6を加熱する。 このとき導波管 3から加熱室 4内に電磁波を導く 複数の開口部 1 6 9を加熱室 4の底面上に構成し、 導波管 3は複数の開口部 1 6 9 Aと 1 6 9 Bの間の位置から分岐する副導波管 1 9 6を有し、 副導波管 1 9 6 内で図中の上下方向に移動するシール部 1 9 7、 シール部 1 9 7を駆動するシー ル駆動部 1 9 8、 あるいは電磁波を吸収しにくい低損失の材料からなる透明な開 ロカバー 2 5などを構成している。 制御手段 1 9は、 使用者がキー入力した操作 パネル 6 4からの信号と、 ターンテーブル 1に接続され食品 6の重量を検出する 重量センサ 2 3、 あるいは食品 6の温度を検出する温度センサ 2 6からの信号に 基づいて、 マグネトロン 2からの電磁波の放射を制御したり、 シール駆動部 1 9 8に信号を与えてシール部 1 9 7の位置を移動させり、 テーブル回転用のモータ 2 2に信号を与えてタ一ンテーブル 1の回転動作を制御したり、 テーブル高さ駆 動部 1 7 5に信号を与えてターンテーブル 1の高さを変化させたり、 マグネトロ ン 2の冷却と加熱室 4内への送風を行なう送風用のフアン 2 7のファン駆動部 1 9 9に信号を与えて回転動作を制御している。

ここで、 シール駆動部 1 9 8によりシール部 1 9 7の位置を変えると、 複数の 開口 1 6 9 A、 1 6 9 Bのうち電磁波の出やすい開口と出にくい開口が切り替わ り電界分布を切り替えることができる。 特に、 操作パネル 6 4からの信号や重量 センサ 2 3あるいは温度センサ 2 6からの信号に合わせて、 自由にシール部 1 9 7の位置を設定できるので、 加熱の目的に応じた適切な電界分布状態にできる。 図 7 9には示していないが、 シール部 1 9 7の位置を正確に決めるために、 基準 点をどこかに決め、 基準点からの移動距離によってシール部 1 9 7の位置を管理 することが容易に考えられる。

また、 テーブル高さ駆動部 1 7 5によりターンテーブル 1の高さを変えると、 食品 6の高さが変わるので、 同じ電界分布の場合でも食品 6の加熱分布を変える ことができる。 よって同様に、 操作パネル 6 4、 重量センサ 2 3、 温度センサ 2 6からの信号やシール部 1 9 7の位置による電界分布の違いによって最適なター ンテーブル 1の高さに調整すれば、 加熱の目的に応じた適切な加熱分布にできる。 図 7 9には示していないが、 シール部 1 9 7と同様に、 ターンテーブル 1の高さ を正確に決めるためには基準点と移動距離で管理しても良い。

また、 温度センサ 2 6は、 天面上から食品 6を監視して水平方向の複数箇所の 温度や温度変化を検出する温度センサ 2 6 Aと、 側面上から食品 6を監視して垂 直方向の複数箇所の温度や温度変化を検出する温度センサ 2 6 Bからなり、 概ね 食品 6全体の温度分布を検出できる。 もちろん、 水平方向と垂直方向でなくとも 2ケ所に温度センサ 2 6を有していれば同様のことができることは明らかである。 また、 ターンテーブル 1は、 通常は回転させて回転中心から見た食品 6の同心 円方向の均一化を図るが、 テーブル回転用のモータ 2 2により回転や停止 （ある いは可変速） も自由に設定できる。 たとえば加熱途中で温度センサ 2 6により食 品に温度むらが生じていると判断したときには、 シール部 1 9 7やテーブル高さ 駆動部 1 7 5によって加熱分布を変化させ、 温度むらを解消できそうな状態を探 して、 そういう状態になったときに回転を止めるか減速して、 早くむらを無くす ようにする事ができる。

さらに、 送風用のフアン 2 7は、 マグネトロン 2を冷却すると同時に送風 2 0 0を吸気口 2 0 1から加熱室 4内に送りこむ構成となっている。 送風 2 0 0はマ グネトロン 2の熱により温風となっているので食品 6が冷たいときには多少加熱 し、 食品 6が高温の場合は逆に冷却する作用もある。 いずれにしても送風 2 0 0 は食品 6の周囲温度を平均化するので、 温度むらが大き t、ときには回転数を上げ て風量を増やし、 さらに均一化を図ることができる。 そして送風 200は食品 6 を均一化した後、 排気 202となって排気口 203から加熱室 4の外部へ排気さ れる。 ここで風量を増やすには、 回転数を上げる方法以外にも、 吸気口 201の 開口寸法を広げたり、 ガイ ド等により風の流れを良くして加熱室 4内に入りやす くするなど、 方法はいろいろと考えられる。

図 80〜図 81は同実施例における高周波加熱装置の要部構成図であり、 副導 波管 196内を動作するシール部 197で見かけ上開口部 169 A、 169Bを 切り替えるものである。

図 80は、 シール駆動部 198による駆動軸 204の移動により、 シール部 1 97が副導波管 196内の最も下端に引っぱられた状態を示す。 シール部 197 は、 導電性を有する部材 205の周囲にスパーク防止用の絶縁体 206を湲つた 構成で、 L 1 2 IgZ 4とすることで図中のシール端面 207より下側に は電磁波が伝わらないものである。 一方このとき、 L 3の長さによって導波管 3 と副導波管 196との接続部近傍の位置 208では、 電磁波から見たインピーダ ンス （導波管 3内を図中の右方向からやってくる電磁波に対する位置 208より 左側への伝わりやすさ） が変化する。 具体的には、 インピーダンス Zin=j*Z0* tan ( 27Γ · L 3ノス8)で表され、 L 3 = AgZ4のときには I Zin I =Z0-tan {π/2) =∞ (インピーダンスが無限大） となり、 位置 208より左側へは電 磁波が伝わらない。

図 81は、 シール駆動部 198による駆動軸 204の移動により、 シール部 1 97が副導波管 196内の最も上端に引っぱられた状態を示す。 この場合は、 L 3 = 0を示しており I Zin I =Z0-tan (0) =0 (インピーダンスが 0) とな り、 電磁波は位置 208より左側へ容易に伝わる。

よって開口部 196 Aはシール部 197の位置により見かけ上開閉されている のと同じことになる。 図 80〜81のインピーダンスの考え方は、 マイクロスト リッブラインの考え方と同じであり、他の実施例もいろいろと考えられる。

図 82は本発明の第 32の実施例であり、 副導波管 196の接続方向が異なる 場合の実施例である。 図 82の場合、 図 79〜図 81と比べて副導波管 196に よる加熱室 4底面下の幅が小さくて良いので、 外形に対する庫内の容積比率が上 がり、 場所を取らずコンパク 卜な高周波加熱装置を実現できる効果がある。

図 8 3〜図 8 9は、 発明における高周波加熱装置の特性図、 要部構成図、 フ ローチャートであり、 開口部 1 6 9の位置と食品 6の高さとの関係により、 加熱 分布をどのように均一化するかを示すものである。

図 8 3は、 開口部 1 6 9 A、 1 6 9 Bのどちらか一つだけで電磁波を加熱室 4 内に伝送した場合に、 食品 6として牛乳 2 0 0 cc (カップ一杯） を用い、 高さ h を変えて加熱して温度を測定したときの加熱分布むらを示す特性図である。 横軸 には開放している開口部の番号を、 縦軸には複数箇所で温度測定した場合の最高 温度と最低温度の差を示し、 値が小さいほど分布むらがないことになる。 h iは 高さ h = 1 0 mra、 h 2は高さ h = 3 0 mmであり、 最も良い条件は開口部 1 6 9 A、 高さ 1 O mniでむらが 0 °Cとなる。 ただし一般に販売されている電子レンジで同様 に測定したところ、 むらは 2〜1 5 °C程度であり、 本実施例によりかなり改善さ れると言える。 これは、 液体上の食品 6を加熱する場合には、 食品 6の底面に電 界を集中させるのが良いということを示している。 開口部 1 6 9 Aから出る電磁 波で食品 6の底面を加熱し、 食品 6自身の対流によつて自然に分布が良くなつて いるのである。 なぜならば図 8 3で開口部 1 6 9 Bとしたときの分布むらは、 食 品 6の上部の温度が高くなつて起こっているからである。 開口位置を食品 6の底 面から遠ざけたのが原因で、 上部に電磁波が入りやすくなつているのである。 図 8 4は、 図 8 3の最適条件の開口部 1 6 9 A、 高さ 1 0 mmの要部断面構成図 CTある ο

図 2 4の操作パネル 6 4の例では、 牛乳キー 6 5が専用キーとして構成されて いるので、 使用者が牛乳のあたためを行う場合の手順は、 牛乳を加熱室 4に入れ たのち牛乳キー 6 5を押し、 スタートキー 6 6を押す。 すると制御手段 1 9は、 操作パネル 6 4からの信号で食品 6を牛乳と判断し、 重量センサ 2 3と温度セン サ 2 6からの信号で牛乳の量や形状や温度など種々の状態を判定しつつ、 複数の 開口部 1 6 9のうち開口部 1 6 9 Aから電磁波を出し、 高さ hを 1 0 にするな ど適切な構成になるよう制御し、 それと相前後して、 マグネトロン 2からの電磁 波の放射を開始する。 その後重量センサ 2 3あるいは温度センサ 2 6等によって 決められた時間だけ加熱するか、 牛乳が適温になったとき加熱を終了する。 よつ て容易に加熱分布の良い仕上がり状態にできるわけである。

図 8 5は、 食品 6として冷凍の牛スライス肉 1 0 0 gを用いて解凍調理をした 場合の特性図である。 最も良い条件は開口部 1 6 9 A、 高さ 3 0 mmとなる。 ただ し一般に販売されている電子レンジで同様に測定したところ、 むらは 3 2〜6 0 °C程度であり、 本実施例により改善されている。 この場合の牛スライス肉 1 0 0 gは、 食品 6の中でも高さ （厚み t ) が小さく重量が軽い代表的な形状のもので あ O ₀

図 8 6は、 図 8 5の最適条件の開口部 1 6 9 A、 高さ 3 O ramの要部断面構成図 である。

図 8 7は、 食品 6として冷凍の牛スライス肉 3 0 0 gを用いて解凍調理をした 場合の特性図である。 最も良い条件は開口部 1 6 9 8、 高さ 1 O mniとなる。 ただ し一般に販売されている電子レンジで同様に測定したところ、 むらは 3 2〜7 5 て程度であり、 やはり本実施例により改善されている。 この場合の牛スライス肉 3 0 0 gは、 食品 6の中でも高さ （厚み t ) があり重量も一般的で、 標準的な形 状のものである。

図 8 8は、 図 8 7の最適条件の開口部 1 6 9 B、 高さ 1 O mniの要部断面構成図 である。

使用者が肉や魚の冷凍食品の解凍を行う場合の手順は、 図 2 4の操作パネル 6 4によると、 食品 6を加熱室 4に入れたのち解凍キー 6 8を押し、 スタートキー 6 6を押す。 すると制御手段 1 9部は、 操作パネル 6 4からの信号で食品 6を冷 凍食品と判断し、 重量センサ 2 3と温度センサ 2 6からの信号で冷凍食品の量や 形状や温度など種々の状態を判定しつつ、 開口部 1 6 9と高さ hが適切な構成に なるよう制御し、 それと相前後して、 マグネトロン 2からの電磁波の放射を開始 する。 その後重量センサ 2 3あるいは温度センサ 2 6によって決められた時間だ け加熱するか、 適温 （解凍完了） になったとき加熱を終了する。

さらに専用キーがないォート調理の場合、 たとえば冷めた料理をあたため直す 場合 （再加熱） 、 食品 6を加熱室 4に入れたのちスタートキー 6 6を押す。 する と制御手段 1 9は、 操作パネル 6 4からの信号で食品 6を再加熱するのだと判断 し、 重量センサ 2 3と温度センサ 2 6からの信号で食品 6の置や形状や温度など 種々の状態を判定する。 なかでも重要なこととして、 食品 6が液体状か固体状か の判断を行う。 この一つの方法として、 初期の短時間ターンテーブル 1を回転さ せたあと停止させることで食品 6に振動を与え、 そのとき発生する振動の時間変 化を検知して判断する方法がある。 つまり、 物体が液体であれば振動は長時間継 続し、 物体が固体であれば振動は短時間で消滅するという原理に基づいている。 その後、 開口部 1 6 9と高さ hが適切な構成になるよう制御し、 それと相前後し て、 マグネトロン 2からの電磁波の放射を開始し、 ターンテーブル 1を再度回転 させて同心円状の加熱分布を均一化する。 その後重量センサ 2 3あるいは温度セ ンサ 2 6によって決められた時間だけ加熱するか、 適温になったとき加熱を終了 する。 液体状の食品 6の場合、 前述の牛乳と同様、 底面に電界を集中させれば対 流によって自然に分布の良いできばえが得られる。

また、 どのような食品 6であっても常に加熱分布のむらを無く して均一加熱を 実現するには、 あらかじめ食品 6の材質 ·形状 ·置かれた位置 ·温度などの条件 ごとに最適な開口部 1 6 9位置と高さ hの情報をあらかじめデーターベースとし て制御手段 1 9内のマイコンに記憶させておく方法がある。 この方法により、 制 御部手段 1 9は、 操作パネル 6 4、 重量センサ 2 3、 温度センサ 2 6などからの 出力とデータベースを比較して、 最適な加熱のための制御ができる。

図 8 9は、 図 7 9〜図 8 2などの構成におけるフローチヤ一卜の一実施例で、 最適な開口部 1 6 9位置と高さ hを決定するシーケンスを示している。 手順 2 0 9は初期状態を表し、 高さ h = l O nm シール部 1 9 7の位置 L 3 = 0としてい る。 手順 2 1 0は重量センサ 2 3による判定で、 食品 6が液体状かどうか、 重量 mは m lより軽いか、 または m lより重くて m 2より軽いか、 または m 2より重 いかということを判断する。 手順 2 1 1はシール部 1 9 7をシール駆動部 1 9 8 により、 適切な位置 L 3に動かす。 手順 2 1 2は温度センサ 2 6あるいはその他 のセンサによる判定で、 食品 6の高さ （厚み） tが t 1より高いか、 または t 1 より低くて t 2より高いか、 t 2より低いかということを判断する。 手順 2 1 3 は食品 6の高さをテーブル高さ駆動部 1 Ί 5により、 適切な高さ hに動かす。 以 上により、 食品 6の材質 （液体状かどうか） 、 重量 m、 高さ （厚み） tに応じた 適切な開口部 1 6 9位置と高さ hを構成できる。

ここで図 8 9には、 初期状態における適切な開口部 1 6 9位置と高さ hの決定 シーケンスを説明したが、 もちろん他の実施例として、 食品 6の伏態変化 （特に 加熱が進むにつれての温度変化） をフィードバックして、 その時の分布むらを解 消するように適切な開口部 1 6 9位置と高さ hを何回か変えることも考えられる。 さて同じ材質の食品 6でも重量が違えば、 最適な分布を与えるためには開口部 1 6 9や食品 6が置かれる高さ hを切り替えなければならないことを述べた。

ここで本発明では、 毎回の加熱終了後に、 開口部が 1 6 9 Aで高さ hを 3 O mm にして、 軽量の食品 6用にスタンバイさせておくこととしている。 なぜなら重量 の軽いものほど加熱時間が短いので、 途中で切り替えても加熱終了までの間に分 布が改善しきれなかったり、 せっかく加熱時間が短 t、のに加熱効率の悪い状態で 加熱をスタートして時間を延ばしてしまうのを防ぐためである。 それに対して大 量の食品 6の場合には、 加熱終了までの時間が長いので、 途中で切り替えても充 分間に合うだけの余裕がある。 実際に使用者が食品 6を加熱する場合、 まずマグ ネトロン 2からの電磁波の放射とターンテーブル 1の回転をスター卜する。 そし て加熱途中で温度センサ 2 6や重量センサ 2 3やその他の状態センサ 1 9 2 (例 えば光センサ 6 1、 6 2 ) からの信号で食品 6の量や形状や温度など種々の状態 を判定する。 初期状態で軽量の食品 6の加熱用に構成されているので、 大量であ ると判断した場合は、 開口部 1 6 9と高さ hが適切な構成になるよう制御し、 そ の後使用者が設定した決められた時間だけ加熱するか、 もしくは各種のセンサに よって適温になったとき加熱を終了する。

図 9 0〜図 9 5は、 高周波加熱装置の内部の電界をシミュレ一ションした結果 を示す構成図である。

図 9 0は、 本発明の一実施例の高周波加熱装置の斜視図である。 マグネトロン 2のアンテナ 3 0から電磁波が励振されることとしている。 図 9 1、 図 9 2は、 図 9 0の高周波加熱装置の電界分布 （ただし食品の無い場 合） をシミ ュレーションし、 S— S ' で切断した斜視図で、 共振状態において生 じる電界を等電界強度線で示している。 （年輪状の模様の込み入ったところほど 電界が強い （腹） と考えれば良い） これはすなわち開口部 1 6 9の位置による電 界分布の違いを示す。

図 9 1は、 第一の開口部 1 6 9 Aだけが開放されている場合を示し、 加熱室 4 内の X方向に電界の腹が 4つ、 Y方向に電界の腹が 3つ、 Z方向に電界の腹が 1 つ生じている。

図 9 2は、 第二の開口部 1 6 9 Bだけが開放されている場合を示し、 加熱室 4 内の X方向に電界の腹が 5つ、 Y方向に電界の腹が 1つ、 Z方向に電界の腹が 1 つ生じている。

図 9 3は、 図 9 0の高周波加熱装置内で加熱される平らな形状の食品 6 (しゅ うまいなど） の斜視図である。

図 9 4および図 9 5は、 図 9 3の食品を図 9 0の高周波加熱装置の第一の開口 部 1 6 9 A上に置いて電磁波を入れた場合の、 誘電損失の分布をシミユレーショ ンし、 U— U' で切断した斜視図である。 斜線部分ほど損失があり温度上昇する と考えられる。

図 9 4は、 第一の開口部 1 6 9 Aだけが開放されている場合を示し、 食品 6の 中央底部 2 1 4が加熱されることを示す。

図 9 5は、 第二の開口部 1 6 9 Bだけが開放されている場合を示し、 食品 6の 端部 2 1 5が加熱されることを示す。

ここで、 なぜ、 図 9 1、 図 9 2のような電界分布が起こるか説明を加える。 まず、 導波管 3内の電磁波の伝搬について説明する。

図 9 6は高周波加熱装置の要部断面構成図であり、 簡単にマグネトロン 2と導 波管 3と加熱室 4と開口部 1 6 9のみを示している。 マグネトロン 2のアンテナ 3 0と開口部 1 6 9の中心 2 1 6との距離 L 4は、 導波管 3内を左方向に向かつ て伝送する電磁波の波長 （管内波長） を l gとして表すと、 ス8ノ4の奇数倍の距 離である。 これは、 電磁波が導波管 3内を伝送するときに、 導波管 3の形状で決 まる管内波長； I gに基づいて強弱を繰り返しながら図 96の左方向に進み、 ス8/ 4の奇数倍の位置で必ず電界が弱くなる （導波管内の伝送では磁界と電界の位相 は一致し、 磁界も弱くなる） ために選んでいるのである。 ここでは、 L4 = g X 9 4としている。 また実線の矢印が強い電界の向きを示しており、 電界 （お よび磁界） の向きは； lgZ2毎に逆向きとなるので、 アンテナ 30から λ8Ζ2離 れるごとに矢印の向きが逆になつているが、 それぞれが 2.45GHzの周波数で反 転をくり返すものである。 図 96では電界 （および磁界） の弱いところで加熱室 4の開口部 169と接続されているため、 導波管 3内の電界を乱さず、 効率よく 加熱室 4内に電磁波が入りやすい。 ただし、 図 79では開口部 169 Aを電界 （お よび磁界） の弱いところで加熱室 4と接続し、 開口部 169 Bを電界 （および磁 界） の強いところで加熱室 4と接続している。 これは、 シール部 197の位置 L 3 = 0の時は、 できるだけ開口部 169 Aから加熱室 4内にスムーズに電磁波が 入り、 かつ開口部 169 Bからは加熱室 4内に電磁波が入らないようにするため である。 一方逆に、 位置 L 3 = λ8Ζ4の時は、 前述の通り開口部 169 Αには 電磁波が伝わっておらず、 必然的に開口部 169 Bからのみ加熱室 4内に電磁波 が入る。 よって、 シール部 197の位置 L3を変化させることで、 見かけ上開口 部 169A、 169 Bを切り替えられるのである。

図 4の従来例では、 2つの開口部 5に対向する 2つの副導波管 13の端面 14 を動かし、 2つの開口部 5を独立して開閉しているが、 本発明では、 開口部 16 9 Aを電界の弱い所、 開口部 169 Bを電界の強い所に構成して、 その間にシー ル部 197を有するので、 1つのシール部しかなくても開口部 169 A、 169 Bを切り替えられる。

ここで導波管 3内を伝搬する管内波長 λ₈の定義は、 図 96に合わせて説明す ると、 導波管 3の奥行を (：、 厚みを D、 奥行方向の電波の強弱の山の数を m、 厚 み方向の電磁波の強弱の山の数を n、 真空での電磁波の波長を； I ^ 122 mmとす れば、 （4) 式となる。 一般に m=l、 n = 0が多く採用され、 このときは （5) 式となる。 具体的な値として C = 8 Oram. D = 4 Oramなら ^g^ .188miD程度で ある。 （ただし寸法はすべて板厚を含まない内寸とする。 ） 入

八 S = (4)

V〔l一入² { (mZ2C〉 2+ (nZ2D〉 ²}〕 λ

λι = (δ)

λ^ζ ( 1/2C) ²} 次に、 この時の加熱室 4内の電磁波の共振について説明する。

図 96の場合、 加熱室 4内の電磁波は共振状態を起こそうとするが、 開口部 1 69を挟み込むような逆向きの強電界 217、 218 (実線矢印） が生じ、 加熱 室 4内の開口部 169で電界が弱く （節に） なるような共振状態で安定する。 こ のときもっとも効率よく加熱室 4内に電磁波が入ることになる。 （ただし共振状 態では、 導波管 3内のような伝送状態とは異なり、 電界と磁界の位相は 90° ず れる。 ）

共振状態は加熱室形状と開口部の位置によって決まるのだが、 この時加熱室 4 内の電界分布を示す図 91の場合、 加熱室の X方向に四つ、 Υ方向に三つ、 Ζ方 向に一つの強電界が発生している。 これは共振状態となったために加熱室内に電 磁波が定在波として分布することによつて起こる電界の腹であり、 この腹の数を モードと呼ぶ。 通常、 加熱室 4形状を三次元で表し、 各方向の寸法を x、 y、 z とする時、 それぞれの方向に電界の腹が m、 n、 pだけあれば、 そのモードは （m n p) であるという。 本実施例では、 加熱室 4の底面の奥行き Xと幅 yの中心位 置に第一の開口部 169 Aの中心位置をおおよそ一致させていると同時に、 開口 部 169を挟み込むように強電界が発生するように （開口部 169 Aで節となる ように） 構成しているので、 奥行き X方向には偶数のモード （m :偶数） が立ち やすく、 かつ幅 y方向には奇数のモード （n ；奇数） が立ちやすくなると同時に、 他のモードが立ちにく くなる。 図 91がモード （431) であると同様に、 図 9 2がモード （511) だということも容易にわかる。

結論として開口部 169の位置により電界分布 （すなわち加熱分布） を変える こともできるのである。 参考までに、 食品 6が加熱室 4内に無くて、 加熱室 4が直方体の場合は、 加熱 室 4を空胴共振器と考えることができて、 加熱室 4の寸法と開口部 1 6 9の位置 により、 立ちうるモードを求めることができる。 加熱室 4寸法を x、 y、 zとし, 各方向に立つモードの数は （6 ) 式を満たす m、 n、 pの組合せとなる。 （x、 y、 zは mm単位、 m、 n、 pは整数）

2

1 m + p ( 6 ) 入: 2 x 2 y 2 z 一方、 食品 6がある場合は、 食品の誘電率による波長圧縮の影響などで （6 ) 式からずれが生じる。 しかし食品 6があっても、 開口部 1 6 9付近では （6 ) 式 を満たすモードが立とうとしており、 開口部 1 6 9から離れた位置ではモードが 乱される傾向にあるということが、 実験的にわかってきている。 よって； I 1 2 2 ramでモード （4 3 1 ) を立てるための一例として、 （6 ) 式をほぼ満たす寸法 の X = 3 3 0 IM、 y = 3 0 0 mm. z = 2 1 5 mmなどを選ぶことができる。

また、 食品 6を狙った加熱分布にするためには、 食品 6の近くに開口部 1 6 9 を構成すべきであると考え、 本発明では食品 6に最も近い加熱室 4壁面、 即ち加 熱室 4の底面上に異なる電界分布を起こす複数の開口部 1 6 9 A、 1 6 9 Bを構 成している。

図 9 7は本発明の第 3 3の実施例の高周波加熱装置の断面図である。

図 9 7において、 マグネトロン 2から出た電磁波は、 導波管 3を介して加熱室 4内に置かれた皿 2 1 9上の食品 6を加熱する。 導波管 3と加熱室 4とを接続し 電磁波を導く開口部 1 6 9 C、 1 6 9 Dは、 第一の開口部 1 6 9 Cを加熱室 4の 中央に、 第二の開口部 1 6 9 Dをマグネトロン 2寄りに構成し、 導波管 3内を伝 搬する電磁波における電界の弱い部分 （節） と、 加熱室 4内に定在波として分布 する電磁波における電界の弱い部分 （節） とを接続するように構成している。一 方、 食品 6の加熱効率や加熱分布を良くするため、 開口部 1 6 9 C、 1 6 9 Dを 覆うように開口遮蔽部 2 2 0があり、 その構造は円板形状で、 電磁波を吸収しに くい低損失の材料からなる電磁波透過部 2 2 1と、 金属からなる電磁波遮蔽部 2 2 2とを有し、 電磁波を吸収しにくい低損失の材料からなる回転軸 2 2 3により 回転する。 回転軸 2 2 3は、 開口部 1 6 9 C、 1 6 9 Dの間の位置で加熱室 4と 導波管 3を貫通し、 駆動郜であるモータ 2 2 4に接続されて回転駆動されている。 この回転に応じて、 導波管 3から加熱室 4内に入る見かけ上の電磁波の透過でき る開口位置が変化し （第一の開口部 1 6 9 Cと第二の開口部 1 6 9 Dが切り換わ り） 、 電界分布を変化させている。 また同時に回転軸 2 2 3は第一の歯車 2 2 5 とも接続されており、 第一の歯車 2 2 5の回転により第二の歯車 2 2 6に回転力 が伝わる。 第二の歯車 2 2 6は、 ターンテーブル 1と接続されており、 食品 6を 回転させることで回転中心から見た同心円方向の均一化を図るものであるが、 歯 数を第一の歯車 2 2 5の歯数とは異ならせる （この実施例の場合は第二の歯車 2 2 6の歯数のほうを多く している） ことで、 より一層の均一化を図るものである c また、 形状認識センサ 2 2 7が食品 6の形状を認識して制御手段 1 9に信号を送 り、 制御手段 1 9はその信号に応じてマグネトロン 2やモータ 2 2 4やマグネト ロン 2の冷却用のファン 2 7の動作などを制御している。 この場合、 あらかじめ 食品の形状に応じて最適な給電方法 （開口部 1 6 9 C、 1 6 9 Dの切り替えバタ ーン、 マネトロン 2の電磁波放射パターンなど） を設定しておいて、 形状認識セ ンサ 2 2 7からの信号により切り替えるものである。 さらに安全のためカバー 2 5で開口遮蔽部 2 2 0などを覆うように構成し、 支持部 2 2 8でターンテーブル 1を保持する構成としている。

図 9 8は、 図 9 7の V— V' 断面構成図である。

加熱室 4の底面上の中央部 （縦の中央かつ横の中央） に第一の開口部 1 6 9 C の中央があり、 それよりマグネトロン 2寄りに第二の開口部 1 6 9 Dがある。 開 口部 1 6 9 C、 1 6 9 Dはそれぞれ長方形状で、 同じく長方形状の加熱室 4底面 と四辺が平行である。

図 9 9は、 図 9 7の W— W' 断面構成図である。

開口遮蔽部 2 2 0が開口部 1 6 9 C、 1 6 9 Dを覆っており、 円状の電磁波透 過部 2 2 1上に半円状の電磁波遮蔽部 2 2 2を有し、 回転軸 2 2 3により回転す る。 図 9 9の場合、 電磁波遮蔽部 2 2 2のため、 導波管 3内の電磁波は第一の開 口部 1 6 9 Cからは加熱室 4内に入りにくく、 第二の開口部 1 6 9 Dからは入り やすい状態となっている。 一方、 回転軸 2 2 3が半回転すると逆に、 導波管 3内 の電磁波は第一の開口部 1 6 9 Cからは加熱室 4内に人りやすく、 第二の開口部 1 6 9 Dからは入りにくい状態となる。 よって開口遮蔽部 2 2 0の回転により見 かけ上開口部 1 6 9 C、 1 6 9 Dが切り換わることになる。

ここで本実施例では、 一つの回転軸 2 2 3で開口遮蔽部 2 2 0とターンテープ ル 1の両方を回転させる構成である。 もちろん別々に回転軸を設けてより一層の 均一化をねらう構成にしてもよい。 また、 開口遮蔽部 2 2 0を加熱室 4内で回転 する構成にしているが、 導波管 3内で左右に直線運動する構成にしてもよい。 ま た、 モータ 2 2 4についても簡単な A Cモータで一定速度の回転をさせる構成が もっとも簡単である力 ステツビングモータを使ってこまめに制御してより一層 均一化をねらってもよい。 また、 第二の開口部 1 6 9 Dを加熱室 4の底面に構成 しているが、 加熱室 4の他の壁面に構成してもよい。 また形状認識センサ 2 2 7 の信号をもとに制御する構成としているが、 他のセンシング手段で検出部を構成 してもよい。

図 1 0 0は、 加熱室 4の中央付近 （すなわち第一の開口部 1 6 9 Cの上部） に 平らな （背の低い） 食品 6を置いたときに電界がどのように曲げられるかを示す 図である。 食品 6が開口部 1 6 9 Cをはさみ込むように生じた一対の逆向きの強 電界 2 2 9、 2 3 0を押し曲げて、 食品内強電界 2 3 1を起こし、 食品内強電界 2 3 1と食品 6の誘電定数により （1 ) 式に示した電力 Pに基づいて加熱される c このとき食品 6の中央下部に発熱部 2 3 2が生じ、 縁が煮える事なく食品 6の内 部が加熱される。 これが図 9 4で示したのと同様の損失の分布となるのである。 但しこの時は、 食品 6の中央下部が熱すぎて縁が冷たいという事で、 今までの電 子レンジとは正反対の問題が起きる。 よって前述のような第二の開口部 1 6 9 D との切り替えで均一化をねらうのである。 経験上、 加熱室 4底面の中央 （食品の 真下） の開口部で無い限り、 食品 6は縁が熱くなる。 これは底面中央以外の位置 の開口部では、 食品 6自身により加熱室 4内の電界分布が乱され、 開口部から離 れたところでは食品の縁を覆うような向きにしか電界が起こらないという事が原 因であろう。 加熱室 4底面の中央 （食品の真下） の開口部 1 6 9 Cの場合も開口 部から遠ざかるにつれて電界分布が乱れるが、 開口部 1 6 9 C付近は安定した強 電界 2 2 9、 2 3 0が保たれるため、 縁が煮える事なく食品 6の内部が加熱され るのである。 （図 1 0 0では、 強電界変形部 2 3 3だけが乱されているように示 しているが、 極端な場合は加熱室 4天面の四つの強電界 2 3 4が三つや二つになつ てしまう可能性もある。 ） また一般に食品は加熱室 4の中央に置かれるので、 第 —の開口部 1 6 9 Cは加熱室 4底面の中央にしなければならないが、 第二の開口 部 1 6 9 Dは取り付け位置に自由度が有ることもわかってきている。

図 1 0 1〜図 1 0 4は加熱室 4の断面図であり、 壁面にある開口部の位置によつ て電界の立ち方がどのように変わるかについて説明する。

加熱室 4を空胴共振器として （6 ) 式に従うモードを立てるには、 図 1 0 1〜 図 1 0 3の様に開口部の位置を決めるのがよい。 （ただしここでは簡単のため二 次元で考えることにする）

図 1 0 1は、 開口部 1 6 9 Eをはさみこむように逆向きの強電界 2 3 5. 2 3 6を起こし、 （2 2 * ) のモードを立てている。 このように （偶数、 偶数、 * ) のモードが同様に立てられる事は容易に考えられる。

図 1 0 2は、 開口部 1 6 9 Fをはさみこむように逆向きの強電界 2 3 7、 2 3 8を起こし、 （2 3 * ) のモードを立てている。 このように （偶数、 奇数、 * ) (奇数、 偶数、 * ) のモードが同様に立てられる事は容易に考えられる。

図 1 0 3は、 開口部 1 6 9 Gをはさみこむように逆向きの強電界 2 3 9、 2 4 0を起こし、 （3 3 * ) のモードを立てている。 （奇数、 奇数、 * ) のモードが 同様に立てられる事は容易に考えられる。

ところが図 1 0 4は、 開口部 1 6 9 Hをはさみこむように逆向きの強電界 2 4 1、 2 4 2を起こそうとするが、 （6 ) 式に従うモードにはならず、 電界分布が 推定できない。 これは加熱室 4壁面と開口部 1 6 9 Hが平行でないからである。 以上のように、 本発明によって、 加熱室 4壁面と開口部 1 6 9を平行にするこ とで、 ねらった通りの電界が起こせる事がわかる。

図 1 0 5に、 本発明の第 3 4の実施例の加熱効率を表す特性図を示す。 図 1 0 5はマグネ トロン 2から見た反射の状態 （整合状態） を示すスミスチャートであ り、 斜線部は高効率領域 1 9 5 (加熱室 4内にもっとも効率的に電磁波が入る領 域） である。 このとき第一の開口部 1 6 9 C、 第二の開口 1 6 9 Dのみがそれぞ れ開放されている場合の反射の特性を 2 4 3、 2 4 4として、 いずれも高効率領 域 1 9 5に有り定格出力が出るように整合を取っている。 よって前述のように均 —加熱ができると同時に加熱効率を高くすることができる。

図 1 0 6は、 平らな食品の代表である皿 2 1 9上のしゅうまい 2 4 5を上から 見た平面図を示す。 これを図 1の様な従来の電子レンジで加熱すると、 図 1 0 7 の特性が得られる。 図 1 0 7の横軸は加熱終了時からの放置時間で、 縱軸は温度 である。 しゅうまい 2 4 5の中央部 2 4 6 (斜線のある部分） の 4ケのしゅうま いの平均温度を X ,、 しゅうまい 2 4 5の周囲部 2 4 7 (斜線の無い部分） の 1 2ケのしゅうまいの平均温度を X ₂としており、 周囲部 2 4 7の方が中央部 2 4 6より熱くなることを示している。 これは従来の電子レンジでは、 しゅうまいの ような平らな食品は縁ばかり加熱されて中央が加熱されにくいという特徴を示す ものである。

図 1 0 8は、 図 1 0 6の 1 6ケのしゅうまい 2 4 5を、 本発明の高周波加熱装 置で加熱した時の温度ばらつきを示す特性図である。 加熱終了時からの放置時間 を横軸に、 温度を縦軸に取ると、 しゅうまい 2 4 5の中央部 2 4 6の 4ケの平均 温度 X ,と、 しゅうまい 2 4 5の周囲部 2 4 7の 1 2ケの平均温度 X ₂とカ^ ほぼ 同じ温度になっており図 1 0 7より均一加熱が進んだことを示す。

但し、 複数の開口でそれぞれ整合を取れば必ず図 1 0 8のようになるとは言え ない。 第一の開口部 1 6 9 C、 第二の開口部 1 6 9 Dがそれぞれ、 中央部 2 4 6、 周囲部 2 4 7を加熱する傾向があるのは間違いないが、 まったく同じスピードで 昇温するとは限らない。 たとえば図 1 0 9のように、 中央部 2 4 6の平均温度 X ,が周囲部 2 4 7の平均温度 X ₂より大きいこと （従来の特性の図 1 0 7とは逆転） が起こりうる。 何故ならば、 しゅうまいの数が周囲部 2 4 7は 1 2ケなのに対し て中央部 2 4 6は 4ケしかなく、 それぞれの開口部 1 6 9 C、 1 6 9 Dから同じ 量の電磁波が加熱室 4内に入ったとしても中央部 2 4 6の方が速く昇温するかも 知れないからである。 よって中心温度と周囲温度の上昇のバランスを変える解決 策として、 本発明の第 3 5の実施例ないし第 3 7の実施例を図 1 1 0〜図 1 1 3 に示す。

第 3 5の実施例として、 図 1 1 0には、 図 9 8の構成とは異なって、 第一の 開口部 1 6 9 Cの開口面積を第二の開口部 1 6 9 Dの開口面積より小さくするこ とで、 第一の開口部 1 6 9 Cから加熱室 4内に入る電磁波の量を絞った例を示す。 その結果、 中心温度の上昇を抑えることで、 図 1 0 9のような特性を図 1 0 8の ような特性に最適化することができる。

第 3 6の実施例として、 図 1 1 1には、 図 1 0 5での特性とは異なって、 第一 の開口部 1 6 9 Cでの反射の状態 （整合状態） をずらした例を示す。 第二の開口 部 1 6 9 Dでの特性 2 4 4は高効率領域に保ったまま、 第一の開口部 1 6 9 Cで の特性 2 4 3を図 1 1 1のようにずらすのである。 図 1 1 0の効果と同様、 第一 の開口部 1 6 9 Cから加熱室 4内に入る電磁波が減り （反射が増えて） 中心温度 の上昇を抑えることで、 図 1 0 9のような特性を図 1 0 8のような特性に最適化 することができる。

第 3 7の実施例として、 図 1 1 2〜図 1 1 3には、 開口部 1 6 9 C、 1 6 9 D の開時間の比率を変える例を示す。 図 1 1 3は図 1 1 2の Y— Y' 断面図である。 図 1 1 2は図 9 7の構成とは異なって、 電磁波遮蔽部 2 2 2が遮蔽突出部 2 4 8 と遮蔽開口部 2 4 9を有する工夫をしている。 この場合、 開口遮蔽部 2 2 0がー 回転する間の大半の時間は第二の開口部 1 6 9 Dが開放されており、 遮蔽突出部 2 4 8が第二の開口部 1 6 9 D上にあり遮蔽開口部 2 4 9が第一の開口部 1 6 9 C上にあるときだけ、 第一の開口部 1 6 9 Cが開放される。 その結果、 中心温度 の上昇を抑え、 かつ周囲温度の上昇を促進することで、 図 1 0 9のような特性を 図 1 0 8のような特性に最適化することができる。

また図示しないが、 モータ 2 2 4としてステッピングモータを用いて、 開口遮 蔽部 2 2 0の回転が一定でなく、 開口部 1 6 9 C、 1 6 9 Dの遮蔽と開放を切り 替える途中段階の時間を極力短くする構成が考えられる。 たとえば図 1 0 5のよ うに、 開口部 1 6 9 C、 1 6 9 Dのどちらかだけの特性 2 4 3、 2 4 4を実現で きたとしても、 切り替える途中段階 （たとえば開口部 1 6 9 C、 1 6 9 Dがそれ ぞれ半分ずつ開放されている場合） では反射が増えて効率が落ちる可能性が高い。 よってそのタイミングた'け開口遮蔽部 2 2 0を高速動作させ、 極力、 加熱効率を 落とさないようにすることができる。

さて、 本実施例では平らな食品を例に挙げ、 加熱効率の向上と加熱分布の均一 化について述べた。 しかし食品にはさまざまな種類や形状があり、 加えて皿の影 響も考えなければならない。 よって、 本実施例以外の例として、 食品に応じて開 口部 1 6 9 C、 1 6 9 Dの開放時間のバランスを変えるなど、 最適化のためにい ろいろな方法が考えられることを付け加えておく。

なお、 局所的な加熱について、 実施例の中ではしゅうまいや牛スライス肉の解 凍など、 かなり細かい部分の加熱を説明したが、 これに限らず、 たとえばまぐろ 一匹の中央部と外部を切替えるなど広範囲に渡る部分を局所加熱する例も考えら れる。

以上のように、 本発明の高周波加熱装置によれば、 次の効果がある。

局所加熱手段が被加熱物の任意の部位を加熱できるので、 全体の加熱分布を均 一にしたり、 加熱する部位と加熱しない部位を明確に区別できる効果がある。 被加熱物と局所加熱手段との間で局所加熱手段を保護する保護手段を有すれば、 いかなる場合も被加熱物の任意の部位の加熱を妨げないので、 被加熱物のかすの 直搫により局所加熱手段が動かないとか、 被加熱物のかすによる電磁波の吸収で 電磁波の方向に影響が出るとかの問題がなく、 局所加熱を邪魔させない効果があ る。 よって安定して狙った部位の局所加熱ができる。

局所加熱手段は載置台よりも下に位置し、 保護手段は載置台と局所加熱手段の 間に位置すれば、 載置台によっても局所加熱手段が保護される。 また、 局所加熱 手段が常に被加熱物に近いところに位置すれば、 電磁波を他の壁面で反射させず に、 直接、 被加熱物の狙った部位に放射できるため、 より局所加熱しやすい効果 がある。

保護手段は被加熱物を載置し、 局所加熱手段は保護手段よりも下に位置すれば, 保護手段と載置台とを兼用するか一体化できるため、 構成が簡単で部品が少なく て済むので、 全体として小型化、 軽量化、 低価格化できる効果がある。

保護手段が少なくとも一部に誘電体を有すれば、 誘電体で局所加熱手段を保護 すると同時に、 誘電体を介して局所加熱手段からの電磁波を加熱室内に放射でき るため、 容易に狙った部位を局所加熱できる効果がある。

局所加熱手段が、 電磁波放射手段が放射した電磁波を導く導波部と、 導波部が 導いた電磁波を加熱室内に放射する放射部とを有し、 電磁波放射手段から放射部 までの電磁波が通過する距離を常に略一定とすれば、 電磁波にとって、 電磁波放 射手段から放射部までのインピーダンスが一定なので、 局所加熱手段をどのよう に制御するかに関わらず、 整合状態を維持しやすく、 加熱効率を高く保つことが できる効果がある。 また加熱効率が高いと、 結果として、 加熱時間の短縮、 省ェ ネルギー化の効果もある。

電磁波放射手段から放射部までの電磁波が通過する距離を、 電磁波の通過経路 における波長を λ gとして、 ス g Z 2の略整数倍とすれば、 放射部での電界が強 くなるので、 被加熱物を放射部に近づけて置く場合には効率が極めて高い効果が める。

放射部が有する電磁波結合部と駆動手段とを接続し、 放射部が電磁波結合部を 中心に回転駆動するように駆動手段を制御すれば、 駆動手段の制御により放射部 からの電磁波の放射位置を変え、 被加熱物の加熱部位を自由に変えられる効果が ある。 よって局所加熱を容易に実現できる効果がある。

導波部が電磁波放射手段と加熱室を接続する導波管を有し、 電磁波結合部が導 波管内と加熱室内とに渡るものとすれば、 電磁波結合部がアンテナとなり導波管 内の電磁波を効率的に加熱室内に導き出せるため、 より一層加熱効率を向上でき る効果がある。

電磁波放射手段から電磁波結合部までの電磁波が通過する距離を、 電磁波の通 過経路における波長を； I gとして、 λ gZ 2の略整数倍とすれば、 電磁波の通過 経路に定在波を起こした場合、 電磁波結合部の位置で最も電界が強くなり、 電磁 波結合部が導波管内の電磁波を最も効率的に加熱室内に導き出せる効果がある。 放射部が被加熱物よりも下に位置すれば、 放射部が常に被加熱物に近いところ に位置するので、 電磁波を他の壁面で反射させずに、 直接、 被加熱物の狙った部 位に放射できるため、 より局所加熱しやすい効果がある。

加熱室内で被加熱物を載置する載置台を有し、 載置台の中心は加熱室の略中心 に位置すれば、 載置台を大きく して加熱室内のスペースを有効に利用できる効果 がある。 よって、 大きさの大きな被加熱物を載置したり、 数多く載置したりでき る効果がある。 結果として、 使用者にとって使い勝手がよい効果がある。

載置台の中心を回転中心として載置台を回転駆動するように載置台駆動手段を 制御すれば、 回転中の載置台の上下動を抑制し安定した駆動ができるため、 狙つ た加熱部位を局所加熱しやすい効果がある。 また同様に、 被加熱物を振動させに くいので、 回転中にこぼれたりしにくい効果がある。

局所加熱手段の制御と載置台駆動手段の制御とを連動して行なえば、 被加熱物 に対する局所加熱手段の位置の把握や変更が容易である。 よってより一層、 狙つ た加熱部位を局所加熱しやすい効果がある。

局所加熱手段の制御と載置台駆動手段を減速または停止させる制御とを、 同時 に、 または、 前後して行なえば、 局所加熱手段と載置台駆動手段が局所加熱する に最適な位置関係になったときに、 その状態を長く維持できる。 狙った加熱部位 を間違いなく局所加熱できるのと、 局所加熱の時間短縮ができる効果がある。 放射部が駆動する範囲が加熱室底面の内側となるよう駆動手段を制御れば、 駆 動に要するスペースや加熱室外のスペースを小さくできる効果がある。 また、 駆 動する範囲から加熱室外に電磁波が漏れにくいので、 特殊なシール構成は不要と なり、 構成が簡単で部品が少なくて済むので、 全体として小型化、 軽量化、 低価 格化できる効果がある。

載置台が、 導電性材料からなる電磁波遮蔽部と中心近傍に電磁波透過部とを有 すれば、 被加熱物の底面中央近傍を局所加熱できる効果がある。

放射部からの電磁波の方向を、 被加熱物の有る方向と、 被加熱物の無い方向と を切り替えるよう制御すれば、 被加熱物に直接電磁波を放射する局所加熱と、 局 所加熱を避け、 加熱室壁面で反射した後の電磁波での加熱とを切り替えることが できる。 よって使用目的に応じて電磁波を集中させたり、 集中しないようにでき るので、 より一層自由に加熱分布を変えることができる効果がある。

被加熱物の略底面中央の加熱と、 被加熱物の略周囲の加熱とを切り替えるよう、 局所加熱手段を制御すれ 、 簡便な方法で被加熱物の加熱分布を均一にできる効 果カある。

被加熱物の加熱部位を 2次元ないし 3次元で切り替えるよう、 局所加熱手段を 制御すれば、 より一層きめ細やかに加熱分布を変えることができる効果がある。 局所加熱手段を断続的に制御する断続制御手段を有していれば、 被加熱物の加 熱部位を断続的に切り替えられ、 限られた部分に電磁波を集中できるので、 より —層自由に加熱分布を変えることができる効果がある。

局所加熱手段を連続的に制御する連続制御手段を有していれば、 被加熱物の加 熱部位を連続的に切り替えられるので、 加熱の局所的な集中を避け、 広範囲の部 分を均一加熱できる効果がある。

局所加熱手段を断続的に制御する断続制御手段と、 局所加熱手段を連続的に制 御する連続制御手段と、 断統制御手段と連続制御手段を切り替える切り替え制御 手段を有していれば、 目的に応じた切り替えが容易である。

使用者が設定できる設定手段を有し、 設定手段により局所加熱手段を制御すれ ば、 設定内容に応じた適切な局所加熱を実現できる効果がある。

検出量として被加熱物の物理量またはその変化量または加熱室内の状態を示す 物理量またはその変化量の少なくとも一つを検出する検出手段を有し、 検出手段 の検出量により局所加熱手段を制御すれば、 被加熱物自体の状態や加熱室内の状 態に合わせて、 適切な局所加熱を実現できる効果がある。

被加熱物の温度分布を検出する温度分布検出手段により局所加熱手段を制御す れば、 実際の温度情報を元に局所加熱手段を制御するので、 最適な局所加熱を実 現できる効果がある。

被加熱物の形状を検出する形状検出手段または被加熱物の重量を検出する重量 検出手段の少なくとも一つを有すれば、 加熱しなくても被加熱物の状態をおおよ そ決めることが可能となる。 このため無駄な加熱を防ぎ、 より一層効率的に局所 加熱できる効果がある。 加熱開始の前後に形状検出手段または重量検出手段の少なくとも一方により加 熱すべき領域を判定する領域判定制御手段を有すれば、 加熱開始したかどうかに 関わらず加熱すべき領域が判るので、 領域内、 すなわち被加熱物のみを効率的に 局所加熟できる効果がある。

局所加熱手段の制御と電磁波放射手段の制御とを連動して行なえば、 局所加熱 したい部位を加熱できる状態の時のみ電磁波を放射したり、 局所加熱したくない 部位を加熱できる状態の時には電磁波を放射しないなど、 より一層きめ細やかな 加熱制御ができる。

電磁波放射手段を制御して出力を減少するか 0とした後で局所加熱手段を制御 すれば、 局所加熱手段を制御し終えるまでに、 加熱しなくてもよい部分を通過し ても、 無駄な加熱をしなくてすむ効果がある。

局所加熱手段を制御した後で電磁波放射手段を制御して、 出力を増加させれば、 同様の効果がある。

局所加熱手段の位置を検出する位置検出手段により局所加熱手段を制御すれば、 局所加熱手段を狙った位置に正確に制御できるので、 より精度よく局所加熱でき る効果がある。

加熱開始時または加熱終了時の少なくとも一方で、 局所加熱手段を所定の位置 に制御すれば、 次の加熱を行なうときに所定の位置を基準として局所加熱手段を 狙つた位置に制御すればよいので、 位置制御が簡単にできるという効果がある。 また、 被加熱物抽出手段により加熱室内の被加熱物を抽出し、 低温部分抽出手 段で被加熱物の中の低温部分を抽出して分布可変手段を制御れば、 無駄な加熱を せず適切に食品を加熱し、 エネルギー消費を低減することができる。

また、 加熱範囲設定手段で設定された加熱範囲の中から低温部分抽出手段が低 温部分を抽出して分布可変手段を制御すれば、.最適温度の違う異種の食品を同時 にそれぞれの最適温度に加熱調理することができる。

また、 加熱範囲を登録手段で登録記憶手段に登録し、 登録呼出手段で呼び出せ ば、 操作は簡単で使用者の使い勝手を向上することができる。

また、 第一の操作キーで被加熱物の種類または電磁波による加熱出力の大きさ- または加熱時間または加熱方法の少なくとも一つを入力してから第二の操作キー で加熱の開始を入力するまでの間に加熱部位切替え部を制御し始めれば、 加熱の 開始時にはすでに適切な 位を加熱できる状態になっている。 よって無駄な部分 を加熱することがなく、 加熱むらを抑えたり加熱の均一化が図れる。 同様に、 無 駄な部分を加熱することがないので、 加熱時間が短くなり使用者の待ち時間を少 なくすることができる。 また、 無駄な部分を加熱することがないので、 加熱効率 が向上し省電力化が図れる。 また、 加熱の開始前に加熱部位切替え部を制御して いれば、 加熱中に加熱部位切替え部を制御しなくてよかったり制御回数を減らす ことができる。 よって、 加熱部位切替え部を制御している途中に電界が乱された り反射波が増えたりする問題を抑えることができ、 電磁波放射手段での異常な発 熱を防ぐことができる。 よつて電磁波放射手段の耐久性を高めることができる。 同様に、 電界が乱されたり反射波が増えたりする問題を抑えることができ、 高調 波の発生を防ぐことができる。 よってノイズを抑制し、 高周波加熱装置の中の他 の部品や、 外部の機器の誤動作を防ぐこともできる。

加熱の目的に応じて加熱部位を変化させることができれば、 被加熱物を均一に 加熱するように動作させたり、被加熱物の特定部分を集中的に加熱するように動 作させることがある程度可能となる。 代表的な高周波加熱装置として電子レンジ で調理を行う場合、 単品の食品をむらなく加熱したり、 多品種の食品を選択的に 加熱 （たとえば一つの皿の上で、 煮物や揚げ物は加熱し生野菜は加熱しない） し たりすることができる。

駆動部が加熱開始直後は局所加熱手段を一定周期で駆動し、 加熱途中で周期を 変えるかまたは停止するよう駆動制御すれば、 加熱開始直後に生じる加熱分布と 加熱途中からの加熱分布を変えることができる。 特に加熱途中からは被加熱物の ある特定の部分を集中的に加熱することができるので、 加熱途中までに発生した 加熱むらを補うため加熱の遅れている部分を加熱して均一化を図ったり、 より部 分的に加熱したい部分だけ加熱することができる。

制御部は加熱開始直後は電磁波放射手段の加熱出力を一定とし、 加熱途中で局 所加熱手段の状態によって加熱出力を変化させるかまたは加熱停止するよう制御 すれば、 加熱開始直後に生じる加熱分布と加熱途中からの加熱分布を変えること ができる。 特に加熱途中からは被加熱物のある特定の部分を加熱しないようにで きるので、 加熱途中までに発生した加熱むらを補うため加熱の進んでいる部分を 加熱しないようにして均一化を図ったり、 より部分的に加熱したくない部分だけ 加熱しないようにできる。

電磁波を給電室を介して加熱室に導き、 給電室内に給電口切り替え部を設けれ ば、 導波管と加熱室の間を給電室でつなぐこととなり、 電磁波の反射を抑えやす くマッチングが取りやすい効果がある。 また、 加熱室内に給電口切り替え部が出つ 張ることがなく、 特に使用者が手を触れないよう給電口切り替え部にカバーをす る場合、 カバーを含めて加熱室底面上を平らにできるため、 使用者が加熱室内を 掃除しやすい効果がある。 また、 局所加熱手段にカバーをする場合、 カバーのサ ィズは加熱室底面の全体を覆わなくても給電室を覆うサイズで十分であり、 カバ 一の小型化 ·低価格化が実現できる。

また、 ターンテーブルが金属あるいは導電性材料からなり、 回転方向に電磁波 の波長の 1ノ 2以上の長さの隙間を有すれば、 電磁波がターンテーブルの隙間を 介して上下に透過することができる。 よつて被加熱物の加熱部位を容易に切り替 えることができる。

ターンテーブルを金属あるいは導電性材料で構成すれば、 耐熱性が高く、 普及 タイプのオーブン機能付き電子レンジのようにヒータを加熱室底面下に構成する 場合も、 使用することが可能である。

ターンテーブルを電磁波の透過する材料で構成すれば、 電磁波がターンテープ ルを介して電磁波が反射する事なく上下に透過することができる。 よつて容易に 被加熱物の加熱部位を切り替えることができる。

加熱室底面上に半径 rのターンテーブルの回転中心を中心として R〉 rなる半 径 Rの円内が上方に凸の傾斜を有すれば、 ターンテーブルの上方あるいは周囲に 液体の被加熱物をこぼした場合、 ターンテーブルを外さなくても掃除ができるな ど作業性がよい効果がある。

局所加熱手段を制御して、 加熱開始後は被加熱物の中央を加熱し、 その後周囲 を加熱すれば、 被加熱物の縁の加熱しすぎを防ぐ効果がある。 よって加熱むらを 抑える効果がある。 加熱むらが少ないと無駄な加熱をしなくて済むので、 加熱効 率が良く省電力化が図れ、 加熱時間が短くなり使用者の待ち時間を少なくするこ とができる。

局所加熱手段により、 加熱開始後は電磁波の方向を加熱室底面の中央に向けれ ば、 被加熱物の中央が主に加熱され、 その後電磁波の方向を加熱室底面の外側に 向ければ、 被加熱物の周囲が主に加熱されるので加熱むらを少なくすることがで さる。

被加熱物の物理量や加熱室内の状態を検出する検出部の出力により、 被加熱物 に部分的な加熱しすぎが発生する前に給電口切り替え部を駆動すれば、 加熱部位 を切り替えて加熱むらを抑える効果がある。

冷凍状態にある被加熱物を解凍する場合、 被加熱物の最高温度が o °c以下と推 定される範囲では連続的に電磁波を放射して加熱し、 最高温度が o °cを越えたと 推定したとき電磁波の放射を一時停止するよう制御すれば、 最高温度が 0 °cを越 えたあとの温度差の拡大を抑え、 停止時間の間に被加熱物内の熱伝導により温度 むらを縮小する効果がある。 よって加熱むらの少ない解凍の仕上がりが提供でき る。

電磁波の放射を停止あるいは減少させているときに局所加熱手段を駆動すれば、 駆動中に加熱室内の電磁波が撹拌されることはない。 よって電磁波放射手段を安 定な動作領域で使用できるので、 不要輻射や電磁波放射手段の温度上昇を抑える 効果があり、 ノィズ対策や冷却構成を容易にすることができる。

局所加熱手段を回転導波管、 回転アンテナまたはスタラーで構成すれば、 簡単 な構成および駆動方法で電磁波の方向を容易に切り替えることができる。 よって 低価格で実現でき、 過去の実績からも明らかなように信頼性がある。

局所加熱手段を駆動する駆動部を、 ステッピングモータまたは、 その他のモー 夕とスィツチの組合せで構成すれば、 局所加熱手段の位置制御が正確かつ容易な ため、 電磁波の方向を正確かつ容易に制御できる。 よって簡単、 低価格な構成で- よりいつそう精度の良い加熱部位の切り替えができる。 電磁波の放射の一時停止時間を検出手段の出力により決定すれば、 被加熱物ま たは加熱室内の状態に応じて、 被加熱物内部の熱伝達や被加熱物と加熱室内の雰 囲気温度との差による温度上昇の割合を決めることができる。 よって被加熱物の 解凍むらを抑えるような適切な加熱ができる。

複数の導波管が互いに隣接すれば、 狭いスペースで、 かつ少ない部材で構成で きる。 よって小型化、 軽量化、 低価格化が図れる。

電界の節で導波管が分岐すれば、 電磁波が分岐後の導波管内に効率よく伝送さ れ、 よって複数の開口を介して効率よく加熱室内にも伝送されるため加熱効率が 良い。 よって加熱時間が短くて良いので、 使用者の待ち時間を短くでき、 余分な 電力の消費を極力抑えることができるので省エネルギー化が図れ、 電磁波放射手 段での損失が減るため信頼性が向上する。

分岐後の複数の導波管の断面積を小さくすれば、 抉いスペースで、 かつ少ない 部材で構成できる。 よって小型化、 軽量化、 低価格化が図れる。 分岐する導波管 の長さが管内波長; l g の 1 Z 2の 0以上の整数倍となるので、 分岐後の導波管内 でも電磁波が管内波長 l g で共振することができる。 よって電磁波が複数の開口 を介して効率よく加熱室内にも伝送されるため加熱効率が良い効果がある。

第一の導波管と分岐する導波管との分岐点の幅が管内波長 の 1 Z 4以下と すれば、 共振状態にある第一の導波管内の電磁波が共振状態のまま分岐後の導波 管にも効率よく伝送される。 よって電磁波が複数の開口を介して効率よく加熱室 内にも伝送されるため加熱効率が良い効果がある。

複数の開口部を有し、 遮蔽部が、 加熱室または導波管または少なくともどちら か一方に固定された金属あるいは導電性を有する部材のいずれかにある突起部と 接触しながら開口部を遮蔽すれば、 遮蔽部と突起部の間からは電磁波が伝送され ず完全な遮蔽ができる。 よって電磁波の出る開口部を正確に切り替えることがで きるため、 加熱分布を自由に変化させることができ、 目的に応じた最適な加熱分 布を得る事ができる。 よってどのような食品でも均一に加熱することができる。 また同様に、 遮蔽部と突起部との間から外部への電磁波の漏洩も抑えられるので， 安全であり、 外部の機器などに対するノィズの問題もなく誤動作等を防ぐことも できる。

複数の開口部を有し、 シール部が、 加熱室または導波管または少なくともどち らか一方に固定された部材のいずれかに構成されれば、 遮蔽部と開口部の間から は電磁波が伝送されないうえ、 外部への電磁波の漏洩も抑えられる効果がある。 一つの遮蔽部で同一壁面上の複数の開口部を遮蔽したり開放したりすれば、 遮 蔽部の構造が簡単で部品の数が少なくてよい。 よって低価格化が図れる効果があ る。 また、 もし仮になんらかの事故により遮蔽部が動かなくなったとしても、 必 ずどこかの開口部が開放されており、 常に加熱室内に電磁波が供給される。 よつ て、 開口部がすべて遮蔽され加熱室内に電磁波が入らないということが無く、 電 磁波放射手段や導波管内での異常な損失や発熱が起こりにく く、 安全で信頼性が 高い効果がある。

一つの駆動部で、 複数の開口部を遮蔽したり開放したりする遮蔽部を動作させ れば、 駆動部の構造が簡単で部品の数が少なくてよいとか、 制御が容易である効 果がある。 よって小型化、 軽量化、 低価格化が図れる。

電磁波の放射を停止しているときに遮蔽部を動作させれば、 遮蔽部の動作途中 に電界が乱されることが無く、 電磁波放射手段での異常な損失や高調波の発生を 防げる。 よって安全で信頼性が高く、 外部の機器などに対するノイズの問題もな く誤動作等を防ぐこともできる。

加熱開始時または加熱終了時に、 遮蔽部の位置を軽量の被加熱物かあるいは短 時間の加熱に適した位置とすれば、 毎回加熱が始まつたときには軽量の被加熱物 などの短時間の加熱の準備ができている。 よって、 軽量の被加熱物を入れたとき に加熱の失敗が無い。 一方、 大量の被加熱物など長時間の加熱が必要なものを入 れたときは、 加熱を始めた後に遮蔽部の位置を適切な位置に動かしても充分間に 合う。 結局本発明によると、 軽量の被加熱物を入れたときに、 加熱当初から適切 な加熱分布を与えることができる。 また、 軽量の被加熱物を入れたときに、 あま り遮蔽部の動作をさせなくてよいので、 遮蔽部の位置を動かすための電力や遮蔽 部の動作途中の損失が無く、 より一層効率よく加熱することができ、 時間短縮が 図れる効果もある。 また、 加熱開始時または加熱終了時に、 被加熱物の位置が軽 量の被加熱物かあるいは短時間の加熱に適した位置となるよう駆動部を制御する ので、 毎回加熱が始まつたときには軽量の被加熱物などの短時間の加熱の準備が できている効果がある。

加熱開始後しばらくの間は検出手段の出力を受けないかもしくは無視すれば、 検出手段にとって加熱初期の電磁波が不安定な状態での誤検出の心配が無く、 安 定状態での正確な検出ができる。 よって検出手段の出力に基づく制御も正確であ り、 信頼性の高い動作が実現できる。 同様に、 被加熱物の初期の状態を検出手段 で検出する目的で開始後しばらくの間電磁波を出さない期間を設けるという必要 が無く、 最初から効率的に加熱することができる。 よって使用者の待ち時間を短 くすることができる。

検出手段の出力によっては加熱開始から加熱終了までの間に遮蔽部を複数回動 作させれば、 それにより加熱分布が変化するため、 被加熱物の状態に対応した適 切な加熱ができる。 よってどのような被加熱物でも均一に効率よく加熱すること ができる。

検出手段の出力によっては加熱開始から加熱終了までの間に被加熱物の位置を 複数回変化させるよう駆動部を制御すれば、 それにより加熱分布が変化するため、 被加熱物の状態に対応した適切な加熱ができる。 よってどのような被加熱物でも 均一に効率よく加熱することができる。

導波管内の回転体などの駆動体と複数の開口を有する構成とすれば、 回転体の 回転により複数の開口のうち電磁波の出やすい開口と出にくい開口を切り替え、 見かけ上いろいろな電界をこまめに切り替えられることになり、 被加熱物を全体 的に均一に加熱できる。

導波管内部に回転体などの駆動体を構成すれば、 簡単な構成で場所を取らず、 全体の大きさに対する加熱室内部の有効容積を維持できる。

操作キーの入力に応じて駆動体が複数の動作パターンを切り替える構成とすれ ば、 一定回転に比べると被加熱物や全体の加熱シーケンスに合わせて最適な電界 分布を切り替えながら加熱できるため、 より一層均一に加熱できる。

また逆に、 電界分布を切り替えるほどの分布の良さが要求されない場合 （たと えば対流により底面さえ加熱しておけば分布が均一になる牛乳などの液体状のも の） が入力された時、 最も整合の取れた位置に回転体を停止させることもできる。 この時は効率良く被加熱物を加熱できるので、 加熱時間が短くて済み、 使用者の 待ち時間を短くできる。 また同様に、 損失が減り省電力化が図れる。 さらに同様 に電磁波放射手段での熱ストレスが減り、 信頼性が増す。

検出手段で被加熱物や加熱室内の状態を検出しそれに応じて回転体が複数の動 作パターンを切り替える構成とすれば、 被加熱物の状態に合わせて最適な電界分 布を切り替えながら加熱できるため、 より一層均一に加熱できる。

また逆に、 検出手段により、 電界分布を切り替えるほどの分布の良さが要求さ れない状態 （たとえば対流により底面さえ加熱しておけば分布が均一になる牛乳 などの液体状のもの） と判断すれば、 その後最も整合の取れた位置に回転体を停 止させることもできる。 この時は効率良く被加熱物を加熱できるので、 加熱時間 が短くて済み、 使用者の待ち時間を短くできる。 また同様に、 損失が減り省電力 化が図れる。 さらに同様に電磁波放射手段での熱ストレスが減り、 信頼性が増す。 冷凍食品を用いる場合 （解凍調理の場合） に回転体を回転動作させるので、 加 熱室内の電界は常に変化し、 冷凍食品の一部分への電磁波の集中を防ぐことがで きる。 よって全体が凍っているのに一部分だけ煮えるような解凍特有の分布むら を起こしにく くできる。

操作キーで牛乳や汁物を入力したときには食品載置台を回転させないようにす れば、 回転による整台状態の変化は起こらない。 このとき整台が取れれば最も効 率良く加熱できる。 またこのときは、 ターンテーブルの回転のための電力が不要 となり、 省電力化が図れる。 一般に牛乳や汁物など液体状のものは、 ターンテー ブルの回転や停止による分布への影響は少ないため、 分布むらの問題は起こらな い。

検出手段で被加熱物が液体状と判別したときには食品載置台を回転させないよ うにすれば、 回転による整合状態の変化は起こらない。 このとき整合が取れれば 最も効率良く加熱できる。 またこのときは、 食品載置台の回転のための電力が不 要となり、 省電力化が図れる。 電磁波を複数の開口部を介して加熱室内に導けば、 開口部ごとに異なった電界 分布を起こすことができ、 一つの開口部の場合に比べて被加熱物を均一に加熱す ることができる。

また、 加熱室底面上に開口部を有すれば、 その開口位置によりおおよそ被加熱 物のどこを強く加熱できるかが決まり、 ねらった分布をつくりやすい。 また、 同 様に加熱室底面上に開口部を有すれば、 比較的被加熱物と開口部の位置が近く、 加熱効率が良い。 よって加熱時間が短くて良いので使用者の待ち時間を短くでき、 余分な電力の消費を極力抑えることができるので省エネルギー化が図れ、 電磁波 放射手段での損失が減るため信頼性が向上する。

被加熱物の高さ方向の位置を変化させるかもしくは被加熱物と被加熱物底面下 の導電性を有する部材との距離を変化させれば、 加熱室内の電界分布が同じでも 被加熱物内の加熱分布を変化させる事ができ、 分布を自由にコントロールできる _c 開口部の切り替えにより、 操作キーの入力や検出部の出力に応じて複数の開口 部のうち電磁波の出やすい開口部を切り替えれば、 操作内容や検出内容に合った 加熱分布を起こすことができ、 被加熱物の加熱分布の均一化が図れる。

開口部の切り替えにより、 被加熱物が液体状の場合は複数の開口部のうち被加 熱物の底面中央にもっとも近い開口部から電磁波を出やすくすれば、 被加熱物の 底面中央を集中的に加熱することができ、 他の部分より温度を高くできる。 そし てこのとき被加熱物は液体状なので対流が起こり上下方向には自然に温度が平均 化され、 液体状の被加熱物に特有の問題である上部の加熱しすぎが無く、 上下に 温度差の無い均一な加熱分布が実現できる。

開口部の切り替えにより、 被加熱物がある程度以上高さが高いかまたは重量が 重い場合は複数の開口部のうち被加熱物の底面中央にもっとも近い開口部からは 電磁波が出にく くなるようにすれば、 大きな被加熱物に特有の問題である底面を 加熱しすぎることによる焦げつきや下部の加熱しすぎが無く、 上下に温度差の無 い均一な加熱分布が実現できる。

操作キーの入力や検出手段の出力に応じて、 被加熱物の高さ方向の位置を変化 させるかもしくは被加熱物と被加熱物底面下の導電性を有する部材との距離を変 化させれば、 操作内容や検出内容によって加熱分布を変化させることができ、 目 的に応じた最適な加熱分布が得られる。

被加熱物がある程度以上高さが低いかまたは重量が軽い場合は、 披加熱物の高 さ方向の位置を上げるかもしくは被加熱物と被加熱物底面下の導電性を有する部 材との距離を大きくすれば、 小さな被加熱物に特有の問題である電界の局所的な 集中の無い均一な加熱分布が実現できる。

シール部が複数の開口部のうち第一の開口部と第二の開口部の間で導波管から 分岐する副導波管内を移動可能とすれば、 シール部の移動により見かけ上導波管 から加熱室内へ電磁波を伝送しやすい開口部を切り替えることができ、 加熱分布 を自由に変化させることができる。

同様に、 開口部を切り替える際にスパークや電波漏洩が起こらないので極めて 安全である。

シール部の移動により、 操作キーの入力や検出部の出力に応じて導波管から加 熱室内へ電磁波の出やすい開口部を切り替えれば、 操作内容や検出内容に台った 加熱分布を起こすことができ、 被加熱物の加熱分布の均一化が図れる。

第一の温度センサにより被加熱物の垂直方向の複数箇所の温度やその温度変化 を検出し、 第二の温度センサにより被加熱物の水平方向の複数箇所の温度やその 温度変化を検出すれば、 被加熱物全体の温度分布が精度よく検出できる。

温度センサにより被加熱物の温度分布を検出し、 被加熱物の高さ方向の位置を 変化させるかもしくは被加熱物と被加熱物底面下の導電性を有する部材との距離 を変化させて、 低温部分に電磁波を集中させるかあるいは高温部分に電磁波を集 中させないようにすれば、 被加熱物の実際の温度に応じて加熱の分布むらを抑え ることができ、 極めて均一な加熱ができる。

温度センサにより被加熱物の温度分布を検出し、 開口部の切り替えにより複数 の開口部のうち電磁波の出やすい開口部を切り替えて、 低温部分に電磁波を集中 させるかあるいは高温部分に電磁波を集中させないようにすれば、 被加熱物の実 際の温度に応じて加熱の分布むらを抑えることができ、 極めて均一な加熱ができ る 温度センサの出力から被加熱物の低温部分の温度上昇度が大きくなるかあるい は高温部分の温度上昇度が小さくなると判断したとき、 すなわち温度むらが改善 できる状態になつたときに、 食品載置台の回転を停止するかあるいは減速すれば、 加熱分布がすみやかに改善でき、 分布むらを無くすことができ、 極めて均一な加 熱が実現できる。

温度センサの出力から被加熱物の複数箇所の温度差がある値以上になると判断 したときに、 送風部の回転数を上げるかあるいは吸気口を広げるかあるいは風の 流れを良くするなどの方法により加熱室内に入る風量を増やせば、 全体の周囲の 温度が平均化されるとともに、 その間は被加熱物内の熱伝導によっても温度が平 均化されて、 分布むらを無くすことができ、 極めて均一な加熱が実現できる。 加熱室と導波管とを複数の開口部で接続し、 加熱室底面の中央部 （縦の中央か つ横の中央） に第一の開口部を有する構成とすれば、 第一の開口部で被加熱物の 底面中央部を加熱するとともに、 その他の開口部で被加熱物の縁を加熱するので、 全体的に均一に加熱することができる。

長方形の加熱室底面のすべての辺が長方形の開口部のいずれかの辺と平行にす る構成とすれば、 電磁波放射手段から放射された電磁波により開口部をはさみ込 む様に逆向きの強電界が発生し、 加熱室を空胴共振器と考えて計算した時のよう なねらつた電界分布が加熱室底面上に定在波分布として生じる。 よつて加熱室内 のモードを （少なくとも開口部付近では） ねらった通りのモードとすることがで き、 被加熱物をねらった通りの加熱分布にすることができる。

開口遮蔽部で複数の開口部の少なくとも一つを遮蔽すれば、 遮蔽されていない 開口部ごとに生じる定在波分布を切り換えたり、 いろいろな定在波を混在させる ことができるため、 被加熱物の加熱分布を切り換えたり組み合わせたりして均一 化することができる。

複数の開口部を有し、 任意の一つの開口部を除く他の開口部を遮蔽した場合に 整合を取る （定格出力が出る） 構成とすれば、 どの開口部から給電された場合で も効率よく被加熱物を加熱することができる。 よって加熱時間が短くて済み、 使 用者の待ち時間を短くする効果がある。 また同様に省電力化が図れる効果がある さらに同様に電磁波放射手段の熱ス卜レスが減り信頼性が増す。

開口遮蔽部は加熱室底面の中央部 （縦の中央かつ横の中央） 以外の位置の回転 軸を中心に回転することで開口部を遮蔽すれば、 加熱室内の電界分布を攪拌し、 被加熱物の加熱分布を均一化できる。 また同様に開口部を加熱室底面の中央部に 設けることができるので、 簡単な構成で、 被加熱物の底面中央部を加熱したり、 加熱しなかつたりを切り換えられるので、 さらに均一に加熱することができる。 開口遮蔽部は開口部を一定速度の回転運動で遮蔽すれば、 一定速度で回転させ る駆動部で実現できる。 よって簡単な構成 （安価で作りやすい構成） で加熱室内 の電界分布を変化させて、 被加熱物の加熱分布を均一化できる。

円板形状の開口遮蔽部で開口部を遮蔽すれば、 角の無い開口遮蔽部が実現でき る。 よって簡単な構成 （安価で作りやすい構成） で加熱室内の電界分布を変化さ せて、 被加熱物の加熱分布を均一化できる効果がある。 また同様に角の無い開口 遮蔽部なので、 他の構成要素との接触などで破損したりする危険が少なく、 安全 性を高めることができる。

開口遮蔽部は樹脂などの電磁波透過部と金属などの電磁波遮断部とから構成す れば、 駆動部によりその位置が変わると、 電磁波の透過と遮断の状態を変えるこ とができる。 よって加熱室内の定在波分布を切り換えたり、 いろいろな定在波を 混在させたり、 電界分布を攪拌したりできるので、 被加熱物の加熱分布を均一化 できる。 また同様に、 電磁波透過部により開口部と電磁波遮断部の間のスパーク を防止でき、 安全性を高めることができる。

複数の開口部の開口面積について、 前記被加熱物の底面中央に最も近くにある 開口部の開口面積を最小にする構成とすれば、 最小の開口部から出る電磁波を他 の開口部から出る電磁波より少なくすることができる。 よって同じ開口面積では 他の開口部より分布への影響が大きすぎる、 もっとも加熱室底面よりかつ被加熱 物よりにある開口部の分布への影響を抑制し、 他の開口部の分布への影響を高め ることで、 被加熱物の加熱分布をより一雇均一化できる。

前記被加熱物の底面中央に最も近くにある開口部を除く他の開口部を遮蔽した 場合に整合を取らない （定格出力が出ない） 構成とすれば、 この時に出る電磁波 を他の開口部から出る電磁波より少なくすることができる。 よって同じ整合状態 では他の開口部より分布への影響が大きすぎる、 前記被加熱物の底面中央に最も 近くにある開口部の分布への影響を抑制し、 他の開口部の分布への影響を高める ことで、 被加熱物の加熱分布をより一層均一化できる。

開口遮蔽部は一定でない速度で運動しながら開口部を遮蔽すれば、 開口部ごと に、 開放動作 ·遮蔽動作に要する時間や開放している時間 ·遮蔽している時間を 変えることができる。 よって、 安定して電磁波が加熱室内に入らず定在波分布の 立ちにくい開放動作 ·遮蔽動作に要する時間や遮蔽している時間を短く して、 安 定して電磁波が加熱室内に入り定在波分布の立つ開放している時間を長くするこ とで効率よく被加熱物を加熱することができる。 よつて加熱時間が短くて済み、 使用者の待ち時間を短くする効果がある。 また同様に省電力化が図れる効果があ る。 さらに同様に電磁波放射手段の熱ストレスが減り信頼性が増す効果がある。 産業上の利用可能性

以上のように、 本発明の高周波加熱装置は、 被加熱物の任意の部位を加熱する ことができるとともに、 いろいろな部位の加熱を組み合わせることにより被加熱 物全体の加熱分布を均一にすることができるので、 様々な食品を加熱調理する電 子レンジ等として使用するのに適している。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 電磁波を放射する電;！波放射手段と、 該電磁波放射手段が放射した前記電磁 波で被加熱物の任意の部位を加熱できる局所加熱手段と、 該局所加熱手段を制御 する制御手段とを備えたことを特徴とする高周波加熱装置。

2. 被加熱物と局所加熱手段との間に保護手段を有し、 該保護手段は前記局所加 熱手段による被加熱物の任意の部位の加熱を妨げない構成とした請求項 1記載の 高周波加熱装置。

3. 被加熱物を載置する載置台を有し、 局所加熱手段は前記載置台よりも下に位 置し、 保護手段は前記載置台と前記局所加熱手段の間に位置する構成とした請求 項 2記載の高周波加熱装置。

4. 被加熱物を載置する載置台と、 該載置台と保護手段とを兼用するかまたは前 記載置台の一部に前記保護手段を有し、 局所加熱手段は前記保護手段よりも下に 位置する構成とした請求項 2記載の高周波加熱装置。

5 . 保護手段は、 少なくとも一部に誘電体を有する構成とした請求項 2ないし 4 のいずれか 1項に記載の高周波加熱装置。

6. 被加熱物を収納する加熱室と、 駆動軸を中心に局所加熱手段を回転駆動する 駆動手段を有し、 前記駆動軸は前記加熱室の底面の中央以外の位置に構成した請 求項 1記載の高周波加熱装置。

7 . 被加熱物を収納する加熱室を有し、 局所加熱手段は、 電磁波放射手段が放射 した電磁波を導く導波部と、 該導波部が導いた前記電磁波を前記加熱室内に放射 する放射部と、 該放射部を駆動する駆動手段を有する構成とした請求項 1記載の 高周波加熱装置。

8. 放射部は電磁波結合部を有し、 駆動手段と前記電磁波結合部を接铳し、 制御 手段は、 放射部が前記電磁波結合部を中心に回転駆動するように前記駆動手段を 制御する構成とした請求項 7記載の高周波加熱装置。

9. 導波部は電磁波放射手段と加熱室を接铳する導波管を有し、 電磁波結合部は 前記導波管内と前記加熱室内とに渡る構成とした請求項 8記載の高周波加熱装置 c

1 0. 電磁波放射手段から電磁波結合部までの電磁波が通過する距離を常に略一 定とした請求項 8または 9記載の高周波加熱装置。

1 1 . 電磁波放射手段から電磁波結合部までの電磁波が通過する距離を、 前記電 磁波の通過経路における波長を λ gとして、 λ g Z 2の略整数倍とした請求項 1 0記載の高周波加熱装置。

1 2. 放射部は、 被加熱物よりも下に位置する構成とした請求項 7ないし 1 1の いずれか 1項に記載の高周波加熱装置。

1 3. 被加熱物を収納する加熱室を有し、 局所加熱手段は、 電磁波放射手段が放 射した電磁波を導く導波部と、 該導波部が導いた前記電磁波を前記加熱室内に放 射する放射部とを有し、 前記電磁波放射手段から前記放射部までの電磁波が通過 する距離を常に略一定とした請求項 1記載の高周波加熱装置。

1 4. 電磁波放射手段から放射部までの電磁波が通過する距離を、 前記電磁波の 通過経路における波長を λ gとして、 ス g / 2の略整数倍とした請求項 1 3記載 の高周波加熱装置。

1 5. 被加熱物を載置する載置台を有し、 局所加熱手段は前記載置台の半径方向 の任意の方向に電磁波を導く構成とした請求項 1記載の高周波加熱装置。

1 6. 被加熱物を載置する載置台を有し、 該載置台は、 導電性材料からなる電磁 波遮蔽部と、 中心近傍に電磁波透過部とを有する構成とした請求項 1記載の高周 波加熱装置。

1 7. 電磁波透過部は回転方向に電磁波の波長の 1ノ 2以上の長さを有する構成 とした請求項 1 6記載の高周波加熱装置。

1 8. 被加熱物を載置する載置台を有し、 該載置台は電磁波が透過する材料で構 成した請求項 1記載の高周波加熱装置。

1 9. 被加熱物を収納する加熱室と、 前記被加熱物を載置する載置台を有し、 前 記加熱室の底面上に上方に向かって前記載置台以上の大きさの凸部を有する構成 とした請求項 1記載の高周波加熱装置。

2 0. 被加熱物を載置する載置台と、 該載置台を駆動する載置台駆動手段を有し- 制御手段は、 局所加熱手段の制御と前記載置台駆動手段の制御とを連動して行な う構成とした請求項 1記載の高周波加熱装置。

2 1 . 制御手段は、 局所加熱手段の制御と、 載置台駆動手段を減速または停止さ せる制御とを、 同時に、 または、 前後して行なう構成とした請求項 2 0記載の高 周波加熱装置。

2 2. 制御手段は、 局所加熱手段の制御と電磁波放射手段の制御とを連動して行 なう構成とした請求項 1記載の高周波加熱装置。

2 3. 制御手段は、 電磁波放射手段を制御して出力を減少するか 0とした後で局 所加熱手段を制御する構成とした請求項 2 2記載の高周波加熱装置。

2 4 . 制御手段は、 局所加熱手段を制御した後で電磁波放射手段を制御して出力 を增加させる構成とした請求項 2 2または 2 3記載の高周波加熱装置。

2 5. 被加熱物の物理量を検出する検出手段を有し、 制御手段は前記検出手段の 出力に基づいて局所加熱手段を制御する構成とした請求項 1記載の高周波加熱装

2 6 . 被加熱物を載置する載置台を有し、 検出手段は前記載置台の半径方向の任 意の位置の被加熱物の物理量を検出する構成とした請求項 2 5記載の高周波加熱 装置。

2 7 . 載置台を回転駆動する載置台駆動手段と、 検出手段を駆動する駆動手段を 有し、 前記検出手段の検出点を載置台の半径方向に往復移動させる構成とした請 求項 2 6記載の高周波加熱装置。

2 8 . 載置台駆動手段の回転周期は駆動手段の往復の周期の整数倍とした請求項 2 7記載の高周波加熱装置。

2 9 . 検出手段は、 被加熱物の任意の部位の温度を検出できる温度検出手段を有 する構成とした請求項 2 5ないし 2 8記載の高周波加熱装置。

3 0. 制御手段は、 温度検出手段より被加熱物部分を抽出する被加熱物抽出手段 と、 該被加熱物抽出手段で抽出した被加熱物部分より低温部分を抽出する低温部 分抽出手段とを有する構成とした請求項 2 9記載の高周波加熱装置。

3 1 . 被加熱物抽出手段は、 温度検出手段の各検出箇所の加熱開始初期からの温 度変化を演算する温度変化演算手段と、 該温度変化演算手段の演算結果と所定値 とを比較する温度変化比較手段とを有し、 該温度変化比較手段の比較結果より前 記温度変化演算手段の演算結果が所定値より大なる検出箇所を被加熱物とする請 求項 2 9または 3 0記 の高周波加熱装置。

3 2 . 被加熱物抽出手段は、 温度検出手段の各検出箇所の加熱開始初期からの温 度変化を演算する温度変化演算手段と、 該温度変化演算手段の演算結果の隣接す る検出箇所との差を演算して被加熱物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段を有する請 求項 2 9または 3 0記載の高周波加熱装置。

3 3. 使用者が加熱範囲を設定する加熱範囲設定手段を有し、 制御手段は、 前記 加熱範囲設定手段で設定された加熱範囲における低温部分を抽出する低温部分抽 出手段を有し、 該低温部分抽出手段の抽出結果に基づき局所加熱手段を制御する 構成とした請求項 2 5ないし 3 2記載の高周波加熱装置。

3 4 . 加熱範囲設定手段は、 使用者が設定した加熱範囲を登録コードとともに登 録する登録手段と、 該登録手段で登録された加熱範囲を登録コードとともに記憶 する登録記憶手段と、 使用者が登録コードにより対応する加熱範囲を呼び出す登 録呼出手段を有する構成とした請求項 3 3記載の高周波加熱装置。

3 5. 検出手段は、 被加熱物の形状を検出する形状検出手段または被加熱物の重 量を検出する重量検出手段の少なくとも一つを有する構成とした請求項 2 5ない し 3 4記載の高周波加熱装置。

3 6 . 制御手段は、 加熱開始の前後に形状検出手段または重量検出手段の少なく とも一方により加熱すべき領域を判定する領域判定制御手段を有する構成とした 請求項 3 5記載の高周波加熱装置。

3 7 . 被加熱物を収納する加熱室と、 該加熱室内の状態を示す物理量を検出する 検出手段とを有し、 制御手段は前記検出手段の出力に基づいて局所加熱手段を制 御する構成とした請求項 1記載の高周波加熱装置。

3 8 . 制御手段は、 検出手段の出力の変化に基づいて局所加熱手段を制御する構 成とした請求項 2 5または 3 7記載の高周波加熱装置。

3 9. 制御手段は、 電磁波放射手段が電磁波を放射し始めてから.しばらくの間は, 検出手段の出力を受けないかまたは前記検出手段の出力を無視する構成とした請 求項 2 5または 3 7記載の高周波加熱装置。

4 0. 使用者が設定できる設定手段を有し、 制御手段は、 前記設定手段により局 所加熱手段を制御する構成とした請求項 1記載の高周波加熱装置。

4 1 . 設定手段は、 使用者が被加熱物の種類または加熱出力の大きさまたは加熱 時間または加熱方法の少なくとも一つを設定できる第 1の操作キーと、 加熱の開 始を設定できる第 2の操作キーとを有し、 制御部は、 前記第 1の操作キーの設定 により局所加熱手段を制御し、 前記第 2の操作キーの設定により電磁波放射手段 を制御する構成とした請求項 4 0記載の高周波加熱装置。

4 2. 制御手段は、 電磁波の方向を、 被加熱物の有る方向と、 前記被加熱物の無 t、方向とを切り替えるよう局所加熱手段を制御する構成とした請求項 1記載の高 周波加熱装置。

4 3. 制御手段は、 被加熱物の略底面中央の加熱と、 前記被加熱物の略周囲の加 熱とを切り替えるよう、 局所加熱手段を制御する構成とした請求項 1記載の高周 波加熱装置。

4 4. 制御手段は、 被加熱物の加熱部位を 2次元ないし 3次元で切り替えるよう、 局所加熱手段を制御する構成とした請求項 1記載の高周波加熱装置。

4 5. 制御手段は、 局所加熱手段による電磁波の放射の方向の軌跡を螺旋状に制 御する構成とした請求項 4 4記載の高周波加熱装置。

4 6. 制御手段は、 局所加熱手段を断铳的に制御して限られた部分に電磁波を集 中する断続制御手段を有する構成とした請求項 1記載の高周波加熱装置。

4 7. 制御手段は、 局所加熱手段を連続的に制御して広範囲の部分に均一に電磁 波を放射する連続制御手段を有する構成とした請求項 1記載の高周波加熱装置。

4 8. 制御手段は、 局所加熱手段を断続的に制御して限られた部分に電磁波を集 中する断続制御手段と、 前記局所加熱手段を連続的に制御して広範囲の部分に均 —に電磁波を放射する連続制御手段と、 前記断続制御手段と前記連続制御手段を 切り替える切り替え制御手段を有する構成とした請求項 1記載の高周波加熱装置 c 4 9. 局所加熱手段の位置を検出する位置検出手段を有し、 制御手段は前記位置 検出手段により前記局所加熱手段を制御する構成とした請求項 1記載の高周波加 熱装置。

5 0. 制御手段は、 加熱開始時または加熱終了時の少なくとも一方で、 局所加熱 手段を所定の位置に制御する構成とした請求項 1記載の高周波加熱装置。

5 1 . 所定の位置は、 軽量の被加熱物に適した位置または短時間の加熱に適した 位置とする請求項 5 0記載の高周波加熱装置。

5 2. 局所加熱手段は、 加熱室に電磁波を導く複数の開口部を有する構成とした 請求項 1記載の高周波加熱装置。

5 3. 制御手段は、 複数の開口部を切り替えるよう局所加熱手段を制御する構成 とした請求項 5 2記載の高周波加熱装置。

5 4 . 局所加熱手段は、 複数の開口部のうち少なくとも一つの開口部を遮蔽する 開口遮蔽部を有し、 制御手段は、 前記開口遮蔽部を制御する構成とした請求項 5 2または 5 3記載の高周波加熱装置。

5 5. 開口部と開口遮蔽部との間の電磁波を遮蔽するシール部を有する構成とし た請求項 5 4記載の高周波加熱装置。

5 6. 複数の開口部のうち少なくとも一つの開口部を加熱室の底面に構成した請 求項 5 2記載の高周波加熱装置。

5 7. 複数の開口部の開口面積が異なる構成とした請求項 5 2記載の高周波加熱 装置。

5 8. 複数の開口部により加熱室底面上に異なった電界を起す構成とした請求項 5 2記載の高周波加熱装置。

5 9. 局所加熱手段は、 加熱室に電磁波を導く導波管と、 該導波管内に駆動体を 有する構成とした請求項 1記載の高周波加熱装置。

6 0. 局所加熱手段は、 電磁波放射手段から放射される電磁波を伝送する第 1の 導波管と、 加熱室内に電磁波を導くため前記第 1の導波管より分岐する複数の導 波管を有する構成とした請求項 1記載の高周波加熱装置。

6 1 . 局所加熱手段は、 被加熱物の高さ方向の位置を変化させる構成とした請求 項 1記載の高周波加熱装置。

6 2. 局所加熱手段は、 被加熱物と該被加熱物の底面下の部材との距離を変化さ せる構成とした請求項 1記載の高周波加熱装置。

6 3 . 加熱室内に風を送るファンを有し、 制御手段は加熱室に入る風量を制御す る構成とした請求項 1記載の高周波加熱装置。