(57)【要約】  サセプタ組立体は、サセプタに機械的に接続された電界指向器構造体を有する略平板状サセプタを備える。電界指向器構造体はサセプタに機械的に接続された少なくとも１つだが、より好適には２つ以上の複数の羽根を含む。各羽根は少なくとも一部が導電性である表面を有する。羽根は最も好適には平板状サセプタに実質的に垂直に配置されている。接続は固定または折曲自在連接接続であり得る。使用時に電子レンジ内で生成される定在電磁波の存在下などで、電磁波の減衰電界成分のみが、羽根の導電部付近で羽根の表面に対して接線方向の平面内に存在する。羽根の表面に対して接線方向の平面内の電磁波の電界成分の減衰が、導電性表面に実質的に垂直な電界の成分の強化をもたらす。レンジ内のサセプタ組立体の回転、またはレンジ内で生成される定在電磁波の変化（モード攪拌器によるような）は、平板状サセプタ上に配置された食品に対する実質的に均一な温め、調理および焦げ目付け効果を生じる。
2009506298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的損失層を含む略平板状サセプタと、
前記サセプタに機械的に接続された少なくとも１つの羽根とを備え、前記羽根が上に表面を有し、前記羽根の表面の少なくとも一部が導電性であり、
前記羽根の表面と前記平板状サセプタとが交差線に沿って交差し、前記交差線が前記平板状サセプタに対して略横方向に延び、前記羽根の導電部が前記平板状サセプタの電気的損失層から所定の近距離以下に配置されており、
定在電磁波の存在下で、前記電磁波の減衰電界成分のみが前記羽根の導電部付近で前記羽根の表面に対して接線方向の平面内に存在し、
前記羽根の表面に対して接線方向の平面内の電磁波の電界成分の減衰が、前記平板状サセプタ内の電界の成分の強化をもたらす電子レンジ用サセプタ組立体。
【請求項２】
前記羽根の表面が前記平板状サセプタに対して約４５度（４５°）〜９０度（９０°）の角度で配向されるように、前記羽根が固定接続により前記平板状サセプタに接続されている請求項１に記載のサセプタ組立体。
【請求項３】
前記羽根の表面が前記平板状サセプタに対して実質的に垂直になるように、前記羽根が固定接続により前記平板状サセプタに接続されている請求項２に記載のサセプタ組立体。
【請求項４】
前記羽根の表面が収納位置から展開位置に移動可能であり、前記展開位置で前記羽根の表面が前記平板状サセプタに対して約４５度（４５°）〜９０度（９０°）の角度で配向されるように、前記羽根が折曲自在接続により前記平板状サセプタに接続されている請求項１に記載のサセプタ組立体。
【請求項５】
前記電子レンジが、所定の波長を有する定在電磁波を生成するように動作し、
前記所定の近距離は、前記波長の０．２５未満である請求項１に記載のサセプタ組立体。
【請求項６】
前記所定の近距離が、
前記羽根の導電部付近の前記羽根の表面に対して接線方向の平面内の前記電磁波の電界成分が実質的にゼロになるように選択される請求項１に記載のサセプタ組立体。
【請求項７】
前記羽根が上に直線エッジを有する請求項１に記載のサセプタ組立体。
【請求項８】
前記羽根の表面が、前記羽根が上に屈曲エッジを有するように折畳み線に沿って折り畳まれている請求項１に記載のサセプタ組立体。
【請求項９】
前記羽根が上に湾曲エッジを有する請求項１に記載のサセプタ組立体。
【請求項１０】
前記電子レンジが所定の波長を有する定在電磁波を生成するように動作するとともに、
前記羽根のエッジが所定の長さを有し、前記羽根の所定の長さが前記波長の約０．２５〜約２倍の範囲である請求項９に記載のサセプタ組立体。
【請求項１１】
前記電子レンジが所定の波長を有する定在電磁波を生成するように動作するとともに、
前記羽根のエッジが所定の長さを有し、前記羽根の所定の長さが前記波長の約０．２５〜約２倍の範囲である請求項８に記載のサセプタ組立体。
【請求項１２】
前記電子レンジが所定の波長を有する定在電磁波を生成するように動作するとともに、
前記羽根のエッジが所定の長さを有し、前記羽根の所定の長さが前記波長の約０．２５〜約２倍の範囲である請求項７に記載のサセプタ組立体。
【請求項１３】
前記平板状サセプタが中心を有し、前記交差線が前記中心付近から始まって略半径方向に延びている請求項１に記載のサセプタ組立体。
【請求項１４】
前記平板状サセプタが中心を有し、前記交差線が前記中心を通って延びている請求項１に記載のサセプタ組立体。
【請求項１５】
前記平板状サセプタが中心を有し、前記交差線が前記中心付近から始まって略半径方向からずれている請求項１に記載のサセプタ組立体。
【請求項１６】
前記平板状サセプタが中心を有し、前記交差線が前記中心付近から始まって略半径方向に対して傾斜している請求項１に記載のサセプタ組立体。
【請求項１７】
前記羽根の表面の導電部が長辺と短辺とを有する台形形状を有するとともに、前記台形の長辺が前記中心付近で前記羽根上に配置されている請求項１３に記載のサセプタ組立体。
【請求項１８】
前記羽根の表面の導電部が長辺と短辺とを有する台形形状を有するとともに、前記台形の短辺が前記中心付近で前記羽根上に配置されている請求項１３に記載のサセプタ組立体。
【請求項１９】
前記電子レンジが所定の波長を有する定在電磁波を生成するように動作するとともに、
前記羽根が所定の幅寸法を有し、前記羽根の幅が前記波長の約０．１〜約０．５倍である請求項１に記載のサセプタ組立体。
【請求項２０】
前記羽根の表面が平坦である請求項１に記載のサセプタ組立体。
【請求項２１】
前記羽根の表面が湾曲している請求項１に記載のサセプタ組立体。
【請求項２２】
前記平板状サセプタが、平方当り０．０１〜１００ミリジーメンスの範囲の導電率を有する請求項１に記載のサセプタ組立体。
【請求項２３】
前記平板状サセプタが基板と導電層とを備える請求項１に記載のサセプタ組立体。
【請求項２４】
前記平板状サセプタの基板が、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、熱安定化ＰＥＴ、ＰＥＥＫTM、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、セロファン、ポリイミド類、ポリエーテルイミド類、ポリエステルイミド類、ポリアリレート類、ポリアミド類、ポリオレフィン類（ＰＰ）、ポリアラミド類またはポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレート（コポリエステルＰＣＤＭＴ）からなる群から選択される材料で構成されている請求項２３に記載のサセプタ組立体。
【請求項２５】
幾何学的中心を有し、電気的損失層を含む略平板状サセプタと、
各々の表面が前記平板状サセプタに対して実質的に垂直になるように、各々が前記サセプタに機械的に接続された少なくとも５つの羽根とを備え、
各羽根が第１の端と、第２の端と、上の表面とを有し、各羽根の表面の少なくとも一部が導電性であり、各羽根の前記第１および第２の端が協働してその羽根のエッジを規定し、
前記羽根のうちの１つのエッジが前記平板状サセプタの幾何学的中心を通り、
各羽根の前記導電部が前記平板状サセプタの電気的損失層から所定の近距離以下に配置されており、
定在電磁波の存在下で、前記電磁波の減衰電界成分のみが、その羽根の導電部付近で各羽根の表面に対して接線方向の平面内に存在し、
前記羽根の表面に対して接線方向の平面内の電磁波の電界成分の減衰が前記平板状サセプタ内の電界の成分の強化をもたらす電子レンジ用サセプタ組立体。
【請求項２６】
幾何学的中心を有し、電気的損失層を含む略平板状サセプタと、
羽根の表面が前記平板状サセプタに対して実質的に垂直になるように、各々が前記サセプタに機械的に接続された少なくとも６つの羽根とを備え、
各羽根が第１の端と、第２の端と、上の表面とを有し、各羽根の表面の少なくとも一部が導電性であり、各羽根の前記第１および第２の端が協働してその羽根のエッジを規定し、
前記羽根のうちの１つのエッジが前記平板状サセプタの幾何学的中心を通り、
各羽根の前記導電部が前記平板状サセプタの電気的損失層から所定の近距離以下に配置されており、
定在電磁波の存在下で、前記電磁波の減衰電界成分のみがその羽根の導電部付近で各羽根の表面に対して接線方向の平面内に存在し、
前記羽根の表面に対して接線方向の平面内の電磁波の電界成分の減衰が、前記平板状サセプタ内の電界の成分の強化をもたらす電子レンジ用サセプタ組立体。
【請求項２７】
所定の波長を有する定在電磁波を生成するように動作し、ターンテーブルを含む電子レンジ内で食品を加熱する方法であって、
（ａ）少なくとも１つの羽根が機械的に接続された略平板状サセプタを、前記ターンテーブル上に前記ターンテーブルに対して略横方向である方向に配置するステップと、
（ｂ）食品を前記平板状サセプタ上に配置するステップと、
（ｃ）前記ターンテーブルを回転させて前記羽根を前記レンジ内で生成された定在電磁波中を通過させ、前記羽根が前記電磁波の電界エネルギーを再指向および再配置することにより、前記食品を実質的に均一に加熱するステップとを含み、
前記羽根が前記平板状サセプタに対して略ね垂直に配向され、前記平板状サセプタが電気的損失層を含み、
前記羽根が上に表面を有し、前記羽根の表面の少なくとも一部が導電性であり、定在電磁波の存在下で、前記電磁波の減衰電界成分のみが前記羽根の導電部付近で前記羽根の表面に対して接線方向の平面内に存在し、前記羽根の表面に対して接線方向の平面内の電磁波の電界成分の減衰が、前記平板状サセプタ内の電界の成分の強化をもたらす方法。
【請求項２８】
所定の波長を有する定在電磁波を生成するように動作し、前記定在電磁波を連続的に変更するモード攪拌装置を含む電子レンジ内で食品を加熱する方法であって、
（ａ）少なくとも１つの羽根が機械的に接続された略平板状サセプタを、前記レンジ内に配置するステップと、
（ｂ）食品を前記平板状サセプタ上に配置するステップと、
（ｃ）前記モード攪拌装置を用いて前記レンジ内で生成される定在電磁波を変更し、前記羽根が前記電磁波の電界エネルギーを前記基準面内で再指向および再配置することにより、前記食品を実質的に均一に加熱するステップとを含み、
前記羽根が前記平板状サセプタに対して略ね垂直に配向され、前記平板状サセプタが電気的損失層を含み、
前記羽根が上に表面を有し、前記羽根の表面の少なくとも一部が導電性であり、定在電磁波の存在下で、前記電磁波の減衰電界成分のみが前記羽根の導電部付近で前記羽根の表面に対して接線方向の平面内に存在し、前記羽根の表面に対して接線方向の平面内の電磁波の電界成分の減衰が、前記平板状サセプタ内の電界の成分の強化をもたらす方法。
【請求項２９】
非導電性支持部材と、
前記非導電性支持部材に接続された少なくとも１つの羽根とを備え、前記羽根が上に表面を有し、前記羽根の表面の少なくとも一部が導電性であり、前記羽根が上に第１および第２の端を有し、
前記羽根が前記支持部材によって、前記レンジ内の所定の基準面に対して所定の配向で支持され、
定在電磁波の存在下で、前記電磁波の減衰電界成分のみが前記羽根の導電部付近で前記羽根の表面に対して接線方向の平面内に存在し、前記羽根の表面に対して接線方向の平面内の電磁波の電界成分の減衰が、前記導電性表面に対して実質的に垂直な電界の成分の強化をもたらす、動作時にレンジの容積内で所定の波長を有する定在電磁波を生成する電子レンジ用電界指向器構造体。
【請求項３０】
前記表面の導電部が、前記波長の約０．２５〜約２倍の長さにわたって前記羽根に沿って延びている請求項２９に記載の電界指向器構造体。
【請求項３１】
前記表面の導電部が、前記波長の約０．１〜約０．５倍である幅寸法を有する請求項２９に記載の電界指向器構造体。
【請求項３２】
前記電界指向器が平板状サセプタと組み合わせて用いられる請求項２９に記載の電界指向器構造体。
【請求項３３】
少なくとも一部が導電性である表面を上に有し、第１および第２の端を上に有する少なくとも１つの羽根を備え、
前記羽根が前記第１と第２の端の間に規定される少なくとも１つの折畳み線を有し、それに沿って前記羽根が屈曲され得ることにより、使用時に前記羽根が前記レンジ内の所定の基準面に対して所定の配向で自立可能であり、
定在電磁波の存在下で、前記電磁波の減衰電界成分のみが前記羽根の導電部付近で前記羽根の表面に対して接線方向の平面内に存在し、前記羽根の表面に対して接線方向の平面内の電磁波の電界成分の減衰が、前記導電性表面に対して実質的に垂直な電界の成分の強化をもたらす、動作時にレンジの容積内で所定の波長を有する定在電磁波を生成する電子レンジ用電界指向器構造体。
【請求項３４】
前記表面の導電部が、前記波長の約０．２５〜約２倍の長さにわたって前記羽根に沿って延びている請求項３３に記載の電界指向器構造体。
【請求項３５】
前記表面の導電部が、前記波長の約０．１〜約０．５倍である幅寸法を有する請求項３３に記載の電界指向器構造体。
【請求項３６】
前記電界指向器が平板状サセプタと組み合わせて用いられる請求項３３に記載の電界指向器構造体。
【請求項３７】
少なくとも一部が導電性である表面を上に有し、第１および第２の端を上に有する少なくとも１つの羽根を備え、
前記羽根が前記第１と第２の端の間に規定される少なくとも１つの湾曲領域を有することにより、使用時に前記羽根が前記レンジ内の所定の基準面に対して所定の配向で自立可能であり、
定在電磁波の存在下で、前記電磁波の減衰電界成分のみが前記羽根の導電部付近で前記羽根の表面に対して接線方向の平面内に存在し、前記羽根の表面に対して接線方向の平面内の電磁波の電界成分の減衰が、前記導電性表面に対して実質的に垂直な電界の成分の強化をもたらす、動作時にレンジの容積内で所定の波長を有する定在電磁波を生成する電子レンジ用電界指向器構造体。
【請求項３８】
前記表面の導電部が、前記波長の約０．２５〜約２倍の長さにわたって前記羽根に沿って延びている請求項３７に記載の電界指向器構造体。
【請求項３９】
前記表面の導電部が、前記波長の約０．１〜約０．５倍である幅寸法を有する請求項３７に記載の電界指向器構造体。
【請求項４０】
前記電界指向器が平板状サセプタと組み合わせて用いられる請求項３７に記載の電界指向器構造体。
【請求項４１】
少なくとも一部が導電性である表面を上に有し、第１および第２の端を上に有する少なくとも１つの羽根を備え、
前記羽根が前記第１と第２の端の間に規定される少なくとも２つの折畳み線を有し、それに沿って前記羽根が屈曲され得ることにより、使用時に前記羽根が前記レンジ内に規定された所定の基準面に対して４５度〜９０度の角度の配向で自立可能であり、
定在電磁波の存在下で、前記電磁波の減衰電界成分のみが前記羽根の導電部付近で前記羽根の表面に対して接線方向の平面内に存在し、前記羽根の表面に対して接線方向の平面内の電磁波の電界成分の減衰が、前記導電性表面に対して実質的に垂直な電界の成分の強化をもたらす、動作時にレンジの容積内で所定の波長を有する定在電磁波を生成する電子レンジ用電界指向器構造体。
【請求項４２】
前記表面の導電部が、前記波長の約０．２５〜約２倍の長さにわたって前記羽根に沿って延びている請求項４１に記載の電界指向器構造体。
【請求項４３】
前記表面の導電部が、前記波長の約０．１〜約０．５倍である幅寸法を有する請求項４１に記載の電界指向器構造体。
【請求項４４】
前記電界指向器が平板状サセプタと組み合わせて用いられる請求項４１に記載の電界指向器構造体。
【請求項４５】
第１および第２の羽根を備え、各羽根が上に平坦面を有し、各羽根の表面の少なくとも一部が導電性であり、各羽根が接続点で他の羽根に折曲自在に接続されている、羽根アレイを備え、
前記折曲自在に接続された羽根が互いに対して位置決め可能であることにより、使用時に各羽根が前記レンジ内の所定の基準面に対して所定の配向で配置された状態で、前記アレイが自立可能であり、
定在電磁波の存在下で、前記電磁波の減衰電界成分のみが前記羽根の導電部付近で各羽根の表面に対して接線方向の平面内に存在し、前記羽根の表面に対して接線方向の平面内の電磁波の電界成分の減衰が、前記導電性表面に対して実質的に垂直な電界の成分の強化をもたらす、動作時にレンジの容積内で所定の波長を有する定在電磁波を生成する電子レンジ用電界指向器構造体。
【請求項４６】
前記表面の導電部が、前記波長の約０．２５〜約２倍の長さにわたって前記羽根に沿って延びている請求項４５に記載の電界指向器構造体。
【請求項４７】
前記表面の導電部が、前記波長の約０．１〜約０．５倍である幅寸法を有する請求項４５に記載の電界指向器構造体。
【請求項４８】
前記電界指向器が平板状サセプタと組み合わせて用いられる請求項４５に記載の電界指向器構造体。
【請求項４９】
３つ以上の羽根を備え、各羽根が上に平坦面を有し、各羽根の表面の少なくとも一部が導電性である羽根アレイを備え、
各羽根が接続点で少なくとも１つの他の羽根に折曲自在に接続され、
前記折曲自在に接続された羽根が互いに対して位置決め可能であることにより、使用時に各羽根が前記レンジ内の所定の基準面に対して所定の配向で配置された状態で、前記羽根アレイが自立可能であり、
定在電磁波の存在下で、前記電磁波の減衰電界成分のみが前記羽根の導電部付近で前記羽根の表面に対して接線方向の平面内に存在し、前記羽根の表面に対して接線方向の平面内の電磁波の電界成分の減衰が、前記導電性表面に対して実質的に垂直な電界の成分の強化をもたらす、動作時にレンジの容積内で所定の波長を有する定在電磁波を生成する電子レンジ用電界指向器構造体。
【請求項５０】
前記羽根のうちの少なくとも３つが各々その羽根の接続点から遠位に配置された自由端を有し、
支柱が前記３つの羽根の各々の自由端に接続されている請求項４９に記載の電界指向器構造体。
【請求項５１】
前記表面の導電部が、前記波長の約０．２５〜約２倍の長さにわたって前記羽根に沿って延びている請求項４９に記載の電界指向器構造体。
【請求項５２】
前記表面の導電部が、前記波長の約０．１〜約０．５倍である幅寸法を有する請求項４９に記載の電界指向器構造体。
【請求項５３】
前記電界指向器が平板状サセプタと組み合わせて用いられる請求項４９に記載の電界指向器構造体。
【請求項５４】
２つ以上の湾曲羽根を備え、各羽根が上に表面を有し、各羽根の表面の少なくとも一部が導電性である羽根アレイを備え、
各羽根が接続点で他の羽根に折曲自在に接続され、
前記折曲自在に接続された羽根が互いに対して位置決め可能であることにより、使用時に各羽根が前記レンジ内の所定の基準面に対して所定の配向で配置された状態で、前記羽根アレイが自立可能であり、
定在電磁波の存在下で、前記電磁波の減衰電界成分のみが前記羽根の導電部付近で前記羽根の表面に対して接線方向の平面内に存在し、前記羽根の表面に対して接線方向の平面内の電磁波の電界成分の減衰が、前記導電性表面に対して実質的に垂直な電界の成分の強化をもたらす、動作時にレンジの容積内で所定の波長を有する定在電磁波を生成する電子レンジ用電界指向器構造体。
【請求項５５】
前記表面の導電部が、前記波長の約０．２５〜約２倍の長さにわたって前記羽根に沿って延びている請求項５４に記載の電界指向器構造体。
【請求項５６】
前記表面の導電部が、前記波長の約０．１〜約０．５倍である幅寸法を有する請求項５４に記載の電界指向器構造体。
【請求項５７】
前記電界指向器が平板状サセプタと組み合わせて用いられる請求項５４に記載の電界指向器構造体。
【請求項５８】
所定の波長を有する定在電磁波を生成するように動作し、レンジ内に所定の基準面を規定するターンテーブルを含む電子レンジ内で食品を加熱する方法であって、
食品を前記ターンテーブル上に配置するステップと、
電界指向器構造体を前記レンジ内に、前記基準面に対して略垂直な配向であるとともに、前記基準面に対して略横方向である方向に延びるように配置するステップと、
前記ターンテーブルを回転させて前記羽根を前記レンジ内で生成される定在電磁波中を通過させ、前記羽根が前記電磁波の電界エネルギーを前記基準面内で再指向および再配置することにより、前記食品を実質的に均一に加熱するステップとを含み、
前記電界指向器構造体が、少なくとも一部が導電性である表面を上に有する少なくとも１つの羽根を含み、定在電磁波の存在下で、前記電磁波の減衰電界成分のみが前記羽根の導電部付近で前記羽根の表面に対して接線方向の平面内に存在し、前記羽根の表面に対して接線方向の平面内の電磁波の電界成分の減衰が、前記導電性表面に対して実質的に垂直な電界の成分の強化をもたらす方法。
【請求項５９】
前記ターンテーブルを回転させるステップの前に、電気的損失層を含む略平板状サセプタを前記ターンテーブル上に配置するステップをさらに含む請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
所定の波長を有する定在電磁波を生成するように動作し、前記定在波を連続的に変更するモード攪拌装置を含む電子レンジ内で食品を加熱する方法であって、
（ａ）食品の一部が前記レンジ内に規定された所定の基準面内に位置するように、食品を前記レンジ内に配置するステップと、
（ｂ）電界指向器構造体を前記レンジ内に、前記基準面に対して略垂直な配向であるとともに、前記基準面に対して略横方向である方向に延びるように配置するステップと、
（ｃ）前記モード攪拌装置を用いて前記レンジ内で生成される定在電磁波を変更し、前記羽根が前記電磁波の電界エネルギーを前記基準面内で再指向および再配置することにより、前記食品を実質的に均一に加熱するステップとを含み、
前記電界指向器構造体が、少なくとも一部が導電性である表面を上に有する少なくとも１つの羽根を含み、定在電磁波の存在下で、前記電磁波の減衰電界成分のみが前記羽根の導電部付近で前記羽根の表面に対して接線方向の平面内に存在し、前記羽根の表面に対して接線方向の平面内の電磁波の電界成分の減衰が、前記導電性表面に対して実質的に垂直な電界の成分の強化をもたらす方法。
【請求項６１】
前記モード攪拌装置を作動させるステップの前に、電気的損失層を含む略平板状サセプタを前記ターンテーブル上に配置するステップをさらに含む請求項６０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
この出願は各々２００５年８月２９日に出願され且つあらゆる目的のために本明細書の一部として援用される米国仮特許出願第６０／７１２，０６６号明細書および同６０／７１２，１５４号明細書の利益を主張する。
【０００２】
本発明はターンテーブルまたはモード攪拌器を有する電子レンジで用いられる場合、食品がより均一に温め、調理または焦げ目付け可能であるように比較的高い電界強度を有するレンジ内の領域を再指向および再配置させるように構成された、電界指向器装置を含むサセプタ組立体を対象とする。
【背景技術】
【０００３】
電子レンジは食品内の分子を振動させて熱を発生させる周波数の電磁エネルギーを用いる。このように発生した熱は食品を温めまたは調理する。しかし食品はその表面をパリパリの歯ごたえまで焦げ目付けする（および食品を食べられるように維持する）のに十分に高い温度にまでは上昇されない。
【０００４】
これらの視覚および触覚的美観を達成するために、上に損失サセプタ材料を有する基板で形成されたサセプタを食品の表面に隣接して配置する場合がある。電磁エネルギーに露出されると、サセプタの材料は食品の表面に焦げ目を付けてパリパリにさせるのに十分な温度まで加熱される。
【０００５】
電子レンジの壁はレンジ内の容積内の電磁界エネルギーの分布を変化させる境界条件を与える。これらの電磁界の強度および方向性、特にその電界の電界成分の変化は、レンジ内に相対的に熱いおよび冷たい領域を生じる。これらの熱いおよび冷たい領域により食品が不均等に温まりまたは調理される。マイクロウェーブサセプタ材料がある場合には、焦げ目付けおよびパリパリにする効果が同様に不均一である。
【０００６】
この不均等な加熱効果に対処するため、ターンテーブルを用いて食品をレンジ内の円形経路に沿って回転させてもよい。食品の各部分はより均一なレベルの電磁界エネルギーに露出される。しかし平均化効果は円周経路に沿って生じるが半径方向経路に沿っては生じない。このようにターンテーブルを使用しても食品内に不均等な加熱帯を生じる。
【０００７】
この効果は図１Ａおよび１Ｂの概略図からより完全に理解されよう。
【０００８】
図１Ａは比較的高い電界強度の５つの領域（Ｈ1〜Ｈ5）（「熱い領域」）および比較的低い電界強度の２つの領域Ｃ1およびＣ2（「冷たい領域」）を示す電子レンジの内部の平面図である。任意の形状を有する食品ＦはサセプタＳ上に配置され、サセプタＳはターンテーブルＴ上に配置されている。サセプタＳは点線円により提示されている一方で、ターンテーブルは太い実線円により表わされている。食品Ｆの表面上の３つの代表箇所が点Ｊ、ＫおよびＬにより図示されている。点Ｊ、ＫおよびＬはそれぞれターンテーブルＴの半径方向位置Ｐ1、Ｐ2およびＰ3に配置されている。ターンテーブルＴが回転されると、円形破線により指示されるように各点はレンジ内の円形経路に従う。
【０００９】
図１Ａから分かるように、１回転中に点Ｊは比較的高い電界強度の単一の領域Ｈ1を通過する。同じ回転中、点Ｋが比較的高い電界強度の単一の小さい領域Ｈ5を通過する一方で、点Ｌは比較的高い電界強度の３つの領域Ｈ2、Ｈ3およびＨ4を通過する。そのため１周を通るターンテーブルの回転は点Ｊ、ＫおよびＬの各々を異なる総電磁エネルギー量に露出させる。１回転中の３つの点の各々におけるエネルギー露出の差は、図１Ｂのプロットにより図示されている。
【００１０】
遭遇する熱い領域および回避される冷たい領域の数により、点ＪおよびＬは点Ｋよりかなり多くのエネルギー露出を経験する。点Ｊの経路付近の食品の領域が完全に調理されたと思われた場合には、点Ｌの経路付近の食品の領域は、調理しすぎまたは過剰に焦げ目が付けられる（サセプタがある場合）ことになりやすい。他方で点Ｋの経路付近の食品の領域は調理不足になりやすい。
【００１１】
熱いおよび冷たい領域の存在によるこの非均一レベルの調理は望ましくないため、単独またはサセプタと組み合わせにかかわらず、電子レンジ内の比較的高いおよび低い電界強度の領域を再指向および再配置することによりレンジ内のこれらの領域の効果を緩和するため、食品がより均一に温まり、調理されおよび焦げ目が付く電界指向器構造体を採用することが有利であると考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
様々な態様において本発明は、電子レンジ内の定在電磁波の存在により生じる熱いおよび冷たい領域の効果を緩和する際に用いる構造体を対象とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１の態様において本発明は、サセプタに機械的に接続された電界指向器構造体を有する略平板状サセプタを備えるサセプタ組立体を対象とする。平板状サセプタは通常非導電性基板上に支持された電気的損失層を含む。
【００１４】
電界指向器構造体はサセプタに機械的に接続された少なくとも１つだが、より好適には２つ以上の複数の羽根を含む。各羽根は少なくとも一部が導電性である表面を有する。羽根は任意の好都合な構成で形成され得る。導電部は羽根の表面上に多様な形状のうちのいずれかを取り得るまたは羽根の表面全体にわたり位置されていてもよい。
【００１５】
羽根の表面が平板状サセプタに対して約４５度（４５°）〜９０度（９０°）の角度で配向されるように、羽根が平板状サセプタに接続されていてもよい。最も好適な例において羽根は平板状サセプタに対して実質的に垂直になるように配置されている。接続は固定または折曲自在連接接続でもよい。固定接続では羽根は平板状サセプタに対して所望の角度配向で（好適には実質的に垂直に）固定される。接続が折曲自在連接接続である場合には、羽根の表面は収納位置から展開位置へ移動可能である。展開位置において羽根の表面は平板状サセプタに対して所望の角度配向で（好適には実質的に垂直に）配向される。
【００１６】
羽根のエッジプロファイルも多様な輪郭のうちのいずれかを取り得る。羽根エッジは直線エッジ輪郭、屈曲エッジ輪郭、または湾曲エッジ輪郭を有し得る。羽根の導電部により占有されるエッジ長さ部分は、レンジ内で生成される定在電磁波の波長の約０．２５〜約２倍の範囲であることが好ましい。
【００１７】
羽根の表面と平板状サセプタとが交差線に沿って物理的に交差し、交差線が平板状サセプタに対して略横方向に延びている。交差線がサセプタ組立体の中心を通って略半径方向に延びていることが好ましい。代替的には交差線が中心付近の点から始まっていてもよい。さらなる代替例として交差線が平板状サセプタの略半径方向に対してずれているまたは傾斜していてもよい。
【００１８】
羽根の導電性表面の延長部が交差線に沿って位置するように、羽根の導電部が平板状サセプタの電気的損失層から所定の近距離以下に配置されている。所定の近距離がレンジ内で生成される定在電磁波の波長の０．２５未満であることが好ましい。
【００１９】
使用時にレンジ内で生成される定在電磁波の存在下などで、電磁波の減衰電界成分のみが羽根の導電部付近で羽根の表面に対して接線方向の平面内に存在する。羽根の表面に対して接線方向の平面内の電磁波の電界成分の減衰が、平板状サセプタ内の電界の成分の強化をもたらす。
【００２０】
レンジ内のサセプタ組立体の回転、またはレンジ内で生成される定在電磁波の変化（モード攪拌器によるような）は、平板状サセプタ上に配置された食品に対する実質的に均一な温め、調理および焦げ目付け効果を生じる。
【００２１】
他の態様において本発明は１つまたは複数の羽根を有し、使用時に羽根がレンジ内の所定の基準面に対して所定の配向で配置可能である電界指向器構造体を対象とする。定在電磁波の存在下で、電磁波の減衰電界成分のみが上の導電部付近で羽根の表面に対して接線方向の平面内に存在する。羽根の表面に対して接線方向の平面内の電磁波の電界成分の減衰が、導電性表面に対して実質的に垂直な電界の成分の強化をもたらす。必要に応じて本発明による電界指向器構造体を平板状サセプタと一緒に用いてもよい。
【００２２】
一実施形態において電界指向器構造体は、上に表面を有する少なくとも１つの羽根を備え、羽根の表面の少なくとも一部が導電性である。羽根は第１および第２の端を上に有する。羽根は適当な支持部材によって、羽根がレンジ内の所定の基準面に対して所定の配向で配置可能であるように支持されてもよい。２つ以上の羽根を用いる場合には、必要に応じて羽根は互いに接続されていてもいなくてもよい。
【００２３】
他の実施形態において電界指向器は、自立化可能な１つまたは複数の羽根を備え、使用時に羽根がレンジ内の所定の基準面に対して所定の配向に配置可能である折畳み式構造体である。
【００２４】
羽根は羽根の第１と第２の端の間に規定される１つまたは複数の折畳みまたは屈曲線を有していてもよく、それに沿って羽根が自立構成に折り畳まれまたは屈曲され得る。代替的には羽根が自立化され得るように、羽根は湾曲していても、または第１と第２の端の間に規定される屈曲または湾曲領域を有してもよい。
【００２５】
折畳み式電界指向器構造体は、２つ以上の平坦または２つ以上の湾曲羽根のアレイを含んでいてもよい。各羽根の表面の少なくとも一部は導電性である。各羽根は接続点で少なくとも１つの他の羽根に折曲自在に接続されている。折曲自在に接続された羽根は互いに対して位置決め可能であることにより、使用時に各羽根がレンジ内の所定の基準面に対して所定の配向で配置された状態で、アレイが自立可能である。
【００２６】
ターンテーブルまたはモード攪拌器を含む電子レンジ内で本発明の電界指向器構造体を用いることが、食品に対する実質的に均一な温め、調理および焦げ目付け効果を生じる。
【００２７】
本発明は本出願の一部をなす添付の図面と共に以下の詳細な説明からより完全に理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下の詳細な説明を通して同様な参照文字は図面のすべての図内の同様な要素を指す。
【００２９】
図２および３を参照すると、本発明による概して参照番号１０により指示されるサセプタ組立体の図案化絵画図が示されている。サセプタ組立体１０はその幾何学的中心１０Ｃを通って延びる基準軸１０Ａを有する。サセプタ組立体１０は使用時に電子レンジＭの内部の共振キャビティ内に配置されている。レンジＭは図に外形でのみ提供されている。動作時にはレンジ内の電源が所定の波長を有する電磁波を生成する。典型的な電子レンジは２４５０ＭＨｚの周波数で動作し、１２センチメートル（１２ｃｍ）（約４．７インチ）程度の波長を有する電波を生成する。電子レンジＭの壁Ｗは、レンジの容積内の電磁界エネルギーの分布を変化させる境界条件を与える。これによりレンジの溶液内に定在波エネルギーパターンが生成される。
【００３０】
サセプタ組立体１０は、そこに接続される概して参照番号１４で指示される電界指向器構造体を有する従来の略平板状サセプタ１２を備える。本明細書で展開するように、電界指向器構造体１４はレンジの容積内の定在波パターンの高いおよび低い電界強度の領域を再指向および再配置するのに有用である。ターンテーブルと共に用いられる場合、再指向および再配置領域の位置は連続して変化し、電界指向器構造体１４を含むサセプタ組立体１０上に配置された食品の温め、調理および焦げ目付けの均一性をさらに向上させる。
【００３１】
図２および３に示す実施形態において、電界指向器構造体１４は平板状サセプタ１２の下に配置されているが、これらの相対的位置は逆でもよいことは理解されよう。電界指向器構造体１４および平板状サセプタ１２のそれぞれの相対的位置がどのようであろうと、温められ、調理されまたは焦げ目が付けられる食品（図示せず）または他の物品は、通例平板状サセプタ１２と接して配置される。
【００３２】
図に示す平板状サセプタ１２は外形が略円形であるが、レンジＭ内で温められ、調理されまたは焦げ目が付けられる食品に合った任意の所定の望ましい形状を示し得る。図２の円で囲まれた細部に示すように、平板状サセプタ１２は上に電気的損失層１２Ｃを有する基板１２Ｓを備える。層１２Ｃは通例真空蒸着アルミニウムの薄いコーティングである。
【００３３】
基板１２Ｓはこの目的のために従来用いられてきた多様な材料、例えば厚紙、ボール紙、グラスファイバ、またはポリエチレンテレフタレート、熱安定化ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンエステルケトン、ポリエチレンナフタレート、セロファン、ポリイミド類、ポリエーテルイミド類、ポリエステルイミド類、ポリアリレート類、ポリアミド類、ポリオレフィン類、ポリアラミド類またはポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレートなどの高分子材料のいずれかにより作製し得る。電気的損失層１２Ｃが自立していれば基板１２Ｓを省略し得る。
【００３４】
電界指向器構造体１４は１つまたは複数の羽根１６を含む。図２および３に図示した実施形態では５つの羽根１６−１〜１６−５が示されている。図４Ａ〜４Ｆはサセプタ組立体１０を図示し、電界指向器構造体１４が２〜６の範囲の数Ｎ枚の羽根１６を有する。一般に平板状サセプタのサイズ、ならびに羽根の端部長、構成、配向および配列に応じて、任意の好都合な枚数の羽根１、２、３・・・Ｎを用い得る。
【００３５】
図示の目的のため、図２および３に示す羽根は以下に説明するように多様なエッジ輪郭を示している。
【００３６】
各羽根の前部および後部は表面領域１６Ｓを規定する。図２および３において各羽根１６の表面領域１６Ｓは略矩形に図示されているが、羽根の表面領域を三角形、平行四辺形または台形などの任意の平面図形として好都合に構成し得ることは理解されよう。必要な場合には羽根の表面領域１６Ｓを１つまたは複数の方向に湾曲し得る。
【００３７】
羽根１６の各々の前部および／または後部の表面の少なくとも一部は導電性である。斜線陰影を有する図２および図３の任意の領域は、羽根１６の導電部１６Ｃを示す。羽根１６の非導電部１６Ｎは点描陰影により示されている。
【００３８】
各羽根は第１の端１６Ｄと第２の端１６Ｅとの間に延びているエッジ１６Ｆを有する。羽根のエッジ１６Ｆは多様な輪郭のいずれかを示し得る。例えば羽根のエッジ１６Ｆは、羽根１６−１〜１６−３により図示するように直線であってもよい。代替的には羽根のエッジ１６Ｆは羽根１６−４により提示されるように、１つまたは複数の屈曲または折畳み線１６Ｌに沿って屈曲されまたは折り畳まれていてもよい。さらに羽根のエッジ１６Ｆの輪郭は、羽根１６−５（図２および３）および羽根１６−１’（図３）により提示されるように湾曲されていてもよい。
【００３９】
羽根はその第１の端１６Ｄおよびその第２の端１６Ｅが、平板状サセプタ１２上の任意の所定のそれぞれの開始および終端点に配置されている。その第１の端１６Ｄと第２の端１６Ｅとの間の羽根のエッジ１６Ｆに沿った距離が羽根のエッジ長を規定する。電界指向器構造体１４内の羽根は、下記の導電部１６Ｃの長さに関する条件に従って任意の所望のエッジ長を有し得る。
【００４０】
羽根１６は導電性箔または他の材料で一体に構成し得る。このような場合羽根の表面全体１６Ｓは導電性である（例えば羽根１６−１に対して図２に示すように）。このため導電部１６Ｃの長さおよび幅は羽根のエッジ長さおよび幅に相当する。
【００４１】
代替的には羽根は、導電性材料が表面領域の前部および／または後部の一部または全部にわたり積層または被覆された誘電体基板から形成された層構造として構成され得る。構成の一形状は接着剤付き導電箔テープが貼付された厚紙基板を利用することもできる。
【００４２】
羽根の全表面領域より小さい領域にわたり設けられている場合には、導電部１６Ｃ自体は任意の好都合な形状、例えば台形（羽根１６−２および１６−３に対して示すように）または矩形（羽根１６−４および１６−５ならびに図３の羽根１６−１’に対して示すように）を示し得る。羽根の導電部１６Ｃの幅寸法は、レンジ内で生成される波長の約０．１〜約０．５倍でなければならない。羽根の導電部１６Ｃは少なくともほぼ、レンジ内で生成される電磁エネルギーの波長の約０．２５倍に近似する距離でなければならない長さを有する。レンジ内で生成される電磁エネルギーの波長の約２倍のエッジ長さが実際の上限を規定する。
【００４３】
導電部の形状はどうであれ、図１９に関連して展開されるように、アークを回避するためにアールのある（ｒａｄｉｕｓ）または「丸みのある」角部であることが望ましい場合がある。
【００４４】
羽根の導電部の形状および長さ、ならびにサセプタ平面および他の羽根からの導電部の間隔の選択により、羽根の電界減衰効果をより正確に調整することができる。
【００４５】
また開始および終端点がどこにあろうと、羽根を幾何学的中心１０Ｃを通るように構成し得る。図２はサセプタの周囲に隣接して始まる第１の端１６Ｄから幾何学的中心１０Ｃを通って延びる直線エッジ付き羽根１６−１の経路を示す。図３は幾何学的中心１０Ｃ付近で始まる第１の端１６Ｄから幾何学的中心１０Ｃを通って延びる湾曲エッジ付き羽根１６−１’の経路を示す。図２および３の他の羽根もすべて、幾何学的中心１０Ｃ付近の開始点で始まるとともにそこから外側に延びる経路を有する。
【００４６】
羽根１６はサセプタ組立体１０の幾何学的中心１０Ｃに対して略半径方向に延びる。羽根１６は中心１０Ｃを中心に等または不等角度間隔で角度離間され得る。例えば羽根１６−１と１６−２との間の角度１８は、羽根１６−２と１６−３との間の角度２０より小さくてもよい。
【００４７】
用語「略半径方向」（または同様な用語）は、各羽根が中心１０Ｃから広がる半径上に厳密に位置しなければならないということを要するわけではない。例えば羽根は半径に対してずれていてもまたは傾斜していてもよい。図４Ａ〜４Ｃはそれぞれ、幾何学的中心１０Ｃから広がる半径方向線Ｒに対してずれている、直線エッジ付き羽根１６Ｔ、屈曲エッジ付き羽根１６Ｂおよび湾曲エッジ付き羽根１６Ｖを図示している。同様に図４Ｄ〜４Ｆはそれぞれ、幾何学的中心１０Ｃから広がる半径方向線Ｒに対して傾斜している、直線エッジ付き羽根１６Ｔ、屈曲エッジ付き羽根１６Ｂおよび湾曲エッジ付き羽根１６Ｖを図示している。羽根の他の変位を用いて平板状サセプタ１２に対する羽根１６の横方向配向を達成してもよい。
【００４８】
各羽根１６は１つまたは複数の接続点において平板状サセプタ１２に物理的に（すなわち機械的に）接続されている。羽根１６と平板状サセプタ１２との間の接続は、固定接続でもまたは折曲自在連接接続でもよい。
【００４９】
固定接続が図５Ａに示されている。固定接続では羽根１６は平板状サセプタ１２に対して所定の固定配向で適当な接着剤２４により取り付けられている。羽根１６の配向は、平板状サセプタに対して約４５度（４５°）〜約９０度（９０°）の範囲の傾斜角度であることが好ましいが、より小さい角度配向も有用な効果を提供し得る。最も好適な例において羽根１６は平板状サセプタ１２に対して実質的に垂直である。
【００５０】
折曲自在連接接続が図５Ｂに示されている。この構成において羽根１６はヒンジ２６により平板状サセプタ１２に取り付けられている。ヒンジは可撓性テープで作製されていてもよい。連接接続において羽根１６は、羽根の平面が平板状サセプタに対して実質的に平行な収納位置（図５Ｂに破線で示す）から、展開位置（図５Ｂに実線外形線で示す）へ移動可能である。展開位置において羽根が所望の傾斜角度、好適には平板状サセプタに対して約４５度（４５°）〜約９０度（９０°）の間の範囲で、さらに最も好適には平板状サセプタ１２に対して実質的に垂直に保持されるように、ヒンジに適当なストップを設けてもよい。
【００５１】
構造の形状、羽根の表面領域の構成、導電部の形状、羽根のエッジ輪郭、羽根のエッジの長さ、羽根の導電部の長さ、サセプタの中心に対する羽根の経路、およびサセプタの平面に対する羽根の配向がどうであれ、羽根１６の導電部１６Ｃは平板状サセプタ１２の電気的損失層１２Ｃから所定の近距離以下に配置されなければならない。一般に所定の近距離は、レンジ内で生成される電磁エネルギーの波長のおよそ０．２５倍の距離以下でなければならない。食品または他の物品が存在する限り、所定の近距離は、羽根１６の導電部１６Ｃが平板状サセプタの損失層１２Ｃに電気的に当接することを意味するゼロであればよいことは理解されよう。
【００５２】
図２に示した典型的な実施において、損失層１２Ｃは誘電性基板１２Ｓ上に支持されているため、羽根の導電部１６Ｃのエッジは損失層１２Ｃから、基板１２Ｓの厚さ分だけ離間している。非導電部１６Ｎの垂直寸法を用いて、平板状サセプタ１２がレンジＭ内に支持される高さを制御してもよい。
【００５３】
代替的には図３に見られるように、羽根の非導電部１６Ｎを平板状サセプタ１２に隣接して配置してもよい。この配置は羽根の導電部１６Ｃを損失層１２Ｃから基板１２Ｓの厚さよりおおきい距離離間するという効果を有する。必要な場合には追加の非導電部１６Ｎを羽根の反対エッジに沿って配置することにより、上述した高さ制御利点を獲得し得る。
【００５４】
平板状サセプタ１２および羽根１６の表面領域１６Ｓは、平板状サセプタ１２に対して略横方向に延びる交差線１２Ｌに沿って交差している。平板状サセプタ１２と交差する際、直線エッジ付き羽根１６は直線交差線１２Ｌを生じることになる。屈曲エッジまたは湾曲エッジを有する羽根１６は平板状サセプタ１２と交差する際、それぞれ屈曲または湾曲交差線１２Ｌを生じることになる。交差線の屈曲角度または湾曲形状の大きさは場合によって、平板状サセプタに対する羽根の傾斜角度に依存することになる。交差線が直線、屈曲線または湾曲線であろうとも、羽根の導電性表面の延長は交差線に沿って位置することになる。
【００５５】
本発明によるサセプタ組立体１０の様々な構造的詳細を述べてきたが、ここで定在電磁波に対する効果について説明する。
【００５６】
図６は単一の直線エッジ付き羽根１６を有するサセプタ組立体１０の実施形態が平板状サセプタ１２の下面に対して実質的に垂直配向で接続されている概略図である。一組のデカルト軸が組立体１０の幾何学的中心１０Ｃから始まるように配置されている。組立体１０は平板状サセプタ１２がＸ−Ｙデカルト平面内に位置するとともに、羽根１６の表面１６Ｓの導電部１６ＣがＸ−Ｚデカルト平面内に位置するように構成されている。羽根１６と平板状サセプタ１２との間の接続に沿って規定される交差線１２Ｌは、図示のように平板状サセプタ１２の損失層１２Ｃにわたり横方向に延びるとともにＸ軸に沿って配向されている。羽根１６の表面１６Ｓの導電部１６Ｃは、平板状サセプタ１２上の損失層からＺ方向に所定距離Ｄに位置する。表面１６Ｓの導電部１６Ｃは、電子レンジの動作周波数で導体の表皮効果の深さより大きい厚さ（すなわちＹ寸法である）を有する。
【００５７】
電磁波は相互に垂直な振動磁界および電界で構成されている。任意の所与の例において定在電磁波は電界成分
【００５８】
【数１】
2009506298.tif 000003
【００５９】
を含む。任意の例では電界成分
【００６０】
【数２】
2009506298.tif 000004
【００６１】
はデカルト空間内で所与の方向に配向されるとともに任意の所与の値を有し得る。
【００６２】
電界
【００６３】
【数３】
2009506298.tif 000005
【００６４】
はそれ自体３つの成分ベクトル、つまり
【００６５】
【数４】
2009506298.tif 000006
【００６６】
に分解可能である。各成分ベクトルはそれぞれの対応座標軸に沿って配向される。電界
【００６７】
【数５】
2009506298.tif 000007
【００６８】
の値に応じて、各成分ベクトルは場合によっては「ｘ」、「ｙ」または「ｚ」単位の所定値を有する。
【００６９】
電磁気のファラデーの法則の１つの結果は、２つの媒体間の界面における接線方向電界はその表面にわたって連続していなければならないという境界条件である。このような媒体界面の具体例は完全導体と空気との間のものである。本質的に完全導体は内部にゼロ電界を有していなければならない。そのため特に導体表面のすぐ内側の電界の接線方向成分はゼロでなければならない。従って上述の境界連続条件から、導体のすぐ外側の大気内の接線方向電界もゼロでなければならない。そのため完全導体の表面における電界の接線方向成分は常にゼロであるという一般原則がある。導体が良好であるが完全ではない場合には、表面における電界の接線方向成分は非ゼロである場合があるが非常に小さい。このように良好な導体の表面のすぐ外側に存在する任意の電界はその表面に対して実質的に垂直でなければならない。
【００７０】
この物理的法則の適用は、導電部１６Ｃを有する羽根１６のその表面領域内で、その表面に垂直に配向されている電界の成分ベクトル、つまりベクトル
【００７１】
【数６】
2009506298.tif 000008
【００７２】
が存在可能であるということを要する。羽根の表面に対して接線方向の任意の平面に位置する電界の成分ベクトル（つまりベクトル
【００７３】
【数７】
2009506298.tif 000009
【００７４】
およびベクトル
【００７５】
【数８】
2009506298.tif 000010
【００７６】
）は不可能である。図６において接線方向平面は羽根の表面の導電部の平面である。
【００７７】
羽根１６の導電部１６Ｃが損失層１２Ｃと電気的に接している場合には、交差線１２Ｌに沿って位置する成分ベクトル
【００７８】
【数９】
2009506298.tif 000011
【００７９】
の値および成分ベクトル
【００８０】
【数１０】
2009506298.tif 000012
【００８１】
の値は、直前に述べた理由のためゼロになる。しかし導電部１６Ｃは、損失層１２Ｃと電気的に接しておらず、その代わりそこから距離Ｄだけ離間している。それにもかかわらず羽根の表面の導電部は、羽根の表面の導電部の延長部に最も顕著な作用を有する減衰効果を与える。
【００８２】
このように電波の電界の成分ベクトル
【００８３】
【数１１】
2009506298.tif 000013
【００８４】
および
【００８５】
【数１２】
2009506298.tif 000014
【００８６】
は、減衰強度「Ｘａ」および「Ｚａ」を有するに過ぎない。強度値「Ｘａ」および「Ｚａ」は各々、それぞれ「Ｘ」および「Ｚ」より小さいある強度値である。羽根の表面に対して接線方向の平面内の電磁波の電界成分の減衰は、羽根の表面の導電部に垂直に配向された電界の成分の強化をもたらす。このように成分ベクトル
【００８７】
【数１３】
2009506298.tif 000015
【００８８】
は強度値「ｙ」より大きい高強度値「ｙe」を有する。
【００８９】
ベクトル成分
【００９０】
【数１４】
2009506298.tif 000016
【００９１】
の減衰度は、距離Ｄの大きさおよび損失層１２Ｃに対する導電部１６Ｃの配向に依存する。減衰効果は距離Ｄが１／４（０．２５）波長より小さい、典型的な電子レンジの場合約３センチメートル（３ｃｍ）の距離のときに最も顕著である。９０度未満の傾斜角では、許容電界（すなわち羽根の導電性表面に対して垂直な電界）はそれ自体がサセプタ平面で作用する成分を有することになる。
【００９２】
この効果を本発明のサセプタ組立体１０により利用して、電子レンジ内の比較的高い電界強度の領域を再指向および再配置する。
【００９３】
図７Ａは矢印により示す回転方向のターンテーブルＴにより運ばれる際の羽根１６の効果を図示する、図１Ａと概して同様な図案化平面図である。羽根は外形形状で示されているとともにその厚さは説明の明瞭化のため誇張されている。
【００９４】
羽根がまず熱い領域Ｈ2に遭遇する位置１における状況を考える。上述した理由のため、減衰強度を有する電界ベクトルのみが、羽根１６が重なった熱い領域Ｈ2の区分内に存在可能である。しかし減衰電界のみが存在可能であるとしても、電界のエネルギー含量が消滅できるだけではない。それどころか電界エネルギーを平板状サセプタ１２上のその元の位置Ａから変位位置Ａ’に再配置させることにより、羽根の導電部から延びる領域内減衰作用自体が現れる。このエネルギー再配置は変位矢印Ｄにより図示されている。
【００９５】
回転運動により羽根１６が位置２に運ばれると同様な結果が得られる。羽根の減衰作用はまた減衰電界のみを羽根の導電部から延びる領域に存在可能にする。当初平板状サセプタ１２上の箇所Ｂに位置する電界エネルギーのエネルギーは、変位矢印Ｄ’により提示されるように箇所Ｂ’に変位する。
【００９６】
同様なエネルギー再配置および再指向は、羽根１６が比較的高い電界強度の領域Ｈ1〜Ｈ5（図１Ａ）のすべてを通して動くに際に発生する。
【００９７】
本発明をモード攪拌装置を有する電子レンジ内で用いることは同じ効果を生じることになる。
【００９８】
図７Ｂは各個々の点Ｊ、ＫおよびＬにおけるターンテーブルの１回転に対する総エネルギー露出を示すプロットである。図１Ｂのプロットの対応波形がその上に重ねられている。
【００９９】
本発明による電界指向器１４を有するサセプタ組立体１０の存在が、実質的に均一な総エネルギー露出を生じることが図７Ｂから明らかである。その結果サセプタ組立体１０上に配置された食品の温め、調理および焦げ目付けが従来技術に残る情況より改善されることになる。
【０１００】
図８Ａおよび８Ｂ、９Ａおよび９Ｂならびに１０Ａおよび１０Ｂは、本発明によるサセプタ組立体の好適な構造を図示する。
【０１０１】
図８Ａおよび８Ｂは５つの直線エッジ羽根１６2−１〜１６2−５を有する電界指向器構造体１４2を含むサセプタ組立体１０2を示す。５つの羽根１６2−１〜１６2−５は、平板状サセプタ１２の下側に取り付けられている。羽根は平板状サセプタ１２に実質的に垂直に位置するとともに、中心１０Ｃを中心に等角度に配置されている。羽根１６2−１は中心１０Ｃを通って延びている一方で、羽根１６2−２〜１６2−５は中心１０Ｃ付近で始まる。導電部１６2Ｃは各羽根の全表面を覆っている。必要な場合には電界指向器１４2の羽根の下エッジは、さらに非導電性平板状支持部材３２上に支持されていてもよい。支持部材は羽根のすべてまたはいくつかに接続されていてもよい。
【０１０２】
図９Ａおよび９Ｂは２つの湾曲エッジ付き羽根１６3−１および１６3−２を有する電界指向器構造体１４3を含むサセプタ組立体１０3を示す。２つの羽根１６3−１および１６3−２は平板状サセプタ１２の下側に取り付けられている。羽根は平板状サセプタ１２に実質的に垂直に位置するとともに、中心１０Ｃを中心に等角度に配置されている。羽根は中心１０Ｃ付近で互いに交差する。導電部１６3Ｃは各羽根の全表面を覆っている。また非導電性平板状支持部材３２がさらに、必要に応じて電界指向器１４3の羽根の下エッジを支持してもよい。
【０１０３】
図１０Ａおよび１０Ｂは６つの直線エッジ付き羽根１６4−１〜１６4−６を有する電界指向器構造体１４4を含むサセプタ組立体１０4を示す。６つの羽根１６4−１〜１６4−６は平板状サセプタ１２の下側に取り付けられている。羽根は平板状サセプタ１２に実質的に垂直に位置するとともに、中心１０Ｃを中心に等角度に配置されている。羽根はすべて中心１０Ｃ付近で始まる。導電部１６4Ｃは各羽根の全表面を覆っている。非導電性平板状支持部材３２を用いてもよい。
【０１０４】
必要な場合には羽根１６4−１〜１６4−４自体が非導電性部材１６4Ｎの長さにより接続されていてもよい。部材１６4Ｎは点描陰影を有する破線外形で図１０Ａに示されている。
【０１０５】
第２の態様において本発明は、本発明の教示を実現する折畳み式自立電界指向器構造体の様々な実施を対象とする。
【０１０６】
図１１、１２、１３Ａおよび１３Ｂは単一の羽根から形成される電界指向器構造体を図示する。各実施において羽根は屈折帯を有することにより、平坦羽根はレンジＭ内に配置された所定の基準面ＲＰに対して所定配向に配向された自立構造体に形成され得る。平面ＲＰはターンテーブルの表面または食品または他の物品の表面がレンジ内で配置される平面として好都合に規定され得る。
【０１０７】
図１１において電界指向器構造１４5は単一の湾曲羽根１６5を用いて実施される。羽根１６5は湾曲していても、または第１と第２の端１６5Ｄと１６5Ｅとの間に規定される少なくとも１つの屈曲または湾曲領域１６5Ｒ領域を有していてもよい。導電部１６5Ｃは羽根の全表面を覆っている。使用中、羽根１６5は所定の基準面ＲＰに対して所定の配向で配置された自立構造体に形成され得る。
【０１０８】
図１２に示す電界指向器構造体１４6において、羽根１６6は内部に単一の折畳みまたは屈曲線１６6Ｌ−１を有する。使用中、羽根１６6は屈曲線１６6Ｌ−１に沿って折り畳まれてまたは屈曲されて、レンジＭ内の所定の基準面ＲＰに対して所定の配向で位置する自立構造体を規定する。折り畳みまたは屈曲線の代わりに折曲自在接続線に沿って２つの直線エッジ付き羽根を折曲自在に取り付けることにより、同じ効果が達成され得る。
【０１０９】
図１３Ａおよび１３Ｂはそれぞれ２つの屈曲線１６7Ｌ−１および１６7Ｌ−２を有する導電性平坦羽根１６7を用いて実施される電界指向器構造体１４7の立面図および図案化図である。屈曲線１６7Ｌ−１および１６7Ｌ−２に沿って羽根１６7を屈曲することで、レンジＭ内の所定の基準面ＲＰに対して平坦羽根を所定の所望の配向で支持するように機能する耳１６7Ｅ−１および１６7Ｅ−２が形成される。
【０１１０】
図１４および１５は本発明による折畳み式自立電界指向器構造体の２つのさらなる実施の図案化図である。各電界指向器構造体は折曲自在に接続されて自立化され得る構造体を形成する複数の羽根を含む羽根アレイを有する。
【０１１１】
図１４および１５に示す電界指向器構造体１４8において、羽根アレイは羽根１６8−１〜１６8−５を備え、各羽根は上に導電性表面を有する。各羽根は接続点１６8Ｆで少なくとも１つの他の羽根に折曲自在に接続されている。折曲自在に接続された羽根は、矢印１６8Ｊにより提示されるように互いに対して扇状に広がることができる。使用中互いに広がるアレイの羽根により、電界指向器はアレイ内の各羽根がレンジ内の所定の基準面ＲＰに対して所定の配向で配置された状態で自立できる。変更実施例において支柱１６8Ｓが少なくとも３つの羽根の各々の自由端に接続してもよい。支柱はマイクロ波エネルギーに対して透明な任意の材料で作製される。
【０１１２】
図１５に示す電界指向器構造体１４9は、一対の羽根１６9−１および１６9−２を備え、各羽根は上に導電性表面を有する。各羽根は接続点１６9Ｆで少なくとも１つの他の羽根に折曲自在に接続されている。折曲自在に接続された羽根は、矢印１６9Ｊにより提示されるように互いに対して扇条に広がることができる。使用中互いに広がるアレイの羽根により、電界指向器はアレイ内の各羽根がレンジ内の所定の基準面に対して所定の配向で配置された状態で自立できる。
【０１１３】
図１１〜１５に図示した実施形態の各々の羽根は、導電部が羽根の表面全体にわたって延びている状態で示されているが、羽根のいずれの導電部が任意の代替形状を示し得ることは理解されよう。
【０１１４】
本発明の電界指向器構造体を折畳み式に作製する必要がなく、その代わりに適当な非導電性支持部材を用いることにより自立化され得ることも理解できよう。図１６は参照文字３１により概して指示される電界指向器組立体の図案化図である。図１６に示す電界指向器組立体３１は、平板状非導電性支持部材３２に接続され、それにより羽根の導電性表面が所定の配向で配向される（支持部材に対して略ね垂直に示される）少なくとも１つの羽根１６を備える。追加の羽根が設けられる場合には、これらの追加の羽根は同じ支持部材上に支持される。羽根は必要に応じて互いに接続されていてもまたはされていなくてもよい。支持部材は羽根の下方または上方に接続され得る。
【０１１５】
また本発明の範囲にある電界指向器構造体の任意の実施形態を別体の平板状サセプタ（上述した）と一緒に用い得ることも理解できよう。なおある食品の場合、食品の上方に第２の平板状サセプタを配置する、または食品を折曲自在サセプタで包むことが望ましい場合があることも理解できよう。
【実施例】
【０１１６】
実施例１〜８
本発明による電界指向器構造体およびサセプタ組立体の動作は以下の実施例からより明瞭に理解され得る。
【０１１７】
序論
以下の実施例のすべてに対して、市販の電子レンジ用ピザ（ＤｉＧｉｏｒｎｏ（登録商標）Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｆｏｕｒ  Ｃｈｅｅｓｅ  Ｐｉｚｚａ、２８０グラム）を調理実験で用いた。
【０１１８】
ポリエステル膜と厚紙との間に挟持された蒸着アルミニウムの薄層で構成された平板状サセプタにパッケージ入りピザを供給した。以下に説明するように、この平板状サセプタを本発明の電界指向器構造体の様々な実施と共に用いた。提供された厚紙のエッジを逆Ｕ形状調理トレーを形成する形状にして、電子レンジ内のターンテーブルの上方およそ２．５ｃｍに平板状サセプタを離間させるようにした。パッケージ入りピザを提供したクリスピングリング（ピザの縁に焦げ目を付けることを目的とする）は用いなかった。
【０１１９】
すべての実施例で平板状サセプタを電子レンジのターンテーブル上に直接配置した。すべての実施例において冷凍ピザを平板状サセプタ上に直接配置するとともに、７．５分間低出力で調理した実施例５以外は、５分間最大出力で調理した。
【０１２０】
比較の目的のため、３つのピザの一群を電界指向器構造体なしで平板状サセプタのみを用いて調理するとともに、３つのピザの他の群を本発明の電界指向器構造体を有する平板状サセプタを用いて調理した。
【０１２１】
０．００２インチ（０．０５ミリメートル）厚さのアルミニウム箔、厚紙およびテープを用いて各電界指向器の羽根を構成した。
【０１２２】
実施例１〜７の場合、電界指向器構造体を平板状サセプタ下の空間に配置した。実施例８の場合電界指向器構造体をピザの上方に配置した。
【０１２３】
焦げ目付けおよび焦げ目付けプロファイル測定
ピザの下のクラストの焦げ目付け割合および焦げ目付けプロファイルを、Ｐａｐａｄａｋｉｓ，Ｓ．Ｅ．らの「Ａ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  ａｎｄ  Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｃｏｌｏｒ  ｏｆ  Ｆｏｏｄｓ」Ｆｏｏｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，５４（１２）ｐｐ．４８−５１（２０００）に記載されている手順に従って測定した。照明システムを設置するとともに、デジタルカメラ（Ｎｉｋｏｎ、モデルＤ１）を用いて調理後の下のクラストの画像を取得した。市販の画像および図形ソフトウェアプログラムを用いて、色パラメータをＬ−ａ−ｂ色モデル、食品研究用の好適な色モデルに変換した。好適な手順からの提示に従って、焦げ目付き領域割合を１５３未満の明度Ｌ値を有するピクセルの割合として規定した。（０〜２５５の明度スケールで、２５５が最も明るい）。参照手順に記載された方法論に従って、焦げ目付けプロファイル（すなわち半径方向位置の関数としての焦げ目付き領域の割合）を算出した。
【０１２４】
下のクラストの画像を多数の同心環状リングに分割するとともに、環状リング毎に平均値Ｌを算出した。
【０１２５】
以下の実施例は、本発明の異なる電界指向器構造体の使用から生じる焦げ目付けおよび焦げ目付け均一性の向上を説明していると考えられる。
【０１２６】
実施例１
ＤｉＧｉｏｒｎｏ（登録商標）Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｆｏｕｒ  Ｃｈｅｅｓｅ  Ｐｉｚｚａを、１１００ワットＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ（ＧＥ）ブランド電子レンジ、モデル番号ＪＥＳ１０３６ＷＦ００１で、序論で説明した方法で調理した。電界指向器を用いる場合、図１４による電界指向器構造体（支柱１６8Ｓなし）を用いた。羽根１６8−１は１７．５センチメートルの長さ寸法、および２センチメートルの幅寸法を有していた。羽根１６8−２〜１６8−５は各々８センチメートルの長さ寸法および２センチメートルの幅寸法を有していた。
【０１２７】
調理後記載したように、下のクラストの画像をデジタルカメラで取得した。説明した手順を用いて画像データから焦げ目付き領域の割合を算出した。電界指向器なしに調理したピザの場合の目付き領域の平均割合は４０．３％であると確定された。電界指向器を有して調理したピザの場合の目付き領域の平均割合は６０．５％であると確定された。
【０１２８】
実施例２〜５
実施例１で説明した実験を異なる製造業者の４つの電子レンジで繰り返した。実施例毎のレンジ製造業者、モデル番号、最大出力ワット、および調理時間が表１にまとめられている。表は電界指向器ありおよびなしで達成された焦げ目付き領域の割合を報告している。なお焦げ目付き領域の割合はすべての場合で向上した。
【０１２９】
【表１】
2009506298.tif 000017
【０１３０】
実施例６
ＤｉＧｉｏｒｎｏ（登録商標）Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｆｏｕｒ  Ｃｈｅｅｓｅ  Ｐｉｚｚａ、２８０グラムを、１１００ワットＳｈａｒｐブランドレンジ、モデルＲ−６３０ＤＷで調理した。電界指向器構造体を用いる場合、図１５による電界指向器構造体を用いた。羽根１６9−１および１６9−２は２２．９センチメートルの長さ寸法および２センチメートルの幅寸法を有していた。接続点１６9Ｆから延びる湾曲羽根の各部分に対する曲率半径はおよそ５．３ｃｍであるとともに、およそ１２４度の弧の角度を有していた。
【０１３１】
調理後すべて説明したように下のクラストの画像をデジタルカメラで取得するとともに、焦げ目付き領域の割合を算出した。
【０１３２】
電界指向器なしに調理したピザの場合の目付き領域の平均割合は５５．２％であった。電界指向器ありで調理したピザの場合の目付き領域の平均割合は７３．８％と確定された。焦げ目付けプロファイルをプロットしており図１７に示す。
【０１３３】
実施例７
実施例６に説明した実験を、１３００ワットＰａｎａｓｏｎｉｃブランドレンジ、モデルＮＮ５７６０ＷＡを用いて繰り返した。電界指向器なしに調理したピザの場合の目付き領域の平均割合は５０．３％であった。電界指向器構造体ありで調理したピザの場合の目付き領域の平均割合は５１．７％と確定された。本発明の使用から得られる実質的に均一な焦げ目付けプロファイルが図１８に示すプロットから観察され得る。図１８の観察から、半径に沿った焦げ目付けプロファイルは電界指向器構造体の利用で大幅に向上したことが理解できる。
【０１３４】
実施例８
実施例１に説明した実験を、７００ワットＧｏｌｄｓｔａｒブランド電子レンジ、モデルＭＡＬ７８３Ｗで繰り返した。電界指向器構造体を用いる場合、支柱１６8Ｓを有する図１４による電界指向器構造体を用いた。支柱は高さ５センチメートルであるとともに、ターンテーブル上に配置されてピザの真上で電界指向器を支持した。電界指向器構造体はピザクラストが膨れた後、ピザの上部にほとんど接触しなかった。
【０１３５】
調理（使用のレンジの最大出力で７．５分間）後、すべて説明したように、下のクラストの画像をデジタルカメラで取得するとともに焦げ目付き領域の割合を算出した。
【０１３６】
電界指向器なしに調理したピザの場合の焦げ目付き領域の割合は３１．５％であった。電界指向器ありで調理したピザの場合の焦げ目付き領域の割合は６５．１％であった。
【０１３７】
本発明の教示の恩恵を受ける当業者は本発明に変更例を与え得る。このような変更例は、添付の特許請求の範囲により規定されるように本発明の範囲内にあると解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１Ａ】電子レンジ内の異なる電界強度の領域を示すとともに、ターンテーブル上のそれぞれの半径方向位置Ｐ1、Ｐ2およびＰ3に位置する３つの個々の点Ｊ、ＫおよびＬが従う経路を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａ内に指示された個々の点の各々におけるターンテーブルの１回転に対する総エネルギー露出を示すプロットである。
【図２】明瞭化のため平板状サセプタの一部が剥離されるとともに、羽根の導電部が平板状サセプタに直接当接している電界指向器構造体の羽根の様々なエッジ形状を示すサセプタ組立体の図案化図である。
【図３】羽根の導電部が平板状サセプタから離間した電界指向器構造体の羽根を示す図２と同様な図案化図である。
【図４Ａ−４Ｃ】サセプタ組立体の略半径方向線からずれた方向に、平板状サセプタにわたり略横方向に延びる略直線エッジ付き、屈曲エッジ付きおよび湾曲エッジ付き羽根をそれぞれ図示する平面図である。
【図４Ｄ−４Ｆ】サセプタ組立体の略半径方向線に交差する方向に、平板状サセプタにわたり略横方向に延びる略直線エッジ付き、屈曲エッジ付きおよび湾曲エッジ付き羽根をそれぞれ図示する平面図である。
【図５Ａ−５Ｂ】平板状サセプタへの固定接続および折曲自在連接接続を有する電界指向器の羽根をそれぞれ図示する図２内の線５−５に沿った立面図であり、後者の場合の羽根は収納および展開位置で示されている。
【図６】平板状サセプタの平面内の電界成分の成分電界ベクトルに対する単一の横方向導電性羽根の減衰効果を図示する図案化図である。
【図７Ａ】高い電界強度の領域に対する本発明のサセプタ組立体の電界指向器構造体の効果を示すとともに、またターンテーブル上のそれぞれの半径方向位置Ｐ1、Ｐ2およびＰ3に位置する３つの個々の点Ｊ、ＫおよびＬが従う経路を示す、図１Ａと概して同様な平面図である。
【図７Ｂ】比較を容易にするため図１Ｂの波形が重ねられた各個々の点におけるターンテーブルの１回転に対する総エネルギー露出を示す図１Ｂと同様なプロットである。
【図８Ａ】明瞭化のため平板状サセプタの一部が剥離された本発明によるサセプタ組立体の様々な好適な実施の図案化図である。
【図８Ｂ】それぞれ図８Ａ、９Ａおよび１０Ａに示されたサセプタ組立体の平面図である。
【図９Ａ】明瞭化のため平板状サセプタの一部が剥離された本発明によるサセプタ組立体の様々な好適な実施の図案化図である。
【図９Ｂ】それぞれ図８Ａ、９Ａおよび１０Ａに示されたサセプタ組立体の平面図である。
【図１０Ａ】明瞭化のため平板状サセプタの一部が剥離された本発明によるサセプタ組立体の様々な好適な実施の図案化図である。
【図１０Ｂ】それぞれ図８Ａ、９Ａおよび１０Ａに示されたサセプタ組立体の平面図である。
【図１１】単一の湾曲羽根を用いて実施される本発明による電界指向器構造体の図案化図である。
【図１２】内部に単一の屈曲線を有する平坦羽根を用いて実施された本発明による電界指向器構造体の図案化図である。
【図１３Ａ−１３Ｂ】内部に２つの屈曲線を有する平坦羽根を用いて実施される本発明による電界指向器構造体のそれぞれ立面および図案化図である。
【図１４−１５】各々折畳み式構造体を形成するように折曲自在に接続された複数の羽根を有する、本発明による電界指向器構造体の２つのさらなる実施の図案化図である。
【図１６】少なくとも１つの羽根が非導電性基板上に支持された、本発明による電界指向器組立体の図案化図である。
【図１７−１８】それぞれ実施例６および７の結果のプロットである。
【図１Ａ】
2009506298.tif 000018
【図１Ｂ】
2009506298.tif 000019
【図２】
2009506298.tif 000020
【図３】
2009506298.tif 000021
【図４Ａ】
2009506298.tif 000022
【図４Ｂ】
2009506298.tif 000023
【図４Ｃ】
2009506298.tif 000024
【図４Ｄ】
2009506298.tif 000025
【図４Ｅ】
2009506298.tif 000026
【図４Ｆ】
2009506298.tif 000027
【図５Ａ】
2009506298.tif 000028
【図５Ｂ】
2009506298.tif 000029
【図６】
2009506298.tif 000030
【図７Ａ】
2009506298.tif 000031
【図７Ｂ】
2009506298.tif 000032
【図８Ａ】
2009506298.tif 000033
【図８Ｂ】
2009506298.tif 000034
【図９Ａ】
2009506298.tif 000035
【図９Ｂ】
2009506298.tif 000036
【図１０Ａ】
2009506298.tif 000037
【図１０Ｂ】
2009506298.tif 000038
【図１１】
2009506298.tif 000039
【図１２】
2009506298.tif 000040
【図１３Ａ】
2009506298.tif 000041
【図１３Ｂ】
2009506298.tif 000042
【図１４】
2009506298.tif 000043
【図１５】
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【図１６】
2009506298.tif 000045
【図１７】
2009506298.tif 000046
【図１８】
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【国際調査報告】
2009506298.tif 000048
2009506298.tif 000049
2009506298.tif 000050