(57)【要約】【課題】被加熱物の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる、高周波加熱装置を提供することを目的とする。【解決手段】高周波加熱装置であって、少なくとも一つの高周波電力発生部１２０と、少なくとも一つの高周波電力ユニット１１０と、温度情報取得手段１３０と、制御部１４０と、記憶部１５０とを備え、制御部１４０は、加熱動作開始直後に、予め定めた複数のそれぞれの周波数に対する温度上昇率分布情報を記憶部１５０に記憶し、加熱動作中に、温度情報取得手段から取得した被加熱物の温度分布情報に基づいて、記憶部１５０に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する周波数を決定する。【選択図】図１
2015220189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱室に収納された被加熱物を加熱する高周波加熱装置であって、
設定された周波数の高周波電力を発生する少なくとも一つの高周波電力発生部と、
前記高周波電力発生部で発生された高周波電力を加熱に適した大きさの電力に増幅する高周波電力増幅部と、前記高周波電力増幅部から出力された高周波電力を前記被加熱物に放射する放射部と、を備えた少なくとも一つの高周波電力ユニットと、
被加熱物の温度分布情報を取得する温度情報取得手段と、
前記高周波電力発生部を制御する制御部と、
前記高周波電力発生部に設定された周波数に対応する、前記温度情報取得手段で取得した被加熱物の温度分布情報を記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部は、加熱動作開始直後に、予め定めた複数の周波数を予め定めた時間間隔で順次前記高周波電力発生部に設定するとともに、前記温度情報取得手段から被加熱物の温度分布情報を取得することにより、予め定めた複数のそれぞれの周波数に於ける、被加熱物の温度上昇率分布を算出して、それぞれの周波数に対する温度上昇率分布情報を前記記憶部に記憶し、加熱動作中に、前記温度情報取得手段から取得した被加熱物の温度分布情報に基づいて、前記記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する周波数を決定する、高周波加熱装置。
【請求項２】
加熱室に収納された被加熱物を加熱する高周波加熱装置であって、
高周波電力を発生する高周波電力発生部と、
前記高周波電力発生部で発生された高周波電力を加熱に適した大きさの電力に増幅する高周波電力増幅部と、前記高周波電力増幅部から出力された高周波電力を前記被加熱物に放射する放射部と、を各々備えた複数の高周波電力ユニットと、
前記複数の高周波電力ユニットのうちの少なくとも一つは、前記高周波電力発生部で発生された高周波電力の位相を変化させる可変移相部を更に備え、
被加熱物の温度分布情報を取得する温度情報取得手段と、
前記高周波電力発生部を制御する制御部と、
前記高周波電力発生部に設定された周波数と、前記高周波電力ユニットに設定された移相量の組合せに対応する、前記温度情報取得手段で取得した被加熱物の温度分布情報を記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部は、加熱動作開始直後に、予め定めた複数の移相量を、予め定めた時間間隔で順次前記高周波電力ユニットに設定するとともに、前記温度情報取得手段から被加熱物の温度分布情報を取得することにより、予め定めた複数の移相量に於ける、被加熱物の温度上昇率分布を算出して、それぞれの移相量に対する温度上昇率分布情報を前記記憶部に記憶し、加熱動作中に、前記温度情報取得手段から取得した被加熱物の温度分布情報に基づいて、前記記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する移相量を決定する、高周波加熱装置。
【請求項３】
加熱室に収納された被加熱物を加熱する高周波加熱装置であって、
設定された周波数の高周波電力を発生する少なくとも一つの高周波電力発生部と、
前記高周波電力発生部で発生された高周波電力を加熱に適した大きさの電力に増幅する高周波電力増幅部と、前記高周波電力増幅部から出力された高周波電力を前記被加熱物に放射する放射部と、を各々備えた複数の高周波電力ユニットと、
前記複数の高周波電力ユニットのうちの少なくとも一つは、前記高周波電力発生部で発生された高周波電力の位相を変化させる可変移相部を更に備え、
被加熱物の温度分布情報を取得する温度情報取得手段と、
前記高周波電力発生部に周波数を設定するとともに、前記高周波電力ユニットに移相量を設定する制御部と、
前記高周波電力発生部に設定された周波数と、前記高周波電力ユニットに設定された移相
量の組合せに対応する、前記温度情報取得手段で取得した被加熱物の温度分布情報を記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部は、加熱動作開始直後に、予め定めた複数の周波数と移相量の組合せを、予め定めた時間間隔で順次前記高周波電力発生部および前記高周波電力ユニットに設定するとともに、前記温度情報取得手段から被加熱物の温度分布情報を取得することにより、予め定めた複数のそれぞれの周波数と移相量の組合せに於ける、被加熱物の温度上昇率分布を算出して、それぞれの周波数と移相量の組合せに対する温度上昇率分布情報を前記記憶部に記憶し、加熱動作中に、前記温度情報取得手段から取得した被加熱物の温度分布情報に基づいて、前記記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する周波数と移相量を決定する、高周波加熱装置。
【請求項４】
前記制御部は、加熱動作中に、前記温度情報取得手段から被加熱物の温度分布情報を取得し、温度が低い部分の温度上昇率を大きくする、もしくは温度が高い部分の温度上昇率を小さくする、もしくは温度が低い部分の温度上昇率を大きくすると同時に温度が高い部分の温度上昇率を小さくする、周波数もしくは移相量もしくは周波数と移相量を、前記記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する周波数もしくは移相量もしくは周波数と移相量を決定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の高周波加熱装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、温度上昇率分布の大小の領域を補完し合う周波数もしくは移相量もしくは周波数と移相量を複数選出し、選出した周波数もしくは移相量もしくは周波数と移相量を順次切替えて加熱動作を実行する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の高周波加熱装置。
【請求項６】
前記制御部は、加熱動作中に、前記温度情報取得手段から被加熱物の温度分布情報を取得し、前記高周波電力発生部もしくは前記高周波電力ユニットもしくは前記高周波電力発生部と前記高周波電力ユニットにそれぞれ設定された周波数もしくは移相量もしくは周波数と移相量に対する前記温度上昇率分布情報を前記記憶部に随時更新する、請求項４または５に記載の高周波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱室に収納された被加熱物を加熱する高周波加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高周波電力により食品等の被加熱物に加熱処理を施す高周波加熱装置に於いて、加熱効率の向上や、加熱ムラを無くした均一加熱を目的として、被加熱物の状態や形状に応じた局所加熱や、加熱室内への高周波電力の放射を攪拌するための技術が種々開示されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、放射アンテナの外周に輻射アンテナを備えた電子レンジが開示されている。この電子レンジでは、放射アンテナを回転させることで、放射アンテナと輻射アンテナが高周波的に結合した状態と、高周波的に結合していない状態を制御し、見かけ上のアンテナの大きさを変化させることにより、狭い範囲に集中的にマイクロ波を供給する状態と、加熱室にまんべんなくマイクロ波を供給する状態を制御している。
【０００４】
また、特許文献２には、被加熱物の温度分布を検出する手段と、複数の回転アンテナを備えた電子レンジが開示されている。この電子レンジでは、被加熱物の温度分布を検出し、検出した温度分布情報に基づいて、加熱したい部分を決め、回転アンテナを回転させて、アンテナの指向性を制御している。
【０００５】
また、特許文献３には、複数の平面アンテナを設け、平面アンテナへ供給するマイクロ波の位相を時間と共に変化させて、平面アンテナから放射されるマイクロ波の指向性を変化させることにより、スターラを使用することなく、マイクロ波を攪拌している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３４０５１３号公報
【特許文献２】特開２００８−２８２６９１号公報
【特許文献３】特開平７−１３０４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の構成では、特に特許文献１および２では、物理的にアンテナの形状や方向を変化させているので、機械的にアンテナを駆動させる装置が必要となる。これは、装置が大型になり、コストの増大を招く要因となる。更には、機械的に駆動させるので、アンテナの位置が不安定になったり、故障の確率も高くなってしまう。
【０００８】
また、特許文献３では、電気的にマイクロ波の指向性を制御しているので、前述したような、機械的構成による不安定要素や、装置の増大化の要因とはなり難いが、単に、マイクロ波を攪拌しても、均一加熱や加熱効率の向上することには、直接的にはつながらない。
【０００９】
また、電子レンジのような狭い閉空間に於いては、アンテナから放射されたマイクロ波は、加熱室内で複雑に反射を起こすので、アンテナの指向性を制御しても、アンテナから放射されたマイクロ波の挙動は、自由空間に於ける遠方解での指向性とは大きくかけ離れたものとなり、アンテナの指向性を制御することで、加熱分布を制御することは困難である。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、加熱室に収納された被加熱物を加熱する高周波加熱装置において、被加熱物の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる、高周波加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記従来の課題を解決するため、本発明の高周波加熱装置は、加熱室に収納された被加熱物を加熱する高周波加熱装置であって、設定された周波数の高周波電力を発生する少なくとも一つの高周波電力発生部と、前記高周波電力発生部で発生された高周波電力を加熱に適した大きさの電力に増幅する高周波電力増幅部と、前記高周波電力増幅部から出力された高周波電力を前記被加熱物に放射する放射部と、を備えた少なくとも一つの高周波電力ユニットと、被加熱物の温度分布情報を取得する温度情報取得手段と、前記高周波電力発生部を制御する制御部と、前記高周波電力発生部に設定された周波数に対応する、前記温度情報取得手段で取得した被加熱物の温度分布情報を記憶する記憶部とを備え、前記制御部は、加熱動作開始直後に、予め定めた複数の周波数を予め定めた時間間隔で順次前記高周波電力発生部に設定するとともに、前記温度情報取得手段から被加熱物の温度分布情報を取得することにより、予め定めた複数のそれぞれの周波数に於ける、被加熱物の温度上昇率分布を算出して、それぞれの周波数に対する温度上昇率分布情報を前記記憶部に記憶し、加熱動作中に、前記温度情報取得手段から取得した被加熱物の温度分布情報に基づいて、前記記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する周波数を決定する。
【００１２】
この構成により、加熱動作開始直後に、予め定めた複数の周波数に対する温度上昇率分布情報を取得して記憶部に記憶し、加熱動作中に、記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する周波数を決定するので、被加熱物に対する正確な加熱分布となる条件で加熱することができ、被加熱物の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる。
【００１３】
また、本発明の高周波加熱装置は、加熱室に収納された被加熱物を加熱する高周波加熱装置であって、高周波電力を発生する高周波電力発生部と、前記高周波電力発生部で発生された高周波電力を加熱に適した大きさの電力に増幅する高周波電力増幅部と、前記高周波電力増幅部から出力された高周波電力を前記被加熱物に放射する放射部と、を各々備えた複数の高周波電力ユニットと、前記複数の高周波電力ユニットのうちの少なくとも一つは、前記高周波電力発生部で発生された高周波電力の位相を変化させる可変移相部を更に備え、被加熱物の温度分布情報を取得する温度情報取得手段と、前記高周波電力発生部を制御する制御部と、前記高周波電力発生部に設定された周波数と、前記高周波電力ユニットに設定された移相量の組合せに対応する、前記温度情報取得手段で取得した被加熱物の温度分布情報を記憶する記憶部とを備え、前記制御部は、加熱動作開始直後に、予め定めた複数の移相量を、予め定めた時間間隔で順次前記高周波電力ユニットに設定するとともに、前記温度情報取得手段から被加熱物の温度分布情報を取得することにより、予め定めた複数の移相量に於ける、被加熱物の温度上昇率分布を算出して、それぞれの移相量に対する温度上昇率分布情報を前記記憶部に記憶し、加熱動作中に、前記温度情報取得手段から取得した被加熱物の温度分布情報に基づいて、前記記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する移相量を決定する。
【００１４】
この構成により、加熱動作開始直後に、予め定めた複数の移相量に対する温度上昇率分布情報を取得して記憶部に記憶し、加熱動作中に、記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する移相量を決定するので、被加熱物に対する正確な加熱分布となる条件で加熱することができ、被加熱物の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる。
【００１５】
また、本発明の高周波加熱装置は、加熱室に収納された被加熱物を加熱する高周波加熱装置であって、設定された周波数の高周波電力を発生する少なくとも一つの高周波電力発生部と、前記高周波電力発生部で発生された高周波電力を加熱に適した大きさの電力に増幅する高周波電力増幅部と、前記高周波電力増幅部から出力された高周波電力を前記被加熱物に放射する放射部とを各々備えた複数の高周波電力ユニットと、前記複数の高周波電力ユニットのうちの少なくとも一つは、前記高周波電力発生部で発生された高周波電力の位相を変化させる可変移相部を更に備え、被加熱物の温度分布情報を取得する温度情報取得手段と、前記高周波電力発生部に周波数を設定するとともに、前記高周波電力ユニットに移相量を設定する制御部と、前記高周波電力発生部に設定された周波数と、前記高周波電力ユニットに設定された移相量の組合せに対応する、前記温度情報取得手段で取得した被加熱物の温度分布情報を記憶する記憶部とを備え、前記制御部は、加熱動作開始直後に、予め定めた複数の周波数と移相量の組合せを、予め定めた時間間隔で順次前記高周波電力発生部および前記高周波電力ユニットに設定するとともに、前記温度情報取得手段から被加熱物の温度分布情報を取得することにより、予め定めた複数のそれぞれの周波数と移相量の組合せに於ける、被加熱物の温度上昇率分布を算出して、それぞれの周波数と移相量の組合せに対する温度上昇率分布情報を前記記憶部に記憶し、加熱動作中に、前記温度情報取得手段から取得した被加熱物の温度分布情報に基づいて、前記記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する周波数と移相量を決定する。
【００１６】
この構成により、加熱動作開始直後に、予め定めた複数の周波数と移相量の組合せに対する温度上昇率分布情報を取得して記憶部に記憶し、加熱動作中に、記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する周波数と移相量の組合せを決定するので、被加熱物に対する正確な加熱分布となる条件で加熱することができ、被加熱物の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる。
【００１７】
ここで、前記制御部は、加熱動作中に、前記温度情報取得手段から被加熱物の温度分布情報を取得し、温度が低い部分の温度上昇率を大きくする、もしくは温度が高い部分の温度上昇率を小さくする、もしくは温度が低い部分の温度上昇率を大きくすると同時に温度が高い部分の温度上昇率を小さくする、周波数もしくは移相量もしくは周波数と移相量を、前記記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する周波数もしくは移相量もしくは周波数と移相量を決定してもよい。
【００１８】
これにより、被加熱物の温度分布状態に応じた、適切な条件を選択して加熱できるので、被加熱物の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる。
【００１９】
ここで、前記制御部は、前記記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、温度上昇率分布の大小の領域を補完し合う周波数もしくは移相量もしくは周波数と移相量を複数選出し、選出した周波数もしくは移相量もしくは周波数と移相量を順次切替えて加熱動作を実行してもよい。
【００２０】
これにより、被加熱物の全ての領域において、温度上昇率分布が平均化されるので、簡単な制御で、被加熱物の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる。
【００２１】
ここで、前記制御部は、加熱動作中に、前記温度情報取得手段から被加熱物の温度分布情報を取得し、前記高周波電力発生部もしくは前記高周波電力ユニットもしくは前記高周波電力発生部と前記高周波電力ユニットにそれぞれ設定された周波数もしくは移相量もしくは周波数と移相量に対する前記温度上昇率分布情報を前記記憶部に随時更新してもよい
。
【００２２】
これにより、加熱に使用する条件に対する温度上昇率分布情報の精度が向上し、被加熱物の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の高周波加熱装置は、加熱動作開始直後に予め定めた複数の加熱に使用する設定条件に対する、被加熱物の温度上昇率分布情報を取得して記憶し、記憶した温度上昇率分布情報を参照して、適切な加熱に使用する条件を選択して加熱を実行する。この構成により、被加熱物に応じて適切な条件で加熱を実行できるので、小型、低コストで、被加熱物の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の基本構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の高周波電力発生部の具体的な構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の基本的な制御手順を示すフローチャート
【図４】本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の温度上昇率分布情報取得の制御手順を示すフローチャート
【図５】本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の温度分布情報に基づいて周波数設定を更新する制御手順を示すフローチャート
【図６】本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の周波数に対する被加熱物の温度上昇率分布を示す模式図
【図７】本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の周波数の更新による被加熱物の均一加熱を示す模式図
【図８】本発明の実施の形態２における高周波加熱装置の基本構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態２における高周波加熱装置の基本的な制御手順を示すフローチャート
【図１０】本発明の実施の形態２における高周波加熱装置の温度上昇率分布情報取得の制御手順を示すフローチャート
【図１１】本発明の実施の形態２における高周波加熱装置の温度分布情報に基づいて移相量（位相差）設定を更新する制御手順を示すフローチャート
【図１２】本発明の実施の形態３における高周波加熱装置の基本構成を示すブロック図
【図１３】本発明の実施の形態３における高周波加熱装置の基本的な制御手順を示すフローチャート
【図１４】本発明の実施の形態３における高周波加熱装置の温度上昇率分布情報取得の制御手順を示すフローチャート
【図１５】本発明の実施の形態３における高周波加熱装置の温度分布情報に基づいて周波数と移相量（位相差）の組合せ設定を更新する制御手順を示すフローチャート
【図１６】本発明の実施の形態３における高周波加熱装置の複数の温度上昇率分布情報を順次切替えて加熱処理を施す様子を示す模式図
【図１７】本発明の実施の形態３における高周波加熱装置の複数の温度上昇率分布情報を順次切替えて加熱処理を施す様子を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
第１の発明は、加熱室に収納された被加熱物を加熱する高周波加熱装置であって、設定された周波数の高周波電力を発生する少なくとも一つの高周波電力発生部と、前記高周波電力発生部で発生された高周波電力を加熱に適した大きさの電力に増幅する高周波電力増
幅部と、前記高周波電力増幅部から出力された高周波電力を前記被加熱物に放射する放射部と、を備えた少なくとも一つの高周波電力ユニットと、被加熱物の温度分布情報を取得する温度情報取得手段と、前記高周波電力発生部を制御する制御部と、前記高周波電力発生部に設定された周波数に対応する、前記温度情報取得手段で取得した被加熱物の温度分布情報を記憶する記憶部とを備え、前記制御部は、加熱動作開始直後に、予め定めた複数の周波数を予め定めた時間間隔で順次前記高周波電力発生部に設定するとともに、前記温度情報取得手段から被加熱物の温度分布情報を取得することにより、予め定めた複数のそれぞれの周波数に於ける、被加熱物の温度上昇率分布を算出して、それぞれの周波数に対する温度上昇率分布情報を前記記憶部に記憶し、加熱動作中に、前記温度情報取得手段から取得した被加熱物の温度分布情報に基づいて、前記記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する周波数を決定することにより、加熱動作開始直後に、予め定めた複数の周波数に対する温度上昇率分布情報を取得して記憶部に記憶し、加熱動作中に、記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する周波数を決定するので、被加熱物に対する正確な加熱分布となる条件で加熱することができ、被加熱物の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる。
【００２６】
第２の発明は、加熱室に収納された被加熱物を加熱する高周波加熱装置であって、高周波電力を発生する高周波電力発生部と、前記高周波電力発生部で発生された高周波電力を加熱に適した大きさの電力に増幅する高周波電力増幅部と、前記高周波電力増幅部から出力された高周波電力を前記被加熱物に放射する放射部と、を各々備えた複数の高周波電力ユニットと、前記複数の高周波電力ユニットのうちの少なくとも一つは、前記高周波電力発生部で発生された高周波電力の位相を変化させる可変移相部を更に備え、被加熱物の温度分布情報を取得する温度情報取得手段と、前記高周波電力発生部を制御する制御部と、前記高周波電力発生部に設定された周波数と、前記高周波電力ユニットに設定された移相量の組合せに対応する、前記温度情報取得手段で取得した被加熱物の温度分布情報を記憶する記憶部とを備え、前記制御部は、加熱動作開始直後に、予め定めた複数の移相量を、予め定めた時間間隔で順次前記高周波電力ユニットに設定するとともに、前記温度情報取得手段から被加熱物の温度分布情報を取得することにより、予め定めた複数の移相量に於ける、被加熱物の温度上昇率分布を算出して、それぞれの移相量に対する温度上昇率分布情報を前記記憶部に記憶し、加熱動作中に、前記温度情報取得手段から取得した被加熱物の温度分布情報に基づいて、前記記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する移相量を決定することにより、加熱動作開始直後に、予め定めた複数の移相量に対する温度上昇率分布情報を取得して記憶部に記憶し、加熱動作中に、記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する移相量を決定するので、被加熱物に対する正確な加熱分布となる条件で加熱することができ、被加熱物の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる。
【００２７】
第３の発明は、加熱室に収納された被加熱物を加熱する高周波加熱装置であって、設定された周波数の高周波電力を発生する少なくとも一つの高周波電力発生部と、前記高周波電力発生部で発生された高周波電力を加熱に適した大きさの電力に増幅する高周波電力増幅部と、前記高周波電力増幅部から出力された高周波電力を前記被加熱物に放射する放射部とを各々備えた複数の高周波電力ユニットと、前記複数の高周波電力ユニットのうちの少なくとも一つは、前記高周波電力発生部で発生された高周波電力の位相を変化させる可変移相部を更に備え、被加熱物の温度分布情報を取得する温度情報取得手段と、前記高周波電力発生部に周波数を設定するとともに、前記高周波電力ユニットに移相量を設定する制御部と、前記高周波電力発生部に設定された周波数と、前記高周波電力ユニットに設定された移相量の組合せに対応する、前記温度情報取得手段で取得した被加熱物の温度分布情報を記憶する記憶部とを備え、前記制御部は、加熱動作開始直後に、予め定めた複数の周波数と移相量の組合せを、予め定めた時間間隔で順次前記高周波電力発生部および前記高周波電力ユニットに設定するとともに、前記温度情報取得手段から被加熱物の温度分布
情報を取得することにより、予め定めた複数のそれぞれの周波数と移相量の組合せに於ける、被加熱物の温度上昇率分布を算出して、それぞれの周波数と移相量の組合せに対する温度上昇率分布情報を前記記憶部に記憶し、加熱動作中に、前記温度情報取得手段から取得した被加熱物の温度分布情報に基づいて、前記記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する周波数と移相量を決定することにより、加熱動作開始直後に、予め定めた複数の周波数と移相量の組合せに対する温度上昇率分布情報を取得して記憶部に記憶し、加熱動作中に、記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する周波数と移相量の組合せを決定するので、被加熱物に対する正確な加熱分布となる条件で加熱することができ、被加熱物の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる。
【００２８】
第４の発明は、特に第１ないし第３のいずれか１つの発明の前記制御部は、加熱動作中に、前記温度情報取得手段から被加熱物の温度分布情報を取得し、温度が低い部分の温度上昇率を大きくする、もしくは温度が高い部分の温度上昇率を小さくする、もしくは温度が低い部分の温度上昇率を大きくすると同時に温度が高い部分の温度上昇率を小さくする、周波数もしくは移相量もしくは周波数と移相量を、前記記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する周波数もしくは移相量もしくは周波数と移相量を決定するので、被加熱物の温度分布状態に応じた、適切な条件を選択して加熱でき、被加熱物の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる。
【００２９】
第５の発明は、特に第１ないし第３のいずれか１つの発明の前記制御部は、前記記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、温度上昇率分布の大小の領域を補完し合う周波数もしくは移相量もしくは周波数と移相量を複数選出し、選出した周波数もしくは移相量もしくは周波数と移相量を順次切替えて加熱動作を実行するので、被加熱物の全ての領域において、温度上昇率分布が平均化され、簡単な制御で、被加熱物の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる。
【００３０】
第６の発明は、特に第４または第５の発明の前記制御部は、加熱動作中に、前記温度情報取得手段から被加熱物の温度分布情報を取得し、前記高周波電力発生部もしくは前記高周波電力ユニットもしくは前記高周波電力発生部と前記高周波電力ユニットにそれぞれ設定された周波数もしくは移相量もしくは周波数と移相量に対する前記温度上昇率分布情報を前記記憶部に随時更新するので、加熱に使用する条件に対する温度上昇率分布情報の精度が向上し、被加熱物の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における、高周波加熱装置１００の基本構成を示すブロック図である。
【００３３】
同図に示す高周波加熱装置１００は、加熱室１０１に収納された被加熱物１６０を加熱する高周波加熱装置であって、高周波電力ユニット１１０と、高周波電力発生部１２０と、温度情報取得手段１３０と、制御部１４０と、記憶部１５０を備えている。高周波電力ユニット１１０は、高周波電力増幅部１１１と、放射部１１２を備えている。なお、図１において、高周波加熱装置１００は、１つの高周波電力ユニットと、１つの高周波電力発生部を有しているが、高周波電力ユニットおよび高周波電力発生部の数はこれに限定されるものではない。
【００３４】
高周波電力発生部１２０で発生された高周波電力は、高周波電力ユニット１１０へ入力される。高周波電力ユニット１１０へ入力された高周波電力は、高周波電力増幅部１１１へ入力される。高周波電力増幅部１１１に入力された高周波電力は、対象物の加熱処理に適した電力に増幅され、放射部１１２より加熱室１０１に放射される。
【００３５】
温度情報取得手段１３０は、加熱室１０１に収納された被加熱物１６０の温度分布情報を取得し、取得した被加熱物１６０の温度分布情報を示す温度分布情報信号１０２を制御部１４０へ出力する。
【００３６】
制御部１４０は、高周波電力発生部１２０に接続されており、放射部１１２から放射される高周波電力の周波数を制御する。
【００３７】
また、制御部１４０は、記憶部１５０に接続されており、高周波電力発生部１２０に設定した放射部１１２から放射される高周波電力の周波数に対応する、温度情報取得手段１３０より取得した被加熱物の温度分布情報を格納する。
【００３８】
記憶部１５０は、半導体メモリなどを用いて、容易に実現することができる。
【００３９】
高周波電力発生部１２０は、制御部１４０により設定された周波数を有する高周波電力を発生する周波数可変の電力発生部である。具体的には、制御部１４０から入力される周波数制御信号１０３に応じた周波数を有する高周波電力を発生する、例えばＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）発振器である。
【００４０】
図２は、本発明の実施の形態１における高周波電力発生部１２０の具体的な構成を示すブロック図である。なお、同図には、高周波電力ユニット１１０と、制御部１４０も示されている。
【００４１】
同図に示す高周波電力発生部１２０は、高周波発振部１２１と、バッファアンプ１２２と、基準信号発振器１２３とを有している。
【００４２】
高周波発振部１２１は、高周波発振器１２４と、位相比較器１２５とを有している。この高周波発振器１２４は、位相比較器１２５から出力される電圧に応じた周波数を有する高周波信号を生成する、例えばＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）である。
【００４３】
位相比較器１２５は、高周波発振器１２４から発生される高周波電力の周波数が、制御部１４０から入力された周波数制御信号１０３で設定された周波数になるように、出力電圧を調整する。具体的には、位相比較器１２５は、高周波発振器１２４から発生される高周波電力をＮ分周した信号と、基準信号発振器１２３から入力される基準信号をＲ分周した信号との位相を比較し、双方の信号の位相が同一になるように高周波発振器１２４へ出力する電圧を調整する。これにより、高周波発振器１２４から発生される高周波電力の周波数は、基準信号発振器１２３から入力される基準信号の周波数をＮ／Ｒ逓倍した周波数にロックされる。制御部１４０からこれらのＮおよびＲの値を示す周波数制御信号１０３を位相比較器１２５に設定することにより、高周波発振器１２４から発生される高周波電力の周波数を制御することができる。
【００４４】
バッファアンプ１２２は、高周波発振部１２１で生成された高周波電力を増幅する、例えばトランジスタである。
【００４５】
基準信号発振器１２３は、周波数が固定の発振器であり、例えば、ＴＣＸＯ（Ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｎｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）である。
【００４６】
このように、高周波電力発生部１２０は、制御部１４０により周波数制御信号１０３で設定された周波数を有する高周波電力を発生する。なお、図２では、バッファアンプ１２２は１つの電力増幅器で示されているが、高出力かつ大電力の出力電力を得るために、電力増幅器を複数設け、多段直列接続や並列的に合成して構成してもよい。
【００４７】
また、高周波電力発生部１２０の簡略的な構成として、高周波発振部１２１とバッファアンプ１２２のみで高周波電力発生部１２０を構成してもよい。
【００４８】
この場合、高周波発振部１２１は、高周波発振器１２４のみだけで構成される。制御部１４０から高周波発振器１２４の発振周波数に対応する電圧を周波数制御信号１０３として高周波発振器１２４に設定することにより、高周波発振器１２４から発生される高周波電力の周波数を制御することができる。
【００４９】
高周波電力発生部１２０で発生された高周波電力は、高周波電力ユニット１１０に入力される。
【００５０】
高周波電力ユニット１１０は、高周波電力発生部１２０より入力された高周波電力を、被加熱物１６０の加熱処理に適した電力に増幅し、放射部１１２を介して加熱室１０１へ放射する。
【００５１】
高周波電力ユニット１１０は、高周波電力増幅部１１１と放射部１１２を有する。
【００５２】
高周波電力増幅部１１１は、高周波電力ユニット１１０より入力された高周波電力を所定の増幅率で増幅する、例えば、トランジスタを多段直列接続や並列的に合成して構成されている。
【００５３】
放射部１１２は、高周波電力増幅部１１１で増幅された高周波電力を加熱室１０１へ放射するアンテナである。空洞共振構造のスロットアンテナや、パッチアンテナなどの平面アンテナを用いてもよい。
【００５４】
このように、高周波電力ユニット１１０は、高周波電力発生部１２０で発生された高周波電力を増幅して、放射部１１２より加熱室１０１へ放射する。なお、図１において、放射部１１２は、高周波電力ユニット１１０に含まれるように描かれているが、これはあくまで一例であり、高周波電力ユニット１１０と放射部１１２は別体でもよい。
【００５５】
温度情報取得手段１３０は、加熱室１０１の内部または壁面に、１つもしくは複数個設けられ、被加熱物１６０の温度分布を検出する、例えば、赤外線センサーである。赤外線センサーは、被加熱物から放射される赤外線を受光することにより、対象物の温度情報を取得することができる。赤外線センサーの技術は公知であり、点センサや線センサを始めとして、最近ではマトリクス型の２次元センサも多く出回ってきている。
【００５６】
温度情報取得手段１３０で取得された被加熱物１６０の温度分布情報は、温度分布情報信号１０２として、制御部１４０に出力される。
【００５７】
以上のような構成により、本実施の形態に係る高周波加熱装置１００は、放射部１１２から加熱室１０１に放射される高周波電力の周波数に対する、被加熱物１６０の温度分布の情報を取得して、記憶部１５０に記憶させることができる。
【００５８】
次に、上述の高周波加熱装置１００の動作について説明する。
【００５９】
図３は、本発明の実施の形態１における高周波加熱装置１００の基本的な制御手順を示すフローチャートである。本実施の形態１の高周波加熱装置１００は、制御部１４０において、以下の処理を行う。
【００６０】
図３に示すように、被加熱物１６０が加熱室１０１に収納され、ユーザーにより加熱処理開始の指示がなされると（ステップＳ１００）、最初に、制御部１４０は、高周波電力発生部１２０と温度情報取得手段１３０を操作して、予め定められた複数の周波数に対する、被加熱物１６０の温度上昇分布情報を取得して、記憶部１５０に格納する（ステップＳ１１０）。なお、温度上昇分布情報取得の詳細な制御手順は後述する。
【００６１】
次に、高周波電力発生部１２０の周波数を、予め定められた加熱用初期周波数にするように、高周波電力発生部１２０の周波数を制御して、本加熱を開始する（ステップＳ１２０）。
【００６２】
そして、予め定められた時間だけ加熱を継続（ステップＳ１３０）した後、加熱処理を終了するか、加熱処理を終了する条件を満たしているかどうかを判断して（ステップＳ１４０）、加熱処理を終了する条件を満たしている場合には、加熱処理を終了する（ステップＳ１６０）。
【００６３】
ここで、加熱処理を終了する条件としては、例えば、ユーザーが加熱処理開始の指示をする前に指定した加熱処理時間に達した場合としてもよいし、または、温度情報取得手段１３０で被加熱物１６０の温度分布情報を取得し、被加熱物１６０の温度分布の状態が、予め定めた条件を満たした場合としてもよい。なお、これらの加熱処理を終了する条件は、一例であり、これに限るものではない。
【００６４】
一方、加熱処理を終了する条件を満たしていない場合は、温度情報取得手段１３０で被加熱物１６０の温度分布情報を取得し、取得した被加熱物１６０の温度分布情報に基づいて、周波数設定を更新する（ステップＳ１５０）。なお、取得した温度分布情報に基づいて周波数設定を更新する詳細な制御手順は後述する。
【００６５】
そして、予め定められた時間だけ加熱を継続し（ステップＳ１３０）、加熱処理を終了する条件を満たすまで、これらの処理を繰り返して、被加熱物１６０の加熱処理を実行する。
【００６６】
次に、温度上昇分布情報取得の詳細な制御手順について説明する。
【００６７】
図４は、本実施の形態１による高周波加熱装置１００の、温度上昇分布情報取得の制御手順を示すフローチャートである。
【００６８】
高周波加熱装置１００の制御部１４０は、ユーザーによる加熱処理開始の指示の後に、以下の制御手順により、温度上昇分布情報を取得して、記憶部１５０に格納する。
【００６９】
図４に示すように、まず、予め定められた複数の周波数の第１番目の周波数に、高周波電力発生部１２０の周波数を設定する（ステップＳ１１１）。
【００７０】
次に、温度情報取得手段１３０より、測定開始時の被加熱物１６０の温度分布情報（Ｔ１）を取得する（ステップＳ１１２）。
【００７１】
次に、予め定められた時間だけ、被加熱物１６０をプリ加熱する（ステップＳ１１３）。ここで、温度上昇分布情報を取得する際の加熱と、前述の被加熱物を加熱処理する際の本加熱とを区別するために、温度上昇分布情報を取得する際の加熱をプリ加熱と称する。
【００７２】
次に、温度情報取得手段１３０より、測定終了時の被加熱物１６０の温度分布情報（Ｔ２）を取得する（ステップＳ１１４）。
【００７３】
次に、取得した測定開始時の被加熱物１６０の温度分布情報（Ｔ１）と測定終了時の被加熱物１６０の温度分布情報（Ｔ２）より、温度上昇率（ΔＴ）を算出する（ステップＳ１１５）。具体的には、測定開始時の温度分布情報（Ｔ１）および測定終了時の温度分布情報（Ｔ２）は、それぞれ、被加熱物１６０の温度分布、すなわち、どの部分が何度（℃）になっているかを示す。従って、それぞれ対応する測定開始時の温度分布情報（Ｔ１）と測定終了時の温度分布情報（Ｔ２）との差分を計算することにより、被加熱物１６０のどの部分が何度（℃）上昇したかが算出できる。このようにして算出した被加熱物１６０のどの部分が何度（℃）上昇したかの情報を温度上昇率分布情報として、高周波電力発生部１２０に設定した周波数と共に、記憶部１５０に格納する（ステップＳ１１６）。
【００７４】
次に、予め定められた複数の周波数全ての周波数について、温度上昇率分布情報を記憶部１５０に格納を終えたかどうかを判定して（ステップＳ１１７）、予め定められた複数の周波数全ての周波数について、温度上昇率分布情報を記憶部１５０に格納を終えた場合は、温度上昇率分布情報の取得処理を終了とし、予め定められた複数の周波数全ての周波数について、温度上昇率分布情報の記憶部１５０への格納を終えていない場合は、次の周波数に高周波電力発生部１２０の周波数を設定して（ステップＳ１１８）、温度上昇率分布情報の取得処理を実行する。
【００７５】
次に、取得した温度分布情報に基づいて周波数設定を更新する制御手順ついて説明する。
【００７６】
図５は、本実施の形態１による高周波加熱装置１００の、取得した温度分布情報に基づいて周波数設定を更新する制御手順を示すフローチャートである。
【００７７】
高周波加熱装置１００の制御部１４０は、本加熱処理動作中に、以下の制御手順により、温度情報取得手段１３０より取得した被加熱物１６０の温度分布情報に基づいて、高周波電力発生部１２０に設定する周波数を更新する。
【００７８】
図５に示すように、まず、温度情報取得手段１３０より被加熱物１６０の温度分布情報を取得する（ステップＳ１５１）。具体的には、温度情報取得手段１３０より取得した被加熱物１６０の温度分布情報は、被加熱物１６０のどの部分が何度（℃）であるかを示す。
【００７９】
次に、温度情報取得手段１３０より取得した被加熱物１６０の温度分布情報に基づいて、高周波電力発生部１２０に設定する周波数を変更する必要があるかどうか、すなわち、温度上昇率分布のパターンを変更する必要があるかどうかを判定する（ステップＳ１５２）。ここで、温度情報取得手段１３０より取得した被加熱物１６０の温度分布情報に基づいて、高周波電力発生部１２０に設定する周波数を変更して、温度上昇率分布のパターンを変更する必要があるかどうかを判定する基準として、例えば、温度情報取得手段１３０より取得した被加熱物１６０の温度分布に於いて、最も温度が高い部分と最も温度が低い部分の温度差が、予め定めた温度差の値に対して大きい場合は、高周波電力発生部１２０に設定する周波数を変更して、温度上昇率分布のパターンを変更する必要があると判定し
、予め定めた温度差の値に対して小さい場合は、高周波電力発生部１２０に設定する周波数を変更して、温度上昇率分布のパターンを変更する必要がないと判定するようにしてもよい。
【００８０】
次に、高周波電力発生部１２０に設定する周波数を変更して、温度上昇率分布のパターンを変更する必要があると判定した場合は、記憶部１５０に格納された、温度上昇率分布情報を参照して、適切な温度上昇率分布情報を検索して、加熱に使用する温度上昇率分布のパターンを決定する（ステップＳ１５３）。例えば、適切な温度上昇率分布情報を検索して、加熱に使用する温度上昇率分布のパターンを決定する方法の一例として、温度情報取得手段１３０より取得した被加熱物１６０の温度分布に対して、温度の低い部分の温度上昇率が大きく、温度の高い部分の温度上昇率が小さい温度上昇率分布となるパターンを検索し、該当する温度上昇率分布のパターンを、加熱に使用する温度上昇率分布のパターンに決定してもよい。
【００８１】
次に、適切な温度上昇率分布情報を検索して決定した、加熱に使用する温度上昇率分布のパターンに対応する周波数を高周波電力発生部１２０の周波数に設定して（ステップＳ１５４）、本加熱処理の動作に戻る。
【００８２】
一方、高周波電力発生部１２０に設定する周波数を変更して、温度上昇率分布のパターンを変更する必要がないと判定した場合は、本加熱処理の動作に戻る。
【００８３】
上述の高周波加熱装置１００の構成によれば、加熱動作開始直後に、高周波電力発生部１２０と温度情報取得手段１３０を操作して、予め定めた複数の周波数に対する温度上昇率分布情報を取得して記憶部１５０に記憶し、加熱動作中に、記憶部１５０に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する周波数を決定するので、被加熱物１６０に対する正確な加熱分布となる条件で加熱することができ、被加熱物１６０の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる。
【００８４】
以下、本実施の形態１に於ける、加熱動作開始直後に、予め定めた複数の周波数に対する温度上昇率分布情報を取得して記憶部に記憶し、加熱動作中に、記憶部に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する周波数を決定する動作の一例を説明する。
【００８５】
加熱室１０１に被加熱物１６０を収納し、放射部１１２から高周波電力を放射したときの、被加熱物１６０の温度上昇分布は、放射部１１２から放射される高周波電力の周波数によって異なる分布特性となる。
【００８６】
図６は、直方体形状の加熱室１０１に被加熱物１６０を収納し、加熱室１０１の壁面に配置された１個のパッチアンテナで放射部１１２を構成したときの、前述の温度上昇分布情報取得の制御手順により、４点の周波数（ｆＡ，ｆＢ，ｆＣ，ｆＤ）に対する温度上昇率分布情報を取得した結果を示す。
【００８７】
図６（ａ）は、温度情報取得手段１３０で取得する、被加熱物１６０の温度分布情報取得区画１７１を示す。図６（ａ）では６区画の温度情報が取得できるように描かれているが、区画の数、および区画の切り方はこの限りではなく、区画数が多いほど、精度は向上する。
【００８８】
図６（ｂ）〜（ｅ）は、４点の周波数（ｆＡ，ｆＢ，ｆＣ，ｆＤ）について、それぞれの周波数の高周波電力を放射部１１２から加熱室１０１に放射した時の被加熱物１６０の温度上昇率分布の様子を模式的に示している。図６（ｂ）は放射部１１２から放射する高周波電力の周波数がｆＡの時に加熱室１０１に収納された被加熱物１６０の温度上昇率分
布１７２を、図６（ｃ）は放射部１１２から放射する高周波電力の周波数がｆＢの時に加熱室１０１に収納された被加熱物１６０の温度上昇率分布１７３を、図６（ｄ）は放射部１１２から放射する高周波電力の周波数がｆＣの時に加熱室１０１に収納された被加熱物１６０の温度上昇率分布１７４を、図６（ｅ）は放射部１１２から放射する高周波電力の周波数がｆＤの時に加熱室１０１に収納された被加熱物１６０の温度上昇率分布１７５を、それぞれ示している。なお、本実施の形態１においては、説明を簡素化するため、温度上昇率のスケールは、大，中，小で示しており、それぞれ、温度上昇率の大きさに対応している。
【００８９】
図６に示すように、放射部１１２から放射する高周波電力の周波数がｆＡの時、ｆＢの時、ｆＣの時、およびｆＤの時で、それぞれ異なる温度上昇率分布となっており、被加熱物１６０に対して、それぞれ異なる部分の領域が強く加熱されたり、弱く加熱されることがわかる。
【００９０】
制御部１４０は、それぞれの周波数（ｆＡ，ｆＢ，ｆＣ，ｆＤ）の高周波電力を放射部１１２から加熱室１０１に放射した時の被加熱物１６０の温度上昇率分布の情報を、周波数と対応付けて記憶部１５０に格納する。
【００９１】
図７は、直方体形状の加熱室１０１に被加熱物１６０を収納し、加熱室１０１の壁面に配置された１個のパッチアンテナで放射部１１２を構成したとき、前述の、取得した温度分布情報に基づいて周波数設定を更新する制御手順に従って、被加熱物１６０を均一に加熱処理を施す様子を模式的に示した図である。
【００９２】
図７（ａ）は、本加熱の初期周波数（ｆｓ）を放射部１１２より加熱室１０１に放射して、暫く被加熱物１６０を加熱処理した後に、温度情報取得手段１３０より取得した、被加熱物１６０の温度分布情報１８１を示している。説明を簡素化するため、温度の高さを高、中、低で示している。例えば、４０℃〜６０℃を低温、６０℃〜８０℃を中温、８０℃以上を高温とする。
【００９３】
図７（ｂ）は、前述の温度上昇分布情報取得の制御手順により取得した、４点の周波数（ｆＡ，ｆＢ，ｆＣ，ｆＤ）に対するそれぞれの温度上昇率分布１７２，１７３，１７４，１７５の中から選んだ、温度分布情報１８１に対して均一に加熱処理するために適切な、周波数＝ｆＣの時の温度上昇率分布１７４を示す。図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、温度分布情報１８１に対して温度上昇率分布１７４は、温度が低の領域に対しては温度上昇率が大、温度が中の領域に対しては温度上昇率が中、温度が高の領域に対しては温度上昇率が小が対応している。
【００９４】
図７（ｃ）は、周波数をｆｓからｆＣに更新して加熱処理を実行した後に、温度情報取得手段１３０で取得した被加熱物１６０の温度分布情報１８２が、全ての領域の温度が高となっており、被加熱物１６０が均一に加熱処理された様子を示す。
【００９５】
以上のように、本実施の形態１に係る高周波加熱装置１００は、加熱室１０１に収納された被加熱物１６０を加熱する高周波加熱装置であって、設定された周波数の高周波電力を発生する少なくとも一つの高周波電力発生部１２０と、高周波電力発生部１２０で発生された高周波電力を加熱に適した大きさの電力に増幅する高周波電力増幅部１１１と、高周波電力増幅部１１１から出力された高周波電力を被加熱物１６０に放射する放射部１１２とを備えた少なくとも一つの高周波電力ユニット１１０と、被加熱物１６０の温度分布情報を取得する温度情報取得手段１３０と、高周波電力発生部１２０を制御する制御部１４０と、高周波電力発生部１２０に設定された周波数に対応する、温度情報取得手段１３０で取得した被加熱物１６０の温度分布情報を記憶する記憶部１５０とを備え、制御部１
４０は、加熱動作開始直後に、予め定めた複数の周波数を予め定めた時間間隔で順次、高周波電力発生部１２０に設定するとともに、温度情報取得手段１３０から被加熱物１６０の温度分布情報を取得することにより、予め定めた複数のそれぞれの周波数に於ける、被加熱物１６０の温度上昇率分布を算出して、それぞれの周波数に対する温度上昇率分布情報を記憶部１５０に記憶し、加熱動作中に、温度情報取得手段１３０から取得した被加熱物１６０の温度分布情報に基づいて、記憶部１５０に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する周波数を決定することにより、加熱動作開始直後に、予め定めた複数の周波数に対する温度上昇率分布情報を取得して記憶部１５０に記憶し、加熱動作中に、記憶部１５０に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する周波数を決定するので、被加熱物１６０に対する正確な加熱分布となる条件で加熱することができ、被加熱物１６０の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる。
【００９６】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２を、図面を参照しながら説明する。本実施の形態に係る高周波加熱装置は、実施の形態１に係る高周波加熱装置１００が、制御部１４０から設定された周波数の高周波電力を発生する少なくとも一つの高周波電力発生部１２０と、高周波電力増幅部１１１と放射部１１２とを備えた少なくとも一つの高周波電力ユニット１１０とを有しているのに対し、高周波電力を発生する高周波電力発生部と、高周波電力増幅部と放射部を備える複数の高周波電力ユニットを有し、複数の高周波電力ユニットの内、少なくとも一つの高周波電力ユニットは、可変移相器を更に有する点が異なる。この構成により、複数の高周波電力ユニットから加熱室に放射される高周波電力の位相差を変化させることができる。
【００９７】
以下、実施の形態１との相違点を中心に説明する。なお、本実施の形態２の説明において、前述の実施の形態１と同じ機能を有する構成要素には同じ参照符号を付し、説明を省略する。また、前述の実施の形態１と同じ作用を有する内容についても、説明を省略する。
【００９８】
図８は、本発明の実施の形態２に係る、高周波加熱装置２００の構成を示すブロック図である。
【００９９】
同図に示す高周波加熱装置２００は、図１に示した実施の形態１に係る高周波加熱装置１００と比較して、高周波電力ユニット１１０に代わり第１の高周波電力ユニット２１０ａと第２の高周波電力ユニット２１０ｂとを備え、高周波電力増幅部１１１に代わり第１の高周波電力増幅部２１１ａと第２の高周波電力増幅部２１１ｂとを備え、放射部１１２に代わり第１の放射部２１２ａと第２の放射部２１２ｂとを備え、高周波電力発生部１２０に代わり高周波電力発生部２２０を備え、制御部１４０に代わり制御部２４０を備え、記憶部１５０に代わり記憶部２５０を備えるのに加えて、可変移相器２１３および分配部２７０をさらに備える。
【０１００】
高周波電力発生部２２０は特定の周波数の高周波電力を発生する。発生された高周波電力は、分配部２７０で分配され、第１の高周波電力ユニット２１０ａおよび第２の高周波電力ユニット２１０ｂへ入力される。つまり、高周波電力発生部２２０は、第１および第２の高周波電力ユニット２１０ａおよび２１０ｂへ高周波電力を供給する。
【０１０１】
第１の高周波電力ユニット２１０ａへ入力された高周波電力は、第１の高周波電力増幅部２１１ａへ入力される。第１の高周波電力増幅部２１１ａに入力された高周波電力は、対象物の加熱処理に適した電力に増幅され、第１の放射部２１２ａより加熱室１０１に放射される。また、第２の高周波電力ユニット２１０ｂへ入力された高周波電力は、可変移
相器２１３で移相処理され、第２の高周波電力増幅部２１１ｂへ入力される。第２の高周波電力増幅部２１１ｂに入力された高周波電力は、対象物の加熱処理に適した電力に増幅され、第２の放射部２１２ｂより加熱室１０１に放射される。
【０１０２】
制御部２４０は、可変移相器２１３に接続されており、第２の放射部２１２ｂから放射される高周波電力の移相量を制御する。
【０１０３】
また、制御部２４０は、記憶部２５０に接続されており、可変移相器２１３に設定した第２の放射部２１２ｂから放射される高周波電力の移相量に対応する、温度情報取得手段１３０より取得した被加熱物１６０の温度分布情報を格納する。
【０１０４】
高周波電力発生部２２０は、特定の周波数を有する高周波電力を発生する電力発生部である。具体的には、トランジスタ発振器や真空管発振器などを用いる事ができる。
【０１０５】
分配部２７０は、高周波電力発生部２２０から入力された高周波電力を高周波電力ユニットの数に分配（本実施の形態に於いては２分配）して、分配されたそれぞれの高周波電力を、それぞれの高周波電力ユニット（本実施の形態に於いては、第１の高周波電力ユニット２１０ａおよび第２の高周波電力ユニット２１０ｂ）へ入力する。この分配部２７０としては、抵抗分配器を用いてもよいし、方向性結合器、ハイブリッドカプラのいずれを用いてもよい。
【０１０６】
第１の高周波電力ユニット２１０ａは、第１の高周波電力増幅部２１１ａと第１の放射部２１２ａを有する。なお、第１の高周波電力増幅部２１１ａと第１の放射部２１２ａの具体的な構成は、前述した実施の形態１で説明した、高周波電力増幅部１１１と放射部１１２の具体的な構成と同一であるので、説明は省略する。
【０１０７】
第２の高周波電力ユニット２１０ｂは、可変移相器２１３と第２の高周波電力増幅部２１１ｂと第２の放射部２１２ｂを有する。なお、第２の高周波電力増幅部２１１ｂと第２の放射部２１２ｂの具体的な構成は、前述した実施の形態１で説明した、高周波電力増幅部１１１と放射部１１２の具体的な構成と同一であるので、説明は省略する。
【０１０８】
可変移相器２１３は、制御部２４０により設定された移相量に応じて高周波電力に移相処理を施す移相量可変の移相器である。具体的には、制御部２４０から入力される移相量制御信号２０４に応じた移相量を高周波電力に施す、例えば、複数ビットステップ可変型移相器や、連続可変型移相器を用いることができる。
【０１０９】
複数ビットステップ可変型移相器（例えば３ビットステップ可変型移相器）は、デジタル制御において用いられ、経路切換えの組合せで、ステップ的に数段階の移相量を制御する。移相量は、外部から入力された移相量を示す制御信号に基づいて決定される。
【０１１０】
一方、連続可変型移相器はアナログ電圧制御に用いられ、例えば伝送線を用いたローデッドライン型移相器と、９０°ハイブリッドカプラを用いたハイブリッド結合型移相器として知られている。いずれも、バラクタダイオードの逆バイアス電圧を変化させることにより、２つの共振回路での反射位相を変化させ、入力−出力間の挿入移相を変化させる。挿入移相の変化量は外部から入力された移相量を示す制御信号に基づいて決定される。
【０１１１】
このように、第１の高周波電力ユニット２１０ａは、分配部２７０から入力された高周波電力を増幅して、第１の放射部２１２ａより加熱室１０１へ放射する。また、第２の高周波電力ユニット２１０ｂは、分配部２７０から入力された高周波電力に移相処理を施し、増幅して、第２の放射部２１２ｂより加熱室１０１へ放射する。これにより、第２の高
周波電力ユニット２１０ｂの可変移相器２１３の移相量を制御することにより、第１の放射部２１２ａおよび第２の放射部２１２ｂから放射される高周波電力の位相差を制御することができる。なお、図８において、第１の放射部２１２ａおよび第２の放射部２１２ｂは、それぞれ、第１の高周波電力ユニット２１０ａおよび第２の高周波電力ユニット２１０ｂに含まれるように描かれているが、これはあくまで一例であり、第１の高周波電力ユニット２１０ａおよび第２の高周波電力ユニット２１０ｂと第１の放射部２１２ａおよび第２の放射部２１２ｂは、それぞれ別体でもよい。
【０１１２】
温度情報取得手段１３０で取得された被加熱物１６０の温度分布情報は、温度分布情報信号１０２として、制御部２４０に出力される。
【０１１３】
以上のような構成により、本実施の形態に係る高周波加熱装置２００は、第２の放射部２１２ｂから加熱室１０１に放射される高周波電力の移相量、すなわち、第１の放射部２１２ａおよび第２の放射部２１２ｂからそれぞれ加熱室１０１に放射される高周波電力の位相差に対する、被加熱物１６０の温度分布の情報を取得して、記憶部２５０に記憶させることができる。
【０１１４】
次に、上述の高周波加熱装置２００の動作について説明する。
【０１１５】
本実施の形態に係る高周波加熱装置２００の制御手順は、前述の実施の形態１で説明した高周波加熱装置１００の制御手順と基本的に同様である。ただし、前述の図１で説明した高周波加熱装置１００は、制御部１４０は高周波電力発生部１２０の周波数を制御して、放射部１１２から加熱室１０１に放射される高周波電力の周波数を制御するのに対して、本実施の形態の図８に示す高周波加熱装置２００においては、制御部２４０は第２の高周波電力ユニット２１０ｂの可変移相器２１３の移相量を制御して、第１の放射部２１２ａおよび第２の放射部２１２ｂから放射される高周波電力の位相差を制御している点が異なる。
【０１１６】
図９は、図８の高周波加熱装置２００の基本的な制御手順を示すフローチャートである。
【０１１７】
図８の高周波加熱装置２００は、制御部２４０において、以下の処理を行う。
【０１１８】
図９に示すように、被加熱物１６０が加熱室１０１に収納され、ユーザーにより加熱処理開始の指示がなされると（ステップＳ１００）、最初に、制御部２４０は、可変移相器２１３と温度情報取得手段１３０を操作して、予め定められた複数の移相量（または位相差）に対する、被加熱物１６０の温度上昇分布情報を取得して、記憶部２５０に格納する（ステップＳ２１０）。なお、温度上昇分布情報取得の詳細な制御手順は後述する。
【０１１９】
次に、可変移相器２１３の移相量を、予め定められた加熱用初期移相量（または位相差）にするように、可変移相器２１３の移相量を制御して、本加熱を開始する（ステップＳ２２０）。
【０１２０】
そして、予め定められた時間だけ加熱を継続（ステップＳ１３０）した後、加熱処理を終了するか、加熱処理を終了する条件を満たしているかどうかを判断して（ステップＳ１４０）、加熱処理を終了する条件を満たしている場合には、加熱処理を終了する（ステップＳ１６０）。
【０１２１】
加熱処理を終了する条件については、前述の実施の形態１で説明した高周波加熱装置１００の加熱処理を終了する条件と同様であるので説明は省略する。
【０１２２】
一方、加熱処理を終了する条件を満たしていない場合は、温度情報取得手段１３０で被加熱物１６０の温度分布情報を取得し、取得した被加熱物１６０の温度分布情報に基づいて、移相量（または位相差）設定を更新する（ステップＳ２５０）。なお、取得した温度分布情報に基づいて移相量（または位相差）設定を更新する詳細な制御手順は後述する。
【０１２３】
そして、予め定められた時間だけ加熱を継続し（ステップＳ１３０）、加熱処理を終了する条件を満たすまで、これらの処理を繰り返して、被加熱物１６０の加熱処理を実行する。
【０１２４】
次に、温度上昇分布情報取得の詳細な制御手順について説明する。
【０１２５】
図１０は、本実施の形態２による高周波加熱装置２００の、温度上昇分布情報取得の制御手順を示すフローチャートである。
【０１２６】
高周波加熱装置２００の制御部２４０は、ユーザーによる加熱処理開始の指示の後に、以下の制御手順により、温度上昇分布情報を取得して、記憶部２５０に格納する。
【０１２７】
図１０に示すように、まず、予め定められた複数の移相量（または位相差）の第１番目の移相量（または位相差）に、可変移相器２１３の移相量を設定する（ステップＳ２１１）。
【０１２８】
次に、温度情報取得手段１３０より、測定開始時の被加熱物１６０の温度分布情報（Ｔ１）を取得する（ステップＳ１１２）。
【０１２９】
次に、予め定められた時間だけ、被加熱物１６０をプリ加熱する（ステップＳ１１３）。
【０１３０】
次に、温度情報取得手段１３０より、測定終了時の被加熱物１６０の温度分布情報（Ｔ２）を取得する（ステップＳ１１４）。
【０１３１】
次に、取得した測定開始時の被加熱物１６０の温度分布情報（Ｔ１）と測定終了時の被加熱物１６０の温度分布情報（Ｔ２）より、温度上昇率（ΔＴ）を算出して（ステップＳ１１５）、温度上昇率分布情報として、設定した移相量（または位相差）と共に、記憶部２５０に格納する（ステップＳ２１６）。
【０１３２】
次に、予め定められた複数の移相量（または位相差）全ての移相量（または位相差）について、温度上昇率分布情報を記憶部２５０に格納を終えたかどうかを判定して（ステップＳ２１７）、予め定められた複数の移相量（または位相差）全ての移相量（または位相差）について、温度上昇率分布情報を記憶部２５０に格納を終えた場合は、温度上昇率分布情報の取得処理を終了とし、予め定められた複数の移相量（または位相差）全ての移相量（または位相差）について、温度上昇率分布情報の記憶部２５０への格納を終えていない場合は、次の移相量（または位相差）に可変移相器２１３の移相量を設定して（ステップＳ２１８）、温度上昇率分布情報の取得処理を実行する。
【０１３３】
次に、取得した温度分布情報に基づいて移相量（または位相差）設定を更新する制御手順ついて説明する。
【０１３４】
図１１は、本実施の形態２による高周波加熱装置２００の、取得した温度分布情報に基づいて移相量（または位相差）設定を更新する制御手順を示すフローチャートである。
【０１３５】
高周波加熱装置２００の制御部２４０は、本加熱処理動作中に、以下の制御手順により、温度情報取得手段１３０より取得した被加熱物１６０の温度分布情報に基づいて、可変移相器２１３に設定する移相量を更新する。
【０１３６】
図１１に示すように、まず、温度情報取得手段１３０より被加熱物１６０の温度分布情報を取得する（ステップＳ１５１）。
【０１３７】
次に、温度情報取得手段１３０より取得した被加熱物１６０の温度分布情報に基づいて、可変移相器２１３に設定する移相量を変更する必要があるかどうか、すなわち、温度上昇率分布のパターンを変更する必要があるかどうかを判定する（ステップＳ１５２）。温度上昇率分布のパターンを変更する必要があるかどうかを判定する基準については、前述の実施の形態１で説明した高周波加熱装置１００の温度上昇率分布のパターンを変更する必要があるかどうかを判定する基準と同様であるので説明は省略する。
【０１３８】
次に、可変移相器２１３に設定する移相量を変更して、温度上昇率分布のパターンを変更する必要があると判定した場合は、記憶部２５０に格納された、温度上昇率分布情報を参照して、適切な温度上昇率分布情報を検索して、加熱に使用する温度上昇率分布のパターンを決定する（ステップＳ２５３）。
【０１３９】
次に、適切な温度上昇率分布情報を検索して決定した、加熱に使用する温度上昇率分布のパターンに対応する移相量（または位相差）を可変移相器２１３の移相量に設定して（ステップＳ２５４）、本加熱処理の動作に戻る。
【０１４０】
一方、可変移相器２１３に設定する移相量を変更して、温度上昇率分布のパターンを変更する必要がないと判定した場合は、本加熱処理の動作に戻る。
【０１４１】
上述の高周波加熱装置２００の構成によれば、加熱動作開始直後に、可変移相器２１３と温度情報取得手段１３０を操作して、予め定めた複数の移相量（または位相差）に対する温度上昇率分布情報を取得して記憶部２５０に記憶し、加熱動作中に、記憶部２５０に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する移相量（または位相差）を決定するので、被加熱物１６０に対する正確な加熱分布となる条件で加熱することができ、被加熱物１６０の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる。
【０１４２】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３を、図面を参照しながら説明する。本実施の形態に係る高周波加熱装置は、実施の形態１に係る高周波加熱装置１００が、制御部１４０から設定された周波数の高周波電力を発生する少なくとも一つの高周波電力発生部１２０と、高周波電力増幅部１１１と放射部１１２とを備えた少なくとも一つの高周波電力ユニット１１０とを有し、実施の形態２に係る高周波加熱装置２００が、高周波電力を発生する高周波電力発生部２２０と、第１の高周波電力増幅部２１１ａと第１の放射部２１２ａを備える第１の高周波電力ユニット２１０ａと、制御部２４０から設定された移相量に高周波電力を移相処理する可変移相器２１３と第２の高周波電力増幅部２１１ｂと第２の放射部２１２ｂを備える第２の高周波電力ユニット２１０ｂとを有しているのに対し、制御部から設定された周波数の高周波電力を発生する少なくとも一つの高周波電力発生部と、高周波電力増幅部と放射部を備える複数の高周波電力ユニットを有し、複数の高周波電力ユニットの内、少なくとも一つの高周波電力ユニットは、可変移相器を更に有する点が異なる。この構成により、複数の高周波電力ユニットから加熱室に放射される高周波電力の周波数と位相差を変化させることができる。
【０１４３】
以下、実施の形態１ならびに実施の形態２との相違点を中心に説明する。なお、本実施の形態３の説明において、前述の実施の形態１ならびに実施の形態２と同じ機能を有する構成要素には同じ参照符号を付し、説明を省略する。また、前述の実施の形態１ならびに実施の形態２と同じ作用を有する内容についても、説明を省略する。
【０１４４】
図１２は、本発明の実施の形態３に係る、高周波加熱装置３００の構成を示すブロック図である。
【０１４５】
同図に示す高周波加熱装置３００は、加熱室１０１に収納された被加熱物１６０を加熱する高周波加熱装置であって、第１の高周波電力ユニット２１０ａおよび第２の高周波電力ユニット２１０ｂと、分配部２７０と、高周波電力発生部１２０と、温度情報取得手段１３０と、制御部３４０と、記憶部３５０を備えている。高周波電力発生部１２０と、温度情報取得手段１３０は、前述の実施の形態１と同じ機能を有する構成要素であり、第１の高周波電力ユニット２１０ａおよび第２の高周波電力ユニット２１０ｂと、分配部２７０は、前述の実施の形態２と同じ機能を有する構成要素である。
【０１４６】
高周波電力発生部１２０で発生された高周波電力は、分配部２７０で分配され、第１の高周波電力ユニット２１０ａおよび第２の高周波電力ユニット２１０ｂへ入力される。つまり、高周波電力発生部１２０は、第１および第２の高周波電力ユニット２１０ａおよび２１０ｂへ高周波電力を供給する。
【０１４７】
第１の高周波電力ユニット２１０ａへ入力された高周波電力は、第１の高周波電力増幅部２１１ａへ入力される。第１の高周波電力増幅部２１１ａに入力された高周波電力は、対象物の加熱処理に適した電力に増幅され、第１の放射部２１２ａより加熱室１０１に放射される。また、第２の高周波電力ユニット２１０ｂへ入力された高周波電力は、可変移相器２１３で移相処理され、第２の高周波電力増幅部２１１ｂへ入力される。第２の高周波電力増幅部２１１ｂに入力された高周波電力は、対象物の加熱処理に適した電力に増幅され、第２の放射部２１２ｂより加熱室１０１に放射される。
【０１４８】
制御部３４０は、高周波電力発生部１２０に接続されており、第１の放射部２１２ａおよび第２の放射部２１２ｂから放射される高周波電力の周波数を制御するとともに、可変移相器２１３に接続されており、第２の放射部２１２ｂから放射される高周波電力の移相量を制御する。
【０１４９】
また、制御部３４０は、記憶部３５０に接続されており、高周波電力発生部１２０に設定した第１の放射部２１２ａおよび第２の放射部２１２ｂから放射される高周波電力の周波数と、可変移相器２１３に設定した第２の放射部２１２ｂから放射される高周波電力の移相量との組合せに対応する、温度情報取得手段１３０より取得した被加熱物の温度分布情報を格納する。
【０１５０】
高周波電力発生部１２０は、制御部３４０により設定された周波数を有する高周波電力を発生する周波数可変の電力発生部である。なお、高周波電力発生部１２０の具体的な構成は、前述した実施の形態１で説明した、高周波電力発生部１２０と同一であるので、説明は省略する。
【０１５１】
分配部２７０は、高周波電力発生部１２０から入力された高周波電力を高周波電力ユニットの数に分配（本実施の形態に於いては２分配）して、分配されたそれぞれの高周波電力を、それぞれの高周波電力ユニット（本実施の形態に於いては、第１の高周波電力ユニット２１０ａおよび第２の高周波電力ユニット２１０ｂ）へ入力する。なお、分配部２７
０と第１の高周波電力ユニット２１０ａおよび第２の高周波電力ユニット２１０ｂの具体的な構成は、前述した実施の形態２で説明した、分配部２７０と第１の高周波電力ユニット２１０ａおよび第２の高周波電力ユニット２１０ｂと同一であるので、説明は省略する。
【０１５２】
温度情報取得手段１３０で取得された被加熱物１６０の温度分布情報は、温度分布情報信号１０２として、制御部３４０に出力される。
【０１５３】
以上のような構成により、本実施の形態に係る高周波加熱装置３００は、第１の放射部２１２ａおよび第２の放射部２１２ｂから放射される高周波電力の周波数と、第２の放射部２１２ｂから加熱室１０１に放射される高周波電力の移相量、すなわち、第１の放射部２１２ａおよび第２の放射部２１２ｂからそれぞれ加熱室１０１に放射される高周波電力の位相差に対する、被加熱物１６０の温度分布の情報を取得して、記憶部３５０に記憶させることができる。
【０１５４】
次に、上述の高周波加熱装置３００の動作について説明する。
【０１５５】
本実施の形態に係る高周波加熱装置３００の制御手順は、前述の実施の形態１および実施の形態２で説明した高周波加熱装置１００および高周波加熱装置２００の制御手順と基本的に同様である。ただし、前述の図１で説明した高周波加熱装置１００は、制御部１４０は高周波電力発生部１２０の周波数を制御して、放射部１１２から加熱室１０１に放射される高周波電力の周波数を制御し、前述の図８で説明した高周波加熱装置２００は、制御部２４０は第２の高周波電力ユニット２１０ｂの可変移相器２１３の移相量を制御して、第１の放射部２１２ａおよび第２の放射部２１２ｂから放射される高周波電力の位相差を制御するのに対して、本実施の形態の図１２に示す高周波加熱装置３００においては、制御部３４０は高周波電力発生部１２０の周波数を制御して、第１の放射部２１２ａおよび第２の放射部２１２ｂから加熱室１０１に放射される高周波電力の周波数を制御するとともに、第２の高周波電力ユニット２１０ｂの可変移相器２１３の移相量を制御して、第１の放射部２１２ａおよび第２の放射部２１２ｂから放射される高周波電力の位相差を制御している点が異なる。
【０１５６】
図１３は、図１２の高周波加熱装置３００の基本的な制御手順を示すフローチャートである。
【０１５７】
図１２の高周波加熱装置３００は、制御部３４０において、以下の処理を行う。
【０１５８】
図１３に示すように、被加熱物１６０が加熱室１０１に収納され、ユーザーにより加熱処理開始の指示がなされると（ステップＳ１００）、最初に、制御部３４０は、高周波電力発生部１２０と可変移相器２１３と温度情報取得手段１３０を操作して、予め定められた複数の周波数と移相量（または位相差）の組合せに対する、被加熱物１６０の温度上昇分布情報を取得して、記憶部３５０に格納する（ステップＳ３１０）。なお、温度上昇分布情報取得の詳細な制御手順は後述する。
【０１５９】
次に、高周波電力発生部１２０の周波数と可変移相器２１３の移相量の組合せを、予め定められた加熱用初期周波数と移相量（または位相差）の組合せにするように、高周波電力発生部１２０の周波数と可変移相器２１３の移相量を制御して、本加熱を開始する（ステップＳ３２０）。
【０１６０】
そして、予め定められた時間だけ加熱を継続（ステップＳ１３０）した後、加熱処理を終了するか、加熱処理を終了する条件を満たしているかどうかを判断して（ステップＳ１
４０）、加熱処理を終了する条件を満たしている場合には、加熱処理を終了する（ステップＳ１６０）。
【０１６１】
加熱処理を終了する条件については、前述の実施の形態１で説明した高周波加熱装置１００の加熱処理を終了する条件と同様であるので説明は省略する。
【０１６２】
一方、加熱処理を終了する条件を満たしていない場合は、温度情報取得手段１３０で被加熱物１６０の温度分布情報を取得し、取得した被加熱物１６０の温度分布情報に基づいて、周波数と移相量（または位相差）の組合せ設定を更新する（ステップＳ３５０）。なお、取得した温度分布情報に基づいて周波数と移相量（または位相差）の組合せ設定を更新する詳細な制御手順は後述する。
【０１６３】
そして、予め定められた時間だけ加熱を継続し（ステップＳ１３０）、加熱処理を終了する条件を満たすまで、これらの処理を繰り返して、被加熱物１６０の加熱処理を実行する。
【０１６４】
次に、温度上昇分布情報取得の詳細な制御手順について説明する。
【０１６５】
図１４は、本実施の形態３による高周波加熱装置３００の、温度上昇分布情報取得の制御手順を示すフローチャートである。
【０１６６】
高周波加熱装置３００の制御部３４０は、ユーザーによる加熱処理開始の指示の後に、以下の制御手順により、温度上昇分布情報を取得して、記憶部３５０に格納する。
【０１６７】
図１４に示すように、まず、予め定められた複数の周波数と移相量（または位相差）の組合せの第１番目の周波数と移相量（または位相差）の組合せに、高周波電力発生部１２０の周波数と可変移相器２１３の移相量を設定する（ステップＳ３１１）。
【０１６８】
次に、温度情報取得手段１３０より、測定開始時の被加熱物１６０の温度分布情報（Ｔ１）を取得する（ステップＳ１１２）。
【０１６９】
次に、予め定められた時間だけ、被加熱物１６０をプリ加熱する（ステップＳ１１３）。
【０１７０】
次に、温度情報取得手段１３０より、測定終了時の被加熱物１６０の温度分布情報（Ｔ２）を取得する（ステップＳ１１４）。
【０１７１】
次に、取得した測定開始時の被加熱物１６０の温度分布情報（Ｔ１）と測定終了時の被加熱物１６０の温度分布情報（Ｔ２）より、温度上昇率（ΔＴ）を算出して（ステップＳ１１５）、温度上昇率分布情報として、設定した周波数と移相量（または位相差）の組合せと共に、記憶部３５０に格納する（ステップＳ３１６）。
【０１７２】
次に、予め定められた複数の移相量（または位相差）全ての移相量（または位相差）について、温度上昇率分布情報を記憶部２５０に格納を終えたかどうかを判定して（ステップＳ２１７）、予め定められた複数の周波数と移相量（または位相差）の組合せ全ての周波数と移相量（または位相差）の組合せについて、温度上昇率分布情報を記憶部３５０に格納を終えた場合は、温度上昇率分布情報の取得処理を終了とし、予め定められた複数の周波数と移相量（または位相差）の組合せ全ての周波数と移相量（または位相差）の組合せについて、温度上昇率分布情報の記憶部３５０への格納を終えていない場合は、次の周波数と移相量（または位相差）の組合せに高周波電力発生部１２０の周波数と可変移相器
２１３の移相量を設定して（ステップＳ３１８）、温度上昇率分布情報の取得処理を実行する。
【０１７３】
次に、取得した温度分布情報に基づいて周波数と移相量（または位相差）の組合せ設定を更新する制御手順ついて説明する。
【０１７４】
図１５は、本実施の形態３による高周波加熱装置３００の、取得した温度分布情報に基づいて周波数と移相量（または位相差）の組合せ設定を更新する制御手順を示すフローチャートである。
【０１７５】
高周波加熱装置３００の制御部３４０は、本加熱処理動作中に、以下の制御手順により、温度情報取得手段１３０より取得した被加熱物１６０の温度分布情報に基づいて、高周波電力発生部１２０に設定する周波数と、可変移相器２１３に設定する移相量を更新する。
【０１７６】
図１５に示すように、まず、温度情報取得手段１３０より被加熱物１６０の温度分布情報を取得する（ステップＳ１５１）。
【０１７７】
次に、温度情報取得手段１３０より取得した被加熱物１６０の温度分布情報に基づいて、高周波電力発生部１２０に設定する周波数と可変移相器２１３に設定する移相量を変更する必要があるかどうか、すなわち、温度上昇率分布のパターンを変更する必要があるかどうかを判定する（ステップＳ１５２）。温度上昇率分布のパターンを変更する必要があるかどうかを判定する基準については、前述の実施の形態１で説明した高周波加熱装置１００の温度上昇率分布のパターンを変更する必要があるかどうかを判定する基準と同様であるので説明は省略する。
【０１７８】
次に、高周波電力発生部１２０に設定する周波数と可変移相器２１３に設定する移相量を変更して、温度上昇率分布のパターンを変更する必要があると判定した場合は、記憶部３５０に格納された、温度上昇率分布情報を参照して、適切な温度上昇率分布情報を検索して、加熱に使用する温度上昇率分布のパターンを決定する（ステップＳ３５３）。
【０１７９】
次に、適切な温度上昇率分布情報を検索して決定した、加熱に使用する温度上昇率分布のパターンに対応する周波数と移相量（または位相差）の組合せを高周波電力発生部１２０の周波数と可変移相器２１３の移相量に設定して（ステップＳ３５４）、本加熱処理の動作に戻る。
【０１８０】
一方、高周波電力発生部１２０に設定する周波数と可変移相器２１３に設定する移相量を変更して、温度上昇率分布のパターンを変更する必要がないと判定した場合は、本加熱処理の動作に戻る。
【０１８１】
上述の高周波加熱装置３００の構成によれば、加熱動作開始直後に、高周波電力発生部１２０と可変移相器２１３と温度情報取得手段１３０を操作して、予め定めた複数の周波数と移相量（または位相差）の組合せに対する温度上昇率分布情報を取得して記憶部３５０に記憶し、加熱動作中に、記憶部３５０に記憶した温度上昇率分布情報を参照して、加熱に使用する周波数と移相量（または位相差）の組合せを決定するので、被加熱物１６０に対する正確な加熱分布となる条件で加熱することができ、被加熱物１６０の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる。
【０１８２】
また、前述の高周波加熱装置１００ならびに高周波加熱装置２００および上述の高周波加熱装置３００において、それぞれの制御部１４０，２４０，３４０は、被加熱物１６０
が加熱室１０１に収納され、ユーザーにより加熱処理開始の指示がなされた（ステップＳ１００）後、高周波電力発生部１２０もしくは可変移相器２１３もしくは高周波電力発生部１２０と可変移相器２１３および温度情報取得手段１３０を操作して、予め定められた複数の周波数もしくは移相量（または位相差）もしくは周波数と移相量（または位相差）の組合せに対する、被加熱物１６０の温度上昇分布情報を取得して、記憶部１５０，２５０，３５０に格納（ステップＳ１１０，Ｓ２１０，Ｓ３１０）した後、記憶部１５０，２５０，３５０に格納した温度上昇分布情報を参照して、温度上昇率分布の大小の領域を補完し合う周波数もしくは移相量（または位相差）もしくは周波数と移相量（または位相差）の組合せを複数選出し、選出した周波数もしくは移相量（または位相差）もしくは周波数と移相量（または位相差）の組合せを順次切替えて本加熱の処理を実行してもよい。
【０１８３】
これらの動作の一例を図を用いて説明する。
【０１８４】
図１６および図１７は、複数の温度上昇率分布情報を順次切替えて加熱処理を施す様子を模式的に示した図である。
【０１８５】
図１６（ａ）は、温度情報取得手段１３０で取得する、被加熱物１６０の温度分布情報取得区画４０１を示す。図１６（ａ）では６区画の温度情報が取得できるように描かれているが、区画の数、および区画の切り方はこの限りではなく、区画数が多いほど、精度は向上する。
【０１８６】
図１６（ｂ）〜（ｄ）は、記憶部１５０，２５０，３５０に格納された、複数の温度上昇率分布情報から選んだ３個の温度上昇率分布情報、図１６（ｂ）は温度上昇率分布情報（Ａ）４０２、図１６（ｃ）は温度上昇率分布情報（Ｂ）４０３、図１６（ｄ）は温度上昇率分布情報（Ｃ）４０４をそれぞれ示している。それぞれの温度分布情報取得区画内に表示された数値は、単位時間に上昇する温度を示す。例えば、図１６（ｂ）に示す温度上昇率分布情報（Ａ）４０２の温度分布情報取得区画Ｒ１に該当する部分は、単位時間（例えば１分）で温度が５度上昇することを示している。すなわち、数値が大きいほど単位時間に上昇する温度が大きくなる。
【０１８７】
図１６（ｅ）は、温度上昇率分布情報（Ａ）４０２の設定条件と温度上昇率分布情報（Ｂ）４０３の設定条件および温度上昇率分布情報（Ｃ）４０４の設定条件を、温度上昇率分布情報（Ａ）４０２、温度上昇率分布情報（Ｂ）４０３、温度上昇率分布情報（Ｃ）４０４の順で、均等に１単位時間ずつ順に切替えて加熱を実行したときの、図１６（ａ）に示す被加熱物１６０の温度分布情報取得区画４０１の各区画における温度上昇の推移を示している。
【０１８８】
また、図１７（ａ）〜（ｃ）は、記憶部１５０，２５０，３５０に格納された、複数の温度上昇率分布情報から選んだ３個の温度上昇率分布情報、図１７（ａ）は温度上昇率分布情報（Ｄ）４０５、図１７（ｂ）は温度上昇率分布情報（Ｅ）４０６、図１７（ｃ）は温度上昇率分布情報（Ｆ）４０７をそれぞれ示している。それぞれの温度分布情報取得区画内に表示された数値は、単位時間に上昇する温度を示す。
【０１８９】
図１７（ｄ）は、温度上昇率分布情報（Ｄ）４０５の設定条件と温度上昇率分布情報（Ｅ）４０６の設定条件および温度上昇率分布情報（Ｆ）４０７の設定条件を、温度上昇率分布情報（Ｄ）４０５、温度上昇率分布情報（Ｅ）４０６、温度上昇率分布情報（Ｆ）４０７の順で、温度上昇率分布情報（Ｄ）４０５を１単位時間、温度上昇率分布情報（Ｅ）４０６を２単位時間、温度上昇率分布情報（Ｆ）４０７を０．５単位時間ずつ順に切替えて加熱を実行したときの、図１６（ａ）に示す被加熱物１６０の温度分布情報取得区画４０１の各区画における温度上昇の推移を示している。
【０１９０】
図１６（ｅ）および図１７（ｄ）に示すように、１サイクルの時間経過後の温度上昇は均一になることがわかる。このサイクルを被加熱物１６０の温度が所望の温度になるまで繰り返すことにより、被加熱物１６０の全ての領域において、温度上昇率分布が平均化された状態で加熱処理されるので、簡単な制御で、被加熱物の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる。
【０１９１】
また、前述の高周波加熱装置１００ならびに高周波加熱装置２００および上述の高周波加熱装置３００において、それぞれの制御部１４０，２４０，３４０は、本加熱処理の実行中に、温度情報取得手段１３０から被加熱物１６０の温度分布情報を取得し、設定された周波数もしくは移相量（位相差）もしくは周波数と移相量（位相差）の組み合わせに対する温度上昇率分布情報を記憶部１５０，２５０，３５０に随時更新してもよい。具体的には、本加熱処理の実行中に、温度情報取得手段１３０から被加熱物１６０の温度分布情報を取得し、単位時間経過後に、再度、温度情報取得手段１３０から被加熱物１６０の温度分布情報を取得して、単位時間経過前後のそれぞれの区画に対応する温度の差分を計算して温度上昇率分布情報を得る。そして、記憶部１５０，２５０，３５０に記憶されている、現在の周波数もしくは移相量（位相差）もしくは周波数と移相量（位相差）の組み合わせに対する温度上昇率分布情報を新たに取得した温度上昇率分布情報に更新する。
【０１９２】
これにより、加熱処理実行中に、被加熱物１６０の状態が変化した場合でも、加熱に使用する条件に対する温度上昇率分布情報の精度が向上し、被加熱物の種類や形状や量に係らず、効率よく、ムラの無い、均一に加熱することができる。
【０１９３】
以上、本発明に係る高周波加熱装置について、各実施の形態に基づき説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１９４】
本発明は、少なくとも１つの高周波電力発生部と、少なくとも１つの高周波電力ユニットと温度情報取得手段を備える高周波加熱装置において、加熱動作開始直後に温度上昇率分布情報を取得して記憶し、記憶した温度上昇率分布情報を参照して、適切な加熱に使用する条件を選択して加熱を実行できるため、電子レンジなどの調理家電等として有用である。
【符号の説明】
【０１９５】
１００，２００，３００  高周波加熱装置
１０１  加熱室
１０２  温度分布情報信号
１０３  周波数制御信号
１１０，２１０ａ，２１０ｂ  高周波電力ユニット
１１１，２１１ａ，２１１ｂ  高周波電力増幅部
１１２，２１２ａ，２１２ｂ  放射部
１２０，２２０  高周波電力発生部
１２１  高周波発振部
１２２  バッファアンプ
１２３  基準信号発振器
１２４  高周波発振器
１２５  位相比較器
１３０  温度情報取得手段
１４０，２４０，３４０  制御部
１５０，２５０，３５０  記憶部
１６０  被加熱物
１７１，４０１  温度分布情報取得区画
１７２，１７３，１７４，１７５  温度上昇率分布
１８１，１８２  温度分布情報
２０４  移相量制御信号
２１３  可変移相器
２７０  分配部
４０２，４０３，４０４，４０５，４０６，４０７  温度上昇率分布情報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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