(57)【要約】【課題】複数同時に加熱できる食品の大きさの制約を少なくし、設定温度に応じて被加熱物を適切に加熱し、仕上がり状態を向上させるマイクロ波加熱装置を提供する。【解決手段】加熱室３４内のマイクロ波分布を変化させる分布可変手段３８、３９と、加熱室内の温度分布を検出する温度分布検出手段１０と、被加熱物の仕上がり温度を設定する温度設定手段６５と、温度分布検出手段の検出結果に基づきマイクロ波発生手段３２および分布可変手段を制御する制御手段１００を有し、制御手段１００は温度分布検出手段１０が温度設定手段６５により設定された設定温度に対応した第１の温度を検出するまでの加熱を制御する検知前加熱制御手段１０４と、第１の温度を検出後の加熱を制御する検知後加熱制御手段１０５とを備え、温度設定手段６５により設定された設定温度に応じて検知後加熱制御手段１０５による加熱制御を変更する構成とした。【選択図】図１４
2008286415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段からマイクロ波を伝送する導波管と、前記マイクロ波で加熱する被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱室内のマイクロ波の分布を変化させる分布可変手段と、前記加熱室内の温度分布を検出する温度分布検出手段と、前記被加熱物の仕上がり温度を設定する温度設定手段と、前記温度分布検出手段の検出結果に基づき前記マイクロ波発生手段および前記分布可変手段を制御する制御手段を有し、前記制御手段は前記温度分布検出手段が前記温度設定手段により設定された設定温度に対応した第１の温度を検出するまでの加熱を制御する検知前加熱制御手段と、前記第１の温度を検出後の加熱を制御する検知後加熱制御手段とを備え、前記温度設定手段により設定される設定温度に応じて検知後加熱制御手段による加熱制御を変更するマイクロ波加熱装置。
【請求項２】
制御手段は温度分布検出手段の検出温度より食品ポイントを確定する食品ポイント確定手段を備え、検知後加熱制御手段は、前記食品ポイントのうち第２の検知温度以上の食品ポイントの割合を算出し所定の割合以上かどうかを判定する食品割合判定手段を備え、前記食品割合判定手段が所定の割合以上と判定するまで加熱する構成とし、前記制御手段は温度設定手段により設定される設定温度に応じて前記第２の検知温度または前記所定の割合を変更する請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項３】
検知後加熱制御手段は、検知後加熱制御手段による加熱制御時間を制限するための制限時間を計時する計時手段を備え、制御手段は温度設定手段により設定される設定温度に応じて前記制限時間を変更する請求項１または２に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項４】
検知後加熱制御手段は検知後加熱制御手段による加熱制御期間中のマイクロ波の出力を制御する出力制御手段を備え、制御手段は温度設定手段により設定される設定温度に応じて前記出力制御手段が制御するマイクロ波出力を変更する請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項５】
制御手段は温度設定手段により設定される設定温度が所定値未満の場合は検知後加熱制御手段による加熱制御を行わず加熱を終了する請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項６】
分布可変手段は、導波管から加熱室にマイクロ波を放射するための複数の回転アンテナと、前記回転アンテナを回転駆動する駆動手段で構成する請求項１〜５のいずれか１項に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項７】
請求項１〜６項のいずれか記載のマイクロ波加熱装置において少なくとも一つの手段をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱物を誘電加熱するマイクロ波加熱装置およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のマイクロ波加熱装置である電子レンジは、被加熱物の仕上がり温度を設定する温度設定手段と、被加熱物の温度を検出する温度検出手段を備え、仕上がり温度の差が少なくなるように、被加熱物を載せているターンテーブルの回転を制御し、被加熱物の温度の低い箇所を電波分布の強いところに誘導、停止させる構成としていた。そして、温度設定手段および温度検出手段からの入力をもとに異なる調理シーケンスを実行する制御手段を備え、調理開始後、温度検出手段が検出する被加熱物の温度が温度設定手段で設定された仕上がり温度に到達した時点で、温度検知とし、その後は、設定温度によって調理終了、追加加熱を行うなどのシーケンス制御を実行する構成としていた（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００1−３０４５６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のターンテーブルを用いた構成では、ターンテーブルに載置できる食器の大きさが限定されるため、食器を複数個並べて同時に加熱する場合には利便性が悪く、使い勝手の悪いものであった。また、ターンテーブルの回転を制御し被加熱物の温度の低い箇所を電波分布の強いところに停止させる構成では、被加熱物の温度の低い箇所がターンテーブルの中央に生じた場合、ターンテーブルを回転させても被加熱物の温度の低い箇所の位置は移動せず、電波分布の強いところに停止させて被加熱物の温度の均一化を図ることは困難であった。また、設定温度によって異なる調理シーケンスを実行する制御手段を備えているが、設定温度が低い場合（７５℃以下）は設定温度に到達した時点で調理を終了し、設定温度が高い場合（８０℃以上）は設定温度に到達後に追加加熱を行うもので、設定温度に応じた細かい制御を行っているわけではなかった。特に設定温度が低い場合には、上述したように被加熱物の温度の低い箇所がターンテーブルの中央に存在すると、中央の温度の低い箇所の温度が上がりきらないうちに、周囲の温度が上昇して設定温度に達して調理を終了するので、被加熱物に温度むらが生じ、仕上がりが悪いという課題があった。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、複数同時に加熱できる食品の大きさの制約を少なくし利便性を向上させ、使用者が設定する設定温度に応じて被加熱物を適切に加熱し、被加熱物の仕上がり状態を向上させることができるマイクロ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】
【０００５】
本発明のマイクロ波加熱装置は、マイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段からマイクロ波を伝送する導波管と、前記マイクロ波で加熱する被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱室内のマイクロ波の分布を変化させる分布可変手段と、前記加熱室内の温度分布を検出する温度分布検出手段と、前記被加熱物の仕上がり温度を設定する温度設定手段と、前記温度分布検出手段の検出結果に基づき前記マイクロ波発生手段および前記分布可変手段を制御する制御手段を有し、前記制御手段は前記温度分布検出手段が前記温度設定手段により設定された設定温度に対応した第１の温度を検出するまでの加熱を制御する検知前加熱制御手段と、前記第１の温度を検出後の加熱を制御する検知後加熱制御手段とを備え、前記温度設定手段により設定された設定温度に応じて検知後加熱制御手段による加
熱制御を変更する構成としたものである。
【０００６】
この構成により、温度分布検出手段は加熱室内の温度分布を検出し、制御手段は温度分布検出手段の検出結果に基づき、検出温度の低い領域にマイクロ波が集中するように分布可変手段を制御し、検知前加熱制御手段は温度設定手段により設定された設定温度に対応した第１の温度を検出するまでの加熱を制御し、第１の温度を検出後は検知後加熱制御手段が設定温度に応じた適切な加熱制御に変更する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、分布可変手段が検出温度の低い領域にマイクロ波が集中するように加熱室内のマイクロ波の分布を変化させる構成としたので複数同時に加熱できる食品の大きさの制約が少なく、利便性が向上し、検知後加熱制御手段により設定温度に応じた適切な加熱制御に変更することができ、被加熱物の仕上がり状態を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明はマイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段からマイクロ波を伝送する導波管と、前記マイクロ波で加熱する被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱室内のマイクロ波の分布を変化させる分布可変手段と、前記加熱室内の温度分布を検出する温度分布検出手段と、前記被加熱物の仕上がり温度を設定する温度設定手段と、前記温度分布検出手段の検出結果に基づき前記マイクロ波発生手段および前記分布可変手段を制御する制御手段を有し、前記制御手段は前記温度分布検出手段が前記温度設定手段により設定された設定温度に対応した第１の温度を検出するまでの加熱を制御する検知前加熱制御手段と、前記第１の温度を検出後の加熱を制御する検知後加熱制御手段とを備え、前記温度設定手段により設定される設定温度に応じて検知後加熱制御手段による加熱制御を変更する構成としたものである。
【０００９】
この構成により、温度分布検出手段は加熱室内の温度分布を検出し、制御手段は温度分布検出手段の検出結果に基づき、検出温度の低い領域にマイクロ波が集中するように分布可変手段を制御し、検知前加熱制御手段は温度設定手段により設定された設定温度に対応した第１の温度を検出するまでの加熱を制御し、第１の温度を検出後は検知後加熱制御手段が設定温度に応じた適切な加熱制御に変更するので、複数同時に加熱できる食品の大きさの制約が少なく、利便性が向上し、あらゆる設定温度で被加熱物の仕上がり状態を向上させることができる。
【００１０】
第２の発明は、特に第１の発明の制御手段は、温度分布検出手段の検出温度より食品ポイントを確定する食品ポイント確定手段を備え、検知後加熱制御手段は、前記食品ポイントのうち第２の検知温度以上の食品ポイントの割合を算出し所定の割合以上かどうかを判定する食品割合判定手段を備え、前記食品割合判定手段が所定の割合以上と判定するまで加熱する構成とし、前記制御手段は温度設定手段により設定される設定温度に応じて前記第２の検知温度または前記所定の割合を変更するものである。
【００１１】
この構成により、食品ポイント確定手段は温度分布検出手段が検出する検出温度より食品ポイントを確定し、検知後加熱制御手段は、食品割合判定手段が食品ポイントのうち第２の検知温度以上の食品ポイントの割合が所定の割合以上と判定するまで加熱するので、食品全体の温度を均一に上昇させることができ、制御手段が温度設定手段により設定される設定温度によって第２の検知温度または所定の割合を変更することにより、設定温度に応じた適切な加熱制御を行うことができる。
【００１２】
第３の発明は、特に第１または第２の発明の検知後加熱制御手段は、検知後加熱制御手段による加熱制御時間を制限するための制限時間を計時する計時手段を備え、制御手段は
温度設定手段により設定される設定温度に応じて前記制限時間を変更する構成としたものである。
【００１３】
この構成により、計時手段は設定温度に応じて設定される制限時間を計時し、検知後加熱制御手段による加熱制御時間を制限するので、何らかの理由で検知後加熱制御手段による加熱に時間がかかった場合でも、設定温度に応じた適切な制限時間で加熱を終了させることができる。
【００１４】
第４の発明は、特に第１〜第３のいずれか１つの発明の検知後加熱制御手段は検知後加熱制御手段による加熱制御期間中のマイクロ波の出力を制御する出力制御手段を備え、制御手段は温度設定手段により設定される設定温度に応じて前記出力制御手段が制御するマイクロ波出力を変更する構成としたものである。
【００１５】
この構成により、検知後加熱制御手段による加熱制御期間中は出力制御手段が設定温度に応じた適切なマイクロ波出力に制御して被加熱物を加熱することができる。
【００１６】
第５の発明は、特に第1の発明の制御手段は温度設定手段により設定される設定温度が所定値未満の場合は検知後加熱制御手段による加熱制御を行わず加熱を終了する構成としたものである。
【００１７】
この構成により、仕上がり温度を低く抑えたい食品に対しては、検知後加熱制御手段による加熱制御を行わず加熱を終了させることができ、過加熱となるのを防ぐことができる。
【００１８】
第６の発明は、特に第１〜５の発明の分布可変手段は、導波管から加熱室にマイクロ波を放射するための複数の回転アンテナと、前記回転アンテナを回転駆動する駆動手段で構成するものである。
【００１９】
この構成により、回転アンテナを回転駆動する駆動手段を制御して、回転アンテナの放射性指向性の強い部位を加熱室内の加熱が必要な領域に向けることで局所加熱を実現し、加熱室内のマイクロ波の分布を変化させることができ、ターンテーブル構成やアンテナが一つの構成では通常は加熱しにくい加熱室内の中央付近も局所的に加熱可能となる。
【００２０】
第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの発明のマイクロ波加熱装置をコンピュータに実行させるためのプログラムである。プログラムであるので、電気・情報機器、コンピュータ、サーバー等のハードリソースを協働させて本発明のマイクロ波加熱装置の一部あるいは全てを容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布が簡単にできる。
【００２１】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。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。
【００２２】
（実施の形態１）
図１から図３は本発明に係る代表的なマイクロ波加熱装置である電子レンジ３１の構成図で、図１は正面から見た断面図、図２は図１のＡ−Ａ’断面図、図３は図１のＢ−Ｂ’断面図である。
【００２３】
図１に示すように、電子レンジ３１は、代表的なマイクロ波発生手段であるマグネトロン３２から放射されたマイクロ波を伝送する導波管３３と、導波管３３の上部に接続され幅方向寸法（約４１０ｍｍ）が奥行き方向寸法（約３１５ｍｍ）より大きい形状の加熱室
３４と、代表的な被加熱物である食品（図示せず）を載置するため加熱室３４内に固定され、セラミックやガラスなどの低損失誘電材料からなるためにマイクロ波が容易に透過できる性質の載置台３５と、加熱室３４内の載置台３５より下方に形成されるアンテナ空間３７と、導波管３３内のマイクロ波を加熱室３４内に放射するため、導波管３３からアンテナ空間３７にわたり、加熱室３４の幅方向に対して対称位置に取り付けられた二つの回転アンテナ３８、３９と、回転アンテナ３８、３９を回転駆動できる代表的な駆動手段としてのモータ４０、４１と、モータ４０、４１を制御して回転アンテナ３８、３９の向きを制御する制御手段１００と、各回転アンテナ３８、３９の回転の原点を検出する原点検出機構を構成するフォトインタラプタ３６と、加熱室３４内の温度分布を検出する温度分布検出手段である赤外線センサ１０とを有する。
【００２４】
また、電子レンジ３１は、図２に示すようにドア６４を備えている。そして、設定手段６３がドア６４の下部に配置されている。設定手段６３は、使用者が、食品や調理内容に応じて好みの仕上がり温度を設定する温度設定手段６５や、様々な調理メニューを選択できるメニュー選択手段（図示せず）を備えている。この設定手段６３の設定結果に基づき、制御手段１００はマグネトロン３２やモータ４０、４１を制御することができる。
【００２５】
回転アンテナ３８、３９は、放射指向性を有する構成である。本実施の形態１の電子レンジ３１は、回転アンテナ３８、３９のうちの少なくとも一方の放射指向性の強い部位を所定の向きに制御して特定の食品を集中加熱する構成としている。具体的にどのように制御しているかについては後述する。
【００２６】
また、回転アンテナ３８、３９は、導波管３３と加熱室底面４２との境界面に設けられた直径約３０ｍｍで略円形の結合孔４３、４４を貫通する直径約１８ｍｍで略円筒状の導電性材料から成る結合部４５、４６と、結合部４５、４６の上端にかしめや溶接などで電気的に接続されて一体化され、概ね垂直方向よりも水平方向に広い面積を有する導電性材料から成る放射部４７、４８とを備える。
【００２７】
また、回転アンテナ３８，３９は、結合部４３、４４の中心が回転駆動の中心となるようにモータ４０、４１のシャフト４９、５０に嵌合された構成としている。放射部４７、４８は回転の方向に対して形状が一定ではないために放射指向性がある構成としている。
【００２８】
回転アンテナ３８、３９の回転の中心は加熱室３４内の中心から略等距離に配置する。この構成により、アンテナが一つの構成では通常は加熱しにくい加熱室内の中央付近を、回転アンテナ３８、３９の放射指向性の強い部分を中央付近に向けることにより加熱可能とするものである。
【００２９】
導波管３３は、図３のように上から見てＴ字型を成し、左右対称な形状であるため、マグネトロン３２から結合部４５、４６までの距離が等しく、かつ結合部４５、４６は加熱室３４の幅方向に対しても対称位置に取り付けられているので、マグネトロン３２から放射されるマイクロ波は導波管３３、回転アンテナ３８、３９を介して加熱室３４内にほぼ均等に分配される。
【００３０】
放射部４７、４８は同一の形状で、放射部上面５１、５２が略四辺形にＲを有する形状で、そのうち対向する２辺には加熱室底面４２側に曲げられた放射部曲げ部５３、５４を有し、その２辺の外側へのマイクロ波の放射を制限する構成である。加熱室底面４２と放射部上面５１、５２までの距離は約１０ｍｍ程度とし、放射部曲げ部５３、５４は、それよりも約５ｍｍ程度低い位置に引き下げられている。
【００３１】
そして，残る２辺は結合部４５、４６から端部までの水平方向の長さが異なり、結合部
の中心からの長さが７５ｍｍ程度の端部５５、５６、結合部の中心からの長さが５５ｍｍ程度の端部５７、５８を構成している。また端部の幅方向の寸法はいずれも８０ｍｍ以上としている。この構成において回転アンテナ３８、３９は、結合部４５、４６から端部５７、５８の方向への放射指向性を強くすることができる。
【００３２】
この構成において一般的な食品を均一に加熱する場合は、従来の電子レンジと同様、特に置き場所にこだわる必要はなく、回転アンテナ３８、３９も従来同様に一定回転させてよい。一方、集中加熱する場合は、加熱室３４内の中央付近を加熱する場合、制御手段１００は、図４に示すように、回転アンテナ３８、３９の端部５７、５８を、加熱室３４の幅方向の略中央かつ奥行き方向の略中央という所定の向きに向けるように制御する。
【００３３】
回転アンテナ３８、３９の端部５７、５８が加熱室３４の幅方向の略中央かつ奥行き方向の略中央を向くとき、端部５７、５８の方向への放射指向性が強いので、特に端部５７、５８の方向からマイクロ波が放射されその方向に位置する食品を集中的に加熱することができる。
【００３４】
また、加熱室３４内の左側付近を加熱する場合、制御手段１００は、図５に示すように、回転アンテナ３８、３９の端部５７、５８を、左向き（加熱室３４をドア６４側から見て左側）に向けるように制御する。
【００３５】
回転アンテナ３８、３９の端部５７、５８が、両方とも、加熱室３４をドア６４側から見て左側を向くとき、各アンテナは端部５７、５８の方向への放射指向性が強いので、特に端部５７、５８の方向からマイクロ波が放射されその方向に位置する食品を集中的に加熱することができる。
【００３６】
同様に、加熱室３４内の右側付近を加熱する場合、制御手段１００は、図６に示すように、回転アンテナ３８、３９の端部５７、５８を、右向き（加熱室３４をドア６４側から見て右側）に向けるように制御する。
【００３７】
回転アンテナ３８、３９の端部５７、５８が両方とも、加熱室３４をドア６４側から見て右側を向くとき、各アンテナは端部５７、５８の方向への放射指向性が強いので、特に端部５７、５８の方向からマイクロ波が放射されその方向に位置する食品を集中的に加熱することができる。
【００３８】
また、加熱室３４内の前方中央付近を加熱する場合、制御手段１００は、図７に示すように、回転アンテナ３８、３９の端部５７、５８を、加熱室３４の幅方向の略中央かつ奥行き方向の前方（加熱室３４内の中央前方付近）に向けるように制御する。
【００３９】
図７に示すように、回転アンテナ３８、３９の端部５７、５８が、加熱室３４内の中央前方付近を向くとき、各アンテナは端部５７、５８の方向への放射指向性が強いので、特に端部５７、５８の方向からマイクロ波が放射されその方向に位置する食品を集中的に加熱することができる。
【００４０】
また、加熱室３４内の後方中央付近を加熱する場合、制御手段１００は、図８に示すように、回転アンテナ３８、３９の端部５７、５８を、加熱室３４の幅方向の略中央かつ奥行き方向の後方（加熱室３４内の中央後方付近）に向けるように制御する。
【００４１】
図８に示すように、回転アンテナ３８、３９の端部５７、５８が、加熱室３４内の中央後方付近を向くとき、各アンテナは端部５７、５８の方向への放射指向性が強いので、特に端部５７、５８の方向からマイクロ波が放射されその方向に位置する食品を集中的に加
熱することができる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態１の電子レンジ３１は、局所的に加熱したい場所に応じて回転アンテナの向きを制御するものであり。回転アンテナ３８、３９を所定の向きに向けるためには、モータ４０、４１としてステッピングモータを用いるとか、あるいは一定回転のモータであっても基準位置を検出して通電時間を制御するなどの手段が考えられる。
【００４３】
本実施の形態１の電子レンジ３１では、モータ４０、４１としてステッピングモータを用いており、各モータのシャフト４０、４１にそれぞれ原点検出機構を設けている。図９は図１のＤ−Ｄ’断面図であり、この原点検出機構は、図９に示すように、シャフトを中心軸とする円板３６ａと、フォトインタラプタ３６とにより構成される。円板３６ａには、矩形状のスリット３６ｂが設けられている。
【００４４】
円板３６ａは、回転アンテナ３８、３９を回転させるモータのシャフト４９、５０の軸にそれぞれ共通に取り付けられていて、発光素子と受光素子とを備えたフォトインタラプタ３６の光路を遮るように回転するものである。
【００４５】
この構成により、スリット３６ｂがフォトインタラプタ３６の光路を通過するときは、前記光路を遮るものが無いので、スリットの通過時点を検出することができる。従って、スリット３６ｂの位置を回転アンテナ３８、３９の原点と設定しておくことで、各モータに取り付けられたフォトインタラプタ３６により回転アンテナの原点を検出することができるものである。
【００４６】
また、制御手段１００は、原点検出機構で検出できる原点を基準として、回転アンテナ３８、３９の指向性の強い部分を局所加熱箇所に集中させるときの回転アンテナ３８、３９の角度（停止位置）を予め記憶しているアンテナ角度記憶部を有している。回転アンテナ３８、３９の動作を制御して局所加熱を実行する際には、アンテナ角度記憶部の情報が参照される。
【００４７】
なお、ここまで、回転アンテナが二つの場合について説明してきたが、回転アンテナの数はこれに限られず二個以上の複数個でも良く、例えば、図１０に示すように、三つの回転アンテナを有する構成としても良い。図１０に示す状態では、各回転アンテナの端部が、加熱室内の中央付近を向いており、その中央付近に位置する食品を集中的に加熱することができる。
【００４８】
次に、図１１を参照して、本実施の形態１の電子レンジ３１が備える温度検出手段について説明する。この温度検出手段は、基板１９上に一列に並んで設けられた複数の赤外線検出素子１３と、基板１９全体を収納するケース１８と、ケース１８を赤外線検出素子１３が並んでいる方向と垂直に交わる方向に移動させるステッピングモータ１１と、を備えるものである。
【００４９】
基板１９上には、赤外線検出素子１３を封入する金属製のカン１５と、赤外線検出素子の動作を処理する電子回路２０とが設けられている。また、カン１５には赤外線が通過するレンズ１４が設けられている。また、ケース１８には、赤外線を通過させる赤外線通過孔１６と、電子回路２０からのリード線を通過させる孔１７とが設けられている。
【００５０】
この構成により、ステッピングモータ１１が回転運動することで、ケース１８を、赤外線検出素子１３が一列に並んでいる方向とは垂直方向に移動させることができる。
【００５１】
図１２は、図１中のＣ−Ｃ’断面における赤外線温度検出スポットを説明する図である
。図１３に示すように、本実施の形態１の電子レンジ３１は、温度検出手段のステッピングモータ１１が往復回転動作することにより、加熱室３４内のほぼ全ての領域の温度分布を検出することができるものである。
【００５２】
具体的には、例えば、まず図１２中のＡ１〜Ａ４の領域の温度分布を、温度検出手段が有する一列に並んだ温度検出素子１３（例えば、赤外線センサ）が同時に検出する。次に、ステッピングモータ１１が回転動作しケース１８が移動するとき、温度検出素子１３がＢ１〜Ｂ４の領域の温度分布を検出する。さらに、ステッピングモータ１１が回転動作してケース１８が移動するとき、温度検出素子１３がＣ１〜Ｃ４の領域の温度分布を検出し、同様に、Ｄ１〜Ｄ４の領域の温度分布が検出される。
【００５３】
また、上述の動作に続けて、ステッピングモータ１１が逆回転することで、Ｄ１〜Ｄ４の領域側から、Ｃ１〜Ｃ４、Ｂ１〜Ｂ４、Ａ１〜Ａ４の順に、温度分布を検出する。温度分布検出手段は、以上の動作を繰り返すことで、加熱室３４内の全体の温度分布を検出することができる。
【００５４】
次に、図１４を参照して、制御手段１００の概略構成を説明する。
【００５５】
制御手段１００は、赤外線センサ１０が検出する各温度検出箇所のうち、加熱室３４内に載置された被加熱物が食品であるか否かを判定し食品ポイントとして確定する食品ポイント確定手段１０１、食品と判定された食品ポイントの温度を基に回転アンテナ２８、３９の動作を制御するアンテナ制御部１０２、各食品ポイントの温度が第1の検知温度に達したかどうか判定する第１の検知温度判定手段１０３、第１の検知温度に到達する前にマグネトロン３２を制御する検知前加熱制御手段１０４、第１の検知温度に到達後にマグネトロン３２を制御する検知後加熱制御手段１０５を備えている。
【００５６】
食品ポイント確定手段１０１は、被加熱物の初期温度分布を記憶する初期温度分布記憶部１０６と、被加熱物の単位時間あたりの温度上昇率を算出する温度上昇率算出部１０７を有し、算出した温度上昇率が所定値以上となるポイントを食品ポイントとして確定する。これは、温度を検出した箇所が、被加熱物を載せる載置台であるのか又は加熱対象である食品であるのかを判定するものである。すなわち、冷凍の食品の初期温度が載置台に比べて明らかに低いという特性、及び、加熱中に載置台はマイクロ波を透過してほとんど温度上昇しないが、食品はマイクロ波を吸収して温度上昇しやすいという特性の違いにより判別するものである。
【００５７】
アンテナ制御部１０２は、加熱室内を均一加熱させるべく回転アンテナ３８、３９の動作を制御する分散加熱モード制御部１０８と、被加熱物の低温部分を加熱すべく回転アンテナ３８、３９の動作を制御する局所加熱（スポット加熱）モード制御部１０９と、食品ポイント確定手段１０１で確定された食品ポイントの中から最低温度のポイントを抽出する低温部抽出部１１０を有とを有する構成である。
【００５８】
分散加熱モード制御部１０８は、例えば、マイクロ波発振中に所定の位置で停止させることで局所的な加熱のできる二つの回転アンテナ３８、３９を、その停止位置を刻々と変化させることで分散加熱を実現したり、回転アンテナ３８、３９を連続的に回転させることで分散加熱を実現したり、また、回転アンテナ３８、３９の停止位置をランダムに変えることで分散加熱を実現する構成である。
【００５９】
局所加熱モード制御部１０９は、低温部抽出部１１０より最低温度ポイントの情報を得て、局所加熱すべく回転アンテナ３８、３９の向きを制御する構成である。
【００６０】
例えば、最低温度ポイントが、図１２中のＢ２、Ｂ３、Ｃ２、Ｃ３のいずれかであれば、回転アンテナ３８、３９が中央を加熱する向き、すなわち図４に示した停止位置に回転アンテナ３８、３９を停止させる。
【００６１】
また、最低温度ポイントが、図１２中のＢ１、Ｃ１のいずれかであれば、回転アンテナ３８，３９が左方向を加熱する向き、すなわち図５に示した停止位置に回転アンテナ３８、３９を停止させる。
【００６２】
また、最低温度ポイントが、図１２中のＢ４、Ｃ４のいずれかであれば、回転アンテナ３８，３９が右方向を加熱する向き、すなわち図６に示した停止位置に回転アンテナ３８、３９を停止させる。
【００６３】
また、最低温度ポイントが、図１２中のＡ２、Ａ３のいずれかであれば、回転アンテナ３８，３９が前方を加熱する向き、すなわち図７に示した停止位置に回転アンテナ３８、３９を停止させる。
【００６４】
また、最低温度ポイントが、図１２中のＤ２、Ｄ３のいずれかであれば、回転アンテナ３８，３９が後方を加熱する向き、すなわち図８に示した向きに回転アンテナ３８、３９を停止させる。
【００６５】
第１の検知温度判定手段１０３は、加熱中、食品ポイント確定手段１０１が確定した食品ポイントのうち最高温度が所定の第1の検知温度に達したかどうか判定する。ここで、第1の検知温度は温度設定手段６５により設定される設定温度に対応しており、例えば設定温度より５℃低い温度である。
【００６６】
制御手段１００は第１の検知温度判定手段１０３が第1の検知温度を検知する前は検知前加熱制御手段１０４によりマグネトロン３２の制御を行い、検知後は検知後加熱制御手段１０５に切り替え、マグネトロン３２の制御を行うものである。
【００６７】
なお、制御手段１００は温度設定手段６５により設定される設定温度が所定の温度Ｔ０（例えば５０℃）未満であれば、検知温度判定手段１０３が第1の検知温度を検知した後、検知後加熱制御手段１０５による加熱制御を行わずに加熱を終了する構成とする。
【００６８】
これにより、ベビーフードやバターなど、仕上がり温度を低く抑えたい食品が過加熱となるのを防ぐことができる。
【００６９】
また、検知後加熱制御手段１０５は、食品ポイント確定手段１０６で確定した食品ポイントのうち第２の検知温度以上の食品ポイントの割合を算出し、所定の割合以上かどうかを判定する食品割合判定手段１１１を備え、所定の割合以上になるとマグネトロン３２を制御して加熱を終了させる。
【００７０】
食品割合判定手段１１１は第２の検知温度として、温度設定手段６５で設定された設定温度に対応して決まる例えば２つの定数、第２検知温度Ａ１１２、第２検知温度Ｂ１１３を有しており、設定温度がＴ1（例えば８０℃）以上であれば第２検知温度Ａ（例えば６０℃）１１２を選択し、設定温度がＴ1未満であれば第２検知温度Ｂ（例えば５０℃）１１３を選択する。
【００７１】
また、食品割合判定手段１１１は所定の割合として、温度設定手段６５で設定された設定温度に対応して決まる例えば２つの定数、割合Ａ１１４、割合Ｂ１１５を有しており、設定温度がＴ1以上であれば割合Ａ（例えば６０％）１１４を選択し、設定温度がＴ1未満
であれば割合Ｂ（例えば５０％）１１５を選択する。
【００７２】
ここで、第２検知温度Ａ１１２は第２検知温度Ｂ１１３よりも大きい値とし、割合Ａ１１４は割合Ｂ１１５より大きい値とする。これにより、温度設定手段６５で設定された設定温度が高い場合には、より高い温度以上となる食品ポイントの割合が、より大きい割合になるまで加熱することになり、加熱時間を長くすることができ、高温設定とすることで、カレーシチューなどあたたまりにくい食品の温度を十分に上げることができる。
【００７３】
また、検知後加熱制御手段１０５は、食品割合判定手段１１２が所定の割合以上と判定するまでの時間、即ち、検知後加熱制御手段１０５による加熱時間、を制限するための制限時間を計時する計時手段１１６を備え、計時手段１１６が制限時間を計時すると食品割合判定手段１１２が所定の割合以上と判定していなくても、マグネトロン３２を制御して加熱を終了させるものである。
【００７４】
計時手段１１６は、制限時間として、温度設定手段６５で設定された設定温度に対応して決まる例えば２つの定数、制限時間Ａ１１７、制限時間Ｂ１１８を有しており、設定温度がＴ1以上であれば制限時間Ａ１１７を選択し、設定温度がＴ1未満であれば制限時間Ｂ１１８を選択する。ここで、制限時間は被加熱物を加熱し続けた時に被加熱物の質を保持できる最長の時間に設定することが望ましく、制限時間Ａ１１７は制限時間Ｂ１１８よりも大きい値とする。
【００７５】
これにより、食品割合判定手段１１２が何らかの理由で機能せず、所定の割合以上と判定しない場合であっても、設定温度が高い場合ほど加熱時間を長くすることができ設定温度に応じて食品の温度を十分に上げることができる。
【００７６】
また、検知後加熱制御手段１０５は、マイクロ波の出力を制御する出力制御手段１１９を備え、マグネトロン３２の出力を制御している。
【００７７】
出力制御手段１１９は、出力値として、温度設定手段６５で設定された設定温度に対応して決まる例えば２つの定数、出力Ａ１２０、出力Ｂ１２１を有しており、設定温度がＴ1以上であれば出力Ａ１２０を選択し、設定温度がＴ1未満であれば出力Ｂ１２１を選択する。ここで、出力Ａ１２０（例えば６００Ｗ）は出力Ｂ１２１（例えば５００Ｗ）より大きいい値とする。これにより、設定温度が高い場合ほど出力を大きくすることで、カレーシチューなどあたたまりにくい食品の温度をより短時間で十分に上げることができる。
【００７８】
次に、本実施の形態１の電子レンジ３１の動作について図１５を参照して説明する。
【００７９】
まず、使用者が温度設定手段６５を操作して好みの仕上がり温度を設定し（Ｓ０１）、スタートボタンを押すなど加熱開始の指示があれば（Ｓ３０２）、検知前加熱制御手段１０４がマグネトロン３２を制御してマイクロ波を発生させ、そのマイクロ波が導波管３３を介して加熱室３４内に伝送するなど、加熱を開始する（Ｓ３０３）。このとき、温度分布検出手段１０は、加熱初期時点での加熱室３４内の温度分布を検出し、初期温度分布記憶部１０６は温度分布の検出結果を記憶する（Ｓ３０４）。
【００８０】
次に、アンテナ制御部１０２は分散加熱モード制御部１０８を制御して分散加熱を実現するために、例えば、回転アンテナ３８、３９を一定速度で回転させる（Ｓ３０５）。
【００８１】
そして、一定時間経過後、温度分布検出手段１０は、再び加熱室３４内の温度分布を検出する（Ｓ３０６）。
【００８２】
そして、食品ポイント確定手段１０６は温度上昇率算出部１０７で算出した温度上昇率が所定値以上となるポイントを食品ポイントとして確定する（Ｓ３０７）。
【００８３】
次にアンテナ制御部は、確定した食品ポイントの中の温度差が所定値（例えば１０℃）以上かどうか判断し（Ｓ３０８）、所定値以上であれば局所加熱モード制御部１０９が、低温部抽出部１１０が抽出した食品ポイント中の最低温度のポイントにマイクロ波が集中するように回転アンテナ３８、３９を制御する（Ｓ３０９）。一方、食品ポイントの中の温度差が所定値未満であれば、分散加熱モード制御部１０８が分散加熱を実現するよう回転アンテナ３８、３９を制御する（Ｓ３１０）。
【００８４】
次に、第１の検知温度判定手段１０３が食品ポイント中の最高温度が、設定温度に対応して決定されるの第1の検知温度に達したかどうか判定し（Ｓ３１１）、第１の検知温度に達していない場合は再び温度分布を検出し（Ｓ３０６）、以下同じ動作を繰り返す。  
【００８５】
Ｓ３１１で食品ポイント中の最高温度が第1の検知温度に達し、温度設定手段６５で設定した設定温度が、所定の温度Ｔ０（例えば５０℃）未満であれば（Ｓ３１２）、マグネトロン３２を制御して（Ｓ３１３）、加熱を終了する（Ｓ３１４）。
【００８６】
Ｓ３１２で設定温度が、所定の温度Ｔ０以上であればＳ１５に進み、設定温度がＴ1（例えば８０℃）以上であれば、第２検知温度Ａ、割合Ａ、制限時間Ａ、出力Ａを定数として設定し（Ｓ３１６）、設定温度がＴ1未満であれば、第２検知温度Ｂ、割合Ｂ、制限時間Ｂ、出力Ｂを定数として設定する（Ｓ３１７）。
【００８７】
次に、検知後加熱制御手段１０５の出力制御手段１１９は、Ｓ３１６、Ｓ３１７で設定した出力にマグネトロン３２を制御する（Ｓ３１８）。そして、計時手段１１６がＳ３１６、Ｓ３１７で設定した制限時間のカウントダウンを開始する（Ｓ３１９）。
【００８８】
次に、食品割合判定手段１１１が、食品ポイント中のＳ３１６、Ｓ３１７で設定した第２検知温度以上のポイントが、Ｓ３１６、Ｓ３１７で設定した所定の割合以上であるかどうか判定し（Ｓ３２０）、所定の割合未満であれば計時手段１１６がＳ３１６、Ｓ３１７で設定した制限時間を経過したかどうか判定し（Ｓ３２１）、計時手段１１６が制限時間を経過していない時は温度分布検出手段１０が、再び温度分布を検出する（Ｓ３２２）。
【００８９】
そして、アンテナ制御部１０２は、食品ポイントの中の温度差が所定値以上かどうか判断し（Ｓ３２３）、所定値以上であれば局所加熱モード制御部１０９が、低温部抽出部１１０が抽出した食品ポイント中の最低温度のポイントにマイクロ波が集中するように回転アンテナ３８、３９を制御する（Ｓ３２４）。一方、食品ポイントの中の温度差が所定値未満であれば、分散加熱モード制御部１０８が分散加熱を実現するよう回転アンテナ３８、３９を制御する（Ｓ３２５）。そして、再びＳ３２０にもどり、以下繰返す。
【００９０】
一方、Ｓ３２０で食品ポイント中の第２検知温度以上のポイントが所定の割合以上であればマグネトロン３２を制御して（Ｓ３２６）加熱を終了する（Ｓ３２７）。またＳ３２１で、計時手段１１６が制限時間を経過した場合はマグネトロン３２を制御して（Ｓ３２６）加熱を終了する（Ｓ３２７）。
【００９１】
以上のように、本実施の形態の電子レンジ３１は温度分布検出手段１０は加熱室内の温度分布を検出し、制御手段１００は温度分布検出手段１０の検出結果に基づき、検出温度の低い領域にマイクロ波が集中するように分布可変手段である回転アンテナ３８、３９を制御し、検知前加熱制御手段１０４は温度設定手段６５により設定された設定温度に対応した第１の温度を検出するまでの加熱を制御し、第１の温度を検出後は検知後加熱制御手
段１０５が設定温度に応じた適切な加熱制御に変更するので、複数同時に加熱できる食品の大きさの制約が少なく、利便性が向上し、あらゆる設定温度で被加熱物の仕上がり状態を向上させることができる。
【００９２】
また、食品ポイント確定手段１０１は温度分布検出手段１０が検出する検出温度より食品ポイントを確定し、検知後加熱制御手段１０５は、食品割合判定手段１１１が食品ポイントのうち第２の検知温度以上の食品ポイントの割合が所定の割合以上と判定するまで加熱するので、食品全体の温度を均一に上昇させることができ、制御手段１００が温度設定手段６５により設定される設定温度に応じて第２の検知温度または所定の割合を変更することにより、設定温度に応じた適切な加熱制御を行うことができる。
【００９３】
また、計時手段１１６は設定温度に応じて設定される制限時間を計時し、検知後加熱制御手段１０５による加熱制御時間を制限するので、何らかの理由で検知後加熱制御手段１０５による加熱に時間がかかった場合でも、設定温度に応じた適切な制限時間で加熱を終了させることができる。
【００９４】
また、検知後加熱制御手段１０５による加熱制御期間中は出力制御手段１１９が設定温度に応じた適切なマイクロ波出力に制御して被加熱物を加熱することができる。
【００９５】
また、仕上がり温度を低く抑えたい食品に対しては、検知後加熱制御手段１０５による加熱制御を行わず加熱を終了させることができ、過加熱となるのを防ぐことができる。
【００９６】
また、分布可変手段は、回転アンテナ３８、３９を回転駆動する駆動手段４０、４１を制御して、回転アンテナ３８、３９の放射性指向性の強い部位を加熱室内の加熱が必要な領域に向けることで局所加熱を実現し、加熱室内のマイクロ波の分布を変化させることができ、ターンテーブル構成やアンテナが一つの構成では通常は加熱しにくい加熱室内の中央付近も局所的に加熱可能となる。
【００９７】
また、本発明は上記実施の形態で説明したマイクロ波加熱装置の各手段の動作をマイクロコンピュータに実行させるプログラムとしても提供するものである。プログラムであるので、電気・情報機器、コンピュータ、サーバー等のハードリソースを協働させて本発明のマイクロ波加熱装置の一部あるいは全てを容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布が簡単にできる。
【００９８】
なお、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。例えば本実施の形態では、第２検知温度、割合、制限時間、出力の値は、設定温度がＴ1以上あるかどうかで２種類持つ構成としたが、これに限るものではなく、各設定温度に応じて細かく設定しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上のように、本発明は、加熱室に配置された回転アンテナの放射指向性の強い部位を所定の向きに制御して特定の被加熱物を集中加熱することができるので、食品などの各種誘電体の加熱、解凍、陶芸加熱、乾燥、焼結、或いは生体化学反応等の用途にも適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施の形態１のマイクロ波加熱装置を正面から見た断面構成図
【図２】同マイクロ波加熱装置を側面から見た断面構成図（図１中のＡ−Ａ’断面図）
【図３】同マイクロ波加熱装置を上から見た断面構成図（図１中のＢ−Ｂ’断面図）
【図４】加熱室内の中央付近を局所加熱するときの回転アンテナの向きを説明する図
【図５】加熱室内の左側を局所加熱するときの回転アンテナの向きを説明する図
【図６】加熱室内の右側を局所加熱するときの回転アンテナの向きを説明する図
【図７】加熱室内の前方を局所加熱するときの回転アンテナの向きを説明する図
【図８】加熱室内の後方を局所加熱するときの回転アンテナの向きを説明する図
【図９】回転アンテナの原点検出機構を説明する図（図１中のＤ−Ｄ’断面図）
【図１０】三つの回転アンテナを有する構成のマイクロ波加熱装置の平面断面図
【図１１】温度分布検出手段の概略断面構成図
【図１２】図１中のＣ−Ｃ’断面における赤外線温度検出スポットを説明する図
【図１３】赤外線温度検出スポットを説明するマイクロ波加熱装置の正面断面構成図
【図１４】制御手段１００の概略構成図
【図１５】制御手段１００の動作を説明するフローチャート
【符号の説明】
【０１０１】
１０  赤外線センサ（温度分布検出手段）
３１  電子レンジ（マイクロ波加熱装置）
３２  マグネトロン（マイクロ波発生手段）
３３  導波管
３４  加熱室
３８、３９、  回転アンテナ（分布可変手段）
４０、４１  モータ（駆動手段）
６５  温度設定手段
１００  制御手段
１０１  食品ポイント確定手段
１０３  第１の検知温度判定手段
１０４  検知前加熱制御手段
１０５  検知後加熱制御手段
１１１  食品割合判定手段
１１６  計時手段
１１９  出力制御手段
【図１】
2008286415.tif 000003
【図２】
2008286415.tif 000004
【図３】
2008286415.tif 000005
【図４】
2008286415.tif 000006
【図５】
2008286415.tif 000007
【図６】
2008286415.tif 000008
【図７】
2008286415.tif 000009
【図８】
2008286415.tif 000010
【図９】
2008286415.tif 000011
【図１０】
2008286415.tif 000012
【図１１】
2008286415.tif 000013
【図１２】
2008286415.tif 000014
【図１３】
2008286415.tif 000015
【図１４】
2008286415.tif 000016
【図１５】
2008286415.tif 000017