(57)【要約】【課題】通常は加熱室内全体の均一加熱を実現しつつ、目的に応じて局所集中加熱をも実現し、加熱室内で加熱している領域を表示手段に図示できるマイクロ波加熱装置の提供。【解決手段】マイクロ波を放射するための複数の回転アンテナ３８，３９と、前記回転アンテナを回転駆動する駆動手段４０，４１と、原点検出手段３６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１０と、前記マイクロ波発生手段および前記駆動手段を制御する制御手段４１１と、前記加熱室内の加熱領域を表示する表示手段１１２を有し、前記制御手段は、前記複数の回転アンテナのうち少なくとも一つの回転アンテナを、放射指向性の強い部位を前記温度分布検出手段の検出結果に基づき決定した向きに制御するとともに、前記複数の回転アンテナがともに回転している場合と、少なくとも一つの回転アンテナが停止している場合とで、状態を区別して表示する構成としてある。【選択図】図１３
2008170076.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、前記導波管から前記加熱室に前記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と、前記各回転アンテナが所定の原点角度にあることを検出する原点検出手段と、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、前記マイクロ波発生手段および前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記複数の回転アンテナのうち少なくとも一つの回転アンテナを、放射指向性の強い部位を前記温度分布検出手段の検出結果に基づき決定した向きに制御する電波制御モードと、前記原点検出手段から原点信号を入力するまで前記各回転アンテナを回転する原点検出モードを有するマイクロ波加熱装置であって、かつ、さらに前記制御部は原点検出手段による原点検出からの回転アンテナの回転角度を検出してこの回転アンテナの回転状況を表示手段に表示する構成としたマイクロ波加熱装置。
【請求項２】
制御部は、温度分布検出手段が検出した各検出領域の温度のうち低温部分に回転アンテナの放射指向性の強い部分が向くように回転させ、低温部分と高温部分との温度差が小さくなるまでアンテナを停止させる制御を行うとともに、加熱室内の特定の領域に対して回転アンテナの放射指向性の強い部分を向けるときの前記回転アンテナの原点からの角度を記憶するアンテナ角度記憶部を有していて、前記回転アンテナの回転状況を表示手段に表示することにより、加熱室の中で加熱されている箇所を使用者に報知する構成とした請求項１記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項３】
表示手段は、回転アンテナをイメージした表示を複数の回転アンテナの数量に応じて表示し、それぞれの回転アンテナの動きを回転中と停止中で、区別して報知可能とした請求項２記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項４】
表示手段は、前記加熱室をイメージした表示を有し、回転アンテナが回転中は前記加熱室内を均一に加熱しているような表示とし、停止中は、局部的に加熱している領域を示す表示を行う事を特徴とする請求項２または３記載のマイクロ波加熱装置。
【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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
代表的なマイクロ波加熱装置である電子レンジは、代表的な被加熱物である食品を直接的に加熱できるので、なべや釜を準備する必要がない簡便さでもって生活上の不可欠な機器になっている。これまで、電子レンジは、マイクロ波が伝搬する加熱室のうち食品を収納する空間の大きさが、幅方向寸法および奥行き方向寸法がおおよそ３００〜４００ｍｍ前後、高さ方向寸法がおおよそ２００ｍｍ前後のものが、一般に普及している。
【０００３】
近年においては、食材を収納する空間の底面をフラットにし、さらに幅寸法を４００ｍｍ以上として奥行き寸法よりも比較的大きくし、食器を複数個並べて加熱できるように利便性を高めた横幅が広い加熱室形状を持った製品が実用化されている。
【０００４】
ところで、電子レンジが使用するマイクロ波の波長は約１２０ｍｍであり、加熱室内には強弱の電界分布（以下、電波分布と称す）が生じ、さらには被加熱物の形状やその物理特性の影響が相乗されて加熱むらが発生することが知られている。特に、上述した幅方向寸法が大きい加熱室にあっては、複数の食器に載置された食品を同時に加熱するために加熱の均一性を従来以上に高める必要がある。
【０００５】
従来、この種のマイクロ波加熱装置は、一つの放射アンテナを備えそのアンテナを回転駆動させるものであったが、加熱室の中央部を局所的に加熱することが困難だった。そこで、加熱の均一性を高める方策として、複数の放射アンテナを備えるもの、あるいは複数の高周波攪拌手段を備えるものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、庫内が広くても常に大量の食品を加熱するとは限らず、たとえばマグカップ一杯の牛乳をあたためるときは、庫内全体を均一に加熱せずとも牛乳にのみ集中させるほうが効率的と考えられる。
【０００７】
また、複数の食品を同時に加熱する場合でも、たとえば冷凍食品と室温の食品とを同時に加熱する場合のように、食品の温度に差があれば、低温の食品のみを集中的に加熱したい場合がある。さらに幕の内弁当のようなものであれば、一つの入れ物に加熱したくない食品（漬物、サラダ、デザートなど）が含まれており、加熱すべき食品（ごはん、おかずなど）のみを集中的に加熱したいという場合がある。
【０００８】
このような場合は、全体均一加熱ではなく局所集中加熱できる機能が必要となる。このために複数の放射アンテナを切り替えるとともに停止位置を制御するなどして集中加熱するものが提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２５９６４６号公報
【特許文献２】特許第３６１７２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１、２を参考にすれば、まず、横幅が広い加熱室であれば左右に複数の放射アンテナを構成することにより加熱室内全体の均一加熱を実現できそうである。また、局所への集中加熱については、例えば放射アンテナを停止させることでユニポールアンテナの先端方向にある程度なら集中させることがことができる。しかしながら、どの程度集中さ
せられるかが問題であり、通常は加熱室内全体の均一加熱を実現しつつ、目的に応じて局所集中加熱をも実現するということは、現実的な構成としては難しいものであった。
【００１０】
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、通常は加熱室内全体の均一加熱を実現しつつ、目的に応じて局所集中加熱をも実現し、かつこの状態が使用者に認識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】
【００１１】
前記目的を達成するため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、前記導波管から前記加熱室に前記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と、前記各回転アンテナが所定の原点角度にあることを検出する原点検出手段と、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、前記マイクロ波発生手段および前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記複数の回転アンテナのうち少なくとも一つの回転アンテナを、放射指向性の強い部位を前記温度分布検出手段の検出結果に基づき決定した向きに制御する電波制御モードと、前記原点検出手段から原点信号を入力するまで前記各回転アンテナを回転する原点検出モードを有するマイクロ波加熱装置であって、かつ、さらに前記制御部は原点検出手段による原点検出からの回転アンテナの回転角度を検出してこの回転アンテナの回転状況を表示手段に表示する構成としたものである。
【００１２】
これによって本発明のマイクロ波加熱装置は、温度分布検出手段が検出した各検出領域の温度のうち低温部分に回転アンテナの放射指向性の強い部分を向け、低温部分と高温部分との温度差が小さくなるように制御できるとともに、回転アンテナの原点検出したところからの角度に応じてその回転アンテナの回転位置を表示することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のマイクロ波加熱装置は、加熱室内全体の均一加熱とともに低温部分と高温部分との温度差が小さくなる局所集中加熱も実現でき、かつ、その加熱状況を使用者が知ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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、前記導波管から前記加熱室に前記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と、前記各回転アンテナが所定の原点角度にあることを検出する原点検出手段と、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、前記マイクロ波発生手段および前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記複数の回転アンテナのうち少なくとも一つの回転アンテナを、放射指向性の強い部位を前記温度分布検出手段の検出結果に基づき決定した向きに制御する電波制御モードと、前記原点検出手段から原点信号を入力するまで前記各回転アンテナを回転する原点検出モードを有するマイクロ波加熱装置であって、かつ、さらに前記制御部は原点検出手段による原点検出からの回転アンテナの回転角度を検出してこの回転アンテナの回転状況を表示手段に表示する構成としてあり、温度分布検出手段が検出した各検出領域の温度のうち低温部分に回転アンテナの放射指向性の強い部分を向け、低温部分と高温部分との温度差が小さくなるように制御できるから均一過熱が可能になるとともに局所集中過熱も実現でき、更には回転アンテナの原点検出したところからの角度に応じてその回転アンテナの回転位置を表示することができるので、使用者はその加熱状況を常に知ることができ、安心感を得ることができる。
【００１５】
第２の発明は、表示手段は、回転アンテナをイメージした表示を複数の回転アンテナの数量に応じて表示し、それぞれの回転アンテナの動きが回転中と停止中で、区別して報知する制御を行うようにしたものであり、複数の回転アンテナそれぞれの動作状況が把握でき、食品のどの箇所が加熱されているかが、常に把握でき、使用者に安心感を与えられるマイクロ波加熱装置を提供できる。
【００１６】
第３の発明は、前記表示手段は、前記加熱室をイメージした表示を有し、回転アンテナが回転中は前記加熱室内を均一に加熱しているような表示とし、停止中は、局部的に加熱している領域を示す表示をするようにしたものであり、加熱室内のどの部分が集中して加熱されているか、常に把握でき、使用者に安心感を与えられるマイクロ波加熱装置を提供できる。
【００１７】
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。
【００１８】
（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の構成を示し、図１は正面から見た断面を示す構成図、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。
【００１９】
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４１１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。
【００２０】
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、ドア６４の下部に設定手段６３が配置されている。設定手段６３は、使用者が、食品や調理内容に応じて様々な調理メニューを選択できるものである。この選択結果に基づき、制御手段４１１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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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としてある。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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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４１１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。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。
【００３０】
また、加熱室３４内の左側付近を加熱する場合、制御手段４１１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。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。
【００３１】
同様に、加熱室３４内の右側付近を加熱する場合、制御手段４１１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。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。
【００３２】
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４１１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。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。
【００３３】
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４１１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。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。
【００３４】
なお、この実施の形態では制御手段４１１は回転アンテナ３８、３９の両方の向きを制御するようにしているが、いずれかひとつであっても良いものである。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
また、制御手段４１１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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
図１３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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
次に、図１３を参照して、制御手段４１１の概略構成を説明する。制御手段４１１は、電波制御モード４１１ａと原点検出モード４１１ｂよりなる。そして電波制御モード４１１ａは、回転アンテナ３８、３９の動作を制御するアンテナ制御部１０１と、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する食品判定部１０２と、加熱処理のうち初期段階の終了を判定する加熱初期段階終了判定部１０３と、加熱処理全体の終了を判定する加熱終了判定部１０４とを有する構成である。
【００４８】
食品判定部１０２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１０８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１０９と、を有し、算出した温度上昇率が所定以上の場合に、被加熱物が食品であると判定するものである。これは、すなわち、温度を検出した領域が、被加熱物を載せる載置台であるのか又は加熱対象である食品であるのかを判定するものである。これは載置台はマイクロ波を透過してほとんど温度上昇しないが、食品はマイクロ波を吸収して温度上昇しやすい、その特性の違いにより判別するものである。
【００４９】
あるいは加熱開始時点の初期温度分布を参照し、所定温度以下の温度となっている領域
があれば、被加熱物が食品であると判定するものである。これは、すなわち大量の冷凍食品であれば、温度上昇がゆるやかとなるため、温度上昇値による食品判定ができないことを想定してのことである。
【００５０】
加熱初期段階終了判定部１０３は、例えば、加熱開始から所定時間が経過した場合に加熱初期段階が終了したと判定する判定条件や、被加熱物の最高温度が所定温度以上に到達した場合に加熱初期段階が終了したと判定する判定条件や、また、加熱開始から被加熱物の温度変化の最高値が所定以上である場合に加熱初期段階が終了したと判定する判定条件を用いて、加熱処理の初期段階が終了したことを判定するものである。
【００５１】
加熱終了判定部１０４は、例えば、被加熱物の温度分布のうち最高温度が予め設定された設定温度を超えるときに加熱処理を終了すると判定する判定条件や、食品と判定した箇所の平均温度が設定温度を越えるときに加熱処理を終了する判定条件や、また、被加熱物の最高温度が所定温度に到達するのに要する時間を測定し、その要した時間の一定の割合（例えば、５０％）を追加加熱時間として加熱処理し、その後追加加熱時間が終了したときに加熱処理を終了する構成等により、加熱処理の終了を判定するものである。
【００５２】
アンテナ制御部１０１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１０５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１０６と、加熱室内に載置された被加熱物の低温部を検出する低温部抽出部１０７とを有する構成である。
【００５３】
分散加熱モード制御部１０５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。
【００５４】
局所加熱モード制御部１０６は、低温部抽出部１０７より最低温度箇所の情報を得て、局所加熱すべく回転アンテナ３８、３９の向きを制御する構成である。例えば、最低温度箇所が、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。
【００５５】
また、最低温度箇所が、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。また、最低温度箇所が、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。
【００５６】
また、最低温度箇所が、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。また、最低温度箇所が、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。最低温度箇所がＡ１であれば、回転アンテナ３８、３９が左前方向を加熱する向きに回転アンテナ３８、３９を停止させる。最低温度箇所がＡ４であれば、回転アンテナ３８、３９が右前方向を加熱する向きに回転アンテナ３８、３９を停止させる。最低温度箇所がＤ１であれば、回転アンテナ３８、３９が左後方向を加熱する向きに回転アンテナ３８、３９を停止させる。最低温度箇所がＤ４であれば、回転アンテナ３
８、３９が右後方向を加熱する向きに回転アンテナ３８、３９を停止させる。
【００５７】
ただし、最高温度箇所と最低温度箇所との温度差が小さければ（例えば温度差が５℃以内）、局所加熱モードへの移行を禁止する。これは必要以上に分散加熱モードと局所加熱モード間を行き来しないようにするものである。
【００５８】
電波制御モード４１１ａの局所加熱モード制御部１０６は、上述の局所加熱モード時に、最低温度箇所の検出温度が、その他の被加熱物の温度を検出している領域の最高温度との温度差がある程度（例えば２℃）まで小さくなると、分散加熱モードに移行する、とする。
【００５９】
また、電波制御モード４１１ａは、温度検出手段が検出した最低温度箇所に応じて、回転アンテナ３８、３９の停止位置を制御するものであるが、このとき、回転アンテナが所定の位置に停止したまま加熱室内にマイクロ波を放射しつづけると、回転アンテナ自体が昇温し過ぎて融解する恐れがある。
【００６０】
この点を鑑みて、電波制御モード４１１ａの局所加熱モード制御部１０６は、上述の局所加熱モード時に、回転アンテナ３８、３９が停止することを許容する上限時間を予め記憶する停止上限時間記憶部と、回転アンテナが停止している時間をカウントする停止時間計時部と、を有しており、回転アンテナが停止している時間がアンテナ停止上限時間になると、強制的に局所加熱モードを解除し、分散加熱モードに移行する、とする。
【００６１】
また、局所加熱モードから分散加熱モードに移行した場合、さらに最低温度箇所があり、その箇所が以前の局所加熱モード時にも回転アンテナが停止した箇所である場合に、一箇所に長時間の局所加熱がなされるのも、回転アンテナ自体が異常温度となる危険があるのを鑑みて、すぐに局所加熱モードに移行しないよう、所定時間の局所加熱モード移行猶予時間をもつこととする。
【００６２】
一方、原点検出モード４１１ｂは、フォトインタラプタ３６からの信号により原点を検出するモードであり、モータ４０、４１を回転させながらフォトインタラプタ３６からの信号を受信して、受光の入力が確認できた角度を原点として記憶するものである。
【００６３】
原点検出モード中は、回転アンテナ３８、３９の角度を特定することができず、このままマイクロ波を発振すると不本意な加熱状態を起こし不良の原因となってしまうことがある。そこで、制御手段４１１は、電波制御モードと原点検出モードを切り替え、原点検出モード中で回転アンテナを駆動している間は、マグネトロンの動作を停止する制御を行う。
【００６４】
原点検出は、電源投入から1回行えばよいようなものであるが、モータのすべりなどで
少しずつ角度がずれていく場合があるので、制御手段４１１は、原点検出モードを加熱処理終了後に行い、原点を検出した状態で非加熱時に待機する。これにより、加熱処理ごとに原点を合わせ直すことができ、また加熱処理を開始する前に原点検出のための待機時間が発生するのを防ぐことできる。ただし、電源投入後の1回目の加熱処理のときはその前に原点検出されていないので、電源投入後にはまず原点検出を行うようにして、１回目の加熱前にも原点を検出した状態で非加熱時に待機するようにして、加熱処理を開始する前に原点検出のための待機時間が発生するのを防ぐことできる。
【００６５】
なお、原点が検出できない場合は、回転アンテナ３８、３９を駆動するモータ４０、４１が故障している場合もあり、その状態のまま回転アンテナ３８、３９を動作させることは危険であるので、回転アンテナ３８、３９の動作は停止させるものである。
【００６６】
また、制御手段４１１は、加熱開始の初期段階においては分散加熱モードで加熱室３４全体を均一加熱し、加熱室３４内の温度分布に差が生じはじめたときに局所加熱モードに移行するものとしても良い。加熱開始の初期段階では加熱室３４内の温度分布に差がないので、分散加熱モードが効率よく加熱室３４全体を昇温させることができる。
【００６７】
また、制御手段４１１は、加熱開始の初期段階においては、まず、加熱室３４内の中央付近を局所的に加熱するものとしても良い。通常、加熱室内の温度分布に差がない状態から加熱処理を開始すると、加熱室の中央付近が最も昇温しにくい。従って、まず、加熱室３４内の中央付近を局所加熱し、その後、分散加熱を行って加熱室全体の均一加熱を行うことで、効率よく加熱室全体を均一加熱することができる。
【００６８】
さて、このような電子レンジにおいて図１３に示すように制御手段４１１はフォトインタラプタ３６からの信号を受けて回転アンテナ３８、３９の回転角度を記憶するアンテナ角度記憶部１１１を備え、原点からのアンテナ角度を記憶している。そしてこのアンテナ角度記憶部１１１からの出力に基づき図２に示す操作部６３に設けたメニュー設定内容や調理時間などを表示する表示手段である表示部１１２にアンテナの回転状況を表示するように構成してある。なお、アンテナ角度の表示はアンテナ角度記憶手段からの出力に基づいて行うものを例として説明したが、これに限られるものではなく、原点からの回転角度を表示できる構成であればどのようなものであっても良いものである。
【００６９】
上記表示部１１２はＬＣＤやＬＥＤ、蛍光表示管などの表示素子で構成し、回転アンテナが加熱室内のどの領域を加熱しているかを図示したような表示を示すものとしてある。あるいは回転アンテナの放射指向性が強い部位が向いている方向を図示したようなものとしてもある。このような表示を設けることで、使用者は食品のどの位置を加熱しているのかが、把握でき、加熱の進行状況を認識できる。
【００７０】
図１４に表示素子の一例としてＬＣＤについて説明する。図の中央に半円状の点が水平方向に並べて二つある。この丸い点が給電口を模式的に表示したものであり、各々の半円の上部に３方向に区切られた３列の印を順次表示していくことにより、電波が放出されている様子を表すものである。
【００７１】
分散加熱モード時の表示の仕方は、図１５で示すように、まず半円状の点が点灯（Ｓ１）、二つの半円状の点と各々３方向ともに第１列を点灯（Ｓ２）、二つの半円状の点と各々３方向ともに第１列ならびに第２列を点灯（Ｓ３）、二つの半円状の点と各々３方向ともに第１列と第２列と第３列を点灯（Ｓ４）、つづいてステップＳ１に戻るとし、以降同じ手順で表示を定期的に遷移するものである。
【００７２】
局部加熱モード時の表示の仕方は図１６、１７、１８で示すように実施する。
【００７３】
図１６を用いて、加熱室の左側、つまり図１２で示すＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１のいづれかを局部加熱する際の表示を説明する。まず半円状の点が点灯（Ｓ５）、二つの半円状の点と各々の左手方向の１列を点灯（Ｓ６）、二つの半円状の点と各々の左手方向の第１列ならびに第２列を点灯（Ｓ７）、二つの半円状の点と各々の左手方向の第１列ならびに第２列と第３列を点灯（Ｓ８）、つづいてステップＳ５に戻るとし、以降同じ手順で表示を定期的に遷移するものである。
【００７４】
次に図１７を用いて、加熱室の中央部、つまり図１２で示すＡ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３のいづれかを局部加熱する際の表示を説明する。まず半円状の点が点灯（Ｓ９）、二つの半円状の点と各々の中央の１列を点灯（Ｓ１０）、二つの半円状
の点と各々の中央の第１列ならびに第２列を点灯（Ｓ１１）、二つの半円状の点と各々の中央の第１列ならびに第２列と第３列を点灯（Ｓ１２）、つづいてステップＳ９に戻るとし、以降同じ手順で表示を定期的に遷移するものである。
【００７５】
さらに図１８を用いて、加熱室の右手方向、つまり図１２で示すＡ４、Ｂ４、Ｃ４、Ｄ４のいづれかを局部加熱する際の表示を説明する。まず半円状の点が点灯（Ｓ１３）、二つの半円状の点と各々の右手方向の１列を点灯（Ｓ１４）、二つの半円状の点と各々の右手方向の第１列ならびに第２列を点灯（Ｓ１５）、二つの半円状の点と各々の右手方向の第１列ならびに第２列と第３列を点灯（Ｓ１６）、つづいてステップＳ１３に戻るとし、以降同じ手順で表示を定期的に遷移するものである。
【００７６】
このように、回転アンテナをイメージした表示を、複数の回転アンテナの数量に応じて表示し、それぞれの回転アンテナが均一加熱状態では、全方向にまんべんなくマイクロ波を行き届かせているようなイメージを髣髴させる表示をおこない、局部加熱中は、一方向を集中して加熱しているようなイメージを髣髴させる表示で区別して報知するものである。
【００７７】
なお、この説明では、加熱室内を３つの領域（左・中央・右）に分けて表示をさせているが、３つに特化する必要はなく、任意の領域数で表示を区別して構わない、また、ここでは３列の印を順次表示と説明するが、特に３列にする必要はなく、任意に列数を選択することができる。また、ここでは３つの列を順次点灯と記述したが、マイクロ波の出力に応じて、表示する列を可変にすることも可能である。また、複数の回転アンテナの数量に応じて表示をさせるようにしているが、特に表示する数量はアンテナの数量に合わせる必要はない。すなわち、表示する内容や形状は、上記の目的を達成できるものであれば、特定しないものとする。
【００７８】
また、図１９に示すように表示素子に加熱室内のイメージを表す四角の枠を設け、枠内を局所加熱する領域を示す表示を配置すれば、それらを用いて、回転アンテナが均一加熱中であれば、全ての領域を点灯させたり、点滅させたり、中心部から外周部方向に順次点灯させたりと、加熱室内を均一に加熱しているイメージを髣髴させるような表示を実施することもできる。局所加熱時は、局所加熱している領域のみを点灯させたり、点滅させたりすることで、局所加熱している領域を際立たせて表示させるものである。
【００７９】
なお、表示する内容や形状は、上記の目的を達成できるものであれば、特定しないものとする。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
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とともに、その回転アンテナの回転状況を表示することができ、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】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態１のマイクロ波加熱装置の正面断面を示す構成図
【図２】同マイクロ波加熱装置の側断面を示す構成図（図１中のＡ−Ａ’断面図）
【図３】同マイクロ波加熱装置の平面断面を示す構成図（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】制御手段の概略構成図
【図１４】表示手段の表示内容例を示す図
【図１５】均一加熱モードでの表示内容例を示す図
【図１６】局部加熱制御モードでの加熱室左側を局所加熱する際の表示内容例を示す図
【図１７】局部加熱制御モードでの加熱室中央部を局所加熱する際の表示内容例を示す図
【図１８】局部加熱制御モードでの加熱室右側を局所加熱する際の表示内容例を示す図
【図１９】表示手段の他の例における表示内容例を示す図
【符号の説明】
【００８２】
１０  温度センサ（温度検出手段）
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
３５  載置台
３６  原点検出手段
３７  アンテナ空間
３８、３９、  回転アンテナ
４０、４１  モータ（駆動手段）
４１１  制御手段
４１１ａ  電波制御モード
４１１ｂ  原点検出モード
【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】
2008170076.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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