(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を収容する加熱室と、発振部と、前記発振部の出力を複数に電力分配する電力分配部と、前記電力分配部から出力されるマイクロ波電力をそれぞれ電力増幅する複数の電力増幅部と、前記複数の電力増幅部の出力を前記加熱室に各々供給する複数の給電部と、前記複数の給電部から前記電力増幅部に反射するマイクロ波電力を検出する複数の電力検出部と、前記複数の給電部のいずれか１つからマイクロ波を放射するように接続を切り換える複数の給電切換部を備えるマイクロ波発生部と、前記発振部の発振周波数と前記複数の電力増幅部と前記複数の給電切換部を制御する制御部とを有し、前記複数の給電切換部は前記電力検出部によって検出される反射電力が最小となる給電部を選択するとともに、前記電力分配部の出力に位相可変部を設け、前記電力増幅部に供給するマイクロ波電力に位相差を生じさせ、前記電力検出部によって検出される反射電力があらかじめ定めた所定の値以下となる範囲で前記位相可変部において位相差を生じさせるとともに、前記位相可変部における位相差の可変幅があらかじめ定めた所定の値以下となると、前記発振部の発振周波数を再度設定しなおす構成としたマイクロ波処理装置。
【請求項２】
被加熱物を収容する加熱室と、発振部と、前記発振部の出力を複数に電力分配する電力分配部と、前記電力分配部から出力されるマイクロ波電力をそれぞれ電力増幅する複数の電力増幅部と、前記複数の電力増幅部の出力を前記加熱室に各々供給する複数の給電部と、前記複数の給電部から前記電力増幅部に反射するマイクロ波電力を検出する複数の電力検出部と、前記複数の給電部のいずれか１つからマイクロ波を放射するように接続を切り換える複数の給電切換部を備えるマイクロ波発生部と、前記発振部の発振周波数と前記複数の電力増幅部と前記複数の給電切換部を制御する制御部とを有し、前記複数の給電切換部は前記電力検出部によって検出される反射電力が最小となる給電部を選択するとともに、前記電力分配部の出力に位相可変部を設け、前記電力増幅部に供給するマイクロ波電力に位相差を生じさせ、前記電力検出部によって検出される反射電力があらかじめ定めた所定の値以下となる範囲で前記位相可変部において位相差を生じさせるとともに、前記位相可変部における位相差の可変幅があらかじめ定めた所定の値以下となると、前記発振部の発振周波数および前記給電部の組み合わせを選択しなおす構成としたマイクロ波処理装置。
【請求項３】
複数のマイクロ波発生部を有し、各々独立にマイクロ波の発振周波数を選択する構成とし
た請求項１または２に記載のマイクロ波処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を用いて構成したマイクロ波発生部を備えたマイクロ波処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マイクロ波発生装置として一般的に用いられるマグネトロンに代えて、半導体素子を用いたマイクロ波発生装置が提案されてきた。半導体素子を用いたマイクロ波発生装置によれば、小型でかつ安価な構成でマイクロ波の周波数を容易に調整することができる。このように、半導体素子を用いたマイクロ波発生装置を備える高周波加熱装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の高周波加熱装置においては、所定の周波数帯域でマイクロ波の周波数が掃引され、反射電力が最小値を示すときのマイクロ波の周波数が記憶される。そして、記憶された周波数のマイクロ波が加熱室内のアンテナから放射され、対象物が加熱される。これにより、電力変換効率が向上する。
【特許文献１】特開昭５６−０９６４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記の方法では加熱室内に放射されるマイクロ波が常に同じ場所同じ位相から放射されるため被加熱物を加熱する際に被加熱物の特定の場所が常にマイクロ波が強く照射され、また別の部位では常にマイクロ波の照射が不足し、被加熱物全体としてみると加熱のムラが強く現れるため被加熱物を均一に仕上げることができない、また、逆に局所的に加熱したい場合においてはその部分をうまく制御することができないという課題がある。
【０００５】
本発明の目的は、電力変換効率を向上させるとともに、被加熱物を加熱ムラなく均一に加熱すること、または、使用者が意図して局所的な加熱ができるマイクロ波処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明のマイクロ波処理装置は、被加熱物を収容する加熱室と、発振部と、前記発振部の出力を複数に電力分配する電力分配部と、前記電力分配部から出力されるマイクロ波電力をそれぞれ電力増幅する複数の電力増幅部と、前記複数の電力増幅部の出力を前記加熱室に各々供給する複数の給電部と、前記複数の給電部から前記電力増幅部に反射するマイクロ波電力を検出する複数の電力検出部と、前記複数の給電部のいずれか１つからマイクロ波を放射するように接続を切り換える複数の給電切換部を備えるマイクロ波発生部と、前記発振部の発振周波数と前記複数の電力増幅部と前記複数の給電切換部を制御する制御部とを有し、前記複数の給電切換部は前記電力検出部によって検出される反射電力が最小となる給電部を選択するとともに、前記電力分配部の
出力に位相可変部を設け、前記電力増幅部に供給するマイクロ波電力に位相差を生じさせ、前記電力検出部によって検出される反射電力があらかじめ定めた所定の値以下となる範囲で前記位相可変部において位相差を生じさせるとともに、前記位相可変部における位相差の可変幅があらかじめ定めた所定の値以下となると、前記発振部の発振周波数を再度設定しなおす構成としたものである。
【０００７】
これによって、被加熱物の形状・種類・量などによらず反射電力が少ない状態でマイクロ波電力を被加熱物に照射することができる。
【０００８】
また、本発明のマイクロ波処理装置は、被加熱物を収容する加熱室と、発振部と、前記発振部の出力を複数に電力分配する電力分配部と、前記電力分配部から出力されるマイクロ波電力をそれぞれ電力増幅する複数の電力増幅部と、前記複数の電力増幅部の出力を前記加熱室に各々供給する複数の給電部と、前記複数の給電部から前記電力増幅部に反射するマイクロ波電力を検出する複数の電力検出部と、前記複数の給電部のいずれか１つからマイクロ波を放射するように接続を切り換える複数の給電切換部を備えるマイクロ波発生部と、前記発振部の発振周波数と前記複数の電力増幅部と前記複数の給電切換部を制御する制御部とを有し、前記複数の給電切換部は前記電力検出部によって検出される反射電力が最小となる給電部を選択するとともに、前記電力分配部の出力に位相可変部を設け、前記電力増幅部に供給するマイクロ波電力に位相差を生じさせ、前記電力検出部によって検出される反射電力があらかじめ定めた所定の値以下となる範囲で前記位相可変部において位相差を生じさせるとともに、前記位相可変部における位相差の可変幅があらかじめ定めた所定の値以下となると、前記発振部の発振周波数および前記給電部の組み合わせを選択しなおす構成としたものである。
【０００９】
これにより、複数の給電部から放射されるマイクロ波の合成によってマイクロ波による電界の強弱を作ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のマイクロ波処理装置は、複数の給電部のうち反射電力が最小となる給電部を選択し、その給電部からマイクロ波の照射を行うので、さまざまな形状・種類・量の異なる被加熱物を効率よく所望の状態に加熱するマイクロ波処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明は、被加熱物を収容する加熱室と、発振部と、前記発振部の出力を複数に電力分配する電力分配部と、前記電力分配部から出力されるマイクロ波電力をそれぞれ電力増幅する複数の電力増幅部と、前記複数の電力増幅部の出力を前記加熱室に各々供給する複数の給電部と、前記複数の給電部から前記電力増幅部に反射するマイクロ波電力を検出する複数の電力検出部と、前記複数の給電部のいずれか１つからマイクロ波を放射するように接続を切り換える複数の給電切換部を備えるマイクロ波発生部と、前記発振部の発振周波数と前記複数の電力増幅部と前記複数の給電切換部を制御する制御部とを有し、前記複数の給電切換部は前記電力検出部によって検出される反射電力が最小となる給電部を選択するとともに、前記電力分配部の出力に位相可変部を設け、前記電力増幅部に供給するマイクロ波電力に位相差を生じさせ、前記電力検出部によって検出される反射電力があらかじめ定めた所定の値以下となる範囲で前記位相可変部において位相差を生じさせるとともに、前記位相可変部における位相差の可変幅があらかじめ定めた所定の値以下となると、前記発振部の発振周波数を再度設定しなおす構成とすることにより、反射電力が少ない状態で効率よく被加熱物を加熱するとともに異なった方向からマイクロ波を照射することができるのでさまざまな形状・種類・量が異なった被加熱物に対応して加熱の仕上がり具合を向上することができる。また、加熱室内において照射したマイクロ波の電界が強い位置を位相差を制御することによって変化させることができるので、被加熱物の加熱の仕上
がり具合を向上することができる。また、反射電力が所定の値以下に制御できるのでマイクロ波発生部に備えた電力増幅部に過度な熱的な負担をかけることなく動作させることができるので、特に電力増幅部に備えた半導体素子の熱的な損傷を防止することができる。さらに、常に加熱中の位相差の制御幅をある値以上に保って加熱することができるので照射したマイクロ波の電界が強い位置を変化させることができる範囲を広く取ることができるので被加熱物の加熱の仕上がり具合を向上することができる。
【００１２】
第２の発明は、被加熱物を収容する加熱室と、発振部と、前記発振部の出力を複数に電力分配する電力分配部と、前記電力分配部から出力されるマイクロ波電力をそれぞれ電力増幅する複数の電力増幅部と、前記複数の電力増幅部の出力を前記加熱室に各々供給する複数の給電部と、前記複数の給電部から前記電力増幅部に反射するマイクロ波電力を検出する複数の電力検出部と、前記複数の給電部のいずれか１つからマイクロ波を放射するように接続を切り換える複数の給電切換部を備えるマイクロ波発生部と、前記発振部の発振周波数と前記複数の電力増幅部と前記複数の給電切換部を制御する制御部とを有し、前記複数の給電切換部は前記電力検出部によって検出される反射電力が最小となる給電部を選択するとともに、前記電力分配部の出力に位相可変部を設け、前記電力増幅部に供給するマイクロ波電力に位相差を生じさせ、前記電力検出部によって検出される反射電力があらかじめ定めた所定の値以下となる範囲で前記位相可変部において位相差を生じさせるとともに、前記位相可変部における位相差の可変幅があらかじめ定めた所定の値以下となると、前記発振部の発振周波数および前記給電部の組み合わせを選択しなおす構成とすることにより、反射電力が少ない状態で効率よく被加熱物を加熱するとともに異なった方向からマイクロ波を照射することができるのでさまざまな形状・種類・量が異なった被加熱物に対応して加熱の仕上がり具合を向上することができる。また、加熱室内において照射したマイクロ波の電界が強い位置を位相差を制御することによって変化させることができるので、被加熱物の加熱の仕上がり具合を向上することができる。また、反射電力が所定の値以下に制御できるのでマイクロ波発生部に備えた電力増幅部に過度な熱的な負担をかけることなく動作させることができるので、特に電力増幅部に備えた半導体素子の熱的な損傷を防止することができる。さらに、加熱中に被加熱物の特性が大きく変化しても給電部の組み合わせを再度選択しなおすことによって反射電力が少なく、位相差の可変幅がおおきい条件で加熱を再開することができ、被加熱物を効率的にかつ仕上がり具合よく加熱することができる。
【００１３】
第３の発明は、特に第１または第２の発明のマイクロ波処理装置において、複数のマイクロ波発生部を有し、各々独立にマイクロ波の発振周波数を選択する構成とすることにより、それぞれのマイクロ波発生部から異なった周波数でマイクロ波を照射できるため各々のマイクロ波発生部の周波数に応じた制御ができ、より広範な被加熱物の種類・形状・量に対応した加熱制御をすることができる。
【００１４】
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。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態におけるマイクロ波処理装置の構成図である。
【００１６】
図１において、マイクロ波発生部は半導体素子を用いて構成した発振部２ａ、２ｂ、発振部２ａ、２ｂの出力を複数に分配する電力分配部３ａおよび３ｂと、分配部３ａ、３ｂそれぞれの出力を増幅する半導体素子を用いて構成した電力増幅部５ａ〜５ｄと、電力増幅部５ａ〜５ｄによって増幅されたマイクロ波出力を加熱室１０内に放射する給電部８ａ〜８ｇと、電力分配部３ａ、３ｂと電力増幅部５ａ〜５ｄを接続するマイクロ波伝送路に挿入され入出力に任意の位相差を発生させる位相可変部４ａ〜４ｄと、電力増幅部５ａ〜
５ｄと給電部８ａ〜８ｄを接続するマイクロ波伝送路に挿入され給電部８ａ〜８ｈから反射する電力を検出する電力検出部６ａ〜６ｄと、給電部８ａ〜８ｈと電力検出部間に挿入され給電部８ａ〜８ｈの切換を行う給電切換部７ａ〜７ｄと、電力検出部６ａ〜６ｄによって検出される反射電力に応じて発振部２ａおよび２ｂの発振周波数と位相可変部４ａ〜４ｈの位相量を制御する制御部１２とで構成している。
【００１７】
また、本発明のマイクロ波処理装置は、被加熱物を収納する略直方体構造からなる加熱室１０を有し、加熱室１０は金属材料からなる左壁面、右壁面、底壁面、上壁面、奥壁面および被加熱物１１を収納するために開閉する開閉扉（図示していない）と、被加熱物１１を載置する載置台から構成し、供給されるマイクロ波を内部に閉じ込めるように構成している。そして、マイクロ波発生部の出力が伝送されそのマイクロ波を加熱室１０内に放射供給する給電部８ａ〜８ｈが加熱室１０を構成する壁面に配置されている。本実施の形態では給電部の切換を給電部８ａ、８ｂの組、給電部８ｃ、８ｄの組、給電部８ｅ、８ｆの組、給電部８ｇ、８ｈの組というように２つの給電部を切り換える様に作図しているが、２つの切換にとどまらずさらに多数の給電部を配し、切換えられるように構成してもなんら差し支えはない。
【００１８】
また、位相差を制御してマイクロ波の電界強度を制御するために給電部８ａ〜８ｄを左壁面に、給電部８ｆ〜８ｈを右壁面にそれぞれ配置した構成を示している。
【００１９】
この給電部８ａ〜８ｈの配置は本実施の形態に拘束されるものではなく、位相差を生じさせる給電部８ａ〜８ｈを異なった壁面（例えば対向面あるいは隣接する壁面）に配置して構成してもかまわないし、給電部８ａ〜８ｈをすべて同一の壁面上に配列して構成してもかまわない。また、図１では図面配置の関係上、給電部８ａ、８ｂ、給電部８ｃ、８ｄ、給電部８ｅ、８ｆ、給電部８ｇ、８ｈはそれぞれ２つの給電部として作図しているが、さらに多数に電力分配させて３つの給電部をそれぞれ並べてもよいし、それぞれ４つに分配して正方形の各頂点に給電部が配置されるように、同一壁面内で２次元的に配列してもよい。
【００２０】
電力増幅部５ａ〜５ｄは、低誘電損失材料から構成した誘電体基板の片面に形成した導電体パターンにて回路を構成し、各増幅部の増幅素子である半導体素子を良好に動作させるべく各半導体素子の入力側と出力側にそれぞれ整合回路を配している。
【００２１】
各々の機能ブロックを接続するマイクロ波伝送路は、誘電体基板の片面に設けた導電体パターンによって特性インピーダンスが略５０Ωの伝送回路を形成している。
【００２２】
電力分配部３ａおよび３ｂは、例えばウィルキンソン型分配器のような出力間に位相差を生じない同相分配器であってもよいし、ブランチライン型やラットレース型のような出力間に位相差を生じる分配器であってもかまわない。この電力分配部３ａ、３ｂによって各々の出力には発振部２ａ、２ｂから入力されたマイクロ波電力を略等分割した電力が伝送される。
【００２３】
また、位相可変部４ａ〜４ｄは、印加電圧に応じて容量が変化する容量可変素子を用いて構成し、各々の位相可変範囲は、０度から略１８０度の範囲としている。これによって位相可変部４ａ〜４ｄより出力されるマイクロ波電力の位相差は０度から±１８０度の範囲を制御することができる。
【００２４】
また、電力検出部６ａ〜６ｄは、加熱室８側から電力増幅部（５ａ〜５ｄ）側にそれぞれ伝送するいわゆる反射波の電力を抽出するものであり、電力結合度をたとえば約４０ｄＢとし、反射電力の約１／１００００の電力量を抽出する。この電力信号はそれぞれ、検
波ダイオード（図示していない）で整流化し、コンデンサ（図示していない）で平滑処理し、その出力信号を制御部１２に入力させている。
【００２５】
また、給電切換部７ａ〜７ｄはそれぞれの給電切換部に接続された給電部のうちいずれか１つの給電部に選択的にマイクロ波電力を伝送するように回路を切り換える様に構成されており、例えばマイクロ波スイッチなどのようなマイクロ波を伝送しても損失を生じないような素子で構成されている。
【００２６】
制御部１２は、使用者が直接入力する被加熱物の加熱条件あるいは加熱中に被加熱物の加熱状態から得られる加熱情報と電力検知部６ａ〜６ｄよりの検知情報に基づいて、マイクロ波発生部の構成要素である発振部２ａおよび２ｂと電力増幅部５ａ〜５ｄのそれぞれに供給する駆動電力の制御や位相可変部４ａ〜４ｄに供給する電圧ならびに給電切換部７ａ〜７ｄに制御信号を送り給電部８ａ〜８ｈの切換を制御し、加熱室１０内に収納された被加熱物を最適に加熱する。
【００２７】
また、マイクロ波発生部には主に電力増幅部５ａ〜５ｄに備えた半導体素子の発熱を放熱させる放熱手段（図示していない）を配する。
【００２８】
以上のように構成されたマイクロ波処理装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２９】
まず被加熱物を加熱室１０に収納し、その加熱条件を操作部（図示していない）から入力し、加熱開始キーを押す。加熱開始信号を受けた制御部１２の制御出力信号によりマイクロ波発生部が動作を開始する。制御部１２は、駆動電源（図示していない）を動作させて発振部２ａおよび２ｂに電力を供給する。この時、発振部２ａ、２ｂの初期の発振周波数は、たとえば２４００ＭＨｚに設定する電圧信号を供給し、発振が開始する。
【００３０】
発振部２ａ、２ｂを動作させると、その出力は電力分配部３ａ、３ｂにて各々等分配され、４つのマイクロ波電力信号となる。以降、駆動電源を制御して電力増幅部５ａ〜５ｄを動作させる。
【００３１】
そしてそれぞれのマイクロ波電力信号は、並列動作する電力増幅部５ａ〜５ｄ、電力検出部６ａ〜６ｄを経て、給電部８ａ〜８ｄにそれぞれ出力され加熱室１０内に放射される。このときの各電力増幅部はそれぞれ１００Ｗ未満、たとえば５０Ｗのマイクロ波電力を出力する。このとき給電切換部７ａ〜７ｄはそれぞれ給電部８ａ、８ｃ、８ｅ、８ｇからマイクロ波が放射されるように給電部を切り換えている。
【００３２】
加熱室１０内に供給されるマイクロ波電力が被加熱物に１００％吸収されると、加熱室１０からの反射電力は０Ｗになるが、被加熱物の種類・形状・量が被加熱物を含む加熱室１０の電気的特性を決定し、マイクロ波発生部の出力インピーダンスと加熱室１０のインピーダンスとに基づいて、加熱室１０側からマイクロ波発生部側に伝送する反射電力が生じる。
【００３３】
電力検出部６ａ〜６ｄは、マイクロ波発生部側に伝送する反射電力を検出し、その反射電力量に比例した信号を検出するものであり、その検出信号を受けた制御部１２は、反射電力が極小値となる発振周波数および位相差の選択を行う。この周波数、位相差の選択に対して、制御部１２は、位相可変部４ａ〜４ｄによって生じる位相差を０度の状態で発振部２ａおよび２ｂの発振周波数を初期の２４００ＭＨｚから例えば１ＭＨｚピッチで高い周波数側に変化させ、周波数可変範囲の上限である２５００ＭＨｚに到達する。この操作を行うことで制御部１２は発振部２ａ、２ｂの発振周波数に対する反射電力の配列を得る
ことができる。
【００３４】
次に給電切換部７ｂは給電部を８ｄに切り換えて、今度は発振周波数をその上限である２５００ＭＨｚから２４００ＭＨｚに順次変化させ、同様に発振周波数に対する反射電力の配列を得る。さらに今度は給電切換部８ａが給電部を８ｂに切り換えて同じように反射電力の配列を得る。このように給電部を順次切り換えてそれぞれの給電部の組み合わせにおける発振周波数に対する反射電力の配列を完成させる。制御部１２はこの反射電力が最も小さくなる発振部２ａ、２ｂの条件および給電部の組み合わせで制御するとともに発振出力を入力された加熱条件に対応した出力が得られるように制御する。
【００３５】
これにより、各電力増幅部５ａ〜５ｄはそれぞれ所定のマイクロ波電力を出力する。そして、それぞれの出力は給電部８ａ〜８ｈに伝送され加熱室１０内に放射される。なお、上記の説明では周波数の変化ステップを１ＭＨｚ刻みとして説明しているが、組み合わせの数が増えると給電部の組み合わせを選択する時間がながくなるためもっと大きな値（例えば１０ＭＨｚ刻み）で変化ステップを設定し、組み合わせの選択時間を短縮することもできる。
【００３６】
このように動作することで様々な形状・大きさ・量の異なる被加熱物に対しても反射電力が最も小さくなる条件で加熱を開始することができ、電力増幅部５ａ〜５ｄに備えられた半導体素子が反射電力によって過剰に発熱することを防止でき熱的な破壊を回避することができる。
【００３７】
位相可変部４ａ〜４ｄはたとえば加熱開始から所定の変化量で時々刻々その位相を変化させる。位相可変部４ａ〜４ｄによって位相を変化させることによって加熱室１０内で給電部８ａ、８ｃおよび給電部８ｅ、８ｇが放射するマイクロ波が干渉する位置を変化させることができる。このため位相差を制御することによって加熱室１０内に載置された被加熱物１１の位置・形状に応じて干渉位置を制御することで被加熱物１１を均等もしくは局部的に加熱することができる。制御部１２は位相差を制御している間も反射電力の変化を常に監視しており、反射電力があらかじめ定めた所定の値以上になると位相差の変化方向を逆向きにして位相差を制御し続ける。
【００３８】
この動作をすることである範囲内の位相差で振り子のように位相差を制御することができ、位相差が変化することで被加熱物１１の加熱部位を変化させて仕上がり具合を向上することができるようになる。また、被加熱物１１の種類や量によっては加熱中に周波数に対する反射電力の特性が大きく変化して位相差を制御できる範囲が狭くなってしまうことが予想される。このような状態になっても、位相差を制御できる範囲が所定の範囲以下になると前述の周波数に対する反射電力の特性を測定したステップを再度実行することによって、被加熱物１１の状況に応じた給電部の組み合わせおよび発振周波数の再設定を行うことができるので効率のよい加熱を継続することが可能となる。
【００３９】
図２は加熱動作中における制御的に組となっている位相可変部４ａ、４ｂの位相差および発振部２ａの発振周波数の制御例を示すフローチャートである。別の組である位相可変部４ｃ、４ｄも同様の制御をするためここでは代表して一方の対である位相可変部４ａ、４ｂの制御フローについて説明する。はじめにある周波数ｆで発振部２ａが発振している状態でΔｆ（例えば０．１ＭＨｚ）発振周波数をずらした状態に制御（ステップ１０２）し、そのときの反射電力を計測する（ステップ１０３）。制御部１２はこの反射電力と前回（発振周波数を変化させる前に）計測した反射電力を比較し、反射電力が減少していればΔｆをそのままの値とし（ステップ１０６）、反射電力が増加していればΔｆの符号を逆にする（ステップ１０８）。この操作によって発振周波数の変化に対して反射電力が常に減少する方向で制御することができる。
【００４０】
また、位相可変部４ａ、４ｂは位相可変部４ａの位相を基準として位相可変部４ｂは位相差φとなるようにマイクロ波の位相を制御する。このように変化させることで前述したように給電部８ａ、８ｃから放射されるマイクロ波の電界の合成によって電界が強めあう位置・方向を制御し被加熱物に効率的にまた、均一にマイクロ波を照射することができる。また、加熱動作中に一定の変化幅ΔΦでその位相差を時々刻々変化させていく（ステップ１０１）。この位相可変部４ａ、４ｂによって生じる位相差Φによって上述したように加熱室１０内でのマイクロ波の干渉位置が変化するため被加熱物１１を均等もしくは局部的に加熱することができる。また、逆に電力検出部６ａ、６ｂによって検出される反射電力が小さい位相差を重点的に制御することも可能である。この動作をすることによって反射電力が小さいすなわち被加熱物にマイクロ波が効率よく吸収されている状態を継続することができる。
【００４１】
このように制御することで、加熱動作中においても電力検出部６ａ〜６ｄは加熱室１０からの反射電力を検出できるので、制御部１２がこれを判断し、発振周波数および位相差を時々刻々微調整し常に反射電力が低い状態を維持できるのでさらに半導体素子の発熱を低く抑えることが可能となり、加熱効率を高く維持できるので短時間での加熱を図ることができる。あるいは、許容する反射電力を所定の値に定めその許容する反射電力の範囲において制御部１２は時間的に位相可変部４ａ、４ｂ及び４ｃ、４ｄの位相差と発振部２ａ、２ｂの発振周波数を変化させることもできる。
【００４２】
このような動作をすることで加熱室１０内でのマイクロ波の伝播状態を時間的に変化させることができるので、被加熱物の局所加熱を解消し、加熱の均一化を図ることも可能である。また、前述の位相差の変化範囲が所定の範囲よりも狭くなってしまうと、一旦加熱動作を中断し、給電部および発振周波数の選択を再度実行するように制御部１２によって制御してもよい。このように制御することによって加熱することで被加熱物１１の周波数特性が加熱前と大きく変化してしまっても再び加熱に適した条件で加熱することができるので電力増幅部５ａ〜５ｄの熱的な負担を増加させることなく効率的な被加熱物１１の加熱を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明にかかるマイクロ波処理装置は複数の給電部を有しマイクロ波を放射する給電部を切換制御したり、動作中の給電部間のマイクロ波の位相差を変化させたりする装置を提供できるので、電子レンジで代表されるような誘電加熱を利用した加熱装置や生ゴミ処理機、あるいは半導体製造装置であるプラズマ電源のマイクロ波電源などの用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるマイクロ波処理装置の構成図
【図２】同マイクロ波処理装置の制御例を示すフローチャート
【符号の説明】
【００４５】
２ａ、２ｂ  発振部
３ａ、３ｂ  電力分配部
４ａ〜４ｄ  位相可変部
５ａ〜５ｄ  電力増幅部
６ａ〜６ｄ  電力検出部
７ａ〜７ｄ  給電切換部
８ａ〜８ｈ  給電部
９ａ、９ｂ  マイクロ波発生部
１０  加熱室
１１  被加熱物
１２  制御部
【図１】
0005286905.tif 000002
【図２】
0005286905.tif 000003