(57)【要約】導波管（４）内の反射波の少なくとも一部を検出する方向性結合器（３０）を有するので、被加熱物（２１）が無い時は、マイクロ波を吸収するものが無いので、反射波は大きくなり、被加熱物（２１）が有る時は、被加熱物（２１）がマイクロ波を吸収するので、反射波は小さくなる。つまり、被加熱物（２１）の分量が増えれば増えるほど、ますますマイクロ波を吸収するので反射波は小さくなっていく。よって、方向性結合器（３０）が検出した反射波検出量により、荷重を検出するような検出部は用いずに被加熱物（２１）の分量を判定できる。
2017164291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を収納する加熱室と、
前記加熱室に供給するマイクロ波を発生させるマイクロ波発生部と、
前記マイクロ波発生部が発生させたマイクロ波を前記加熱室に伝送する導波管と、
前記導波管内の反射波の少なくとも一部を検出する反射波検出部と、
前記反射波検出部が検出した反射波検出量により、被加熱物の分量を判定する分量判定部と、
前記分量判定部で判定した分量に基づいて前記マイクロ波発生部を制御する制御部と、を備えるマイクロ波加熱装置。
【請求項２】
前記分量判定部は、加熱中に前記反射波検出部が検出した前記反射波検出量と、前記被加熱物が無い時に前記反射波検出部が検出した前記反射波検出量とを比較して、前記被加熱物の分量を判定する請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項３】
前記導波管を伝送するマイクロ波を前記加熱室に放射させる放射アンテナと、前記放射アンテナを回転させる回転駆動部と、を備え、
前記制御部は、前記分量判定部で判定した分量に基づいて前記マイクロ波発生部の出力、および前記回転駆動部の制御により、前記放射アンテナの向きを制御し、
前記分量判定部は、加熱中に前記反射波検出部が検出した前記反射波検出量と、前記被加熱物が無い時に前記反射波検出部が検出した前記反射波検出量とを比較し、比較した前記反射波検出量の差が最も大きくなる前記放射アンテナの向きで前記被加熱物の分量を判定する請求項２に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項４】
前記分量判定部は、加熱中に前記反射波検出部が検出した前記反射波検出量と、前記被加熱物が無い時に前記反射波検出部が検出した前記反射波検出量とを比較し、比較した前記反射波検出量の差が最も大きくなる前記アンテナの向きと、異なる向きでの前記反射波検出量の差に基づいて、前記被加熱物の分量を判定する請求項３に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項５】
前記加熱室を上下に分割するように前記加熱室内に係止され、前記被加熱物を載置するとともに、裏面にマイクロ波を吸収するマイクロ波吸収発熱体を有する載置皿を、さらに備え、
前記載置皿の外周コーナー部は、対応する前記加熱室の内壁コーナー部との間に隙間を形成するように、前記内壁コーナー部よりも大きいＲ形状で形成され、
前記制御部は、前記放射アンテナの向きを前記隙間に向くように制御し、
前記分量判定部は、前記放射アンテナの向きでの前記反射波検出量に基づいて、前記被加熱物の分量を判定する請求項３に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項６】
前記分量判定部は、前記被加熱物の加熱中に前記反射波検出部が検出する前記反射波検出量と、前記被加熱物が無い時に前記反射波検出部が検出する前記反射波検出量と、前記被加熱物が所定の最大分量の時における前記反射波検出部が検出する前記反射波検出量とを比較し、比較した結果に基づいて、前記被加熱物の分量を判定する請求項２に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、マイクロ波で被加熱物を加熱するとともに、導波管内を伝搬するマイクロ波の一部を検出して加熱を制御するマイクロ波加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、代表的なマイクロ波加熱装置として、電子レンジが知られている。一般的な電子レンジは、マイクロ波発生部としてマグネトロンを使用する。電子レンジは、マグネトロンから放射されたマイクロ波を、導波管を介して加熱室に伝送する。そして、伝送されたマイクロ波で、加熱室内の被加熱物（食品）を加熱する。【０００３】
電子レンジは、被加熱物の加熱ムラが発生しないように、できるだけ均一に加熱することが要望される。そのため、現状、被加熱物自体を回転させるターンテーブル方式や、導波管から加熱室内にマイクロ波を放射する部分に回転可能なアンテナを配置した回転アンテナ方式などを備える電子レンジがある。【０００４】
電子レンジの導波管内には、マグネトロンから加熱室に向かうマイクロ波（入射波あるいは進行波）と、加熱室内で被加熱物に吸収されず、加熱室からマグネトロンに戻るマイクロ波（反射波）が存在する。反射波は、被加熱物の形状、材質、置き位置などで変化する。さらに、反射波は、先に述べたターンテーブルやアンテナの向きによっても変化する。つまり、被加熱物を均一に加熱するためには、入射波と反射波の変化を把握する必要がある。【０００５】
なお、導波管内の入射波と反射波を監視するための方法として、方向性結合器がある。方向性結合器には、導波管内に混在する入射波と反射波を分離する機能と、装着による導波管内のマイクロ波伝送への影響を与えないように、一定程度減衰（例えば、３０ｄＢ）させることが必要となる。その結果、方向性結合器のサイズが大きくなる。そのため、一般家庭での使用を想定した電子レンジの多くは、方向性結合器を搭載していない。【０００６】
しかし、最近、小型の方向性結合器が開発されている（例えば、特許文献１参照）。そこで、小型の方向性結合器を電子レンジに採用する動きが出てきている。【０００７】
また、調理の自動化のために、被加熱物の分量を判定し、分量が多いほど調理時間を延ばすように制御する電子レンジがある（例えば、特許文献２参照）。特許文献２の電子レンジは、重量検出部を搭載している。重量検出部は、被加熱物を載せた受け皿が、テーブルプレートに載置された時のテーブルプレートの重量を検出する。【０００８】
しかしながら、特許文献２のマイクロ波加熱装置は、被加熱物を載せた受け皿を、テーブルプレートに荷重がかかるように載置しないと、重量を正確に検出できない。つまり、例えば受け皿を加熱室壁面に形成された棚に載せると、棚に荷重がかかる。そのため、テーブルプレートに、受け皿の荷重がかからないので、重量を正確に検出できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１１９３３３号
【特許文献２】特開２０１４−２３４９３２号公報
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、荷重を検出する検出部を用いずに、導波管内の反射波を検出して被加熱物の分量を判定して加熱制御するマイクロ波加熱装置を提供する。
【００１１】
つまり、本発明のマイクロ波加熱装置は、被加熱物を収納する加熱室と、加熱室に供給するマイクロ波を発生させるマイクロ波発生部と、マイクロ波発生部が発生させたマイクロ波を加熱室に伝送する導波管を備える。さらに、マイクロ波加熱装置は、導波管内の反射波の少なくとも一部を検出する反射波検出部と、反射波検出部が検出した反射波検出量により、被加熱物の分量を判定する分量判定部と、分量判定部で判定した分量に基づいてマイクロ波発生部を制御する制御部を有する構成を備える。
【００１２】
この構成によれば、マイクロ波加熱装置は、導波管内の反射波の少なくとも一部を検出する反射波検出部を有する。このとき、被加熱物が無い場合、マイクロ波を吸収するものが無いので反射波は大きくなる。一方、被加熱物が有る場合、被加熱物がマイクロ波を吸収するので反射波は小さくなる。さらに、被加熱物の分量が増えれば増えるほど、ますますマイクロ波は被加熱物に吸収されるので、反射波が小さくなる。つまり、反射波検出部が検出する反射波検出量に基づいて、荷重を検出できる。これにより、荷重を検出する検出部を用いずに、被加熱物の分量を判定できる。その結果、判定した分量に基づいて、被加熱物を効率よく加熱できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１のマイクロ波加熱装置の概略構成を示す断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、同実施の形態のマイクロ波加熱装置における加熱部の給電室を示す斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、同実施の形態１のマイクロ波加熱装置における加熱部の給電室を示す平面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、グリルモードで使用するグリル皿の平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、グリルモードで使用するグリル皿の側面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、グリルモードで使用するグリル皿の縦断面図である。
【図４】図４は、同実施の形態におけるマイクロ波加熱装置の放射アンテナの向きによる反射波検出量の特性を示す図である。
【図５】図５は、同実施の形態におけるマイクロ波加熱装置のグリル皿と加熱室の隙間の関係を説明する図である。
【図６】図６は、同実施の形態におけるマイクロ波加熱装置の食品の分量による反射波検出量の特性を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２におけるマイクロ波加熱装置の放射アンテナの向きによる反射波検出量の特性を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態３におけるマイクロ波加熱装置の概略構成を示す正面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に関わるマイクロ波加熱装置の方向性結合器の斜視図である。
【図１０】図１０は、図９の方向性結合器におけるプリント基板を透過して示す斜視図である。
【図１１】図１１は、図９の方向性結合器のクロス開口を示す構成図である。
【図１２】図１２は、図９の方向性結合器のプリント基板の回路構成図である。
【図１３】図１３は、図９の方向性結合器の方向性結合器における反射波検出部の出力特性を示す極座標図である。
【図１４】図１４は、図９の方向性結合器の別の構成における反射波検出部の出力特性を示す極座標図である。
【図１５】図１５は、図９の方向性結合器における進行波検出部の出力特性を示す極座標図である。
【発明を実施するための形態】
【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、本発明の実施の形態１におけるマイクロ波加熱装置の一例である電子レンジの概略構成を示す断面図である。具体的には、図１は、電子レンジ１を正面側から見た断面図である。
【００１６】
以下の説明において、電子レンジ１の左右方向とは、図１における左右方向を意味する。また、電子レンジ１の前後方向とは、図１における紙面に垂直な方向で、装置の前面側と背面側を結ぶ方向を意味する。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態の電子レンジ１は、外郭で構成される加熱室空間２と、マグネトロン３と、導波管４と、放射アンテナ５と、載置台６などを備える。加熱室空間２は、載置台６の上側の空間を構成する加熱室２ａと、載置台６の下側の空間を構成する給電室２ｂとで構成される。なお、マグネトロン３は、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生部の一例である。導波管４は、マグネトロン３で発生したマイクロ波を加熱室空間２に伝送する伝送部の一例である。また、放射アンテナ５は、導波管構造アンテナの一例である。
【００１８】
放射アンテナ５は、導波管４内のマイクロ波を加熱室空間２内に放射するように構成され、載置台６の下側の給電室２ｂの空間内部に設けられる。
【００１９】
載置台６は、加熱室空間２内に配置され、被加熱物２１である食品を載置する、フラットな面を有する。載置台６は、放射アンテナ５が設けられる給電室２ｂの上方全体を覆うように配置される。これにより、載置台６は、放射アンテナ５が加熱室２ａ内に露出しないように給電室２ｂを塞ぐとともに、加熱室２ａの底面を構成する。また、フラットな載置台６の上面（載置面）構成により、ユーザによる食品の出し入れや、載置台６に付着した汚れなどの拭き取りが、容易になる。
【００２０】
なお、載置台６は、マイクロ波が透過し易い、例えばガラスやセラミックスなどの材料が用いられる。これにより、載置台６の下側に載置される給電室２ｂの放射アンテナ５から放射されるマイクロ波を、載置台６の上側の加熱室２ａ内の空間に、確実に伝搬できる。
【００２１】
放射アンテナ５は、結合部７と、結合部７に接合される導波構造部８を有する。結合部７は、マグネトロン３から導波管４内に放射されるマイクロ波を、導波構造部８に引き出す。導波構造部８は、例えば箱形の導波管構造で構成され、結合部７により引き出されたマイクロ波を加熱室２ａ内に導く。
【００２２】
また、結合部７は、結合軸７ａとフランジ７ｂとにより構成される。結合軸７ａは、回転駆動部であるモータ１５に接続される。導波構造部８は、後述する制御部１７からの制御信号により、モータ１５に接続された結合部７の結合軸７ａを介して、回転制御される。すなわち、放射アンテナ５は、モータ１５により、結合部７の結合軸７ａを中心に回転駆動され、停止位置、回転期間、回転速度などが制御される。なお、結合部７は、例えばアルミメッキ鋼板などの金属で形成される。結合部７に接続されるモータ１５の接続部分は、例えばフッ素樹脂などで形成される。
【００２３】
さらに、図１に示すように、結合部７の結合軸７ａは、導波管４と給電室２ｂとを連通する開口２ｂｂを貫通して配設される。このとき、結合軸７ａは、貫通する開口２ｂｂとの間でのスパークなどの危険を回避するために、貫通する開口２ｂｂとの間に所定の間隔、例えば５ｍｍ以上の隙間を有する。これにより、結合軸７ａは、導波管４からのマイクロ波を、放射アンテナ５の導波構造部８に、高い効率で導くことができる。つまり、十分な隙間が無い場合、もしスパークが発生すれば、放電のエネルギーに膨大な電力が費やされる。そのため、庫内に放射される電力が極端に低下し、被加熱物を加熱する効率が低下する。また、隙間が狭い場合、スパークが発生しないまでも、導体部分の損失が増えて発熱し、発熱のエネルギーに電力が費やされる。そのため、庫内に放射される電力が低下し、被加熱物を加熱する効率が低下する。そこで、本実施の形態では、５ｍｍの隙間を設け、被加熱物を加熱する効率を高めている。なお、５ｍｍの隙間は、例えば最大出力が１０００Ｗ程度の、一般的なマイクロ波加熱装置である電子レンジの場合を想定して設定される。そのため、出力レベルが変われば、隙間の大きさが変化することはいうまでも無い。
【００２４】
また、放射アンテナ５の導波構造部８は、主として、マイクロ波を放射する、先端開放部１３および複数の開口１４ａ、１４ｂを備える。先端開放部１３は、所定の向きにマイクロ波を放射する。
【００２５】
つまり、本実施の形態の電子レンジ１は、モータ１５に連結された放射アンテナ５の結合部７の回転により、放射アンテナ５から放射されるマイクロ波の放射方向（向き）が変更される。
【００２６】
また、図１に示すように、電子レンジ１は、加熱室２ａの側面上方に赤外線センサ１６を備える。赤外線センサ１６は、加熱室２ａを複数の領域に区分して、それぞれの領域の庫内温度を検出する。赤外線センサ１６は、検出した検出信号（検出結果）を制御部１７に送信する。
【００２７】
方向性結合器３０は、導波管４に取り付けられ、本実施の形態では反射波検出部を構成する。方向性結合器３０は、導波管４内を伝送するマイクロ波の入射波検出量および反射波検出量を検出し、検出した検知信号を制御部１７に送信する。なお、入射波検出量は、マグネトロン３側から放射アンテナ５側に向けて伝送するマイクロ波の入射波（または、進行波）に対応する検知信号で検出される。一方、反射波検出量は、放射アンテナ５側からマグネトロン３側に戻るマイクロ波の反射波に対応する検知信号で検出される。
【００２８】
分量判定部３１は、例えば制御部１７内に配置され、方向性結合器３０からの検出信号に基づいて、被加熱物２１の分量を判定する。
【００２９】
制御部１７は、上述した赤外線センサ１６や方向性結合器３０からの検知信号に基づいて、マグネトロン３の発振制御およびモータ１５の回転制御などを行う。
【００３０】
ここで、本実施の形態では、制御部１７は、分量判定部３１の検知信号に基づいて、被加熱物２１の加熱時間を制御する。具体的には、分量判定部３１が被加熱物２１の分量が少量と判断した時、制御部１７は加熱時間を短くする。一方、分量判定部３１が被加熱物２１の分量が大量と判断した時、制御部１７は加熱時間を長くする。これにより、分量判定部３１で検知した被加熱物２１の分量に基づいて、制御部１７は最適な加熱時間で被加熱物２１を加熱する。そして、加熱が完了すると、制御部１７は、被加熱物２１の加熱を自動で終了させる。つまり、被加熱物２１の加熱処理の自動化を実現している。なお、制御部１７は、分量判定部３１の検知結果に基づいて、特に負荷（被加熱物２１）が無いと判断した時は、即座に加熱を終了させるように制御する。これにより、無駄な加熱を防止している。
【００３１】
なお、図１には、載置台６の上方に載置皿としてグリル皿２０を配置し、グリル皿２０上に被加熱物２１を載置した状態を示している。
【００３２】
この場合、グリル皿２０は、加熱室２ａの側壁２ｄで載置される。具体的には、加熱室２ａの左右の側壁２ｄに形成された、前後方向に延びるレール（図示せず）上に、グリル皿２０が載置される。これにより、グリル皿２０は、加熱室２ａ内で、加熱室２ａの底面を構成する載置台６よりも上方の位置に配置される。このとき、レールは、加熱室２ａの左右の側壁２ｄにおいて、上下方向に複数段（例えば、上段、中段、下段）設けてもよい。これにより、グリル皿２０を配置する高さの設定が、複数段で調整可能になる。
【００３３】
以上のように、本実施の形態のマイクロ波加熱装置の一例である電子レンジ１は構成される。
【００３４】
以下に、マイクロ波加熱装置の給電室２ｂの構成について、図２Ａおよび図２Ｂを用いて、説明する。
【００３５】
図２Ａは、放射アンテナ５が設けられた加熱室空間２の給電室２ｂを示す斜視図である。図２Ｂは、図２Ａの給電室２ｂを示す平面図である。なお、図２Ａは、載置台６を取り除いた加熱室空間２の底面部分を示している。
【００３６】
図２Ａおよび図２Ｂに示す給電室２ｂは、上述したように加熱室２ａの直下に配置され、載置台６（図１参照）により加熱室２ａと区分けされる。
【００３７】
給電室２ｂには、放射アンテナ５が設けられる。放射アンテナ５は、結合軸７ａの回転中心Ｇが、給電室２ｂの前後方向および左右方向のほぼ中心（中心を含む）の位置に配置される。すなわち、回転中心Ｇは、加熱室２ａの底面となる載置台６の前後方向および左右方向の中心のほぼ直下（直下を含む）の位置に配置される。
【００３８】
給電空間は、給電室２ｂの底壁１１と載置台６の下面により構成される。給電空間は、結合部７の回転中心Ｇを含む給電室２ｂの前後方向に延びる中心線Ｊ（図２Ｂ参照）に対して、対称な形状で形成される。
【００３９】
給電室２ｂは、底壁１１から給電空間に向かって突出する突出部１８ａ、１８ｂを有する。具体的には、突出部１８ａは、底壁１１から突出して左側の側壁２ｃに形成される。突出部１８ｂは、底壁１１から突出して右側の側壁２ｃに形成される。突出部１８ｂの下方には、マグネトロン３が配設される。つまり、突出部１８ｂは、マグネトロン３の配置スペースを確保する目的で設けられる。
【００４０】
これにより、マグネトロン３の出力端３ａ（図１参照）から放射されるマイクロ波は、給電室２ｂの直下に配設された導波管４内を伝送する。伝送されたマイクロ波は、放射アンテナ５の結合部７を介して、導波構造部８に導かれる。そして、マイクロ波は、放射アンテナ５の導波構造部８に形成される先端開放部１３や開口１４ａ、１４ｂなどを介して、給電室２ｂ内に放射される。
【００４１】
このとき、給電室２ｂの給電空間の側面を形成する側壁２ｃは、傾斜面で形成される。傾斜面は、斜め上方を向く斜面、すなわち加熱室２ａに向かって外側に広がるように傾斜して形成される。側壁２ｃの傾斜面により、例えば放射アンテナ５の先端開放部１３から水平方向に放射されるマイクロ波は、上方の加熱室２ａに向けて反射される。
【００４２】
なお、給電室２ｂは、平面視において、概ね矩形形状で形成され、矩形形状の短辺側（図２Ｂでは左右側）に底壁１１から突出した突出部１８ａ、１８ｂを備える側壁２ｃが形成される。給電室２ｂの４つの角は、給電室２ｂの隅部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄに対応する。つまり、突出部１８ａは隅部２２ａと隅部２２ｄの間に、突出部１８ｂは給電室２ｂの隅部２２ｂと隅部２２ｃの間に形成される。
【００４３】
以上のように、電子レンジ１の給電室２ｂは構成される。
【００４４】
以下に、図３Ａから図３Ｃを参照して、電子レンジ１のグリル皿２０の構成について、説明する。
【００４５】
図３Ａは、グリル皿２０を上から見た平面図である。図３Ｂは、グリル皿２０を横から見た側面図である。図３Ｃは、図３Ａにおける３Ｃ−３Ｃ線断面図である。
【００４６】
図３Ａから図３Ｃに示すように、グリル皿２０は、例えば額縁状の周囲部２０ａと、プレート２０ｃと、絶縁部２０ｄなどで構成される。プレート２０ｃは、周囲部２０ａの内側に形成され、複数の並行に形成された所定の深さの溝２０ｂ（なお、図３Ｃでは図示せず）を有する。絶縁部２０ｄは、周囲部２０ａの下側に設けられる。
【００４７】
そして、後述するグリルモードにおいて、グリル皿２０のプレート２０ｃ上に被加熱物２１が載置されて、加熱室２ａ内に配置されて、被加熱物２１が加熱される。具体的には、グリル皿２０は、加熱室２ａの左右の側壁２ｄに設けたレールと、絶縁部２０ｄとを接触させて、加熱室２ａ内に配置される。
【００４８】
プレート２０ｃは、裏面側（載置台６側）に、マイクロ波吸収発熱体２０ｅ（例えば、フェライト）を備える。なお、プレート２０ｃの裏面は、グリル皿２０の底面２０ｆを構成する。
【００４９】
以上のように、グリル皿２０は構成される。
【００５０】
つぎに、グリル皿２０に載置される被加熱物２１を加熱する、グリルモードにおけるマイクロ波の作用・効果について説明する。
【００５１】
まず、グリル皿２０の周囲部２０ａとプレート２０ｃは、マイクロ波を透過させない材料（例えば、鉄やアルミニウムなど）により形成される。一方、絶縁部２０ｄは、マイクロ波を透過させる絶縁性の材料（例えば、ＰＰＳ樹脂）により形成される。これにより、絶縁部２０ｄは、グリル皿２０と加熱室２ａの側壁２ｄとを絶縁する。
【００５２】
そして、グリルモードでの加熱が開始されると、上記構成のグリル皿２０の底面２０ｆに、図１に矢印Ｅで示すように、放射アンテナ５から放射されたマイクロ波が到達する。到達したマイクロ波は、底面２０ｆに設けられたマイクロ波吸収発熱体２０ｅに吸収され、マイクロ波吸収発熱体２０ｅが発熱する。発生した熱は、伝熱によりグリル皿２０の底面２０ｆを加熱する。これにより、グリル皿２０のプレート２０ｃ上の被加熱物２１は、マイクロ波によって、間接的に加熱される。
【００５３】
一方、上述したように、グリル皿２０の周囲部２０ａやプレート２０ｃは、マイクロ波を透過させない材料で構成している。そのため、被加熱物２１は、グリル皿２０の周囲部２０ａやプレート２０ｃを介して、マイクロ波の透過によっては加熱されない。
【００５４】
しかし、グリル皿２０と加熱室２ａの側壁２ｄとの間には、マイクロ波が透過可能な隙間が形成される。具体的には、加熱室２ａの側壁２ｄに設けられたレールは、グリル皿２０の絶縁部２０ｄと接触して配置される。絶縁部２０ｄは、マイクロ波を透過させるＰＰＳ樹脂などで形成されている。そのため、絶縁部２０ｄを介して、グリル皿２０と加熱室２ａの左右の側壁２ｄの間から、マイクロ波の透過が可能となる。
【００５５】
また、グリル皿２０の前方向には、加熱室２ａの前面開口部に開閉自在な、例えばガラス板などからなる扉（図示せず）が設けられる。扉は、外側に電波遮蔽用のパンチングメタルなどからなる導体部と、内側には庫内の熱を逃がさず、かつ、汚れをふき取りやすくするためのガラス板などから構成される。そのため、放射アンテナ５から放射されたマイクロ波の一部は、グリル皿２０の前方向のガラス板を透過してパンチングメタルで反射され、グリル皿２０上方の加熱室２ａ内に放射される。
【００５６】
また、グリル皿２０の後方向の加熱室２ａの側壁２ｄには、例えば凹凸などが形成されている場合がある。この場合、凹凸の隙間からマイクロ波が、グリル皿２０上方の加熱室２ａ内に放射される。
【００５７】
さらに、グリル皿２０の周囲部２０ａの外周コーナー部２０ｇは、図３Ａに示すように、例えば円弧状に形成される。そのため、外周コーナー部２０ｇと、四角形などで形成される加熱室２ａの角部との間に、隙間が形成される。この隙間により、マイクロ波が、グリル皿２０上方の加熱室２ａ内に放射される。
【００５８】
つまり、上記構成により、グリル皿２０と加熱室２ａの側壁２ｄとの隙間などを介して、被加熱物２１が配置されるグリル皿２０の上方の加熱室２ａの空間に、図１の矢印Ｆで示すマイクロ波が通過する流れが生じる。このマイクロ波の流れにより、被加熱物２１が、直接的に、加熱される。
【００５９】
上述したように、図１に示す配置で被加熱物２１を加熱するグリルモードにおいては、被加熱物２１を間接的に加熱する矢印Ｅで示すマイクロ波の流れと、被加熱物２１を直接的に加熱する矢印Ｆで示すマイクロ波の流れの、２つの流れが形成される。そのため、グリルモードでは、上記２つのマイクロ波の流れにより、被加熱物２１全体が各方向から放射されるマイクロ波で加熱される。
【００６０】
以上のように、グリルモードにおいて、被加熱物２１は、直接および間接的にマイクロ波により加熱される。
【００６１】
つぎに、上記のように構成される電子レンジ１を用いて、方向性結合器３０からの検出信号に基づいて行う、被加熱物２１の分量判定について、説明する。
【００６２】
なお、本実施の形態では、被加熱物２１の分量判定は、本願発明者らが見出した方向性結合器３０からの検出信号、特に反射波検出量に基づいて実行される。
【００６３】
つまり、本願発明者らは、被加熱物２１の状態に応じて、より適切な加熱制御を行うために、鋭意検討を行った。特に、載置台６よりも上方に、被加熱物２１を載置したグリル皿２０を配置した状態で、グリル加熱を行うグリルモードの制御について、鋭意検討を行った。その結果、マイクロ波を放射する放射アンテナ５の向き（回転角度）で検知される方向性結合器３０の反射波検出量で、被加熱物２１の分量判定ができることを見出した。
【００６４】
図４は、図１から図３Ｃで説明した電子レンジ１の構成において、回転する放射アンテナ５の向き（回転角度）によって、方向性結合器３０が検出する反射波検出量の特性を示す図である。
【００６５】
なお、図４の横軸は、放射アンテナ５の向き、すなわち先端開放部１３の向き（回転角度）で表している。具体的には、電子レンジ１の扉と正対した時に、放射アンテナ５の先端開放部１３が後ろ（扉側と反対側）に向く向き（角度）を、基準の０°として図示している。そのため、９０°は右向き、１８０°は前向き、２７０°は左向きに相当する。
【００６６】
また、図４は、グリル皿２０上に「負荷無し」状態における反射波検出量と、「負荷有り」状態における反射波検出量の二種類の特性を示している。なお、負荷は、被加熱物２１などが相当する。
【００６７】
具体的には、「負荷有り」状態は、現在、被加熱物２１が加熱中における反射波検出量の特性を示し、被加熱物２１の分量によって特性が決まる。一方、「負荷無し」状態は、例えば電子レンジ１の開発段階、または出荷時において、予め被加熱物の無い状態で電子レンジ１を動作させた時の反射波検出量の特性を示している。なお、「負荷無し」状態の反射波検出量の特性は、制御部１７の記憶部（図示せず）などに、予め記憶されている。
【００６８】
そして、記憶している「負荷無し」状態の特性と、加熱中の「負荷有り」状態の特性とを比較して、被加熱物２１の分量を判定している。つまり、グリル皿２０上に被加熱物２１がある場合、被加熱物２１は、放射されたマイクロ波を吸収する。そのため、反射波が減少し、方向性結合器３０が検出する反射波検出量が低下する。
【００６９】
つまり、「負荷有り」状態の反射波検出量が、「負荷無し」状態より、どの程度少ないかによって、被加熱物２１の分量を推定できる。
【００７０】
このとき、図４に示すように、特に注目すべきは、放射アンテナ５の向き（回転角度）が５０°および３１０°のように、「負荷無し」状態と「負荷有り」状態の反射波検出量の差が大きい向きが生じることである。
【００７１】
反射波検出量の差が大きい向きにおいては、被加熱物２１の分量が少ない場合でも、「負荷無し」状態と、「負荷有り」状態との反射波検出量の差を、容易に判別できる。
【００７２】
一方、反射波検出量の差が小さい向きにおいては、「負荷無し」状態と、「負荷有り」状態との反射波検出量の差が小さいため、判別し難い。そのため、反射波検出量の差が小さい向きでは、被加熱物２１の分量を、細かく判別することが困難となる。
【００７３】
以下に、放射アンテナ５の向き５０°、３１０°において、「負荷無し」状態と、「負荷有り」状態との反射波検出量の差が大きくなる要因について、図５を参照しながら考察する。
【００７４】
図５は、マイクロ波加熱装置を上から見たグリル皿２０と加熱室２ａとの隙間の関係を説明する図である。具体的には、図５は、グリル皿２０と加熱室２ａの側壁２ｄとの位置関係を示す図である。
【００７５】
図５に示すように、加熱室２ａは、後方に、凸部２ｈを備える。凸部２ｈは、加熱室２ａ内の後方へ押し込まれるグリル皿２０と当接する。そのため、凸部２ｈは、グリル皿２０のそれ以上の後方への押し込みを規制する。
【００７６】
また、加熱室２ａの内壁コーナー部２ｇは、通常、ほぼ直角（直角を含む）の角形状で形成される。一方、グリル皿２０の外周コーナー部２０ｇは、通常、円弧状のＲ形状で形成される。そのため、加熱室２ａの内壁コーナー部２ｇとグリル皿２０の外周コーナー部２０ｇにより、加熱室２ａの後方側に隙間３２が形成される。
【００７７】
また、加熱室２ａの前方（扉側）には、加熱室２ａの後方側と同様に、加熱室２ａの内壁コーナー部２ｇとグリル皿２０の外周コーナー部２０ｇにより、隙間３３が形成される。しかし、加熱室２ａの前方側には、後方に設けた凸部２ｈなどの出っ張りを設けていない。そのため、前方の隙間３３は、後方の隙間３２よりも小さい。
【００７８】
なお、後方側に設けた凸部２ｈは、加熱室２ａの後方にコンベクションファン（図示せず）を配置するために設けられる。
【００７９】
また、加熱室２ａとグリル皿２０は、通常、左右方向に、横長の形状で形成される。そのため、本実施の形態のマイクロ波加熱装置の場合、上記形状などにより、図５に示すように、後方の隙間３２が最も広くなる位置は、放射アンテナ５の向き（回転角度）の、５０°と３１０°（４５°や３１５°よりも外側）に対応する。一方、前方の隙間３３が最も広くなる位置は、放射アンテナ５の向き（回転角度）の１３０°と２３０°（５０°や３１０°とは異なる向き）に対応する。
【００８０】
放射アンテナ５の向き５０°、３１０°は、図４に示すように、「負荷無し」状態と「負荷有り」状態と反射波検出量との差が最も大きい場合に相当する。また、放射アンテナ５の向き１３０°と２３０°は、放射アンテナ５の向き５０°、３１０°における反射波検出量との差に、次ぐ大きさの差がある。
【００８１】
上記結果から、放射アンテナ５の向きが、加熱室２ａとグリル皿２０の間の隙間３２、３３が広い方向に向くと、「負荷無し」状態と「負荷有り」状態との反射波検出量の差が大きくなると推察できる。この理由は、まず、放射アンテナ５の向きが隙間方向に向くと、隙間を介して、隙間の大きさに応じた量のマイクロ波が、グリル皿２０の上側に回りこむ。そして、グリル皿２０の上側に回りこんだマイクロ波は、被加熱物２１に放射され、被加熱物２１に吸収される。そのため、方向性結合器３０の反射波検出部に入射し、検出される反射波が減る。つまり、放射アンテナ５が向く方向の隙間の大きさによって、「負荷無し」状態と「負荷有り」状態との反射波検出量の差が増減する。
【００８２】
以上で説明したように、放射アンテナ５の向き５０°、３１０°において、「負荷無し」状態と「負荷有り」状態との反射波検出量の差が大きくなる要因を考察すれば、図４で得られた結果と、整合する。つまり、図４で得られた、「負荷無し」状態と「負荷有り」状態との反射波検出量の差が大きくなる要因は、図５に示した放射アンテナ５が向く方向の隙間の大きさと関連付けることができる。
【００８３】
つぎに、上記結果を踏まえて、反射波検出量から食品などの被加熱物２１の分量を推定する一例について、図６を参照しながら、説明する。
【００８４】
図６は、同実施の形態におけるマイクロ波加熱装置の食品の分量による反射波検出量の特性を示す図である。
【００８５】
図６から、反射波検出量が大きいほど食品の分量が小さく、反射波検出量が小さいほど被加熱物２１の分量が大きい傾向があることが判る。
【００８６】
そこで、制御部１７は、以下のように食品などの被加熱物２１を加熱制御する。
【００８７】
まず、制御部１７の分量判定部３１は、方向性結合器３０の反射波検出部で検出した反射波検出量から被加熱物２１の分量を判定する。このとき、被加熱物２１の分量が大きければ、制御部１７は、被加熱物２１を長時間加熱するように制御する。一方、被加熱物２１の分量が小さければ、制御部１７は、被加熱物の加熱時間を短くするように制御する。
【００８８】
また、被加熱物２１が無いと判定したら、制御部１７は、即座に加熱終了させるように制御する。これにより、電子レンジ１の省エネ性や安全性を確保できる。
【００８９】
以上、本実施の形態によれば、電子レンジ１は、被加熱物２１を収納する加熱室２ａと、加熱室２ａに供給するマイクロ波を発生させるマイクロ波発生部３と、マイクロ波発生部であるマグネトロン３が発生させたマイクロ波を加熱室空間２に伝送する導波管４を備える。さらに、電子レンジ１は、導波管４内の反射波の少なくとも一部を検出する反射波検出部３０と、反射波検出部３０が検出した反射波検出量により、被加熱物２１の分量を判定する分量判定部３１と、分量判定部３１で判定した分量に基づいてマグネトロン３を制御する制御部１７を備える構成としている。
【００９０】
この構成によれば、電子レンジ１は、導波管４内の反射波の少なくとも一部を検出する反射波検出部３０を有する。このとき、マイクロ波を吸収する被加熱物２１が無い場合、反射波は大きくなる。一方、被加熱物２１が有る場合、被加熱物２１がマイクロ波を吸収するため、反射波は小さくなる。さらに、被加熱物２１の分量が増えれば増えるほど、ますますマイクロ波は被加熱物２１に吸収されるので、反射波が小さくなる。つまり、反射波検出部３０が検出する反射波検出量に基づいて、分量判定部３１で、被加熱物２１の荷重を検出できる。これにより、荷重を検出する検出部を用いずに、被加熱物２１の分量を判定できる。その結果、判定した分量に基づいて、被加熱物２１を効率よく加熱できる。
【００９１】
また、本実施の形態によれば、電子レンジ１の分量判定部３１は、加熱中に反射波検出部３０が検出した反射波検出量と、被加熱物が無い時に反射波検出部３０が検出した反射波検出量とを比較して、被加熱物２１の分量を判定してもよい。これにより、分量判定部３１は、被加熱物２１が無い時の反射波検出量を基準として、加熱中の反射波検出量との差に基づいて、精度よく被加熱物２１の分量を判定できる。
【００９２】
また、本実施の形態によれば、電子レンジ１は、導波管４を伝送するマイクロ波を加熱室空間２に放射させる放射アンテナ５と、放射アンテナ５を回転させるモータ１５を備える。制御部１７は、分量判定部３１で判定した分量に基づいてマグネトロン３の出力、およびモータ１５の駆動の制御により放射アンテナ５の向きを制御する構成を有する。このとき、分量判定部３１は、加熱中に反射波検出部３０が検出した反射波検出量と、被加熱物２１が無い時に反射波検出部３０が検出する反射波検出量とを比較し、比較した反射波検出量の差が最も大きくなる放射アンテナ５の向きで被加熱物２１の分量を判定してもよい。これにより、被加熱物２１の分量判定の分解能が向上する。その結果、精度よく被加熱物２１の分量を判定して、被加熱物２１を適切に加熱できる。
【００９３】
また、本実施の形態によれば、電子レンジ１の分量判定部３１は、加熱中に反射波検出部３０が検出した反射波検出量と、被加熱物２１が無い時に反射波検出部３０が検出した反射波検出量とを比較する。そして、分量判定部３１は、比較した反射波検出量の差が最も大きくなる放射アンテナ５の向きと、異なる向きでの反射波検出量の差に基づいて、被加熱物２１の分量を判定してもよい。
【００９４】
一般的に、電子レンジ１を大量生産する場合、例えば放射アンテナ５の結合軸７ａの偏心、加熱室２ａやグリル皿２０の形状のばらつきによる隙間の変化などにより、個体差が生じる。そのため、個々の電子レンジ１において、放射アンテナ５の向きに対する反射波検出量に多少のばらつきが発生する。そこで、差が最も大きくなる放射アンテナ５の向きの反射波検出量と、異なる向きの反射波検出量との平均値で、被加熱物２１の分量を判定する。これにより、個体差による反射波検出量のばらつきを吸収して、より精度よく被加熱物２１の分量を判定できる。具体的には、図４および図５で説明したように、反射波検出量が少ない５０°３１０°と、異なる向き１３０°２３０°の反射波検出量との平均値などにより、求めることができる。
【００９５】
また、本実施の形態によれば、加熱室空間２を上下に分割するように加熱室２ａ内に係止され、被加熱物２１を載置するとともに、裏面にマイクロ波を吸収するマイクロ波吸収発熱体２０ｅを有するグリル皿２０を、さらに備える。グリル皿２０の外周コーナー部２０ｇは、対応する加熱室２ａの内壁コーナー部２ｇとの間に隙間３２、３３を形成するように、内壁コーナー部２ｇよりも大きいＲ形状で形成される。そして、制御部１７は、放射アンテナ５の向きを隙間３２、３３に向くように制御し、分量判定部３１は、放射アンテナ５の向きで反射波検出量に基づいて、被加熱物２１の分量を判定してもよい。
【００９６】
この構成によれば、放射アンテナ５が隙間３２、３３を向く向きにおいては、それ以外の向きに向く場合と比べて、放射アンテナ５から放射されたマイクロ波が隙間３２、３３を介してグリル皿２０の上面側に回り込み易くなる。そのため、被加熱物２１に当たるマイクロ波の割合が多くなる。これにより、被加熱物２１の分量の違い（差）による反射波検出量の変化量も大きくなる。その結果、分量判定部３１は、精度よく被加熱物２１の分量を判定できる。
【００９７】
（実施の形態２）
以下に、本発明の実施の形態２におけるマイクロ波加熱装置について、図７を用いて、説明する。
【００９８】
図７は、本発明の実施の形態２におけるマイクロ波加熱装置である電子レンジ１の放射アンテナ５の向きによる反射波検出量の特性を示す図である。
【００９９】
図７に示すように、本実施の形態の電子レンジ１は、被加熱物２１の「最大負荷」の特性、つまり所定の最大分量時における反射波検出量をさらに考慮して、加熱制御する点で実施の形態１と異なる。なお、電子レンジ１の基本的な構成は、実施の形態１の電子レンジと同じである。そのため、実施の形態１と同じ構成要素については同じ符号を付与し、詳細な説明を省略する。
【０１００】
つまり、本実施の形態の電子レンジ１は、開発段階、または出荷時において、予め被加熱物２１が所定の最大分量で電子レンジ１を動作させた時の「最大負荷」状態の反射波検出量の特性を計測する。そして、「最大負荷」状態の反射波検出量の特性を、制御部１７の記憶部（図示せず）に記憶させる。
【０１０１】
このとき、実施の形態１で説明したように、制御部１７の記憶部には、被加熱物２１の無い状態で電子レンジ１を動作させた時の反射波検出量の特性が、予め記憶されている。
【０１０２】
具体的には、本実施の形態の電子レンジ１は、まず、被加熱物２１の加熱中における「負荷有り」状態の反射波検出量の特性を方向性結合器３０の反射波検知部で検出する。
【０１０３】
つぎに、制御部１７の分量判定部３１は、検出された「負荷有り」状態の反射波検出量と、予め記憶させている「負荷無し」状態および「最大負荷」状態の反射波検出量の特性とを比較する。
【０１０４】
つぎに、比較した結果、加熱中の「負荷有り」状態の特性が、「負荷無し」状態および「最大負荷」状態の特性のどの位置の反射波検出量に相当するかを、分量判定部３１で判定する。これにより、判定された、現在、加熱中の被加熱物２１の分量に基づいて、制御部１７は、被加熱物２１の加熱を制御する。
【０１０５】
以上、本実施の形態によれば、分量判定部３１は、被加熱物２１の加熱中に反射波検出部３０が検出する反射波検出量と、被加熱物２１が無い時に反射波検出部３０が検出する反射波検出量と、被加熱物２１が所定の最大分量の時に反射波検出部３０が検出する反射波検出量と、を比較する。そして、分量判定部３１は、比較した結果に基づいて、被加熱物２１の分量を判定する。
【０１０６】
これにより、被加熱物２１の加熱中における反射波検出量が、被加熱物２１が無い時の反射波検出量と最大分量の時の反射波検出量との間のどちらの値に近いかを判断できる、その結果、被加熱物２１が無い時の反射波検出量と比較する場合と比べて、被加熱物２１の分量の判定精度をさらに向上できる。
【０１０７】
（実施の形態３）
以下に、本発明の実施の形態３におけるマイクロ波加熱装置について、図８を用いて、説明する。
【０１０８】
図８は、本発明の実施の形態３のマイクロ波加熱装置である電子レンジ１の概略構成を示す図である。なお、図８は、電子レンジ１を正面側から見た斜視図である。
【０１０９】
図８に示すように、本実施の形態の電子レンジ１は、グリル皿を用いずに、載置台６に、直接、被加熱物２１を載置して、例えば「あたためモード」で加熱する点で、実施の形態１および実施の形態２とは異なる。なお、電子レンジ１の基本的な構成は、実施の形態１の電子レンジと同じである。そのため、実施の形態１と同じ構成要素については同じ符号を付与し、詳細な説明を省略する。
【０１１０】
つまり、本実施の形態の電子レンジ１は、例えば直径１５０ｍｍ程度の容器に入った食品などの大き目の被加熱物２１を載置台６に、直接、置いて、マグネトロン３から放射されるマイクロ波であたためる「あたためモード」で加熱する構成である。
【０１１１】
一般的に、「あたためモード」の場合、上述の「グリルモード」と比較して、被加熱物２１が無いときの反射波検出量が格段に大きくなる。
【０１１２】
なぜならば、まず、「グリルモード」における被加熱物２１が無い状態は、被加熱物２１は無くても、グリル皿２０が有る状態を意味する。この場合、上述したようにグリル皿２０の裏面には、マイクロ波吸収発熱体２０ｅが設けられている。そのため、被加熱物２１が無い状態でも、マイクロ波吸収発熱体２０ｅがマイクロ波を一定程度、吸収する。その結果、「グリルモード」の場合、マイクロ波の反射が少ない状態となる。
【０１１３】
一方、本実施の形態の「あたためモード」の場合、マイクロ波吸収発熱体２０ｅを有するグリル皿２０が無いため、被加熱物２１が無い時の反射波検出量が格段に大きくなる。
【０１１４】
つまり、被加熱物２１が有る時と無い時の反射波検出量の差も大きくなる。その結果、「あたためモード」のほうが、分量判定部３１は、反射波検出量を用いて被加熱物２１の分量を、より判定しやすくなる。
【０１１５】
なお、上記各実施の形態では、放射アンテナ５を回転させながら、被加熱物２１の分量を判定する構成を例に説明したが、これに限られない。例えば、分量を判定する向きで放射アンテナ５を、所定時間停止させる構成としてもよい。この場合、放射アンテナ５を一定の速度で回転させる場合と比べて、放射アンテナ５が所望の向きに向く時間を長くする。これにより、被加熱物２１の分量の判定精度が、さらに向上する。また、放射アンテナ５を完全に停止させずに、回転中において、所定の向きにおける放射アンテナ５の回転速度を減速させて時間を長くしてもよい。さらに、所定の向きを基準として、狭い角度範囲で、放射アンテナ５を正転・反転駆動して、時間を長くする構成としてよい。
【０１１６】
また、上記各実施の形態では、放射アンテナ５の停止角度が、例えば５０°のように、丁度の角度である場合を例で説明したが、これに限られない。例えば、放射アンテナ５の回転の移動平均などの平均化処理により、５０から±１０°くらいずれて、放射アンテナ５を停止してもよい。この理由は、通常、モータ１５と放射アンテナ５の嵌合状態には、ガタ（遊び）がある。特に、モータ１５がステッピングモータの場合、右回転も左回転も可能である。そのため、制御部１７が、放射アンテナ５を所定の角度で停止させるように制御しても、回転方向とガタの大きさにより、１０°くらいは簡単にずれる可能性があるためである。
【０１１７】
また、上記各実施の形態では、方向性結合器３０を反射波検出部として用いる構成を例に説明したが、これに限られない。方向性結合器３０は、反射波だけでなく、入射波の検出も可能である。そこで、方向性結合器３０で検出する入射波と反射波の差から被加熱物２１の吸収エネルギーを算出して、算出した値から被加熱物２１の分量を判定する構成としてもよい。
【０１１８】
また、上記各実施の形態では、赤外線センサ１６の制御などについては、特に言及しなかったが、反射波検出部に加えて、赤外線センサ１６で検知した情報（被加熱物２１の温度）に基づいて、被加熱物２１の分量を判定してもよい。つまり、被加熱物２１の温度は、冷凍の場合と常温の場合で誘電率が異なる。そのため、被加熱物２１の状態により、マイクロ波の吸収のし易さが変わる虞がある。そこで、まず、赤外線センサ１６で被加熱物２１の温度を検出する。そして、検出した温度に基づいて、被加熱物２１の分量を判定してもよい。この場合、赤外線センサ１６と反射波検出部の両方を含む分量判定のシーケンスに切り替えて、判定するように構成すればよい。
【０１１９】
具体的には、分量判定部３１は、被加熱物２１が冷凍の場合の分量判定のシーケンスＡと、被加熱物２１が常温の場合の分量判定のシーケンスＢを有する。そして、赤外線センサ１６で検出した被加熱物２１の温度に基づいて、シーケンスＡまたはシーケンスＢのどちらで判定するかを切り替えて、被加熱物２１の分量を判定する。この場合、一般に、冷凍の被加熱物２１は、マイクロ波を吸収しにくいので反射波検出量が多くなる。一方、常温の被加熱物２１は、マイクロ波を吸収しやすいので反射波検出量が少なくなる。例えば、図６の特性を常温の被加熱物２１の特性Ｃとした場合、冷凍の被加熱物２１の特性Ｄは図６のカーブよりも反射波検出量が多い特性となる。そこで、赤外線センサ１６で検出した被加熱物２１の温度に基づいて、特性Ｃに対応するように設計されたシーケンスＡと、特性Ｄ（図示せず）に対応するように設計されたシーケンスＢのどちらかを選択して、被加熱物２１の分量を判定すればよい。これにより、被加熱物２１の分量判定の精度を、さらに向上させることができる。
【０１２０】
また、上記各実施の形態では、被加熱物２１が無い時の反射波検出量を、予め測定し、記憶させる構成を例に説明したが、これに限られない。例えば、製品購入直後に、使用者が被加熱物２１の無い状態または無負荷に近い状態で、低出力で電子レンジ１を動作させて、反射波検出量を記憶させる構成としてもよい。具体的には、例えば、最大出力１０００Ｗの機種の場合であれば、３００Ｗ動作で反射波検出量を確認し、その結果を１０００／３００倍するなどして反射波検出量を記憶させてもよい。また、例えば水１０ｃｃ程度の無負荷に近い微小な負荷を基準に、反射波検出量を記憶させる構成としてもよい。
【０１２１】
［方向性結合器の詳細説明］
以下に、上記各実施の形態に関わる方向性結合器の構成および動作について、図９から図１２を用いて、詳細に説明する。
【０１２２】
上述したように、方向性結合器は、導波管４内を伝播するマイクロ波の反射波の少なくとも一部を検出する反射波検出部と、導波管４内の入射波（または進行波とも言う）の少なくとも一部を検出する入射波検出部とを有する。
【０１２３】
図９は、方向性結合器の斜視図である。図１０は、図９に示す方向性結合器のプリント基板を透視して示す斜視図である。図１１は、図９の方向性結合器の導波管に設けたクロス開口の構成図である。図１２は、図９の方向性結合器のプリント基板の回路構成図である。
【０１２４】
図９から図１２に示すように、方向性結合器３０は、導波管４０の幅広面４０ａに設けられたＸ形状のクロス開口４１と、プリント基板４２上に形成されるマイクロストリップ線路４３と、支持部４４などで構成される。プリント基板４２は、クロス開口４１に対向し、導波管４０の外側に設けられる。マイクロストリップ線路４３は、クロス開口領域４１ａ（図１１参照）に対面する領域のプリント基板４２上に、後述する所定の線路形状で構成される。なお、クロス開口領域４１ａは、プリント基板４２のクロス開口４１に対面する面において、プリント基板４２からクロス開口４１を鳥瞰したときに、クロス開口４１の開口が存在する領域である。
【０１２５】
支持部４４は、導波管４０の幅広面４０ａ側の外面上に、プリント基板４２を支持固定する。支持部４４は、導電材料で構成され、導波管４０のクロス開口４１から放射されるマイクロ波を内部に閉じ込め、外部への放射を遮蔽する。
【０１２６】
クロス開口４１は、開口中央部４１ｃを基点に、例えばＸ字形状の開口で構成される。クロス開口４１は、図１１に示すように、導波管４０の幅広面４０ａにおいて、導波管４０の管軸Ｌ１と交差しない位置に設けられる。クロス開口４１の開口中央部４１ｃは、導波管４０の管軸Ｌ１から寸法Ｄ１だけ外れた位置に設けられる。寸法Ｄ１は、例えば導波管４０の幅寸法の１／４の寸法である。
【０１２７】
クロス開口４１の開口形状は、導波管４０の幅寸法と高さ寸法、導波管４０を伝送させるマイクロ波の電力レベルや周波数帯域、クロス開口４１から放射させる電力レベルなどの条件に基づいて決定される。例えば、導波管４０の幅寸法が１００ｍｍ、高さ寸法が３０ｍｍ、導波管４０の壁面の厚さが０．６ｍｍ、導波管４０を伝送させるマイクロ波の最大電力レベルが１０００Ｗ、周波数帯域が２４５０ＭＨｚ、クロス開口４１から放射させる最大電力レベルが約１０ｍＷの場合、クロス開口４１の長さ４１ｗと幅４１ｄは、長さが２０ｍｍ、幅が２ｍｍ程度で構成すればよい。
【０１２８】
図１１では、Ｘ字形状のクロス開口４１の交差角度が約９０度の構成を例に説明したが、これに限られない。例えば、交差角度は、６０度や１２０度としてもよい。
【０１２９】
なお、クロス開口４１の開口中央部４１ｃを導波管４０の管軸Ｌ１上に一致させて配置すると、電界は回転せずに伝送方向に往復する。そのため、クロス開口４１から直線偏波が放射される。
【０１３０】
一方、開口中央部４１ｃが管軸Ｌ１からずらして配置すれば、電界は回転する。ただし、開口中央部４１ｃが管軸Ｌ１に近ければ近いほど（Ｄ１が０ｍｍに近づくにつれて）、電界の回転が、いびつになる。この場合、クロス開口４１から楕円状の円偏波（楕円偏波という）が放射されることとなる。
【０１３１】
そこで、本実施の形態では、寸法Ｄ１を導波管４０の幅寸法の１／４程度に設定している。これにより、電界の回転は、ほぼ真円状（真円状を含む）になる。そのため、クロス開口４１からほぼ真円状に回転する円偏波が放射される。これにより、電界の回転方向がより明確になるため、導波管４０を伝送する進行波と反射波とを精度よく分離できる。その結果、方向性結合器３０は、進行波と反射波とを精度よく検出できる。
【０１３２】
プリント基板４２は、クロス開口４１と対面しないプリント基板Ａ面４２ａの全面に、例えば銅箔などを貼り合わせてマイクロ波反射部材が形成される。これにより、クロス開口４１から放射される円偏波のプリント基板４２への透過を防止している。
【０１３３】
一方、プリント基板４２は、クロス開口４１に対面するプリント基板Ｂ面４２ｂに、図１２に示すようなマイクロストリップ線路４３を設けている。マイクロストリップ線路４３は、例えば特性インピーダンスが略５０オーム（５０オームを含む）の伝送線路で構成される。マイクロストリップ線路４３は、プリント基板４２からクロス開口４１側を鳥瞰した平面視において、クロス開口４１の開口中央部４１ｃを取り囲むように配置される。これにより、クロス開口４１の開口中央部４１ｃは、鳥瞰的に、マイクロストリップ線路４３の線路内部に包含される。
【０１３４】
具体的には、マイクロストリップ線路４３は、少なくとも導波管４０の管軸Ｌ１に略垂直（垂直を含む）に配置される第１線路４３ａと第２線路４３ｂを備える。第１線路４３ａと第２線路４３ｂは、平面視において、クロス開口４１が存在するクロス開口領域４１ａに対向し、クロス開口４１の開口中央部４１ｃの両側に配置されている。
【０１３５】
第１線路４３ａおよび第２線路４３ｂの一端は、導波管４０の管軸Ｌ１に略平行（並行を含む）に配置される第３線路４３ｃに接続される。第１線路４３ａおよび第２線路４３ｂと、第３線路４３ｃは、クロス開口４１の開口中央部４１ｃを取り囲むように配置される。第１線路４３ａおよび第２線路４３ｂのそれぞれの他端は、管軸Ｌ１に略平行（平行を含む）に配置される線路４３ｄおよび線路４３ｅの一端に接続され、クロス開口領域４１ａの外側まで延設される。
【０１３６】
さらに、線路４３ｄおよび線路４３ｅの他端からマイクロストリップ線路４３の出力部１３１、１３２に至る線路は、出力部の配設位置に応じて、適切なマイクロストリップ線路４３を介して配置される。このとき、出力部１３１、１３２は、支持部４４の外側に配置される。
【０１３７】
マイクロストリップ線路４３の両端の出力部１３１、１３２は、検波回路４５と接続される。検波回路４５は、検出したマイクロ波レベルを制御信号として取り扱うための処理回路を構成する。
【０１３８】
検波回路４５は、図１２に示すように、チップ抵抗４６、ショットキーダイオード４７などで構成される。出力部１３１のマイクロ波信号は、検波回路４５を経て整流される。整流されたマイクロ波信号は、例えばチップ抵抗、チップコンデンサなどで構成される平滑回路を経て直流電圧に変換される。変換された直流電圧は、検波出力部４８に出力される。出力部１３２のマイクロ波信号も、上記と同様の回路を経て、変換された直流電圧が検波出力部４９に出力される。
【０１３９】
また、クロス開口４１に対面するプリント基板Ｂ面４２ｂにおいて、プリント基板取付用穴５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの周辺部およびピンフォール５１ａ、５１ｂの周辺部には、グランド面となる銅箔が形成される。銅箔が形成される領域は、プリント基板４２のクロス開口４１に対面しないプリント基板Ａ面４２ａと同電位となる。
【０１４０】
プリント基板４２は、プリント基板取付用穴５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを通じて、支持部４４にネジ２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄにより組立固定される。支持部４４のフランジ面４４ａには、図１０に示すように、ネジ２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄを組立固定する、突出しネジ部２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄが設けられている。
【０１４１】
さらに、支持部４４は、図１０に示すように、取出し部１４１、１４２を備える。取出し部１４１、１４２は、マイクロストリップ線路４３を伝送するマイクロ波を、支持部４４の外部に配置させた出力部１３１、１３２に、マイクロ波信号を伝送させて取り出す。なお、取出し部１４１、１４２は、プリント基板４２を支持部４４にネジ組立する支持部４４のフランジ面４４ａを、例えばプリント基板４２と反対側に凸絞りして形成される。これにより、マイクロストリップ線路４３を伝送するマイクロ波が、支持部４４で阻害されない構成としている。
【０１４２】
また、図９および図１０には、図１２に示した検波出力部４８、４９に実装されるコネクタ部４８ａ、４９ａを図示している。
【０１４３】
なお、上記では、図９から図１２で説明した方向性結合器で、導波管４０内を双方向に伝送するマイクロ波を検出する構成を例に説明したが、これに限られない。例えば、導波管４０内を伝送するマイクロ波の、いずれか１つの方向のみを検出するように方向性結合器を構成してもよい。この構成の場合、図１２に示す検波回路４５を終端回路（図示せず）に置換することで実現できる。なお、終端回路は、抵抗値５０オームのチップ抵抗で構成すればよい。
【０１４４】
つぎに、上記のように構成される方向性結合器の動作および作用について、説明する。
【０１４５】
まず、導波管４０内を伝送するマイクロ波の電力量に対する、Ｘ字形状のクロス開口４１から放射されるマイクロ波の電力量の比は、導波管形状とクロス開口の形状寸法によって決定される。具体的には、上述した寸法形状の場合、電力量の比は、約１／１０００００（約−５０ｄＢ）である。
【０１４６】
ここで、図９から図１２に示す矢印Ｈは、伝送されるマイクロ波の入射波（または、進行波、以下、進行波６０と称する）を示す。矢印Ｉは、反射波（以下、反射波６１と称する）を示す。この場合、進行波６０は、上述したように、導波管４０内の伝送する際、クロス開口４１を形成する長さ４１ｗ方向の２つの開口で順次励起される。そして、クロス開口４１から放射されるマイクロ波は、反時計回りに回転放射６２（図１１参照）する円偏波となって、導波管４０の外側に放射される。一方、反射波６１は、時計回りに回転放射する円偏波となって、導波管４０の外側に放射される。
【０１４７】
回転放射された円偏波のマイクロ波は、クロス開口４１と対面するマイクロストリップ線路４３に結合する。このとき、矢印Ｈの方向に伝送される進行波６０によりクロス開口４１から放射されるマイクロ波は、マイクロストリップ線路４３の出力部１３１、１３２に出力される。しかし、進行波６０によるマイクロ波の大部分は、出力部１３１に出力させる必要がある。一方、矢印Ｉの方向に伝送される反射波６１によりクロス開口４１から放射されるマイクロ波は、マイクロストリップ線路４３の出力部１３１、１３２に出力される。しかし、反射波６１によるマイクロ波の大部分は、出力部１３２に出力させる必要がある。
【０１４８】
そのため、マイクロ波の伝送方向に対して、所定の出力部に出力させるには、クロス開口４１と対面させるマイクロストリップ線路４３の構造が重要となる。
【０１４９】
本願発明者らは、クロス開口４１と対面させるマイクロストリップ線路４３の相対位置を鋭意検討した。その結果、プリント基板４２からクロス開口４１側を鳥瞰した時に、クロス開口４１の開口中央部４１ｃを取り囲むようにマイクロストリップ線路４３を配置する構成で実現可能なことを見出した。
【０１５０】
そこで、本実施の形態では、開口中央部４１ｃを取り囲むマイクロストリップ線路４３で構成した。具体的には、マイクロストリップ線路４３は、導波管４０の管軸Ｌ１に略垂直（垂直を含む）な第１線路４３ａ、第２線路４３ｂと、第１線路４３ａ、第２線路４３ｂのそれぞれの一端を接続する導波管４０の管軸Ｌ１に略平行（平行を含む）な第３線路４３ｃで構成した。また、第１線路４３ａ、第２線路４３ｂは、図１２に示すように、クロス開口４１を形成する長さ４１ｗ方向の２つの開口のそれぞれに対面する（横切る）長さとした。さらに、第３線路４３ｃは、クロス開口４１の開口と対面しないように構成した。
【０１５１】
上記マイクロストリップ線路４３の構成により、進行波６０によりクロス開口４１から放射されるマイクロ波の大部分は、マイクロストリップ線路４３の出力部１３１に出力された。一方、反射波６１によりクロス開口４１から放射されるマイクロ波の大部分は、マイクロストリップ線路４３の出力部１３２に出力された。
【０１５２】
また、導波管４０を使用し、マイクロ波の進行波６０と反射波６１とが反対方向に伝送される環境下においても、所定の出力部に大部分を出力させる上記方法を通用させる必要がある。そのため、クロス開口４１の開口中央部４１ｃを取り囲む、マイクロストリップ線路４３の配置に、対称性を持たせる必要がある。そこで、本実施の形態では、マイクロストリップ線路４３の第１線路４３ａ、第２線路４３ｂを、開口中央部４１ｃから略等距離（等距離を含む）に配置している。
【０１５３】
以上の構成により、方向性結合器で検出する進行波６０と反射波６１との検出分離度を向上させることができる。
【０１５４】
さらに、導波管４０内において進行波６０と反射波６１とが互いに反対方向に伝送される場合、導波管４０内に定在波が発生する。定在波は、進行波６０と反射波６１との検出分離度を低下させる場合がある。
【０１５５】
そこで、本願発明者らは、定在波の影響を抑制するために、マイクロストリップ線路４３の第１線路４３ａと第２線路４３ｂとの間隔４３ｇについて検討した。その結果について、図１３から図１５を用いて説明する。
【０１５６】
このとき、上述したクロス開口４１、マイクロストリップ線路４３、導波管４０などの形状寸法、マイクロ波の周波数帯域および方向性結合器の検出電力比の条件において、検討した。
【０１５７】
図１３は、第１線路４３ａと第２線路４３ｂとの間隔４３ｇを４ｍｍとした場合の方向性結合器３０における反射波検出部の出力特性を示す極座標図である。図１４は、第１線路４３ａと第２線路４３ｂとの間隔４３ｇを２ｍｍとした場合の方向性結合器３０における反射波検出部の出力特性を示す極座標図である。図１５は、図１３の条件における方向性結合器３０の進行波検出部の出力特性を示す極座標図である。
【０１５８】
なお、図１３およぶ図１４の極座標図は、以下の構成および条件で得られた。
【０１５９】
具体的には、上述したように、導波管４０の幅１００ｍｍ、高さ３０ｍｍ、壁面の厚さ０．６ｍｍ、クロス開口４１の長さ４１ｗ  ２０ｍｍ、幅４１ｄ  ２ｍｍの形状を用いて、特性を評価した。
【０１６０】
まず、上記構成の導波管４０の一端にマイクロ波入力端、導波管４０の他端に反射波６１のレベルおよび位相を変化できる負荷を接続する。そして、導波管４０の一端のマイクロ波入力端からマイクロ波信号を入力する。
【０１６１】
つぎに、導波管４０の他端に接続した負荷を調整しながら、反射波６１のレベルおよび位相を変化させて、マイクロストリップ線路４３の出力部１３１（進行波検知）、１３２（反射波検知）が検出するマイクロ波の電力量を、ネットワークアナライザを用いて測定する。このとき、出力部１３１が検出するマイクロ波（進行波）の電力量をＳ２１とする。一方、出力部１３２が検出するマイクロ波（反射波）の電力量をＳ３１とする。
【０１６２】
つぎに、（Ｓ３１−Ｓ２１）を計算して、スミスチャートの極座標表示上に展開する。これにより、図１３および図１４に示す極座標図が得られる。
【０１６３】
なお、図１３および図１４に示す基準面８０は、負荷の入力端を基準として示し、進行波６０のすべてが完全反射し、位相が１８０度変化する面である。
【０１６４】
また、極座標表示の中心は、反射波６１の電力量Ｓ３１が零（ゼロ）であることを示す。一方、極座標表示の最外郭である円周は、進行波６０のすべてが反射波６１になることを示す。すなわち、極座標表示の中心から最外郭である円周に近づくほど、反射波６１の電力量Ｓ３１が増すことになる。したがって、反射波６１の電力量Ｓ３１から進行波６０の電力量Ｓ２１を差分した値（Ｓ３１−Ｓ２１）は、小さくなる。なお、図１３および図１４はｄＢで表記しているので、マイナス数値は小さくなる。
【０１６５】
また、極座標表示の円周方向は、位相と関連し、方向性結合器３０を配置した位置における反射波６１の位相を示している。但し、図１３および図１４は、負荷の入力面を基準面としているので、位相は相対表示となる。つまり、極座標表示における同一円周上では、反射波６１の位相は異なるが、反射波６１の電力量（電力レベル）は同じである。したがって、反射波６１の電力量Ｓ３１から進行波６０の電力量Ｓ２１を差分した値（Ｓ３１−Ｓ２１）を極座標上に展開した場合、その等高線は、同心状になるのが理想特性である。
【０１６６】
そこで、上記観点から、図１３および図１４の特性を分析した。
【０１６７】
その結果、図１３に示すように、第１線路４３ａおよび第２線路４３ｂとの間隔４３ｇが４ｍｍの場合、等高線（太線）がほぼ同心状の特性が得られた。
【０１６８】
一方、図１４に示すように、間隔４３ｇが２ｍｍの場合、等高線（太線）が極座標表示の中心から偏心した特性が得られた。
【０１６９】
なお、図示していないが、間隔４３ｇを８ｍｍにした場合、間隔４３ｇが２ｍｍの場合と、ほぼ同様の特性になることを確認している。
【０１７０】
上述した関係から、導波管４０の寸法や、クロス開口４１の寸法などに応じて、間隔４３ｇを適切に設定することにより、定在波の発生を抑制できることが判った。
【０１７１】
以下、上記現象（間隔４３ｇを適切に設定することにより、定在波の発生を抑制できること）について、推察する。
【０１７２】
一般的に、クロス開口４１から回転放射するマイクロ波の伝搬方向は、導波管４０内の伝送方向に対して、クロス開口４１から上向きに略５０度であることが知られている。そのため、第１線路４３ａおよび第２線路４３ｂを、略５０度で回転放射する位置に配置することにより、定在波の発生を抑制できると推察される。
【０１７３】
つまり、上述の第１線路４３ａおよび第２線路４３ｂとの間隔４３ｇ、および導波管４０の幅広面４０ａとマイクロストリップ線路４３を配するプリント基板Ｂ面４２ｂとの距離との最適化により、定在波の発生を抑制できると推察される。
【０１７４】
そこで、本願発明者らは、第１線路４３ａおよび第２線路４３ｂを、クロス開口４１の開口に対面させて配置した。このとき、導波管４０の幅広面４０ａとマイクロストリップ線路４３を配するプリント基板Ｂ面４２ｂとの距離を、例えば５〜７ｍｍの適当な寸法を選択して、定在波の抑制を検討した。これにより、定在波の発生が抑制できることを確認した。
【０１７５】
以上の検討により、導波管４０に実装可能な小型の方向性結合器３０を実現できる。
【０１７６】
つぎに、上述した形状および寸法に設定した方向性結合器３０の進行波に対する出力特性について、図１５を用いて説明する。
【０１７７】
図１５は、図９の方向性結合器における進行波検出部の出力特性を示す極座標図である。つまり、図１５は、方向性結合器３０の出力部１３１が検出するマイクロ波（進行波に相当）の電力量Ｓ２１を極座標で表示した図である。
【０１７８】
図１５に示すように、極座標全領域に対して、負荷変動を考慮した進行波の検出量のばらつきは、−５０．５ｄＢから−５３．０ｄＢ程度であった。
【０１７９】
つまり、ばらつきが小さいほど、検波回路４５による信号処理が容易となる。そのため、上記のばらつき程度であれば、検波回路４５を構成するショットキーダイオード４７に安価な部品を用いることが可能になる。また、安価な部品で検波回路４５を構成しても容易に信号処理できる。
【０１８０】
なお、上記では、第１線路４３ａ、第２線路４３ｂおよび第３線路４３ｃで囲まれる領域については、特に言及しなかったが、クロス開口領域４１ａより小さくするのが好ましい。このとき、図１２に示すように、第１線路４３ａおよび第２線路４３ｂを開口中央部４１ｃとクロス開口領域４１ａの端部（図１２の左右の端部）の中ほどに配置する。さらに、第３線路４３ｃを、開口中央部４１ｃとクロス開口領域４１ａの端部（図１２の一点鎖線で示す上の端部）の中ほどに配置すれば、さらに好ましい。これにより、方向性結合器に入射する進行波と反射波を精度よく分離して検出できる。
【０１８１】
なお、上記では、クロス開口４１の開口形状として、２つの長孔が交差するＸ字形状を例に説明したが、これに限られない。クロス開口４１の開口形状は、例えば導波管４０の管軸Ｌ１に対して異なる角度に傾斜した２つ以上の長孔を内包する形状であればよい。また、クロス開口４１の開口形状は、２つ以上の長孔の交差位置が長孔の中心からずれていてもよい。さらに、クロス開口４１の開口形状は、例えばＬ字形状やＴ字形状であってもよい。また、クロス開口４１の開口形状は、長孔を２つ以上組み合わせて構成してもよい。なお、Ｘ字形状のクロス開口４１において、交差角度を直交からずらして、３０度程度傾けても、電界が回転して円偏波で放射できることは、確認している。但し、本実施の形態のように、Ｘ字形状で２つの長孔をそれぞれの中央部で直交させるように配置した場合、ほぼ真円状の円偏波を放射できるので、より好ましい。
【０１８２】
さらに、クロス開口４１の開口形状は、円や多角形でもよい。つまり、上述したように、開口形状は、導波管４０の管軸Ｌ１に対して異なる角度に傾斜した２つ以上の長孔を内包する形状であればよいと考えられる。そのため、多くの長孔を、少しずつ角度を変えて重ねて構成される円でもよく、Ｘ字形状の長孔の４つの頂点を結んだ正方形でもよい。さらに、円や正方形などの形状を押しつぶした、楕円や長方形や台形でもよい。また、四角形以外の多角形や、入りくんだ形状の、例えばハート型や星形などの形状でもよい。特に円や四角形などの場合、Ｘ字形状などのように、入りくんだ形状と比べると、変形しにくい効果が得られる。
【０１８３】
以上で説明したように、本発明のマイクロ波加熱装置は、被加熱物を収納する加熱室と、加熱室に供給するマイクロ波を発生させるマイクロ波発生部と、マイクロ波発生部が発生させたマイクロ波を加熱室に伝送する導波管を備える。さらに、マイクロ波加熱装置は、導波管内の反射波の少なくとも一部を検出する反射波検出部と、反射波検出部が検出した反射波検出量により、被加熱物の分量を判定する分量判定部と、分量判定部で判定した分量に基づいてマイクロ波発生部を制御する制御部を有する構成を備える。
【０１８４】
この構成によれば、マイクロ波加熱装置は、導波管内の反射波の少なくとも一部を検出する反射波検出部を有する。このとき、被加熱物が無い場合、マイクロ波を吸収するものが無いので反射波は大きくなる。一方、被加熱物が有る場合、被加熱物がマイクロ波を吸収するので反射波は小さくなる。さらに、被加熱物の分量が増えれば増えるほど、ますますマイクロ波は被加熱物に吸収されるので、反射波が小さくなる。つまり、反射波検出部が検出する反射波検出量に基づいて、荷重を検出できる。これにより、検出部を用いずに、被加熱物の分量を判定できる。その結果、判定した分量に基づいて、被加熱物を効率よく加熱できる。
【０１８５】
また、本発明のマイクロ波加熱装置の分量判定部は、加熱中に反射波検出部が検出した反射波検出量と、被加熱物が無い時に反射波検出部が検出した反射波検出量とを比較して、被加熱物の分量を判定してもよい。これにより、被加熱物が無い時の反射波検出量を基準として、加熱中の反射波検出量の差に基づいて、精度よく被加熱物の分量を判定できる。
【０１８６】
また、本発明のマイクロ波加熱装置は、導波管を伝送するマイクロ波を加熱室に放射させる放射アンテナと、放射アンテナを回転させる回転駆動部を備える。制御部は、分量判定部で判定した分量に基づいてマイクロ波発生部の出力、および回転駆動部の駆動の制御により、放射アンテナの向きを制御する。そして、分量判定部は、加熱中に反射波検出部が検出した反射波検出量と、被加熱物が無い時に反射波検出部が検出する反射波検出量とを比較し、比較した反射波検出量の差が最も大きくなるアンテナの向きで被加熱物の分量を判定してもよい。これにより、反射波検出量の差を最大にできるので、被加熱物の分量判定の分解能が向上する。その結果、精度よく被加熱物の分量を判定して、適切に加熱できる。
【０１８７】
また、本発明のマイクロ波加熱装置の分量判定部は、加熱中に反射波検出部が検出した反射波検出量と、被加熱物が無い時に反射波検出部が検出した反射波検出量とを比較する。そして、分量判定部は、比較した反射波検出量の差が最も大きくなるアンテナの向きと、異なる向きでの反射波検出量の差に基づいて、被加熱物分量を判定してもよい。これにより、マイクロ波加熱装置の個体差による反射波検出量のばらつきを吸収して、より精度よく被加熱物の分量を判定できる。
【０１８８】
また、本発明のマイクロ波加熱装置は、加熱室を上下に分割するように加熱室内に係止され、被加熱物を載置するとともに、裏面にマイクロ波を吸収するマイクロ波吸収発熱体を有する載置皿を、さらに備える。載置皿の外周コーナー部は、対応する加熱室の内壁コーナー部との間に隙間を形成するように、内壁コーナー部よりも大きいＲ形状で形成される。そして、制御部は、アンテナの向きを隙間に向くように制御し、分量判定部は、放射アンテナの向きでの反射波検出量に基づいて、被加熱物の分量を判定してもよい。
【０１８９】
この構成によれば、放射アンテナの向きが隙間を向く向きにおいて、それ以外の向きに向く場合と比べて、放射アンテナから放射されたマイクロ波が隙間を介して載置皿の上面側に回り込み易くなる。そのため、被加熱物に当たるマイクロ波の割合が多くなる、これにより、被加熱物の分量の違いによる反射波検出量の変化量も大きくなる。その結果、精度よく被加熱物の分量を判定できる。
【０１９０】
また、本発明のマイクロ波加熱装置の分量判定部は、被加熱物の加熱中に反射波検出部が検出する反射波検出量と、被加熱物が無い時に反射波検出部が検出する反射波検出量と、被加熱物が所定の最大分量の時に反射波検出部が検出する反射波検出量とを比較する。そして、分量判定部は、比較した結果に基づいて、被加熱物の分量を判定してもよい。
【０１９１】
これにより、被加熱物２１の加熱中における反射波検出量が、被加熱物が無い時の反射波検出量と最大分量の時の反射波検出量との間のどちらの値に近いかを判断できる。その結果、被加熱物が無い時の反射波検出量と比較する場合と比べて、被加熱物の分量の判定精度を、さらに向上できる。
【産業上の利用可能性】
【０１９２】
本発明のマイクロ波加熱装置は、被加熱物としての食品にマイクロ波を放射して誘電加熱する加熱調理器、特にオーブン、グリル、過熱スチームなどのその他の加熱と併用する加熱調理器に有用である。さらに、マイクロ波加熱装置は、乾燥装置、陶芸用加熱装置、生ゴミ処理機、あるいは半導体製造装置や化学反応装置などの各種工業用途において有用である。
【符号の説明】
【０１９３】
１    電子レンジ（マイクロ波加熱装置）
２    加熱室空間
２ａ    加熱室
２ｂ    給電室
２ｂｂ，１４ａ，１４ｂ    開口
２ｃ，２ｄ    側壁
２ｇ    内壁コーナー部
２ｈ    凸部
３    マグネトロン（マイクロ波発生部）
３ａ    出力端
４，４０    導波管
５    放射アンテナ（導波管構造放射アンテナ）
６    載置台
７    結合部
７ａ    結合軸
７ｂ    フランジ
８    導波構造部
１１    底壁
１３    先端開放部
１５    モータ（回転駆動部）
１６    赤外線センサ
１７    制御部
２０    グリル皿（載置皿）
１８ａ，１８ｂ    突出部
２０ａ    周囲部
２０ｂ    溝
２０ｃ    プレート
２０ｄ    絶縁部
２０ｅ    マイクロ波吸収発熱体
２０ｇ    外周コーナー部
２０ｆ    底面
２１    被加熱物
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ    隅部
３０    方向性結合器（反射波検出部）
３１    分量判定部
３２，３３    隙間
４０ａ    幅広面
４１    クロス開口
４１ａ    クロス開口領域
４１ｃ    開口中央部
４１ｄ    幅
４１ｗ    長さ
４２    プリント基板
４２ａ    プリント基板Ａ面
４２ｂ    プリント基板Ｂ面
４３    マイクロストリップ線路
４３ａ    第１線路
４３ｂ    第２線路
４３ｃ    第３線路
４３ｄ，４３ｅ    線路
４３ｇ    間隔
４４    支持部
４４ａ    フランジ面
４５    検波回路
４６    チップ抵抗
４７    ショットキーダイオード
４８，４９    検波出力部
４８ａ，４９ａ    コネクタ部
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ    プリント基板取付用穴
５１ａ，５１ｂ    ピンフォール
６０    入射波（進行波）
６１    反射波
６２    回転放射
８０    基準面
１３１，１３２    出力部
１４１，１４２    取出し部
２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ    ネジ
２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄ    突出しネジ部
Ｄ１    寸法
Ｅ，Ｆ，Ｈ，Ｉ    矢印
Ｇ    回転中心
Ｊ    中心線
Ｌ１    管軸
【図１】
2017164291.tif 000003
【図２Ａ】
2017164291.tif 000004
【図２Ｂ】
2017164291.tif 000005
【図３Ａ】
2017164291.tif 000006
【図３Ｂ】
2017164291.tif 000007
【図３Ｃ】
2017164291.tif 000008
【図４】
2017164291.tif 000009
【図５】
2017164291.tif 000010
【図６】
2017164291.tif 000011
【図７】
2017164291.tif 000012
【図８】
2017164291.tif 000013
【図９】
2017164291.tif 000014
【図１０】
2017164291.tif 000015
【図１１】
2017164291.tif 000016
【図１２】
2017164291.tif 000017
【図１３】
2017164291.tif 000018
【図１４】
2017164291.tif 000019
【図１５】
2017164291.tif 000020
【国際調査報告】
2017164291.tif 000021
2017164291.tif 000022
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