(57)【要約】【課題】ペットボトルはもとより、飲食物が収納された金属製封入容器を直接的にマイクロ波で加熱するマイクロ波加熱装置を提供する。【解決手段】円筒形状の加熱室１０、発振部１３、位相可変部１７ａ、１７ｂ、増幅部１５ａ、１５ｂ、電力検知部１８ａ、１８ｂ、給電部１２、制御部２０を有し、載置板２２の所定位置に金属製封入容器を載置して、位相可変量の組合せの下で発振周波数に対する反射電力または反射率の極小となる周波数を抽出し、記憶させた基準値と照合して、金属製封入容器かどうか、およびその形状を判定し、金属製封入容器と判定するとその載置方法を指示して、金属製封入容器へのマイクロ波の作用を最大化する制御条件でもって様々な形状の金属製封入容器を加熱させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製封入容器を含む被加熱物を収容する加熱室と、マイクロ波を発生させる発振部と、前記発振部の出力を２分配して出力する電力分配部と、前記電力分配部の出力をそれぞれ電力増幅する増幅部と、前記増幅部の出力を前記加熱室に供給する給電部と、前記増幅部の少なくとも一方へ入力するマイクロ波の位相を可変する位相可変部と、前記増幅部と給電部との間を給電部方向に伝送する入射電力および増幅部方向に伝送する反射電力のうち、少なくとも反射電力を検出する電力検知部と、前記発振部および位相可変部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、被加熱物を所定位置に収容した後、予め規定した位相可変量の下で前記発振部の発振周波数を所定の帯域に亘って変化させる過程で個々の周波数に対して前記電力検知部が検出した信号を取り込み、反射電力または反射電力の入射電力に対する比率が極小となる周波数を抽出し、予め記憶させた基準値と比較することで、被加熱物が金属製封入容器に収納されたものか否かを判定し、金属製封入容器と判定した場合、その形状を判定して前記加熱室内への金属製封入容器の載置方法を報知することとしたマイクロ波加熱装置。
【請求項２】
被加熱物を所定位置に収容する位置は、被加熱物を載置する載置板に載置場所を明示した請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項３】
加熱室内に収容し、金属製封入容器を載置支持する低誘電損失材料からなる樹脂製支持体を有する請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項４】
制御部は、予め規定した位相可変量の組合せを複数有し、それぞれの位相可変量の組合せの下で、反射電力または反射電力の入射電力に対する比率がそれぞれ最小となる周波数の群を抽出し、予め記憶させた基準値群と比較することで、被加熱物が金属製封入容器に収納されたものか否かを判定することとした請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項５】
金属製封入容器の形状判定に基づいて処置された収納方法にて金属製封入容器を加熱室に収納した後、制御部は、金属製封入容器の加熱開始に先立って、予め規定した複数の位相可変量の組合せの下で、反射電力または反射電力の入射電力に対する比率が最小となる位相可変量の組合せと周波数を抽出し、その位相可変量の組合せと周波数でもって、金属製封入容器の加熱を実行することとした請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項６】
金属製封入容器でないと判定した場合、制御部は、報知せずに、被加熱物の加熱開始に先立って、予め規定した複数の位相可変量の組合せの下で、反射電力または反射電力の入射電力に対する比率が最小となる位相可変量の組合せと周波数を抽出し、その位相可変量の組合せと周波数でもって、被加熱物の加熱を実行することとした請求項１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、被加熱物を収納する加熱室にマイクロ波を供給して被加熱物を加熱処理するマイクロ波加熱装置に関し、さらに詳細には被加熱物が飲食物を内部に封入収納した金属製封入容器にも対応するマイクロ波加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属製封入容器に収納される被加熱物としては、コーヒーや紅茶などの缶飲料、魚肉やおでんなどが詰められた缶詰、アルミ包装されたレトルト食品などがある。これら金属製封入容器に収納された飲食物を温めて食する場合、一般には、缶飲料やレトルト食品は温水または熱湯中に浸し、缶詰はガス火にて加熱する方法が採られている。
【０００３】
従来のマイクロ波加熱装置を用いて、金属製封入容器をそのまま加熱室に収容してマイクロ波加熱することは、金属製封入容器の表面や金属製封入容器と加熱室壁面との間にスパーク発生を生じ、装置の破損を生じる危険性や容器内部の圧力が高くなり容器が破裂するという危険性があり、金属製封入容器をマイクロ波加熱することは禁止されていた。このため、金属製封入容器の中身の飲食物を別の容器に移してマイクロ波加熱する必要があった。
【０００４】
一方、誘導加熱技術を用いて缶飲料や缶詰の金属製封入容器を直接加熱するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、マイクロ波加熱技術を用いて金属製封入容器を加熱する方法の提案がされている（例えば、特許文献２参照）。この先行技術は、金属製封入容器を受容可能な容器と、容器に充填された熱媒体とを有し、熱媒体をマイクロ波加熱して熱媒体の熱を金属製封入容器に伝熱させる構成、あるいは、金属製封入容器を受容可能な容器と、その容器内部に設け金属製封入容器を受容する内面が可撓性の金属材料で形成された熱伝達部材を有し、容器をマイクロ波加熱して、容器の熱を熱伝達部材を介して金属製封入容器に伝熱させる構成として、金属製封入容器の内部に封入された飲食物を加熱するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０２−０１９９９３号公報
【特許文献２】特開２００３−３２５３５７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、従来のマイクロ波加熱技術を用いて金属製封入容器を加熱する方法は、金属製封入容器を直接加熱するものではなく、熱媒体などからの熱伝達による間接加熱であり、加熱効率が低い課題があった。また、金属製封入容器は、内部に収納する飲食物に応じて様々な形状のものが市販されており、それぞれの形状に合わせて熱伝達を良好にする熱伝達部材が必要である課題があった。
【０００８】
また、金属製封入容器はマイクロ波を反射し、加熱室に供給したマイクロ波が加熱室外のマイクロ波供給側にほとんど戻ってしまい、金属製封入容器へマイクロ波をうまく作用させることが困難な課題があった。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ペットボトルはもとより、飲食物が収納
された金属製封入容器を直接的にマイクロ波で加熱す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】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明のマイクロ波加熱装置は、金属製封入容器を含む被加熱物を収容する加熱室と、マイクロ波を発生させる発振部と、前記発振部の出力を２分配して出力する電力分配部と、前記電力分配部の出力をそれぞれ電力増幅する増幅部と、前記増幅部の出力を前記加熱室に供給する給電部と、前記増幅部の少なくとも一方へ入力するマイクロ波の位相を可変する位相可変部と、前記増幅部と給電部との間を給電部方向に伝送する入射電力および増幅部方向に伝送する反射電力のうち、少なくとも反射電力を検出する電力検知部と、前記発振部および位相可変部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、被加熱物を所定位置に収容した後、予め規定した位相可変量の下で前記発振部の発振周波数を所定の帯域に亘って変化させる過程で個々の周波数に対して前記電力検知部が検出した信号を取り込み、反射電力または反射電力の入射電力に対する比率が極小となる周波数を抽出し、予め記憶させた基準値と比較することで、被加熱物が金属製封入容器に収納されたものか否かを判定し、金属製封入容器と判定した場合、その形状を判定して前記加熱室内への金属製封入容器の載置方法を報知することとしている。
【００１１】
この構成と制御において、予め規定した位相可変量の下で給電部にマイクロ波を供給することで給電部からのマイクロ波の放射パターンを特定させ、その特定した放射パターンにて放射したマイクロ波が加熱室内を伝搬するが、加熱室壁面と金属製封入容器の表面でマイクロ波は反射をし、マイクロ波の一部は給電部から増幅部側に戻る。また、残りのマイクロ波は金属製封入容器を含む加熱室内に定在波を発生させて金属製封入容器の表面に誘導電流を生じさせる。そして金属製封入容器の存在により反射電力または反射電力の入射電力に対する比率が極小となる周波数を抽出し、記憶させた基準値と比較することで、金属製封入容器の存在を確認でき、さらには、金属製封入容器の形状を判別できる。そして、判別した金属製封入容器の載置方法を使用者に報知することで、その載置方法をとることで加熱室内に収納した金属製封入容器の表面に誘導電流をより多く流すことが出来、様々な形状の金属製収納容器をマイクロ波加熱することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のマイクロ波加熱装置によれば、金属製封入容器の形状を判定し、金属製封入容器の表面に誘導電流を多く流すことができる金属製封入容器の載置方法を示し、その載置形態を採ることで金属製封入容器自体をマイクロ波を用いて直接発熱させるものであり、様々な種類の金属製封入容器を安定に加熱できる新規なマイクロ波加熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一の実施の形態に関わるマイクロ波加熱装置の断面構成図
【図２】同マイクロ波加熱装置における図１のＡＢ断面矢視図
【図３】同マイクロ波加熱装置における金属製封入容器の形状判定を説明するための特性図
【図４】同マイクロ波加熱装置における第一の金属製封入容器の載置形態を示す要部平面図
【図５】同マイクロ波加熱装置における第一の金属製封入容器を載置後の加熱条件選択を説明するための特性図
【図６】同マイクロ波加熱装置における第二の金属製封入容器の載置形態を示す要部平面図
【図７】同マイクロ波加熱装置における第二の金属製封入容器を載置後の加熱条件選択を説明するための特性図
【図８】本発明の第二の実施の形態に係る金属製封入容器の形状判定を説明するための特性図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、金属製封入容器を含む被加熱物を収容する加熱室と、マイクロ波を発生させる発振部と、前記発振部の出力を２分配して出力する電力分配部と、前記電力分配部の出力をそれぞれ電力増幅する増幅部と、前記増幅部の出力を前記加熱室に供給する給電部と、前記増幅部の少なくとも一方へ入力するマイクロ波の位相を可変する位相可変部と、前記増幅部と給電部との間を給電部方向に伝送する入射電力および増幅部方向に伝送する反射電力のうち、少なくとも反射電力を検出する電力検知部と、前記発振部および位相可変部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、被加熱物を所定位置に収容した後、予め規定した位相可変量の下で前記発振部の発振周波数を所定の帯域に亘って変化させる過程で個々の周波数に対して前記電力検知部が検出した信号を取り込み、反射電力または反射電力の入射電力に対する比率が極小となる周波数を抽出し、予め記憶させた基準値と比較することで、被加熱物が金属製封入容器に収納されたものか否かを判定し、金属製封入容器と判定した場合、その形状を判定して前記加熱室内への金属製封入容器の載置方法を報知することとしている。
【００１５】
この構成と制御において、予め規定した位相可変量の下で給電部にマイクロ波を供給することで給電部からのマイクロ波の放射パターンを特定させ、その特定した放射パターンにて放射したマイクロ波が加熱室内を伝搬するが、加熱室壁面と金属製封入容器の表面でマイクロ波は反射をし、マイクロ波の一部は給電部から増幅部側に戻る。また、残りのマイクロ波は金属製封入容器を含む加熱室内に定在波を発生させて金属製封入容器の表面に誘導電流を生じさせる。そして金属製封入容器の存在により反射電力または反射電力の入射電力に対する比率が極小となる周波数を抽出し、記憶させた基準値と比較することで、金属製封入容器の存在を確認でき、さらには、金属製封入容器の形状を判別できる。そして、判別した金属製封入容器の載置方法を使用者に報知することで、その載置方法をとることで加熱室内に収納した金属製封入容器の表面に誘導電流をより多く流すことが出来、様々な形状の金属製収納容器をマイクロ波加熱することができる。
【００１６】
第２の発明は、特に第１の発明の被加熱物を所定位置に収容する位置は、被加熱物を載置する載置板に載置場所を明示したものであり、これにより給電部からの放射パターンと載置状態との組合せにより、被加熱物が金属製封入容器であるか否かの判定の確度を保証させることができる。
【００１７】
第３の発明は、特に第１の発明のマイクロ波加熱装置において、加熱室内に収容し、金属製封入容器を載置支持する低誘電損失材料からなる樹脂製支持体を有するものであり、これにより金属製封入容器を樹脂製支持体に載置することで給電部から放射したマイクロ波により金属製封入容器の表面に誘導電流がより多く流れるように作用させ金属製封入容器を加熱させることができる。
【００１８】
第４の発明は、特に第１の発明の制御部は、予め規定した位相可変量の組合せを複数有し、それぞれの位相可変量の組合せの下で、反射電力または反射電力の入射電力に対する比率がそれぞれ最小となる周波数の群を抽出し、予め記憶させた基準値群と比較することで、被加熱物が金属製封入容器に収納されたものか否かを判定することとしたものであり、これにより位相可変量の複数の組合せから周波数の群を抽出し、金属製封入容器であるかどうかの判定を高い精度で実行することができる。
【００１９】
第５の発明は、特に第１の発明のマイクロ波加熱装置は、金属製封入容器の形状判定に基づいて処置された収納方法にて金属製封入容器を加熱室に収納した後、制御部は、金属
製封入容器の加熱開始に先立って、予め規定した複数の位相可変量の組合せの下で、反射電力または反射電力の入射電力に対する比率が最小となる位相可変量の組合せと周波数を抽出し、その位相可変量の組合せと周波数でもって、金属製封入容器の加熱を実行することとしたものであり、この制御により金属製封入容器に作用させるマイクロ波の量を最大化させることができる。
【００２０】
第６の発明は、特に第１の発明のマイクロ波加熱装置は、金属製封入容器でないと判定した場合、制御部は、報知せずに、被加熱物の加熱開始に先立って、予め規定した複数の位相可変量の組合せの下で、反射電力または反射電力の入射電力に対する比率が最小となる位相可変量の組合せと周波数を抽出し、その位相可変量の組合せと周波数でもって、被加熱物の加熱を実行することとしたものであり、金属製封入容器ではない被加熱物、たとえばペットボトルに封入された被加熱物などは、その被加熱物に作用させるマイクロ波の量を最大化させて加熱を促進することができる。
【００２１】
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。
尚、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は本発明の第一の実施の形態に関わるマイクロ波加熱装置の断面構成図、図２は図１のＡＢ断面矢視図、図３は図１および図２の装置を用いて金属製封入容器の形状判定を説明する図である。
【００２３】
図１〜図２において、本実施の形態のマイクロ波加熱装置は、金属製封入容器を含む被加熱物を収容する加熱室１０、加熱室１０を形成する金属材料からなる円筒形状の壁面１１、加熱室１０にマイクロ波を放射する給電部１２を備える。給電部１２に供給するマイクロ波は、以下の構成から発生させる。周波数可変機能を有しマイクロ波を発生させる発振部１３、発振部１３の出力を２分配して出力する電力分配部１４、電力分配部１４の出力をそれぞれ電力増幅する増幅部１５ａ、１５ｂと、前記増幅部１５ａ、１５ｂの出力を給電部１２に伝送する伝送路１６ａ、１６ｂから構成している。
【００２４】
また、電力分配部１４と各増幅部１５ａ、１５ｂとの間には、伝送するマイクロ波の位相を可変する位相可変部１７ａ、１７ｂを配し、増幅部１５ａ、１５ｂと給電部１２との間には、給電部方向に伝送する入射電力と増幅部方向に伝送する反射電力を検出する電力検知部１８ａ、１８ｂを配する。また、増幅部１５ａ、１５ｂと電力検知部１８ａ、１８ｂとの間にマイクロ波の伝送方向を規定するアイソレータ１９ａ、１９ｂを配する。
【００２５】
制御部２０は、電力検知部１８ａ、１８ｂが検出した信号を取り込み、その信号を内部で処理して発振部１３、位相可変部１７ａ、１７ｂの動作を制御する。
【００２６】
給電部１２は、金属材料からなる円形の板で構成し、その板の円の中心からずらした位置の２つの給電点２１ａ、２１ｂに伝送路１６ａ、１６ｂの中心導体を接続させている。給電点２１ａ、２１ｂは、給電部１２の中心と給電点２１ａ、２１ｂとを結ぶ線の角度θ（図２参照）が略９０度になる位置に配置している。
【００２７】
給電部１２の上方には、被加熱物が載置される誘電体材料から構成された載置板２２を配する。この載置板２２の表面には、金属製封入容器を含む被加熱物を所定位置に収容してもらうための載置場所として円形の明示部２３、略長方形の明示部２４ａ、２４ｂを印刷している。円形の明示部２３は、給電部１２の円周より小さい円としている。
【００２８】
なお、加熱室１０の外郭を形成する円筒形状の壁面１１の下部は壁面１１の直径よりも
大きい直径の周縁部２５を有し、この周縁部２５に対面して電波漏洩防止機能を有する構造体２６が配されている。
【００２９】
また、周縁部２５の外側の一部に操作パネル２７を配する。操作パネル２７には、装置の動作を開始する「開始」キー２８ａ、動作を停止する「停止」キー２８ｂ、金属製封入容器の載置方法をＬＥＤの点灯場所（２９ａ、２９ｂ、２９ｃ）により報知する報知部２９を配する。
【００３０】
次に以上の構成からなる本実施の形態のマイクロ波加熱装置の動作と作用について説明する。
【００３１】
まず、給電部１２の２つの給電点２１ａ、２１ｂに伝送させるマイクロ波の位相について説明する。位相可変部１７ａ、１７ｂは印加電圧を制御することで伝送するマイクロ波の位相を所定量遅延させるものである。本発明においては、制御部２０は、位相可変部１７ａ、１７ｂの位相可変量として、０度と９０度との切り替え制御を行うようにしている。この制御により、給電部１２は、ほぼ同位相でマイクロ波が供給されると垂直偏波のマイクロ波を放射する。また、一方の給電点の位相を他の給電点の位相に対して略９０度進めたり、略９０度遅らせて供給することで給電部１２は円偏波のマイクロ波を放射する。円偏波放射の場合、位相が遅れている側に旋回する円偏波となる。
【００３２】
給電部１２は、円形形状の板で構成し、この円形の中心を円筒形状の加熱室１０の円筒の中心に配置させている。従って、給電部１２の円形と加熱室１０の円筒とは同心状に配置している。
【００３３】
次に電力検知部１８ａ、１８ｂの検出信号について説明する。電力検知部１８ａ、１８ｂは、増幅部１５ａ、１５ｂから給電部１２の方向に伝送する入射電力および給電部１２から増幅部１５ａ、１５ｂ方向に伝送する反射電力を分離して検出するものである。
【００３４】
加熱室１０に被加熱物を収容した後、制御部２０は、位相可変部１７ａ、１７ｂの位相可変量を予め規定した所定値に設定し、増幅部１５ａ、１５ｂに駆動電力を供給した後、発振部１３の発振周波数を初期周波数に設定して発振部１３の動作を開始させる。発振部１３の出力は増幅部１５ａ、１５ｂにてそれぞれ増幅され、所定の位相差のマイクロ波が給電部１２に供給されて、加熱室１０内に所定の放射パターンでもってマイクロ波が放射される。
【００３５】
制御部２０は、発振部１３の発振周波数を所定の帯域に亘って変化させ、この過程において個々の周波数における電力検知部１８ａ、１８ｂの検出信号である入射電力と反射電力に対応した検出信号を取り込む。そして、反射電力の周波数に対する変化、または反射電力の入射電力に対する比率（以下の説明では、反射率と称する）の周波数に対する変化が極小となる周波数の群を抽出する。
【００３６】
そして、抽出した極小周波数群を予め記憶させた周波数の基準値と比較する。この周波数の基準値とは、形状の異なる金属製封入容器を加熱室１０に収容し、それぞれの形状ごとに反射電力または反射率が極小となる周波数を予め測定して得た周波数の値としている。そして、この周波数の基準値は、金属製封入容器の載置位置ばらつきを考慮して所定の帯域を有する値としている。
【００３７】
図３を用いて、上述内容の詳細を以下に説明する。図において基準値は３つの例を示す。
【００３８】
発振部１３の周波数可変帯域は、具体的にはたとえば、２４００ＭＨｚから２５００ＭＨｚとしている。位相可変部１７ａ、１７ｂの位相可変量をそれぞれ０度とした条件下で、形状の異なる金属製封入容器を所定の載置位置に載置して得られた反射率の特性を３種類示す。
【００３９】
反射率特性３０は、社団法人日本缶詰協会の食缶規格において２００グラム缶と称される金属製封入容器を図２において円形の明示部２３に同心状に載置した時の特性例、反射率特性３１は、同じく食缶規格において携帯缶と称される金属製封入容器を図２の円形の明示部２３に同心状に載置した時の特性例、反射率特性３２は、同じく食缶規格において角５号缶Ａと称される金属製封入容器を図２において略長方形の明示部２４ａ、２４ｂに載置した時の特性例である。
【００４０】
そして、それぞれの反射率特性３０、３１、３２は反射率が極小となる周波数を有する。すなわち、反射率特性３０の極小を呈する周波数はｆ１１、ｆ１２、反射率特性３１の極小を呈する周波数はｆ２１、ｆ２２、および反射率特性３２の極小を呈する周波数はｆ３１、ｆ３２である。
【００４１】
本発明は、金属製封入容器の形状に依存する反射率特性に基づいて、金属製封入容器が加熱室１０内に収容されたか否か、およびさらにはその形状の判定を行うことを可能にしたものである。この判定を行うために、判定に用いる周波数の基準値Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃを予め規定する。この基準値は、それぞれの金属製封入容器において反射率が最小となる周波数を帯域の略中央値として規定させている。また、載置位置のバラツキを考慮し、基準値の帯域は、１５ＭＨｚとしている。すなわち、周波数の基準値Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃの帯域は、基準値Ｆａはｆａ１からｆａ２、基準値Ｆｂはｆｂ１からｆｂ２、基準値Ｆｃはｆｃ１からｆｃ２としている。基準値の帯域は、１５ＭＨｚとしている。
【００４２】
以上の構成と制御において、予め規定した位相可変量の下で給電部にマイクロ波を供給することで給電部からのマイクロ波の放射パターンを特定させ、その特定した放射パターンにて放射したマイクロ波が加熱室内を伝搬するが、加熱室壁面と金属製封入容器の表面でマイクロ波は反射し、マイクロ波の一部は給電部から増幅部側に戻る。また、残りのマイクロ波は金属製封入容器を含む加熱室内に定在波を発生させて金属製封入容器の表面に誘導電流を生じさせる。そして金属製封入容器の存在により反射電力または反射率が極小となる周波数を抽出し、記憶させた基準値と比較することで、金属製封入容器の存在を確認でき、さらには、金属製封入容器の形状を判別できる。そして、判別した金属製封入容器の載置方法を使用者に報知することで、その載置方法をとることで加熱室内に収納した金属製封入容器の表面に誘導電流をより多く流すことが出来、様々な形状の金属製収納容器をマイクロ波加熱することができる。
【００４３】
また被加熱物を所定位置に収容する位置は、被加熱物を載置する載置板に載置場所を明示したものであり、これにより給電部からの放射パターンと載置状態との組合せにより、被加熱物が金属製封入容器であるか否かの判定の確度を保証させることができる。
【００４４】
次に、金属製封入容器と判定した後、金属製封入容器にマイクロ波を確実に作用させる方法について図４から図７を用いて説明する。
【００４５】
マイクロ波を金属製封入容器に確実に作用させるために構成に工夫をする。すなわち、加熱室１０は、略円筒形としている。また、給電部１２は、略円形形状の板で構成し、この板に設けた２つの給電点から供給されるマイクロ波はそれぞれ直交方向に給電部を励振する。２つの給電点にほぼ同位相でマイクロ波を供給すると直交した垂直偏波のマイクロ波が放射される。また一方の給電点の位相を他の給電点の位相に対して略９０度進めたり
、略９０度遅らせて供給することで給電部１２は円偏波のマイクロ波が放射される。この放射パターンを時間的に変化させることで、加熱室１０内における定在波発生を抑制し、金属製封入容器の特定部位が強電界に曝され続けることを抑制することができる。
【００４６】
また、金属製封入容器のそれぞれの形状に対して、加熱室１０内での最良の載置方法を提示する。これは上述した反射率の周波数特性に基づいて行われる。これは、金属製封入容器を載置板２２の所定位置に載置し、加熱室１０を閉じた空間にした後、操作部の「開始」キー２８ａを押すことで実行される。
【００４７】
制御部２０は、反射率の周波数特性の情報を獲得し、反射率の極小となる周波数を予め記憶させた周波数の基準値（帯域を有する）と照合させ、金属製封入容器であるか否か、およびその形状を判定する。そして、形状と連携させた載置方法を操作部に配置した報知部２９に報知する。金属製封入容器の載置方法は、報知部２９のそれぞれの表示位置に対応させて取扱説明書に詳細を記述している。
【００４８】
図４において、第一の金属製封入容器３３は社団法人日本缶詰協会の食缶規格において２００グラム缶と称される容器の載置状態を示す。この第一の金属製封入容器３３は、加熱室１０内に収容し、第一の金属製封入容器３３を載置支持する低誘電損失材料からなる樹脂製支持体３４の上に載置する。第一の金属製封入容器３３の長手方向が操作部２７の方向に向くように載置する。樹脂製支持体３４は、たとえばポリプロピレンの中空成型体からなる。その成型体の外周上面には、円筒形状の第一の金属製封入容器３３の転がりを抑制する切込み構造３４ａ（図６参照）を設けている。また、この２００グラム缶の容器と判定した結果に基づき報知部２９ａを点灯させる。
【００４９】
そして加熱室１０内に収容し、金属製封入容器を載置支持する低誘電損失材料からなる樹脂製支持体３４を有することにより、金属製封入容器を樹脂製支持体に載置することで給電部から放射したマイクロ波により金属製封入容器の表面に誘導電流がより多く流れるように作用させ金属製封入容器を加熱させることができる。
【００５０】
次に第一の金属製封入容器３３の加熱条件選定の内容について図５を用いて説明する。加熱条件選定は、第一の金属製封入容器３３が所定の載置方法に従って加熱室１０内に載置され、加熱室１０を閉じた空間にした後、操作部の「開始」キー２８ａを押すことで実行される。
【００５１】
制御部２０は、位相可変部１７ａ、１７ｂの位相可変量として、複数の組合せを用意している。位相可変部１７ａ、１７ｂの位相可変量の組合せは、それぞれたとえば、０度と０度、９０度と０度、０度と９０度である。
【００５２】
制御部２０は、これら位相可変量のそれぞれの組合せの下で、上述した反射電力または反射率が極小となる周波数を抽出し、それらの周波数群の中で反射電力または反射率が最小となる位相可変量の組合せとそれを呈する周波数をさらに抽出し、その位相可変量の組合せと周波数でもって、金属製封入容器の加熱を実行する。
【００５３】
図５を用いて上述した内容の具体例を説明する。図５において、反射率特性３５，３６，３７は、それぞれ位相可変量の組合せが、０度と０度、９０度と０度、０度と９０度において得られる特性である。この特性において反射率が最小を呈するのは、反射率特性３５であり、位相可変量の組合せと周波数は、それぞれ０度と０度、ｆ＿ｈａであることを示している。
【００５４】
制御部２０は、この位相可変量の組合せと周波数でもって、マイクロ波を加熱室１０内
に伝送することで、所定の載置方法にて加熱室１０内に収容した第一の金属製封入容器３３に確実にマイクロ波を作用させ、第一の金属製封入容器３３の金属表面に誘導電流を流し容器を加熱させることができる。この制御により金属製封入容器に作用させるマイクロ波の量を最大化させることができる。
【００５５】
一方、第一の金属製封入容器３３と形状の異なる第二の金属製封入容器３８の加熱について図６および図７を用いて説明する。
【００５６】
図６において、第二の金属製封入容器３８は社団法人日本缶詰協会の食缶規格において携帯缶と称される容器の載置状態を示す。この第二の金属製封入容器３８は、加熱室１０内に収容し、第二の金属製封入容器３８を載置支持する低誘電損失材料からなる樹脂製支持体３４（第一の金属製封入容器３３に用いたものと同じもの）の上に載置する。第二の金属製封入容器３８は引き金部が上方に向くように載置する。また、この第二の金属製封入容器と判定した結果に基づき報知部２９ｂを点灯させている。
【００５７】
また図７において、反射率特性４０，４１，４２は、それぞれ位相可変量の組合せが、０度と０度、９０度と０度、０度と９０度において得られる特性である。この特性において反射率が最小を呈するのは、反射率特性４２であり、位相可変量の組合せと周波数は、それぞれ０度と９０度、ｆ＿ｈｂであることを示している。
【００５８】
そして制御部２０は、この位相可変量の組合せと周波数でもって、マイクロ波を加熱室１０内に伝送することで、所定の載置方法にて加熱室１０内に収容した第二の金属製封入容器３８に確実にマイクロ波を作用させ、第二の金属製封入容器３８の金属表面に誘導電流を流し容器を加熱させることができる。この制御により金属製封入容器に作用させるマイクロ波の量を最大化させることができる。
【００５９】
なお、反射率が最小を呈する位相可変量の組合せと周波数の選択に要する時間は、多くても１、２秒程度であるので、制御部２０は、加熱実行中に反射率の変化程度を把握し、予め決めた反射率、たとえば０．４を超過すると、再度、反射率が最小を呈する位相可変量の組合せと周波数の選択を行わせることで、金属製封入容器の加熱をより効果的に行わすことができる。また、規定した加熱時間サイクルにて再度、反射率が最小を呈する位相可変量の組合せと周波数の選択を行わせても構わない。
【００６０】
また、金属製封入容器でないと判定した場合、制御部２０は、報知動作せずに、被加熱物の加熱開始に先立って、予め規定した複数の位相可変量の組合せ（たとえば、上述した０度と０度、９０度と０度、０度と９０度）の下で、反射率が最小となる位相可変量の組合せと周波数を抽出し、その位相可変量の組合せと周波数でもって、被加熱物の加熱を実行する。これにより、金属製封入容器ではない被加熱物、たとえばペットボトルに封入された被加熱物などは、その被加熱物に作用させるマイクロ波の量を最大化させて加熱を促進することができる。
【００６１】
（実施の形態２）
次に図８を用いて本発明の他の実施の形態のマイクロ波加熱装置について説明する。
これは、金属製封入容器かどうかの判定と、金属製封入容器の形状判定に係わるものである。
【００６２】
この判定に対し、位相可変部１７ａ、１７ｂの位相可変量の組合せを複数利用する。すなわち、図８において、反射率特性３０、３０ｂは、社団法人日本缶詰協会の食缶規格において２００グラム缶と称される金属製封入容器を図２において円形の明示部２３に同心状に載置した時の特性例、反射率特性３１、３１ｂは、同じく食缶規格において携帯缶と
称される金属製封入容器を図２の円形の明示部２３に同心状に載置した時の特性例、反射率特性３２、３２ｂは、同じく食缶規格において角５号缶Ａと称される金属製封入容器を図２において略長方形の明示部２４ａ、２４ｂに載置した時の特性例である。
【００６３】
また反射率特性３０、３１、３２は、位相可変部１７ａ、１７ｂの位相可変量の組合せを０度と０度にしたものであり、反射率特性３０ｂ、３１ｂ、３２ｂは、位相可変部１７ａ、１７ｂの位相可変量の組合せを９０度と０度にしたものである。
【００６４】
そして、それぞれの反射率特性における最小の反射率を呈する周波数を記憶させた周波数の基準値Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ（上述したようにそれぞれ帯域を有する）と照合し、金属製封入容器の存在の判定および金属製封入容器の形状判定を行う。図８において、反射率特性３０、３１、３２、３０ｂ、３１ｂおよび３２ｂのそれぞれにおける最小の反射率を呈する周波数は、ｆ１１、ｆ２１、ｆ３１、ｆ１３、ｆ２３およびｆ３３である。
【００６５】
反射率特性３０の最小反射率を呈する周波数ｆ１１は、基準値Ｆａに該当し、反射率特性３０ｂの最小反射率を呈する周波数ｆ１３も基準値Ｆａに該当する判定を受けて、反射率特性３０および３０ｂを呈する被加熱物は、金属製封入容器であり、さらには、その形状は社団法人日本缶詰協会の食缶の形状において、給電部１２を構成する円形形状の板よりも小さい底面積を有する金属製封入容器であると判定し、載置方法の報知として報知部２９ａを点灯させる。
【００６６】
一方、反射率特性３１の最小反射率を呈する周波数ｆ２１は、基準値Ｆｃに該当し、反射率特性３１ｂの最小反射率を呈する周波数ｆ２３は基準値Ｆｃに該当しない判定を受けて、反射率特性３１および３１ｂを呈する被加熱物は、金属製封入容器であり、さらには、その形状は給電部１２を構成する円形形状の板の上部を完全に覆う底面積を有する金属製封入容器であると判定し、載置方法の報知として報知部２９ｂを点灯させる。
【００６７】
また、反射率特性３２の最小反射率を呈する周波数ｆ３１は、基準値Ｆｂに該当し、反射率特性３２ｂの最小反射率を呈する周波数ｆ３３も基準値Ｆｂに該当する判定を受けて、反射率特性３２および３２ｂを呈する被加熱物は、金属製封入容器であり、さらには、その形状は社団法人日本缶詰協会の食缶の形状において缶底形状が角形であり短辺が給電部１２を構成する円形形状の板よりも小さい金属製封入容器であると判定し、載置方法の報知として報知部２９ｃを点灯させる。報知部２９ｃが点灯した場合の金属製封入容器の載置方法は、加熱室１０内に収容し、金属製封入容器を載置支持する低誘電損失材料からなる樹脂製支持体３４（第一の金属製封入容器３３に用いたものと同じもの）の上に、長手方向が操作部２７と平行でかつ、引き金部が上方に向くように載置する。
【００６８】
そして、それぞれの位相可変量の組合せの下で、反射率が最小となる周波数の群を抽出し、予め記憶させた基準値群と比較することで、被加熱物が金属製封入容器に収納されたものか否かを判定することにより、金属製封入容器であるかどうかの判定をより高い精度で実行することができる。
【００６９】
なお、上記の説明では、反射電力の入射電力に対する比率である反射率に基づく説明をしたが、反射電力のみ用いて同様の処理をさせても構わない。
【００７０】
また、被加熱物が金属製封入容器であるか否か、あるいは金属製封入容器の形状を判定する際の入射電力は、加熱実行する際の入射電力よりも低い電力を用いることができる。
【００７１】
この方法を採ることで、反射電力の絶対電力量を低減できるので、アイソレータ１９ａ、１９ｂを省くことも可能である。またアイソレータ１９ａ、１９ｂは、サーキュレータ
とし、反射電力を消費させる負荷が発生する熱を加熱室１０内に導く構成を採っても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように本発明にマイクロ波加熱装置は、金属製封入容器の形状を判定し、金属製封入容器の表面に誘導電流を多く流すことができる金属製封入容器の載置方法を示し、その載置形態を採ることで金属製封入容器自体をマイクロ波を用いて直接発熱させるものであり、様々な種類の金属製封入容器を安定に加熱できる新規なマイクロ波加熱装置を提供できるものであり、家庭用途はもとより工業用途のマイクロ波を用いた金属加工品の加熱、乾燥および保温を行う装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１０  加熱室
１２  給電部
１３  発振部
１４  電力分配部
１５ａ、１５ｂ  増幅部
１７ａ、１７ｂ  位相可変部
１８ａ、１８ｂ  電力検知部
２０  制御部
２２  載置板
２３、２４ａ、２４ｂ  明示部
２９、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ  報知部
３３  第一の金属製封入容器
３４  樹脂製支持体
３８  第二の金属製封入容器
【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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