JP2017053533A - 加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】被加熱物の大きさによらず，加熱ムラを抑制した加熱調理器を提供する。
【解決手段】重量センサ４０と回転アンテナ５もしくは回転載置台を備えた加熱調理器において，回転アンテナもしくは回転載置台を回転駆動させる駆動モータ６を回転速度と回転方向を自由に制御可能なモータとすし，重量センサの検出値から設定した加熱時間に応じた回転速度で回転アンテナもしくは回転載置台を回転させることで，加熱開始時と加熱終了時の回転アンテナ角度，回転載置台角度を略一致させることにより，加熱ムラを抑制することが可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は，マイクロ波発振器により食品を加熱する加熱調理器に関するものである。

従来この種の代表的な加熱調理器である電子レンジでは，マイクロ波発振器としてマグネトロンを使用し，マグネトロンにより発生させたマイクロ波を加熱室内に供給し，加熱室内の食品にマイクロ波エネルギーを吸収させることによって食品を加熱している。電子レンジに使用されるマイクロ波は，周波数が９１５ＭＨｚ〜２４５０ＭＨｚで，その波長が約１２〜３３ｃｍであり電子レンジ庫内寸法より小さいため，電子レンジの加熱室内では定在波が発生する。加熱室内に定在波が発生すると，加熱室内に食品を配置した場合に食品の位置によって電界強度が高い部分と低い部分が存在するため，加熱後の食品に高温部分と低温部分が生じ，加熱ムラが発生する。

そのため，食品に吸収されるマイクロ波の分布を制御するために，食品を載置台に載せて加熱室内で食品を回転させる方法や，マイクロ波を放射するアンテナを回転させることで加熱室内の定在波分布を回転制御する方法が考案されている。このような構成の電子レンジでは，食品自体を回転させて加熱室内の定在波分布を変化させることや，アンテナから放射するマイクロ波を一定速度で回転させることで加熱室内の定在波分布を変化させることによって，食品に吸収されるマイクロ波エネルギーが特定位置で強くならないように制御している。

また，電子レンジでは食品の状態を検知する検知手段として，食品の表面温度を検知する赤外線センサや，食品の重量を検知する重量センサが広く使用されている。赤外線センサを使用する場合は食品の温度上昇値から所望の温度に至るまでの加熱時間を推定し，重量センサを使用する場合は食品の重量から加熱にかかる時間を推定し，それぞれ加熱時間や出力を設定している。

また，被加熱物の状態をセンサで検出して，その状態に合わせてアンテナの回転を制御し，被加熱物にマイクロ波を集中させる方法も提案されている。

特許文献１には，最大の出力を設定され，温度検出手段で検出した温度が所定温度以下の場合に，特定位置に配置された軽量負荷に対してインピーダンスを整合させて，マイクロ波を直接集中して照射できるように，回転アンテナの向きを制御するマイクロ波加熱装置が記載されている。

特許文献２には，他の箇所より多くマイクロ波を放出する多放出部を有する回転アンテナを備え，温度検知手段により検出した温度が高い被加熱物が配置された領域または温度が低い被加熱物が配置された領域に多放出部がある場合，調理室へ伝播されるマイクロ波の出力量を制御することで，温度の低い被加熱物に吸収されるマイクロ波エネルギー量を増加させる加熱調理器が記載されている。

特許文献３には，検温手段と，重量検出手段と，回転アンテナを有し，位置情報を算出し，回転アンテナ駆動手段の回転制御を行う加熱調理器が記載されている。

特開2007-227282号公報 特開2013-53795号公報 特開2004-28361号公報

しかしながら，これらの先行技術の例では，被加熱物のムラを抑えて加熱したい場合にはアンテナや載置台を常時一定速度で回転させているだけで，加熱ムラを抑制するための具体的な方法の記載は無く，実際には加熱ムラの抑制は困難だった。

被加熱物の加熱ムラを抑制するためには，加熱室内の定在波分布を時間変化させ，加熱時間中の食品内部での平均電界強度分布を均一に近づけることが必要であるが，単に加熱室内の定在波分布を回転させるだけでは，定在波分布を重ね合わせた場合の電界強度分布を緩和できなかった。

また，各種センサを用いて被加熱物の状態を検知しても，検知値を反映して調整するのはマイクロ波の出力と加熱時間のみでありアンテナの回転速度を制御しないため，加熱開始時と加熱終了時のアンテナ角度が略一致することはほとんどなかった。よって，アンテナを１回転させることで電界強度分布を均一に近づける構造でも，被加熱物の加熱ムラを低減できなかった。

またこれらの先行技術文献の例では，回転アンテナにより定在波を制御して加熱したい被加熱物にマイクロ波を集中させる方法が記述されているが，被加熱物の加熱ムラを抑制して加熱したい場合にはアンテナを常時一定速度で回転させているだけで，加熱ムラの抑制はできなかった。

以下，特許文献１〜２に記載の装置の課題について説明する。
（１）特許文献１に記載のマイクロ波利用装置は，回転アンテナのマイクロ波の放射指向性が強い部位に向けて停止，往復運動，回転速度低下制御を行う制御方法であり，加熱室内の電界強度分布を均一に近づけることは出来ない。また加熱ムラが発生しにくいように，食品の温度が所定温度より低い場合のみ制御を行う構造だが，食品の状態をフィードバックして制御に反映させる構造ではないため，加熱時に加熱ムラが発生することがあった。
また予め設定された特定位置に配置された負荷に対してのみ，マイクロ波を直接照射する構造であり，特定位置に配置されていない負荷に対して制御の効果は小さい。
（２）特許文献２に記載の加熱調理器は，複数の被加熱物の温度差を検知する温度検知部を備えており，温度が高い被加熱物が配置された領域と，温度が低い被加熱物が配置された領域でマイクロ波の出力を変えて加熱を制御する構造であり，赤外線センサの検出値を用いて複数の被加熱物の温度差を縮小する構造であるものの，単体の被加熱物の加熱ムラは抑制できなかった。
（３）特許文献３に記載の加熱調理器は，検温手段と重量検出手段から回転アンテナ駆動手段の回転制御を行う構造であるが，回転制御方法について詳細の記載は無く，加熱ムラを抑制できる制御方法については考慮されていない。

上記課題を解決するために，本発明の加熱調理器は，食品を収納する加熱室と，マイクロ波を発生するマイクロ波発振器と，被加熱物の重量を検出する重量検出手段と，加熱室内のマイクロ波分布を制御する回転可能な回転アンテナと，前記回転アンテナを駆動する駆動モータを備え，前記駆動モータは回転速度又は，回転方向又は，回転角度，あるいはこれらを組み合わせて制御可能なモータであることを特徴とする。

本発明によれば，被加熱物の重量に合わせて加熱時間を設定し，その加熱時間に応じて回転アンテナの回転速度を調整して加熱室内の平均電界強度を均一に近づけるため，被加熱物の大きさによらず，加熱ムラを抑制した加熱が可能になる。

実施例１の加熱調理器本体を前面側から見た断面図である。 図１に記載の加熱調理器を手前上方から見た分解斜視図である。 図１に記載の加熱調理器のマイクロ波伝送経路構造を拡大した部分断面図である。 図１に記載の加熱調理器の加熱室底面の上面図である。 図４に記載の上面図から，回転アンテナを右に９０度回転させた場合の加熱室底面の上面図である。 図４に記載の上面図において，回転アンテナを１回転させた場合の平均電界強度分布が高い領域を示した模式図である。 図１に記載の加熱調理器を用いて食品を加熱調理する場合のアルゴリズムである。 実施例２の加熱調理器本体を前面側から見た断面図である。 実施例３の加熱調理器本体を前面側から見た断面図である。 実施例４の加熱調理器本体を前面から見た断面図である。

以下，本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。

実施例１の構造について，図１から図４を用いて説明する。

図１は，実施例１の加熱調理器を前面側から見た断面図である。図２は，加熱調理器と手前上方から見た分解斜視図である。図３は，図１に記載の加熱調理器のマイクロ波伝送経路構造を拡大した部分断面図である。図４は，加熱調理器の加熱室３の底面を上から見た上面図である。

本実施例の加熱調理器は，マイクロ波を利用して食品を加熱するレンジ加熱機能を備え，食品が回転する載置台を備えていない，ターンテーブルレス式単機能電子レンジ（以下電子レンジ）であるが，本発明は，ヒータによるオーブン加熱機能を備えたオーブンレンジにも適用可能である。また，本実施例の加熱調理器は，マイクロ波発振器としてマグネトロンを備えているが，本発明は，半導体素子で構成されたマイクロ波発振器を備えたオーブンレンジにも適用可能である。

[全体構成]
まず，電子レンジ（加熱調理器）の本体１の構造について説明する。図１と図２に示すように，電子レンジの本体１は，前方が開口した加熱室３と，加熱室３の開口に開閉可能なドア２と，加熱室３の下方に機械室４とを備えている。ドア２は上下方向に回動することで開閉が可能である。また，加熱室３及び機械室４をキャビネット１０で覆うことで電子レンジの本体１が構成されている。

加熱室３の底面には，重量センサ４０が３個設置されており，重量センサ４０の上に食品を載置する載置台であるテーブルプレート３１が配置されている。つまり，テーブルプレート３１上に載置された被加熱物の総重量を，３つの重量センサ４０により計測することが可能である。また，重量センサ４０が３つ配置されていることにより，重量センサ４０の検出値の比から，被加熱物の重心位置，つまり被加熱物の配置位置を検出することが可能である。

加熱室３の上面には，赤外線センサ４１が設置されている。テーブルプレート３１上に載置された被加熱物の表面温度を，赤外線センサ４１により検出することが可能である。

ここで，赤外線センサ４１が複数の検出素子を備えているか，または温度検出位置を走査できる駆動手段（図示せず）を備えたセンサであれば，テーブルプレート３１上の複数位置の温度を検出し，位置毎の表面温度を検出することが可能である。また，温度を検出する面積が小さくなるため，より小さな表面積の被加熱物の温度を測定することができる。よってこれを利用して，赤外線センサ４１の位置から見た食品の形状や，部位ごとの温度を測定・把握することができる。食品形状や温度の検出精度は検出素子の数や駆動方法によって異なるが，例えば８素子のセンサを駆動し，センサの走査方向に１５分割して温度を検出する構造の場合，テーブルプレート全体を８×１５＝１２０分割した温度検出ができる。

図３と図４に示すように，テーブルプレート３１の下方の加熱室３の底面には，アンテナ収納部３０とその内部に回転アンテナ５が配置され，またアンテナ収納部３０には導波管８を介してマグネトロン７が接続されている。マグネトロン７において発生したマイクロ波は，導波管８を介して回転アンテナ５から加熱室３の方向に照射される構造である。

テーブルプレート３１はセラミックやガラスなどのマイクロ波の吸収量が小さく透過しやすい材料で構成されており，テーブルプレート３１上に食品などの被加熱物を載置した場合には，回転アンテナ５から照射されてテーブルプレート３１を透過したマイクロ波によって被加熱物を加熱することができる。また，テーブルプレート３１は加熱室３の底面と略同一形状であるため，加熱室３の容積を最大限に広く使用することが可能である。

食品を加熱調理する際には，まず，テーブルプレート３１の上に食品を載置してドア２を閉じ，操作パネル（図示せず）上で加熱調理を指示する。設定した加熱方法に応じてマグネトロン７で出力されたマイクロ波を導波管８に供給し，アンテナ収納部３０内部の回転アンテナ５に伝送する。回転アンテナ５に伝送されたマイクロ波はテーブルプレート３１を通過して加熱室３内に放射され，テーブルプレート３１上に載置された食品に吸収され，熱エネルギーに変換されることで食品の温度が上昇する。以上のように，食品の加熱調理を行う。

[マイクロ波伝送経路構成]
次に，マイクロ波伝送経路の詳細構造を説明する。図３と図４に示すように，加熱室３の底面には３つの重量センサ４０上に載置されたテーブルプレート３１が配置されており，テーブルプレート３１の下方にはアンテナ収納部３０が，またアンテナ収納部３０の下方には導波管８が接続されており，アンテナ収納部３０内部には回転アンテナ５が配置されている。また，導波管５とアンテナ収納部３０の間には開口部である導波管開口部８０を設け，導波管開口部８０に貫通してアンテナ軸５１を，導波管８の下壁面の外にステッピングモータ６を，導波管８内部にモータ軸６１を備えている。

回転アンテナ５とアンテナ軸５１はそれぞれ金属材料で構成され，電気的に導通して接続されている。モータ軸６１は樹脂等の非金属材料で構成されており，回転アンテナ５及びアンテナ軸５１は導波管８の壁面とは電気的に接続されていない。そのため，アンテナ軸５１と導波管開口部８０は同軸伝送線路を構成しており，アンテナ軸５１及び回転アンテナ５をマイクロ波が直接流れることで，導波管８内部のマイクロ波をアンテナ収納部３０に伝送する構造である。アンテナ収納部３０に伝送されたマイクロ波は，回転アンテナ５から上方に放射され，テーブルプレート３１を透過して加熱室３内に供給される。

モータ軸６１とアンテナ軸５１は連動可能に接続されており，ステッピングモータ６を回転駆動することで、モータ軸６１とそれに接続されたアンテナ軸５１及び回転アンテナ５が回転する。そのため，ステッピングモータ６を回転駆動することで回転アンテナ５を回転させることができる。

本実施例では回転アンテナ５を駆動するモータは回転速度と回転方向を制御可能なステッピングモータ６であるが，駆動モータは回転速度と回転方向を制御可能であればモータの種類は問わない。例えば，ＤＣモータであれば入力電圧を可変できる制御回路あるいは位相制御で駆動することで回転速度を制御可能であり，ＡＣモータであれば入力周波数を可変できる制御回路で駆動することで回転速度を調整可能である。また，ステッピングモータ６では現在の回転アンテナ５の角度位置をモータ単体で検知することが可能であるが，回転角度を検知するセンサやスイッチを設けることで，ＤＣモータやＡＣモータでも回転アンテナ５の角度位置の検知が可能である。

ここで，回転アンテナ５が特定方向にマイクロ波を放射する指向性の高いアンテナ形状であれば，回転アンテナ５の回転角度によって，加熱室３内部の定在波分布を制御できる。つまり電界強度が高い高電界強度領域を移動することができる。例えば，図４に示した回転アンテナ５の方向では，図４上に高電界強度領域３２で示すように，加熱室３背面側（図４上方向）での電界強度が高い定在波が発生する。この高電界強度領域３２を，回転アンテナ５の角度を変えることで位置を移動させることができる。

[制御方法]
回転アンテナ５の制御方法について，図５と図６を用いて説明する。図５は，図４の状態から回転アンテナ５を右に９０度回転させた場合の上面図，図６は回転アンテナを１回転させた場合の平均電界強度分布が高い領域を示した模式図である。

図５に示すように図４の状態から回転アンテナ５を右に９０度回転させると，加熱室３右側面（図４右方向）での電界強度が高い定在波が発生し，高電界強度領域３２が回転移動する。同様に，図４の状態から回転アンテナ５を１８０度回転させると加熱室３前面側（図４下方向）で，回転アンテナ５を２７０度回転させると加熱室３左側面（図４左方向）で，電界強度を高くすることができる。よって，回転アンテナ５の角度を変えることで，加熱室３の任意の位置での電界強度が高い定在波分布を発生させることができる。よって，被加熱物の一部分を加熱したい場合には，回転アンテナ５の回転角度を調整し，特定方向の電界強度を高くすることにより，特定方向を集中的に加熱することが可能である。

また，回転アンテナ５を１回転させると，高電界強度領域が加熱室３内部を１周するため，マイクロ波の出力が一定の場合，加熱室３内部の定在波分布を加熱時間で平均した電界強度分布を均一に近づけることができる。図６に示すように，回転アンテナ５を１回転させた場合には，平均電界強度が高い領域３３が加熱室３の周囲の特定方向に偏ることなく広く位置しており，回転アンテナ５を特定方向に向けた場合に比べると，被加熱物の加熱ムラを抑制した加熱が可能である。

本構造の加熱調理器では，ステッピングモータ６により回転アンテナ５を駆動していることから，回転アンテナ５が加熱時間に対して整数倍で回転，つまり加熱開始時のアンテナ角度と加熱終了時のアンテナ角度を略同一にすることにより，平均電界強度分布を均一に近づけ，加熱ムラを抑制することができる。一方，例えば回転アンテナ５を１．５回転させた場合には，１回転の場合に加えて０．５回転分余分に高電界強度領域３２が移動するため，０．５回転分での電界強度が他の位置に比べて強くなり，加熱ムラが発生する。しかし，本発明では回転アンテナ５を加熱時間中に整数倍で回転することにより，加熱室３内部の加熱ムラを緩和することができる。

ここで，被加熱物の種類や大きさによって加熱時間が異なるため，従来の一定速度で回転する回転アンテナ５では，回転アンテナ５の加熱時間中の回転回数が整数倍にならないことから加熱ムラが発生することがあった。例えば，回転速度が１回転１０秒（0.2πrad/s）で一定の場合，加熱時間が１００秒だと１０回転だったが，加熱時間が１０５秒だと１０．５回転になる。すると，回転アンテナ５の加熱開始時の角度と加熱終了時の角度が０．５回転分の１８０度（πrad）異なり，加熱ムラが発生しやすくなる。

本実施例の加熱調理器では，回転アンテナ５の駆動モータがステッピングモータ６であり回転速度を制御可能なモータであることから，加熱時間に合わせて回転速度を自由に変更することが可能であり，回転アンテナ５の加熱開始時の角度と加熱終了時の角度が略一致するように回転速度を制御することで，加熱ムラを抑制できる。例えば加熱時間が１０５秒の場合，回転アンテナ５の回転速度を１周１０．５秒（0.19πrad/s）に設定すると，１０回転で加熱が終了する。また，加熱時間が２００秒の場合は回転速度を１周２０秒（0.1πrad/s）に，加熱時間が５０秒の場合は回転速度を１周５秒（0.35πrad/s）にすることで，加熱時間が変わっても加熱１回あたりの回転アンテナ５の回転回数をそろえ，加熱開始時のアンテナ回転角度と，加熱終了時のアンテナ回転角度を略一致させることができる。

また，マイクロ波出力が一定ではなく途中で変化する場合，一定の出力である時間に対して回転アンテナ５の回転回数を整数にすることで，オーブン庫内の電界強度分布を均一にすることができる。例えばマイクロ波出力が８００Ｗで６０秒加熱し，引き続いて６００Ｗで４５秒，合わせて１０５秒加熱する場合，出力８００Ｗの時間帯には１周１０秒（0.2πrad/s）で，出力６００Ｗの時間帯には１周９秒（0.22πrad/s）に回転速度を調整することで，それぞれの出力の時間帯に対して回転アンテナ５の回転回数を整数にできる。

また従来，赤外線センサのみを備えて食品の表面温度を測定して加熱調理を行う加熱調理器では，表面温度の上昇速度を検出することで加熱時間を決定することから，加熱開始時に加熱時間を決めることができない。そのため，回転角度に合わせた加熱時間の調整が困難だった。本実施例の加熱調理器では，重量センサ４０を用いて加熱開始時に加熱時間を決定することから，赤外線センサのみを備えた加熱調理器に比べると，加熱時間に合わせた回転速度の調整が容易である。

また，本実施例では重量センサ４０と赤外線センサ４１の両方を備えており，加熱開始時により正確に加熱時間を推定してアンテナの回転速度を設定するとともに，加熱途中での被加熱物の温度変動を検知して加熱時間や回転速度を調整することが可能であり，より被加熱物の状況に適した加熱ができる。例えば，重量センサ４０だけで加熱時間を設定すると，被加熱物が想定以上に重い容器に入っている場合には，加熱時間が長すぎる場合がある。逆に被加熱物が軽い容器に入っている場合には，加熱時間が短すぎる場合がある。加熱途中の食品の表面温度を赤外線センサ４１で検知して補正することによって，加熱時間を適度に調整できる。また調整後の加熱時間に応じて回転アンテナ５の回転速度を調整することで，加熱ムラを緩和した加熱が可能である。

また、本実施例では，ステッピングモータ６により回転アンテナ５の回転方向を制御することで，被加熱物の特定位置の集中加熱や，それによる加熱ムラの緩和も可能である。例えば，赤外線センサ４１により被加熱物の表面温度を検知し，被加熱物の特定部位の温度が低く集中加熱が必要な場合に，回転アンテナ５の現在位置をステッピングモータ６により把握し，適切な回転角度とその角度に至る適切な回転方向をステッピングモータ６により切り替えることにより，加熱ムラを緩和できる。

また，複数の被加熱物がテーブルプレート３１上に配置されている場合，重量センサ４０と赤外線センサ４１により，被加熱物が配置されている位置，及び重量配分が検知できるため，それに応じて回転アンテナ５の回転速度及び回転方向，マイクロ波の出力を調整することで加熱ムラの抑制が可能である。

例えば，冷凍品で重量の重い被加熱物と，冷蔵品で重量の軽い被加熱物が同時にテーブルプレート３１上に配置された場合，被加熱物の表面温度と配置位置，重心位置から重量配分を推定できる。冷凍品で重い被加熱物は，冷蔵品で軽い被加熱物よりも加熱されにくいため，冷凍品で重い被加熱物の方で電界強度分布が高くなるように加熱室３内の定在波を制御することで，加熱ムラの抑制が可能である。例えばより望ましい定在波分布である回転アンテナ５の回転角度付近において，他の回転角度の場合に比べて回転速度を遅くしたり，回転方向を切り替えて回転アンテナ５を回転させるなど，回転速度及び回転方向を制御することによって，定在波分布を制御し加熱ムラの抑制が可能である。

よって、本実施例では，以上のような構造の重量センサ４０と赤外線センサ４１と回転アンテナ５を備えた加熱調理器において，回転アンテナ５の駆動モータをステッピングモータ６のように回転速度と回転方向を自由に制御可能なモータとすることを特徴としており，加熱時間に応じた回転速度で回転アンテナ５を回転させることで加熱ムラを抑制することができる。

[加熱方法]
本実施例の構造を用いた加熱調理器で実際に食品を加熱する場合の制御方法について，図７を用いて説明する。図７は，本実施例の制御アルゴリズムである。

まず，テーブルプレート３１上に食品を載置してドア２を閉じ，自動加熱調理（オート調理）を指示する。加熱調理を指示されると，加熱調理器では重量センサ４０と赤外線センサ４１によって食品の重量と種類，形状を判別する。例えば，重量センサ４０で食品の重量の検出が可能である。また，赤外線センサ４１で食品の表面温度が検出できることから，食品の状態（冷凍か冷蔵か等）を判別できる。また食品の平面面積が検出できるため，食品の重量と合わせて食品の高さの推定が可能である。

ここで，重量センサ４０と赤外線センサ４１の両方あるいはいずれかにより，テーブルプレート３１上に食品が無いことを検知した場合には，加熱を終了する。加熱室３内部に食品が無い場合に加熱を終了することで，入力したエネルギーがマグネトロン７に戻ってくることによるマグネトロン７の破損を防止することができる。

食品の重量と初期温度が検出できると，食品重量と指示した加熱の種類に応じてマグネトロンの出力と加熱時間を設定し，設定された出力でマグネトロン７を駆動することで加熱を開始する。マグネトロン７によって発振されたマイクロ波は，導波管８を介してアンテナ収納部３０に伝送され，回転アンテナ５から加熱室３の方向に照射される。回転アンテナ５から照射されたマイクロ波は，テーブルプレート３１を通過してテーブルプレート３１上に載置された食品に吸収される。

ここで，重量センサと赤外線センサの検出値，及び指示した加熱の種類に応じて設定された加熱時間に応じて，アンテナ回転速度を設定するのが，従来構造にはない本実施例の特長である。まずステッピングモータ６は加熱開始時の回転アンテナ５の角度を検知して，加熱開始と同時に回転アンテナ５をステッピングモータ６によって回転駆動しながら加熱を行うが，加熱時間に応じた適切な回転速度にステッピングモータ６の回転速度を調整する。このように制御することで，加熱開始時と加熱終了時の回転アンテナ５の角度を略一致させ，オーブン庫内の電界強度分布を均一に近づけ，加熱ムラを抑制することができる。

また，食品の種類によって回転アンテナ５の回転速度を変えて調整することも可能である。加熱時間が１００秒の場合には１周１０秒に設定すると加熱時間中に回転アンテナ５は１０回転するが，回転アンテナ５の回転速度を１周５秒に設定すると加熱時間中に回転アンテナ５は２０回転する。いずれも回転アンテナ５の加熱開始時の回転角度と加熱終了時の回転角度は略同一であり，加熱ムラを抑制した加熱が可能であるため，食品によって適切な回転数と回転速度を選択することができる。例えば，比較的加熱されやすい冷蔵の食品を加熱する場合には低速の回転速度である１周１０秒を選択し，加熱されにくい冷凍の食品を加熱する場合には高速の回転速度である１周５秒を選択することなども可能である。ここでは冷蔵と冷凍の違いを一例として示したが，他にも回転速度によって食品の仕上がりが異なる場合には，食品に合わせた適切な回転速度で，かつ加熱時間中の回転回数が整数倍になるように，回転アンテナの回転速度を任意に調整することが可能である。

また，本実施例のように重量センサ４０と赤外線センサ４１を両方備えている場合には，両センサの検出値から食品の高さを推定することができるため，食品の高さに応じても適切に回転速度を調整することも可能である。食品の平面面積が小さく高さが比較的高い場合には，例えばコップに入れた液体を想定し，食品の上下に温度ムラが発生しにくいように，マイクロ波分布を調整することが可能である。また逆に，食品の平面面積が大きく高さが比較的低い場合には，例えば平皿に入れたおかずのような固体食品を想定し，マイクロ波分布を調整することで食品の平面ムラを抑制できる。このように，回転アンテナ５の回転速度を食品の種類によって変更することによっても食品の仕上がり状態を改善することが可能である。例えば，液体の被加熱物が想定される場合には対流により液体が容器内で移動し加熱ムラが発生しにくいため，回転アンテナ５の回転速度を低速にして加熱し，被加熱物が固体の場合には，回転アンテナ５の回転速度を高速にして加熱することで加熱ムラを更に緩和する，という制御が可能である。

また，加熱の途中で食品の表面温度を測定することで，加熱時間を調整することも可能である。加熱時間を調整した場合は，その新しい加熱時間に応じて回転アンテナ５の回転速度も微調整することができる。ステッピングモータ６により加熱開始時のアンテナ角度は検知されているので，加熱時間の増減に対して回転速度を調整することで，加熱開始時のアンテナ角度で加熱が終了するように加熱が可能である。

以上のような加熱方法をとることで，加熱終了時の回転アンテナ５の回転角度が加熱開始時と略同一角度になり，加熱ムラを抑制した加熱が可能である。

本実施例では赤外線センサ４１を搭載している構造を示したが，赤外線センサを搭載していなくても，前述したように重量センサ４０があれば食品の重量を検出して加熱時間を設定することが可能であるため，設定した加熱時間に応じてステッピングモータ６の回転速度を変えることで，加熱ムラを抑制した加熱が可能である。よって，本実施例の効果を得るために最小限必要な構成は，本実施例に示す重量センサ４０と，マイクロ波を放射する回転アンテナ５と，それを駆動するステッピングモータ６であり，重量センサ４０のような重量検出手段と，特定方向に指向性を持つ回転アンテナ５と，ステッピングモータ６のような回転速度制御可能なモータがあれば，加熱ムラの少ない加熱が可能である。

実施例２について，図８を用いて説明する。図８は，実施例２の加熱調理器本体を前面側から見た断面図である。本実施例の加熱調理器は，加熱室３の左右壁面と導波管８の下面に電界強度センサ４２を搭載している点，赤外線センサを搭載していない点において，実施例１と異なる構造である。

電界強度センサ４２により加熱室３内部の電界強度を測定することが可能であるため，回転アンテナ５を回転させた場合の定在波分布の変動，つまりセンサ設置位置での電界強度分布の変化を直接測定することにより，食品周囲の電界強度分布を推定できる。そのため，食品の形状や物性が変わった場合でも加熱室３内部の定在波分布をより正確に把握することができる。よって，電界強度センサ４２により検知した電界強度分布から推定した食品周囲の電界強度分布に応じて，ステッピングモータ６により回転アンテナ５を制御することにより，加熱室内の平均電界強度分布を更に均一に近づけ，加熱ムラを低減することができる。

また，電界強度センサ４２と重量センサ４０を組み合わせることにより，食品がマイクロ波を吸収しやすいか否かといった物性を推定することができる。そのため実施例１と同様に，食品の状態に応じて回転アンテナ５の回転速度を調整することで，より良い加熱性能を得ることが可能である。

実施例３の構造について，図９を用いて説明する。図９は，実施例３の加熱調理器を前面側から見た断面図である。図９に示すように，本実施例の電子レンジの本体１は，加熱室３の右方にマグネトロン７と導波管８を，加熱室３の底面に回転載置台５２に載置した円形のテーブルプレート３１を備えている。回転載置台５２は回転軸５３を介して重量センサ４０に接続されており，テーブルプレート３１上に配置した被加熱物の重量を重量センサ４０で検出できる。また，回転載置台５２の回転軸５３はステッピングモータ６のモータ軸６１とギアを介して接続されており，ステッピングモータ６を駆動することにより回転載置台５２及びテーブルプレート３１，またテーブルプレート３１上に載置した被加熱物を回転させることができる。

本実施例は，回転アンテナを回転させて加熱室３内の定在波を変動させるのではなく，被加熱物自体を回転させることで加熱室３内の定在波を変動させ，被加熱物における電界強度分布を均一に近づける構造である点において，実施例１の構造と異なる。効果は実施例１と同様であり，重量センサ４０で検出した重量をもとに加熱時間を設定し，その加熱時間に応じてステッピングモータ６の回転速度を設定して駆動することで，加熱開始時と加熱終了時の回転載置台５２及びテーブルプレート３１の角度を略一致させ，被加熱物の加熱ムラを抑制した加熱が可能である。

他の実施例と同様に，ステッピングモータ６は回転速度と回転方向を制御できるモータであればどのようなモータでも良い。また，赤外線センサや電界強度センサなどの他のセンサを設置すれば，さらに被加熱物の状況を把握してそれに応じて加熱時間や回転載置台５２の回転速度を調整することで，より良い加熱が可能である。

実施例４の構造について，図１０を用いて説明する。図１０は，実施例４の加熱調理器を前面側から見た断面図である。図１０に示すように，本実施例の導波管８にはマイクロ波発振器として半導体素子によって構成されたマイクロ波発振モジュール７１が設置されている。

半導体素子で構成されたマイクロ波発振モジュール７１は，マグネトロンに比べて発振周波数が狭帯域で，かつ発振するマイクロ波の周波数や位相を調整することが可能である。マイクロ波発振モジュール７１により発振されたマイクロ波は発振周波数が狭帯域であることから，マグネトロンに比べてより鋭い定在波が発生し，加熱ムラが発生しやすい。

しかし，本実施例の構造では，マイクロ波を加熱室３に照射する回転アンテナ５を回転させ，またマイクロ波発振モジュール７１の周波数や位相を調整することで，加熱室３内に発生する定在波の状態を変動させることができる。また，本実施例では，回転アンテナ５を駆動するステッピングモータ６を備えていることから，回転アンテナ５の回転速度や回転方向を任意に制御可能である。よって，第１の実施例と同様に，被加熱物の加熱ムラを抑制した加熱が可能となる。

ここで，本実施例ではマイクロ波発振モジュール７１は１個であるが，複数のマイクロ波発振モジュール７１を導波管８に接続しても良い。複数のマイクロ波発振モジュール７１を使用することで，加熱室３内に供給されるマイクロ波出力を高くし，より短時間で被加熱物を加熱することが可能となる。またその場合も，マイクロ波発振モジュール７１から発振されるマイクロ波の位相や周波数を制御し，回転アンテナ５を回転制御することにより，加熱ムラを抑制した加熱が可能となる。

またマイクロ波発振モジュール７１は従来のマグネトロンよりも反射波に弱いため，加熱室３内に被加熱物がない状態で加熱を行うと，マイクロ波発振モジュール７１は破損する可能性がある。重量センサ４０を用いて被加熱物の有無を判別することにより，マイクロ波発振モジュール７１の破損も防止できる。なお，実施例１や実施例２に記載したように，重量センサ４０以外に赤外線センサや電界強度センサを設置しても良い。

１：本体 １０：キャビネット
２：ドア ３：加熱室 ３０：アンテナ収納部
３１：テーブルプレート ３２：高電界強度領域 ３３：平均電界強度が高い領域
４：機械室 ４０：重量センサ ４１：赤外線センサ
４１０：赤外線センサ検知領域 ４２：電界強度センサ
５：回転アンテナ ５１：アンテナ軸 ５２：回転載置台 ５３：回転軸
６：ステッピングモータ ６１：モータ軸
７：マグネトロン ７１：マイクロ波発振モジュール
８：導波管 ８０：導波管開口部

Claims (5)

1. 食品を収納する加熱室と，
   マイクロ波を発生するマイクロ波発振器と，
   被加熱物の重量を検出する重量検出手段と，
   加熱室内のマイクロ波分布を制御する回転可能な回転アンテナと，
   前記回転アンテナを駆動する駆動モータを備え，
   前記駆動モータは回転速度又は，回転方向又は，回転角度，あるいはこれらを組み合わせて制御可能なモータであることを特徴とする加熱調理器。
2. 食品を収納する加熱室と，
   マイクロ波を発生するマイクロ波発振器と，
   被加熱物の重量を検出する重量検出手段と，
   被加熱物を載置して回転する回転載置台と，
   該回転載置台を駆動する駆動モータを備え，
   該駆動モータは回転速度又は，回転方向又は，回転角度，あるいはこれらを組み合わせて制御可能なモータであることを特徴とする加熱調理器。
3. 被加熱物の温度を検出する温度検出手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の加熱調理器。
4. 前記加熱室又はマイクロ波発振器と加熱室の間の導波管に，電界強度や反射波を測定できる電界強度測定手段を備えた請求項１乃至３何れか一項に記載の加熱調理器。
5. 前記駆動モータがステッピングモータであることを特徴とする，請求項１乃至４何れか一項に記載の加熱調理器。

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