以下、本発明に係るマイクロ波加熱装置� ��好適な実施の形態について、添付の図面を� ��照しながら説明する。なお、以下の実施の� ��態のマイクロ波加熱装置においては電子レ� ��ジについて説明するが、電子レンジは1つの 例示であり、本発明のマイクロ波加熱装置は 、電子レンジに限定されるものではなく、誘 電加熱を利用した加熱装置、生ゴミ処理機、 あるいは半導体製造装置などのマイクロ波加 熱装置を含むものである。また、本発明は、 以下の実施の形態の具体的な構成に限定され るものではなく、同じ技術的思想に基づく構 成が本発明に含まれる。

 (実施の形態1)
 図1は本発明に係る実施の形態1のマイクロ� �加熱装置の構成を示す模式図である。特に� �図1においては実施の形態1のマイクロ波加熱 装置におけるマイクロ波発生手段であるマイ クロ波発生部の構成をブロック図で示してい る。

 図1において、実施の形態1のマイクロ波� �生部は、半導体素子を用いて構成した2つの� ��振部2a,2b、各発振部2a,2bの出力を2分配する� �力分配部3a,3b、分配部3a,3bのそれぞれの出力� ��増幅する電力増幅部5a,5b,5c,5d、電力増幅部5a ,5b,5c,5dによって増幅されたマイクロ波出力を 加熱室10の内部に放射する第1の給電部8a,8b,8c, 8d、および、第1の給電部8a,8b,8c,8dが受け取っ� ��反射電力を循環型の非可逆回路7a,7b,7c,7dを� �して加熱室内部に再放射する第2の給電部9a,9 b,9c,9dを具備している。

 循環型の非可逆回路7a,7b,7c,7dは3つの入出� ��のポートを有しており、第1のポートから入 力されたマイクロ波電力は第2のポートへと� �かれ、第3のポートには現れない。また、第2 のポートから入力されたマイクロ波電力は全 て第3のポートへと導かれ、第1のポートへは� ��れないように動作する。一般に、このよう� ��動作する循環型の非可逆回路をサーキュレ� ��タと称している。以下の本明細書において� ��、非可逆回路7a,7b,7c,7dをサーキュレータと� �して説明する。

 また、実施の形態1のマイクロ波発生部は 、電力分配部3a,3bと電力増幅部5a,5b,5c,5dとを� �続するマイクロ波伝送路に挿入され、電力� �幅部5a,5b,5c,5dへの出力に任意の位相差を発生 させる位相可変部4a,4b,4c,4dと、電力増幅部5a,5 b,5c,5dと第1の給電部8a,8b,8c,8dとを接続するマ� �クロ波伝送路に挿入され、第2の給電部9a,9b,9 c,9dが受け取った加熱室内部からの反射電力� �検出する電力検出部6a,6b,6c,6dと、電力検出部 6a,6b,6c,6dからの検出信号が入力され、発振部2 a,2bと位相可変部4a,4b,4c,4dと電力増幅部5a,5b,5c, 5dを駆動制御する制御部12と、有している。

 電力検出部6a,6b,6c,6dと第1の給電部8a,8b,8c,8 dとの間に挿入されたサーキュレータ7a,7b,7c,7d は、第1の給電部8a,8b,8c,8dが受け取った反射電 力を第2の給電部9a,9b,9c,9dに導いている。制御 部12は、電力検出部6a,6b,6c,6dによって検出さ� �た反射電力に応じて発振部2a,2bの発振周波数 と、位相可変部4a,4b,4c,4dの位相量と、電力増� ��部5a,5b,5c,5dの増幅率を制御する。

 実施の形態1のマイクロ波加熱装置は、被 加熱物11を収納する略直方体構造からなる加� ��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� ��扉(図1においては手前側であり、図示省略)� ��構成されている。上記のように構成された� ��熱室10は、開閉扉が閉じた状態において、� �熱室内に供給されたマイクロ波を内部に閉� �込めて、マイクロ波が漏れないように構成� �れている。また、加熱室内には被加熱物11を 載置するための載置台13が設けられている。

 また、実施の形態1のマイクロ波加熱装置 は、マイクロ波発生部の出力が伝送されて、 そのマイクロ波を加熱室内に放射供給する2� �の給電部である、第1の給電部8a,8b,8c,8dおよ� �第2の給電部9a,9b,9c,9dが加熱室10を構成する各 壁面に配置されている。

 実施の形態1のマイクロ波加熱装置におい ては、制御的に対となる給電部が対向する壁 面に配置されている。即ち、左壁面および右 壁面の略中央には、第1の電力分配部3aにより 分配されたマイクロ波が供給される制御的に 対となる第1の給電部8a,8bがそれぞれ配置され ている。また、左壁面および右壁面には、制 御的に対となる第1の給電部8a,8bが受け取った 反射電力をサーキュレータ7a,7bを介して出力� ��る、制御的に対となる第2の給電部9a,9bがそ� ��ぞれ配置されている。

 実施の形態1において、第1の給電部8a,8bは 、左壁面および右壁面の略中央に配置された 例を示しているが、それらのマイクロ波放射 方向が完全に対向しないようにずれて配置さ れている。また、第2の給電部9a,9bにおいても 、左壁面および右壁面に配置された例を示し ているが、それらのマイクロ波放射方向が完 全に対向しないようずれて配置されている。 第2の給電部9a,9bのそれぞれは、各第1の給電� �8a,8bの下側に配置されており、載置台13上の� ��加熱物11に対して確実にマイクロ波が照射� �れる位置に配置されている。

 実施の形態1のマイクロ波加熱装置におい ては、加熱室10の上壁面と底壁面の略中央に� ��御的に対となる第1の給電部8c,8dを配置し、� ��様に加熱室10の上壁面と底壁面に第2の給電� ��9c,9dを配置した構成を示している。しかし� �本発明のマイクロ波加熱装置の構成は、実� �の形態1のマイクロ波加熱装置における各給� ��部の配置に拘束されるものではなく、各種� ��応が可能である。例えば、いずれか1つの壁 面に複数の第1の給電部を設けてもよいし、� �向面ではない壁面、例えば右壁面と底壁面� �ような隣接する壁面に制御的に対となる給� �部を設けた構成も可能である。

 半導体素子を有して構成された電力増幅� ��5a,5b,5c,5dは、低誘電損失材料により形成さ� �た誘電体基板の片面に形成した導電体パタ� �ンにて回路を構成し、各電力増幅部5a,5b,5c,5d 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。

 各々の機能ブロックを接続するマイクロ� ��伝送路は、誘電体基板の片面に設けられた� ��電体パターンによって特性インピーダンス� ��略50ωの伝送回路が形成されている。

 第1の電力分配部3aおよび第2の電力分配部 3bは、例えばウィルキンソン型分配器のよう� ��出力間に位相差を生じない同相分配器であ� ��てもよいし、ブランチライン型やラットレ� ��ス型のような出力間に位相差を生じる分配� ��であってもよい。第1の電力分配部3aは、第1 の発振部2aから入力されたマイクロ波電力の� ��1/2の電力を2つの位相可変部4a,4bにそれぞれ� ��力する。また、第2の分配部3bは、第2の発振 部2bから入力されたマイクロ波電力の略1/2の� ��力を2つの位相可変部4c,4dにそれぞれ出力す� ��。

 また、各位相可変部4a,4b,4c,4dは、印加電� �に応じて容量が変化する容量可変素子を用� �て構成されており、各位相可変部4a,4b,4c,4dの 位相可変範囲は、0度から略180度の範囲であ� �。したがって、各位相可変部4a,4b,4c,4dより出 力されるマイクロ波電力の位相差は、0度か� �±180度の範囲内で制御することが可能である 。

 電力検出部6a,6b,6c,6dは、加熱室10側から第 2の給電部9a,9b,9c,9dが受け取り、サーキュレー タ7a,7b,7c,7dを介して電力増幅部5a,5b,5c,5dに伝� �される、いわゆる反射波の電力を抽出する� �のである。電力検出部6a,6b,6c,6dの電力結合度 は、例えば約40dBであり、反射電力の約1/10000� ��電力量を抽出する。電力検出部6a,6b,6c,6dに� �り検出された電力信号はそれぞれ、検波ダ� �オード(図示省略)で整流し、コンデンサ(図� �省略)で平滑処理して、その平滑された信号� ��制御部12に入力される。

 制御部12は、ユーザが直接入力する被加� �物の加熱条件あるいは加熱中に被加熱物の� �熱状態から得られる加熱情報、および電力� �出部6a,6b,6c,6dにより検出された電力信号であ る反射電力の情報などに基づいて、マイクロ 波発生部の構成要素である第1の発振部2a、第 2の発振部2b、および電力増幅部5a,5b,5c,5dのそ� ��ぞれに供給する駆動電力の制御、並びに位� ��可変部4a,4b,4c,4dに供給する電圧を制御して� �加熱室10内に収納された被加熱物11をユーザ� ��所望する状態となるよう最適に加熱する。� ��た、マイクロ波発生部には主に電力増幅部5 a,5b,5c,5dに設けられた半導体素子の発熱を放� �させるための放熱手段(図示省略)が設けられ ている。

 また、第1の給電部8a,8b,8c,8dから放射する� ��イクロ波の支配的な励振方向は、第2の給電 部9a,9b,9c,9dから放射するマイクロ波の支配的� ��励振方向と一致しないように、第1の給電部 8a,8b,8c,8dおよび第2の給電部9a,9b,9c,9dが以下の� ��うに構成されている。

 実施の形態1のマイクロ波加熱装置におい て、加熱室10の各壁面に設けられた第1の給電 部8a,8b,8c,8dおよび第2の給電部9a,9b,9c,9dは、開� ��部がアンテナとなる開口型の給電部である� ��図2は第1の給電部8a,8b,8c,8dおよび第2の給電� �9a,9b,9c,9dの開口部の形状の一例を示している 。開口型の給電部においては、マイクロ波を 加熱室内に放射するアンテナである開口部の 形状が、マイクロ波の支配的な励振方向を決 定する。

 第1の給電部8a,8b,8c,8dおよび第2の給電部9a, 9b,9c,9dの構成は、効率的にマイクロ波を開口� ��から加熱室内に放射するために、開口部に� ��けるインピーダンスと加熱室内の空間のイ� ��ピーダンスとを整合させる必要がある。具� ��的には、加熱室内の開放空間に対して開口� ��における反射が-20dB以下となるように開口� �のインピーダンスを設計すると、開口部に� �して供給する電力の99%が開口部から放射さ� �ることになる。

 また、第1の給電部8a,8b,8c,8dおよび第2の給電 部9a,9b,9c,9dの各開口部は、いわゆるアンテナ� ��して機能するため、各給電部へマイクロ波� ��導く導波路内において単一のモードのマイ� ��ロ波が存在するように設定するとインピー� ��ンスの設計が容易になる。電磁波の伝搬形� ��としては、TEモード(Transverse Electric Mode)、T Mモード(Transverse Magnetic Mode)、およびTEMモー� ��(Transverse Electromagnetic Mode)の3形態がある。� ��えば、放射するマイクロ波の周波数が電子� ��ンジにおいて使用されている2450MHz±50MHzの� �波数帯域であって、長方形状の開口部にお� �る長辺と短辺の長さの比が2:1である矩形状� �導波管を用いた場合、短辺に垂直な方向に� �界が立つTE ₁₀ モードでマイクロ波を伝播させるためには、 開口部の長辺の長さが110mmであり、短辺の長� ��が55mmの、いわゆるWR-430導波管(EIA規格名)が� ��いられる。このときの管内波長λgは約148mm� �なり、開口部の短辺の長さをλg/4程度に設計 しておくと、開口部から効率的にマイクロ波 が放射される。

 実施の形態1のマイクロ波加熱装置の構成 においては、発明者が各種実験を行い検討し た結果、給電部の各開口部における短辺の長 さを30mm、長辺の長さを80mmと設定した。この� ��定した長さは、厳密には管内波長の1/4とは� ��違しているが、この程度の相違は本発明の� ��果を損なうものではない。

 図3Aおよび図3Bは、加熱室10の左壁面に設� ��られた第1の給電部8aおよび第2の給電部9aの� ��開口部から放射されるマイクロ波の支配的� ��励振方向を示す図である。図3Aは第1の給電� ��8aの開口部における励振方向(図3Aにおいて� �上下方向)を矢印で示しており、図3Bは第2の� ��電部9aの開口部における励振方向(図3Bにお� �ては左右方向)を矢印で示している。

 実施の形態1のマイクロ波加熱装置におい ては、左壁面の第1の給電部8a、右壁面の第1� �給電部8b、底壁面の第1の給電部8c、および上 壁面の第1の給電部8dがそれぞれ放射するマイ クロ波の支配的な励振方向は、ほぼ一致する ように構成されている。また、左壁面の第2� �給電部9a、右壁面の第2の給電部9b、底壁面の 第2の給電部9c、および上壁面の第2の給電部9d が放射するマイクロ波の支配的な励振方向は 、ほぼ一致するように構成されている。しか し、第1の給電部8a,8b,8c,8dおよび第2の給電部9a ,9b,9c,9dの各開口部は、図2に示すように配設� �れているため、第1の給電部8a,8b,8c,8dが放射� �るマイクロ波と、第2の給電部9a,9b,9c,9dが放� �するマイクロ波の支配的な励振方向は、一� �しないものとなっている。

 図2に示したように、実施の形態1におい� �は、例えば左壁面の第1の給電部8aの開口部� �第2の給電部9aの開口部におけるそれぞれの� �手方向が直交するように構成した例で説明� �たが、本発明はこの例に限定されるもので� �ない。例えば、第1の給電部8aの開口部の長� �方向と第2の給電部9aの開口部の長手方向の� �す角度を、90度の他に、30度、45度等の任意� �角度に設定することが可能である。

 図3Aおよび図3Bに示すように、各開口部か ら放射されるマイクロ波の支配的な励振方向 は、開口部の長手方向に対して垂直な短辺方 向であり、この短辺方向に支配的なマイクロ 波が励振されて、開口部から放射されている 。したがって、開口部において支配的な方向 に振動するマイクロ波は、このマイクロ波が 放射される開口部においては容易に通過する のに対して、その開口部の短辺方向と異なる 方向(例えば、短辺方向から90度回転した長手 方向)に振動するマイクロ波は、その開口部� �通過することが困難となる。このため、第1� ��給電部8a,8b,8c,8dの各開口部から放射された� �イクロ波が、第2の給電部9a,9b,9c,9dの開口部� �に直接的に伝送されることが極めて少なく� �殆どのマイクロ波は加熱室内に放射されて� �被加熱物11を加熱する。

[加熱動作]
 次に、以上のように構成された実施の形態1 のマイクロ波加熱装置における加熱動作につ いて説明する。

 図4は実施の形態1のマイクロ波加熱装置� �おいて実行される加熱動作を示すフローチ� �ートである。図4に示すように、実施の形態1 のマイクロ波加熱装置においては、実際に所 定の出力で加熱動作(本加熱動作)を行う前の� ��熱動作初期状態において、加熱室10内に被� �熱物11が配置された状態で、被加熱物11から� ��反射電力が最小となる周波数を探査する最� ��反射電力探査動作が行われる(ステップ1)。� ��の最小反射電力探査動作においては、マイ� ��ロ波出力は低く抑えられている。ステップ1 において検知された最小反射電力のときの周 波数で第1の発振部2aおよび第2の発振部2bを発 振させて、実際の所定の出力で加熱する本加 熱動作が開始される(ステップ2)。この本加熱 動作においては、極小反射電力追尾動作が実 行される(ステップ3)。極小反射電力追尾動作 は、ユーザが設定した加熱条件を満たした時 点(例えば、設定時間、設定温度等を満たし� �時点)である加熱動作終了まで行われる(ステ ップ4)。実施の形態1のマイクロ波加熱装置に おける最小反射電力探査動作および極小反射 電力追尾動作の詳細については、後述する。

 まず始めに、ユーザが被加熱物11を加熱� �内に配置して、その被加熱物11に関する加熱 条件を操作部(図示していない)において入力� ��る。ユーザが加熱開始キーを押圧すること� ��より、加熱開始信号が生成されて、その加� ��開始信号が制御部12に入力される。加熱開� �信号が入力された制御部12は制御出力信号を 生成し、マイクロ波発生部は動作を開始する 。制御部12は、駆動電源(図示省略)を稼働し� �、第1の発振部2aおよび第2の発振部2bに電力� �供給する。この時、制御部12は、第1の発振� �2aおよび第2の発振部2bに対して、初期の発振 周波数、例えば2400MHzに設定される信号を供� �して、第1の発振部2aおよび第2の発振部2bに� �ける発振を開始させる。

 第1の発振部2aおよび第2の発振部2bが発振� ��作を開始すると、それぞれの出力は第1の電 力分配部3aおよび第2の電力分配部3bにおいて� ��各々略1/2に分配されて、4つのマイクロ波電 力信号が形成される。分配されたマイクロ波 電力信号は、各位相可変部4a,4b,4c,4dを介して� ��力増幅部5a,5b,5c,5dにそれぞれ入力される。� �御部12は、駆動電源を制御して、各電力増幅 部5a,5b,5c,5dの出力を制御する。

 第1の電力分配部3aおよび第2の電力分配部 3bにおいて分配されて形成されたマイクロ波� ��力信号は、位相可変部4a,4b,4c,4d、並列動作� �る電力増幅部5a,5b,5c,5d、そして電力検出部6a, 6b,6c,6dを経て4つの第1の給電部8a,8b,8c,8dからマ イクロ波電力として出力されて、加熱室10内� ��放射される。本加熱動作前の加熱動作初期� ��態における最小反射電力探査動作において� ��、各電力増幅部5a,5b,5c,5dはそれぞれ100W未満� ��例えば50Wの低いマイクロ波電力を出力する� ��最小反射電力探査動作においては、反射電� ��によって各増幅部5a,5b,5c,5dの発熱量が放熱� �能な熱量を超えないように、低いマイクロ� �電力がアンテナから加熱室10内に放射される よう構成されている。

 加熱室10内に供給されたマイクロ波電力� �被加熱物11に100%吸収されると加熱室10からの 反射電力は0Wになる。しかし、加熱室10内に� �納される被加熱物11は、種類、形状、大きさ 、および量がその都度異なるため、常にマイ クロ波電力が被加熱物11に100%吸収されること はなく、加熱室10においては反射電力が発生� ��る。被加熱物11の種類、形状、大きさ、お� �び量により、被加熱物11を含む加熱室10の電� ��的特性が異なっている。このため、被加熱� ��11により決定される電気的特性に基づくマ� �クロ波発生部の出力インピーダンスと加熱� �10のインピーダンスとに応じた反射電力が発 生する。その反射電力は加熱室10内部からマ� ��クロ波発生部側に伝送される。

 実施の形態1のマイクロ波加熱装置におい ては、サーキュレータ7a,7b,7c,7dは、第1の給電 部8a,8b,8c,8dが受け取った加熱室10内部から反� �されたマイクロ波電力(反射電力)を第2の給� �部9a,9b,9c,9dへ導き、第2の給電部9a,9b,9c,9dから 加熱室10内部へ再放射するよう構成されてい� ��。

 前述のように、実施の形態1のマイクロ波 加熱装置においては、第1の給電部8a,8b,8c,8dと 第2の給電部9a,9b,9c,9dのマイクロ波の励振方向 が異なるように構成されているため、第1の� �電部8a,8b,8c,8dから直接的に第2の給電部9a,9b,9c ,9dへ伝送されるマイクロ波電力の量は極めて 低く抑えられている。また、同じ理由により 、第2の給電部9a,9b,9c,9dから直接的に第1の給� �部8a,8b,8c,8dへ伝送されるマイクロ波電力の量 は極めて低く抑えられている。このため、電 力増幅部5a,5b,5c,5dが各々出力するマイクロ波� ��力は、第1の給電部8a,8b,8c,8dおよび第2の給電 部9a,9b,9c,9dから加熱室10内部に確実に放射さ� �て、反射電力の低減が図られており、被加� �物11を効率的に加熱する。

 電力増幅部5a,5b,5c,5dとサーキュレータ7a,7b ,7c,7dとの間に設けられた電力検出部6a,6b,6c,6d� ��、検出対象周波数帯域(例えば、2400MHz~2500MHz )において、加熱室10内部からマイクロ波発生 部側に伝送されてきた反射電力量を検出し、 その反射電力量に比例した検出信号を抽出す るものである。その反射電力量に比例した検 出信号を受けた制御部12は、検出対象周波数� ��域(例えば、2400MHz~2500MHz)において、反射電� �が最小値となる発振周波数の選択を行う。� �の発振周波数の選択動作において、制御部12 は、位相可変部4a,4b,4c,4dにより、制御的に対� ��なる第1の給電部8aと8b、および第1の給電部8 cと8dにおいて生じる位相差を0度の状態で第1� ��発振部2aおよび第2の発振部2bの発振周波数� �初期の2400MHzから、例えば1MHzピッチ間隔で徐 々に高い周波数側に変化させて、周波数可変 範囲の上限である2500MHzまで変化させていく� �このときの反射電力が電力検出部6a,6b,6c,6dに より検知されて、その検知信号が制御部12に� ��力される。

 このように制御部12が発振周波数に対す� �最小反射電力探査動作を行うことにより、� �御部12は第1の発振部2aおよび第2の発振部2bの 発振周波数に対する反射電力の変動状態を認 識する。制御部12においては、検出対象周波� ��帯域において反射電力が最も小さくなる発� ��周波数を出力するように第1の発振部2aおよ� ��第2の発振部2bを制御するとともに、ユーザ� ��入力した被加熱物11に対する加熱条件に対� �した加熱出力が得られるように、第1の発振� ��2a,第2の発振部2b,および各電力増幅部5a,5b,5c, 5dを駆動制御する。駆動制御された各電力増� ��部5a,5b,5c,5dの出力である所望のマイクロ波� �力信号は、電力検出部6a,6b,6c,6dおよびサーキ ュレータ7a,7b,7c,7dを介して第1の給電部8a,8b,8c, 8dに供給される。第1の給電部8a,8b,8c,8dは入力� ��れたマイクロ波電力を加熱室10内の被加熱� �11に出力し、第1の給電部8a,8b,8c,8dが受け取っ た反射電力をサーキュレータ7a,7b,7c,7dを介し� ��第2の給電部9a,9b,9c,9dに供給する。第2の給電 部9a,9b,9c,9dは反射電力のマイクロ波電力を加� ��室10内部に放射し、被加熱物11を加熱する。

[最小反射電力探査動作]
 次に、実施の形態1のマイクロ波加熱装置に おいて実際に所定の出力で加熱する本加熱動 作の前に行われる最小反射電力探査動作につ いて詳細に説明する。図5は、図4に示したマ� ��クロ波加熱装置の加熱動作において行われ� ��最小反射電力探査動作を示すフローチャー� ��である。

 最小反射電力探査動作は、ユーザが加熱� ��始キーを押圧することにより開始する。ス� ��ップ101においては、制御的に対となる給電� ��(例えば、第1の給電部8aと8b)から出力される マイクロ波の位相差(φ)を0に固定した状態で� ��且つ発振周波数(F(m))を検出対象周波数帯域� ��最低周波数(Fmin、例えば、2400MHz)に設定して 加熱室側からの反射電力を検出する(ステッ� �102)。次に、最低周波数から最高周波数(Fmax� �例えば、2500MHz)へ変化幅δFだけ徐々にm回上� �させていく(mは正の整数)。このとき、加熱� �側からの反射電力を逐次検出していく(ステ� ��プ102)。この反射電力検出動作を検出対象周 波数帯域の最高周波数まで継続する(ステッ� �102~ステップ104)。反射電力検出動作において 検出された反射電力に対する周波数特性に基 づいて、最小反射電力値を示した周波数を検 出して、その周波数を本加熱動作時の第1の� �振部2aおよび第2の発振部2bの発振周波数とす る(ステップ105)。なお、実施の形態1のマイク ロ波加熱装置の制御部12においては、各電力� ��出部6a,6b,6c,6dから入力される反射電力に関� �る周波数特性情報が合成されて1つの周波数� ��性曲線を算出して最小反射電力を示す周波� ��を検出している。

 以上が実施の形態1のマイクロ波加熱装置 において本加熱動作の前に実行される最小反 射電力探査動作である。図6は、最小反射電� �探査動作において、最低周波数(2400MHz)から� �高周波数(2500MHz)までの周波数でスイープ動� �を行い、反射電力の変動を測定した周波数� �性の一例を示す図である。図6における反射� ��力曲線の最小値が最小反射電力周波数(fop)� �なる。

 なお、本発明に係る実施の形態1において 、最小反射電力探査動作は検出対象周波数帯 域の最低周波数から最高周波数までの単一方 向だけ行われる例で説明したが、検出対象周 波数帯域の最高周波数から最低周波数までの 単一方向でもよく、または往復動作で探査動 作を行ってもよい。

 上記のように最小反射電力探査動作を行� ��ことにより、様々な形状、大きさ、量など� ��異なる被加熱物11に対して反射電力が最も� �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,5b,5c,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。

[極小反射電力追尾動作]
 次に、実施の形態1のマイクロ波加熱装置に おいて、加熱動作中の本加熱動作において行 われる極小反射電力追尾動作について説明す る。極小反射電力追尾動作とは、本加熱動作 中に行われる反射電力の極小値を逐次追尾す る動作である。

 前述の最小反射電力探査動作により検出� ��れた周波数による本加熱動作中においては� ��反射電力が極小値となるように極小反射電� ��追尾動作が行われる。以下の極小反射電力� ��尾動作の説明において、加熱動作中におけ� ��第1の発振部2の発振周波数、および第1の発� ��部2からの出力が入力され、制御的に対とな っている位相可変部4a,4bの位相差に関する制� ��について説明する。別の対である位相可変� ��4c,4dにおいても、位相可変部4a,4bと同様の制 御が行われるため、ここでは代表して一方の 制御的に対である位相可変部4a,4bの制御につ� ��てのみ説明し、位相可変部4c,4dの制御につ� �ては省略する。

 図7は、実施の形態1のマイクロ波加熱装� �において、本加熱動作時に実行される極小� �射電力追尾動作のフローチャートであり、� �1の発振部2の発振周波数および位相可変部4a, 4bの位相差を制御して、時々刻々変化する発� ��周波数近辺の反射電力の極小値を追尾する� ��のである。

 実施の形態1のマイクロ波加熱装置におい ては、位相可変部4a,4b,4c,4dが加熱開始から所� ��の変化量(δφ)で徐々にその位相を変化させ� ��いる。位相可変部4a,4bによって位相を変化� �せることによって加熱室内部において第1の� ��電部8a,8bが放射するマイクロ波の干渉する� �置を変化させることができる。このため、� �熱室10内に載置された被加熱物11の位置に応� ��て位相を制御して干渉位置を変動させるこ� ��により、被加熱物11を均等若しくは局部的� �加熱することが可能となる。

 実施の形態1のマイクロ波加熱装置におけ る加熱動作中においては、位相可変部4a,4bに� ��ける位相差(φ(n))(nは正の整数)を一定の時間 間隔で、一定の変化幅δφ、例えば10度毎に変 化させる(S301)。このとき、第1の発振部2aは、 位相可変部4a,4bが位相差を変える時間間隔と� ��じ間隔で一定の変化幅δf、例えば0.1MHz毎に� ��振周波数を変化させていく(S302)。上記のよ� ��に、位相可変部4a,4bの位相差および第1の発� ��部2aの発振周波数を変更する毎に電力検出� �6a,6bにおいて反射電力(Pr(n))を検出する(S303)� �

 ステップ303において検出された反射電力( Pr(n))が予め設定した所定値Xより大きいか否� �が判断される(ステップ304)。検出された反射 電力(Pr(n))が所定値Xより大きい場合(Pr(n)>X)� ��は、加熱室10内の被加熱物11等において初期 状態と大きく異なる状態が生じたと判断して 、本加熱動作を一旦中止して(ステップ305)、� ��イクロ波加熱装置において本加熱動作の直� ��に実行した最小反射電力探査動作が再度行� ��れる(ステップ306)。この最小反射電力探査� �作は、前述のように位相差を0度に設定して� ��検出対象周波数帯域の最低周波数(例えば、 2400MHz)から一定変化幅(例えば、0.1MHz)毎に上� �させ、変化させる度に反射電力を検出する� �のである。最小反射電力探査動作が実行さ� �ることにより、被加熱物11を収納する当該加 熱室における反射電力に関する周波数特性が 検出される。制御部12は、検出した周波数特� ��に基づいて、最小反射電力となる周波数を� ��出し、その周波数で発振するように、第1の 発振部2aおよび第2の発振部2bを制御する。以� ��、図4に示したステップ2以降が実行される� �

 一方、ステップ304において、検出された� ��射電力(Pr(n))が所定値Xより小さい場合(Pr(n)� �X)には、ステップ307へ移行する。制御部12は� ��回検出された反射電力(Pr(n))と前回検出され た反射電力(Pr(n-1))とを比較し、今回検出され た反射電力が減少していれば(Pr(n)≦Pr(n-1))、� ��在の発振周波数を維持する(ステップ308)。� �して、変化幅δfの符号(+)をそのまま維持し� �(ステップ309)、次のステップ301に移行する。 このとき、当該被加熱物11に対する加熱条件� ��満たされていれば、この加熱動作は終了と� ��り、同時に極小反射電力追尾動作も終了す� ��(ステップ312)。

 一方、ステップ307において、今回検出され� ��反射電力が増大していれば(Pr(n)>Pr(n-1))、� ��在の発振周波数を前回の発振周波数に変更� ��る(ステップ310)。そして、変化幅δfの符号� �逆(-)に変更して(ステップ311)、次のステップ 301に移行する。このとき、当該被加熱物11に� ��する加熱条件が満たされていれば、この加� ��動作は終了となり、同時に極小反射電力追� ��動作も終了する(ステップ312)。
 上記の極小反射電力追尾動作を本加熱動作� ��において繰返すことにより、位相差および� ��振周波数を徐々に変化させていきながら、� ��該加熱室10からの反射電力を常に極小値に� �かうよう制御することができる。

 なお、実施の形態1のマイクロ波加熱装置 では、検出された反射電力(Pr(n))が予め設定� �た所定値Xより大きい場合(Pr(n)>X)には、本� ��熱動作を一旦中止して、最小反射電力探査� ��作を再度行う設定としている(ステップ306)� �しかし、本加熱動作を一旦停止すると、調� �などにおいて問題が生じる場合があるため� �例えば電力増幅部5a,5b,5c,5dが出力する電力を 所定の割合で減じていく構成としてもよい。

 図8Aおよび図8Bは、極小反射電力追尾動作 を示す反射電力に対する周波数特性図である 。図8Aにおいて、(a)が前述の図6に示した本加 熱動作前に検出した周波数特性図であり、(b) が本加熱動作中において変化した周波数特性 において極小値が変化した状態を示している 。図8Aの(b)において、破線が本加熱動作前の� ��波数特性曲線であり、実線が本加熱動作中� ��周波数特性曲線である。実施の形態1のマイ クロ波加熱装置における加熱動作中の極小反 射電力追尾動作により、反射電力の極小値を 追尾して常に効率の高い加熱が可能となる。

 ただし、図8Bに示すように、加熱動作中� �周波数特性曲線が大きく変化した場合には� �即ち図7のステップ304において反射電力値(Pr( n))が所定値Xより大きくなった場合には、極� �反射電力追尾動作では極小値を追尾できな� �ため、一旦本加熱動作を停止して最小反射� �力探査動作を行う。図8Bにおいて、(a)が前述 の図6に示した本加熱動作前に検出した周波� �特性図であり、(b)が本加熱動作中において� �きく変化した周波数特性曲線を示している� �図8の(b)において、破線が本加熱動作前の周� ��数特性曲線であり、実線が本加熱動作中に� ��いて大きく変化した周波数特性曲線である� ��

 上記のように、極小反射電力追尾動作に� ��いては位相可変部4a,4bが一定の変化幅δφ(例 えば、位相差10度)で位相差φを時々刻々変化� ��せている。この位相可変部4a,4bによって生� �る位相差φを変化させることによって加熱室 10内でのマイクロ波の干渉位置が変化するた� ��被加熱物11を均等に加熱することが可能と� �る。一方、位相差φを特定の値に固定するこ とにより、加熱室10内でのマイクロ波の干渉� ��置を一定として、被加熱物11を局所的に加� �することが可能となる。

 実施の形態1のマイクロ波加熱装置におい ては、上記のように加熱動作を制御すること により、加熱動作中においても電力検出部6a, 6bが加熱室10からの反射電力を検出する構成� �あるため、制御部12が反射電力の状態を常に 認識して、発振周波数を時々刻々微調整して 、加熱室内部を常に反射電力が低い状態に維 持することができる。また、実施の形態1の� �イクロ波加熱装置においては、位相差を変� �する構成であるため、反射電力の状態を考� �して、位相差を時々刻々微調整して、加熱� �内部を常に反射電力の低い状態に維持する� �とが可能である。

 したがって、実施の形態1のマイクロ波加 熱装置においては、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 持することができるため、短時間での加熱を 図ることが可能である。

 また、実施の形態1のマイクロ波加熱装置 においては、許容可能な反射電力値を所定値 として定め、その許容可能な反射電力値まで の範囲内において、制御部12が時間的に位相� ��変部4a,4bの位相差と第1の発振部2aと第2の発� ��部2bの発振周波数を変化させる構成とする� �とも可能である。このように位相差と発振� �波数を変化させることにより、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11の局所加熱� ��解消し、加熱の均一化を図ることが可能で� ��る。

 なお、上記の説明においては、第1の電力 分配部3aおよび第2の電力分配部3bのそれぞれ� ��出力に対して、2つの位相可変部4a,4b、およ� ��4c,4dを挿入した例で説明したが、第1の電力� ��配部3aおよび第2の電力分配部3bのいずれか� �方の出力にのみ位相可変部を挿入して、そ� �位相変化幅を0度から360度となるように調整� ��ることも可能である。

[位相制御動作]
 実施の形態1のマイクロ波加熱装置において は、制御部12からの制御信号により位相可変� ��4a,4b,4c,4dが対向して配置された制御的に対� �なる2つの第1の給電部8aと8b、および2つの第1 の給電部8cと8dのそれぞれから放射されるマ� �クロ波の位相差を自在に変化させる構成を� �している。このように位相可変部4a,4b,4c,4dに より、加熱室10において対向する位置から供� ��されるマイクロ波の位相を調整することに� ��り、加熱室内部に所望の電磁波分布を形成� ��ることが可能となる。実施の形態1における 位相可変部4a,4b,4c,4dは、印加電圧に応じて静� ��容量が変化する静電容量可変素子を用いて� ��成されており、位相可変範囲が0度~180度の� �囲である。なお、制御的に対の第1の給電部8 aと8b、および第1の給電部8cと8dを対向する位� ��ではなく、対向しない位置、例えば同じ壁� ��における異なる位置や、隣接する壁面にお� ��る位置に配設した場合であっても、位相を� ��整することにより加熱室10内の電磁波分布� �変更することができる。

 上記のように、実施の形態1のマイクロ波 加熱装置の加熱動作時においては、アンテナ となる第1の給電部8a,8b,8c,8dにおいて制御的に 対の第1の給電部8aと8b、および第1の給電部8c� ��8dから放射されるマイクロ波の位相差が、� �御部12による位相制御により変化するよう構 成されている。

 以下、このように制御部12により位相制� �を行うことにより被加熱物11を均等、若しく は局部的に加熱することが可能となる理由に ついて説明する。

 まず、マイクロ波加熱装置において、加� ��室10を構成する壁面に対向して配置された� �電部であるアンテナから放射されるマイク� �波において位相差を変化させることにより� �加熱室内部の電磁界分布がどのような変化� �るかについて、本発明者が実験を行ったの� �以下に説明する。

 図9は、実験に用いた加熱室10を上方から� ��た平面断面図である。この実験では、図9に 示すように、初めに加熱室10の内部に所定量� ��水が入った複数のカップ(図9においてはCUと して表示)を整列配置した。その時の各カッ� �(CU)内の中央部(図9において点Pと表示)におけ る水の温度を測定した。

 そして、加熱室10の対向する壁面に配置� �れたアンテナ(A1,A2)から位相を変化させたマ� ��クロ波を放射させた。その後、所定時間経� ��後にマイクロ波の放射を停止して、各カッ� ��(CU)内の中央部の位置(P)において、マイクロ 波放射による水の温度上昇値を測定した。

 アンテナA1から放射されるマイクロ波と� �ンテナA2から放射されるマイクロ波との間で 複数の位相差を設定し、設定した位相差ごと に複数回のマイクロ波を放射した。なお、本 実験では、位相差を0度~320度の範囲において4 0度ごとに変えて測定した。

 上記のように、マイクロ波加熱装置の加� ��室内部の水平面内に配置された水の温度上� ��値を測定することにより、加熱室内部にお� ��るマイクロ波の電磁界分布を調査した。本� ��験によれば、水の温度上昇値が高い領域で� ��電磁界分布が強いと判定でき、水の温度上� ��値が低い領域では電磁界分布が弱いと判定� ��きる。

 図10は、アンテナA1から放射されるマイク ロ波とアンテナA2から放射されるマイクロ波� ��位相差を0度に設定した場合の実験結果を、 水の温度上昇値に基づく等温線により示した ものである。同様に、図11~図18は、アンテナA 1から放射されるマイクロ波とアンテナA2から 放射されるマイクロ波の位相差を40度から320� ��の範囲において40度ごと変えて測定した場� �の実験結果を等温線で示している。なお、� �11~図18に示した各位相差は、アンテナA2から� ��射されるマイクロ波の位相を基準として、� ��ンテナA1から放射されるマイクロ波の遅れ� �相を示している。

 図10~図18に示される実験結果によれば、� �の温度上昇値は、加熱室内部において大き� �ばらついている。また、図13および図14に示� ��ように、設定された位相差が120度および160� ��の場合には、加熱室10の一方の側面(左壁面) に近い領域(図13および図14においてHR1と表示) で温度上昇値が非常に高くなっている。

 また、図17および図18に示すように、設定 された位相差が280度および320度の場合には、 加熱室10の他方の側面(右壁面)に近い領域(図1 7および図18においてHR2と表示)で温度上昇値� �非常に高くなっている。

 以上の実験結果から、本発明者は、加熱� ��内の電磁界分布が、異なる位置に配置され� ��2個のアンテナA1,A2から放射されるマイクロ� ��の位相差に応じて変化することに着目した� ��本発明者は、例えば、対向する壁面等の異� ��る配置されたアンテナA1,A2から放射された� �イクロ波の位相差を変化させることにより� �加熱室内部の被加熱物を均一に加熱するこ� �が可能であること、および被加熱物の特定� �部分を集中的に加熱することが可能である� �とを見出した。

 したがって、異なる位置に配置されたア� ��テナA1,A2から放射されるマイクロ波の位相� �を変化させることにより、加熱室内部の電� �波分布を所望の状態に変化させることがで� �ることが理解できる。このため、加熱ムラ� �解消させるために、従来行っていた加熱室� �部に配置された被加熱物を加熱室内部で移� �させるような機構は必要がなくなる。さら� �、上記のように位相差を変化させることに� �り、加熱室内部の電磁波分布を変化させる� �とができるため、従来行っていたマイクロ� �を放射するアンテナを移動させるような機� �は必要がなくなる。

 また、上記の実験結果から明らかなよう� ��、対向して放射されたマイクロ波の衝突に� ��因した現象が電磁界分布の変化としてあら� ��れているため、アンテナA1とアンテナA2のそ れぞれから放射されるマイクロ波の放射方向 が交差するようにアンテナA1、A2を配設して� �同様の現象が発生する。これは、例えば隣� �する加熱室壁面にアンテナA1、A2を配設する� ��成においても実現できる。

 したがって、本発明に係る実施の形態1の マイクロ波加熱装置においては、電磁界分布 を所望の分布とするために、被加熱物または アンテナを移動させるための機構が必要では なく、加熱室内部に被加熱物またはアンテナ の移動用のスペースを確保する必要がない。 その結果、実施の形態1のマイクロ波加熱装� �の構成は、低コスト化および小型化を実現� �ることができる。

 以上のように、本発明に係る実施の形態1 のマイクロ波加熱装置においては、マイクロ 波を放射する機能を有する複数のマイクロ波 供給手段である給電部を加熱室が構成される 壁面に最適に配置するとともに、第1の給電� �から放射されたマイクロ波の反射電力を第2� ��給電部から加熱室内へ再放射するよう構成� ��ることにより、形状、種類、大きさ、量の� ��なる様々な被加熱物を効率高く所望の状態� ��加熱することができる。

 (実施の形態2)
 図19は本発明に係る実施の形態2のマイクロ� ��加熱装置における加熱室の給電部の構成を� ��す模式図である。実施の形態2のマイクロ波 加熱装置において、前述の実施の形態1のマ� �クロ波加熱装置と異なる点は、加熱室の壁� �に配設されたアンテナである給電部の構成� �ある。

 図19に示すように、実施の形態2のマイク� ��波加熱装置においては、加熱室210を構成す� ��底壁面にのみ複数の給電部が設けられてい� ��。実施の形態2のマイクロ波加熱装置におい て、実施の形態1のマイクロ波加熱装置の構� �と異なる点は、給電部の配置であり、図1に� ��したマイクロ波発生部の構成は同じである� ��め、実施の形態2においては異なる点のみに ついて説明する。

 図19において、加熱室210の底壁面には、4� ��の第1の給電部208a,208b,208c,208dおよび4つの第2 の給電部209a,209b,209c,209dが設けられている。� �19に示すように、制御的に対となる第1の給� �部208aと208bの各開口部は、その長手方向が左 右方向となり、直線上に所定間隔を有して配 置されている。また、第1の給電部208cと208dの 各開口部は、その長手方向が前後方向となり 、直線上に所定間隔を有して配置されている 。4つの第1の給電部208a,208b,208c,208dは、被加熱 物が配置される加熱領域の略中心軸を中心と して、90度の角度を有して放射状に配置され� ��いる。

 一方、制御的に対となる第2の給電部209a� �209bの各開口部の長手方向は、並行に配置さ� ��ており、底壁面において、被加熱物が配置� ��れる加熱領域の略中心軸から同じ距離に設� ��られている。実施の形態2のマイクロ波加熱 装置においては、第2の給電部209aが第1の給電 部208aと208dとの間で、それぞれに対して45度� �角度に形成されている。同様に、第2の給電� ��209bが第1の給電部208bと208cとの間で、それぞ れに対して45度の角度に形成されている。ま� ��、制御的に対となる第2の給電部209cと209dの� ��開口部の長手方向は、並行に配置されてお� ��、底壁面において、被加熱物が配置される� ��熱領域の略中心軸から同じ距離に設けられ� ��いる。実施の形態2のマイクロ波加熱装置に おいては、第2の給電部209cが第1の給電部208a� �208cとの間で、それぞれに対して45度の角度� �形成されている。同様に、第2の給電部209dが 第1の給電部208bと208dとの間で、それぞれに対 して45度の角度に形成されている。

 上記のように、4つの第1の給電部208a,208b,2 08c,208dは被加熱物が配置される加熱領域の略� ��心軸を中心として放射状に配置されており� ��4つの第2の給電部209a,209b,209c,209dは、底壁面� ��おいて、被加熱物が配置される加熱領域の� ��中心軸から同じ距離に対向するよう配置さ� ��ている。実施の形態2においては、給電部を 上記のように配置たれ例で説明するが、制御 的について対となる給電部が同じ励振方向と なるように配置され、第1の給電部からのマ� �クロ波が第2の給電部に伝送されないように� ��成するものであれば本発明に含まれ、同様� ��効果を奏するものである。

 上記のように実施の形態2のマイクロ波加 熱装置においては、底壁面に全ての給電部が 設けられているため、前述の図1に示したマ� �クロ波発生部の構成をマイクロ波加熱装置� �おける底部に集中的に配置することができ� �。実施の形態2のマイクロ波加熱装置は、マ� ��クロ波発生部が集中的に配置されているた� ��、マイクロ波伝送路を短くすることができ� ��マイクロ波伝送路における損失を大幅に低� ��することができる。

 マイクロ波伝送路としては、例えば基板� ��に設けたマイクロストリップ線路、セミリ� ��ッドケーブルのような同軸線路、または導� ��管が用いられる。マイクロストリップ線路� ��は、一般的にはプリント基板を加工して線� ��を形成したものが用いられるが、実施の形� ��2においては誘電体シートの一方の面に線路 となる導体を設け、他方の面に接地となる導 体膜を張り付けて構成したものを用いた。な お、誘電体シートとしてはポリテトラフルオ ロエチレンなどの高周波においても低損失な 材料が用いられる。また、マイクロ波伝送路 として用いられる同軸線路としては、誘電体 の内部に線路となる導体線が埋設され、ケー ブル状の誘電体の外面に接地となる外殻導体 が設けられているものが一般的に用いられる 。上記のように、マイクロ波伝送路として用 いられるマイクロストリップ線路と同軸線路 は、誘電体と導体により構成されているため 、誘電体における誘電体損および導体におけ るオーム損が発生する。

 また、一般的に用いられる導波管は、金属� ��の管(一般的には断面が矩形状の管)であり� �損失は少ないが形状が大きくなるという不� �な点を有する。例えば、2450MHz程度の周波数� ��導波管で伝送するためには、110mm×55mm程度� �断面形状を有する矩形状の導波管が必要と� �る。このため、導波管の使用はマイクロ波� �生部の占有空間が大きなものとなる。
 実施の形態2のマイクロ波加熱装置において は、マイクロ波発生部を集中的に配置して、 マイクロ波伝送路の長さを短くしている。こ のため、マイクロ波伝送路における損失が大 幅に低減され、効率の高い加熱が可能となる 。

 (実施の形態3)
 以下、本発明に係る実施の形態3のマイクロ 波加熱装置について添付の図20および図21を� �いて説明する。実施の形態3のマイクロ波加� ��装置において、前述の実施の形態1のマイク ロ波加熱装置と異なる点は、マイクロ波発生 部における制御部の制御動作である。したが って、実施の形態3のマイクロは加熱装置に� �いて他の実施の形態1,2と異なる点について� �明し、符号は実施の形態1の説明において用� ��た符号を参照する。

 図20は、加熱動作の初期段階において実� �される最小反射電力探査動作において4つの� ��力検出部6a,6b,6c,6dが検出した反射電力の周� �数特性曲線の一例である。図20において、符 号Aが第2の給電部9aが加熱室10側から受け取っ た反射電力をサーキュレータ6aを介して検出� ��た反射電力の周波数特性曲線である。符号B が第2の給電部9bが加熱室側から受け取った反 射電力をサーキュレータ6bを介して検出した� ��波数特性曲線である。第2の給電部9aと9bは� �制御的に対である第1の給電部8aと8bに対応す るものである。同様に、符号Cが第2の給電部9 cが加熱室10側から受け取った反射電力をサー キュレータ6cを介して検出した反射電力の周� ��数特性曲線である。符号Dが第2の給電部9dが 加熱室側から受け取った反射電力をサーキュ レータ6dを介して検出した周波数特性曲線で� ��る。第2の給電部9cと9dは、制御的に対であ� �第1の給電部8cと8dに対応するものである。

 図20の周波数特性曲線A,B,C,Dの一例が示す� ��うに、電力検出部6a,6b,6c,6dのそれぞれが検� �する反射電力は、必ずしも同じ特性曲線を� �し、同じ周波数で最小値を示すものではな� �。これは、加熱室内部に収納された被加熱� �の形状が対称形状ではないなどに起因する� �のであり、それぞれの給電部から見た加熱� �内のインピーダンスは異なっている。

 実施の形態3のマイクロ波加熱装置の制御 部12(図1参照)においては、各電力検出部6a,6b,6 c,6dから入力された反射電力に関する周波数� �性を制御的に対となる周波数特性AとB、およ びCとDをそれぞれ合成する。

 図21は図20の周波数特性曲線AとB、および� ��波数特性曲線CとDを合成した周波数特性曲� �である。図21において、周波数特性曲線Yが� �20の周波数特性曲線AとBを合成して形成され� ��ものである。また、周波数特性曲線Zが図20� ��周波数特性曲線CとDを合成して形成された� �のである。

 図21に示すように、周波数特性曲線AとBが 合成されて形成された周波数特性曲線Yにお� �ては周波数f1において最小反射電力となり、 周波数特性曲線CとDが合成されて形成された� ��波数特性曲線Zにおいては周波数f2において� ��小反射電力となる。したがって、制御的に� ��となる第1の給電部8aと8bから周波数f1のマイ クロ波が出力されて反射電力の少ない効率的 な加熱が行われる。同様に、制御的に対とな る第1の給電部8cと8dから周波数f2のマイクロ� �が出力されて反射電力の少ない効率的な加� �が行われる。

 上記のように、実施の形態3のマイクロ波 加熱装置においては、制御的に対となってい るそれぞれの給電部において、反射電力の少 ない周波数を検出して、その周波数により加 熱処理を行うよう構成されている。したがっ て、本発明に係る実施の形態3のマイクロ波� �熱装置によれば、加熱システム全体として� �反射電力の少ない状態で加熱することがで� �、最適な加熱周波数による加熱システムを� �築することができる。

 本発明のマイクロ波加熱装置によれば、被� ��熱物の加熱時において、制御的に対となる� ��電部から放射されるマイクロ波の位相差を� ��化させることにより、加熱室内の電磁波分� ��を変化させて、加熱室内に配置された加熱� ��を均一、若しくは局部的に加熱することが� ��能となる。
 本発明のマイクロ波加熱装置においては、� ��相差を変化させることにより加熱室内の電� ��波分布を変化させることができるため、加� ��室内に配置された被加熱物を加熱室内で回� ��等の移動動作を行うことなく、被加熱物の� ��一加熱、若しくは局部加熱を行うことが可� ��となる。
 また、本発明のマイクロ波加熱装置におい� ��は、被加熱物の均一加熱を行い、電磁波分� ��を変化させるために、マイクロ波を放射す� ��給電部であるアンテナを移動させる必要が� ��い。したがって、本発明のマイクロ波加熱� ��置は、被加熱物およびアンテナを移動させ� ��ための機構を必要としないため、加熱室内� ��被加熱物およびアンテナを移動させるため� ��空間を確保する必要がなく、マイクロ波加� ��装置の低コスト化および小型化を実現する� ��とができる。

 前述の実施の形態1のマイクロ波加熱装置 においては、制御部が位相差を連続的または 段階的に変化させる制御動作を行っているが 、位相差を段階的に変化させる場合には、位 相差を、例えば40度ごとに変化させてもよい� ��、45度ごとに変化させてもよい。この場合� �一段階当りに変化させる位相差の値は上記� �数値に限定されるものではなく、できる限� �小さい値に設定することが好ましい。これ� �より、被加熱物をより均一に加熱して、不� �一な加熱をより低減することができる。

 なお、本発明のマイクロは加熱装置にお� ��ては、位相差の変化の周期を、予め固定的� ��設定してもよいし、ユーザにより手動で任� ��に設定する構成としてもよい。位相差の変� ��の周期を固定的に設定する場合、例えば30� �で0度から360度まで変化するように設定して� ��よいし、10秒で0度から360度まで変化するよ� ��に設定してもよい。

 また、位相差の変化の範囲は、必ずしも0度 から360度までの範囲の全てである必要はない 。例えば、予め複数の位相差の値とその位相 差の値に対応する電磁界分布との関係を制御 部の内蔵メモリに記憶させておき、制御部が 被加熱物の加熱状態に応じて複数の位相差の 値を選択的に設定してもよい。具体的には、 加熱室内に複数の温度センサを配置して、加 熱室の加熱処理領域の温度を検知する構成と する。この場合、被加熱物の温度を複数の部 位において測定することができ、被加熱物の 温度分布を知ることができる。
 このとき、制御部は、内蔵メモリに記憶さ� ��た位相差と電磁界分布との関係に基づいて� ��均一加熱すべき被加熱物における低温度部� ��で電磁界が強くなるように位相差を設定す� ��。このように位相差を調整することにより� ��被加熱物をより均一に効率高く加熱するこ� ��ができる。