WO2017164290A1 - マイクロ波加熱装置 - Google Patents

Abstract

反射波検出量が最小となる向きで放射アンテナ（５）を停止させ、最小となる向きと異なる向きで放射アンテナ（５）を停止させるようにモータ（１５）を制御する構成とする。この構成によれば、第一に、反射波検出量が最小となる向きで放射アンテナ（５）を停止させる。これにより、最も効率の良い条件での加熱時間を延ばして、一定回転時と比べて加熱効率が向上する。第二に、異なる向きで放射アンテナ（５）を停止させる。これにより、反射波検出量が最小となる向きで生じる加熱ムラとは異なる向きによる加熱ムラを生じさせる。その結果、異なる位置で生じる加熱ムラ同士、加熱ムラが打ち消しあわせて、均一加熱を実現できる。

Description

マイクロ波加熱装置

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　また、導波管内の入射波と反射波に基づいて、回転アンテナの停止位置を制御するマイクロ波加熱装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

　特許文献２に記載のマイクロ波加熱装置は、まず、入射波と反射波から反射率に関する値（反射係数Γもしくは電圧定在波比ρ）を計算する。つぎに、得られた値に基づいて、回転アンテナが一回転した時の値の低いほうから３箇所の回転位置を選定する。そして、選定した回転位置で回転アンテナを１０秒間ずつ停止させる。つまり、反射率が小さい値は、マイクロ波の反射が少ない。そのため、その回転位置の向きで回転アンテナを停止させることにより、被加熱物を効率よく加熱できる。

　しかしながら、特許文献２のマイクロ波加熱装置は、回転アンテナを停止させることで加熱効率は良くなるが、停止により加熱ムラが生じる虞がある。

　つまり、加熱効率が良い向きでの回転アンテナの長時間の停止は、一定のマイクロ波分布で被加熱物が長時間、加熱されることになる。そのため、被加熱物の加熱ムラがより顕著になる。

　また、回転アンテナの回転は、均一加熱を目的としている。回転アンテナの回転停止制御は、本来の目的に反することになる。つまり、均一加熱性能の低下を回避するために、さらなる工夫が必要となる。

　上述したように、従来のマイクロ波加熱装置の構成では、加熱効率の向上と均一加熱の維持との両立が難しい。

国際公開第２０１４／１１９３３３号 特開２００３－２３４１７４号公報

　本発明は、加熱効率の向上と均一加熱の維持とを両立できるマイクロ波加熱装置を提供する。

　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と、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。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基づいて、回転駆動部を制御し放射アンテナの向きを制御する制御部を備える。そして、制御部は、反射波検出量が最小となる向き、および最小となる向きと異なる向きで、放射アンテナの回転を停止させるように回転駆動部を制御する構成を有する。

　この構成によれば、第一に、反射波検出量が最小となる向きで放射アンテナの回転を停止させる。これにより、最も効率の良い加熱条件で被加熱物を加熱する加熱時間が延びる。そのため、放射アンテナを一定回転させて加熱する場合と比べて、より加熱効率が向上する。第二に、最小となる向きと異なる向きで、放射アンテナの回転を停止させる。このとき、反射波検出量が最小となる向きでの停止中に生じる加熱ムラとは別に、異なる向きからのマイクロ波放射による加熱ムラが生じる。

　これにより、最小となる向きでの加熱ムラを、異なる向きでの加熱ムラにより、打ち消しあうことが期待できる。その結果、反射波検出量が最小となる向きだけで停止する場合と比べて、均一加熱を得られる。つまり、加熱効率の向上と、均一加熱の両方を、同時に実現できる。

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平面図である。 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とグリル皿の発熱分布との関係を説明する図である。 図６は、本発明の実施の形態２のマイクロ波加熱装置の扉を外した状態の概略構成を示す正面斜視図である。 図７は、同実施の形態の放射アンテナの向きによる入射波検出量、反射波検出量、吸収量の特性を示す図である。 図８は、同実施の形態の放射アンテナの向きと加熱部位との関係を説明する図である。 図９は、本発明の実施の形態に関わる方向性結合器の斜視図である。 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は、図９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は、図９の方向性結合器における進行波電力検出部の出力特性を示す極座標図である。

　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。

　（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。

　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。

　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。放射アンテナ５は、導波管構造アンテナの一例である。

　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。

　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、容易となる。

　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の下側に配置される給電室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。

　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。

　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。

　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の隙間を設けて、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言うまでも無い。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　なお、図１では、載置台６の上方にグリル皿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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　以上のように、電子レンジ１の給電室２ｂは構成される。

　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。

　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。

　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。

　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、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。

　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。

　以上のように、グリル皿２０は構成される。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　さらに、グリル皿２０の周囲部２０ａのコーナー部２０ａｄ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、コーナー部２０ａｄ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。

　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。

　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。

　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。

　つぎに、上記のように構成される電子レンジ１を用いて、加熱効率の向上と均一加熱を実現する、放射アンテナ５の回転制御について、図４を参照しながら、説明する。

　なお、本実施の形態では、放射アンテナ５の回転制御は、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。

　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）の制御により、被加熱物２１の加熱効率の向上と均一加熱の両方を実現できることを見出した。

　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。

　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、０°として図示している。

　図４に示すように、反射波検出量が最小となる放射アンテナ５の回転角度は、９０°である。また、反射波検出量の小さい値に着目すると、９０°、３１５°、２７０°、４５°の回転角度の順で反射波検出量が小さい。これらの反射波検出量の値は、図中に一点鎖線で示す回転平均Ａｖｅよりも小さい。

　つまり、加熱効率の向上には、反射波検出量が最小の回転角度９０°や、反射波検出量の小さい他の回転角度で、放射アンテナ５を停止させてマイクロ波を放射すれば良いと、一般的には考えられる。しかし、この場合、加熱効率の高いマイクロ波分布での放射が一定時間固定されるため、焼きムラ（加熱ムラ）が生じやすい。その結果、加熱効率は向上するが、被加熱物２１を均一に加熱できない虞が有る。

　そこで、本願発明者らは、さらに、均一な加熱を実現するために、放射アンテナ５の先端開放部１３の向き（回転角度）と、実際のグリル皿における発熱分布との関係を検討した。その結果を、図５に示す。

　図５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とグリル皿の発熱分布との関係を説明する図である。

　まず、図５の上段左図に示すように、放射アンテナ５の回転角度が９０°の場合、放射アンテナ５の先端開放部１３は、給電室２ｂ内で右を向く。このとき、図５の上段右図に示すような、グリル皿２０の発熱分布が得られた。この場合、発熱分布の最も強い領域が、中央よりもやや左側に発生することがわかる。

　一方、図５の中段左図に示すように、放射アンテナ５の回転角度が２７０°の場合、放射アンテナ５の先端開放部１３は、給電室２ｂ内で左を向く。このとき、図５の中段右図に示すような、グリル皿２０の発熱分布が得られた。この場合、発熱分布の最も強い領域が、中央よりもやや右側に発生することがわかる。

　一般に、放射アンテナ５の先端開放部１３が向くほうに、放射されるマイクロ波の指向性があると考えられる。そのため、発熱分布の最も強い領域が、先端開放部１３が向く方向に発生すると推定される。しかし、図５の各右図に示すように、得られた結果は、当初の推定とは逆であった。

　そこで、上記結果について、本願発明者らは、さらに考察した。

　グリルモードにおいて、グリル皿２０を上段に配置した場合、放射アンテナ５とグリル皿２０の距離（上下方向の距離）が遠くなる。このとき、先端開放部１３が向く方向に放射されるマイクロ波は、突出部１８ａ、１８ｂや加熱室空間２の側壁２ｄなどで反射される。その結果、逆側にマイクロ波が集中して、加熱されるのではないかと考察した。

　しかしながら、マイクロ波の集中は、放射アンテナ５の先端開放部１３が対向する対向面の傾斜角度、加熱室空間２の形状、グリル皿２０の高さ位置などによって決まると推測される。つまり、上記グリル皿２０を上段に配置する構成の場合、まず、先端開放部１３から放射されたマイクロ波が対向面の傾斜角度に応じて一回目の反射を起こす。つぎに、加熱室空間２の側壁２ｄで二回目の反射を起こす。その結果、上段に配置されるグリル皿２０の逆側にマイクロ波が集中して当たる、と推測される。そのため、グリル皿２０を、中段および下段の位置に配置すると、例えば中段ではグリル皿２０の中央、下段では先端開放部１３の向いている側にマイクロ波が集中すると推測される。

　上記の結果からも、上述したように、一義的に、加熱ムラの状態を推定することが難しいことが判る。

　しかし、本願発明者らは、図５に示す結果から、放射アンテナ５の回転角度が９０°と、９０°と異なる向き２７０°の発熱分布が、ほぼ対称になっているという点に着目した。

　もちろん、反射波検出量が最小となる回転角度９０°の方が、加熱効率が良いので、図５の上段右図に示すように、色が濃い領域、つまり発熱量の多い領域が広くなる。そのため、図４に示すように、マイクロ波の放射量が若干少ない異なる向きで、放射アンテナ５を同じ時間、停止しても、加熱ムラは解消されないと考えられる。

　そこで、本願発明者らは、放射アンテナ５の停止時間を、例えば９０°よりも２７０°の方を長めに設定して、両者の加熱状態を合成すれば、加熱ムラを均一化できるのではないかと推察した。

　具体的には、図５の下段左図に示すように、放射アンテナ５の回転角度９０°での１０秒停止と、回転角度２７０°での１５秒停止とを、交互に切り替える回転制御で、グリルモード加熱を行った。その結果、図５の下段右図に示すように、かなり均一なグリル皿２０の発熱分布が得られた。

　つまり、本実施の形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジ１は、上述したように、放射アンテナ５の回転中心Ｇは、給電室２ｂの前後方向および左右方向のほぼ中心の位置にある。また、回転中心Ｇは、載置台６の前後方向および左右方向の中心のほぼ直下の位置にある。さらに、給電室２ｂの給電空間は、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を有する。そのため、放射アンテナ５の回転角度９０°と、回転角度２７０°において、対称な加熱ムラを発生させると考えられる。

　以上のように、本実施の形態によれば、電子レンジ１は、被加熱物２１を収納する加熱室空間２と、加熱室空間２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と、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を備える。さらに、電子レンジ１は、放射アンテナ５を回転させるモータ１５と、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（方向性結合器）３０と、反射波検出部３０が検出した反射波検出量に基づいて、モータ１５を制御し放射アンテナ５の向きを制御する制御部１７を備える。そして、制御部１７は、反射波検出量が最小となる向き（例えば、９０°）、および、最小となる向きと異なる向き（例えば、２７０°）で放射アンテナ５の回転を停止させるようにモータ１５を制御する構成を有する。

　この構成によれば、第一に、反射波検出量が最小となる向きで放射アンテナ５の回転を停止させる。これにより、最も効率の良い加熱条件で被加熱物２１を加熱する加熱時間が延びる。そのため、放射アンテナ５を一定の速度で回転させて加熱する場合と比べて、加熱効率が向上する。第二に、最小となる向きと異なる向きで、放射アンテナ５の回転を停止させる。これにより、反射波検出量が最小となる向きでの停止中に生じる加熱ムラとは別に、異なる向きからのマイクロ波放射による加熱ムラが生じる。これにより、最小となる向きでの加熱ムラが、異なる向きでの加熱ムラにより、打ち消される。その結果、反射波検出量が最小となる向きだけで停止する場合と比べて、加熱ムラを抑制した均一な加熱が得られる。つまり、加熱効率の向上と均一加熱の両方を、同時に実現できる。

　また、本実施の形態によれば、制御部１７は、放射アンテナ５の向き（回転角度）によって、停止時間を変えるようにモータ１５を制御してもよい。これにより、反射波検出量が最小となる向き（例えば、９０°）での停止中に生じる加熱ムラと、他の異なる向き（例えば、２７０°）の停止時間中に生じる加熱ムラとの配分を、停止時間の設定で任意に変更できる。そのため、効率向上と均一加熱の両立以外に、どちらを優先して実行するかなどの調整を容易にできる。

　また、本実施の形態によれば、制御部１７は、反射波検出量が最小となる向き（例えば、９０°）における放射アンテナ５の停止時間（例えば、１０秒）よりも、異なる向き（例えば、２７０°）における放射アンテナ５の停止時間を長く（例えば、１５秒）するように、モータ１５を制御してもよい。つまり、反射波検出量が最小となる向きでは、被加熱物２１は、最も効率よく加熱される。そのため、最小となる向きで、他の異なる向き（対称の向きも含む）と同じ時間停止させると、より強く加熱ムラが生じる。一方、異なる向きでは、反射波検出量が最小となる向きよりも加熱効率が悪い。そのため、異なる向きからのマイクロ波の放射では、やや弱めの加熱ムラが被加熱物２１に発生する。そこで、制御部１７は、異なる向きでの放射アンテナ５の停止時間を長くする（具体的には、９０°で１０秒、２７０°で１５秒）。これにより、異なる向きからのマイクロ波の放射で、加熱ムラを強化できる。その結果、互いの加熱ムラをバランス良く打ち消しあうことができる。そのため、より均一な加熱を維持しながら、効率の向上と均一加熱を同時に実現できる。

　また、本実施の形態によれば、放射アンテナ５を停止させる異なる向きをＮ箇所とする場合、制御部１７は、反射波検出量が最小となる向き（例えば、９０°）を基準の向きとして、基準の向きおよび基準の向きから（３６０°／（Ｎ＋１））度ずつ回転した向きで放射アンテナ５を停止するように、モータ１５を制御してもよい。

　この構成によれば、例えば被加熱物２１のサイズが小さいメニューや加熱ムラが問題にならないメニューの場合、異なる向きのＮ箇所を、例えばＮ＝１とする。これにより、反射波検出量が最小となる向き、すなわち最も効率よく加熱する向きの割合を増やして、加熱効率の向上を優先して加熱できる。一方、被加熱物２１のサイズが大きいメニューや加熱ムラが問題となるメニューの場合、異なる向きのＮ箇所を、例えばＮ＝３とする。これにより、異なる向きの割合を増やして、均一な加熱の維持を優先しながら、効率の向上と均一な加熱の維持の優先順位を、任意のＮ箇所を設定することにより、容易に調整できる。

　なお、本実施の形態では、異なる向きが１箇所で、十分に均一な加熱が得られた。そのため、制御部１７は、反射波検出量が最小となる向き（例えば９０°）と、１８０度回転させて異なる向き（例えば、２７０°）で放射アンテナ５の回転を停止するようにモータ１５を制御している。これにより、異なる向きを２箇所以上に設定して、放射アンテナ５を停止させる場合と比べて、最も加熱効率の向上を重視した調整が可能となる。

　（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６を用いて、説明する。

　図６は、本発明の実施の形態２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６は、電子レンジ１を正面側から見た斜視図である。

　図６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３１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。

　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３１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。

　「あたためモード」の場合、被加熱物３１は、載置台６上に直接、載置される。つまり、被加熱物３１と載置台６の直下に配置される放射アンテナ５との距離が近くなる。そのため、被加熱物３１に、放射アンテナ５からのマイクロ波が直接当たる割合が多くなる。その結果、放射アンテナ５の指向性の強い向きに位置する被加熱物３１の部位が、強く加熱される。

　上記被加熱物２１の配置構成により、実施の形態１のグリルモードによる加熱制御とは、異なる制御が必要となる。

　そこで、上記のように電子レンジ１内に配置される被加熱物３１における、加熱効率の向上と均一加熱を実現する、放射アンテナ５の回転制御について、図７を参照しながら、説明する。

　図７は、図６に示す電子レンジ１において、回転する放射アンテナ５の向きによって、方向性結合器３０が検出する入射波検出量、反射波検出量、および吸収量の特性を示す図である。

　なお、図７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、０°として図示している。また、図７の左側の縦軸は、入射波検出量と反射波検出量を示している。具体的には、入射波検出量と反射波検出量が、上に行くほど大きく、下に行くほど小さくなることを示している。

　一方、図７の右側の縦軸は、入射波検出量と反射波検出量から算出した吸収量（実際に被加熱物３１が吸収するマイクロ波の量）を示している。具体的には、吸収量が、上に行くほど小さく、下に行くほど大きくなることを、図７の右側の放射アンテナ５の向き９０°の値を１として、比率で示している。

　図７に示すマイクロ波の吸収量から、放射アンテナ５の向き９０°で放射アンテナ５の回転を停止させると、加熱効率が向上することが判る。しかし、この場合、加熱効率の高いマイクロ波分布での放射が一定時間固定されるため、焼きムラ（加熱ムラ）が生じやすい。その結果、加熱効率は向上するが、被加熱物３１を均一に加熱ができない虞がある。

　そこで、本願発明者らは、均一な加熱を実現するために、放射アンテナ５の先端開放部１３の向き（回転角度）と、載置台６に載置される被加熱物２１の加熱部位との関係を検討した。その結果を、図８に示す。

　図８は、放射アンテナ５の向きと被加熱物３１の加熱部位との関係を説明する図である。

　なお、本実施の形態の場合、上述したように「あたためモード」で被加熱物３１を加熱する。そのため、被加熱物３１は、放射アンテナ５から放射されるマイクロ波が、直接当たる割合が多いと考えられる。

　図８の結果によれば、放射アンテナ５の指向性の強い向きに位置する被加熱物３１の部位が、予想通り、強く加熱されることがわかる。

　具体的には、まず、図８の最上段左図に示すように、放射アンテナ５の回転角度が０°の場合、放射アンテナ５の先端開放部１３は、給電室２ｂ内で後ろを向く。この場合、図８の最上段右図に示すように、被加熱物３１の後ろ側に、強い加熱部位３２ａが発生している。

　また、図８の上段左図に示すように、放射アンテナ５の回転角度が９０°の場合、放射アンテナ５の先端開放部１３は、給電室２ｂ内で右を向く。この場合、図８の上段右図に示すように、被加熱物３１の右側に、強い加熱部位３２ｂが発生している。

　また、図８の下段左図に示すように、放射アンテナ５の回転角度が１８０°の場合、放射アンテナ５の先端開放部１３は、給電室２ｂ内で前を向く。この場合、図８の下段右図に示すように、被加熱物３１の前側に、強い加熱部位３２ｃが発生している。

　さらに、図８の最下段左図に示すように、放射アンテナ５の回転角度が２７０°の場合、放射アンテナ５の先端開放部１３は、給電室２ｂ内で左を向く。この場合、図８の最下段右図に示すように、被加熱物３１の左側に、強い加熱部位３２ｄが発生している。

　上記結果から、本願発明者らは、放射アンテナ５の角度が０°、９０°、１８０°、２７０°と異なる４箇所の向きに対して、強く加熱される４箇所の加熱部位３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが、ほぼ同じ向きの位置に発生している点に着目した。

　このとき、図７に示すように、放射アンテナ５の向きによりマイクロ波の吸収量が異なる。

　具体的には、図７から、被加熱物３１のマイクロ波の吸収量は、放射アンテナ５の向き９０°の吸収量１．０＞向き２７０°の吸収量０．８６＞向き１８０°の吸収量０．６３＞向き０°の吸収量０．５２の関係にある。そのため、同じ時間停止させると、マイクロ波の吸収量の多い放射アンテナ５の向き（例えば、０°）における被加熱物３１の加熱が支配的になる。

　そこで、本実施の形態では、被加熱物３１を均一に加熱するために、上記吸収量の少ない放射アンテナ５の向きほど停止時間を長くするように、放射アンテナ５の回転を制御した。つまり、図８に示す４箇所の放射アンテナ５の向きにおける、以下で説明する停止中の吸収エネルギーが同じになるように制御した。

　すなわち、マイクロ波の吸収エネルギーに相当する、放射アンテナ５の向きによる吸収量と停止時間の積の各値が等しくなるように、それぞれの停止時間を算出した。

　なお、図８においては、吸収量と停止時間の積が５となるように、それぞれの停止時間を算出した。つまり、４箇所それぞれの放射アンテナ５の向きの停止時間を、（停止時間＝５／吸収量）から算出した。これにより、図８に示すように、放射アンテナ５の角度が９０°における停止時間は５秒、同２７０°の停止時間は６秒、同１８０°の停止時間は８秒、同０°の停止時間は１０秒が算出された。その結果、図８のように、４箇所それぞれの放射アンテナ５の向きにおける、加熱部位３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの加熱強度（大きさ）が、同程度になることがわかった。

　そして、放射アンテナ５の向きにおける、例えば４箇所の加熱部位の加熱強度を合算した。その結果、載置台６に、直接、被加熱物３１を載置しても、グリルモードと同様に、加熱ムラなく、より均一な加熱分布で加熱できることが判った。

　以上のように、本実施の形態によれば、電子レンジ１は、被加熱物３１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グネトロン３と、マグネトロン３が発生させたマイクロ波を加熱室２ａに伝送する導波管４と、導波管４を伝送するマイクロ波を加熱室２ａに放射させる放射アンテナ５を備える。さらに、電子レンジ１は、放射アンテナ５を回転させるモータ１５と、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と、方向性結合器３０が検出した反射波検出量に基づいて、モータ１５を制御し放射アンテナ５の向きを制御する制御部１７を備える。そして、制御部１７は、反射波検出量が最小となる向き（例えば、９０°）、および、複数の異なる向き（例えば、０°、１８０°、２７０°）で放射アンテナ５の回転を停止させるようにモータ１５を制御する構成を有する。

　この構成によれば、第一に、反射波検出量が最小となる向きで放射アンテナ５の回転を停止させる。これにより、最も効率の良い加熱条件での被加熱物３１の加熱時間が延びる。そのため、放射アンテナ５を一定の速度で回転させて加熱する場合と比べて、加熱効率が向上する。第二に、３箇所の、最小となる向きと異なる向きで、放射アンテナ５の回転を停止させる。これにより、反射波検出量が最小となる向きでの停止中に生じる加熱ムラとは別に、３箇所の異なる向きからのマイクロ波放射による加熱ムラが生じる。これにより、最小となる向きでの加熱ムラが、３箇所の異なる向きでの加熱ムラと合算されて、打ち消される。その結果、反射波検出量が最小となる向きだけで停止する場合と比べて、加熱ムラを抑制した均一な加熱がえられる。つまり、加熱効率の向上と均一加熱の両方を、同時に実現できる。

　また、本実施の形態によれば、制御部１７は、反射波検出量が最小となる向き（例えば、９０°）における放射アンテナ５の停止時間よりも、異なる向き（例えば、０°、１８０°、２７０°）における放射アンテナ５の停止時間を長くするように、モータ１５を制御してもよい。つまり、反射波検出量が最小となる向きでは、被加熱物３１は、最も効率よく加熱される。そのため、最小となる向きで、他の異なる向きと同じ時間停止させると、より強く加熱ムラが生じる。一方、異なる向きでは、反射波検出量が最小となる向きよりも加熱効率が悪い。そのため、異なる向きからのマイクロ波の放射では、やや弱めの加熱ムラが被加熱物３１に発生する。そこで、制御部１７は、異なる向きでの放射アンテナ５の停止時間を長くする。これにより、異なる向きからのマイクロ波の放射で、加熱ムラを強化できる。その結果、互いの加熱ムラをバランス良く打ち消しあうことができる。そのため、より均一な加熱を維持しながら、加熱効率の向上と均一加熱を同時に実現できる。

　また、本実施の形態によれば、導波管４内の入射波の少なくとも一部を検出する入射波検出部を、さらに有する。制御部１７は、放射アンテナ５を停止させる複数の向き（例えば、９０°、０°、１８０°、２７０°）での入射波検出量と反射波検出量から被加熱物３１によるマイクロ波の吸収量を算出する。そして、制御部１７は、算出したそれぞれの停止位置での吸収量と停止時間の積が等しくなるように（例えば、本実施の形態では５に設定）、モータ１５を制御してもよい。

　この構成によれば、吸収量と停止時間の積は、被加熱物３１が吸収する吸収エネルギーに相当する。そこで、反射波検出量が最小となる向き（例えば、９０°）で加熱ムラを発生させる吸収エネルギーと、異なる向き（例えば、０°、１８０°、２７０°）で加熱ムラを発生させる吸収エネルギーを等しくする。これにより、互いの加熱ムラを、最良のバランスで打ち消すことができる。つまり、最も均一な加熱を維持しながら、効率の向上と均一加熱を同時に実現できる。

　また、本実施の形態によれば、放射アンテナ５を停止させる異なる向きをＮ箇所とする場合、制御部１７は、反射波検出量が最小となる向き（例えば、９０°）を基準の向きとして、基準の向きおよび基準の向きから（３６０／（Ｎ＋１））度ずつ回転した向きで、放射アンテナ５の回転を停止するように、モータ１５を制御してもよい。

　この構成によれば、例えば被加熱物３１のサイズが小さいメニューや加熱ムラが問題にならないメニューの場合、異なる向きのＮ箇所を、例えばＮ＝１とする。これにより、反射波検出量が最小となる向き、すなわち最も効率よく加熱する向きの割合を増やして、加熱効率の向上を優先して加熱できる。一方、被加熱物３１のサイズが大きいメニューや加熱ムラが問題になるメニューの場合、異なる向きのＮ箇所を、例えばＮ＝３とする。これにより、異なる向きの割合を増やして、均一な加熱の維持を優先しながら、効率の向上と均一な加熱の維持の優先順位を、任意のＮ箇所を設定することにより、容易に調整できる。

　上記では、被加熱物３１の直径が約１５０ｍｍで面積が広いために加熱ムラが気になるメニューの場合を例に説明した。具体的には、異なる向きの箇所をＮ＝３とし、９０°以外に、０°、１８０°、２７０°で放射アンテナ５の回転を停止させる構成を例に説明した。つまり、ある程度、加熱効率を犠牲にして、均一な加熱性能の向上を優先させた場合を例に説明した。

　なお、上記各実施の形態では、放射アンテナ５の回転を所定時間停止させる構成を例に説明したが、これに限られない。例えば、放射アンテナ５の回転を完全に停止しなくてもよい。つまり、一定の速度で回転する場合と比べて、放射アンテナ５が所定の向きに向く時間を長くできる構成であればよい。一例として、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、所定の向きを基準にして、狭い角度範囲で、放射アンテナ５を正転・反転駆動させて、時間を長くする構成としてよい。

　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９０°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、９０°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。

　［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。

　上述したように、方向性結合器は、導波管４０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４０内の入射波（または、進行波ともいう）の少なくとも一部を検出する入射波検出部とを有する。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　一方、開口中央部４１ｃを管軸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）が放射されることなる。

　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、電界の回転が、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。

　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。

　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。

　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の両側に配置される。

　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と略平行（平行を含む）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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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内を伝送する際、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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　なお、図１３および図１４の極座標図は、以下の構成および条件で得られた。

　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。

　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のマイクロ波入力端からマイクロ波信号を入力する。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　そこで、上記観点から、図１３および図１４の特性を分析した。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　また、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３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。

　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。

　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と、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。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基づいて、回転駆動部の駆動を制御し放射アンテナの向きを制御する制御部を備える。そして、制御部は、反射波検出量が最小となる向き、および最小となる向きと異なる向きで、放射アンテナの回転を停止させるように回転駆動部を制御する構成を有する。

　この構成によれば、第一に、反射波検出量が最小となる向きで放射アンテナの回転を停止させる。これにより、最も効率の良い加熱条件で被加熱物を加熱する加熱時間が延びる。そのため、放射アンテナを一定回転させて加熱する場合と比べて、より加熱効率が向上する。第二に、最小となる向きと異なる向きで、放射アンテナの回転を停止させる。このとき、反射波検出量が最小となる向きでの停止中に生じる加熱ムラとは別に、異なる向きからのマイクロ波放射による加熱ムラが生じる。

　これにより、最小となる向きでの加熱ムラが、異なる向きでの加熱ムラにより、打ち消しあうことが期待できる。その結果、反射波検出量が最小となる向きだけで停止する場合と比べて、均一加熱が得られる。つまり、加熱効率の向上と、均一加熱の両方を、同時に実現できる。

　また、本発明のマイクロ波加熱装置の制御部は、放射アンテナの向きによって停止時間を変えるように回転駆動部を制御してもよい。これにより、それぞれの放射アンテナの向きの停止中に生じる加熱ムラの配分を変更できる。その結果、停止時間により、加熱効率の向上と均一加熱の、どちらを優先して実行するかを任意に調整して、ユーザの好みの加熱ムラを実現できる。

　また、本発明のマイクロ波加熱装置の制御部は、反射波検出量が最小となる向きにおける停止時間よりも、異なる向きにおける停止時間を長くするように回転駆動部を制御してもよい。

　この構成によれば、反射波検出量が最小となる向きでは、被加熱物は、最も効率よく加熱される。そのため、最小となる向きで、異なる向きと同じ時間停止させると、より強く加熱ムラが生じる。一方、異なる向きでは、反射波検出量が最小となる向きよりも加熱効率が悪い。そのため、異なる向きからのマイクロ波の放射では、やや弱めの加熱ムラが被加熱物に発生する。そこで、異なる向きにおいて、放射アンテナの停止時間を長くする。これにより、異なる向きからのマイクロ波放射で、加熱ムラを強化できる。そのため、互いの加熱ムラをバランス良く打ち消しあうことができる。その結果、さらなる均一加熱を実現しながら、加熱効率の向上と均一加熱を、同時に実現できる。

　また、本発明のマイクロ波加熱装置は、導波管内の入射波の少なくとも一部を検出する入射波検出部を、さらに有する。制御部は、放射アンテナを停止させる複数の異なる向きにおける入射波検出量と反射波検出量から被加熱物によるマイクロ波の吸収量を算出する。そして、制御部は、算出したそれぞれの停止位置での吸収量と停止時間の積が等しくなるように回転駆動部を制御してもよい。

　つまり、吸収量と停止時間の積は、被加熱物が吸収する吸収エネルギーに相当する。そこで、反射波検出量が最小となる向きで加熱ムラを発生させる吸収エネルギーと、複数の異なる向きで加熱ムラを発生させる、それぞれの吸収エネルギーを等しくする。これにより、互いの加熱ムラを、最良のバランスで打ち消すことができる。つまり、最も均一な加熱を実現しながら、加熱効率の向上と均一加熱を、同時に実現できる。

　また、本発明のマイクロ波加熱装置は、放射アンテナを停止させる異なる向きがＮ箇所の場合、制御部は、反射波検出量が最小となる向きを基準の向きとして、基準の向きおよび基準の向きから（３６０°／（Ｎ＋１））度ずつ回転した向きで、放射アンテナの回転を停止するように回転駆動部を制御してもよい。

　この構成によれば、例えば被加熱物のサイズが小さいメニューや加熱ムラが気にならないメニューの場合、異なる向きのＮ箇所を、例えばＮ＝１とする。これにより、反射波検出量が最小となる向き、すなわち最も効率よく加熱する向きの割合を増やして、加熱効率の向上を優先して加熱できる。一方、被加熱物のサイズが大きいメニューや加熱ムラが気になるメニューの場合、異なる向きのＮ箇所を、例えばＮ＝３とする。これにより、異なる向きの割合を増やして均一な加熱を優先しながら、加熱効率の向上と均一加熱との優先順位を、任意のＮ箇所を設定することにより、容易に調整できる。

　また、本発明のマイクロ波加熱装置は、放射アンテナを停止させる異なる向きが１箇所の場合、制御部は、反射波検出量が最小となる向きと、１８０°回転した異なる向きで停止するように回転駆動部を制御してもよい。これにより、最も加熱効率の向上を重視した加熱調理を実行できる。

　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。

　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
　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
　１８ａ，１８ｂ　　突出部
　２０　　グリル皿
　２０ａ　　周囲部
　２０ａｄ　　コーナー部
　２０ｂ　　溝
　２０ｃ　　プレート
　２０ｄ　　絶縁部
　２０ｅ　　マイクロ波吸収発熱体
　２０ｆ　　底面
　２１，３１　　被加熱物
　２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ　　隅部
　３０　　方向性結合器（反射波検出部）
　３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ　　加熱部位
　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

Claims (6)

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で発生させた前記マイクロ波を前記加熱室に伝送する導波管と、
   前記導波管を伝送する前記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、
   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基づいて、前記回転駆動部の駆動を制御し前記放射アンテナの向きを制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記反射波検出量が最小となる向き、および前記最小となる向きと異なる向きで、前記放射アンテナを停止させるように前記回転駆動部を制御するマイクロ波加熱装置。
2. 前記制御部は、前記放射アンテナの前記向きによって停止時間を変えるように前記回転駆動部を制御する請求項１記載のマイクロ波加熱装置。
3. 前記制御部は、前記反射波検出量が最小となる向きにおける前記放射アンテナの停止時間よりも、前記異なる向きにおける停止時間を長くするように前記回転駆動部を制御する請求項２記載のマイクロ波加熱装置。
4. 前記導波管内の入射波の少なくとも一部の入射波検出量を検出する入射波検出部を、さらに有し、
   前記制御部は、前記放射アンテナを停止させる複数の前記異なる向きにおける前記入射波検出量と前記反射波検出量から前記被加熱物による前記マイクロ波の吸収量を算出し、それぞれの停止位置での前記吸収量と停止時間の積を等しくなるように前記回転駆動部を制御する請求項１記載のマイクロ波加熱装置。
5. 前記放射アンテナを停止させる前記異なる向きがＮ箇所の場合、
   前記制御部は、前記反射波検出量が最小となる向きを基準の向きとして、前記基準の向きおよび前記基準の向きから（３６０°／（Ｎ＋１））度ずつ回転した向きで前記放射アンテナを停止するように前記回転駆動部を制御する請求項１記載のマイクロ波加熱装置。
6. 前記放射アンテナを停止させる前記異なる向きが１箇所の場合、
   前記制御部は、前記反射波検出量が最小となる向きと、１８０°回転した前記異なる向きで停止するように前記回転駆動部を制御する請求項５記載のマイクロ波加熱装置。

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