JP2021509017A - 第１ヒータ及び第２ヒータを有するエアロゾル生成装置及びエアロゾル生成装置の第１ヒータ及び第２ヒータの電力を制御する方法 - Google Patents

第１ヒータ及び第２ヒータを有するエアロゾル生成装置及びエアロゾル生成装置の第１ヒータ及び第２ヒータの電力を制御する方法 Download PDF

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Abstract

本発明の一実施例は、エアロゾル生成装置において、エアロゾル生成装置の第１部分に挿入されたシガレットを加熱する第１ヒータ、エアロゾル生成装置の第２部分に脱着されるカートリッジに保存された液状組成物を加熱する第２ヒータ、及び第１ヒータ及び第２ヒータに供給される電力を制御する制御部を含み、制御部は、第１ヒータが加熱される加熱パターンに基づいて、第２ヒータに供給される電力を制御することを特徴とするエアロゾル生成装置を提供する。

Description

本発明は、第１ヒータ及び第２ヒータを有するエアロゾル生成装置及びエアロゾル生成装置の第１ヒータ及び第２ヒータの電力を制御する方法に係り、さらに具体的には、エアロゾル生成装置に備えられている第１ヒータ及び第２ヒータに供給される電力を効果的に制御するための方法及びその方法によって具現されるエアロゾル生成装置に関する。
最近、一般的なシガレットの短所を克服する代替方法に係わる需要が増大している。例えば、シガレットを燃焼させてエアロゾルを生成させる方法ではない、シガレット内のエアロゾル生成物質が加熱されることにより、エアロゾルが生成する方法に係わる需要が増大している。これにより、加熱式シガレットまたは、加熱式エアロゾル生成装置に係わる研究が活発に進められている。
エアロゾル生成装置にヒータが複数個含まれている場合、先に加熱されたヒータが後続して加熱されるヒータに影響を与えてしまう。例えば、エアロゾル生成装置に２つのヒータがあり、最初のヒータが加熱されてから二番目のヒータが加熱される場合、最初のヒータが加熱されることにより、上昇するエアロゾル生成装置の温度によって二番目のヒータの加熱開始温度が常温より高くなり、そのような状態で二番目のヒータを加熱する場合、エアロゾルを生成するためのエアロゾル生成基質に、十分な熱エネルギーが加えられず、霧化量不足現象が生じてしまう恐れがある。
本発明が解決しようとする技術的課題は、第１ヒータ及び第２ヒータを有するエアロゾル生成装置の第１ヒータ及び第２ヒータに供給される電力を効果的に制御するための方法及びその方法によって動作するエアロゾル生成装置を提供することである。
前記技術的課題を解決するための本発明の一実施例によるエアロゾル生成装置は、前記エアロゾル生成装置の第１部分に挿入されたシガレットを加熱する第１ヒータと、前記エアロゾル生成装置の第２部分に脱着されるカートリッジに保存された液状組成物を加熱する第２ヒータと、前記第１ヒータ及び前記第２ヒータに供給される電力を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記第１ヒータが加熱される加熱パターンに基づいて、前記第２ヒータに供給される電力を制御することを特徴とする。
前記技術的課題を解決するための本発明の他の一実施例によるエアロゾル生成装置の第１ヒータ及び第２ヒータを制御する方法は、前記第１ヒータが前記エアロゾル生成装置の第１部分に挿入されたシガレットを加熱する第１加熱段階と、前記第２ヒータが前記エアロゾル生成装置の第２部分に脱着されるカートリッジに保存された液状組成物を加熱する第２加熱段階と、制御部が前記第１ヒータが加熱される加熱パターンに基づいて、前記第２ヒータに供給される電力を制御する連動制御段階と、を含むエアロゾル生成装置の第１ヒータ及び第２ヒータの電力を制御する方法。
その他、前記技術的課題を解決するために、本発明の他の一実施例によるシガレット、またはシガレットを使用するエアロゾル生成装置がユーザに提供される。
本発明によれば、エアロゾル生成装置に備えられている第１ヒータ及び第２ヒータに供給される電力を効果的に制御し、不均等加熱による霧化量不足現象を防止することができる。
エアロゾル生成装置にシガレットが挿入された例を示す図面である。 エアロゾル生成装置にシガレットが挿入された例を示す図面である。 シガレットの例を示す図面である。 シガレットの例を示す図面である。 制御部が第２ヒータに供給される電力を低減制御する過程を説明するための図面である。 制御部が第２ヒータに供給される電力を増大させる過程を説明するための図面である。 制御部が第２ヒータに供給される電力を低減させた後、再び増大させる過程を説明するための図面である。 本発明によるエアロゾル生成装置の第１ヒータ及び第２ヒータの電力を制御する方法の一例を示すフローチャートである。
前記技術的課題を解決するための本発明の一実施例による装置は、エアロゾル生成装置において、前記エアロゾル生成装置の第１部分に挿入されたシガレットを加熱する第１ヒータと、前記エアロゾル生成装置の第２部分に脱着されるカートリッジに保存された液状組成物を加熱する第２ヒータと、前記第１ヒータ及び前記第２ヒータに供給される電力を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記第１ヒータが加熱される加熱パターンに基づいて、前記第２ヒータに供給される電力を制御することを特徴とする。
前記装置において、前記加熱パターンは、前記第１ヒータが既設定の予熱温度に到逹した後、前記到達した予熱温度を一定時間保持するパターンであることを特徴とする。
前記装置において、前記加熱パターンは、前記第１ヒータが前記到達した予熱温度を一定時間保持することにより、温度センサーによって測定された前記エアロゾル生成装置の内部温度が既定値を超過するパターンであることを特徴とする。
前記装置において、前記加熱パターンは、前記第１ヒータが既設定の予熱温度に到逹した後、前記エアロゾル生成装置の内部温度が既定値を超過するパターンであり、前記制御部は、前記加熱パターンに基づいて前記第２ヒータに供給される電力を低減制御(reduction control)することを特徴とする。
前記装置において、前記エアロゾル生成装置の内部温度は、前記カートリッジに付着された温度センサーに基づいて測定されることを特徴とする。
前記装置において、前記エアロゾル生成装置の内部温度は、前記第１ヒータが前記予熱温度に到逹してから一定時間を保持すれば、前記保持された一定時間と前記エアロゾル生成装置の温度上昇値に係わる表を参照して獲得される値であることを特徴とする。
前記装置において、前記制御部は、前記第１ヒータが既設定の予熱温度に到逹した後、一定時間を保持すれば、前記シガレットに伝達された熱エネルギーに基づいて、前記第２ヒータに供給される電力を増大させることを特徴とする。
前記装置において、前記制御部は、前記第１ヒータが既設定の予熱温度に到逹すれば、前記エアロゾル生成装置の内部温度の上昇値に比例して、前記第２ヒータに供給される電力を低減させることを特徴とする。
前記装置において、前記制御部は、前記シガレットに伝達される熱エネルギーに基づいて、前記第２ヒータに供給される低減された電力を増大させることを特徴とする。
前記装置において、前記制御部は、前記加熱パターンと対応する温度プロファイルを保存し、前記保存された温度プロファイルによって前記第２ヒータに供給される電力を制御することを特徴とする。
前記技術的課題を解決するための本発明の他の一実施例による方法は、エアロゾル生成装置の第１ヒータ及び第２ヒータの電力を制御する方法とし、前記第１ヒータが前記エアロゾル生成装置の第１部分に挿入されたシガレットを加熱する第１加熱段階と、前記第２ヒータが前記エアロゾル生成装置の第２部分に脱着されるカートリッジに保存された液状組成物を加熱する第２加熱段階と、制御部が前記第１ヒータが加熱される加熱パターンに基づいて、前記第２ヒータに供給される電力を制御する連動制御段階と、を含む。
前記方法において、前記加熱パターンは、前記第１ヒータが既設定の予熱温度に到逹した後、前記到達した予熱温度を一定時間保持するパターンであることを特徴とする。
前記方法において、前記加熱パターンは、前記第１ヒータが前記到達した予熱温度を一定時間保持することにより、温度センサーによって測定された前記エアロゾル生成装置の内部温度が既定値を超過するパターンであることを特徴とする。
前記方法において、前記加熱パターンは、前記第１ヒータが既設定の予熱温度に到逹した後、前記エアロゾル生成装置の内部温度が既定値を超過するパターンであり、前記連動制御段階は、前記加熱パターンに基づいて前記第２ヒータに供給される電力を低減制御(reduction control)することを特徴とする。
前記方法において、前記エアロゾル生成装置の内部温度は、前記カートリッジに付着された温度センサーに基づいて測定されることを特徴とする。
前記方法において、前記エアロゾル生成装置の内部温度は、前記第１ヒータが前記予熱温度に到逹してから一定時間を保持すれば、前記保持された一定時間と前記エアロゾル生成装置の温度上昇値に係わる表を参照して獲得される値であることを特徴とする。
前記方法において、前記連動制御段階は、前記第１ヒータが既設定の予熱温度に到逹した後、一定時間を保持すれば、前記シガレットに伝達された熱エネルギーに基づいて、前記第２ヒータに供給される電力を増大させることを特徴とする。
前記方法において、前記連動制御段階は、前記第１ヒータが既設定の予熱温度に到逹すれば、前記エアロゾル生成装置の内部温度の上昇値に比例して、前記第２ヒータに供給される電力を低減させることを特徴とする。
前記方法において、前記連動制御段階は、前記シガレットに伝達される熱エネルギーに基づいて、前記第２ヒータに供給される低減された電力を増大させることを特徴とする。
前記方法において、前記連動制御段階は、前記加熱パターンと対応する温度プロファイルを保存し、前記保存された温度プロファイルによって前記第２ヒータに供給される電力を制御することを特徴とする。
発明の実施のための形態
実施形態で使用される用語は、本発明での機能を考慮しながら、可能な限り、現在広く使用される一般的な用語を選択したが、それは、当分野に携わる技術者の意図、判例、または新たな技術の出現などによっても異なる。また、特定の場合は、出願人が任意に選定した用語もあり、その場合、当該発明の説明部分において、詳細にその意味を記載する。従って、本発明で使用される用語は、単純な用語の名称ではない、その用語が有する意味と、本発明の全般にわたる内容とを基に定義されねばならない。
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、それは、特別に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいということを意味する。また、明細書に記載された「…部」、「…モジュール」というような用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、それは、ハードウェアまたはソフトウェアによって具現されるか、あるいは、ハードウェアとソフトウェアとの結合によっても具現される。
以下、添付された図面を参照し、本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野で当業者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本発明は、さまざまに異なる形態として具現され、ここで説明する実施形態に限定されるものではない。
以下では、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１及び図２は、エアロゾル生成装置にシガレットが挿入された例を示す図面である。
図１及び図２を参照すれば、エアロゾル生成装置１０は、バッテリ１２０、制御部１１０、ヒータ１３０及び蒸気化器１８０を含む。また、エアロゾル生成装置１０の内部空間には、シガレット２００が挿入される。
図１及び図２に図示されたエアロゾル生成装置１０には、本実施形態に係わる構成要素が図示されている。したがって、図１及び図２に図示された構成要素以外に、他の汎用的な構成要素がエアロゾル生成装置１０にさらに含まれもするということは、本実施形態と係わる技術分野で当業者であるならば、理解することができるであろう。
また、図１及び図２には、エアロゾル生成装置１０にヒータ１３０が含まれていると図示されているが、必要に応じて、ヒータ１３０は、省略される。
図１には、バッテリ１２０、制御部１１０、蒸気化器１８０及びヒータ１３０が一列に配置されている。また、図２には、蒸気化器１８０及びヒータ１３０が並列に配置されていると図示されている。しかし、エアロゾル生成装置１０の内部構造は、図１または図２に図示されたものに限定されない。言い換えれば、エアロゾル生成装置１０の設計によって、バッテリ１２０、制御部１１０、蒸気化器１８０及びヒータ１３０の配置は変更される。
シガレット２００がエアロゾル生成装置１０に挿入されれば、エアロゾル生成装置１０は、蒸気化器１８０を作動させて、蒸気化器１８０からエアロゾルを発生させうる。蒸気化器１８０によって生成されたエアロゾルは、シガレット２００を通過してユーザに伝達される。蒸気化器１８０に係わるさらに詳細な説明は、後述する。
バッテリ１２０は、エアロゾル生成装置１０の動作に用いられる電力を供給する。例えば、バッテリ１２０は、ヒータ１３０または蒸気化器１８０が加熱されるように電力を供給し、制御部１１０の動作に必要な電力を供給する。また、バッテリ１２０は、エアロゾル生成装置１０に設けられたディスプレイ、センサー、モータなどの動作に必要な電力を供給する。
制御部１１０は、エアロゾル生成装置１０の動作を全般的に制御する。具体的に、制御部１１０は、バッテリ１２０、ヒータ１３０及び蒸気化器１８０だけでなく、エアロゾル生成装置１０に含まれた他の構成の動作を制御する。また、制御部１１０は、エアロゾル生成装置１０の構成それぞれの状態を確認し、エアロゾル生成装置１０が動作可能な状態であるか否かを判断することもできる。
制御部１１０は、少なくとも１つのプロセッサを含む。プロセッサは、多数の論理ゲートのアレイとして具現され、汎用的なマイクロプロセッサと、このマイクロプロセッサで実行されるプログラムが保存されたメモリの組み合わせによっても具現される。また、他の形態のハードウェアにも具現されることを、本実施例が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。
ヒータ１３０は、バッテリ１２０から供給された電力によって加熱される。例えば、シガレットがエアロゾル生成装置１０に挿入されれば、ヒータ１３０は、シガレットの外部に位置する。したがって、加熱されたヒータ１３０は、シガレット内のエアロゾル生成物質の温度を上昇させる。
ヒータ１３０は、電気抵抗性ヒータでもある。例えば、ヒータ１３０には、導電性トラック(track)を含み、導電性トラックに電流が流れることにより、ヒータ１３０が加熱される。しかし、ヒータ１３０は、前記例に限定されず、希望温度まで加熱されるものであれば、制限なしに該当する。ここで、希望温度は、エアロゾル生成装置１０に予め設定されても、ユーザによって所望の温度に設定されてもよい。
一方、他の例において、ヒータ１３０は、誘導加熱式ヒータでもある。具体的に、ヒータ１３０には、シガレットを誘導加熱方式で加熱するための導電性コイルを含み、シガレットは、誘導加熱式ヒータによって加熱されるサセプタを含んでもよい。
図１及び図２には、ヒータ１３０がシガレット２００の外部に配置されると図示されているが、それに限定されない。例えば、ヒータ１３０は、管状加熱要素、板状加熱要素、針状加熱要素または棒状加熱要素を含み、加熱要素の形状によってシガレット２００の内部または外部を加熱する。
また、エアロゾル生成装置１０には、ヒータ１３０が複数個配置されてもよい。この際、複数個のヒータ１３０は、シガレット２００の内部に挿入されるように配置されても、シガレット２００の外部に配置されてもよい。また、複数個のヒータ１３０のうち、一部は、シガレット２００の内部に挿入されるように配置され、残りは、シガレット２００の外部に配置される。また、ヒータ１３０の形状は、図１及び図２に図示された形状に限定されず、多様な形状によっても作製される。
蒸気化器１８０は、液状組成物を加熱してエアロゾルを生成し、生成されたエアロゾルは、シガレット２００を通過してユーザに伝達される。言い換えれば、蒸気化器１８０によって生成されたエアロゾルは、エアロゾル生成装置１０の気流通路に沿って移動し、気流通路は、蒸気化器１８０によって生成されたエアロゾルがシガレットを通過して、ユーザに伝達されるように構成される。
例えば、蒸気化器１８０は、液体保存部、液体伝達手段及び加熱要素を含むが、それらに限定されない。例えば、液体保存部、液体伝達手段及び加熱要素は、独立したモジュールとしてエアロゾル生成装置１０に含まれてもよい。
液体保存部は、液状組成物を保存する。例えば、液状組成物は、揮発性タバコ香成分を含むタバコ含有物質を含む液体であり、非タバコ物質を含む液体でもある。液体保存部は、蒸気化器１８０から脱／付着可能によっても作製され、蒸気化器１８０と一体として作製されてもよい。
例えば、液状組成物は、水、ソルベント、エタノール、植物抽出物、香料、香味剤、またはビタミン混合物を含んでもよい。香料は、メントール、ペパーミント、スペアミントオイル、各種果物の香り成分などを含むが、それらに制限されるものではない。香味剤は、ユーザに多様な香味または風味を提供する成分を含んでもよい。ビタミン混合物は、ビタミンＡ、ビタミンＢ、ビタミンＣ及びビタミンＥのうち、少なくとも１つが混合されたものでもあるが、それらに制限されるものではない。また、液状組成物は、グリセリン及びプロピレングリコールのようなエアロゾル形成剤を含んでもよい。
液体伝達手段は、液体保存部の液状組成物を加熱要素に伝達することができる。例えば、液体伝達手段は、綿纎維、セラミック纎維、ガラスファイバ、多孔性セラミックのような芯(wick)にもなるが、それらに限定されない。
加熱要素は、液体伝達手段によって伝達される液状組成物を加熱するための要素である。例えば、加熱要素は、金属熱線、金属熱板、セラミックヒータなどにもなるが、それらに限定されない。また、加熱要素は、ニクロム線のような伝導性フィラメントで構成され、液体伝達手段に巻き取られる構造によっても配置される。加熱要素は、電流供給によって加熱され、加熱要素と接触された液体組成物に熱を伝達し、液体組成物を加熱する。その結果、エアロゾルが生成される。
例えば、蒸気化器１８０は、カトマイザ(cartomizer)または霧化器(atomizer)とも称されるが、それらに限定されない。
一方、エアロゾル生成装置１０は、バッテリ１２０、制御部１１０及びヒータ１３０以外に汎用的な構成をさらに含んでもよい。例えば、エアロゾル生成装置１０は、視覚情報の出力が可能なディスプレイ及び／または触覚情報の出力のためのモータを含んでもよい。また、エアロゾル生成装置１０は、少なくとも１つのセンサー（パフ感知センサー、温度感知センサー、シガレット挿入感知センサーなど）を含んでもよい。また、エアロゾル生成装置１０は、シガレット２００が挿入された状態でも外部空気が流入されるか、内部気体が流出される構造によっても作製される。
図１及び図２には、図示されていないが、エアロゾル生成装置１０は、別途のクレードルと共にシステムを構成してもよい。例えば、クレードルは、エアロゾル生成装置１０のバッテリ１２０の充電に用いられる。または、クレードルとエアロゾル生成装置１０が結合された状態でヒータ１３０が加熱されてもよい。
シガレット２００は、一般的な燃焼型シガレットと類似してもいる。例えば、シガレット２００は、エアロゾル生成物質を含む第１部分とフィルタなどを含む第２部分に区分される。または、シガレット２００の第２部分にも、エアロゾル生成物質が含まれてもよい。例えば、顆粒またはカプセルの形態に作られたエアロゾル生成物質が第２部分に挿入されてもよい。
エアロゾル生成装置１０の内部には、第１部分全体が挿入され、第２部分は、外部に露出される。または、エアロゾル生成装置１０の内部に第１部分の一部だけ挿入されても、第１部分及び第２部分の一部が挿入されてもよい。ユーザは、第２部分を口にした状態でエアロゾルを吸い込んでもよい。この際、エアロゾルは、外部空気が第１部分を通過することで生成され、生成されたエアロゾルは、第２部分を通過して、ユーザの口に伝達される。
一例として、外部空気は、エアロゾル生成装置１０に形成された少なくとも１つの空気通路を通じて流入される。例えば、エアロゾル生成装置１０に形成された空気通路の開閉及び／または空気通路の大きさは、ユーザによっても調節される。これにより、霧化量、喫煙感などがユーザによって調節される。他の例として、外部空気は、シガレット２００の表面に形成された少なくとも１つの孔(hole)を通じてシガレット２００の内部に流入されてもよい。
以下、図３を参照して、シガレット２００の一例について説明する。
図３及び図４は、シガレットの一例を示す図面である。
図３を参照すれば、シガレット２００は、タバコロッド２１０及びフィルタロッド２２０を含む。図１及び図２に基づいて説明した第１部分は、タバコロッド２１０を含み、第２部分は、フィルタロッド２２０を含む。
図３には、フィルタロッド２２０が単一セグメントと図示されているが、それに限定されない。言い換えれば、フィルタロッド２２０は、複数のセグメントで構成されてもよい。例えば、フィルタロッド２２０は、エアロゾルを冷却する第１セグメント及びエアロゾル内に含まれた所定の成分をフィルタリングする第２セグメントを含んでもよい。また、必要に応じて、フィルタロッド２２０には、他の機能を行う少なくとも１つのセグメントをさらに含んでもよい。
シガレット２００の直径は、５ｍｍないし９ｍｍの範囲以内で、長さは、約４８ｍｍであるが、それらに限定されない。例えば、タバコロッド２１０の長さは、約１２ｍｍ、フィルタロッド２２０の第１セグメントの長さは、約１０ｍｍ、フィルタロッド２２０の第２セグメントの長さは、約１４ｍｍ、フィルタロッド２２０の第３セグメントの長さは、約１２ｍｍであるが、それらに限定されない。
シガレット２００は、少なくとも１枚のラッパ２４０によって包装される。ラッパ２４０には、外部空気が流入されるか、内部気体が流出される少なくとも１つの孔(hole)が形成される。一例として、シガレット２００は、１枚のラッパ２４０によって包装される。他の例として、シガレット２００は、２以上のラッパ２４０によって重畳的に包装されてもよい。例えば、第１ラッパによってタバコロッド２１０が包装され、第２ラッパによってフィルタロッド２２０が包装される。そして、個別ラッパによって包装されたタバコロッド２１０及びフィルタロッド２２０が結合され、第３ラッパによってシガレット２００全体が再包装される。もし、タバコロッド２１０またはフィルタロッド２２０それぞれが複数のセグメントで構成されていれば、それぞれのセグメントが個別ラッパによって包装される。そして、個別ラッパによって包装されたセグメントが結合されたシガレット２００全体が他のラッパによって再包装される。
タバコロッド２１０は、エアロゾル生成物質を含む。例えば、エアロゾル生成物質は、グリセリン、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール及びオレイルアルコールのうち、少なくとも１つを含むが、それらに限定されない。また、タバコロッド２１０は、風味剤、湿潤剤及び／または有機酸(organic acid)のような他の添加物質を含んでもよい。また、タバコロッド２１０には、メントールまたは保湿剤などの加香液が、タバコロッド２１０に噴射されることによって添加される。
タバコロッド２１０は、多様にも作製される。例えば、タバコロッド２１０は、シート(sheet)によっても作製され、ストランド（strand）によっても作製される。また、タバコロッド２１０は、タバコシートが細かく切られた刻みタバコによっても作製される。また、タバコロッド２１０は、熱伝導物質によっても取り囲まれる。例えば、熱伝導物質は、アルミニウムホイルのような金属ホイルでもあるが、それに限定されない。一例として、タバコロッド２１０を取り囲む熱伝導物質は、タバコロッド２１０に伝達される熱を押し並べて分散させ、タバコロッドに加えられる熱伝導率を向上させ、これにより、タバコ味を向上させうる。また、タバコロッド２１０を取り囲む熱伝導物質は、誘導加熱式ヒータによって加熱されるサセプタとしての機能が行える。この際、図面に図示されていないが、タバコロッド２１０は、外部を取り囲む熱伝導物質以外にも追加のサセプタをさらに含んでもよい。
フィルタロッド２２０は、酢酸セルロースフィルタでもある。一方、フィルタロッド２２０の形状には、制限がない。例えば、フィルタロッド２２０は、円柱状ロッドでもあり、内部に中空を含むチューブ状ロッドでもある。また、フィルタロッド２２０は、リセス状ロッドでもある。もし、フィルタロッド２２０が複数のセグメントで構成された場合、複数のセグメントのうち、少なくとも１つが異なる形状によっても作製される。
また、フィルタロッド２２０には、少なくとも１つのカプセル２３０が含まれる。ここで、カプセル２３０は、香味を発生させる機能を行っても、エアロゾルを発生させる機能を行ってもよい。例えば、カプセル２３０は、香料を含む液体を被膜で覆い包む構造でもある。カプセル２３０は、球状または円筒状を有するが、それらに制限されるものではない。
図４を参照すれば、シガレット３は、前端プラグ３３をさらに含んでもよい。前端プラグ３３は、タバコロッド３１において、フィルタロッド３２に対向する一側に位置する。前端プラグ３３は、タバコロッド３１の外部への離脱を防止し、喫煙中にタバコロッド３１から液状化されたエアロゾルがエアロゾル発生装置に流れて行くことを防止することができる。
フィルタロッド３２は、第１セグメント３２１及び第２セグメント３２２を含んでもよい。ここで、第１セグメント３２１は、図４のフィルタロッド２２の第１セグメントに対応し、第２セグメント３２２は、図４のフィルタロッド２２の第３セグメントに対応する。
シガレット３の直径及び全長は、図４のシガレット２の直径及び全長に対応する。例えば、前端プラグ３３の長さは、約７ｍｍ、タバコロッド３１の長さは、約１５ｍｍ、第１セグメント３２１の長さは、約１２ｍｍ、第２セグメント３２２の長さは、約１４ｍｍであるが、それに限定されない。
シガレット３は、少なくとも１枚のラッパ３５によって包装される。ラッパ３５には、外部空気が流入されるか、内部気体が流出される少なくとも１つの孔(hole)が形成される。例えば、第１ラッパ３５１によって前端プラグ３３が包装され、第２ラッパ３５２によってタバコロッド３１が包装され、第３ラッパ３５３によって第１セグメント３２１が包装され、第４ラッパ３５４によって第２セグメント３２２が包装される。そして、第５ラッパ３５５によってシガレット３全体が再包装される。
また、第５ラッパ３５５には、少なくとも１つの穿孔３６が形成される。例えば、穿孔３６は、タバコロッド３１を取り囲む領域に形成されるが、それに制限されない。穿孔３６は、図１及び図２に図示されたヒータ１３によって形成された熱をタバコロッド３１の内部に伝達する役割を行う。
また、第２セグメント３２２には、少なくとも１つのカプセル３４が含まれる。ここで、カプセル３４は、香味を発生させる機能を行っても、エアロゾルを発生させる機能を行ってもよい。例えば、カプセル３４は、香料を含む液体を被膜で覆い包む構造でもある。カプセル３４は、球状または円筒状を有するが、それらに制限されるものではない。
第１ラッパ３５１は、一般的なフィルタ巻紙にアルミニウムホイルのような金属ホイルが結合されたものであってもよい。例えば、第１ラッパ３５１の全体厚さは、４５μｍ〜５５μｍの範囲内に含まれ、望ましくは、５０．３ｕｍでもある。また、第１ラッパ３５１の金属ホイルの厚さは、６ｕｍ〜７μｍの範囲内に含まれ、望ましくは、６．３ｕｍでもある。また、第１ラッパ３５１の坪量は、５０ｇ／ｍ２〜５５ｇ／ｍ２の範囲内に含まれ、望ましくは、５３ｇ／ｍ２でもある。
第２ラッパ３５２及び第３ラッパ３５３は、一般的なフィルタ巻紙によっても作製される。例えば、第２ラッパ３５２及び第３ラッパ３５３は、多孔質巻紙または無多孔質巻紙でもある。
例えば、第２ラッパ３５２の多孔度は、３５０００ＣＵでもあるが、それに制限されない。また、第２ラッパ３５２の厚さは、７０μｍ〜８０μｍの範囲内に含まれ、望ましくは、７８μｍでもある。また、第２ラッパ３５２の坪量は、２０ｇ／ｍ２〜２５ｇ／ｍ２の範囲内に含まれ、望ましくは、２３．５ｇ／ｍ２でもある。
例えば、第３ラッパ３５３の多孔度は、２４０００ＣＵでもあるが、それに制限されない。また、第３ラッパ３５３の厚さは、６０μｍ〜７０μｍの範囲内に含まれ、望ましくは、６８μｍでもある。また、第３ラッパ３５３の坪量は、２０ｇ／ｍ２〜２５ｇ／ｍ２の範囲内に含まれ、望ましくは、２１ｇ／ｍ２でもある。
第４ラッパ３５４は、ＰＬＡ合紙によっても作製される。ここで、ＰＬＡ合紙は、紙層、ＰＬＡ層及び紙層を含む３重の紙を意味する。例えば、第４ラッパ３５４の厚さは、１００μｍ〜１２０μｍの範囲内に含まれ、望ましくは、１１０μｍでもある。また、第４ラッパ３５４の坪量は、８０ｇ／ｍ２〜１００ｇ／ｍ２の範囲内に含まれ、望ましくは、８８ｇ／ｍ２でもある。
第５ラッパ３５５は、滅菌紙（ＭＦＷ）によっても作製される。ここで、滅菌紙（ＭＦＷ）は、引張強度、耐水度、平滑度などが一般紙より増進されるように特殊に製造された紙を意味する。例えば、第５ラッパ３５５の坪量は、５７ｇ／ｍ２〜６３ｇ／ｍ２の範囲内に含まれ、望ましくは、６０ｇ／ｍ２でもある。また、第５ラッパ３５５の厚さは、６４μｍ〜７０μｍの範囲内に含まれ、望ましくは、６７μｍでもある。
第５ラッパ３５５は、所定の物質が内添されうる。ここで、所定の物質の例としては、シリコンが該当するが、それに限定されない。例えば、シリコンは、温度による変化が少ない耐熱性、酸化されない耐酸化性、各種薬品に対する抵抗性、水に対する撥水性、または、電気絶縁性などの特性を有する。但し、シリコンではないにしても、上述した特性を有する物質であれば、制限なしに第５ラッパ３５５に塗布（または、コーティング）にもなる。
前端プラグ３３は、セルロースアセテートによっても作製される。一例として、前端プラグ３３は、セルロースアセテートトウに可塑剤（例えば、トリアセチン）を加えて作製される。セルロースアセテートトウを構成するフィラメントのモノデニール(mono denier)は、１．０〜１０．０の範囲内に含まれ、望ましくは、４．０〜６．０の範囲内に含まれる。さらに望ましくは、前端プラグ３３のフィラメントのモノデニールは、５．０でもある。また、前端プラグ３３を構成するフィラメントの断面はＹ字形でもある。前端プラグ３３のトータルデニール(total denier)は、２００００〜３００００の範囲内に含まれ、望ましくは、２５０００〜３００００の範囲内に含まれる。さらに望ましくは、前端プラグ３３のトータルデニールは、２８０００でもある。
また、必要に応じて、前端プラグ３３は、少なくとも１つのチャネルを含み、チャネルの断面形状は、多様によっても作製される。
タバコロッド３１は、図４を参照して上述したタバコロッド２１と対応する。したがって、以下では、タバコロッド３１に係わる具体的な説明は省略する。
第１セグメント３２１は、セルロースアセテートによっても作製される。例えば、第１セグメントは、内部に中空を含むチューブ状の構造物でもある。第１セグメント３２１は、セルロースアセテートトウに可塑剤（例えば、トリアセチン）を加えて作製される。例えば、第１セグメント３２１のモノデニール及びトータルデニールは、前端プラグ３３のモノデニール及びトータルデニールと同一でもある。
第２セグメント３２２は、セルロースアセテートによっても作製される。第２セグメント３２２を構成するフィラメントのモノデニール(mono denier)は、１．０〜１０．０の範囲内に含まれ、望ましくは、８．０〜１０．０の範囲内に含まれる。さらに望ましくは、第２セグメント３２２のフィラメントのモノデニールは、９．０でもある。また、第２セグメント３２２のフィラメントの断面は、Ｙ字形でもある。第２セグメント３２２のトータルデニール(total denier)は、２００００〜３００００の範囲内に含まれ、望ましくは、２５０００でもある。
図５は、本発明によるエアロゾル生成装置の一例を図式的に示すブロック図である。
図５を参照すれば、本発明によるエアロゾル生成装置１０は、制御部１１０、バッテリ１２０、第１ヒータ１３０、パルス幅変調処理部１４０、ディスプレイ部１５０、モータ１６０、記憶装置１７０、蒸気化器１８０を含む。以下で、図５の第１ヒータ１３０は、図１及び図２で説明したヒータ１３０と同一構成であると見なす。また、説明の便宜上、エアロゾル生成装置１０に含まれている各構成の一般的な機能を１次的に説明し、２次的に実施例による制御部１１０の動作を詳細に説明する。
制御部１１０は、制御信号を生成して送信する方法を通じて、エアロゾル生成装置１０に含まれているバッテリ１２０、ヒータ１３０、パルス幅変調処理部１４０、ディスプレイ部１５０、モータ１６０、記憶装置１７０、蒸気化器１８０を総括的に制御する。図５に図示されていないが、実施例によって、制御部１１０は、ユーザのボタン入力やタッチ入力を受信する入力受信部（図示せず）及びユーザ端末のような外部通信装置との通信を行う通信部（図示せず）をさらに含んでもよい。また、図５に図示されていないが、制御部１１０は、第１ヒータ１３０に対して比例積分微分制御（ＰＩＤ）を行うためのモジュールをさらに含んでもよい。
バッテリ１２０は、ヒータ１３０に電力を供給し、ヒータ１３０に供給される電力の大きさは、制御部１１０が生成した制御信号によって調節される。実施例によって、制御部１１０とバッテリ１２０との間には、バッテリの電圧を一定に保持させるレギュレーター(regulator)が含まれてもよい。
ヒータ１３０は、電流を印加すれば、固有抵抗によって発熱し、加熱されたヒータ１３０にエアロゾル生成基質が接触（結合）されれば、エアロゾルが生成される。
パルス幅変調処理部１４０は、ヒータ１３０にＰＷＭ(pulse width modulation)信号を伝達する方式を通じて、制御部１１０が第１ヒータ１３０及び第２ヒータ１８０ａに供給される電力を制御する。実施例によって、パルス幅変調処理部１４０は、制御部１１０に含まれる方式によって具現されもし、パルス幅変調処理部１４０に出力されるＰＷＭ信号は、デジタルパルス幅変調信号(Digital PWM Signal)でもある。
ディスプレイ部１５０は、エアロゾル生成装置１０で発生する各種アラームメッセージ(Alarm message)を視覚的に出力してエアロゾル生成装置１０を使用するユーザが確認可能にする。ユーザは、ディスプレイ部１５０に出力されるバッテリ電力不足メッセージやヒータの過熱警告メッセージなどを確認してエアロゾル生成装置１０の動作が停止するか、エアロゾル生成装置１０が破損される前に適切な措置を取ることができる。
モータ１６０は、制御部１１０によって駆動されてエアロゾル生成装置１０の使用準備が完了されているという事実をユーザが触覚を通じて認知可能にする。
記憶装置１７０は、制御部１１０が第１ヒータ１３０及び第２ヒータ１８０ａに供給される電力を適切に制御して、エアロゾル生成装置１０を使用するユーザに一貫した風味を提供するための各種情報を保存している。記憶装置１７０は、フラッシュメモリ(flash memory)のように不揮発性メモリによって構成されるだけではなく、さらに速いデータ入出力（Ｉ／Ｏ）速度を確保するために、通電時のみに制限的にデータを保存する揮発性メモリによっても構成される。
蒸気化器１８０は、液状組成物を加熱してエアロゾルを生成し、生成されたエアロゾルは、シガレット２００を通過してユーザに伝達される。図１及び図２で説明したように、蒸気化器１８０は、液体保存部、液体伝達手段及び加熱要素を含んでもよい。特に、蒸気化器１８０は、液体保存部に保存されている液体組成物を加熱するための加熱要素を含み、図５に液体組成物を加熱するための加熱要素は、第２ヒータ１８０ａとして図示されている。液体保存部は、蒸気化器１８０から脱着または付着するようによって作製され、蒸気化器１８０と一体として作製されてもよい。
本発明の一実施例による制御部１１０、パルス幅変調処理部１４０、ディスプレイ部１５０、記憶装置１７０及び蒸気化器１８０は、少なくとも１つ以上のプロセッサ(processor)に該当するか、少なくとも１つ以上のプロセッサを含んでもよい。これにより、制御部１１０、パルス幅変調処理部１４０、ディスプレイ部１５０、記憶装置１７０及び蒸気化器１８０は、マイクロプロセッサや汎用コンピュータシステムのような他のハードウェア装置に含まれた形態に駆動される。
以下、エアロゾル生成装置１０が動作する過程を実施例別に説明する。
図５によるエアロゾル生成装置１０は、エアロゾル生成装置１０の第１部分に挿入されたシガレットを加熱する第１ヒータ１３０、エアロゾル生成装置１０の第２部分に脱着されるカートリッジに保存された液状組成物を加熱する第２ヒータ１８０ａ及び第１ヒータ１３０及び第２ヒータ１８０ａに供給される電力を制御する制御部１１０を含む。この際、制御部１１０は、第１ヒータ１３０が加熱される加熱パターンに基づいて、第２ヒータ１８０ａに供給される電力を制御し、具体的には、制御部１１０が送信した信号に基づいて、パルス幅変調処理部１４０がＰＷＭ信号を生成して送信することで、第１ヒータ１３０及び第２ヒータ１８０ａに電力を供給する。
まず、第１部分は、図３及び図４で説明したシガレットが挿入される部分であって、シガレットが第１部分に挿入されれば、第１ヒータ１３０の熱エネルギーがシガレットに伝達され、シガレットに含まれたエアロゾル生成基質によってエアロゾルが生成される。第２部分は、図１及び図２で説明した蒸気化器１８０が脱着される位置に該当し、ユーザは、蒸気化器１８０のカートリッジ(cartridge)に保存されている液状組成物がいずれも消耗されれば、エアロゾル生成装置１０の第２部分に位置した蒸気化器１８０または蒸気化器１８０に含まれているカートリッジを一時的に除去した後、液状組成物がいずれも充填された蒸気化器１８０またはカートリッジを第２部分に再び付着させうる。
本発明によれば、制御部１１０が第２ヒータ１８０ａに供給される電力を制御する際に、第１ヒータ１３０の加熱パターンに基づいて、第２ヒータ１８０ａの電力供給を制御することにより、第１ヒータ１３０の加熱パターンを考慮せず、第２ヒータ１８０ａの電力供給制御時よりもユーザに安定した霧化量を提供することができる。制御部１１０から電力を供給された第１ヒータ１３０が加熱されれば、エアロゾル生成装置１０の材質の固有の熱伝導率及び比熱によってエアロゾル生成装置１０内部の温度が上昇し、そのような内部の温度上昇は、第２ヒータ１８０ａの温度上昇にも影響を与える。本発明によれば、制御部１１０は、第１ヒータ１３０の加熱パターンによってエアロゾル生成装置１０内部の温度上昇を把握し、第２ヒータ１８０ａに適切な電力供給が可能であり、液状組成物を加熱する第２ヒータ１８０ａがカートリッジの液状組成物を十分に加熱することができる。
選択的な一実施例として、制御部１１０が把握する第１ヒータ１３０の加熱パターンは、第１ヒータ１３０が既設定の予熱温度に到逹した後、到達した予熱温度を一定時間保持するパターンでもある。例えば、制御部１１０は、第１ヒータ１３０の温度が予熱目標温度である２６０℃に到逹してから３秒間保持されれば、第１ヒータ１３０の加熱パターンに基づいて、第２ヒータ１８０ａに供給される電力信号を生成してパルス幅変調処理部１４０を経て第２ヒータ１８０ａに送信することができる。この際、第１ヒータ１３０の加熱パターンに対応する第２ヒータ１８０ａの電力信号は、制御部１１０に予め保存された情報または制御部１１０と有無線で連結された記憶装置１７０に保存された情報に基づいて生成される。
他の選択的な一実施例として、制御部１１０が把握する第１ヒータ１３０の加熱パターンは、第１ヒータ１３０が既設定の予熱温度に到逹した後、到達した予熱温度を一定時間保持することにより、温度センサーによって測定されたエアロゾル生成装置１０の内部温度が既定値を超過するパターンでもある。その選択的一実施例では、第１ヒータ１３０が加熱されることにより、エアロゾル生成装置１０の内部温度の上昇を、制御部１１０が温度センサーを通じて感知し、感知された温度が既定値を超過するか否かを判断する過程を通じて、第２ヒータ１８０ａに供給される電力を制御することができる。
特に、該選択的一実施例によれば、制御部１１０は、第１ヒータ１３０が予め予熱温度に到逹した後、一定時間を保持し（１差判断）、第１ヒータ１３０の加熱動作によってエアロゾル生成装置１０の内部温度が既定値を超過することを感知する（２差判断）方式の二重的な判断手続を通じて、第２ヒータ１８０ａに供給される電力をさらに細密に決定する。その選択的一実施例において、エアロゾル生成装置１０の内部温度を測定する一例として、液状組成物を保存するカートリッジに温度センサーが付着し、実施例によって、温度センサーは、エアロゾル生成装置１０の内部に少なくとも１つ以上付着される。
前述した実施例とさらに異なる選択的一実施例として、制御部１１０が把握する加熱パターンは、第１ヒータ１３０が既設定の予熱温度に到逹した後、エアロゾル生成装置１０の内部温度が既定値を超過するパターンであり、制御部１１０は、加熱パターンに基づいて第２ヒータに供給される電力を低減制御(reduction control)することができる。
図６は、制御部が第２ヒータに供給される電力を低減制御する過程を説明するための図面である。
図６は、第１ヒータ加熱シナリオ６１０、デバイス温度及びカートリッジ容器温度６３０、液状ヒータ加熱最大電力シナリオ６５０及びパフによる液状ヒータ電力シナリオ６７０のグラフを示す。図６において、第１ヒータ加熱シナリオ６１０、デバイス温度及びカートリッジ容器温度６３０のグラフは、左側の温度軸によって解釈し、液状ヒータ加熱最大電力シナリオ６５０及びパフによる液状ヒータ電力シナリオ６７０のグラフは、右側のパーセント電力量軸によって解釈すると見なす。
まず、第１ヒータ加熱シナリオ６１０によれば、第１ヒータ１３０は、常温で予熱目標温度である２６０℃に到逹した後、約３秒間予熱目標温度を保持することで、予熱が完了する。第１ヒータ１３０は、予熱完了後には、階段式で第１ヒータ１３０の温度を徐々に低めつつ、シガレットに含まれているエアロゾル生成基質を加熱させる。
デバイス温度及びカートリッジ容器温度６３０のグラフによれば、第１ヒータ１３０が加熱されることにより、デバイス温度及びカートリッジ容器温度も経時的に徐々に増加することが分かる。デバイス温度及びカートリッジ容器温度６３０は、約２７秒地点で約５０℃に到逹した後、温度上昇勾配が低くなったまま徐々に上昇する。このように、デバイス温度及びカートリッジ容器温度６３０が上昇すれば、液状組成物の気化に必要なエネルギーは減少する。すなわち、デバイス温度及びカートリッジ容器温度６３０が増加することにより、第２ヒータ１８０ａの電力は、制御部１１０によって低減することが望ましい。第２ヒータ１８０ａに供給される電力が制御部１１０によって低減されない場合、液状組成物が過剰気化されることにより、エアロゾルの香味が変わり、ユーザの喫煙満足度が低くもなる。図６では、説明の便宜上、デバイス温度及びカートリッジ容器温度と併記されているが、実施例によって、デバイス温度またはカートリッジ容器温度のうち、いずれか１つの値だけ採択してもよい。
液状ヒータ加熱最大電力シナリオ６５０のグラフは、液状ヒータに供給される最大電力量を示すグラフであって、デバイス温度及びカートリッジ容器温度６３０の上昇に反比例して、第２ヒータ１８０ａに供給される電力量は、経時的に徐々に減少する。
パフによる液状ヒータ電力シナリオ６７０のグラフは、液状ヒータに供給される電力量の最大値ではなく、電力量の変化を詳細に示すグラフであって、ユーザのパフ及び経時的に第２ヒータ１８０ａに供給される電力量の騰落をそのまま反映し、各パフでの電力量の最大値は、液状ヒータ加熱最大電力シナリオ６５０のグラフを境界にすることを示す。
前記実施例とは異なって、制御部１１０は、温度センサーを通じてエアロゾル生成装置の内部温度を把握せず、エアロゾル生成装置１０の温度上昇値に係わる表を参照して獲得される値を利用してもよい。この選択的一実施例によれば、エアロゾル生成装置１０にさらに温度センサーを備える必要もなく、実験値によって第１ヒータ１３０の温度上昇数値が特定値になれば、その温度上昇数値に基づいて予め保存されている表(table)を参照する方式を通じてエアロゾル生成装置の内部温度を把握することができる。
Figure 2021509017
表１は、制御部１１０が参照する表の一例を示す。制御部１１０は、第１ヒータの温度が２６０℃に到逹したまま３秒以上保持されれば、エアロゾル生成装置の内部温度を３０℃に推定し、推定された温度によって低減された電力が第２ヒータ１８０ａに供給されるように制御する。制御部１１０は、第１ヒータの温度が２００℃に到逹したまま３秒以上保持されれば、エアロゾル生成装置の内部温度を４０℃に推定し、推定された温度によって低減された電力が第２ヒータ１８０ａに供給されるように制御する。表１に記載の第１ヒータの温度、保持時間、エアロゾル生成装置の内部温度推定値は、実施例によっても異なる。また、実施例によって、制御部１１０は、第１ヒータの温度とエアロゾル生成装置の内部温度推定値のみに基づいて第２ヒータ１８０ａに供給される電力を低減制御するか、第１ヒータ１３０が既設定の予熱温度に到逹すれば、エアロゾル生成装置の内部温度の上昇値に比例して、第２ヒータ１８０ａに供給される電力を低減制御することもできる。表１のように第１ヒータ１３０によって上昇したエアロゾル生成装置の内部温度によって第２ヒータ１８０ａに低減された電力を供給すれば、シガレットを加熱する第１ヒータ１３０が加熱されることにより、液状を加熱する第２ヒータ１８０ａの加熱に必要なエネルギーが減少されたことが補正され、第２ヒータ１８０ａによって生成されるエアロゾルの霧化量を正確に調節することができる。
前述した例と異なる選択的一実施例として、制御部１１０は、第１ヒータ１３０が既設定の予熱温度に到逹した後、一定時間を保持すれば、第１ヒータ１３０が加熱するシガレットに伝達された熱エネルギーに基づいて、第２ヒータに供給される電力を増大させうる。
図７は、制御部が第２ヒータに供給される電力を増大させる過程を説明するための図面である。
図７は、第１ヒータ加熱シナリオ７１０、シガレット媒質中央温度７３０、液状ヒータ加熱最大電力シナリオ７５０及びパフによる液状ヒータ電力シナリオ７７０のグラフを示す。図７において、第１ヒータ加熱シナリオ７１０、シガレット媒質中央温度７３０のグラフは、左側の温度軸によって解釈し、液状ヒータ加熱最大電力シナリオ７５０及びパフによる液状ヒータ電力シナリオ７７０のグラフは、右側のパーセント電力量軸によって解釈すると見なす。以下、媒質とエアロゾル生成基質は、同義語と見なす。
まず、第１ヒータ加熱シナリオ７１０によれば、第１ヒータ１３０は、常温で予熱目標温度である２６０℃に到逹した後、約３秒間予熱目標温度を保持することで、予熱が完了する。第１ヒータ１３０は、予熱が完了した後には、階段式で第１ヒータ１３０の温度を徐々に低めつつシガレットに含まれている媒質を加熱させる。
シガレット媒質中央温度７３０のグラフによれば、第１ヒータ１３０の加熱開始後、約２１秒経過時点までシガレットの媒質の中央温度は、一定傾度で上昇し、その後、媒質の中央温度は保持される。一例として、制御部１１０は、シガレット媒質中央温度７３０のグラフの積分値を取る方式を通じて、シガレットに伝達された熱エネルギーの総合を獲得することができる。
液状ヒータ加熱最大電力シナリオ７５０のグラフによれば、第１ヒータ１３０の加熱開始後、約１６秒経過時点から、第２ヒータ１８０ａは、加熱され始め、第１ヒータ１３０の加熱開始から約１７秒経過時点から、第２ヒータ１８０ａに供給される最大電力量は、一定傾度を有して増加する。ここで、第１ヒータ１３０の加熱開始から約１７秒経過時点が、制御部１１０が第２ヒータ１８０ａに供給される電力を増大させる時点である。
パフによる液状ヒータ電力シナリオ７７０のグラフは、液状ヒータに供給される電力量の最大値だけではなく、毎時間の電力量の変化を詳細に示すグラフであって、ユーザのパフ及び経時的に第２ヒータ１８０ａに供給される電力量の騰落をそのまま反映し、各パフでの電力量の最大値は、液状ヒータ加熱最大電力シナリオ７５０のグラフを境界にすることを示す。
第１ヒータ１３０が長時間加熱されることにより、シガレット２００の媒質の味が濃くなるほど、カートリッジに保存された液状の霧化量も共に増大されて初めて、ユーザに一貫した喫煙感を提供することができる。すなわち、ユーザがエアロゾル生成装置を通じて吸い込むエアロゾルは、第１ヒータ１３０及び第２ヒータ１８０ａ、それぞれが加熱されることにより、生成されたエアロゾルの総和であるので、ユーザに毎度同じレベルの喫煙満足度を提供するためには、シガレットが第１ヒータ１３０によって加熱されることにより、濃くなるエアロゾルの濃度によって、第２ヒータ１８０ａによる霧化量を比例して増大させる必要がある。図７を通じて説明した、この選択的一実施例は、まさに上のような必要性によって考案された実施例である。
本発明の望ましい一実施例として、制御部１１０は、第１ヒータが既設定の予熱温度に到逹すれば、エアロゾル生成装置の内部温度の上昇値に比例して、第２ヒータ１８０ａに供給される電力を低減させた後、シガレットに伝達される熱エネルギーに基づいて第２ヒータ１８０ａに供給されていた電力を増大させることもできる。
図８は、制御部が第２ヒータに供給される電力を低減させた後、再び増大させる過程を説明するための図面である。
図８は、第１ヒータ加熱シナリオ８１０、シガレット媒質中央温度８３０、カートリッジ容器温度８５０、液状ヒータ加熱最大電力シナリオ８７０及びパフによる液状ヒータ電力シナリオ８９０のグラフを示す。図８において、第１ヒータ加熱シナリオ８１０、シガレット媒質中央温度８３０、カートリッジ容器温度８５０のグラフは左側の温度軸によって解釈し、液状ヒータ加熱最大電力シナリオ８７０及びパフによる液状ヒータ電力シナリオ８９０のグラフは、右側のパーセント電力量軸によって解釈すると見なす。
図８は、図６及び図７で説明した実施例を結合した実施例を説明するための図面である。制御部１１０は、第１ヒータ１３０が予熱目標温度である２６０℃に到逹して決定された時間を保持すれば、第１ヒータ１３０が加熱パターンを満足したと見なし、第１ヒータ１３０が加熱される過程で上昇されたエアロゾル生成装置の温度を獲得する。制御部１１０は、エアロゾル生成装置の温度に反比例して、約２３秒時点で第２ヒータ１８０ａに供給される電力を低減制御していて、シガレット媒質中央温度８３０のグラフによって、約４１秒時点で第２ヒータ１８０ａに供給される電力を一定量増大させる。
図８に図示された方式によってエアロゾル生成装置の第１ヒータ１３０及び第２ヒータ１８０ａに供給される電力が制御されれば、第１ヒータ１３０によってエアロゾル生成装置の内部温度が上昇されたとき、第２ヒータ１８０ａに供給される電力が不正確になる問題点及び第１ヒータ１３０によって、シガレット媒質の中央温度が高い状態を保持する場合に発生する喫煙感の変質現象をいずれも解消可能となる。図８において、第１ヒータ及び第２ヒータの加熱温度、第２ヒータ１８０ａに供給される電力を変更する時点である２３秒、４１秒は、一例であって、その数値に限定されず、実施例によって異なりうる。
他の一実施例として、制御部１１０は、第１ヒータ１３０と対応する温度プロファイル(temperature profile)を保存していて、第１ヒータ１３０が加熱パターンによって加熱されれば、加熱パターンに対応する温度プロファイルに基づいて、第２ヒータ１８０ａに供給される電力を制御する。ここで、温度プロファイルは、制御部１１０または記憶装置１７０に保存されており、前述した方式のように第１ヒータ１３０が加熱されるパターンによって第２ヒータ１８０ａに供給される電力を低減または増大させる方法論をアナログまたはデジタル情報化したことを通称する。
図９は、本発明によるエアロゾル生成装置の第１ヒータ及び第２ヒータの電力を制御する方法の一例を示すフローチャートである。
図９による方法は、図５によるエアロゾル生成装置１０によって具現されるので、図５を参照して説明し、以下、図５の説明と重複する説明は省略する。
第１ヒータ１３０がエアロゾル生成装置１０の第１部分に挿入されたシガレットを加熱する（Ｓ９１０）。
第２ヒータ１８０ａがエアロゾル生成装置１０の第２部分に付着されたカートリッジに保存された液状組成物を加熱する（Ｓ９２０）。
制御部１１０が第１ヒータ１３０が加熱される加熱パターンを把握し（Ｓ９３０）、加熱パターンが既設定のパターンであるか否かを把握する（Ｓ９４０）。
制御部１１０は、加熱パターンが既設定のパターンであれば、加熱パターンによって第２ヒータ１８０ａに供給される電力を低減または増大制御する（Ｓ９５０）。
本発明は、シガレットを加熱する第１ヒータ及び液状を加熱する第２ヒータを備えたエアロゾル生成装置及びそのエアロゾル生成装置が動作する方法に係わるものであって、第２ヒータに供給される電力を第１ヒータの加熱パターンに基づいて、決定することにより、本発明によるエアロゾル生成装置を通じて、ユーザが喫煙すれば、既存に知られた外部加熱式エアロゾル生成装置を用いた喫煙時よりさらに一貫し、満足な喫煙経験が可能である。
以上、説明された本発明による実施例は、コンピュータ上で多様な構成要素を通じて実行可能なコンピュータプログラムの形態として具現され、そのようなコンピュータプログラムは、コンピュータで読み取り可能な媒体に記録される。この際、媒体としては、ハードディスク、フロッピーディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスク(flopticaldisk)のような磁気−光媒体(magneto-optical medium)、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリのようなプログラム命令語を保存して行うように特別に構成されたハードウェア装置を含んでもよい。
一方、前記コンピュータプログラムは、本発明のために特別に設計され、構成されたものであるか、コンピュータソフトウェア分野の当業者に公知されて使用可能なものでもある。コンピュータプログラムの例には、コンパイラによって作られる機械語コードだけではなく、インタープリターなどを使用してコンピュータによって実行される高級言語コードも含まれる。
本発明で説明する特定実行は、一実施例であって、如何なる方法でも本発明の範囲を限定するものではない。明細書の簡潔さのために、従来の電子的な構成、制御システム、ソフトウェア、前記システムの他の機能的な側面の記載は、省略される。また、図面に図示された構成要素間の線の連結または連結部材は、機能的な連結及び／または物理的または回路的連結を例示的に示したものであって、実際装置では、代替可能であるか、さらなる多様な機能的な連結、物理的な連結、または回路連結として示される。また、「必須な」、「重要に」のように具体的な言及がない限り、本発明の適用において必ずしも必要な構成要素ではない。
本発明の明細書（特に特許請求の範囲）において、「前記」及びそれと類似した指示用語の使用は、単数及び複数のいずれにも該当する。また、本発明において範囲(range)を記載した場合、前記範囲に属する個別的な値を適用した発明を含むものであって（これに反する記載がなければ）、発明の詳細な説明に、前記範囲を構成する各個別的な値を記載したものと同一である。最後に、本発明による方法を構成する段階について明白に順序を記載するか、反対となる記載がなければ、前記段階は、適当な順序によって行われる。必ずしも前記段階の記載順序によって本発明が限定されるものではない。本発明において、全ての例、または例示的な用語（例えば、など）の使用は、単に本発明を詳細に説明するためのものであって、特許請求の範囲によって限定されない以上、前記例または、例示的な用語によって本発明の範囲が限定されもるのではない。また、当業者は、多様な修正、組合わせ及び変更が付け加えられた特許請求の範囲、またはその均等物の範疇内で設計条件及びファクターによって構成されることが分かる。
産業上利用可能性
本発明の一実施例は、従来の電子タバコの機能を改善した次世代電子タバコの製造に活用される。

Claims (20)

  1. エアロゾル生成装置において、
    前記エアロゾル生成装置の第１部分に挿入されたシガレットを加熱する第１ヒータと、
    前記エアロゾル生成装置の第２部分に脱着されるカートリッジに保存された液状組成物を加熱する第２ヒータと、
    前記第１ヒータ及び前記第２ヒータに供給される電力を制御する制御部と、を含み、
    前記制御部は、
    前記第１ヒータが加熱される加熱パターンに基づいて、前記第２ヒータに供給される電力を制御することを特徴とするエアロゾル生成装置。
  2. 前記加熱パターンは、
    前記第１ヒータが既設定の予熱温度に到逹した後、前記到達した予熱温度を一定時間保持するパターンであることを特徴とする請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
  3. 前記加熱パターンは、
    前記第１ヒータが前記到達した予熱温度を一定時間保持することにより、温度センサーによって測定された前記エアロゾル生成装置の内部温度が既定値を超過するパターンであることを特徴とする請求項２に記載のエアロゾル生成装置。
  4. 前記加熱パターンは、
    前記第１ヒータが既設定の予熱温度に到逹した後、前記エアロゾル生成装置の内部温度が既定値を超過するパターンであり、
    前記制御部は、
    前記加熱パターンに基づいて前記第２ヒータに供給される電力を低減制御(reduction control)することを特徴とする請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
  5. 前記エアロゾル生成装置の内部温度は、前記カートリッジに付着された温度センサーに基づいて測定されることを特徴とする請求項４に記載のエアロゾル生成装置。
  6. 前記エアロゾル生成装置の内部温度は、
    前記第１ヒータが前記予熱温度に到逹してから一定時間を保持すれば、前記保持された一定時間と前記エアロゾル生成装置の温度上昇値に係わる表を参照して獲得される値であることを特徴とする請求項４に記載のエアロゾル生成装置。
  7. 前記制御部は、
    前記第１ヒータが既設定の予熱温度に到逹した後、一定時間を保持すれば、前記シガレットに伝達された熱エネルギーに基づいて、前記第２ヒータに供給される電力を増大させることを特徴とする請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
  8. 前記制御部は、
    前記第１ヒータが既設定の予熱温度に到逹すれば、前記エアロゾル生成装置の内部温度の上昇値に比例して、前記第２ヒータに供給される電力を低減させることを特徴とする請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
  9. 前記制御部は、
    前記シガレットに伝達される熱エネルギーに基づいて、前記第２ヒータに供給される低減された電力を増大させることを特徴をする請求項８に記載のエアロゾル生成装置。
  10. 前記制御部は、
    前記加熱パターンと対応する温度プロファイルを保存し、
    前記保存された温度プロファイルによって前記第２ヒータに供給される電力を制御することを特徴とする請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
  11. エアロゾル生成装置の第１ヒータ及び第２ヒータの電力を制御する方法であって、
    前記第１ヒータが前記エアロゾル生成装置の第１部分に挿入されたシガレットを加熱する第１加熱段階と、
    前記第２ヒータが前記エアロゾル生成装置の第２部分に脱着されるカートリッジに保存された液状組成物を加熱する第２加熱段階と、
    制御部が前記第１ヒータが加熱される加熱パターンに基づいて、前記第２ヒータに供給される電力を制御する連動制御段階と、を含むエアロゾル生成装置の第１ヒータ及び第２ヒータの電力を制御する方法。
  12. 前記加熱パターンは、
    前記第１ヒータが既設定の予熱温度に到逹した後、前記到達した予熱温度を一定時間保持するパターンであることを特徴とする請求項１１に記載のエアロゾル生成装置の第１ヒータ及び第２ヒータの電力を制御する方法。
  13. 前記加熱パターンは、
    前記第１ヒータが前記到達した予熱温度を一定時間保持することにより、温度センサーによって測定された前記エアロゾル生成装置の内部温度が既定値を超過するパターンであることを特徴とする請求項１２に記載のエアロゾル生成装置の第１ヒータ及び第２ヒータの電力を制御する方法。
  14. 前記加熱パターンは、
    前記第１ヒータが既設定の予熱温度に到逹した後、前記エアロゾル生成装置の内部温度が既定値を超過するパターンであり、
    前記連動制御段階は、
    前記加熱パターンに基づいて前記第２ヒータに供給される電力を低減制御(reduction control)することを特徴とする請求項１１に記載のエアロゾル生成装置の第１ヒータ及び第２ヒータの電力を制御する方法。
  15. 前記エアロゾル生成装置の内部温度は、
    前記カートリッジに付着された温度センサーに基づいて測定されることを特徴とする請求項１４に記載のエアロゾル生成装置の第１ヒータ及び第２ヒータの電力を制御する方法。
  16. 前記エアロゾル生成装置の内部温度は、
    前記第１ヒータが前記予熱温度に到逹してから一定時間を保持すれば、前記保持された一定時間と前記エアロゾル生成装置の温度上昇値に係わる表を参照して獲得される値であることを特徴とする請求項１４に記載のエアロゾル生成装置の第１ヒータ及び第２ヒータの電力を制御する方法。
  17. 前記連動制御段階は、
    前記第１ヒータが既設定の予熱温度に到逹した後、一定時間を保持すれば、前記シガレットに伝達された熱エネルギーに基づいて、前記第２ヒータに供給される電力を増大させることを特徴とする請求項１１に記載のエアロゾル生成装置の第１ヒータ及び第２ヒータの電力を制御する方法。
  18. 前記連動制御段階は、
    前記第１ヒータが既設定の予熱温度に到逹すれば、前記エアロゾル生成装置の内部温度の上昇値に比例して、前記第２ヒータに供給される電力を低減させることを特徴とする請求項１１に記載のエアロゾル生成装置の第１ヒータ及び第２ヒータの電力を制御する方法。
  19. 前記連動制御段階は、
    前記シガレットに伝達される熱エネルギーに基づいて、前記第２ヒータに供給される低減された電力を増大させることを特徴をする請求項１８に記載のエアロゾル生成装置の第１ヒータ及び第２ヒータの電力を制御する方法。
  20. 前記連動制御段階は、
    前記加熱パターンと対応する温度プロファイルを保存し、
    前記保存された温度プロファイルによって前記第２ヒータに供給される電力を制御することを特徴とする請求項１１に記載のエアロゾル生成装置の第１ヒータ及び第２ヒータの電力を制御する方法。
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