JP2023099182A - 適応出力のためにエアロゾル生成要素の属性を識別するための喫煙物品および関連方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】喫煙物品、および喫煙物品の製造方法が提供される。【解決手段】喫煙物品は、熱に応じてエアロゾルを発生するように構成されたエアロゾル生成要素と、中にエアロゾル生成要素を受容するように構成されたキャビティを画定するハウジングと、ハウジングと係合し、エアロゾル生成要素に熱を提供するように構成された加熱要素と、加熱要素と電気的に通信し、それに電気エネルギーを提供するように構成された電源と、ここで、加熱要素は電気エネルギーに応じて熱を発生し、エアロゾル生成要素の属性を識別するように構成されたエアロゾル生成要素識別装置と、エアロゾル生成要素識別装置と通信し、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調して、エアロゾル生成要素の識別された属性に関連するエアロゾル化温度までエアロゾル生成要素を加熱するように加熱要素を導くように構成された制御装置とを備える。【選択図】図4A
Description
本開示は、喫煙物品などのエアロゾル送達装置およびシステムに関し、さらに具体的には、エアロゾルの発生のために電気的に生成された熱を利用するエアロゾル送達装置およびシステム(例えば、電子タバコと一般に呼ばれる、吸入可能な形態のタバコおよび他の材料の成分を生成するための喫煙物品)に関する。そのような物品の非常に好ましい成分は、タバコから作製されるかタバコに由来し、またはこれらの物品は、人間の摂取のためにその他の方法でタバコを組み込むことを特徴とし得、タバコおよび/または他のタバコ関連材料の成分を気化させて、人間の摂取のための吸入可能なエアロゾルを形成することができる。
使用のためにタバコを燃焼することを必要とする喫煙製品の改良品または代替品として、多くの喫煙装置が長年にわたって提案されてきた。これらの装置の多くは、称するところによれば、紙巻タバコ、葉巻またはパイプの喫煙に関連する感覚を提供するが、タバコの燃焼に起因する相当量の不完全燃焼および熱分解生成物を送達することはないように設計されている。この目的のために、電気エネルギーを利用して揮発性材料を気化または加熱するか、タバコを著しく燃焼することなく紙巻タバコ、葉巻またはパイプの喫煙感覚を提供しようとする多くの喫煙製品、香味発生器および薬用吸入器が提案されている。例えば、参照により本明細書に組み込まれるRobinsonらの米国特許第7,726,320号明細書ならびにGriffith,Jr.らの米国特許出願公開第2013/0255702号明細書およびSearsらの米国特許出願公開第2014/0096781号明細書に記載の背景技術に記載されている様々な代替喫煙物品、エアロゾル送達装置および発熱源を参照されたい。また、例えば、参照により本明細書に組み込まれるBlessらの米国特許出願公開第2015/0220232号明細書に記載の商標名および商業的供給元によって参照される様々な種類の喫煙物品、エアロゾル送達装置および電動発熱源を参照されたい。商標名および商業的供給元によって参照される追加の種類の喫煙物品、エアロゾル送達装置および電動発熱源は、同じく参照によりその全体が本明細書に組み込まれるDePianoらの米国特許出願公開第2015/0245659号明細書に記載されている。
電気エネルギーを使用してエアロゾル形成のための熱を発生する特定のタバコ製品、特に電子タバコ製品と呼ばれている特定の製品が、世界中で市販されている。従来型の紙巻タバコ、葉巻またはパイプの属性の多くに類似する代表的な製品は、Philip Morris IncorporatedによるACCORD(R)、InnoVapor LLCによるALPHA(TM)、JOYE 510(TM)およびM4(TM)、White Cloud CigarettesによるCIRRUS(TM)およびFLING(TM)、Lorillard Technologies,Inc.によるBLU(TM)、EPUFFER(R)International Inc.によるCOHITA(TM)、COLIBRI(TM)、ELITE CLASSIC(TM)、MAGNUM(TM)、PHANTOM(TM)およびSENSE(TM)、Electronic Cigarettes,Inc.によるDUOPRO(TM)、STORM(TM)およびVAPORKING(R)、Egar AustraliaによるEGAR(TM)、JoyetechによるeGo-C(TM)およびeGo-T(TM)、Elusion UK LtdによるELUSION(TM)、Eonsmoke LLCによるEONSMOKE(R)、FIN Branding Group,LLCによるFIN(TM)、Green Smoke Inc.USAによるSMOKE(R)、Greenarette LLCによるGREENARETTE(TM)、SMOKE STIK(R)によるHALLIGAN(TM)、HENDU(TM)、JET(TM)、MAXXQ(TM)、PINK(TM)およびPITBULL(TM)、Philip Morris International,Inc.によるHEATBAR(TM)、Crown7製のHYDRO IMPERIAL(TM)およびLXE(TM)、LOGIC TechnologyによるLOGIC(TM)およびTHE CUBAN(TM)、Luciano Smokes Inc.によるLUCI(R)、Nicotek,LLCによるMETRO(R)、Sottera,Inc.によるNJOY(R)およびONEJOY(TM)、SS Choice LLCによるNO.7(TM)、PremiumEstore LLCによるPREMIUM ELECTRONIC CIGARETTE(TM)、Ruyan America,Inc.によるRAPP E-MYSTICK(TM)、Red Dragon Products,LLCによるRED DRAGON(TM)、Ruyan Group(Holdings) Ltd.によるRUYAN(R)、Smoker Friendly International,LLCによるSF(R)、The Smart Smoking Electronic Cigarette Company Ltd.によるGREEN SMART SMOKER(R)、Coastline Products LLCによるSMOKE ASSIST(R)、Smoking Everywhere,Inc.によるSMOKING EVERYWHERE(R)、VMR Products LLCによるV2CIGS(TM)、VaporNine LLCによるVAPOR NINE(TM)、Vapor 4 Life,Inc.によるVAPOR4LIFE(R)、E-CigaretteDirect,LLCによるVEPPO(TM)、R.J.Reynolds Vapor CompanyによるVUSE(R)、Mistic EcigsによるMistic Menthol productならびにCN Creative Ltd.によるthe Vype productとして市販されている。さらに他の電動エアロゾル送達装置、特にいわゆる電子タバコとして特徴付けられている装置は、COOLER VISIONS(TM)、DIRECT E-CIG(TM)、DRAGONFLY(TM)、EMIST(TM)、EVERSMOKE(TM)、GAMUCCI(R)、HYBRID FLAME(TM)、KNIGHT STICKS(TM)、ROYAL BLUES(TM)、SMOKETIP(R)、SOUTH BEACH SMOKE(TM)の商号の下に市販されている。
場合によっては、エアロゾル生成要素を加熱してエアロゾルを形成するための電気エネルギーによって発生される熱または加熱プロファイルは、エアロゾル生成要素の性質に関係なく本質的に同じである。したがって、そのような構成には、例えば、電池寿命の短縮、エアロゾル生成要素の熱関連損傷(すなわち、焦げ付き)および/またはエアロゾル生成要素のサービス寿命の縮小(すなわち、使用ごとの過剰なエアロゾル発生)などのいくつかの制限が存在する場合がある。
このため、エアロゾル生成要素の識別された属性に関連して、電動喫煙物品のエアロゾル生成要素に提供される熱を変調するための構成を喫煙物品に提供することが望ましいであろう。また、喫煙物品が、エアロゾル生成要素の属性を識別し、それに応じて熱出力を制御するための構成を含むことが望ましいであろう。
適応出力のためにエアロゾル生成要素の属性を識別するための喫煙物品および関連方法が開示されている。
いくつかの態様では、喫煙物品は、熱に応じてエアロゾルを発生するように構成されたエアロゾル生成要素と、中にエアロゾル生成要素を受容するように構成されたキャビティを画定するハウジングと、ハウジングと動作可能に係合し、エアロゾル生成要素に熱を提供するように構成された加熱要素と、電気エネルギーに応じて熱を発生する加熱要素と電気的に通信し、それに電気エネルギーを提供するように構成された電源と、ハウジングと係合し、作動時にエアロゾル生成要素の属性を識別するように構成されたエアロゾル生成要素識別装置と、エアロゾル生成要素識別装置と通信し、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調して、エアロゾル生成要素の識別された属性に関連するエアロゾル化温度までエアロゾル生成要素を加熱するように加熱要素を導くように構成された制御装置とを含む。
いくつかの他の態様では、喫煙物品の製造方法は、中にエアロゾル生成要素を受容するように構成されたキャビティを画定するハウジングと加熱要素を動作可能に係合させることであって、加熱要素は、エアロゾル生成要素に熱を提供して、エアロゾル生成要素がそれに応じてエアロゾルを発生するように構成される、ことと、加熱要素と電気的に通信するように電源を係合させることであって、電源は加熱要素に電気エネルギーを提供するように構成され、加熱要素は電気エネルギーに応じて熱を発生する、ことと、ハウジングとエアロゾル生成要素識別装置を係合させることであって、エアロゾル生成要素識別装置は、その作動時にエアロゾル生成要素の属性を識別するように構成され、エアロゾル生成要素識別装置と制御装置を係合させることとを含み、制御装置は、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調して、エアロゾル生成要素の識別された属性に関連するエアロゾル化温度までエアロゾル生成要素を加熱するように加熱要素を導くように構成される。
さらなる態様では、喫煙物品は、熱に応じてエアロゾルを発生するように構成された固体エアロゾル生成材料と、中に固体エアロゾル生成材料を受容するように構成されたキャビティを画定する管状ハウジングと、管状ハウジングと動作可能に係合し、固体エアロゾル生成材料に熱を提供するように構成された加熱要素と、電気エネルギーに応じて熱を発生する加熱要素と電気的に通信し、それに電気エネルギーを提供するように構成された電源と、ハウジングと係合し、作動時に固体エアロゾル生成材料の属性を識別するように構成されたエアロゾル生成要素識別装置と、エアロゾル生成要素識別装置と通信し、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調して、固体エアロゾル生成材料の識別された属性に関連するエアロゾル化温度まで固体エアロゾル生成材料を加熱するように加熱要素を導くように構成された制御装置とを含む。
さらに別の態様では、喫煙物品は、熱に応じてエアロゾルを発生するように構成されたエアロゾル生成液体と、第1の端部と、長手方向に対向する第2の端部とを有する管状ハウジングであって、中にエアロゾル生成液体を受容するように構成されたキャビティを画定する外壁を含む管状ハウジングと、エアロゾル生成液体に熱を提供するように構成された加熱要素と、管状ハウジングの第1および第2の端部の一方と動作可能に係合した長手方向端部を有する構成要素ハウジングとを含み、構成要素ハウジングは、電気エネルギーに応じて熱を発生する加熱要素と電気的に通信し、それに電気エネルギーを提供するように構成された電源と、電源と係合し、作動時にエアロゾル生成液体の属性を識別するように構成されたエアロゾル生成要素識別装置と、加熱要素に提供される電気エネルギーを変調して、エアロゾル生成液体の識別された属性に関連するエアロゾル化温度までエアロゾル生成液体を加熱するように加熱要素を導くように構成された制御装置とを含む。
したがって、本開示は、限定するものではないが、以下の実施形態を含む。
実施形態1:喫煙物品であって、熱に応じてエアロゾルを発生するように構成されたエアロゾル生成要素と、中にエアロゾル生成要素を受容するように構成されたキャビティを画定するハウジングと、ハウジングと動作可能に係合し、エアロゾル生成要素に熱を提供するように構成された加熱要素と、電気エネルギーに応じて熱を発生する加熱要素と電気的に通信し、それに電気エネルギーを提供するように構成された電源と、ハウジングと係合し、作動時にエアロゾル生成要素の属性を識別するように構成されたエアロゾル生成要素識別装置と、エアロゾル生成要素識別装置と通信し、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調して、エアロゾル生成要素の識別された属性に関連するエアロゾル化温度までエアロゾル生成要素を加熱するように加熱要素を導くように構成された制御装置とを備える、喫煙物品。
実施形態2:ハウジングが、円筒形キャビティを画定する外壁を備える、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態3:加熱要素が、外壁の周りに延在するように構成された第1の部分と、円筒形キャビティ内に延在するように構成された第2の部分とを備える、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態4:制御装置が、加熱要素の第2の部分に提供される電気エネルギーとは別個および個別に、第1の部分に提供される電気エネルギーを変調して、第1および第2の部分の個々の制御を提供するように構成される、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態5:エアロゾル生成要素識別装置が、エアロゾル生成要素の属性を識別する属性識別子を検出するように構成された属性識別検出器を備える、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態6:属性識別子が、エアロゾル生成要素の属性を識別する、統一製品コード(UPC)バーコード、QRコードまたは無線周波数識別(RFID)装置を含む、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態7:属性識別検出器が、作動時に属性識別子を検出し、それに関連するエアロゾル生成要素の属性を識別し、属性の識別を制御装置に通信するように構成されたカメラ、無線トランシーバまたはスキャナを含む、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態8:属性識別子がエアロゾル生成要素のパッケージング上に提供される、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態9:エアロゾル生成要素の属性が、香味、エアロゾル生成要素の各構成成分の加熱プロファイル、エアロゾル生成要素の構成成分間の最大エアロゾル化温度、エアロゾル生成要素の構成成分の最大エアロゾル化温度に対して電源を制御するためのワット数、およびそれらの組合せからなるグループから選択される、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態10:エアロゾル生成要素識別装置が、作動時にエアロゾル生成要素の属性を識別するアルゴリズムを実行するように構成されたプロセッサを備える、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態11:エアロゾル生成要素識別装置が、エアロゾル生成要素を分析して、その構成成分を決定し、構成成分間の最大エアロゾル化温度を決定し、決定された最大エアロゾル化温度を制御装置に通信するように構成され、制御装置が、決定された最大エアロゾル化温度に応じて、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調する、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態12:エアロゾル生成要素識別装置が、エアロゾル生成要素の構成成分間の最大エアロゾル化温度に関するユーザ入力を受け取るように構成され、制御装置が、ユーザ入力の最大エアロゾル化温度に応じて、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調する、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態13:エアロゾル生成要素が、ハウジングのキャビティ内に取り外し可能に受容されるように構成された環状タバコプラグを含む、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態14:エアロゾル生成要素が、カートリッジに受容されたエアロゾル生成液体を含み、カートリッジがハウジングと取り外し可能に係合する、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態15:喫煙物品の製造方法であって、中にエアロゾル生成要素を受容するように構成されたキャビティを画定するハウジングと加熱要素を動作可能に係合させることであって、加熱要素は、エアロゾル生成要素に熱を提供して、エアロゾル生成要素がそれに応じてエアロゾルを発生するように構成される、ことと、加熱要素と電気的に通信するように電源を係合させることであって、電源は加熱要素に電気エネルギーを提供するように構成され、加熱要素は電気エネルギーに応じて熱を発生する、ことと、ハウジングとエアロゾル生成要素識別装置を係合させることであって、エアロゾル生成要素識別装置は、その作動時にエアロゾル生成要素の属性を識別するように構成される、ことと、エアロゾル生成要素識別装置と制御装置を係合させることとを含み、制御装置が、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調して、エアロゾル生成要素の識別された属性に関連するエアロゾル化温度までエアロゾル生成要素を加熱するように加熱要素を導くように構成される、喫煙物品の製造方法。
実施形態16:ハウジングと加熱要素を動作可能に係合させることが、円筒形キャビティを画定する外壁を備える管状ハウジングと、加熱要素を動作可能に係合させることを含む、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの方法。
実施形態17:管状ハウジングと加熱要素を動作可能に係合させることが、加熱要素の第1の部分を動作可能に係合させて、外壁の周りに延在させ、加熱要素の第2の部分を円筒形キャビティ内に延在させることを含む、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの方法。
実施形態18:加熱要素の第2の部分に提供される電気エネルギーとは別個および個別に、第1の部分に提供される電気エネルギーを制御装置によって変調して、加熱要素の第1および第2の部分の個々の制御を提供することを含む、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの方法。
実施形態19:エアロゾル生成要素識別装置の属性識別検出器を使用して、エアロゾル生成要素の属性を識別する属性識別子を検出することを含む、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの方法。
実施形態20:属性識別子の統一製品コード(UPC)バーコード、QRコードまたは無線周波数識別(RFID)装置を使用して、エアロゾル生成要素の属性を識別することを含む、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの方法。
実施形態21:属性識別検出器のカメラ、無線トランシーバまたはスキャナを作動時に使用して、属性識別子を検出して、それに関連するエアロゾル生成要素の属性を識別し、属性の識別を制御装置に通信することを含む、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの方法。
実施形態22:エアロゾル生成要素のパッケージング上に属性識別子を提供することを含む、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの方法。
実施形態23:エアロゾル生成要素識別装置のプロセッサにより、その作動時にエアロゾル生成要素の属性を識別するアルゴリズムを実行することを含む、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの方法。
実施形態24:エアロゾル生成要素識別装置により、エアロゾル生成要素を分析して、その構成成分を決定することと、構成成分間の最大エアロゾル化温度を決定することと、決定された最大エアロゾル化温度を制御装置に通信することと、決定された最大エアロゾル化温度に応じて、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを、制御装置を用いて変調することとを含む、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの方法。
実施形態25:エアロゾル生成要素識別装置で、エアロゾル生成要素の構成成分間の最大エアロゾル化温度に関するユーザ入力を受け取ることと、ユーザ入力の最大エアロゾル化温度に応じて、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを、制御装置を用いて変調することとを含む、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの方法。
実施形態26:喫煙物品であって、熱に応じてエアロゾルを発生するように構成された固体エアロゾル生成材料と、中に固体エアロゾル生成材料を受容するように構成されたキャビティを画定する管状ハウジングと、管状ハウジングと動作可能に係合し、固体エアロゾル生成材料に熱を提供するように構成された加熱要素と、電気エネルギーに応じて熱を発生する加熱要素と電気的に通信し、それに電気エネルギーを提供するように構成された電源と、ハウジングと係合し、作動時に固体エアロゾル生成材料の属性を識別するように構成されたエアロゾル生成要素識別装置と、エアロゾル生成要素識別装置と通信し、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調して、固体エアロゾル生成材料の識別された属性に関連するエアロゾル化温度まで固体エアロゾル生成材料を加熱するように加熱要素を導くように構成された制御装置とを備える、喫煙物品。
実施形態27:管状ハウジングが、円筒形キャビティを画定する外壁を備える、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態28:加熱要素が、外壁の周りに延在するように構成された第1の部分と、円筒形キャビティ内に延在するように構成された第2の部分とを備える、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態29:制御装置が、加熱要素の第2の部分に提供される電気エネルギーとは別個および個別に、第1の部分に提供される電気エネルギーを変調して、第1および第2の部分の個々の制御を提供するように構成される、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態30:固体エアロゾル生成材料が、管状ハウジングのキャビティ内に取り外し可能に受容されるように構成された環状タバコプラグを含み、その結果、環状タバコプラグの内面が加熱要素の第2の部分の周りに延在し、加熱要素の第1の部分が円筒形キャビティ内の環状タバコプラグの外面の周りに延在する、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態31:管状ハウジングが、管状ハウジングのキャビティ内から環状タバコプラグを取り外すように構成された取り外し機構を備える、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態32:エアロゾル生成要素識別装置が、固体エアロゾル生成材料の属性を識別する属性識別子を検出するように構成された属性識別検出器を備える、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態33:属性識別子が、固体エアロゾル生成材料の属性を識別する、統一製品コード(UPC)バーコード、QRコードまたは無線周波数識別(RFID)装置を含む、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態34:属性識別検出器が、作動時に属性識別子を検出し、それに関連する固体エアロゾル生成材料の属性を識別し、属性の識別を制御装置に通信するように構成されたカメラ、無線トランシーバまたはスキャナを備える、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態35:属性識別子が固体エアロゾル生成材料のパッケージング上に提供される、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態36:固体エアロゾル生成材料の属性が、香味、固体エアロゾル生成材料の各構成成分の加熱プロファイル、固体エアロゾル生成材料の構成成分間の最大エアロゾル化温度、固体エアロゾル生成材料の構成成分の最大エアロゾル化温度に対して電源を制御するためのワット数、およびそれらの組合せからなるグループから選択される、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態37:エアロゾル生成要素識別装置が、作動時に固体エアロゾル生成材料の属性を識別するアルゴリズムを実行するように構成されたプロセッサを含む、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態38:エアロゾル生成要素識別装置が、固体エアロゾル生成材料を分析して、その構成成分を決定し、構成成分間の最大エアロゾル化温度を決定し、決定された最大エアロゾル化温度を制御装置に通信するように構成され、制御装置が、決定された最大エアロゾル化温度に応じて、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調する、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態39:エアロゾル生成要素識別装置が、固体エアロゾル生成材料の構成成分間の最大エアロゾル化温度に関するユーザ入力を受け取るように構成され、制御装置が、ユーザ入力の最大エアロゾル化温度に応じて、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調する、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態40:喫煙物品であって、熱に応じてエアロゾルを発生するように構成されたエアロゾル生成液体と、第1の端部と、長手方向に対向する第2の端部とを有する管状ハウジングであって、中にエアロゾル生成液体を受容するように構成されたキャビティを画定する外壁を含む管状ハウジングと、エアロゾル生成液体に熱を提供するように構成された加熱要素と、管状ハウジングの第1および第2の端部の一方と動作可能に係合した長手方向端部を有する構成要素ハウジングとを備え、構成要素ハウジングが、電気エネルギーに応じて熱を発生する加熱要素と電気的に通信し、それに電気エネルギーを提供するように構成された電源と、電源と係合し、作動時にエアロゾル生成液体の属性を識別するように構成されたエアロゾル生成要素識別装置と、加熱要素に提供される電気エネルギーを変調して、エアロゾル生成液体の識別された属性に関連するエアロゾル化温度までエアロゾル生成液体を加熱するように加熱要素を導くように構成された制御装置とを備える、喫煙物品。
実施形態41:加熱要素が抵抗コイルを含む、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態42:制御装置が、抵抗コイルに提供される電気エネルギーを変調するように構成される、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態43:管状ハウジングが構成要素ハウジングから取り外し可能である、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態44:エアロゾル生成要素識別装置が、エアロゾル生成液体の属性を識別する属性識別子を検出するように構成された属性識別検出器を備える、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態45:属性識別子が、エアロゾル生成液体の属性を識別する、統一製品コード(UPC)バーコード、QRコードまたは無線周波数識別(RFID)装置を含む、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態46:属性識別検出器が、作動時に属性識別子を検出し、それに関連するエアロゾル生成液体の属性を識別し、属性の識別を制御装置に通信するように構成されたカメラ、無線トランシーバまたはスキャナを含む、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態47:属性識別子が、エアロゾル生成液体を収容するためのカートリッジのパッケージング上に、エアロゾル生成液体のパッケージング上に、またはエアロゾル生成液体を受容するカートリッジ上に提供される、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態48:エアロゾル生成液体の属性が、香味、エアロゾル生成液体の各構成成分の加熱プロファイル、エアロゾル生成液体の構成成分間の最大エアロゾル化温度、エアロゾル生成液体の構成成分の最大エアロゾル化温度に対して電源を制御するためのワット数、およびそれらの組合せからなるグループから選択される、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態49:エアロゾル生成要素識別装置が、作動時にエアロゾル生成液体の属性を識別するアルゴリズムを実行するように構成されたプロセッサを備える、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態50:エアロゾル生成要素識別装置が、エアロゾル生成液体を分析して、その構成成分を決定し、構成成分間の最大エアロゾル化温度を決定し、決定された最大エアロゾル化温度を制御装置に通信するように構成され、制御装置が、決定された最大エアロゾル化温度に応じて、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調する、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
実施形態51:エアロゾル生成要素識別装置が、エアロゾル生成液体の構成成分間の最大エアロゾル化温度に関するユーザ入力を受け取るように構成され、制御装置が、ユーザ入力の最大エアロゾル化温度に応じて、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調する、任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せの喫煙物品。
本開示のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、以下に簡単に説明する添付の図面とともに、以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。本開示は、そのような特徴または要素が本明細書の特定の実施形態の説明または特許請求の範囲において明示的に組み合わされているか、そうでなければ列挙されているかどうかにかかわらず、本開示に記載されているか、請求項のうちいずれか1つ以上に列挙されている2つ、3つ、4つまたはそれ以上の特徴または要素の任意の組合せを含む。本開示は、本開示の文脈が明らかに他のことを指示しない限り、その態様および実施形態のいずれかにおいて、本開示の任意の分離可能な特徴または要素が、組合せ可能であるように意図された通りに見えるように全体的に読み取られることが意図されている。
本開示は上述の一般的な用語で記載しており、添付の図面をこれから参照するが、これらの図面は必ずしも縮尺通りに描かれていない。
本開示は、以下、その例示的な実施形態を参照して、さらに詳細に記載される。これらの例示的な実施形態は、本開示が徹底的に、完全になり、本開示の範囲を当業者に完全に伝えるために記載される。実際、本開示は、多くの異なる形態で具体化されてもよく、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が、適用される法的要件を満たすように提供される。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される単数形「a」、「an」、「the」は、文脈上他に明確に指示されない限り、複数の指示対象を含む。
本開示は、電気エネルギーを使用して(好ましくは、材料を著しく燃焼させることなく)材料を加熱して、エアロゾルおよび/または吸入可能な物質を形成する物品およびその製品の説明を提供する。そのような物品は、「手持ち式」装置とみなされるのに十分に小型であることが最も好ましい。特定の非常に好ましい態様では、物品は喫煙物品として特徴付けられる。本明細書で使用される用語「喫煙物品」は、その物品または装置のいかなる構成要素も実質的に燃焼させることなく、紙巻タバコ、葉巻またはパイプを喫煙するという感覚の多く(例えば、吸入および呼気の形式、味または香味の種類、感覚刺激効果、物理的感触、使用形式、目に見えるエアロゾルによってもたらされるような視覚的刺激など)を提供する物品および/または装置を意味することを意図される。本明細書で使用される用語「喫煙物品」は、動作中に、物品または装置が、タバコの燃焼または熱分解の副産物から生じるエアロゾルの意味での煙を発生することを必ずしも意味せず、むしろ、物品または装置が、物品および/または装置の特定の構成要素、要素などの揮発または気化に起因する(煙状として記述されるようにみなされ得る目に見えるエアロゾルとみなされ得るエアロゾル内の蒸気を含む)蒸気を産みだすことを意味する。非常に好ましい態様では、喫煙物品として特徴付けられる物品または装置は、タバコおよび/またはタバコ由来成分を組み込む。
本開示の物品または装置はまた、蒸気発生物品、エアロゾル送達物品または薬剤送達物品として特徴付けることができる。したがって、そのような物品または装置は、吸入可能な形態または状態の1つ以上の物質を提供するように構成可能である。例えば、吸入可能な物質は、実質的に蒸気の形態(すなわち、その臨界点よりも低い温度で気相にある物質)であり得る。あるいは、吸入可能な物質は、エアロゾルの形態(すなわち、気体中の微細固体粒子または液滴の懸濁)であり得る。分かりやすくするために、本明細書で使用される用語「エアロゾル」は、目に見えるかどうか、また煙状であるとみなされ得る形態であるかどうかに関わりなく、人間の吸入に適した形態または種類の蒸気、気体およびエアロゾルを含むことを意味する。
本開示の喫煙物品は、使用時に、従来型の喫煙物品(例えば、炎によって点火することにより使用され、続いて燃焼されるタバコを吸入することにより使用される紙巻タバコ、葉巻またはパイプ)を使用する際の個人の多くの物理的アクションを受ける。例えば、本開示の喫煙物品のユーザは、従来型の喫煙物品に大いに似たその物品を保持し、その物品によって発生されたエアロゾルを吸入するためにその物品の一端を吸引し、選択された時間間隔で吹かしたりできる。
本開示の喫煙物品は、一般に、ハウジング内に提供されたいくつかの構成要素を含む。ハウジングの全体的な設計は可変であり、喫煙物品の全体の大きさおよび形状を画定するハウジングの形式または構成も可変である。典型的には、紙巻タバコまたは葉巻の形状に類似するハウジングが、単一の一体型のシェルから形成されてもよいか、ハウジングが、2つ以上の分離可能な部品から形成されてもよい。例えば、喫煙物品は、形状が実質的に管状であるハウジングを含むことができ、それゆえ、従来の紙巻タバコまたは葉巻の形状に類似し得る。一態様では、喫煙物品は、接合される、および分離可能である、3つの外側ハウジング構成要素、本体または部分を含むことができる。例えば、喫煙物品は、一端に、1つ以上の構成要素(例えば、再充電可能な電池および/または様々な電子機器、例えば、喫煙物品の動作を制御するためのコントローラ)を収容する構成要素ハウジングまたはシェルを含む電源部と、マウスピース部と、1つ以上の構成要素(例えば、エアロゾルを発生するための加熱要素および固形タバコおよび/またはタバコ関連材料)を収容するキャビティを画定するハウジングを含む、それらの間の加熱/エアロゾル生成部とを含むことができる。
別の態様では、喫煙物品は、接合される、および分離可能である3つのハウジング構成要素、本体または部分を含むことができる。追加的または代替的に、喫煙物品は、3つのハウジング構成要素のうちの1つ以上の中に受容されるように構成された追加のハウジング構成要素を含んでもよい。例えば、喫煙物品は、一端に、エンドキャップ部と、1つ以上の構成要素(例えば、喫煙物品の動作を制御するための制御構成要素および/または様々なエレクトロニクス)を収容するハウジングを含むマウスピース部と、1つ以上の構成要素(例えば、再充電可能な電池および/または他の電源および/または様々なエレクトロニクス、例えば、喫煙物品の動作を制御するためのコントローラを収容する構成要素ハウジングまたはシェルを含む、それらの間の電源部とを含んでもよい。追加的または代替的に、エンドキャップ部および/または電源部は、1つ以上の構成要素(例えば、エアロゾルを生成するための固形タバコおよび/またはタバコ関連材料)を収容する本体を含む加熱/エアロゾル生成部をその中に受容するように構成されてもよい。さらに、本開示の背景技術の項に列挙されている代表的な製品などの市販の電子喫煙物品を考慮して、様々な喫煙物品の設計および構成要素の構成を理解することができる。
本開示の喫煙物品は、最も好ましくは、電源(例えば、電気的なパワー源)、少なくとも1つの制御構成要素(例えば、電源から物品の他の構成要素への電流の流れを制御することなどによって、発熱のための電力を作動、制御、調整および停止するための構成)、ヒータまたは発熱要素(例えば、例えば、一般に「噴霧器」と呼ばれる電気抵抗加熱要素または構成要素)、エアロゾル生成要素(例えば、固形タバコおよび/またはタバコ関連材料、エアロゾル生成液体など)、およびエアロゾル吸入のために喫煙物品を吸引することを可能にする吸い口端領域、部分または先端(例えば、発生されたエアロゾルが吸引によりそこから引き出され得るように、物品を通る画定された空気流路)の何らかの組合せを含む。物品内の構成要素の位置合わせは可変である。特定の態様では、エアロゾル生成要素は、吸い口端領域と電源との間に配置される。ただし、他の構成は除外されない。例えば、いくつかの態様では、電源は、吸い口端領域とエアロゾル生成要素との間に配置される。
一般に、ヒータ構成要素からの熱がエアロゾル生成要素(ならびに、ユーザへの送達のために同様に提供され得る1つ以上の香味料、薬剤など)を揮発させ、ユーザに送達するためのエアロゾルを形成することができるように、エアロゾル生成要素の十分近くにヒータ構成要素が配置され得る。加熱要素がエアロゾル生成要素を加熱すると、消費者による吸入に適した物理的形態でエアロゾルが形成、放出または生成される。前述の用語は、放出する(release)、放出する(releasing)、放出する(releases)または放出された(released)への言及が、形成するまたは生成する(form or generate)、形成するまたは生成する(forming or generating)、形成するまたは生成する(forms or generates)および形成されたまたは生成された(formed or generated)を含むように言い換え可能であることを意味することに留意すべきである。具体的には、吸入可能な物質は、蒸気もしくはエアロゾルまたはそれらの混合物の形態で放出される。さらに、本開示の背景技術の項に列挙されている代表的な製品などの市販の電子喫煙物品を考慮して、様々な喫煙物品の構成要素の選択を理解することができる。
本開示の態様によれば、喫煙物品は、電池または他の電気的なパワー源を組み込んで、例えば、抵抗加熱、制御システムの電力供給、インディケータの電力供給などの様々な機能性を物品に提供するのに十分な電流の流れを提供する。電源は様々な態様をとることができる。好ましくは、電源は、加熱要素を急速に加熱するのに十分な電力を提供して、エアロゾルを形成し、所望の持続時間にわたる使用を通して物品に電力を提供することができる。電源は、物品が容易に取り扱われるように、物品内に都合よく収まる大きさであることが好ましい。さらに、好ましい電源は、望ましい喫煙経験を損なわないように十分に軽量である。
有用な電源の例には、好ましくは再充電可能なリチウムイオン電池(例えば、再充電可能な二酸化マンガンリチウム電池)が挙げられる。特に、リチウムポリマー電池は、そのような電池が安全性を高めるため使用可能である。また、N50-AAA CADNICAニッケルカドミウム電池など、他の種類の電池が使用されてもよい。本開示に従って使用され得る電池のさらに別の例は、Peckerarらの米国特許出願公開第2010/0028766号明細書に記載されており、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。本開示の特定の態様では、薄膜電池が使用されてもよい。これらの電池またはそれらの組合せのいずれも電源に使用され得るが、使い捨て電池に関連するコストおよび廃棄の考慮事項のために、再充電可能な電池が好ましい。使い捨て電池が提供される態様では、喫煙物品は電池の取り外しおよび交換のためのアクセスを含むことができる。あるいは、再充電可能な電池が使用される態様では、喫煙物品は、標準の120ボルトAC壁コンセントまたは他の供給源、例えば、自動車の電気システム、またはUSB接続を含む別個のポータブル電源から電力を得る従来の充電ユニットの対応する接点と相互作用する充電用接点を含むことができる。例えば、喫煙物品に存在する比較的小さな電池に複数の充電を提供することができる比較的大きな電池ユニットを含むことができる携帯用充電ケースに、電池を再充電するための構成が提供されてもよい。喫煙物品はさらに、非接触誘導再充電システムを提供するための構成要素を含むことができ、それにより、喫煙物品は外部電源に物理的に接続されることなく充電され得る。したがって、喫煙物品は、電磁場から喫煙物品内の再充電可能な電池へのエネルギーの伝送を促進するための構成要素を含むことができる。
いくつかの態様では、電源はまた、1つ以上のコンデンサを含むことができる。例えば、電源は、任意の数の電池および/またはコンデンサの組合せを含んでもよい。いくつかの態様では、電源は、少なくとも1つの電池と少なくとも1つのコンデンサとを含んでもよい。コンデンサは、電池よりも速く放電することができ、吹かしの合間に充電することができるため、電池が、加熱要素に直接電力を提供するために使用される場合よりも低い速度でコンデンサに放電することを可能にする。例えば、電池とは別に、または電池と組み合わせて、スーパーキャパシタ、すなわち、電気二重層コンデンサ(EDLC)が使用されてもよい。スーパーキャパシタは、単独で使用される場合、喫煙物品の各使用前に再充電されてもよい。したがって、本開示はまた、スーパーキャパシタを補充するために使用の合間に喫煙物品に取り付けられ得る充電器構成要素を含んでもよい。
喫煙物品はさらに、様々な電力管理ソフトウェア、ハードウェアおよび/または他の電子制御構成要素を含むことができる。例えば、そのようなソフトウェア、ハードウェアおよび/または電子制御装置は、電池の充電の実行、電池の充電および放電状態の検出、省電力動作の実行、電池の意図しない放電または過放電の防止などの機能を含むことができる。
本開示による「コントローラ」、「制御構成要素」、「制御装置」および/または「制御ユニット」は、本喫煙物品で有用な様々な要素を包含することができる。さらに、本開示による喫煙物品は、単一要素に組み合わせられ得る、または喫煙物品内の別個の場所に存在することができる1つ、2つ、またはそれ以上の制御ユニットを含むことができ、様々な制御の態様を実行するために個々の制御ユニットが利用されてもよい。例えば、喫煙物品は、電池からの電力放電を制御するために、電池と一体であるか、そうでなければ電池と組み合わされた制御装置を含むことができる。喫煙物品は、エアロゾル生成要素識別装置と組み合わせてエアロゾル生成要素に特定の加熱温度を提供するための加熱構成要素の調節など、物品の他の機能を制御する制御装置を別個に含むことができる。あるいは、物品の複数の制御機能またはあらゆる制御機能を実行する単一のコントローラが提供されてもよい。同様に、物品に使用されるセンサ(例えば、吹かしおよび/または吸引センサ)が、刺激に応じて電源からの電力放電の作動を制御する制御装置を含むことができる。喫煙物品は、物品の他の機能を制御する制御装置を別個に含むことができる。あるいは、物品の複数の制御機能またはあらゆる制御機能を実行するために、単一のコントローラがセンサに提供されるか、そうでなければセンサと関連付けられてもよい。したがって、本喫煙物品にコントローラの様々な組合せを組み合わせて、物品のあらゆる機能の所望のレベルの制御を提供してもよいことを理解することができる。
喫煙物品はまた、電源から、加熱要素などの物品のまた別の構成要素への電気エネルギーの流れを制御するのに有用な1つ以上の制御装置を含むことができる。具体的には、物品は、電源から加熱要素への電流の流れを作動させる制御ユニットを含むことができる。本開示のいくつかの態様によれば、喫煙物品は、電流の流れを手動制御するための制御回路に連結され得るプッシュボタンを含むことができ、消費者は、プッシュボタンを使用して物品をオンにし、および/または加熱要素への電流の流れを作動させることができる。物品の電力供給をオンオフする手動動作のために、および例えばエアロゾル生成のための抵抗加熱要素などの加熱要素の加熱をアクティブ化するために、複数のボタンが提供されてもよい。存在する1つ以上のプッシュボタンが、喫煙物品の外面と実質的に同一平面にあってもよい。
喫煙物品は、プッシュボタンの代わりに(またはそれに加えて)、物品に対する消費者の吸引に応答する1つ以上の制御装置(すなわち、吹かしにより作動される加熱)を含むことができる。例えば、物品は、消費者が物品を吸引する際の圧力変化または空気流変化のいずれかにセンシティブなスイッチ(すなわち、吹かしにより作動されるスイッチ)を含んでもよい。他の好適な電流作動/作動解除機構が、温度により作動されるオン/オフスイッチまたは唇圧により作動されるスイッチを含んでもよい。そのような吹かしによる作動能力を提供することができる例示的な機構には、イリノイ州フリーポートのHoneywell,Inc.のMicroSwitch部門によって製造されたモデル163PC01D36シリコンセンサが挙げられる。このようなセンサを使用すると、消費者が物品を吸引する際の圧力の変化により、加熱要素が迅速にアクティブ化され得る。さらに、流れ感知装置、例えば、熱線風速測定法の原理を使用するものなどを使用して、空気流の変化を感知した後、加熱要素の通電を十分迅速に行ってもよい。使用され得るまた別の吹かしにより作動されるスイッチは、フロリダ州フォート・ローダデールのMicro Pneumatic Logic,Inc.製のモデル番号MPL-502-V、範囲Aなどの圧力差スイッチである。別の好適な吹かしにより作動される機構は、所定の閾値圧力を検出するための比較器に順次結合された感圧変換器(例えば、増幅器または利得段を備える)である。さらに別の好適な吹かしにより作動される機構は、気流によって偏向されるベーンであり、そのベーンの動きは、運動感知構成によって検出される。さらに別の好適な作動機構は、圧電スイッチである。また、イリノイ州フリーポートのHoneywell,Inc.のMicroSwitch部門製の好適に接続されたHoneywell MicroSwitch Microbridge Airflow Sensor、部品番号AWM 2100Vも有用である。本開示による加熱回路に使用され得るデマンド動作型(demand-operated)電気スイッチの追加の例は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるGerthらの米国特許第4,735,217号明細書に記載されている。他の好適な差動スイッチ、アナログ圧力センサ、流量センサなどが、本開示の知識を有する当業者には明らかであろう。吸引中の圧力変化がスイッチによって容易に識別されるように、吹かし作動式スイッチと喫煙物品内の空気流通路との間に流体接続を提供する圧力感知管または他の通路が含まれてもよい。本喫煙物品に有用であり得るマイクロコントローラを含む電流調節回路および他の制御ユニットの追加の説明は、いずれもBrooksらの米国特許第4,922,901号明細書、米国特許第4,947,874号明細書および米国特許第4,947,875号明細書、McCaffertyらの米国特許第5,372,148号明細書、Fleischhauerらの米国特許第6,040,560号明細書ならびにNguyenらの米国特許第7,040,314号明細書に提供されており、これらはいずれも参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
特に、装置の1つ以上の構成要素のための多様な種類の「パワーアップ」および/または「パワーダウン」を可能にするために、静電容量感知構成要素が様々な方法で装置に組み込まれてもよい。静電容量感知は、限定するものではないが、近接、位置もしくは変位、湿度、流体レベル、圧力または加速度を検出および/または測定するセンサなど、静電容量結合に基づく技術を組み込んだ任意のセンサの使用を含むことができる。静電容量感知は、表面静電容量、投影静電容量、相互静電容量または自己静電容量を提供する電子部品から生じ得る。静電容量センサは、一般に、導電性であるか、空気とは異なる誘電体を有するものを検出することができる。静電容量センサは、例えば、機械的ボタン(すなわち、上記のプッシュボタン)を静電容量の代替物を置き換えることができる。したがって、本開示による静電容量感知の特定の用途の1つは、タッチ静電容量センサである。例えば、ユーザが様々なコマンドを入力することを可能にするタッチ可能部分(すなわち、タッチパッド)が喫煙物品上に存在してもよい。最も基本的に、タッチパッドは、既に説明したように、プッシュボタンとほぼ同じ方法で加熱要素に電力を提供することができる。他の態様では、喫煙物品上の唇の存在および/または圧力、または物品に対する吸引が装置に信号を送って、加熱要素に電力を提供することができるように、喫煙物品の吸い口端近くに静電容量感知が適用されてもよい。タッチ静電容量センサに加えて、本開示に従って運動静電容量センサ、液体静電容量センサおよび加速度計を利用して、喫煙物品から様々な反応を引き起こすことができる。さらに、光電センサも本発明の喫煙物品に組み込むことができる。
本喫煙物品に利用されるセンサは、エアロゾル生成要素を加熱し、ユーザによる吸入のためのエアロゾルを形成するために、加熱要素への電力の流れのために明示的にシグナルすることができる。センサはまた、追加の機能を提供することができる。例えば、「ウェイクアップ」センサが含められうる。同様の機能を提供する他の感知方法も、本開示に従って利用することができる。
消費者が喫煙物品の吸い口端を吸引すると、作動機構が、加熱要素を通る電流の流れが制限されないように、または中断されないようにして、急速に熱を生成することができる。急速な加熱のために、(i)加熱要素を通る電流の流れを調節して、抵抗素子の加熱およびそれによって生じる温度を制御し、(ii)エアロゾル生成要素の過熱および劣化を防止するために、電流調節構成要素を含むことが有用であり得る。
電流調節回路は特に時間基準であってよい。具体的には、そのような回路は、吸引中の最初の時間の間、加熱要素を流れる電流の流れが中断されないようにする機構と、続いて、吸引が完了するまで電流の流れを調節するタイマ装置とを含む。例えば、続く調節は、加熱要素を所望の温度範囲内に維持するために、電流の流れの急速なオンオフ切り替え(例えば、約1~50ミリ秒ごとのオーダーで)を含むことができる。さらに、調節は、所望の温度が達成されるまで単に電流の流れが中断されないようにすることと、次いで、電流の流れを完全にオフにすることとを含んでもよい。加熱要素は、消費者が物品に対して別の吹かしを開始することにより(または、ヒータをアクティブ化するために使用される特定のスイッチ態様に応じてプッシュボタンを手動で作動させることにより)再アクティブ化されてもよい。あるいは、続く調節は、加熱要素を所望の温度範囲内に維持するために、加熱要素を流れる電流の流れを変調することを伴い得る。いくつかの態様では、所望量の吸入可能な物質を放出するために、加熱要素は、約0.2秒~約5.0秒、約0.3秒~約4.5秒、約0.5秒~約4.0秒、約0.5秒~約3.5秒または約0.6秒~約3.0秒の持続時間にわたって通電されてもよい。1つの例示的な時間基準の電流調節回路は、トランジスタ、タイマ、比較器およびコンデンサを含むことができる。好適なトランジスタ、タイマ、比較器およびコンデンサは市販されており、当業者には明らかであろう。例示的なタイマは、NEC ElectronicsからC-1555Cとして、およびGeneral Electric Intersil,Inc.からICM7555として入手可能なもの、ならびに他の様々な大きさおよび構成のいわゆる「555タイマ」である。例示的な比較器は、National SemiconductorからLM311として入手可能である。本喫煙物品に有用であり得るそのような時間基準の電流調節回路および他の制御ユニットの追加の説明は、いずれもBrooksらの米国特許第4,922,901号明細書、米国特許第4,947,874号明細書および米国特許第4,947,875号明細書に提供され、これらはいずれも参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
制御ユニットは、特に、加熱要素に提供される熱量を厳密に制御するように構成され得る。いくつかの態様では、電流調節構成要素は、規定された温度が達成されると、加熱要素への電流の流れを止めるように機能することができる。そのような規定された温度は、本明細書で別途説明されるように、エアロゾル生成要素および任意の追加の吸入可能な物質を揮発させ、従来の紙巻タバコの典型的な吹かしに相当する量のエアロゾルを提供するのに実質的に十分高い範囲であり得る。単回の吹かしに所望の体積を提供するのに十分な体積のエアロゾル生成要素を揮発させるのに必要な熱は可変であるが、約120°C以上、約130°C以上、約140°C以上または約160°Cの温度まで加熱することは加熱要素にとって特に有用であり得る。いくつかの態様では、適切な量のエアロゾル生成要素を揮発させるために、加熱温度は約180℃以上、約200℃以上、約300℃以上または約350℃以上であってよい。追加の態様では、エアロゾル形成のための規定された温度は、約120℃~約350℃、約140℃~約300℃または約150℃~約250℃とすることができる。加熱の温度および時間は、喫煙物品に収容された1つ以上の構成要素によって制御されてもよい。例えば、温度は、ユーザ入力に応じて、特定の所望の温度、例えば、エアロゾル生成要素加熱温度、待機温度などを提供し得る1つ以上の構成要素によって制御されてもよい。いくつかの態様では、温度は、ユーザがエアロゾル生成要素の構成成分に少なくとも基づいて所望のエアロゾル生成加熱温度を選択し得るように、ユーザ入力に応答し得る1つ以上の構成要素によって制御されてもよい。同様に、電流調節構成要素は、規定された温度が達成されると、抵抗加熱要素への電流をオフおよびオンにサイクル的に切り替えて、規定された期間にわたり規定された温度を維持することができる。
いくつかの態様では、本開示による喫煙物品は、その作動時に、エアロゾル生成要素の属性(エアロゾル生成加熱温度、またはエアロゾル生成要素の各構成成分の加熱プロファイルなど)を識別し、それにより、加熱要素に提供される電気エネルギーの変調のために制御装置に属性を通信して、所望のエアロゾル生成加熱温度までエアロゾル生成要素を加熱するように構成されたエアロゾル生成要素識別装置を含むことができる。
さらに、電流調節構成要素は、加熱要素への電流をオフおよびオンにサイクル的に切り替えて、エアロゾル形成温度よりも低い第1の温度を維持し、次いで、電流作動制御構成要素に応じて電流の流れを増加させて、第1の温度よりも高く、エアロゾル形成温度である第2の温度を達成することができる。そのような制御は、消費者による吹かしの開始時にエアロゾル形成がほぼ瞬時に始まるように、エアロゾル形成のための物品の応答時間を改善することができる。いくつかの態様によれば、第1の温度(待機温度として特徴付けられ得る)は、上記で規定されたエアロゾル形成温度よりもわずかに低いだけとすることができる。具体的には、待機温度は、約50℃~約150℃、約70℃~約140℃、約80℃~約120℃または約90℃~約110℃とすることができる。
上記の制御要素に加えて、喫煙物品はまた、1つ以上のインディケータまたはしるしを含んでもよい。そのようなインディケータまたはしるしは、本発明の物品の使用の複数の態様の表示を提供することができる光(例えば、発光ダイオード)であってよい。さらに、喫煙物品の遠位端にLEDインディケータが配置されて、ユーザが従来の紙巻タバコに点火して吸引した際に見られる色の変化を模倣してもよい。他の動作インデックスも本開示に包含される。例えば、動作の視覚的なインディケータはまた、喫煙経験の進行を示すために、光の色または強度の変化を含んでもよい。動作の触覚インディケータおよび動作の音響インディケータも同様に本開示に包含される。さらに、動作のそのようなインディケータの組合せが、単一の喫煙物品に使用されてもよい。別の態様によれば、喫煙物品は、1つ以上のインディケータまたはしるし、例えば、電源に残っている電力量、喫煙経験の進行、加熱要素のアクティブ化に対応する表示など、喫煙物品の動作に対応する情報を提供するように構成されたディスプレイなどを含んでもよい。
本開示によれば、喫煙物品は、エアロゾル生成要素を加熱して、ユーザによる吸入のためのエアロゾルを発生する加熱要素をさらに含むことができる。様々な態様では、加熱要素は、電流が印加された際に抵抗加熱を提供する材料から形成されてもよい。好ましくは、加熱要素は、電流が流れる際に十分な量の熱を提供するために抵抗加熱要素を有用にする電気抵抗を示す。加熱要素とエアロゾル生成要素との相互作用は、例えば、熱伝導、熱放射および/または熱対流によるものであってよい。
抵抗加熱要素として有用な導電性材料は、低質量、低密度、および中程度の抵抗率を有し、使用中に経験される温度で熱的に安定なものとすることができる。有用な加熱要素は急速に加熱および冷却し、エネルギーの効率的使用を提供する。要素の急速な加熱は、それに近接するエアロゾル生成要素をほぼ即時に揮発させるため、有益であり得る。急速な冷却(すなわち、エアロゾル生成要素/構成要素/組成物/材料の揮発温度未満の温度まで)は、エアロゾル形成が望ましくない期間中のエアロゾル生成要素の実質的な揮発(ひいては浪費)を防ぐ。このような加熱要素は、特に時間基準の電流制御が使用される場合、エアロゾル生成要素が経験する温度範囲の比較的正確な制御も可能にする。有用な導電性材料は、発生されるエアロゾルまたは蒸気の香味または内容に悪影響を及ぼさないように、加熱される材料(例えば、エアロゾル生成要素および/または他の吸入可能な物質材料)と化学的に非反応性であることが好ましい。導電性材料として使用され得る例示的で非限定的な材料には、炭素、黒鉛、炭素/黒鉛複合材料、金属、金属および非金属炭化物、窒化物、ケイ化物、金属間化合物、サーメット、合金ならびに金属箔が挙げられる。特に、耐火材料が有用であり得る。様々な異なる材料を混合して、抵抗率、質量および熱伝導率の望ましい特性を実現することができる。特定の態様では、利用され得る金属には、例えば、ニッケル、クロム、ニッケルとクロムとの合金(例えば、ニクロム)および鋼が挙げられる。抵抗加熱を提供するのに有用であり得る材料が、Countsらの米国特許第5,060,671号明細書、Deeviらの米国特許第5,093,894号明細書、Deeviらの米国特許第5,224,498号明細書、Sprinkel Jr.らの米国特許第5,228,460号明細書、Deeviらの米国特許第5,322,075号明細書、Deeviらの米国特許第5,353,813号明細書、Deeviらの米国特許第5,468,936号明細書、Dasの米国特許第5,498,850号明細書、Dasの米国特許第5,659,656号明細書、Deeviらの米国特許第5,498,855号明細書、Hajaligolの米国特許第5,530,225号明細書、Hajaligolの米国特許第5,665,262号明細書、Dasらの米国特許第5,573,692号明細書およびFleischhauerらの米国特許第5,591,368号明細書に記載されており、これらの開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
加熱要素は、箔、発泡体、ディスク、らせん、繊維、ワイヤ、フィルム、糸、ストリップ、リボンまたは円筒の形態など、様々な形態で提供されてもよい。いくつかの態様では、本開示による抵抗加熱要素は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれるGriffithらの米国特許出願公開第2013/0255702号明細書に記載されているものなどの導電性基材とすることができる。
有益には、エアロゾル生成要素と密接に接触または近接して加熱要素を配置することを可能にする形態で抵抗加熱要素が提供されてもよい(すなわち、例えば、伝導、放射または対流によりエアロゾル生成要素に熱を提供するため)。他の態様では、エアロゾル生成要素のエアロゾル化のために実質的に等しく熱を分配するために、抵抗加熱要素に近接してエアロゾル生成要素を配置することができる形態で抵抗加熱要素が提供されてもよい。
特定の態様では、本開示による喫煙物品は、タバコ、タバコ成分またはタバコ由来材料(すなわち、タバコから直接分離され得るタバコに自然に見出される材料、または合成的に調製される材料)を含み得るエアロゾル生成要素を含むことができる。いくつかの態様では、エアロゾル生成要素は、カットフィラー形態の風味豊かな芳香性タバコのブレンドを含んでもよい。別の態様では、エアロゾル生成要素は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれるPryorらの米国特許第4,807,809号明細書、Pryorらの米国特許第4,889,143号明細書およびRakerの米国特許第5,025,814号明細書に記載されているような再構成(reconstituted)タバコ材料を含んでもよい。さらに、再構成タバコ材料は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれるChemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco,R.J.Reynolds Tobacco Company Monograph(1988)に記載の紙巻タバコの種類について記載された再構成タバコ紙を含んでもよい。例えば、再構成タバコ材料は、タバコおよび/またはタバコ関連材料を含有するシート状材料を含んでもよい。いくつかの態様では、エアロゾル生成要素は、再構成タバコ材料の巻きロールから形成されてもよい。別の態様では、エアロゾル生成要素は、再構成タバコ材料の細断片、ストリップなどから形成されてもよい。
別の態様によれば、本開示による喫煙物品は、例えば、セラミック材料などの多孔質不活性材料を含み得るエアロゾル生成要素を含むことができる。別の態様では、エアロゾル生成要素は、例えば、タバコ由来抽出物などのタバコ関連材料と化学的および/または物理的に実質的に反応しない多孔質不活性材料を含んでもよい。
使用され得るタバコは、黄色種タバコ、バーレータバコ、オリエンタルタバコ、メリーランドタバコ、暗色タバコ、暗色火干タバコおよびラスチカタバコ、ならびに他の希有もしくは特製タバコ、またはそれらのブレンドなどのタバコを含み得るか、これらに由来し得る。様々な代表的なタバコの種類、タバコの加工種類、およびタバコブレンドの種類は、Lawsonらの米国特許第4,836,224号明細書、Perfettiらの米国特許第4,924,888号明細書、Brownらの米国特許第5,056,537号明細書、Brinkleyらの米国特許第5,159,942号明細書、Gentryの米国特許第5,220,930号明細書、Blakleyらの米国特許第5,360,023号明細書、Shaferらの米国特許第6,701,936号明細書、Dominguezらの米国特許第6,730,832号明細書、Liらの米国特許第7,011,096号明細書、Liらの米国特許第7,017,585号明細書、Lawsonらの米国特許第7,025,066号明細書、Perfettiらの米国特許出願公開第2004/0255965号明細書、BeremanのPCT公開国際公開第02/37990号パンフレットおよびBombickらのFund.Appl.Toxicol.,39,p.11-17(1997)に記載されており、これらの開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本開示の別の態様によれば、エアロゾル生成要素は、エアロゾル形成材料(例えば、保湿剤、例えば、プロピレングリコール、グリセリンなど)および/または少なくとも1つの香味剤、ならびに加熱要素によるエアロゾル生成要素の発火、熱分解、燃焼および/または焦げ付きの防止を助けるように構成された燃焼遅延剤(burn retardant)(例えば、リン酸二アンモニウムおよび/または別の塩)を組み込むように処理、製造、発生および/または加工され得るタバコ、タバコ成分および/またはタバコ由来材料を含んでもよい。喫煙物品にタバコを組み込むための様々な様式および方法、特に、喫煙物品内の事実上あらゆるタバコを意図的に燃焼させないように設計される喫煙物品が、Brooksらの米国特許第4,947,874号明細書、Cantrellらの米国特許第7,647,932号明細書、Robinsonらの米国特許第8,079,371号明細書、Banerjeeらの米国特許第7,290,549号明細書およびCrooksらの米国特許出願公開第2007/0215167号明細書に記載されており、これらの開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本開示の一態様によれば、エアロゾル生成要素内に含められ得る難燃性/燃焼遅延性材料および添加剤は、有機リン化合物、ホウ砂、水和アルミナ、黒鉛、トリポリリン酸カリウム、ジペンタエリスリトール、ペンタエリスリトールおよびポリオールを含んでもよい。窒素ホスホン酸塩、リン酸モノアンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、臭化アンモニウム、ホウ酸アンモニウム、ホウ酸エタノールアンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、ハロゲン化有機化合物、チオ尿素および酸化アンチモンなどの他のものは、使用されてもよいが、好ましい薬剤ではない。エアロゾル生成要素および/または他の構成要素(単独で、または互いにおよび/または他の材料と組み合わせたものにかかわらず)に使用される難燃性材料、燃焼遅延性材料および/または焦げ付き遅延性材料の各態様では、望ましい特性は、最も好ましくは、望ましくないオフガス処理または溶融型挙動を伴わずに提供される。
本開示の別の態様によれば、エアロゾル生成要素はまた、タバコ製品の製造に従来使用されている種類のタバコ添加物を組み込むことができる。これらの添加物は、葉巻、紙巻タバコ、パイプなどの製造に使用されるタバコの香味および香りを高めるために使用される種類の材料を含むことができる。例えば、これらの添加物は、様々な紙巻タバコ加香(casing)および/または最上層成分を含むことができる。例えば、Wochnowskiの米国特許第3,419,015号明細書、Berndtらの米国特許第4,054,145号明細書、Burcham,Jr.らの米国特許第4,887,619号明細書、Watsonの米国特許第5,022,416号明細書、Strangらの米国特許第5,103,842号明細書およびMartinの米国特許第5,711,320号明細書を参照されたい。これらの開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。好ましい加香材料には、水、糖およびシロップ(例えば、スクロース、グルコースおよび高果糖コーンシロップ)、保湿剤(例えば、グリセリンまたはプロピレングリコール)および香味剤(例えば、ココアおよびリコリス)が挙げられる。これらの添加成分はまた、最上層材料(例えば、メントールなどの香味料材料)を含む。例えば、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれるMaysらの米国特許第4,449,541号明細書を参照されたい。添加され得る追加の材料には、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれるLawsonらの米国特許第4,830,028号明細書およびMarshallらの米国特許第8,186,360号明細書に開示されているものが挙げられる。
例えば、いくつかの態様では、エアロゾル生成要素は、例えば、多価アルコール(例えば、グリセリン、プロピレングリコールまたはそれらの混合物)を含むエアロゾル形成材料などの1つ以上の異なる成分を含むことができる。代表的な種類の追加のエアロゾル形成材料は、Sensabaugh,Jr.らの米国特許第4,793,365号明細書、Jakobらの米国特許第5,101,839号明細書、BiggsらのPCT国際公開第98/57556号パンフレットおよびChemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco,R.J.Reynolds Tobacco Company Monograph(1988)に記載されており、これらの開示は参照により本明細書に組み込まれる。いくつかの態様では、エアロゾル生成要素は、十分な熱が加えられると(および必要に応じて空気により冷却されると)目に見えるエアロゾルを発生することができ、エアロゾル生成要素は、「煙状」であるとみなされ得るエアロゾルを発生することができる。他の態様では、エアロゾル生成要素は、実質的に見えないことがあるが、香味または質感などの他の特性によって存在すると認識され得るエアロゾルを発生することができる。したがって、発生されたエアロゾルの性質は、エアロゾル生成要素の特定の構成要素に応じて異なり得る。エアロゾル生成要素は、タバコを燃焼させることによって発生される煙の化学的性質と比較して、化学的に単純であり得る。
喫煙物品の主流エアロゾルの感覚上または感覚刺激性の特性または性質を改変する多様な種類の香味剤または材料が使用され得る。そのような香味剤は、タバコ以外のソースから提供され得、本質的に天然または人工であり得る。特に興味深いのは、エアロゾル生成要素および/またはエアロゾルが生成される喫煙物品の領域に適用されるか、その中に組み込まれる香味剤である。ここでも、そのような薬剤は、抵抗加熱要素に近接する加熱キャビティに直接供給され得るか、エアロゾル生成要素に提供されうる。例示的な香味剤には、バニリン、エチルバニリン、クリーム、茶、コーヒー、果実(例えば、リンゴ、チェリー、イチゴ、ピーチならびにライムおよびレモンを含むシトラスの香味)、メープル、メントール、ミント、ペパーミント、スペアミント、ウィンターグリーン、ナツメグ、クローブ、ラベンダー、カルダモン、生姜、蜂蜜、アニス、セージ、シナモン、ビャクダン、ジャスミン、カスカリラ、ココア、リコリスならびに紙巻タバコ、葉巻およびパイプタバコの香味料に従来使用される種類および特徴の香味料および香味パッケージが挙げられる。また、高果糖コーンシロップなどのシロップが使用されてもよい。香味剤はまた、酸性または塩基性特性(例えば、レブリン酸、コハク酸およびピルビン酸などの有機酸)を含むことができる。香味剤は、必要に応じてエアロゾル生成材料と組み合わせられてもよい。使用され得る例示的な植物由来組成物が、ともにDubeらの米国特許出願公開第2012/0152265号明細書および米国特許出願公開第2012/0192880号明細書に開示されており、これらの開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。そのような追加の成分の選択は、本物品に望まれる感覚特性などの要因に基づいて可変であり、本開示は、タバコおよびタバコ関連製品またはタバコ由来製品の当業者に容易に明らかであり得る任意のそのような追加の成分を包含することが意図されている。その開示全体が参照により本明細書に組み込まれるGutcho,Tobacco Flavoring Substances and Methods,Noyes Data Corp.(1972)およびLeffingwellらのTobacco Flavoring for Smoking Products(1972)を参照されたい。
本明細書で既に説明したような感覚刺激特性を含め、その感覚特性に影響を及ぼすためにタバコ材料と組み合わせて有用であり得る香味料、加香などの材料のいずれかが、エアロゾル生成要素と組み合わせられてもよい。特に、エアロゾル生成要素に有機酸が組み込まれて、エアロゾル生成要素と組み合わせられ得るニコチンなどの薬剤の香味、感覚または感覚刺激特性に影響を与えてもよい。例えば、レブリン酸、乳酸およびピルビン酸などの有機酸が、ニコチンと等モル(総有機酸含有量に基づく)までの量で、ニコチンとともにエアロゾル生成要素に含められてもよい。任意の組合せの有機酸が使用されてもよい。例えば、エアロゾル生成要素は、存在する有機酸の総量がエアロゾル生成要素中に存在するニコチンの総量と等モルである濃度まで、ニコチン1モル当たり約0.1~約0.5モルのレブリン酸、ニコチン1モル当たり約0.1~約0.5モルのピルビン酸、ニコチン1モル当たり約0.1~約0.5モルの乳酸またはそれらの組合せを含むことができる。エアロゾル生成要素を発生するために使用される有機酸の様々な追加の例は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるDullらの米国特許出願公開第2015/0344456号明細書に記載されている。
本開示のさらに別の態様では、エアロゾル生成要素は、タバコ、タバコ関連材料、グリセリン、水および/または結合剤材料を含み得るか、それらから本質的に構成され得る押出構造および/または基材として構成され得るが、特定の製剤は結合剤材料を排除してもよい。結合剤材料は、例えば、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ガム(例えば、グアーガム)、キサンタン、プルランおよび/またはアルジネートを含め、タバコ製剤に一般的に使用される任意の結合剤材料であってよい。いくつかの態様によれば、エアロゾル生成要素に含まれる結合剤材料は、エアロゾル生成要素の構造的形状および/または一体性を実質的に維持するように構成されてもよい。様々な代表的な結合剤、結合剤の特性、結合剤の使用、および結合剤の量は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるRakerらの米国特許第4,924,887号明細書に記載されている。
別の態様では、エアロゾル生成要素は、タバコ関連材料を有する複数のマイクロカプセル、ビーズ、顆粒などを含んでもよい。例えば、代表的なマイクロカプセルは、形状がほぼ球形であってよく、タバコ由来抽出物などの液体中心領域を含む外側カバーまたはシェルを有してもよい。いくつかの態様では、エアロゾル生成要素は、実質的に中空円筒形状に形成された複数のマイクロカプセルを含んでもよい。一態様では、エアロゾル生成要素は、実質的に中空円筒形状に形成された複数のマイクロカプセルの構造的形状および/または一体性を実質的に維持するように構成された結合剤材料を含んでもよい。
いくつかの態様では、エアロゾル生成要素は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるStoneらの米国特許出願公開第2012/0042885号明細書に記載されているように、押出材料として構成されてもよい。さらに別の態様では、エアロゾル生成要素は、マルメライザー処理された、および/またはマルメライザー処理されていないタバコから形成された押出構造および/または基材を含んでもよい。マルメライザー処理されたタバコは、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるBanerjeeらの米国特許第5,105,831号明細書によって知られている。マルメライザー処理されたタバコは、本明細書で説明されるような結合剤、および/または香味剤とともに、グリセロール(約20~約30重量パーセント)、炭酸カルシウム(一般に約10~約60重量パーセント、多くの場合、約40~約60重量パーセント)を伴う約20~約50パーセント(重量)のタバコブレンドを粉末形態で含んでもよい。
エアロゾル生成要素は、その中に使用される材料の様々な量に基づいて、様々な形態をとってもよい。例えば、有用なエアロゾル生成要素は、最大約98重量%最大約95重量%または最大約90重量%のタバコおよび/またはタバコ材料を含んでもよい。有用なエアロゾル生成要素はまた、最大約25重量%、約20重量%または約15重量%の水、特に、約2重量%~約25重量%、約5重量%~約20重量%または約7重量%~約15重量%の水を含むことができる。香味など(ニコチンなどの薬剤を含むことができる)は、エアロゾル生成要素の最大約10重量%、最大約8重量%または最大約5重量%を構成することができる。
追加的または代替的に、エアロゾル生成要素は、タバコ、グリセリン、水および/または結合剤材料を含み得るか、本質的にそれらから構成され得る押出構造および/または基材として構成されてもよく、エアロゾル生成プロセス全体にわたってその構造を実質的に維持するようにさらに構成されてもよい。すなわち、エアロゾル生成要素は、エアロゾル生成プロセス全体にわたってその形状を実質的に維持するように構成されてもよい(すなわち、エアロゾル生成要素は、加えられた剪断応力下で連続的に変形しない)。エアロゾル生成要素は液体を含み得、および/またはいくらかの水分含有量を有し得るが、エアロゾル生成要素は、エアロゾル生成プロセス全体にわたって実質的に固体のままであり、エアロゾル生成プロセス全体にわたって構造的一体性を実質的に維持する。実質的に固体のエアロゾル生成要素に適した例示的なタバコおよび/またはタバコ関連材料は、Ademeらの米国特許出願公開第2015/0157052号明細書、Searsらの米国特許出願公開第2015/0335070号明細書、Whiteの米国特許第6,204,287号明細書およびHearnらの米国特許第5,060,676号明細書に記載されており、これらはいずれも、それぞれ参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
追加的または代替的に、エアロゾル生成要素は、一般に「スモークジュース(smoke juice)」、「e-リキッド(e-liquid)」および「e-ジュース(e-juice)」と呼ばれる含有物を有する、十分な熱を加えるとエアロゾルを生成することができる液体として構成されてもよい。本開示に従って使用され得るエアロゾル生成液体の例示的な製剤は、Zhengらの米国特許公開第2013/0008457号明細書に記載されており、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
喫煙物品内で使用されるエアロゾル生成要素の量は、物品が許容可能な感覚および感覚刺激特性、ならびに望ましい性能特性を示すような量である。例えば、多くの点でタバコの煙の見た目に似ている、目に見える主流エアロゾルを生成するために、十分なエアロゾル形成材料、例えば、グリセリンおよび/またはプロピレングリコールなどがエアロゾル生成要素内で使用されることが非常に好ましい。典型的には、喫煙物品のエアロゾル生成要素に組み込まれるエアロゾル形成材料の量は、約1.5g以下、約1g以下または約0.5g以下の範囲にある。
エアロゾル生成要素の量は、喫煙物品によって使用されるカートリッジごとに望まれる吹かしの数などの要因に依存してもよい。エアロゾル生成要素は、著しい許容不可能な異味、フィルムのような口当たり、またはタバコカットフィラーを燃焼させることにより主流煙を生成する従来型の紙巻タバコと著しく異なる全体的な感覚的経験を導入しないことが望ましい。喫煙物品のエアロゾル生成要素によって発生されるエアロゾルの化学組成全体を制御するために、特定のエアロゾル形成材料の選択、使用されるこれらの成分の量、および使用されるタバコ材料の種類が変更されてもよい。
さらなる態様では、加熱は、生成されるエアロゾルの量に関連して特徴付けられ得る。具体的には、喫煙物品は、エアロゾルの規定された体積(例えば、本明細書で別途説明するように、約0.5ml~約100ml、または喫煙物品に有用と思われる任意の他の体積)を生成するのに必要な熱量を提供するように構成されてもよい。場合によっては、約290℃のヒータ温度で約35mlのエアロゾルを提供する2秒間の吹かしに関して、生成される熱量が測定されてもよい。いくつかの態様では、物品は、好ましくは約1~約50ジュール毎秒(J/s)、約2J/s~約40J/s、約3J/s~約35J/sまたは約5J/s~約30J/sの熱を提供することができる。
加熱要素は、好ましくは、喫煙物品の電源と電気的に接続されており、その結果、加熱要素に電気エネルギーが提供されて熱を発生し、続いて、喫煙物品によって提供されるエアロゾル生成要素および任意の他の吸入可能な物質をエアロゾル化することができる。そのような電気的接続は、恒久的(例えば、有線)であってもよいか、取り外し可能であってもよい(例えば、抵抗加熱要素が、電源に取り付け可能および電源から取り外し可能な本体または部分に提供される)。
例えば、ヒータ、電池、コンデンサ、スイッチング構成要素、エアロゾル生成要素、エアロゾル形成材料など、本開示による喫煙物品に使用するための様々な材料が上記に記載されているが、本開示は、例示された態様のみに限定されると解釈されるべきではない。むしろ、当業者であれば、本開示に基づいて、本開示の任意の特定の構成要素と互換的であり得る、当業界での類似の構成要素を認識することができる。例えば、Sprinkel,Jr.の米国特許第5,261,424号明細書は、吹かしに関連するユーザの唇の動作を検出し、続いて加熱をトリガする装置の吸い口端に関連し得る圧電センサを開示しており、McCaffertyらの米国特許第5,372,148号明細書は、マウスピースを通る圧力の降下に応じて加熱負荷アレイへのエネルギー流を制御するための吹かしセンサを開示しており、Harrisらの米国特許第5,967,148号明細書は、挿入された構成要素の赤外線透過性の不均一性を検出する識別機と、構成要素がレセプタクルに挿入された際に検出ルーチンを実行するコントローラとを含む喫煙装置内のレセプタクルを開示しており、Fleischhauerらの米国特許第6,040,560号明細書は、複数の差動位相を有する規定済みの実行可能な動力サイクルを記載しており、Watkinsらの米国特許第5,934,289号明細書は、フォトニックオプトロニック(photonic-optronic)構成要素を開示しており、Countsらの米国特許第5,954,979号明細書は、喫煙装置を通る引込み抵抗を変化させるための手段を開示しており、Blakeらの米国特許第6,803,545号明細書は、喫煙装置に使用するための特定の電池構成を開示しており、Griffenらの米国特許第7,293,565号明細書は、喫煙装置とともに使用するための様々な充電システムを開示しており、Fernandoらの米国特許第8,402,976号明細書は、充電を容易にし、装置のコンピュータ制御を可能にする喫煙装置のためのコンピュータインターフェース手段を開示しており、Fernandoらの米国特許出願公開第2010/0163063号明細書は、喫煙装置用の識別システムを開示しており、前述の開示はいずれも、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。電子エアロゾル送達物品に関連する構成要素の追加の例、および本発明の物品に使用され得る材料または構成要素を開示する追加の例には、Gerthらの米国特許第4,735,217号明細書、Morganらの米国特許第5,249,586号明細書、Higginsらの米国特許第5,666,977号明細書、Adamsらの米国特許第6,053,176号明細書、Whiteの米国特許第6,204,287号明細書、Vogesの米国特許第6,196,218号明細書、Felterらの米国特許第6,810,883号明細書、Nicholsの米国特許第6,854,461号明細書、Honの米国特許第7,832,410号明細書、Kobayashiの米国特許第7,513,253号明細書、Hamanoの米国特許第7,896,006号明細書、Shayanの米国特許第6,772,756号明細書、Honの米国特許第8,156,944号明細書および第8,375,957号明細書、Honの米国特許公開第2006/0196518号明細書および米国特許公開第2009/0188490号明細書、Thorensらの米国特許第8,794,231号明細書、Monseesらの米国特許第8,915,254号明細書および米国特許第8,925,555号明細書、Oglesbyらの米国特許第8,851,083号明細書および米国特許公開第2010/0024834号明細書、Wangの米国特許公開第2010/0307518号明細書ならびにHonの国際公開第2010/091593号パンフレットが挙げられる。前述の文書によって開示されている様々な材料は、様々な態様で本装置に組み込まれ得、前述の開示はいずれも参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
以下に詳細に説明するように、本開示による喫煙物品は様々な態様を取り得るが、消費者による喫煙物品の使用は適用範囲の点で同様となる。喫煙物品の使用の上記の説明は、本明細書に提供されるさらなる開示に照らして当業者には明らかであり得る軽微な変更を介して、記載される様々な態様に適用され得る。しかし、上記の使用の説明は、本発明の物品の使用を限定することを意図するものではなく、本明細書の開示のすべての必要な要件を満たすために提供される。
ここで図1Aおよび図1Bを参照すると、例示的な喫煙物品100が示されている。いくつかの態様では、喫煙物品100は、一般に、マウスピース部110と、加熱要素130に関連するキャビティ122を画定するハウジング120と、電源150、エアロゾル生成要素識別装置160および制御装置170を含む構成要素ハウジング140とを含む。いくつかの態様では、構成要素ハウジング140とハウジング120とは、加熱要素130、電源150、エアロゾル生成要素識別装置160および/または制御装置170がハウジング120のみに、あるいは構成要素ハウジング140のみに個別に配置され、その結果、ハウジング120と構成要素ハウジング140とが容易に分離可能であるように、別個に形成される。他の態様では、加熱要素130、電源150、エアロゾル生成要素識別装置160および/または制御装置170のうちの1つ以上が、一体的に形成されたハウジングユニットに含まれる。
喫煙物品100のマウスピース部110は、いくつかの例では、吸い口係合端(すなわち、消費者が喫煙物品からエアロゾルを吸入するために吸引する端部)と、吸い口係合端に長手方向に対向するハウジング係合端とを画定する。いくつかの態様では、マウスピース部110は、ハウジング係合端がハウジング120と恒久的に係合するか(すなわち、一体的に形成される)、ハウジング120と取り外し可能に係合するように、ハウジング120と係合する。マウスピース部110の内部は、ハウジング120と係合すると、少なくとも1つのオリフィスを画定して、マウスピース部110を通って、ハウジング120内に入るマウスピースチャネル112を提供する。いくつかの態様では、マウスピース部110内に濾過材料(図示せず)が受容されることが可能である。
ハウジング120は、いくつかの態様では、第1のマウスピース係合端および構成要素ハウジング140の管状ハウジング係合端に動作可能に係合するように構成され得る、第2の長手方向対向構成要素係合端を画定する。構成要素ハウジング140またはハウジング120のいずれかに画定された入口は、喫煙物品100に空気を引き込むことを可能にする。例えば、図1Aおよび図1Bに示すように、入口またはオリフィス142が構成要素ハウジング140に画定される。この場合、構成要素ハウジング140との係合時に、ハウジング120のキャビティ122と構成要素ハウジング140の内部との間に空気流通路124が画定される。空気流通路124は、構成要素ハウジング140の内部と流体的に接続および連通して、構成要素ハウジング140内に画定された少なくとも1つのオリフィス142を介して空気がキャビティ122に引き込まれるように配置および構成される。さらに、マウスピースチャネル112は、キャビティ122を介して空気流通路124とも流体連通している。したがって、空気は、マウスピース部110の吸い口係合端に対する吸引に応じて、順次、少なくとも1つのオリフィス142を通り、構成要素ハウジング140の内部を通り、空気流通路124を通って、ハウジング120のキャビティ122に引き込まれる。
別の例では、入口またはオリフィス(図示せず)がハウジング120に画定される。この入口またはオリフィスは、ハウジング120の内部、またはキャビティ122と流体連通しており、その結果、空気は、マウスピース部110の吸い口係合端に対する吸引に応じて、順次、ハウジング120に画定されたオリフィスを通って、ハウジング120のキャビティ122に引き込まれる。
喫煙物品内の入口またはオリフィスの配置に関係なく、喫煙物品に引き込まれた空気は、キャビティ122に引き込まれて、エアロゾル生成要素180および/または加熱要素130と相互作用するように構成される。ハウジング120のキャビティ122内で、エアロゾル生成要素180によって生成されたエアロゾルと空気が混合され、エアロゾル/空気混合物がマウスピースチャネル112を通ってマウスピース部110の吸い口係合端に輸送される。
エアロゾル生成要素180は、熱に応じてエアロゾルを発生するように構成される。当業者に知られているように、エアロゾル生成要素180は、それぞれが異なるエアロゾル化温度を有する2つ以上の構成成分から構成されてもよい。したがって、エアロゾル生成要素180の構成成分の識別により、それらの構成成分に基づいてエアロゾル生成要素180の加熱の最適化が可能になり得る。前述のように、エアロゾル生成要素180の構成成分は、いくつかの態様では、タバコ、タバコ成分またはタバコ由来材料(すなわち、タバコから直接分離され得るタバコに自然に見出される材料、または合成的に調製される材料)を含む。使用されるタバコは、黄色種(flue-cured)タバコ、バーレータバコ、オリエンタルタバコ、メリーランドタバコ、ダークタバコ、ダークファイヤードタバコおよびラスチカタバコ、ならびに他の希少もしくは特製タバコ、またはそれらのブレンドなどのタバコを含むか、これらに由来する。別の態様では、エアロゾル生成要素180の構成成分は、タバコおよび/またはタバコ関連材料、および追加の香味剤および/または喫煙物品100の主流エアロゾルの感覚または感覚刺激特性または性質を変更する他の材料を含む。そのような香味剤は、タバコ以外のソースから提供可能であり、本質的に天然または人工である。いくつかの態様では、香味剤は、エアロゾル生成要素180および/またはエアロゾルが生成される喫煙物品100の領域(すなわち、キャビティ122)に適用されるか、その中に組み込まれる。
いくつかの態様では、香味剤はエアロゾル生成要素180および/またはキャビティ122に直接適用されるが、他の態様では、香味剤は、エアロゾル生成要素180に近接して、および/またはキャビティ122に近接して配置される別個の基材によって提供可能である。例示的な香味剤には、バニリン、エチルバニリン、クリーム、茶、コーヒー、果実(例えば、リンゴ、チェリー、イチゴ、ピーチならびにライムおよびレモンを含むシトラスの香味)、メープル、メントール、ミント、ペパーミント、スペアミント、ウィンターグリーン、ナツメグ、クローブ、ラベンダー、カルダモン、生姜、蜂蜜、アニス、セージ、シナモン、ビャクダン、ジャスミン、カスカリラ、ココア、リコリスならびに紙巻タバコ、葉巻およびパイプタバコの香味料に従来使用される種類および特徴の香味料および香味パッケージが挙げられる。また、高果糖コーンシロップなどのシロップを使用することができる。香味剤はまた、いくつかの態様では、酸性または塩基性特性(例えば、レブリン酸、コハク酸およびピルビン酸などの有機酸)を含む。
特に、喫煙物品の種類(例えば、電子タバコ、「加熱式(HNB)」など)に応じて、エアロゾル生成要素180は、その形式、構成成分、組成、送達方法、レセプタクルなどが可変である。いくつかの例では、エアロゾル生成要素180は、ハウジング120のキャビティ122内に取り外し可能に受容されるように構成された環状タバコプラグを含む。この場合、環状タバコプラグは、固形タバコおよび/またはタバコ関連材料として形成され、以下でさらに詳細に説明する図3Aに示すように、中空円筒押出物として構成される。別の例では、エアロゾル生成要素180は、カートリッジに受容されたエアロゾル生成液体を含み、カートリッジは、ハウジング120と取り外し可能に係合するか、そうでなければ詰め替え可能であってハウジング120と恒久的に係合する。この場合、エアロゾル生成液体は、以下でさらに詳細に説明する図3Bに示すように、e-リキッドとして形成される。
喫煙物品100のキャビティ122を画定するハウジング120は、いくつかの態様では、その中にエアロゾル生成要素180を受容するように構成される。図1A、図1Bに示すように、ハウジング120は、いくつかの態様では、実質的に丸い断面を有する。ただし、他の断面形状(例えば、楕円形、正方形、三角形など)も本開示に包含される。それとは関係なく、ハウジング120によって画定されるキャビティ122は、一般に、ハウジング120の断面に依存し、その結果、管状ハウジングは、実質的に丸い断面を有する実質的に円筒形のキャビティ122を提供する。したがって、エアロゾル生成要素180(例えば、環状タバコプラグ、円筒形カートリッジに受容されたエアロゾル生成液体など)は、例えば、エアロゾル生成要素180がキャビティ122内に受容され、続いて加熱されてエアロゾルを発生することを可能にする直径または他の断面積を伴って構成される。
いくつかの態様では、加熱要素130は、ハウジング120と動作可能に係合し、エアロゾル生成要素180に熱を提供するように構成される。図1Bに示すように、例えば、加熱要素130はキャビティ122内に配置される。ただし、他の例では、加熱要素130は、構成要素ハウジング140に、またはそうでなければハウジング120(すなわち、キャビティ122を画定する壁を取り囲む)に提供される。場合によっては、加熱要素130は、抵抗加熱要素(例えば、抵抗コイル)を含むが、必要または所望に応じて、他の種類の加熱要素(すなわち、誘導、マイクロ波、放射など)も企図される。
電源150は、いくつかの態様では、加熱要素130と電気的に通信し、それに電気エネルギーを提供するように構成される。このように、加熱要素130は、電気エネルギーに応じて熱を発生するように構成される。図1Bに示すように、電源150は、制御装置170とともに構成要素ハウジング140に含まれ、これらは様々な順序でその中に配置される。電源150は、いくつかの態様では、再充電可能または交換可能な電池または任意の他の種類の電力貯蔵ユニットを含む。そうでなければ、いくつかの態様では、電源150は、誘導コイルまたは任意の他の種類の発電機を含む。
明示的に示されていないが、喫煙物品100、および特に構成要素ハウジング140は、電源150から追加の構成要素に電流を提供し、喫煙物品100によって提供される必要な機能の適切な動作のために構成要素を相互接続するために、必要に応じて配線または他の導体構成を含むことが理解される。例えば、喫煙物品100は、必要に応じて構成要素ハウジング140および/またはハウジング120内に配線(図示せず)を含み、構成要素ハウジング140の電源150から、ハウジング120内に配置された加熱要素130に電流を提供する。本開示の別の態様によれば、例えば、喫煙物品100は、必要に応じて構成要素ハウジング140および/またはハウジング120内に配線または他の導体構成(図示せず)を含み、エアロゾル生成要素識別装置160、ならびにマウスピース部110、ハウジング120および/または構成要素ハウジング140のいずれか1つまたは組合せの上に配置されたか、それらの中に配置された1つ以上のステータスインディケータおよび/または他のしるしのいずれかに、電源150から電流を提供する。
いくつかの態様では、エアロゾル生成要素識別装置160は、ハウジング120と係合し、その作動時に、喫煙物品100とともに使用するために選択されたエアロゾル生成要素180の属性を識別するように構成される。エアロゾル生成要素識別装置160の係合は、例えば、ハウジング120、構成要素ハウジング140またはマウスピース部110との係合を含む。例えば、図1A、図1Bに示すように、エアロゾル生成要素識別装置160は、ハウジング120と同一平面にあるか、実質的に同一平面にある。そうでなければ、エアロゾル生成要素識別装置160は、消費者に過度に負担をかけない方法で、ハウジング120、構成要素ハウジング140またはマウスピース部110から突出する。
例示的なエアロゾル生成要素識別装置200が図2に示されている。場合によっては、エアロゾル生成要素識別装置200は、図1A、図1Bのエアロゾル生成要素識別装置を参照して上述したエアロゾル生成要素識別装置160と同様である。いくつかの態様では、エアロゾル生成要素識別装置200は、メモリ(例えば、記憶装置)204に接続された少なくとも1つのハードウェアプロセッサ(例えば、プロセッサユニット)202により構成される。一般に、プロセッサ202は、例えばデータ、コンピュータプログラムおよび/または他の好適な電子情報などの情報を処理することができるコンピュータハードウェアのいずれかの部分である。プロセッサ202は、電子回路の集まりから構成され、電子回路の集まりの一部は、集積回路または複数の相互接続された集積回路(さらに一般的に「チップ」と呼ばれることもある集積回路)としてパッケージ化され得る。プロセッサ202は、コンピュータプログラムを実行するように構成されてもよく、コンピュータプログラムは、プロセッサに搭載されて記憶されるか、そうでなければ(同じまたは別の装置の)メモリに記憶される。
プロセッサ202は、特定の実装形態に依存して、いくつかのプロセッサ、マルチプロセッサコアまたは他の何らかの種類のプロセッサであってよい。さらに、プロセッサ202は、メインプロセッサが単一チップ上の1つ以上のセカンダリ(secondary)プロセッサとともに存在するいくつかのヘテロジニアスプロセッサシステムを使用して実現されてもよい。別の例示的な例として、プロセッサ202は、同じ種類の複数のプロセッサを収容する対称型マルチプロセッサシステムである。さらに別の例では、プロセッサ202は、1つ以上の特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)などとして具現化されるか、そうでなければそれらを含む。したがって、プロセッサ202はコンピュータプログラムを実行して1つ以上の機能を実行することができるが、様々な例のプロセッサは、コンピュータプログラムの助けなしで1つ以上の機能を実行することができる。
メモリ204は、一般に、例えば、データ、コンピュータプログラム(例えば、コンピュータ可読プログラムコード)および/または他の好適な情報などの情報を一時的ベースおよび/または恒久的ベースで保存することができるコンピュータハードウェアのいずれかの部分である。メモリ204は、揮発性および/または不揮発性メモリを含んでもよく、固定されても取り外し可能であってもよい。好適なメモリ204の例には、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み取り専用メモリ(ROM)、ハードドライブ、フラッシュメモリ、サムドライブ、リムーバブルコンピュータディスケット、光ディスク、磁気テープまたは上記の何らかの組合せが挙げられる。光ディスクには、コンパクトディスク-読み取り専用メモリ(CD-ROM)、コンパクトディスク-読み取り/書き込み(CD-R/W)、DVDなどが挙げられ得る。様々な例では、メモリ204は、コンピュータ可読記憶媒体と呼ばれる。コンピュータ可読記憶媒体204は、情報を記憶することができる非一時的な装置であり、ある場所から別の場所に情報を運ぶことができる電子一時信号などのコンピュータ可読伝送媒体と区別可能である。本明細書で説明されるコンピュータ可読媒体は、一般に、コンピュータ可読記憶媒体またはコンピュータ可読伝送媒体を指し得る。
上述のように、本明細書に記載の喫煙物品の機能を実装するために、プログラムコード命令(例えば、アルゴリズム)がメモリ204に記憶され、プロセッサ202によって実行されてもよい。理解されるように、特定の機械が本明細書で特定される機能を実装するように、任意の好適なプログラムコード命令がコンピュータ可読記憶媒体からコンピュータまたは他のプログラム可能な装置にロードされて、特定の機械を作り出してもよい。これらのプログラムコード命令はまた、コンピュータ、プロセッサまたは他のプログラム可能な装置を特定の方法で機能するように指示して、それにより特定の機械または特定の製品を生成することができるコンピュータ可読記憶媒体に記憶されてもよい。コンピュータ可読記憶媒体に記憶された命令は、製品を作り出してもよく、製品は本明細書に記載の機能を実装する。プログラムコード命令は、コンピュータ可読記憶媒体から取り出され、コンピュータ、プロセッサまたは他のプログラム可能な装置にロードされて、コンピュータ、プロセッサもしくは他のプログラム可能な装置上で、またはコンピュータ、プロセッサもしくは他のプログラム可能な装置によって実行される動作を実行するようにコンピュータ、プロセッサまたは他のプログラム可能な装置を構成してもよい。
プログラムコード命令の取り出し、ロードおよび実行は、1つの命令が一度に取り出され、ロードされおよび実行されるように、順次実行されてもよい。いくつかの例示的な実装形態では、取り出し、ロード、および/または実行は、複数の命令が一緒に取り出され、ロードされおよび/または実行されるように、並行して実行されてもよい。プログラムコード命令の実行は、コンピュータ、プロセッサまたは他のプログラム可能な装置によって実行される命令が本明細書に記載の機能を実装するための動作を提供するように、コンピュータにより実装されるプロセスを作り出してもよい。
プロセッサ202による命令の実行、またはコンピュータ可読記憶媒体204への命令の記憶は、指定された機能を実行するための動作の組合せを支援する。このように、喫煙物品100に関連して説明されるエアロゾル生成要素識別装置160は、プロセッサ202と、プロセッサ202に結合されたコンピュータ可読記憶媒体またはメモリ204とを含み、プロセッサ202は、メモリ204に記憶されたアルゴリズムを実行するように構成される。また、特定の機能を実行する特別なハードウェアベースのコンピュータシステムおよび/またはプロセッサ、または特別なハードウェアとプログラムコード命令との組合せによって、1つ以上の機能および機能の組合せが実装されてもよいことも理解されよう。
再び図1A、図1Bを参照すると、いくつかの例示的な実装形態では、エアロゾル生成要素識別装置160は、エアロゾル生成要素180の属性を識別する属性識別子を検出するように構成された属性識別検出器を含む。いくつかの例では、エアロゾル生成要素180の属性は、属性識別子内でエンコードされる(すなわち、格納される)。属性識別子は、例えば、エアロゾル生成要素180の属性を識別する、統一製品コード(UPC)バーコード、QRコードまたは無線周波数識別(RFID)装置を含む。属性識別子内に格納されたエアロゾル生成要素180の属性は、いくつかの態様では、エアロゾル生成要素の構成成分(例えば、香味、タバコ由来ニコチン、水、グリセロール、プロピレングリコール)、エアロゾル生成要素の各構成成分の加熱プロファイル、エアロゾル生成要素の構成成分間の最大エアロゾル化温度、エアロゾル生成要素の構成成分間の最大エアロゾル化温度に対して電源を制御するためのワット数、およびそれらの組合せからなるグループから選択される。例えば、属性識別子内に格納されたエアロゾル生成要素180の属性は、エアロゾル生成要素180の構成成分を含み、構成成分は、タバコ由来ニコチン、香味、および多種多様の他の含有物、例えば、4.8%ニコチン、グリセロール、水、プロピレングリコール、ならびに天然および人工香味料を含む。このように、属性を識別する属性識別子は、属性識別検出器による検出のためにエアロゾル生成要素180のパッケージング上に提供される。
さらに具体的には、例えば、図3A~図3Cに示すように、例示的なパッケージング上に属性識別子(すなわち、例示的なQRコード)が提供される。特に、図3Aでは、符号300Aとして全体的に示される概略図は、パッケージング302Aを示す。パッケージング302Aは、固体エアロゾル生成材料180A、例えば、環状タバコプラグなどのエアロゾル生成材料を収容するのに十分な任意の種類のパッケージングである。属性識別子304Aは、図3Aに示すように、例えば、固体エアロゾル生成材料180Aのパッケージング302A上に提供される。
図3Bは、符号300Bとして全体的に示される概略図を示す。図3Bでは、パッケージング302Bが提供され、パッケージング302Bは、いくつかの態様では、エアロゾル生成液体180B、例えば、e-リキッドなどのエアロゾル生成材料を収容するための管状ハウジングまたはカートリッジ306の任意の種類のパッケージングである。属性識別子304Bは、図3Bに示すように、例えば、エアロゾル生成液体180Bのカートリッジ306のパッケージング302B上に提供される。図3Cでは、符号300Cとして全体的に示される概略図が提供される。図3Cでは、図3Bのカートリッジ306が示されている。図3Bと比較して、図3Cでは、カートリッジ306のパッケージング上に提供された属性識別子304Bに対応する属性識別子304Cもカートリッジ306自体に提供されている。他の態様(図示せず)では、図3B、図3Cに示すカートリッジ306は、その中にエアロゾル生成液体180Bを受容するように詰め替え可能に構成される。カートリッジ306は、それ自体の属性識別子を含む詰め替え容器からエアロゾル生成液体180Bを受容するように構成される。このように、カートリッジ306は、異なる詰め替え容器から異なるエアロゾル生成液体180Bを受容するように詰め替え可能であり、詰め替え容器は、その中に収容されたエアロゾル生成液体180Bに関する識別可能な情報を提供する。
再び図1A、図1Bを参照すると、属性識別検出器の形態のエアロゾル生成要素識別装置160は、例えば、その作動時に属性識別子(例えば、304A~304C、図3A~図3C)を検出して、それに関連するエアロゾル生成要素180の属性を識別し、属性の識別を制御装置170に通信するように構成されたカメラ、無線トランシーバまたはスキャナを含む。属性識別検出器は、いくつかの態様では、属性識別子を認識(例えば、QRコードの自動光学認識)すると作動可能である。そうでなければ、属性識別検出器および/または喫煙物品100自体に連結された作動機構が、エアロゾル生成要素識別装置160が属性識別子を検出できるようにする。したがって、いくつかの態様では、制御装置170は、エアロゾル生成要素識別装置160と通信して、識別された属性に応じて、電源150によって加熱要素130に提供される電気エネルギーを変調して、エアロゾル生成要素180の識別された属性に関連するエアロゾル化温度までエアロゾル生成要素180を加熱するように加熱要素130を導くように構成される。
いくつかの態様では、構成要素ハウジング140は、必要に応じて追加の配線または他の導体構成を含み、電源150から制御装置170に電流を提供し、制御装置170と加熱要素130および/またはエアロゾル生成要素識別装置160との間に電気的接続を提供して、制御装置170が、電源150によって加熱要素130に提供される電気エネルギーを変調することができるようにする。特定の態様では、喫煙物品100は電気回路を含み、電気回路に関連する制御装置170は、識別された属性に応じて、電源150によって加熱要素130に提供される電気エネルギーを送達、制御またはそうでなければ変調して、エアロゾル生成要素180の識別された属性に関連するエアロゾル化温度までエアロゾル生成要素180を加熱するように加熱要素130を導く。
さらに具体的には、制御装置170に関連する電気回路は、制御装置170とエアロゾル生成要素識別装置160とを電気的に接続する、適切な配線または他の適切な導電体を含む。したがって、エアロゾル生成要素識別装置160によるエアロゾル生成要素の属性の識別により、識別された属性が制御装置170に送信され、制御装置170が加熱要素130に提供される電気エネルギーを変調することができるようになる。
いくつかの例示的な実装形態では、エアロゾル生成要素識別装置160は、エアロゾル生成要素180のパッケージ上の属性識別子を検出するように構成された属性識別検出器を含まない。むしろ、例示的なエアロゾル生成要素識別装置160を再び参照すると、エアロゾル生成要素識別装置160、200のプロセッサ202は、いくつかの例では、メモリ204に記憶されたアルゴリズムを実行するように構成され、このアルゴリズムが、エアロゾル生成要素識別装置160に、その作動時にエアロゾル生成要素180の属性を識別させる。例えば、アルゴリズムの実行は、エアロゾル生成要素識別装置160によって指示されるエアロゾル生成要素180の元素分析を引き起こす。そのような場合、元素分析は、エアロゾル生成要素180の属性を識別するための分光法、化学分析、分光測定法、X線またはそれらの組合せを含む。そのような元素分析に関連する装置(例えば、プローブ、X線管など)は、いくつかの態様では、エアロゾル生成要素識別装置160のプロセッサ202と通信して元素分析を実行する。元素分析により識別可能な属性には、例えば、エアロゾル生成要素180の構成成分(例えば、香味、ニコチン)、エアロゾル生成要素180の各構成成分の加熱プロファイル、エアロゾル生成要素180の構成成分間の最大エアロゾル化温度、エアロゾル生成要素180の構成成分間の最大エアロゾル化温度に対して電源を制御するためのワット数、およびそれらの組合せが挙げられる。
いくつかの態様では、エアロゾル生成要素識別装置160のプロセッサ202は、喫煙物品100および/またはエアロゾル生成要素識別装置160それ自体に関連する作動機構(図示せず)の作動時に、メモリ204に記憶されたアルゴリズムを実行するように構成される。そうでなければ、キャビティ122内のエアロゾル生成要素180の受容が、センサによって示されたとき、例えば、プロセッサ202を作動させて、メモリ204に記憶されたアルゴリズムの実行を開始する。本明細書では、プロセッサ202を作動させてアルゴリズムの実行を開始する他の方法も企図されている。それとは関係なく、実行されたアルゴリズムから識別された属性は、いくつかの態様では、さらなる分析および/または比較のためにメモリ204によって記憶されるように構成される。
他の例では、プロセッサ202は、メモリ204に記憶されたアルゴリズムを実行するように構成され、このアルゴリズムが、エアロゾル生成要素識別装置160に、エアロゾル生成要素180によって識別された構成成分間の最大エアロゾル化温度を決定させる。その構成成分の識別された属性を使用して、エアロゾル生成要素識別装置160は、エアロゾル生成要素180の構成成分間のエアロゾル化温度を比較し、構成成分間の最大エアロゾル化温度を決定することができる。
さらに別の例では、プロセッサ202は、メモリ204に記憶されたアルゴリズムを実行するように構成され、このアルゴリズムが、エアロゾル生成要素識別装置160に、決定された最大エアロゾル化温度を制御装置170に通信させる。したがって、この場合、制御装置170は、決定された最大エアロゾル化温度に応じて、電源150によって加熱要素130に提供される電気エネルギーを変調するように構成される。エアロゾル生成要素180の過熱の可能性を最小限に抑えるため、最大エアロゾル化温度に基づいてエアロゾル生成要素180への熱出力の変調を可能にすることが望ましく、これにより、任意の構成香味に関するユーザ体験が向上する。さらに、電源150によって加熱要素130に提供される電気エネルギーを変調することが、使用される電力量が最適化され、電源150の全体的な寿命が延びるという結果となる。
さらなる例示的な実装形態では、エアロゾル生成要素識別装置160は、エアロゾル生成要素180の構成成分間の最大エアロゾル化温度に関するユーザ入力を受け取るように構成される。このように、制御装置170は、ユーザ入力の最大エアロゾル化温度に応じて、電源150によって加熱要素130に提供される電気エネルギーを変調するように構成される。
そのような実装形態では、エアロゾル生成要素180のパッケージ上の属性識別子を検出するためにアルゴリズムまたは属性識別検出器を使用するのではなく、エアロゾル生成要素識別装置160が、ユーザがエアロゾル生成要素識別装置160にエアロゾル生成要素180の属性を入力することを可能にするユーザインターフェース206とともに構成される。
さらに詳細には、再び図2を参照すると、プロセッサ202は、いくつかの例では、情報を表示、送信および/または受信するための1つ以上のインターフェース206に接続される。インターフェース206は、いくつかの態様では、通信インターフェース(例えば、通信ユニット)および/または1つ以上のユーザインターフェースを含む。通信インターフェースは、喫煙物品内の他の回路(すなわち制御ユニット170)との間などで情報を送信および/または受信するように構成される。通信インターフェースは、適切な回路および/または他の接続を介して制御ユニット170と電気的に通信して、決定された最大エアロゾル化温度を制御装置170に送信するほか、任意の他の情報(例えば、ワット数)を制御装置170に送信する。
ユーザインターフェースは、いくつかの態様では、ディスプレイ208および/または1つ以上のユーザ入力インターフェース(例えば、入出力ユニット)を含む。エアロゾル生成要素識別装置160のディスプレイ208は、ユーザに情報を提示するか、そうでなければ表示するように構成され、その好適な例には、液晶ディスプレイ(LCD)、発光ダイオードディスプレイ(LED)、プラズマディスプレイパネル(PDP)などが挙げられる。いくつかの態様では、ディスプレイ208およびユーザ入力インターフェースは同一であるため(例えば、タッチスクリーン)、ユーザは、ディスプレイ208でエアロゾル生成要素180の構成成分間の最大エアロゾル化温度を入力することにより、エアロゾル生成要素識別装置160を作動させることができる。
したがって、喫煙物品100は、消費者に喫煙または煙のような感覚を提供するように構成される。さらに詳細には、喫煙物品100は、エアロゾル生成要素の属性(例えば、エアロゾル生成要素180の構成成分間の最大エアロゾル化温度)を識別し、続いて、識別された属性に応じて、電源150によって加熱要素130に提供される電気エネルギーを変調して、エアロゾル生成要素180の識別された属性に関連するエアロゾル化温度までエアロゾル生成要素180を加熱するように加熱要素130を導いて、エアロゾル生成要素180の構成成分が燃焼する可能性を低減し、それにより、ユーザにとって満足のいく体験を促進することにより、消費者に満足のいく感覚体験を提供する作動機構(図示せず)によって作動するように構成される。いくつかの態様では、作動機構は、プッシュボタン、吹かしセンサ、フローセンサまたは他の消費者によりアクティブ化される機構である。例えば、作動機構がプッシュボタンである場合、プッシュボタンは、電流の流れを手動制御するための制御回路に連結され、消費者は、プッシュボタンを使用して喫煙物品100をオンにし、および/または加熱要素130への電流の流れを作動させる。この場合、喫煙物品100の電力供給をオンオフする手動動作のために1つ以上のボタンが提供され、それは、制御装置170を作動させる信号を送信して、電源150から加熱要素130に電力を導く。
エアロゾル生成要素識別装置160と通信する制御装置170は、エアロゾル生成要素180の識別された属性に基づいて、およびそれに応じて、電源150から加熱要素130に導かれた電気エネルギーまたは電力を変調するように構成される。したがって、加熱要素130は、キャビティ122内のエアロゾル生成要素180に提供される熱を発生し、この熱は、エアロゾル生成要素180の属性に基づいて変調される。次いで、エアロゾル生成要素180は、熱に応じてエアロゾルを発生および提供し、ここで、エアロゾルは消費者による吸入に適している。別の例では、作動機構はフローセンサ(図示せず)であり、その結果、喫煙物品100は、吸引の適用時(すなわち、マウスピース部110を吸引する消費者による使用時)にのみ作動する。そのような場合、フローセンサは、消費者による吹かしまたは物品に対する吸引を検出し、その後、制御装置170を作動させる信号を送信するように構成される。
ここで図4A~図4Bを参照すると、喫煙物品400が示されている。喫煙物品400は、図1A、図1Bに示す喫煙物品100の構成要素と同様の構成要素を含む。簡潔にするために、実質的に同様の構成要素については再度詳細に説明しない。
いくつかの態様では、喫煙物品400は、一般に、マウスピース部410と、加熱要素430に関連するキャビティ422を画定する管状ハウジング420と、電源450、エアロゾル生成要素識別装置460および制御装置470を含む構成要素ハウジング440とを含む。固体エアロゾル生成材料480は、管状ハウジング420のキャビティ422内に受容されるように構成される。
いくつかの例示的な態様では、マウスピース部410は、ハウジング係合端がハウジング420と恒久的に係合するか(すなわち、一体的に形成される)、ハウジング420と取り外し可能に係合するように、ハウジング420と係合する。マウスピース部410がハウジング420と取り外し可能に係合する場合、図4Bに示すように、マウスピース部410のハウジング係合端およびハウジング420のマウスピース係合端のそれぞれには、複数のねじ山が提供され、その結果、マウスピース部410が、ハウジング420のマウスピース係合端にねじ込み式に受容されることが可能になる。このように、マウスピース部410がハウジング420から取り外されると、ハウジング420によって画定されたキャビティ422の内部は、その中に固体エアロゾル生成材料480を受容するためにアクセス可能である。本明細書では、ハウジング420とマウスピース部410を係合させるための他の係合機構も企図されている。
いくつかの態様では、マウスピース部410がハウジング420と係合すると、マウスピース部410の内部が、そこを通る少なくとも1つのオリフィスを画定して、マウスピース部410を通って、ハウジング420内に入るマウスピースチャネル412を提供する。いくつかの態様では、マウスピースチャネル412内に濾過材料414が受容されることが可能である。いくつかの態様では、濾過材料414は、酢酸セルロースであるか、そうでなければ、固体エアロゾル生成材料480の加熱から生成される粒子の所定レベルを減少させることができる吸収剤または吸着剤を含む。
いくつかの態様では、管状ハウジング420は、構成要素ハウジング440の管状ハウジング係合端に動作可能に係合するように構成される。構成要素ハウジング440またはハウジング420のいずれかに画定された入口は、喫煙物品400に空気を引き込むことを可能にする。例えば、図4Bに示すように、入口またはオリフィス442が構成要素ハウジング440に画定される。図4A、図4Bに示すように、ハウジング420の構成要素係合端は、ハウジング420のマウスピース係合端と長手方向に対向している。構成要素ハウジング440と係合すると、場合によっては、ハウジング420のキャビティ422と構成要素ハウジング440の内部との間に空気流通路424が画定される。場合によっては、空気流通路424は、構成要素ハウジング440の内部と流体的に接続および連通して、構成要素ハウジング440内に画定された少なくとも1つのオリフィス442を介して空気がキャビティ422に引き込まれるように配置および構成される。さらに、マウスピースチャネル412は、キャビティ422を介して、空気流通路424とも流体連通している。したがって、空気は、マウスピース部410の吸い口係合端に対する吸引に応じて、順次、少なくとも1つのオリフィス442を通り、構成要素ハウジング440の内部を通り、空気流通路424を通って、ハウジング420のキャビティ422に引き込まれる。
別の例では、入口またはオリフィス(図示せず)がハウジング420に画定される。この入口またはオリフィスは、ハウジング420の内部、またはキャビティ422と流体連通しており、その結果、空気は、マウスピース部410の吸い口係合端に対する吸引に応じて、順次、ハウジング420に画定されたオリフィスを通って、ハウジング420のキャビティ422に引き込まれる。
喫煙物品内の入口またはオリフィスの配置に関係なく、喫煙物品に引き込まれた空気は、キャビティ422に引き込まれて、エアロゾル生成要素480および/または加熱要素430と相互作用するように構成される。ハウジング420のキャビティ422内で、加熱されたエアロゾル生成要素480によって発生されたエアロゾルと空気が混合され、エアロゾル/空気混合物がマウスピースチャネル412を通ってマウスピース部410の吸い口係合端に輸送される。
いくつかの態様では、固体エアロゾル生成材料480は、管状ハウジング420のキャビティ422内から取り外されるように構成される。例えば、固体エアロゾル生成材料480が「使い果たされ」、それ以上そこからエアロゾルが生成されることができなくなると、固体エアロゾル生成材料480を取り外し、それを別の固体エアロゾル生成材料480と交換することが有利である。そうするために、いくつかの例示的な実装形態では、管状ハウジング420は、管状ハウジング420のキャビティ422内から固体エアロゾル生成材料480(例えば、環状タバコプラグ)を取り外すように構成された取り外し機構444を含む。取り外し機構444は、例えば、バイアシング機構または任意の他の種類の機構を含み、固体エアロゾル生成材料480にその長手軸に沿って圧力を加えて、管状ハウジング420からマウスピース部410の係合が解除された際に固体エアロゾル生成材料480を取り外すために、キャビティ422の開口部に向かって固体エアロゾル生成材料480を押す。
加熱要素430は、いくつかの態様では、管状ハウジング420と動作可能に係合し、固体エアロゾル生成材料480に熱を提供して、前記材料をエアロゾル化するように構成される。管状ハウジング420がキャビティ422を画定する外壁426を含む場合、加熱要素430は、外壁426の周りに延在するように構成された第1の部分432と、外壁426によって画定されたキャビティ422内に延在するように構成された第2の部分434とを含む。さらに詳細には、いくつかの態様では、第1の部分432は、第2の部分434の直径よりも大きな直径を伴って構成される。いくつかの例示的な実装形態では、絶縁スリーブ428が外壁426の外周の周りに提供されて、喫煙物品400に強化された絶縁特性を提供する。
したがって、これらの例では、固体エアロゾル生成材料480は、管状ハウジング420のキャビティ422内に取り外し可能に受容されるように構成された環状タバコプラグ(例えば、180A、図3A)を含み、その結果、環状タバコプラグの内面が加熱要素430の第2の部分434の周りに延在し、加熱要素430の第1の部分432が円筒形キャビティ422内の環状タバコプラグの外面の周りに延在する。このように、固体エアロゾル生成材料480は、マウスピース部410と管状ハウジング420との係合が解除されると、管状ハウジング420のキャビティ422によって取り外し可能、および交換可能に受容されるように構成される。
加熱要素430は、いくつかの態様では、電源450と電気的に通信している。電源450は、いくつかの例示的な実装形態では、加熱要素430が電気エネルギーに応じて熱を発生するように、加熱要素430に電気エネルギーを提供するように構成される。電源450は、いくつかの態様では、再充電可能または交換可能な電池を含む。
いくつかの態様では、電源450は、マウスピース部410、管状ハウジング420または構成要素ハウジング440と係合しているかまたは係合可能なエアロゾル生成要素識別装置460に電力を提供する配線を含む。図4Aに示すように、エアロゾル生成要素識別装置460は構成要素ハウジング440と係合するが、エアロゾル生成要素識別装置460は、マウスピース部410、管状ハウジング420または管状ハウジング440のいずれかの上に提供されるように構成される。
上述のエアロゾル生成要素識別装置160と同様に、エアロゾル生成要素識別装置460は、その作動時に、固体エアロゾル生成材料480の属性を識別するように構成される。固体エアロゾル生成材料480の属性は、いくつかの態様では、香味、固体エアロゾル生成材料480の各構成成分の加熱プロファイル、固体エアロゾル生成材料480の構成成分間の最大エアロゾル化温度、固体エアロゾル生成材料480の構成成分の最大エアロゾル化温度に対して電源430を制御するためのワット数、およびそれらの組合せからなるグループから選択される。
いくつかの例示的な実装形態では、エアロゾル生成要素識別装置460は、固体エアロゾル生成材料480の属性を識別する属性識別子を検出するように構成された属性識別検出器を含む(例えば、図3A)。そのような態様では、属性識別子は、固体エアロゾル生成材料480の属性を識別する、UPCバーコード、QRコードまたはRFID装置を含む。属性識別子を検出するために、属性識別検出器は、例えば、その作動時に属性識別子を検出し、それに関連する固体エアロゾル生成材料480の属性を識別し、属性の識別を制御装置470に通信するように構成されたカメラ、無線トランシーバまたはスキャナを含む。例えば、属性識別検出器460は、新しい環状タバコプラグを収容するパッケージ上の属性識別子を検出するように構成される(例えば、図3A)。
他の例示的な実装形態では、エアロゾル生成要素識別装置460は、その作動時に固体エアロゾル生成材料480の属性を識別するアルゴリズムを実行するように構成されたプロセッサ(例えば、202)を含む。例えば、エアロゾル生成要素識別装置460のプロセッサは、メモリ(例えば、(204)に記憶されたアルゴリズムを実行して、エアロゾル生成要素識別装置460に固体エアロゾル生成材料480を分析させて、その構成成分を決定し、構成成分間の最大エアロゾル化温度を決定し、決定された最大エアロゾル化温度を制御装置470に通信するように構成される。
このように、制御装置470は、エアロゾル生成要素識別装置460と通信し、識別された属性に応じて、電源450によって加熱要素430に提供される電気エネルギーを変調して、エアロゾル生成要素識別装置460からの決定された最大エアロゾル化温度の受信に応じて、決定された最大エアロゾル化温度まで固体エアロゾル生成材料480を加熱するように加熱要素430を導くように構成される。
別の例示的な実装形態では、エアロゾル生成要素識別装置460は、固体エアロゾル生成材料480の構成成分間の最大エアロゾル化温度に関するユーザ入力を受け取るように構成される。例えば、上述のように、ユーザインターフェース(例えば、206)および/またはディスプレイ(例えば、208)は、エアロゾル生成要素480の属性、例えば、固体エアロゾル生成材料480の構成成分のエアロゾル化温度に関するユーザ入力を受け取るように構成される。エアロゾル生成要素識別装置460は、いくつかの態様では、ユーザ入力を分析し、いずれがエアロゾル化温度入力であるかを識別するように構成される。このように、次いで、エアロゾル化温度が制御装置470に送信され、それにより、制御装置470は、ユーザ入力の最大エアロゾル化温度に応じて、電源450によって加熱要素430に提供される電気エネルギーを変調するように構成される。
加熱要素430が第1の部分432および第2の部分434を含むいくつかの態様では、制御装置470は、各部分432、434に提供される電気エネルギーを独立して変調するように構成される。さらに具体的には、制御装置470は、加熱要素430の第2の部分434に提供される電気エネルギーとは別個および個別に、第1の部分432に提供される電気エネルギーを変調して、第1および第2の部分432、434の個々の制御を提供するように構成される。したがって、第1の部分432は、第2の部分434よりも高い温度、第2の部分434よりも低い温度、または第2の部分434と比較して実質的に同じ温度まで加熱されることが可能である。加熱要素の個別の加熱部分の独立した制御に関する詳細情報は、Blessらの米国特許出願公開第2016/0360785号明細書に見出すことができる。
ここで図5を参照すると、喫煙物品500が示されている。喫煙物品500は、図1A、図1Bに示す喫煙物品100の構成要素と同様の構成要素を含む。簡潔にするために、実質的に同様の構成要素については再度詳細に説明しない。
いくつかの態様では、喫煙物品500は、一般に、マウスピース部510と、加熱要素530に関連するキャビティ522を画定する管状ハウジング520と、電源550、エアロゾル生成要素識別装置560および制御装置570を含む構成要素ハウジング540とを含む。エアロゾル生成液体580は、管状ハウジング520のキャビティ522内に受容されるように構成される。
いくつかの例示的な態様では、マウスピース部510は、ハウジング係合端がハウジング520と恒久的に係合するか(すなわち、一体的に形成される)、ハウジング520と取り外し可能に係合するように、ハウジング520と係合する。図5に示すように、マウスピース部510は、ハウジング520と一体的に形成され、および係合し、その結果、2つが互いに取り外し不能に係合する。マウスピース部510の内部は、それを通して少なくとも1つのオリフィスを画定して、マウスピース部510を通ってハウジング520内に入るマウスピースチャネル512を提供する。いくつかの態様では、マウスピースチャネル512は、管状通路514を通して画定される。マウスピースチャネル512内および/またはマウスピース部510内に濾過材料(図示せず)が受容されることが可能である。
いくつかの態様では、管状ハウジング520は、第1の端部と、長手方向に対向する第2の端部とを有するように構成される。いくつかの態様では、第1の端部にマウスピース部510があり、長手方向に対向する第2の端部に、構成要素ハウジング540の長手方向端部に動作可能に係合する係合機構がある。あるいは、他の態様では、長手方向に対向する第2の端部にマウスピース部510があり、第1の端部に、構成要素ハウジング540の長手方向端部に動作可能に係合する係合機構がある。
ハウジング520と構成要素ハウジング540とが係合すると、場合によっては、ハウジング520のキャビティ522と構成要素ハウジング540の内部との間に空気流通路524が画定される。場合によっては、空気流通路524は、構成要素ハウジング540と管状ハウジング520との間の係合界面に画定された中央通路544と流体的に接続および連通して、構成要素ハウジング540内に画定された少なくとも1つのオリフィス542を介して空気がキャビティ522に引き込まれるように配置および構成される。さらに、マウスピースチャネル512は、キャビティ522を介して、空気流通路524とも流体連通している。したがって、空気は、マウスピース部510の吸い口係合端に対する吸引に応じて、順次、少なくとも1つのオリフィス542を通り、構成要素ハウジング540の内部を通り、空気流通路524を通って、ハウジング520のキャビティ522に引き込まれる。ハウジング520のキャビティ522内で、エアロゾル生成液体580から生成されたエアロゾルと空気が混合され、エアロゾル/空気混合物がマウスピースチャネル512を介してマウスピース部510の吸い口係合端に輸送される。
管状ハウジング530と係合した加熱要素530は、エアロゾル生成液体580に熱を提供するように構成される。いくつかの態様では、加熱要素530は、抵抗コイルなどの抵抗加熱要素として構成される。そのような態様では、抵抗加熱要素530は、その両端に端子532(例えば、正および負の端子)を含み、加熱要素530を通る電流の流れを容易にし、適切な配線(図示せず)を取り付けて、管状ハウジング520が構成要素ハウジング540と動作可能に係合した際に加熱要素530と電源550との電気的接続を形成する。
構成要素ハウジング540と管状ハウジング520との係合または係合解除は、構成要素ハウジングの長手方向端部に配置された係合機構546と、管状ハウジングの第1または第2の端部に配置された対応する係合機構528とを介して達成可能である。係合機構546、528は、構成要素ハウジング540と管状ハウジング520との間の動作可能な係合を提供し、それにより、例えば、管状ハウジング520を取り外し、交換するために、2つが互いに容易に取り外されることが可能になる。係合機構に関する詳細情報は、例えば、Changらの米国特許第8,910,639号明細書に見出され得る。
いくつかの態様では、管状ハウジング520のキャビティ522は詰め替え不可能である。このように、消費者がエアロゾル生成液体580を消費した後、管状ハウジング520は、構成要素ハウジング540から取り外し可能および使い捨てであり、構成要素ハウジング540の長手方向端部に、ある量のエアロゾル生成液体580を収容する別の管状ハウジング520が再取り付けされることが可能である。したがって、マウスピース部510を備えた管状ハウジング520は、交換可能なカートリッジ(例えば、306、図3B、図3C)として構成される。他の態様では、管状ハウジング520のキャビティ522は詰め替え可能である。このように、消費者がエアロゾル生成液体580を消費した後、管状ハウジング520は、構成要素ハウジング540と動作可能に係合したままであることが可能であるか、詰め替えのために構成要素ハウジング540から取り外される。したがって、その中にマウスピース部510を収容する管状ハウジング520は、詰め替え可能なカートリッジとして構成される。
加熱要素530は、いくつかの態様では、管状ハウジング520と動作可能に係合し、エアロゾル生成液体580に熱を提供して、前記液体をエアロゾル化するように構成される。そうするために、加熱要素530は、いくつかの態様では、電源550と電気的に通信している。電源550は、いくつかの例示的な実装形態では、加熱要素530が電気エネルギーに応じて熱を発生するように、加熱要素530に電気エネルギーを提供するように構成される。電源550は、いくつかの態様では、再充電可能または交換可能な電池を含む。いくつかの態様では、電源550は、マウスピース部510、管状ハウジング520または構成要素ハウジング540と係合しているかまたは係合可能なエアロゾル生成要素識別装置560に電力を提供する配線を含む。図5に示すように、エアロゾル生成要素識別装置560は構成要素ハウジング540と係合するが、エアロゾル生成要素識別装置560は、マウスピース部510、管状ハウジング520または構成要素ハウジング540のいずれかの上に提供されるように構成される。
上述のエアロゾル生成要素識別装置160と同様に、エアロゾル生成要素識別装置560は、その作動時に、エアロゾル生成液体580の属性を識別するように構成される。エアロゾル生成液体580の属性は、いくつかの態様では、香味、エアロゾル生成液体580の各構成成分の加熱プロファイル、エアロゾル生成液体580の構成成分間の最大エアロゾル化温度、エアロゾル生成液体580の構成成分の最大エアロゾル化温度に対して電源530を制御するためのワット数、およびそれらの組合せからなるグループから選択される。
いくつかの例示的な実装形態では、エアロゾル生成要素識別装置560は、エアロゾル生成液体580の属性を識別する属性識別子を検出するように構成された属性識別検出器を含む(例えば、図3B、図3C)。そのような態様では、属性識別子は、エアロゾル生成液体580の属性を識別する、UPCバーコード、QRコードまたはRFID装置を含む。属性識別子を検出するために、属性識別検出器は、例えば、その作動時に属性識別子を検出し、それに関連するエアロゾル生成液体580の属性を識別し、属性の識別を制御装置570に通信するように構成されたカメラ、無線トランシーバまたはスキャナを含む。例えば、喫煙物品500が詰め替え不可能なカートリッジを必要とする場合、属性識別検出器が、エアロゾル生成液体580を収容する新しい管状ハウジングまたはカートリッジのパッケージング上に提供された属性識別子を検出するように構成されるか(例えば、図3B)、そうでなければ、属性識別子が、エアロゾル生成液体580を収容する新しい管状ハウジングまたはカートリッジ自体の上に提供される(例えば、図3C)。喫煙物品500が詰め替え可能な管状カートリッジの詰め替えを必要とする別の例では、属性識別検出器は、詰め替えエアロゾル生成液体580を収容するパッケージ上の属性識別子を検出するように構成される。
他の例示的な実装形態では、エアロゾル生成要素識別装置560は、その作動時にエアロゾル生成液体580の属性を識別するアルゴリズムを実行するように構成されたプロセッサ(例えば、202)を含む。例えば、エアロゾル生成要素識別装置560のプロセッサは、メモリ(例えば、204)に記憶されたアルゴリズムを実行して、エアロゾル生成要素識別装置560にエアロゾル生成液体580を分析させて、その構成成分を決定し、構成成分間の最大エアロゾル化温度を決定し、決定された最大エアロゾル化温度を制御装置570に通信するように構成される。
このように、制御装置570は、エアロゾル生成要素識別装置560と通信し、識別された属性に応じて、電源550によって加熱要素530(例えば、抵抗コイル)に提供される電気エネルギーを変調して、エアロゾル生成要素識別装置560からの決定された最大エアロゾル化温度の受信に応じて、決定された最大エアロゾル化温度までエアロゾル生成液体580を加熱するように加熱要素530を導くように構成される。
別の例示的な実装形態では、エアロゾル生成要素識別装置560は、エアロゾル生成液体580の構成成分間の最大エアロゾル化温度に関するユーザ入力を受け取るように構成される。例えば、上述のように、ユーザインターフェース(例えば、206)および/またはディスプレイ(例えば、208)は、エアロゾル生成液体580の属性、例えば、エアロゾル生成液体580の構成成分のエアロゾル化温度に関するユーザ入力を受け取るように構成される。エアロゾル生成要素識別装置560は、いくつかの態様では、ユーザ入力を分析し、いずれがエアロゾル化温度入力であるかを識別するように構成される。このように、次いで、エアロゾル化温度が制御装置570に送信され、それにより、制御装置570は、ユーザ入力の最大エアロゾル化温度に応じて、電源550によって加熱要素530に提供される電気エネルギーを変調するように構成される。
ここで図6を参照すると、全体的に600で示される、喫煙物品の製造方法の方法流れ図が提供される。方法600で製造された喫煙物品は、喫煙物品100、400、500または実質的に同様のものであってよい。
ステップ602では、加熱要素が、中にエアロゾル生成要素を受容するように構成されたキャビティを画定するハウジングと動作可能に係合し、加熱要素は、エアロゾル生成要素に熱を提供して、エアロゾル生成要素がそれに応じてエアロゾルを発生するように構成される。
ステップ604では、電源が加熱要素と電気的に通信し、電源は加熱要素に電気エネルギーを提供するように構成され、加熱要素は電気エネルギーに応じて熱を発生する。
ステップ606では、エアロゾル生成要素識別装置がハウジングと係合し、エアロゾル生成要素識別装置は、その作動時に、エアロゾル生成要素の属性を識別するように構成される。
ステップ608では、制御装置がエアロゾル生成要素識別装置と係合し、制御装置は、識別された属性に応じて、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調して、エアロゾル生成要素の識別された属性に関連するエアロゾル化温度までエアロゾル生成要素を加熱するように加熱要素を導くように構成される。
上記の説明および関連する図面に示された教示の利益を有し、本開示が関連する当業者には、本開示の多くの変更および他の実施形態が思い浮かぶであろう。したがって、本開示は、本明細書に開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、変更および他の実施形態が添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されることを理解されたい。本明細書では特定の用語を使用しているが、それらは一般的で説明的な意味でのみ使用され、限定のために使用されない。
Claims (51)
- 喫煙物品であって、
熱に応じてエアロゾルを発生するように構成されたエアロゾル生成要素と、
中にエアロゾル生成要素を受容するように構成されたキャビティを画定するハウジングと、
ハウジングと動作可能に係合し、エアロゾル生成要素に熱を提供するように構成された加熱要素と、
電気エネルギーに応じて熱を発生する加熱要素と電気的に通信し、それに電気エネルギーを提供するように構成された電源と、
ハウジングと係合し、作動時にエアロゾル生成要素の属性を識別するように構成されたエアロゾル生成要素識別装置と、
エアロゾル生成要素識別装置と通信し、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調して、エアロゾル生成要素の識別された属性に関連するエアロゾル化温度までエアロゾル生成要素を加熱するように加熱要素を導くように構成された制御装置とを備える、喫煙物品。 - ハウジングが、円筒形キャビティを画定する外壁を備える、請求項1に記載の物品。
- 加熱要素が、外壁の周りに延在するように構成された第1の部分と、円筒形キャビティ内に延在するように構成された第2の部分とを備える、請求項2に記載の物品。
- 制御装置が、加熱要素の第2の部分に提供される電気エネルギーとは別個および個別に、第1の部分に提供される電気エネルギーを変調して、第1および第2の部分の個々の制御を提供するように構成される、請求項3に記載の物品。
- エアロゾル生成要素識別装置が、エアロゾル生成要素の属性を識別する属性識別子を検出するように構成された属性識別検出器を備える、請求項1に記載の物品。
- 属性識別子が、エアロゾル生成要素の属性を識別する、統一製品コード(UPC)バーコード、QRコードまたは無線周波数識別(RFID)装置を含む、請求項5に記載の物品。
- 属性識別検出器が、作動時に属性識別子を検出し、それに関連するエアロゾル生成要素の属性を識別し、属性の識別を制御装置に通信するように構成されたカメラ、無線トランシーバまたはスキャナを備える、請求項5に記載の物品。
- 属性識別子がエアロゾル生成要素のパッケージング上に提供される、請求項5に記載の物品。
- エアロゾル生成要素の属性が、香味、エアロゾル生成要素の各構成成分の加熱プロファイル、エアロゾル生成要素の構成成分間の最大エアロゾル化温度、エアロゾル生成要素の構成成分の最大エアロゾル化温度に対して電源を制御するためのワット数、およびそれらの組合せからなるグループから選択される、請求項1に記載の物品。
- エアロゾル生成要素識別装置が、作動時にエアロゾル生成要素の属性を識別するアルゴリズムを実行するように構成されたプロセッサを備える、請求項1に記載の物品。
- エアロゾル生成要素識別装置が、エアロゾル生成要素を分析して、その構成成分を決定し、構成成分間の最大エアロゾル化温度を決定し、決定された最大エアロゾル化温度を制御装置に通信するように構成され、制御装置が、決定された最大エアロゾル化温度に応じて、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調する、請求項10に記載の物品。
- エアロゾル生成要素識別装置が、エアロゾル生成要素の構成成分間の最大エアロゾル化温度に関するユーザ入力を受け取るように構成され、制御装置が、ユーザ入力の最大エアロゾル化温度に応じて、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調する、請求項10に記載の物品。
- エアロゾル生成要素が、ハウジングのキャビティ内に取り外し可能に受容されるように構成された環状タバコプラグを含む、請求項1に記載の物品。
- エアロゾル生成要素が、カートリッジに受容されたエアロゾル生成液体を含み、カートリッジがハウジングと取り外し可能に係合する、請求項1に記載の物品。
- 喫煙物品の製造方法であって、
中にエアロゾル生成要素を受容するように構成されたキャビティを画定するハウジングと加熱要素を動作可能に係合させることであって、加熱要素は、エアロゾル生成要素に熱を提供して、エアロゾル生成要素がそれに応じてエアロゾルを発生するように構成される、ことと、
加熱要素と電気的に通信するように電源を係合させることであって、電源は加熱要素に電気エネルギーを提供するように構成され、加熱要素は電気エネルギーに応じて熱を発生する、ことと、
ハウジングとエアロゾル生成要素識別装置を係合させることであって、エアロゾル生成要素識別装置は、その作動時にエアロゾル生成要素の属性を識別するように構成される、ことと、
エアロゾル生成要素識別装置と制御装置を係合させることとを含み、制御装置が、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調して、エアロゾル生成要素の識別された属性に関連するエアロゾル化温度までエアロゾル生成要素を加熱するように加熱要素を導くように構成される、喫煙物品の製造方法。 - ハウジングと加熱要素を動作可能に係合させることが、円筒形キャビティを画定する外壁を備える管状ハウジングと、加熱要素を動作可能に係合させることを含む、請求項15に記載の方法。
- 管状ハウジングと加熱要素を動作可能に係合させることが、加熱要素の第1の部分を動作可能に係合させて、外壁の周りに延在させ、加熱要素の第2の部分を円筒形キャビティ内に延在させることを含む、請求項16に記載の方法。
- 加熱要素の第2の部分に提供される電気エネルギーとは別個および個別に、第1の部分に提供される電気エネルギーを制御装置によって変調して、加熱要素の第1および第2の部分の個々の制御を提供することを含む、請求項17に記載の方法。
- エアロゾル生成要素識別装置の属性識別検出器を使用して、エアロゾル生成要素の属性を識別する属性識別子を検出することを含む、請求項15に記載の方法。
- 属性識別子の統一製品コード(UPC)バーコード、QRコードまたは無線周波数識別(RFID)装置を使用して、エアロゾル生成要素の属性を識別することを含む、請求項19に記載の方法。
- 属性識別検出器のカメラ、無線トランシーバまたはスキャナを作動時に使用して、属性識別子を検出して、それに関連するエアロゾル生成要素の属性を識別し、属性の識別を制御装置に通信することを含む、請求項19に記載の方法。
- エアロゾル生成要素のパッケージング上に属性識別子を提供することを含む、請求項19に記載の方法。
- エアロゾル生成要素識別装置のプロセッサにより、その作動時にエアロゾル生成要素の属性を識別するアルゴリズムを実行することを含む、請求項15に記載の方法。
- エアロゾル生成要素識別装置により、エアロゾル生成要素を分析して、その構成成分を決定することと、構成成分間の最大エアロゾル化温度を決定することと、決定された最大エアロゾル化温度を制御装置に通信することと、決定された最大エアロゾル化温度に応じて、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを、制御装置を用いて変調することとを含む、請求項23に記載の方法。
- エアロゾル生成要素識別装置で、エアロゾル生成要素の構成成分間の最大エアロゾル化温度に関するユーザ入力を受け取ることと、ユーザ入力の最大エアロゾル化温度に応じて、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを、制御装置を用いて変調することとを含む、請求項23に記載の方法。
- 喫煙物品であって、
熱に応じてエアロゾルを発生するように構成された固体エアロゾル生成材料と、
中に固体エアロゾル生成材料を受容するように構成されたキャビティを画定する管状ハウジングと、
管状ハウジングと動作可能に係合し、固体エアロゾル生成材料に熱を提供するように構成された加熱要素と、
電気エネルギーに応じて熱を発生する加熱要素と電気的に通信し、それに電気エネルギーを提供するように構成された電源と、
ハウジングと係合し、作動時に固体エアロゾル生成材料の属性を識別するように構成されたエアロゾル生成要素識別装置と、
エアロゾル生成要素識別装置と通信し、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調して、固体エアロゾル生成材料の識別された属性に関連するエアロゾル化温度まで固体エアロゾル生成材料を加熱するように加熱要素を導くように構成された制御装置と
を備える、喫煙物品。 - 管状ハウジングが、円筒形キャビティを画定する外壁を備える、請求項26に記載の物品。
- 加熱要素が、外壁の周りに延在するように構成された第1の部分と、円筒形キャビティ内に延在するように構成された第2の部分とを備える、請求項27に記載の物品。
- 制御装置が、加熱要素の第2の部分に提供される電気エネルギーとは別個および個別に、第1の部分に提供される電気エネルギーを変調して、第1および第2の部分の個々の制御を提供するように構成される、請求項28に記載の物品。
- 固体エアロゾル生成材料が、管状ハウジングのキャビティ内に取り外し可能に受容されるように構成された環状タバコプラグを含み、その結果、環状タバコプラグの内面が加熱要素の第2の部分の周りに延在し、加熱要素の第1の部分が円筒形キャビティ内の環状タバコプラグの外面の周りに延在する、請求項28に記載の物品。
- 管状ハウジングが、管状ハウジングのキャビティ内から環状タバコプラグを取り外すように構成された取り外し機構を備える、請求項30に記載の物品。
- エアロゾル生成要素識別装置が、固体エアロゾル生成材料の属性を識別する属性識別子を検出するように構成された属性識別検出器を備える、請求項26に記載の物品。
- 属性識別子が、固体エアロゾル生成材料の属性を識別する、統一製品コード(UPC)バーコード、QRコードまたは無線周波数識別(RFID)装置を含む、請求項32に記載の物品。
- 属性識別検出器が、作動時に属性識別子を検出し、それに関連する固体エアロゾル生成材料の属性を識別し、属性の識別を制御装置に通信するように構成されたカメラ、無線トランシーバまたはスキャナを備える、請求項32に記載の物品。
- 属性識別子が固体エアロゾル生成材料のパッケージング上に提供される、請求項32に記載の物品。
- 固体エアロゾル生成材料の属性が、香味、固体エアロゾル生成材料の各構成成分の加熱プロファイル、固体エアロゾル生成材料の構成成分間の最大エアロゾル化温度、固体エアロゾル生成材料の構成成分の最大エアロゾル化温度に対して電源を制御するためのワット数、およびそれらの組合せからなるグループから選択される、請求項26に記載の物品。
- エアロゾル生成要素識別装置が、作動時に固体エアロゾル生成材料の属性を識別するアルゴリズムを実行するように構成されたプロセッサを備える、請求項26に記載の物品。
- エアロゾル生成要素識別装置が、固体エアロゾル生成材料を分析して、その構成成分を決定し、構成成分間の最大エアロゾル化温度を決定し、決定された最大エアロゾル化温度を制御装置に通信するように構成され、制御装置が、決定された最大エアロゾル化温度に応じて、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調する、請求項37に記載の物品。
- エアロゾル生成要素識別装置が、固体エアロゾル生成材料の構成成分間の最大エアロゾル化温度に関するユーザ入力を受け取るように構成され、制御装置が、ユーザ入力の最大エアロゾル化温度に応じて、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調する、請求項38に記載の物品。
- 喫煙物品であって、
熱に応じてエアロゾルを発生するように構成されたエアロゾル生成液体と、
第1の端部と、長手方向に対向する第2の端部とを有する管状ハウジングであって、中にエアロゾル生成液体を受容するように構成されたキャビティを画定する外壁を含む管状ハウジングと、
エアロゾル生成液体に熱を提供するように構成された加熱要素と、
管状ハウジングの第1および第2の端部の一方と動作可能に係合した長手方向端部を有する構成要素ハウジングとを備え、構成要素ハウジングが、
電気エネルギーに応じて熱を発生する加熱要素と電気的に通信し、それに電気エネルギーを提供するように構成された電源と、
電源と係合し、作動時にエアロゾル生成液体の属性を識別するように構成されたエアロゾル生成要素識別装置と、
加熱要素に提供される電気エネルギーを変調して、エアロゾル生成液体の識別された属性に関連するエアロゾル化温度までエアロゾル生成液体を加熱するように加熱要素を導くように構成された制御装置とを備える、喫煙物品。 - 加熱要素が抵抗コイルを含む、請求項40に記載の物品。
- 制御装置が、抵抗コイルに提供される電気エネルギーを変調するように構成される、請求項41に記載の物品。
- 管状ハウジングが構成要素ハウジングから取り外し可能である、請求項40に記載の物品。
- エアロゾル生成要素識別装置が、エアロゾル生成液体の属性を識別する属性識別子を検出するように構成された属性識別検出器を備える、請求項40に記載の物品。
- 属性識別子が、エアロゾル生成液体の属性を識別する、統一製品コード(UPC)バーコード、QRコードまたは無線周波数識別(RFID)装置を含む、請求項32に記載の物品。
- 属性識別検出器が、作動時に属性識別子を検出し、それに関連するエアロゾル生成液体の属性を識別し、属性の識別を制御装置に通信するように構成されたカメラ、無線トランシーバまたはスキャナを備える、請求項32に記載の物品。
- 属性識別子が、エアロゾル生成液体を収容するためのカートリッジのパッケージング上に、エアロゾル生成液体のパッケージング上に、またはエアロゾル生成液体を受容するカートリッジ上に提供される、請求項32に記載の物品。
- エアロゾル生成液体の属性が、香味、エアロゾル生成液体の各構成成分の加熱プロファイル、エアロゾル生成液体の構成成分間の最大エアロゾル化温度、エアロゾル生成液体の構成成分の最大エアロゾル化温度に対して電源を制御するためのワット数、およびそれらの組合せからなるグループから選択される、請求項40に記載の物品。
- エアロゾル生成要素識別装置が、作動時にエアロゾル生成液体の属性を識別するアルゴリズムを実行するように構成されたプロセッサを備える、請求項40に記載の物品。
- エアロゾル生成要素識別装置が、エアロゾル生成液体を分析して、その構成成分を決定し、構成成分間の最大エアロゾル化温度を決定し、決定された最大エアロゾル化温度を制御装置に通信するように構成され、制御装置が、決定された最大エアロゾル化温度に応じて、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調する、請求項37に記載の物品。
- エアロゾル生成要素識別装置が、エアロゾル生成液体の構成成分間の最大エアロゾル化温度に関するユーザ入力を受け取るように構成され、制御装置が、ユーザ入力の最大エアロゾル化温度に応じて、電源によって加熱要素に提供される電気エネルギーを変調する、請求項50に記載の物品。
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