JP2024016248A - 蒸気供給システムおよび供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸気前駆体材料から蒸気を発生させる気化器と蒸気前駆体材料を貯蔵するための貯蔵部とを含む蒸気供給装置が開示されている。
【解決手段】蒸気供給装置は、制御回路をさらに含み、この制御回路は、第１の非ゼロレベルの電力を気化器に供給して蒸気前駆体材料の少なくとも一部から蒸気を発生させ、蒸気前駆体材料の少なくとも一部の量を示すパラメータ（抵抗などの）の監視およびこの監視したパラメータと第１の閾値との比較に基づいて蒸気前駆体材料の枯渇状態を判断し、制御回路が監視したパラメータと第１の閾値との比較に基づいて枯渇があったと判断した場合、第１のレベルの電力より低い第２の非ゼロレベルの電力を気化器に供給するように構成されている。
【選択図】図２

Description

本開示はニコチン送出装置（例えば、電子タバコ等）などの蒸気供給システムに関する。

電子タバコ（ｅ－シガレット）などの電子蒸気供給システムは、薬剤、典型的にはニコチンを含む液体源またはタバコ系製品などの固体材料などの貯蔵部のような蒸気前駆体材料を含み、ここから例えば熱気化を介してユーザーによって吸入される蒸気が発せられる。従って、蒸気供給システムは、通常、蒸気発生チェンバーを含み、これは前駆体材料の一部を気化させて蒸気発生チェンバー内に蒸気を発生させるために配置された気化器、例えば加熱素子を含む。ユーザーがデバイスを介して吸い込み、電気が気化器に供給されると、空気が入り口穴を介してデバイス内にそして蒸気発生チェンバー内に引き込まれ、そこで空気は気化された前駆体材料と混ざり、縮合エアロゾルを形成する。蒸気発生チェンバーとマウスピースの開口部の間に流路があり、蒸気発生チェンバーを介して引き込まれる流入空気が蒸気／縮合エアロゾルの一部を一緒に搬送しながらその流路に沿ってマウスピース開口部へと流れ続け、そしてユーザーによる吸入のためにマウスピース開口部から流出するようになっている。一部の電子タバコは、追加の風味を付与するためにデバイスを通る流路に風味部材を含んでもよい。このようなデバイスは、ハイブリッドデバイスと呼ばれる場合もあり、風味部材は、例えば蒸気発生チェンバーとマウスピースの間の空気通路に配されたタバコの一部を含んでもよく、デバイス内に引き込まれる蒸気／縮合エアロゾルがユーザーの吸入のためにマウスピースから出る前にタバコのその部分を通過するようになっている。

もし加熱素子に隣接する蒸気前駆体材料が充分にないと、このような蒸気供給システムには問題（蒸気供給システムの枯渇としても知られている）が生じる可能性がある。これは、例えば加熱素子への蒸気前駆体材料の供給が滞ることによって起こり得る。その場合、加熱素子内または周囲で急速な過熱が起こり得る。典型的な作動条件の場合、過熱したセクションは、５００～９００℃までの温度に急速に達すると予想される。この急激な加熱は蒸気供給システム内の部品に損傷を与える可能性があるだけでなく、あらゆる残存する前駆体材料の気化工程に悪影響を与える場合がある。例えば、過剰な熱が残存する前駆体材料を例えば熱分解を介して分解し、ユーザーによって吸入される空気流に不快な味のする物質を放出する可能性がある。不快な味のする物質などは、一部の液体蒸気前駆体システムでは芯などのエアロゾル供給デバイスの他の部品の過熱から放出される場合もある。

これらの問題点のいくつかに対処するのに役に立つために探し求められた種々の試みを説明する。

特定の実施態様の第１の態様では蒸気供給システムが提供され、この装置は、蒸気前駆体材料から蒸気を発生させる気化器と、蒸気前駆体材料を貯蔵するための貯蔵部と、第１の非ゼロレベルの電力を気化器に供給して蒸気前駆体材料の少なくとも一部から蒸気を発生させ、蒸気前駆体材料の少なくとも一部の量を示すパラメータの監視および監視したパラメータと第１の閾値との比較に基づいて蒸気前駆体材料の枯渇状態を判断し、制御回路が監視したパラメータと第１の閾値との比較に基づいて枯渇があったと判断した場合、第１のレベルの電力より低い第２の非ゼロレベルの電力を気化器に供給するように構成された制御回路とを含む。

特定の実施態様の第２の態様では蒸気前駆体材料から蒸気を発生させるための蒸気供給システムに使用するための制御回路が提供され、この蒸気供給システムは、蒸気前駆体材料から蒸気を発生させるための気化器を含み、制御回路は、第１の非ゼロレベルの電力を気化器に供給して蒸気前駆体材料の少なくとも一部から蒸気を発生させ、蒸気前駆体材料の少なくとも一部の量を示すパラメータを監視し、監視したパラメータと第１の閾値との比較に基づいて蒸気前駆体材料の枯渇状態を判断し、制御回路が監視したパラメータと第１の閾値との比較に基づいて枯渇があったと判断した場合、第１のレベルの電力より低い第２の非ゼロレベルの電力を気化器に供給するように構成されている。

特定の実施態様の第３の態様では第２の態様による制御回路を含む蒸気供給デバイスが提供される 。

特定の実施態様の第４の態様では蒸気前駆体材料から蒸気を発生させる気化器と蒸気前駆体材料を貯蔵するための貯蔵部とを含む蒸気供給システム用の制御回路の操作方法が提供され、この方法は、制御回路を介して第１の非ゼロレベルの電力を気化器に供給して蒸気前駆体材料の少なくとも一部から蒸気を発生させることと、制御回路を介して蒸気前駆体材料の少なくとも一部の量を示すパラメータの監視および監視したパラメータと第１の閾値との比較に基づいて蒸気前駆体材料の枯渇状態を判断することと、前記回路が監視したパラメータと第１の閾値との比較に基づいて枯渇があると判断した際に制御回路を介して第１のレベルの電力より低い第２の非ゼロレベルの電力を気化器に供給することとを含む。

特定の実施態様の第５の態様では蒸気前駆体材料から蒸気を発生させるための気化手段と、蒸気前駆体材料を貯蔵するための貯蔵手段と、制御手段とを含む蒸気供給システムが提供され、この制御手段は、第１の非ゼロレベルの電力を気化手段に供給して蒸気前駆体材料の少なくとも一部から蒸気を発生させ、蒸気前駆体材料の少なくとも一部の量を示すパラメータを監視し、監視したパラメータを第１の閾値と比較することに基づいて蒸気前駆体材料の枯渇状態を判断し、制御手段が監視したパラメータと第１の閾値との比較に基づいて枯渇があると判断した場合、第１のレベルの電力より低い第２の非ゼロレベルの電力を気化手段に供給するように構成されている。

当然のことながら本発明の第１および他の態様に関連して上述した本発明の特徴および態様は、適宜本発明の他の態様による本発明の実施態様に適用可能であり、組み合わせてもよく、上述の特定の組み合わせのみ限定されるものではない。

添付図面を参照して本発明の実施態様をあくまで例示を目的として説明する。

本開示の特定の実施態様による蒸気供給システムの高度に省略された断面図である。 本開示の一部の実行例による図１の蒸気供給システム用の操作工程を表すフロー図であり、電力レベルがパフごとに測定される。 本開示のさらなる実行例による図１の蒸気供給システム用の操作工程を表すフロー図である。 本開示のさらなる実行例による図１の蒸気供給システム用の操作工程を表すフロー図であり、複数の電力レベルがパフごとに測定される。

特定の例および実施態様の様相および特徴をここで述べ、説明する。特定の例および実施態様の様相および特徴は従来通り実施してもよく、それらについては簡潔にするために詳しく述べたり、説明したりしない。当然のことながら詳しくは説明されないここで述べられる装置および方法の様相および特徴はこのような様相および特徴を実行するための何らかの従来の技術に従って実行してもよい。

本開示は、蒸気供給システムに関し、これはハイブリッドデバイスを含むｅ－シガレットなどのエアロゾル供給システムとも言われている。以下の説明を通して「ｅ－シガレット」または「電子タバコ」なる用語が場合によっては使用されるが、当然のことながらこれらの用語は蒸気供給システム／デバイスおよび電子蒸気供給システム／デバイスとほとんど同じ意味で使われる。さらに本技術分野において共通して「蒸気」および「エアロゾル」なる用語および「気化する」、「揮発させる」および「エアロゾル化」なる関連用語もほぼ同じ意味で使われる。

蒸気供給システム（ｅ－シガレット）は、常にではないが、場合によっては再利用可能な部品と交換可能（使い捨て）なカートリッジ部の両方を含むモジュラーシステムを含む。時には交換可能なカートリッジ部は、蒸気前駆体材料と気化器とを含むこともあり、再利用可能な部品は、電源（例えば、充電可能なバッテリー）と、始動機構（例えばボタンまたはパフセンサ）と、制御回路とを含む。しかしながら、当然のことながらこれらの異なる部分は機能性に依存するさらなる要素も含む。例えばハイブリッドデバイスの場合、カートリッジ部は、さらに風味部材、例えばインサート（「ポッド」）として供される僅かな量のタバコを含む場合がある。そのような場合、風味部材インサートはそれ自体が使い捨てカートリッジ部から取り外し可能であり、従ってインサートは、カートリッジとは別に例えば風味を変えるためにまたは風味部材インサートの利用可能な時間がカートリッジの蒸気発生部品の利用可能な時間より短いので交換することができる。再利用可能なデバイスの部分は、時には追加の部品、例えばユーザー入力を受信し、操作状態特性を表示するためのユーザーインターフェースを含む。

モジュラー式システムの場合、カートリッジおよび再利用可能なデバイス部分は、適当な電気接点係合を有する例えばネジ山、ラッチ、摩擦嵌合または差し込み口金を使用して使用の際に電気的かつ機械的に連結されている。カートリッジ内の蒸気前駆体材料が使い切られたときあるいはユーザーが異なる蒸気前駆体材料を有する異なるカートリッジに変えたいとき、カートリッジをデバイス部から取り外して交換カートリッジが所定の位置に取り付けられる。この種の２つの部品からなるモジュラー構造に対応するシステムは、通常ツーパーツデバイスまたはマルチパーツデバイスと言われる。

マルチパーツデバイスを含む電子タバコは、ほぼ長尺の形状を有するのがほぼ共通しており、具体例を供するために本明細書に記載の本開示の特定の実施態様は、液体蒸気前駆体材料を含む使い捨てカートリッジを採用したほぼ長尺のマルチパーツシステムを含むものとする。しかしながら、当然のことながら本明細書で説明する基本原則は、異なる電子タバコ構造、例えばシングルパーツデバイスまたは３つ以上のパーツを含むモジュラーデバイス、詰め替え式デバイスおよび一回の使用での使い捨てデバイス並びに空気流経路に沿って気化器の上流に置かれるタバコポッドインサートなどの追加の風味部材を有するハイブリッドデバイスさらには例えば典型的には箱状の形状を有するいわゆるボックスモッド高性能デバイスをベースにした他の全体形状に対応するデバイスなどにも同等に適用される。さらに一般的には当然のことながら本開示の特定の実施態様は、本明細書で説明する原理にしたがって作動機能を供するように構成されている電子タバコに基づいており、説明された作動機能を供するように構成された電子タバコの特定の構造的態様は主たる重要性を持たない。

図１は本開示の特定の実施態様によるｅ－シガレット１の一例の断面図である。ｅ－シガレット１は、２つの主要部品、即ち再利用可能な部品２と、交換可能／使い捨てカートリッジ部４とを含む。

通常の使用において、再利用可能な部品２およびカートリッジ部４は、接合部６で取り外し自在に連結される。カートリッジ部が使い切られるまたはユーザーが単に異なるカートリッジ部に変えたいときにカートリッジ部は再利用可能な部品から取り外され、交換
カートリッジ部がその代わりに再利用可能な部品に取り付けられる。接続部６は、これら２つの部品間を構造的、電気的そして空気経路接続し、必要に応じてこれら２つの部品間の電気的接続および空気経路を構築するための適当に配置された電気接点および開口部によって例えばネジ山、ラッチ機構または差し込み口金をベースにした従来の技術に従って確立されてもよい。カートリッジ部４が再利用可能な部品２に機械的に具体的な方法は、本明細書に記載の原理には重要ではないが、具体例を供するためにここでは、例えばカートリッジの一部が再利用可能な部品２の対応する受け部に協働するラッチ係合部材（図１に示されていない）によって受けられるラッチ機構を含むものと仮定する。また当然のことながら一部の実行例の接続部６は対応する部品間の電気接続を支持しない。例えば、一部の実行例では気化器はカートリッジ部ではなく再利用可能な部品に設けてもよく、あるいは再利用可能な部品とカートリッジ部との電気接続が必要なくなるように再利用可能な部品からカートリッジ部への電力の移行はワイヤレス（例えば電磁誘導に基づく）であってもよい。

本開示の特定の実施態様によるカートリッジ部４は大まかに従来のものであってもよい。図１においてカートリッジ４は、プラスチック材で形成されたカートリッジハウジング４２を含む。カートリッジハウジング４２は、カートリッジ部の他の部品を支持し、再利用可能な部品２との機械的接合部６を提供する。カートリッジハウジングは、長手方向軸を中心にほぼ円対称であり、この軸に沿ってカートリッジ部が再利用可能な部品２に連結される。この例ではカートリッジ部は、約４ｃｍの長さおよび約１．５ｃｍの直径を有する。しかしながら、当然のことながら特定の形状およびより一般的には全体形状および使用した材料は、異なる実行例では異なってもよい。

カートリッジハウジング４２内にあるのは液体蒸気前駆体材料を含む貯蔵部４４である。液体蒸気前駆体材料は、従来のものであってもよく、ｅ－リキッドとも言われる。この例の液体貯蔵部４４は、カートリッジハウジング４２によって画定された外壁およびカートリッジ部４を通る空気経路５２を画定する内壁を有する環状形状を有する。貯蔵部４４は、ｅ－リキッドを含むために端部壁で各端部が閉じられている。貯蔵部４４は、従来の技法に従って形成されてもよく、例えば貯蔵部はプラスチック材を含んでもよく、カートリッジハウジング４２に一体成型されてもよい。

カートリッジ部は、マウスピース出口５０と反対の貯蔵部４４の端部の方に位置する芯（蒸気前駆体移送部材）４６と加熱素子（気化器）４８とをさらに含む。この例では芯４６は、カートリッジ空気経路５２を横断して横方向に延び、その両端は貯蔵部４４の内壁の開口部を通ってｅ－リキッドの貯蔵部４４内に延びている。貯蔵部の内壁にある開口部は、大まかに芯４６の寸法に合った大きさであり、流体の移送性能に弊害をもたらす可能性がある芯の過度の圧縮無しに、液体容器からカートリッジ空気経路内への漏れに対して適度に封止する。

芯４６および加熱素子４８は、実際には芯４６および加熱素子４８の周囲のカートリッジ空気経路５２の領域がカートリッジ部のための気化領域を画定するようにカートリッジ空気経路５２内に配されている。貯蔵部４４内のｅ－リキッドは、貯蔵部４４内に延びた芯の端部を通って芯４６に浸透し、表面張力／毛管現象（即ち、吸い上げ）によって芯に沿って引き込まれる。この例では加熱素子４８は、芯４６に巻かれた電気抵抗性ワイヤを含む。加熱素子４８は、温度で抵抗の変化を示すあらゆる好適な金属または導電性材料から形成してもよい。この例では加熱素子４８は、ニッケル鉄合金（例えば、ＮＦ６０）ワイヤを含み、芯４６はコットン繊維束を含む。

１つの例では加熱素子４８は、厚さ（ワイヤの）が０．１７ｍｍ～０．２０ｍｍ（例えば、０．１８８ｍｍ±０．０２ｍｍ）で、長さが５５ｍｍ～６５ｍｍ（例えば６０．０
ｍｍ±２．５ｍｍ）のニッケル鉄合金ワイヤを含む。ワイヤは、軸方向の長さが４．０～６．０ｍｍ（例えば、５．００ｍｍ±０．５ｍｍ）で、外径が２.２ｍｍ～２．７ｍｍ（
例えば、２．５０ｍｍ±０．２ｍｍ）の螺旋コイルに形成される。この例のコイルは、９巻きに形成され、巻きピッチは１ｍｍ当たり０．６７±０．２である。給電されていない状態で室温（例えば２５°）で測定されたコイルの抵抗は、１．１～１．６オーム、より具体的には１．４オーム±０．１オームである。以下に詳しく説明するように加熱素子４８に供給される電力は、６．０～６．５ワットになるように設定される。この例の芯４６は、有機コットン（別の実行例はグラスファイバー繊維を使用してもよいが）で形成される。芯は、長さが１５ｍｍ～２５ｍｍ（例えば、２０．００±２．０ｍｍ）で、直径が２～５ｍｍ（例えば、３．５ｍｍ＋１．０ｍｍ／－０．５ｍｍ）のほぼ円筒状の構造に形成される。有機コットン繊維は、１メートル当たり４０±５回のねじりでねじられる。このような構成によりｅ－リキッド吸収率が０．２ｇ～０．５ｇ（例えば、０．３ｇ±０．０５ｇ）で吸収時間が６５秒±１０秒になる。注目すべきことは形成の際に芯４６は螺旋コイルによって画定された内部容積内に部分的に配置されるということである。

別の例では加熱素子４８は、厚さ（ワイヤの）が０．１４ｍｍ～０．１８ｍｍ（例えば、０．１６ｍｍ±０．０２ｍｍ）で、長さが３７ｍｍ～４７ｍｍ（例えば、４３．０ｍｍ±２．５ｍｍ)でニッケル鉄合金ワイヤを含む。ワイヤは、軸方向の長さが３．０～５．０ｍｍ（例えば、４．００ｍｍ±０．５ｍｍ）で、外径が２.２ｍｍ～２．７ｍｍ（例えば、２．５０ｍｍ±０．２ｍｍ）である螺旋コイルに形成される。この例のコイルは、７巻きに形成され、巻きピッチは１ｍｍ当たり０．６７±０．２である。給電されていない状態で室温（例えば２５°）で測定されたコイルの抵抗は、１．１～１．６オーム、より具体的には１．４オーム±０．１オームである。上記のように加熱素子４８に供給される電力は、６．０～６．５ワットになるように設定される。この例の芯４６も有機コットン（別の実行例はグラスファイバー繊維を使用してもよいが）で形成される。芯は、長さが１２ｍｍ～１８ｍｍ（例えば、１５．００±２．０ｍｍ）で、直径が２～５ｍｍ（例えば、３．５ｍｍ＋１．０ｍｍ／－０．５ｍｍ）のほぼ円筒状の構造に形成される。有機コットン繊維は、１メートル当たり４０±５回のねじりでねじられる。このような構成によりｅ－リキッド吸収率が０．２ｇ～０．５ｇ（例えば、０．３ｇ±０．０５ｇ）で吸収時間が６５秒±１０秒になる。上記のように芯４６は螺旋コイルによって画定された内部容積内に部分的に配置される。

しかしながら、当然のことながら具体的な気化器の構造は、本明細書に記載の原理には重要ではなく、上記の限定事項は、具体例として提示されている。

使用の際、芯４６によって加熱素子４８の近傍に引き込まれるある程度の量のｅ－リキッド（蒸気前駆体材料）を気化するために電力が加熱素子４８に供給される。揮発したｅ－リキッドは、次にカートリッジ空気経路に沿って引き込まれ、気化領域からカートリッジ空気経路５２を通ってユーザーによる吸入のためにマウスピース出口５０から出る空気に同伴される。

大まかに気化器（加熱素子）４８によって電子液体が気化される速度は、通常の使用時に加熱素子４８に供給される電力の量（レベル）に依存する。従って、電力を加熱素子４８に供給して、カートリッジ部４内のｅ－リキッドから蒸気を選択的に発生させることができ、さらに蒸気発生の速度は、例えば、パルス幅および／または周波数変調技術により加熱素子４８に供給される電力量を変えることで変更することができる。しかしながら、より詳しく以下に考察するように気化の速度および／または量に影響を与える１つの要因は、加熱素子４８近傍の蒸気前駆体材料の量である。

再利用可能な部品２は、ｅ－シガレット用の空気入り口２８を画定する開口部を有する外方ハウジング１２と、電子タバコに作動電力を供するためのバッテリー２６と、電子タバコの作動を制御し、監視するための制御回路２０と、ユーザー入力ボタン１４と、この例では圧力センサチェンバー１８に位置する圧力センサを含む吸入センサ（パフ検知器
）１６と、視覚表示装置２４とを含む。図１の再利用可能な部品２は表示部２５を含むが、表示部２５は任意であり、他の実行例では含まれなくてもよい。

外方ハウジング１２は、例えばプラスチックまたは金属材料から形成されてもよく、この例ではカートリッジ部４の形および大きさにほぼ一致する円形の断面を有し、接続部６でこれら２つの部分間の移行部を滑らかにしている。この例では再利用可能な部品は長さが約８ｃｍであり、したがって、カートリッジ部と再利用可能な部品を合体させた際のｅ－シガレットの全長は約１２ｃｍになる。しかしながら、既に記載したように当然のことながら本開示の実施態様を実行する電子タバコの全体形状および縮尺は本明細書に記載の原理には重要ではない。

空気入り口２８は再利用可能な部品２を介して空気経路３０に接続する。再利用可能な部品の空気経路３０は、再利用可能な部品２とカートリッジ部４が互いに接続されると、接続部６を横断してカートリッジ空気経路５２に接続する。圧力センサ１６を含む圧力検知チェンバー１８は、再利用可能な部品２の空気経路３０と流体連通している（即ち、圧力検知チェンバー１８は、再利用可能な部品２の空気経路３０から分岐している）。したがって、ユーザーがマウスピース開口部５０で吸入すると、圧力センサ１６によって検出される圧力検知チェンバー１８内の圧力降下があり、また、空気は、空気入口２８から再利用可能な部品空気経路３０に沿って、接続部６を横断し、アトマイザー４８の近くの蒸気発生領域（気化器が作動中のときに気化したｅ－リキッドが空気流に同伴される）を通り、カートリッジ空気経路５２に沿って、ユーザー吸入用のマウスピース開口部５０に引き込まれる。

この例のバッテリー２６は、再充電可能であり、従来の種類、例えば、電子タバコおよび比較的短い期間に亘って比較的大電流の供給を必要とする他の用途で通常使用される種類のものであればよい。バッテリー２６は、再利用可能な部品のハウジング１２内の充電コネクタ、例えば、ＵＳＢコネクタから再充電することができる。

この例のユーザー入力ボタン１４は、例えば、電気的接触を確立するためにユーザーによって押されるばねに取り付けられた部品を含む従来の機械的ボタンである。この点に関して、入力ボタンは、ターミナルデバイスのための手動入力機構を提供すると見なすことができるが、ボタンが実装される特定の方法は重要ではない。例えば、異なる形態の機械的ボタンまたは触覚式ボタン（例えば、静電容量式または光学的感知技術に基づく）を他の実行例で使用することができる。ボタンが実装される特定の方法は、例えば、所望の美的外観を考慮して選択される。

表示装置２４は、電子タバコに関連する種々の特性、例えば現時点での電力設定情報、残りのバッテリー電力などをユーザーに視覚的に表示するものである。この表示装置は種々の方法で実装される。この例では表示装置２４は、従来の技術に従って所望の情報を表示するために駆動させられる従来の画素化されたスクリーンを含む。その他の実行例では表示装置は、例えば特定の色および／または点滅などによって所望の情報を表示するために配置された例えばＬＥＤなどの１つ以上の個別の指示器を含んでもよい。より一般的には表示装置を設ける、情報を表示装置を使用するユーザーに表示する方法は、本明細書に記載の原理には重要ではない。一部の実施態様は視覚表示装置を含まなくてもよく、電子タバコの作動特性に関連する情報をユーザーに提供する他の手段、例えば音声信号または触覚フィードバックを使用する手段を含んでもよく、あるいは電子タバコの作動特性に関連する情報をユーザーに提供する手段をなんら含まなくてもよい。

制御回路２０は、電子タバコの動作を制御して、本明細書でさらに説明する本開示の実施態様による機能を提供し、かつそのようなデバイスを制御する確立された技術に従って電子タバコの従来の動作機能を提供するように適切に構成／プログラムされる。制御回路（処理回路）２０は、本明細書に記載の原理による電子タバコの動作の異なる態様および表示駆動回路およびユーザー入力検知などの電子タバコの他の従来の動作の態様に関連する様々な副回路／回路素子を論理的に含むと見なすことができる。当然のことながら制御回路２０の機能は、種々の異なる方法、例えば１つ以上の好適なプログラム化されたプログラム可能なコンピュータおよび／または１つ以上の好適に構成された所望の機能を供するための特定用途向け集積回路／電気回路／チップ／チップセットを使用して設けることができる。

図１の蒸気供給システム１は、ユーザー入力ボタン１４と、吸入センサ１６とを含んで示されている。図１の説明される実行例では制御回路２０は、吸入センサ１６から信号を受信し、ユーザーが電子タバコで吸入しているかを判断するためにこの信号を使用し、そしてまた入力ボタン１４から信号を受信し、ユーザーが入力ボタンを押しているか（即ち、作動させてるか）を判断するためにこの信号を使用するように構成されている。電子タバコの作動のこれらの態様（即ち、パフ検知およびボタン押し検知）は、それら自体において確立された技術（例えば、従来の吸入センサおよび吸入センサ信号処理技術を使用してそして従来の入力ボタンおよび入力ボタン信号処理技術を使用して)に従って実行してもよい。制御回路２０は、制御回路２０がユーザーが電子タバコで吸入し、および／またはユーザーが入力ボタン１４を押していると判断した場合加熱素子４８に電力を供給するように構成されている。しかしながら、他の実行例では当然のことながらｅ－リキッドを揮発させる目的でパフセンサ１６またはユーザー入力ボタン１４の一方だけが設けられる。

上述の表示部２５は、蒸気供給システム１の特定の状態を示す信号をユーザーに出力するように構成されている。特に表示部は蒸気供給システム１の枯渇状態を示す信号をユーザーに出力するように構成されている。枯渇状態は本明細書では蒸気供給システム１内の蒸気前駆体材料の枯渇を示すシステムの状態として定義される。例えば、枯渇状態は芯４６に関して定義することができる。芯内のｅ－リキッドの量が通常の作動量を下回った場合、蒸気供給システムは枯渇していると言える。芯４６は多くの理由で枯渇し、そのうちのいくつかを詳しく以下に説明する。当然のことながら枯渇状態は、カートリッジ部４の貯蔵部４４などの他の部品に関して定義してもよい。

再度、表示部２５を参照すると、表示部２５は、システム１の枯渇状態を表示するためのあらゆる好適な信号をユーザーに出力してもよい。例えば、信号は、光学的信号（例えば、ＬＥＤまたは類似の光出力素子）、触覚的信号（例えば、バイブレーターなどによって出力される）または音声的信号（例えば、スピーカーによって出力される）であってもよい。従って、表示部はこれらの信号のうちの１つ以上を出力できるあらゆる好適な部品であってもよい。具体例として図１の説明した実行例の表示部２５は、枯渇が検知された際に光学的信号を出力するように構成されたＬＥＤである。当然のことながら一部の実行例では個別の表示部２５を設けなくてもよく、代わりにエアロゾル供給システム１の他の部品が表示部２５の機能を提供してもよい。例えば一部の実行例では表示装置２４を枯渇を示す信号を出力するように構成してもよい。当然のことながら表示部２５は、電子タバコ１自体から離してもよく、あるいは電子タバコ１から離れた素子の一部を形成してもよい。例えば、表示部２５は、スマートフォンまたは電子タバコ１に通信接続（無線または有線で）するように構成された類似のリモートデバイスの一部であってもよい。

上記で示唆したように本開示は、蒸気供給システム１の枯渇状態が検知されるおよび／またはユーザーに表示されるシステム１を提供する。図２は本開示のいくつかの態様によるそのような蒸気供給システム１の操作方法を説明している。

図２はユーザーが蒸気供給システム１の電源を入れる工程Ｓ１０２で始まる。蒸気供給システム１は、ユーザー入力に応答して電源が入れられる。図１の実行例ではこれはユーザー入力ボタン１４をユーザーが作動させることによって行われる。図１の例の蒸気供給システム１ではシステム１の電源をオンにするためにユーザー入力ボタン１４を例えばボタンを素早く連続して（例えば２秒以内に）３回押すなどの所定の順序にしたがってユーザーによって作動させる。予め決められた所定の電源オン順序があることは、ユーザー入力ボタン１４が図１に示す蒸気供給システムの場合のように複数の機能を実行する場合に有利である。同じ順序（または別の順序）を使用して蒸気供給システム１をオフにしてもよい。当然のことながら他の実行例では専用の機構のオン／オフボタン（または他のユーザー入力機構）をこれとは別に採用してもよい。

当然のことながら蒸気供給システム１は、工程Ｓ１０２の前は低い電力状態であり、制御回路２０（またはその特定の部品）が特定の機能、例えばユーザーが入力ボタン１４を使用してシステム１をオンにしたときを監視するために低い（最小）レベルの電力が供給されるようになっている。他の実行例ではユーザーは、スライドボタンなどのボタン（図示せず）を物理的に動かすことによってシステム１の電源を入れ、制御回路２０内のまたは制御回路２０とバッテリー２６の間の電気回路を完成させて電力が制御回路に流れるようにしてもよい。

工程Ｓ１０２でシステム１の電源が入れられると、制御回路２０は、工程Ｓ１０４で（エアロゾルをユーザーに発生させるまたは送出するための）ユーザー入力を監視するように構成されている。上述したように図１の説明した実行例では制御回路２０は、吸入センサ１６から信号を受信し、ユーザーが電子タバコで吸入しているかを判断するためにこの信号を使用し、および／または入力ボタン１４から信号を受信し、ユーザーが入力ボタンを押しているか（即ち、作動させてるか）を判断するためにこの信号を使用するように構成されている。ここで説明している実行例では制御回路２０はユーザー入力が受信されたか否かを繰り返し判断するように構成されている。例えば、制御回路２０は、入力ボタン１４または吸入センサ１６のいずれか（または両方）がユーザー作動を示す信号を出力しているかを判断するために例えば５秒ごとに周期的にチェックするように構成してもよい。別の実行例では入力ボタンおよび／または吸入センサ１６から出力された信号は、例えばコンデンサの充電またはコンパレーターなどへの入力として制御回路２０内の作動を引き起こしてもよい。即ち、制御回路２０は、代わりに信号に応答してもよく、信号の受信に応答して作動を行ってもよい。当然のことながらいずれの試み（即ち、能動的監視または信号の受動的受信）も本開示の原理によって実行してもよい。

図２では制御回路２０が吸入センサ１６または入力ボタン１４のいずれかが作動を示す信号を出力していると判断したら、制御回路２０はエアロゾルを受け取るというユーザーの意思を示すユーザー入力が受信されたと判断する。それは工程１０６の“はい”である。逆に制御回路２０がエアロゾルを受け取るというユーザーの意思を示すユーザー入力が受信されなかったと判断したら、本発明の方法は工程Ｓ１０４に戻り、制御回路２０はエアロゾルを受け取るというユーザーの意思を示すユーザー入力の監視を続ける。

工程Ｓ１０６でのユーザー入力が受信されたとの判断に応答して制御回路２０は、工程Ｓ１０８で加熱素子４８に第１のレベルの電力を供給するように構成されている。

第１のレベルの電力は、加熱素子４８に供給され、これは加熱素子４８の温度を芯４６内に保持されたｅ－リキッドの少なくとも一部が気化される作動温度まで徐々に上昇させる。一般に第１のレベルの電力として供給される電力の量は、実行例ごとに変わり、芯内に保持された液体の量、加熱素子とｅ－リキッド間の相対表面積および加熱素子の電圧および電流特性などの複数の異なる要因によって変わる可能性があるが、これらに限定されない。図１の上述の例では第１のレベルの電力は、通常の使用で加熱素子４８によって散逸され、ｅ－リキッドを気化するために使用される電力と加熱されるｅ－リキッドの質量間が均衡するように設定される。液体は液体からこの場合には蒸気へ相転移するので、液体に散逸されるエネルギーは液体を揮発させ、大まかに言えば液体の温度をそれ以上上昇させない。しかしながら、ｅ－リキッドの質量の一定の割合だけが気化されやすくなり、芯４６に保持された残りのｅ－リキッドは加熱されるが、揮発させないような考慮すべき他の要因がある。この残りの質量はヒートシンクとして作用し、加熱素子４８からの散逸エネルギーの一部を吸収する。この例の蒸気供給システム１では加熱素子４８に供給される電力と芯４６に保持されたｅ－リキッドの質量とのバランスが取られ、加熱素子４８の温度を実質的に上昇させることなく充分なエアロゾルを発生させる。即ち、芯４６のｅ－リキッドが充分に継ぎ足されると、加熱素子の温度は、特定の公差内で通常使用時（そして初期のウォームアップ時の後に）にはほぼ一定になる。

加熱素子がニッケル合金ワイヤであり、室温（例えば２５℃）で測定した抵抗が１．３～１．５オーム、巻きピッチが１ｍｍ当たり０．６７±０．２、芯が液体吸収率が０．３ｇ±０．０５ｇで吸収時間が６５秒±１０秒（上記例で説明したように）である有機コットン芯である上述システムのようなシステム１の例ではそのようなシステムに適した電力レベルは６～７ワット、一部の実行例では６．０～６．５ワットである。制御回路２０は、なんらかの好適な技術に従って加熱素子４８に電力を送るように構成してもよい。一部の実施例では制御回路２０は、工程Ｓ１０６でユーザー入力があると判断したとき、直流電力を連続的に（一定に）電源２６から加熱素子４８に場合によってはＤＣ／ＤＣブーストコンバータなどのなんらかの部品を介して供給し、必要に応じて供給された電力の電気的特性（例えば電圧）を調節するように構成されている。他の実行例ではパルス幅変調、ＰＷＭなどの変調技術を使用してもよい。これらの実行例では電力のパルスが加熱素子４８に供給される。ＰＷＭは、パルスを特定のデューティサイクルに従って供給し、これは大まかに言えばパルス幅と信号波形の長さとの比である。これらの実行例では工程Ｓ１０８で供給される第１のレベルの電力は、１デューティサイクルに亘って供給される平均（ＲＭＳ）電力（即ち、デューティサイクルの継続時間に亘ってパルスの継続時間の割合によって乗ぜられたパルスによって供される電力）であると考えてもよい。典型的なデューティサイクルは、４０ミリ秒以下程度であってもよい（ここで留意すべきは大きすぎるデューティサイクルを有することは加熱素子の温度の変動の原因になるということである）。

図２に示すように制御回路２０が工程Ｓ１０８で第１のレベルの電力を供給する際、制御回路２０は、蒸気供給システム１の枯渇状態に関連したパラメータを監視するようにも構成されている。図２の例では制御回路２０は、加熱素子４８の電気抵抗を監視するように構成されている。加熱素子４８の電気抵抗は芯４６の枯渇状態を示すパラメータである。これは芯４６が枯渇すると、気化するために利用できるｅ－リキッドが少なくなる、または加熱素子４８からの散逸エネルギーを吸収するという事実によって加熱素子４８の温度、そしてしたがってその電気抵抗が上昇するためである。

加熱素子４８の抵抗を監視するために制御回路２０によって使用されるシステムに関して、加熱素子４８の抵抗を測定する過程は、従来の抵抗測定技術に従って実行される。即ち、制御回路２０は、抵抗（または対応する電気的パラメータ）を測定するための確立された技術に基づく抵抗測定部品を含んでもよい。１つの実行例では制御回路２０は、加熱素子４８と直列につながれた公知の抵抗値の参照抵抗器（図示せず）を含む（参照抵抗器はカートリッジ部４ではなくデバイス部２に設けてもよい）。制御回路２０は、選択的に参照抵抗器を制御回路２０（そして特に接地に）に結合するように作用する１つ以上のＦＥＴを含む切り替え装置を含む。信号ラインが参照抵抗器と加熱素子４８の間でつながれ、制御回路２０の電圧測定部品に送り込まれる。参照抵抗が加熱素子４８につながれると、信号ラインに沿って電圧が加熱素子４８の電圧を示す。このようにして分圧器平衡を使用して参照抵抗器の公知の抵抗と加熱素子４８への入力電圧を基に加熱素子４８の抵抗を推論することができる。しかしながら、当然のことながらこれは抵抗を測定する方法の
一例に過ぎず、加熱素子の抵抗を測定するあらゆる他の好適な技術を本開示の原理にしたがって使用してもよい。

制御回路２０は、加熱素子４８に第１のレベルの電力を供給する際に周期的に（例えば５０ミリ秒毎に）抵抗をサンプルするように構成してもよい。別の実行例では制御回路２０は、例えば電圧信号（または派生抵抗信号）が供給される比較器を使用して連続的に監視してもよい。いずれの場合において制御回路２０は、加熱素子４８の抵抗値を繰り返し判断／導くまたは測定するように構成されている。

工程Ｓ１１２では制御回路２０は、第１の閾値に対して加熱素子の抵抗を比較するように構成されている。具体的には制御回路２０は、加熱素子４８の抵抗が第１の閾値より大きいかを判断するように構成されている。注目すべきことは第１の閾値の値および制御回路２０がセットアップされている具体的な方法によっては制御回路の別の実行例が抵抗値が単に第１の閾値より大きいかを判断してもよい。

加熱素子４８が電流を導電性加熱素子４８に通して抵抗加熱される上述の蒸気供給システム１では加熱素子４８の抵抗は一般には温度と共に上昇する。一部の例では抵抗と温度は、ほぼ直線的であってもよい。したがって、加熱素子４８の抵抗は、加熱素子４８の温度に比例する。

加熱素子４８は、一般に室温抵抗値と作動抵抗値（即ち加熱素子が作動温度に到達する値）を有する。例えば、上述のシステムでは作動抵抗値は、約２．１オームである。第１の閾値は、作動抵抗値より例えば少なくとも５％高い値に設定される。上記の例ではこれは約２．２１オームの値に等しい。第１の閾値は、作動温度付近で振動することによって生じる加熱素子４８の温度の僅かな変動が無視されるのに充分なほど大きいが、加熱素子４８の温度が著しく上昇するには大きくなり過ぎない値に設定される。例えば、上記の例の２．２１オームという抵抗値は、作動温度（約２００℃の）に比較して約１０～２０℃（約２１０～２２０℃の合計温度に）の温度増加に対応する。第１の閾値は、制御回路２０のメモリに予め記憶されている例えば２．２１オームという固定された抵抗値として定義されてもよく、あるいは第１の閾値は加熱素子の抵抗の以前の測定値に基づいて計算してもよい（例えば、以前の測定値プラス固定された抵抗値または以前の測定値プラスこの以前の測定値の特定の割合、例えば１４％）。以前の測定値は、例えばパフの開始時に測定され、従って加熱素子の作動抵抗値に近似する。

工程Ｓ１１２では制御回路２０が加熱素子４８の抵抗が第１の閾値未満であると判断すると（即ち、工程Ｓ１１２で“いいえ”）、本発明の方法は工程Ｓ１１４に進む。

工程Ｓ１１４で制御回路２０はエアロゾルを発生させるユーザーの意思を示すユーザー入力がまだあるか否かを判断する。通常の使用ではユーザーは、ユーザーがエアロゾルを受け取るのを望む限り、通常約３秒間、システム１で吸入する、または入力ボタン１４を押すことになる。言い換えればこの実行例ではユーザーはエアロゾルの発生の開始および停止を制御する。制御回路２０は、入力ボタン１４からまたは入力ボタン１４または吸入センサ１６の一方または両方の作動を示す吸入センサ１６から信号が受信されているか否かを判断する。もし受信している、即ち工程Ｓ１１４で“はい”なら、本発明の方法は工程Ｓ１０８に戻り、制御回路２０は第１のレベルの電力を加熱素子４８に供給し続ける。次に本発明の方法は上述のように工程Ｓ１１０およびＳ１１２に進む。したがって、制御回路２０は、第１のレベルの電力が供給されているとき加熱素子４８の抵抗が第１の閾値より大きいまたは第１の閾値に等しいかを繰り返し（または周期的に）判断する。

一方ユーザー入力がそれ以上受信されない、即ち工程Ｓ１１４で“いいえ”の場合、本発明の方法は工程Ｓ１２０に進み、そこで加熱素子４８への電力の供給が停止する。ユーザー入力がそれ以上受信されなくなると、これはユーザーがシステム１での吸入を止めたまたは入力ボタン１４を押すのを止めて、それ以上エアロゾルを受けるのを望まないことを示す。即ちユーザーはパフ／吸入を終了したことになる。その結果、制御回路２０が
これを検知すると、加熱素子４８への電力供給は、エアロゾルがそれ以上システム１によって発生されないように停止する。本発明の方法は工程Ｓ１０４に戻り、制御回路２０はその後エアロゾルを受けたいというユーザーの欲求（即ち、次のパフの開始）を示す次のユーザー入力を監視する。

本開示のいくつかの態様では工程Ｓ１１２で加熱素子４８の抵抗が第１の閾値より高くなるまたは第１の閾値に等しい（即ち、工程Ｓ１１２で“はい”）の場合、本発明の方法は、工程Ｓ１１６に進み、そこで制御回路２０は第２のレベルの電力（第１のレベルの電力の代わりに）を加熱素子４８へ送る。言い換えれば加熱素子４８の温度は、抵抗が第
１の閾値を超えるようになったとき、小さい電力が加熱素子４８に供給される。第２のレベルの電力は第１のレベルの電力より小さいが、非ゼロレベルの電力である。言い換えれば制御回路は非ゼロレベルの電力を第２のレベルの電力として加熱素子４８に供給する。上述のように加熱素子４８に供給される電力は、制御回路２０、例えばＰＷＭ制御を介して制御される。制御回路２０は、したがってＰＷＭ制御（デューティサイクルを変えることによる）などのあらゆる好適な技術を使用してまたは加熱素子へ供給される電圧の大きさを小さくすることによって加熱素子４８に供給される電力のレベルを変更するように構成されている。

上述のように当然のことながら通常の使用の間、芯４６内に保持された特定の量のｅ－リキッドは気化され、ユーザーによって吸入される。通常の状態そして特に貯蔵部４４内に充分なｅ－リキッドがあるとき、芯４６は、芯４６がほぼ一定の量のｅ－リキッドを保持するようにｅ－リキッドが充分に補充される。気化されるｅ－リキッドが充分あると仮定すると、加熱素子によって散逸した電力はｅ－リキッド内に吸収され、気化される。このときｅ－リキッドの温度はほぼ一定である。さらに気化される多くのｅ－リキッドがある場合、残りのｅ－リキッドはヒートシンクとして作用し、残りのｅ－リキッドの温度を上げるが、気化させない散逸した電力の一部を吸収する。

しかしながら、芯４６の液体の量が一定の量を例えば貯蔵部４４がｅ－リキッドを使い切って、従って芯４６に補充できないことによって下回った場合、それほど多くの散逸電力がｅ－リキッドに吸収されない。一部の例では電力は、芯４６の材料またはｅ－リキッドとして同様の相変化特性を持たないカートリッジ部４に供給される。その結果、芯と加熱素子４８の温度が上昇し続け、芯４６の焦げにつながり、これはとりわけ発生させたエアロゾルの味に影響を与えるおよび／または蒸気供給システム１の損傷の原因になる望ましくない影響を与える。即ち、芯４６のｅ－リキッドが枯渇すると、ｅ－リキッドに移行
しない加熱素子４８によって散逸されるエネルギーの割合が多くなる（そして代わりに例えば芯４６の芯材に移行する）。

しかしながら、実際面で 芯４６から完全にｅ－リキッドを全く無くなるというわけで
はない。乾燥した芯を通常より早期に検知する一部のシステムでは芯に残っているこのｅ－リキッドは、気化するｅ－リキッドがかなりの量あったとしても気化されにくい。したがって、消費者は、気化可能で、吸入可能なｅ－リキッドを含むカートリッジ部を不必要に廃棄することになる。これは材料利用の点で非効率であり、消費者にとって多くのコストにつながり、さらには廃棄される廃棄物の増加につながる。

本開示による工程Ｓ１１２で加熱素子４８の抵抗（したがって温度）が第１の閾値に等しいまたは高くなる場合、制御回路２０はシステム１が枯渇したと、そして特に芯４６内のｅ－リキッドが枯渇していると判断する。注目すべきことは工程Ｓ１１２において抵抗値を第１の閾値と比較した際、制御回路２０は、蒸気供給システム１に関連する枯渇状態を判断していると言ってもよい（即ちシステム１が枯渇しているか否か）。

その結果、工程Ｓ１１６に示すように制御回路２０は第２の減少したレベルの電力を加熱素子４８に供給する。第１のレベルの電力を供給するのと比較して、芯４６に所定の質量のｅ－リキッドがある場合、第２のレベルの電力はその所定の量のｅ－リキッドの場合に加熱素子が到達する温度を下げる（散逸したエネルギーとこの散逸エネルギーを受けるのに利用可能なｅ－リキッドの質量との均衡に基づいて）。実際にはこれは加熱素子の温度が作動温度を下回ることを必ずしも意味せず、一部の実行例では第２のレベルの電力は、温度が作動温度を下回らないように選択される。むしろ気化に利用できるｅ－リキッドの質量が少ないので散逸される電力が減少する。次にこれは加熱素子４８が実質的に作動温度を超えにくくなり、芯材を焦がしにくくなることを意味する。この点に関し、制御回路２０は芯４６内に貯蔵されたｅ－リキッドが枯渇していると判断するが、蒸気供給システム１は、それでもユーザーが吸入できる、そしてそうでなければ失われるであろう蒸気を残りのｅ－リキッドから発生させることができるが、ｅ－リキッドまたは芯材の過熱の可能性を減らすことができる。

第２のレベルの電力は第１のレベルの電力より７０％以下、第１のレベルの電力の５０％以下または第１のレベルの電力の３０％以下に設定してもよい。正確な値は、第１の閾値と加熱素子４８の作動抵抗値との差などのいくつかの要因によって決まる。

再度図２を参照すると工程Ｓ１１８で制御回路２０はエアロゾルを発生させるユーザーの意思を示すユーザー入力がまだあるか否かを判断するように構成されている。工程Ｓ１１４に関連して上述のように制御回路２０は、入力ボタン１４からまたは入力ボタン１４または吸入センサ１６の一方または両方の作動を示す吸入センサ１６から信号が受信されているか否かを判断する。もし受信されている場合、即ち工程Ｓ１１８で“はい”の場合、本発明の方法は、工程Ｓ１１６に戻り、制御回路２０は第２のレベルの電力を加熱素子４８に供給し続ける。したがって、制御回路２０は、第２のレベルの電力を加熱素子４８に供給している際にまだユーザー入力が受信されているか否かを監視し続ける。

一方ユーザー入力がそれ以上受信されない、即ち、工程Ｓ１１８で“いいえ”の場合、本発明の方法は、上述のように工程Ｓ１２０に進み、そこで加熱素子４８への電力の供給が停止する。本発明の方法は、工程Ｓ１０４に戻り、制御回路２０はエアロゾルを受けたいというユーザーの欲求を示す次のユーザー入力を監視する。

上述のように本開示は、蒸気供給システム１を提供し、このシステムではシステムの少なくとも一部内の特に芯内のｅ－リキッドが枯渇しているか否かを判断するために加熱素子４８の抵抗が第１の閾値に対して比較される。枯渇が検知された際に（上述の実行例では加熱素子４８の温度または抵抗の上昇に対応する）、減少させたレベルの電力が加熱素子に供給される。減少させたレベルの電力は、エアロゾルを芯４６に残っているｅ－リキッドからまだ発生させるが、カートリッジ部４（特に芯および／または加熱素子）の損傷の機会を少なくする方法で供給される。これによりカートリッジ部４内のｅ－リキッドの使用効率が向上し、その結果ユーザーはカートリッジ部４内に供給されたｅ－リキッドを多く使用することができる。これは他のモジュラーシステムに較べてカートリッジ部４をユーザーが交換を必要とする回数を減らすことができる。

当然のことながら制御回路が第２の減少させたレベルの電力を加熱素子４８に供給する際、発生させるエアロゾルの（または揮発させる液体の）量は、制御回路２０が第１のレベルの電力を供給するときと較べて減少させてもよい。量の違いによってこれは例えばユーザーが吸入したエアロゾルを吐き出す際にユーザーは気づくことができる。一部の例ではこれは貯蔵部４４が枯渇して、カートリッジ部４がすぐに交換を必要としていることを理解するのに充分である。エアロゾルの量の変化はユーザーが必要な行動をとるきっかけとして作用することができる。

発生させるエアロゾルの量の変化が顕著でない、またはユーザーにこの変化を強調する例では制御回路２０が工程Ｓ１１２で枯渇があると判断した場合、図１で説明したような一部の実行例の制御回路２０は、表示部２５を始動させるように構成されている。既に述べてきたように表示部２５は、枯渇が検知されたことをユーザーに示すためにＬＥＤを介した光学信号などの信号を出力するために使用することができる。上記とほぼ同じように表示部２５は、カートリッジ部４の交換という点で必要な行動をユーザーにとらせるきっかけとして作用することができる。より具体的には表示部２５が使用される実行例では制御回路は図２の工程Ｓ１１６と同時に表示部を作動させるように構成されている。制御回路２０は、工程Ｓ１２０で表示部を切るまたは表示部は、ユーザーが例えばカートリッジ部４を別のカートリッジ部４に変えるなどの制御回路２０によって検知される行為をユーザーが行うまで作動し続けてもよい。表示部２５は例えば連続した光信号などの連続信号または例えば一連の光パルスなどの間欠信号を出力してもよい。いずれの場合においても
表示部２５は、芯内の液体の枯渇（より広い意味で蒸気供給システム１内の枯渇）が検
知されたことをユーザーに知らせる信号を供する。

また当然のことながらユーザーが第２のレベルの電力を使用して残りのｅ－リキッドを気化できるようにするということは使用できるｅ－リキッドの量を増やすだけでなく、さらにユーザーに例えば運転しているときなどユーザーがカートリッジ部４を変えることができないときであってもエアロゾルを吸入し続けるという選択肢を提供する。発生させるエアロゾルの量が僅かに少なくなったとしてもユーザーにそれでもある程度のエアロゾ
ルが供される。したがって、枯渇の警告（エアロゾル量の顕著な変化を介したまたは表示部２５を介した）とシステム１内の枯渇が検知された場合であっても蒸気を発生させることができることの組み合わせによってユーザーは必要な行動をとるまたはべーピング行為を計画することができるようになる。

制御回路２０はユーザー入力信号が依然として受信されているか否か（工程Ｓ１１４およびＳ１１８で）を判断すると説明したが、これらの工程は省略してもよい。例えば一部の実行例では制御回路２０が工程Ｓ１０６でユーザー入力が受信されたと判断した場合、電力はユーザー入力の検知から所定の時間、加熱素子に供給されるようになっている。例えば、電力は典型的なパフ継続時間、例えば３秒にほぼ等しい時間、供給されてもよい。所定の時間が過ぎた後、加熱素子４８への電力の供給は停止してもよい。当然のことながらこれらの実行例では制御回路２０は、加熱素子４８の抵抗値が第１の閾値を超えるまたは下回るか否かによって異なるレベルの電力を供給するように構成してもよいが、ユーザー入力が受信されているかを判断する代わりに制御回路２０は所定の時間が経過したか否かを判断するように構成してもよい。

図２の上述の実行例では制御回路２０は、枯渇が起こったことの検知に応答して第２のレベルの電力を供給するように構成されている。第２のレベルの電力は、所定のパフの間、依然としてユーザー入力が入力されている限り（工程Ｓ１１８）供給される。加熱素子４８への電力の供給が停止すると（工程Ｓ１２０で）、即ち所定のパフが終わったとき、本発明の方法は工程Ｓ１０４に戻り、制御回路はユーザー入力を監視する。その後のパフでは制御回路２０は工程Ｓ１１６で第２のレベルの電力を供給する前に工程Ｓ１０８に従って第１のレベルの電力を供給する。この方法は一部の用途、特に芯４６がｅ－リキッドが枯渇すると考えられるが（加熱素子４８の抵抗に基づいて）、貯蔵部４４は完全に枯渇していない場合に役立つ。例えば、一部のユーザーは蒸気供給システム１をそれを通常の使用時の角度より傾けて（例えば、ユーザーが横になっている）使用する場合がある。これらの例では貯蔵部４４内に配置された芯４６の端部は、貯蔵部４４内のｅ－リキッドと接触しない場合があり、したがって、この向きでのべーピングは芯４６が枯渇していると考えられるが、貯蔵部４４は枯渇していないと考えられることを意味する。表示部２５からの表示をユーザーが受け取るおよび／またはエアロゾルの量の減少に応じて、ユーザーは、芯４６の端部が貯蔵部４４内のｅ－リキッドと再度接触するようにシステム１を傾ける。したがって、所定のパフの間に枯渇するか否かを判断することはパフの間に効果的にリセットされる。

さらに図２によれば枯渇があったと判断され、制御回路が第２のレベルの電力を供給すると仮定すると、ユーザーがそのパフを終えると、次のパフの開始のために制御回路２０は第１のレベルの電力を加熱素子４８に供給する。これは加熱素子４８が低温である場合に有利であり、即ち芯４６に少量のｅ－リキッドが保持されているとしても加熱素子の温度を作動温度に素早く上昇させることができる。

図２の例では所定のパフの間に枯渇があるか否かを判断することはパフ間で効果的にリセットされる。枯渇があったとの判断が工程Ｓ１１２でなされると、制御回路２０は、したがって、加熱素子４８の抵抗が第１の閾値を超えるまたは第１の閾値に等しいと判断した時点で加熱素子４８の抵抗の監視を続けなくてもよい。これはそうでなければパフ中の抵抗を監視するためにそして比較するために使用されるであろう電力を節約する。

しかしながら、一部の実施例では蒸気供給システム１の枯渇状態のより速い変化に対応するためにパフの間に電力を複数回調節するのが有益の場合がある。図３は本開示のさらなる態様による図１の蒸気供給システム１の操作方法の別例を示し、これにより電力レベルを所定のパフの間、複数回、調節することができる。図３の方法は、大まかに図２の方法と類似しており、図３と共通（共通の符号で示されているように）種々の工程等を繰り返して説明しない。違いだけを詳しく説明する。

図２では工程Ｓ１１８でユーザー入力がまだ受信されていると、制御回路２０は、加熱素子４８に第２のレベルの電力を供給するように構成されている。しかしながら、図３ではユーザー入力が工程Ｓ１１８で依然として受信されている、即ち、工程Ｓ１１８で“はい”の場合、本発明の方法は、工程Ｓ１１２に戻る。即ち、制御回路２０は、ユーザー入力が受信されている間、加熱素子４８の抵抗を監視するように構成されている。この点に関し当然のことながら図３は、制御回路２０が加熱素子４８に第１のレベルまたは第２のレベルの電力を供給しているかに関係なく、加熱素子４８の抵抗が所定の吸入中に第１の閾値と繰り返し比較されるシステム１を説明している。一部の実施例では工程Ｓ１１８と工程Ｓ１１０間の所定の遅れ（例えば、１０～２０ミリ秒）は、加熱素子４８の抵抗値が第２の電力レベルが投入されることに応答して調節されるように強制的に生じさせてもよい。

このようにして構成された制御回路２０を設けることは、芯４６の枯渇状態のより速い変化の説明がつき、好適な電力レベルがそれに応じて供給できることを意味する。

制御回路２０が工程Ｓ１１２で枯渇があると判断した際に芯が焦げる可能性を減らすために図示していないが、図２をベースにした別の例では制御回路２０は、枯渇が検知されたことの表示をメモリなどに記憶または記録するように構成されている。その後、次のパフにおいてなんらかの電力を供給する前に制御回路２０は、最後のパフ中に枯渇が検知されたかを判断し、もし検知されたら第２のレベルの電力を供給し始める。この構成は、枯渇が芯４６に加えて貯蔵部の枯渇、即ち芯４６の枯渇だけでない場合に有利である場合がある。

図４は本開示のさらなる態様による図１の蒸気供給システム１の操作方法の別例を示し、ここでは電力レベルを所定のパフ中に調節することができる。図４の方法は、大まかに図２の方法と類似しており、図４と共通の（共通の符号で示されているように）種々の工程等を繰り返して説明しない。違いについてのみ詳しく説明する。

大まかな概要において図４は、制御回路２０が複数の（３つの）電力レベル、即ち第１の電力レベル、第１の電力レベルより低い第２の電力レベルおよび第２の電力レベルより低い第３の電力レベルのうちの１つを選択して加熱素子４８に供給するように構成されているシステム１を例示している。このようなシステムは、芯４６内に残っているｅ－リキッドをさらに気化させる可能性を提供するが、加熱素子４８に供給される電力レベルを下げる。操作原理は、追加の電力レベルを除いて図２について説明したものとほぼ同じである。

工程Ｓ１１６で加熱素子４８の監視した抵抗が工程Ｓ１１２で第１の閾値より大きいまたは第１の閾値に等しいと以前に判断された場合、本発明の方法は工程Ｓ１３０に進む。工程Ｓ１３０で加熱素子４８の監視された抵抗は第２の閾値と比較される。一部の実施例では第２の閾値は、加熱素子４８の抵抗が加熱素子４８の温度に比例すると仮定すると第１の閾値と同じであり、その場合システム１は、加熱素子４８が使用中に同じまたは同様の温度に到達するように作動するように構成される。即ち、図２に関連して使用した値を採用すると、第１および第２の閾値は、２．２１オームに設定される。他の実行例では第２の閾値は、第１の閾値より僅かに低く設定されてもよく、例えば第１の閾値より１０％低くてもよい。このようにして加熱素子４８の最大温度は、第２のレベルの電力が投入されるとさらに制限され、これはシステム１が芯に残っているｅ－リキッドの質量の突然の著しい変化を受けた際に有利になる。しかしながら、他の実行例では第２の閾値は、特に加熱素子４８の加熱特性が芯４６に保持されているｅ－リキッドの量に基づいて異なる実行例では第１の閾値と異なって設定されてもよい。

工程Ｓ１３０で制御回路２０は、抵抗が第２の閾値より大きいまたは等しいかを判断するように構成されている。注目すべきことは第２の閾値に依存して制御回路の別の実行例が測定されたまたは判断された抵抗値が第２の閾値より大きいかを判断してもよいということである。工程Ｓ１３０で制御回路２０が加熱素子４８の抵抗が第２の閾値より小さい（即ち、工程Ｓ１３０で“いいえ”）と判断した場合、本発明の方法は工程Ｓ１３２に進む。

工程Ｓ１３２で制御回路２０はエアロゾルを発生させるユーザーの意思を示すユーザー入力がまだあるか否かを判断する。通常の使用ではユーザーは、ユーザーがエアロゾルを受け取るのを望む限り、通常約３秒間、システム１で吸入する、または入力ボタン１４を押すことになる。言い換えればこの実行例ではユーザーはエアロゾルの発生の開始およ
び停止を制御する。制御回路２０は、入力ボタン１４からまたは入力ボタン１４または吸入センサ１６の一方または両方の作動を示す吸入センサ１６から信号が受信されているか否かを判断する。もし受信されていれば、即ち工程Ｓ１３２で“はい”であれば、本発明の方法は、工程Ｓ１１６に戻り、制御回路２０は第２のレベルの電力を加熱素子４８に供給し続ける。本発明の方法は上述のように工程Ｓ１３０に進む。したがって、制御回路２０は、第２のレベルの電力が供給されているとき、加熱素子４８の抵抗が第２の閾値より高いまたは第２の閾値に等しいかを繰り返し（または周期的に）判断する。

一方、ユーザー入力がそれ以上受信されない、即ち工程Ｓ１３２で“いいえ”の場合、本発明の方法は工程Ｓ１２０に進み、そこで加熱素子４８への電力の供給が停止する。ユーザー入力がそれ以上受信されなくなると、これはユーザーがシステム１での吸入を止めたまたは入力ボタン１４を押すのを止めて、それ以上エアロゾルを受けるのを望まないことを示す。その結果、制御回路２０がこの状態を検知すると、加熱素子４８への電力の供給がエアロゾルがそれ以上発せられないように停止される。本発明の方法は工程Ｓ１０４に戻り、制御回路２０はエアロゾルを受けたいというユーザーの欲求を示す次のユーザー入力を監視する。

本開示のいくつかの態様では工程Ｓ１３０で加熱素子４８の抵抗が第２の閾値より大きいまたは第２の閾値に等しい（即ち、工程Ｓ１１２で“はい”）場合、本発明の方法は、制御回路２０が第３のレベルの電力（第２のレベルの電力の代わりに）を加熱素子４８に送るように構成されている工程Ｓ１３４に進む。言い換えれば加熱素子４８の温度が抵抗が第２の閾値を超えるような温度になったとき、さらに減少した電力が加熱素子４８に供給される。第３のレベルの電力は第２のレベルの電力より小さいが、非ゼロレベルの電力である。言い換えれば制御回路は、非ゼロレベルの電力を第３のレベルの電力として加熱素子４８に供給する。

第３のレベルの電力は、第２のレベルの電力の７０％以下、または第２のレベルの電力の５０％以下、または第２のレベルの電力の３０％以下になるように設定されてもよい。正確な値は、第２の閾値と加熱素子４８の作動抵抗値との違いなどのいくつかの要因によって変わる。

ほぼ上記と同じように 制御回路２０は、工程Ｓ１１４またはＳ１３２と同じようにユ
ーザー入力が依然として受信されているかを工程Ｓ１３６で判断する。もし受信されていると判断したら、本発明の方法は、工程Ｓ１３４に戻り、第３のレベルの電力が制御回路２０によって加熱素子４８に投入される。逆にユーザー入力が工程Ｓ１３６で受信されていないと、本発明の方法は工程Ｓ１２０に進み、加熱素子４８への電力の供給が停止される。

図４で説明した操作の方法において制御回路２０は、それぞれが加熱素子４８に供給される特定の電力レベルに対応する複数の閾値と加熱素子４８の抵抗を比較するように構成されている。複数の電力レベルを設けることによって加熱素子４８に供給される電力の細かい制御が可能になる。１つの例では電力は好適なレベルの電力が加熱素子４８に投入されて芯内のｅ－リキッドの量の変化に対応するようにパフに亘って変化させることができる。

図４の原理は図３の原理に組み入れることができる。同様に図４の原理は前のパフの電力レベルが記録され、後続のパフが以前に記録された電力レベルで始まるシステムに適用することができる。さらに当然のことながら３つの電力レベルのみを図４に関連付けて説明してきたが、４つ以上の電力レベルも本開示の原理に従って適用してもよい。これら複数の電力レベルのそれぞれは、連続的に減少させた値を有するように設定され、電力レベルのそれぞれは非ゼロ電力レベルである。

上記は枯渇状態を判断するために加熱素子４８の抵抗の測定を目的としたシステム１に関するものであるが、当然のことながらあらゆる他の好適な技術を使用して枯渇を判断してもよい。例えば、赤外線カメラを使用して加熱素子４８の温度を測定してもよい。温度を閾値と比較する類似の工程はそのような状況において実行できる。加えて枯渇は貯蔵部４４に関連したパラメータを監視することによって判断され、例えばフライトセンサの時間を使用して受け部４４内の液体レベルを監視してもよい。原理上は蒸気供給システムの一部（芯４６または貯蔵部４４）のｅ－リキッドの枯渇を判断するためのあらゆる好適な技術を本開示の原理に従って採用することができる。

蒸気供給システム１は、密閉されたカートリッジ部４を含むと説明したが、当然のことながらカートリッジ部４は一部の実行例では再充填可能であってもよい。本開示の原理はこのような実行例に同様に適用される。またさらなる実行例ではカートリッジ部４は再利用可能なデバイス部２の一体部品であってもよく、例えば、ハウジングの１つの部品としてまたは極めて少ない共通態様で形成されてもよい。一体化されたカートリッジ部４は、ｅ－リキッドを繰り返し充填可能である。蒸気供給システムのそのような構成はオープンシステムとして知られている。本開示の原理はこのような実行例に同様に適用される。

上述の実施態様は、いくつかの点において一部の特定の例の蒸気供給システムに着目しているが、当然のことながら同じ原理が他の技術を使用した蒸気供給システムに適用可能である。即ち、蒸気供給システムの種々の態様が機能する特定の方法がここで説明した例にある原理に直接関連しない。

例えば上述の実施態様が液体蒸気前駆体材料を加熱するための電子ヒーター系気化器を有するデバイスに主に着目しているのに対して 同じ原理が他の技術をベースにした気化
器、例えば圧電バイブレーター系気化器または光学加熱気化器そしてまた他の蒸気前駆体材料、例えばタバコ由来材料などの植物由来材料などの固体材料またはゲル、ペーストまたは泡系蒸気前駆体材料などの他の形体の蒸気前駆体材料などの他の蒸気前駆体材料をベースにしたデバイスに従って適合させてもよい。

さらにそして既に言及してきたように当然のことながら電子タバコに関連する上述のアプローチは、図１に示したものと全体的な構造が異なるタバコにおいて実行してもよい。例えば、同じ原理をツーパーツモジュラー構造でなく、代わりにシングルパーツデバイス、例えば使い捨て（即ち非充電性で再充填不可の）デバイスを含む電子タバコに適合させてもよい。さらにモジュラーデバイスの一部の実行例では部品の配置が異なってもよい。例えば一部の実行例では制御ユニットは、蒸気を発生させるために使用する気化器用の蒸気前駆体材料源を供する交換可能なカートリッジを有する気化器も含んでもよい。その上さらに上述の例では電子タバコ１が風味インサートを含まないのに反して他の例示的実行例はそのような追加の風味部材を含んでもよい。

同様に上記システムは液体蒸気前駆体材料に関して説明したが、同様の原理を異なる物質の状態の蒸気前駆体材料に適用できる。例えば、再生タバコなどの一部の固体は、気化されるとその熱特性が変化するという特徴を示す場合がある。そのような材料がその特徴を示す場合、本開示の技術はこれらの材料に等しく適用させてもよい。

従って、蒸気前駆体材料から蒸気を発生させる気化器と、蒸気前駆体材料を貯蔵するための貯蔵部と、制御回路とを含み、この制御回路は、第１の非ゼロレベルの電力を気化器に供給して蒸気前駆体材料の少なくとも一部から蒸気を発生させ、蒸気前駆体材料の少なくとも一部の量を示すパラメータを観察し、監視したパラメータを第１の閾値と比較することに基づいて蒸気前駆体材料の枯渇状態を判断し、制御回路が監視したパラメータと第１の閾値との比較に基づいて減少があったと判断した場合、第２の非ゼロレベルの電力を気化器に供給するように構成され、第２のレベルの電力は第１のレベルの電力より低い蒸気供給システムが説明されている。

種々の問題の対処と技術の発展のため、本開示全体は種々の実施形態を例示的に示しており、これらの実施形態では特許請求された発明が実践される。本開示の利点および特徴は実施形態の単なる代表的な具体例であり、包括的でも排他的でもない。これらは特許請求された特徴の理解と教示の単なる補助に提供されている。当然だが、本開示の利点、実施形態、具体例、機能、特徴、構造、および／または他の側面は本開示を特許請求の範囲に規定されたとおりに限定するあるいは特許請求の範囲の均等物に限定すると考えるべきではなく、本開示の範囲および／または思想から乖離することなく他の実施形態を利用しても改変してもよいと考えるべきである。種々の実施形態は、開示された構成要素、成分、特徴、部品、工程、手段他の組合せを適切に備えても、これらで構成されても、基本的にこれらで構成されてもよく、当然のことながら従属請求項の特徴は独立請求項の特徴と請求項に明示的に記載された組み合わせ以外の組み合わせで組み合わせてもよい。また本開示は、現在は特許請求されていないが将来特許請求される可能性がある他の発明を含む。

Claims (16)

1. 蒸気前駆体材料から蒸気を発生させる気化器と、
   蒸気前駆体材料を貯蔵するための貯蔵部と、
   第１の非ゼロレベルの電力を気化器に供給して蒸気前駆体材料の少なくとも一部から蒸気を発生させ、
   蒸気前駆体材料の少なくとも一部の量を示すパラメータの監視および監視したパラメータと第１の閾値との比較に基づいて蒸気前駆体材料の枯渇状態を判断し、
   制御回路が監視したパラメータと第１の閾値との比較に基づいて枯渇があったと判断した場合、第１のレベルの電力より低い第２の非ゼロレベルの電力を気化器に供給するように構成され制御回路とを含む蒸気供給システム。
2. 第２のレベルの電力は、第１のレベルの電力の７０％未満、５０％未満または３０％未満の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記載の蒸気供給システム。
3. 第２のレベルの電力は、制御回路が蒸気前駆体材料の前記少なくとも一部の枯渇があると判断した後であっても前記蒸気供給システムが蒸気を発生させ続けることができるように設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の蒸気供給システム。
4. 制御回路は、パルス幅変調を使用して気化器に電力を供給するように構成され、第１および第２の電力レベルはパルス幅変調の１デューティサイクルに亘る平均電力であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の蒸気供給システム。
5. 前記システムは、表示部をさらに含み、制御回路は、制御回路が監視したパラメータと第１の閾値との比較に基づいて枯渇があると判断した際に表示部を作動させるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載の蒸気供給システム
6. 前記システムは、貯蔵部から気化器に蒸気前駆体材料を移送するように構成された蒸気前駆体材料移送部材をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載の蒸気供給システム。
7. 蒸気前駆体材料の枯渇状態は、蒸気前駆体移送部材内の蒸気前駆体材料の量の表示であることを特徴とする請求項６記載の蒸気供給システム。
8. 気化器は電気的に加熱される加熱素子を含み、蒸気前駆体材料の少なくとも一部の量を示すパラメータが加熱素子の電気抵抗であり、制御回路は加熱素子の電気抵抗を測定するようにさらに構成されていることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項記載の蒸気供給システム。
9. 制御回路は、監視したパラメータを第１の閾値と繰り返し比較するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項記載の蒸気供給システム。
10. 制御回路が第２のレベルの電力を気化器に供給する際、制御回路は、制御回路が監視したパラメータと閾値との比較に基づいてそれ以上枯渇がないと判断した場合に監視したパラメータを第１の閾値と比較し、第１のレベルの電力を供給するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項記載の蒸気供給システム。
11. 制御回路は監視したパラメータを複数の閾値と比較するように構成され、各閾値は蒸気前駆体材料の少なくとも一部の枯渇度合いを示し、各閾値は制御回路によって出力されるように構成された複数の異なる非ゼロレベルの電力のうちの１つに対応することを特徴とする請求項１乃至１０いずれか１項記載の蒸気供給システム。
12. 制御回路が第１の閾値に基づいて枯渇があると判断すると、制御回路は、監視したパラメータを第２の閾値と比較し、制御回路が監視したパラメータと第２の閾値との比較に基づいて枯渇があると判断した際に第２のレベルの電力より低い第３の非ゼロレベルの電力を供給するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１１いずれか１項記載の蒸気供給システム。
13. 蒸気前駆体材料から蒸気を発生させるための蒸気供給システムに使用するための制御回路であって、蒸気供給システムは、蒸気前駆体材料から蒸気を発生させるための気化器を含み、前記制御回路は、
    第１の非ゼロレベルの電力を気化器に供給して蒸気前駆体材料の少なくとも一部から蒸気を発生させ、
    蒸気前駆体材料の少なくとも一部の量を示すパラメータの監視に基づいて蒸気前駆体材料の枯渇状態を判断し、
    監視したパラメータを第１の閾値と比較し、
    前記回路が監視したパラメータと第１の閾値との比較に基づいて枯渇があると判断した場合に第１のレベルの電力より低い第２の非ゼロレベルの電力を気化器に供給するように構成されている制御回路。
14. 請求項１３の制御回路を含む蒸気供給デバイス。
15. 蒸気前駆体材料から蒸気を発生させる気化器と蒸気前駆体材料を貯蔵するための貯蔵部とを含む蒸気供給システム用の制御回路の操作方法であって、この方法は、
    制御回路を介して第１の非ゼロレベルの電力を気化器に供給して蒸気前駆体材料の少なくとも一部から蒸気を発生させることと、
    制御回路を介して蒸気前駆体材料の少なくとも一部の量を示すパラメータの監視および監視したパラメータと第１の閾値との比較に基づいて蒸気前駆体材料の枯渇状態を判断することと、
    前記回路が監視したパラメータと第１の閾値との比較に基づいて枯渇があると判断した際に制御回路を介して第１のレベルの電力より低い第２の非ゼロレベルの電力を気化器に供給することとを含む方法。
16. 蒸気前駆体材料から蒸気を発生させるための気化手段と、
    蒸気前駆体材料を貯蔵するための貯蔵手段と、
    第１の非ゼロレベルの電力を気化手段に供給して蒸気前駆体材料の少なくとも一部から蒸気を発生させ、、
    蒸気前駆体材料の少なくとも一部の量を示すパラメータの監視および監視したパラメータと第１の閾値との比較に基づいて蒸気前駆体材料の枯渇状態を判断し、
    制御手段が監視したパラメータと第１の閾値との比較に基づいて枯渇があると判断した際に第１のレベルの電力より低い第２の非ゼロレベルの電力を気化手段に供給するように構成された制御手段とを含む蒸気供給システム。

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