JP3996188B2 - 電気喫煙装置に使用するためのヒータおよびシガレット - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は総括的には電気喫煙装置、そして特定的には電気喫煙装置の電気ライターと協働するようになされたシガレットと電気喫煙装置において使用するためのヒータに関する。
発明の背景
伝統的なシガレットは燃焼時に燃焼性物質、主にタバコのマスがふかし時にはしばしば８００℃を越える温度で燃焼させられる燃焼の結果として喫煙者に香味とアロマを送出する。熱はマウスピース端での吸引によりタバコの隣接するマスを通して引かれる。加熱時に、燃焼性物質の無能な酸化はタバコから種々の燃焼生成物および蒸留物を放出する。これらのガス状生成物がシガレットを通して引かれるとき、それらは冷却し凝縮して喫煙と組み合わされて風味とアロマを提供するエアロゾルを形成する。
伝統的シガレットはそれらと組み合わされた種々の認められた欠点を持つ。これらの一つはふかしの間のくすぶり時の非喫煙者に不愉快であるかもしれない副流煙の生成である。いったん点火したら、それらは完全に消費されるかまたは捨てられねばならない。伝統的なシガレットの再点火は可能であるが通常主観的理由（香味、風味、臭い）から明敏な喫煙者には魅力ある提案ではない。
より伝統的なシガレットの代替物は燃焼性物質それ自身はそれ自身がタバコエアロゾルを放出しないところのものを含む。このような喫煙物品は喫煙物品の一端にまたはその付近に位置した燃焼性の、炭素質加熱素子（熱源）と前記加熱素子に隣接して位置したタバコ積載素子のベッドを含むことができる。加熱素子はマッチまたはシガレットライターで点火され、喫煙者がシガレットを吸引するとき、加熱素子により発生させられた熱はベッドがタバコエアロゾルを放出させるようにタバコ積載素子のベッドに伝達される。この形式の喫煙装置は副流煙を殆どまたは全く生成しないけれども、それは熱源において燃焼生成物を発生し、いったんその熱源が点火されると実用的な意味で将来の使用のために消すのは容易でない。
より普通のおよび上述の炭素加熱装置の両者において、燃焼がそれらの使用中に起こる。この方法は当然に燃焼した物質が分解し周辺ふんい気と相互作用するとき多くの副生成物を伴う。
同時係属中の同一出願人の、１９９５年９月３０日出願のＵ．Ｓ．特許出願シリアル第０８／３８０７１８（ＰＭ１６９７Ｃｏｎｔ）および１９９２年９月１１日出願のシリアル第０７／９４３５０４（ＰＭ１５５０）はＵＳ特許第５０９３８９４号、５２２５４９８号、５０６０６７１号および５０９５９２１号と共に喫煙者が選択的に一時中止し喫煙を再開始することを可能としながら副流煙を顕著に減少する種々の加熱素子および香味発生物品を開示している。しかしこれらの特許中に開示されたシガレット物品は非常に耐久性がなく継続したまたは激しい取扱いによりつぶれたり、裂けたりまたは破れたりするかもしれない。ある環境では、これらの先行シガレットはそれらがいっそう弱いときには破砕されるかもしれないしそれらがライターから取り除かれるときに裂けたりまたは破れたりするかもしれない。
前述のＵ．Ｓ．特許出願シリアル第０８／３８０７１８（ＰＭ１６９７Ｃｏｎｔ）およびＵＳ５３８８５９４号は新規な電気出力ライターおよびそのライターと協働する新規なシガレットを含む電気喫煙装置を記述している。ライターの好ましい実施例はシガレットのタバコ棒部分を摺動的に受ける形状に配置された複数のじゃ紋岩形金属ヒータを含む。
シリアル第０８／３８０７１８（ＰＭ１６９７Ｃｏｎｔ）におよびまたＥＰ−Ａ−０６１５４１１に開示されたシガレットの好ましい実施例はタバコ積載筒状キャリア、筒状キャリアの周りに上包みされたシガレット紙、キャリアのマウスピース端の流通フィルタプラグ装置およびキャリアの自由（遠方）端のフィルタプラグを含む。シガレットとライターはシガレットがライター中に挿入され個々のヒータが各ふかしのために作動されるときに、各ヒータがシガレットを抗して受ける場所（以下“ヒータフットプリント”と呼ぶ）のシガレット周りの点で局部的なチャリング（charring）が起こるように配置される。いったん全てのヒータが作動したら、これらのチャリングした点は互いに密接した間隔を保たれシガレットのキャリア部分の中央部を取り囲む。
ヒータで送出される最高温度と全エネルギーに依存して、チャリングした点はシガレット紙の単なる変色以上のものを現出する。大抵の場合に、チャリングはシガレット紙およびその下にあるキャリア物質に少なくとも微細な破れを作り出すであろうし、この破れはシガレットを機械的に弱化する傾向がある。ライターから引き抜かれるシガレットにとってはチャリングした点は少なくとも部分的にヒータを摺り抜けねばならない。シガレットが湿っているとかもてあそぶとかねじるとかのような悪環境では、シガレットはライターからの引き抜きにより破れるとか破片を残すとかの傾向があるかもしれない。ライター装置に残された破片はライターの適正な操作を妨害しおよび／または次のシガレットの煙に異味を加えることもありうる。もし引き抜かれる間にシガレットが二つに破れると、喫煙者は失敗したシガレット製品の欲求不満のみならず彼または彼女が今一つのシガレットを楽しむ前につまったライターから破片を取り除くという可能性に直面させられるかもしれない。
ＵＳシリアル第０８／３８０７１８、ＥＰ−Ａ−０６１５４１１および特許第５３８８５９４号のシガレットの好ましい実施例はマウスピース端のフィルタプラグと遠方端のプラグ間の本質的に空洞筒である。この構造はその中へエアロゾルが最少の衝突とその付近の表面上へのエアロゾルの最少の凝縮でもって放出されるに十分な空間を提供することにより喫煙者への送出を高めるものと信ぜられる。
喫煙者が希望の期間の間物品の喫煙を中止しその後喫煙を再開することを可能としながら望ましくない副流煙を顕著に減らす幾つかの提案が提出された。例えば、同一出願人のＵ．Ｓ．特許５０９３８９４；５２２５４９８；５０６０６７１および５０９５９２１は種々の加熱素子および香味発生装置を開示している。ＥＰ−Ａ−０６１５４１１およびＵ．Ｓ．特許第５３８８５９４号は制御および論理回路による吸引の感知により作動するヒータを持つ電気喫煙装置を開示している。ヒータは好ましくは適切な量の熱をシガレットに移転するためと軽量にするために比較的薄いじゃ紋岩形構造をしている。
これらの装置とヒータは観察された問題を克服し述べた目的を達成するけれども、多くの実施例が筒状タバコ媒体の挿入および取り除きおよびまた挿入されたシガレットの調整またはもてあそびにより誘発される応力のために機械的弱化と恐らく失敗を引き起こす。
更に、もしヒータ装置の形状が、例えば挿入されたシガレットの調整またはもてあそびにより、変えられると望ましくない電気短絡が起こりうる。
また、電気喫煙装置はシガレットの挿入および取り除きにより妨害されうる比較的複雑な電気結線を必要とした電気的抵抗ヒータを採用している。
ＥＰ−Ａ−０６１５４１１のシガレットの空洞構造を持つ刻み充填材を含むときは、そのようなシガレットが刻み充填材タバコで完全に充填されているときは最初の数ふかしは電気ライター中で適切に操作される傾向があることが発見された。その後、その送出は先細りになる傾向がある。ＥＰ−Ａ−０６１５４１１に開示された電気ライターのような電気ライター中でより伝統的なシガレットが喫煙されたとき同様な現象が起こる傾向があるであろう。
充填されないで置かれたとき、ＥＰ−Ａ−０６１５４１１の好ましい実施例の空洞シガレット構造はまた過剰なまたは粗っぽい取り扱いによりつぶれるという多少の弱点があった。
この発明は、その種々の特徴において、ここに添付された独立請求の範囲によって明らかにされる。
本発明の特徴を具体化するシガレットは電気喫煙装置の一部として喫煙されたとき一貫性を持ってなお操作可能である刻み充填材を含むという利点を持つ。
この発明の特徴を具体化するシガレットは刻み充填材を含む、そして電気ライターと協働するのに適合している利点を持ちかつ満足できる水準の風味と送出を与える。
本発明の特徴を具体化するシガレットは刻み充填材を含む、またふかしからふかしの送出に改良された一貫性を提供する利点を持つ。
この発明の特徴を具体化するシガレットは容易に製造することができ魅力的な包装に包装することができる。
この発明の特徴を具体化するシガレットは物理的に丈夫でシガレットおよび／またはライター内のエアロゾルの凝縮および／または濾過を最少にすることができる。それらは更にそのライターからシガレットを引き抜く時の破損に対して抵抗性があるだろう。
本発明の特徴を具体化するかつ電気喫煙装置のライターで消費するのに適したシガレットは、消費者による粗っぽい取り扱い中のつぶれまたは破損に対し弱点が少ないであろう。
本発明の特徴を具体化するかつ電気喫煙装置のライターで消費するのに適したシガレットはシガレットの製造または包装時につぶれまたは破損する傾向がないであろう。
この発明の特徴を具体化するかつ電気ライターで操作可能なシガレットは、製造速度においても経費効果的な製造方法を導くであろう。
一つの好ましい実施例は喫煙者に応答して香味たばこを送出するための喫煙装置を提供する。この装置はシガレットと電気的に操作されるライターを含み、このライターは複数の電気ヒータを含み、ヒータの各々がその／それらの作動により単独的にまたは一斉にのいずれかで、シガレットから予定の量のタバコエアロゾルを熱的に放出するのに、適している。シガレットは筒状タバコウエブを含み、その筒状タバコウエブの第一部分はタバコ柱で満たされており、筒状タバコウエブの第二部分はタバコ柱に空洞を形成するために満たされずに残されまたは中空にされる。
更に詳細には、前述のシガレットは好ましくは筒状タバコウエブと筒状タバコウエブ内に設けられたタバコプラグから形成されたタバコ棒を含む。タバコ棒はヒータ素子がタバコ棒の自由端と反対側端との間の位置でタバコ棒に沿って位置するように電気ヒータ装置によって摺動的に受けられるのに適合している。好ましくはタバコプラグ（または柱）は反対側端に隣接して空洞（または中空部分）を形成するためにタバコ棒の自由端からタバコ棒の反対側端から間隔を置かれた位置まで延びている。
シガレットとライターのヒータ装置の相対的寸法はシガレットのライター中への挿入により、各ヒータがタバコ棒に沿ってタバコ棒に沿った予定の位置に位置するであろうように、好ましくはヒータとシガレット間の接触の縦方向の範囲（以下“ヒータフットプリント”）が前述の空洞の少なくとも一部分とタバコプラグの少なくとも一部分とに重なるように、決定される。そうすることにより、シガレットが電気的に喫煙されるとき一貫した満足的な送出が得られ、かつヒータ素子でのまたはその付近でのタバコエアロゾルの凝縮が減少させられる。
これに代えて、シガレットとライターのヒータ装置の相対的寸法は、シガレットのライター中への挿入により、各ヒータがヒータフットプリントの全てでないにしても、少なくとも幾らかがタバコ棒の充填部分のみに（タバコプラグにわたって）重なるようにタバコ棒に沿って位置するであろうように、決定される。かかる形状においては、空洞はなおエアロゾル形成を容易にしかつ煙の冷却を助けるために採用されることになろう。
好ましくは、喫煙者によって取り扱われる時により伝統的なシガレットの外観と感覚を提供するために筒状タバコウエブの周りはシガレット紙で包まれる。
タバコウエブは好ましくは不織布のタバコベースウエブおよびタバコベースウエブの少なくとも第一の側に沿って配置されたタバコ材料の層を含む。
シガレットは好ましくはまたタバコ棒の前述の反対側端にフィルタ吸い口を含み、それは通過型フィルタプラグ（従来技術では“ホイッスルスルー”プラグとして知られる）、マウスピースフィルタプラグおよびプラグをタバコ棒に接続する吸い口紙を含む。
本発明を具体化するシガレットが電気喫煙装置のライター中に挿入されるとき、ライターの電気加熱素子が各シガレットに対して一般的に同じ位置にシガレットに沿って一貫して配置されるようにライターのヒータ装置内に配置されたストップに対して（または何らかの同等整列手段で）シガレットが整列される。ふかしが開始されると、ライターのヒータの少なくとも一つがタバコ棒に沿った前述の位置でシガレットを加熱するために応答的に作動される。ふかしが進行すると、タバコ棒は加熱されエアロゾルがタバコウエブおよび充填材から追い出される。ヒータフットプリントがタバコ棒内の空洞に重なる場合には、タバコエアロゾルはタバコ棒の非充填部分内に形成された空間中に殆ど直接放出されシガレットから引き出される。タバコウエブはシガレットにより送出された全エアロゾルのこの留分の殆どに寄与しその即時性は喫煙者のシガレットの吸引の性質と量に有利に影響すると信ぜられる。タバコ棒の充填部分でのタバコのより大きいマスのために、ヒータフットプリントがタバコ棒の充填部分に重なるところからのエアロゾルの放出にわずかな遅れがある。タバコ棒の充填部分から追い出されるエアロゾルは追加的な、優位な香味および煙の特性に寄与する。
本発明の更なる特徴は電気喫煙装置のシガレットの送出を調整する能力であり、タバコ棒の充填および非充填部分間のヒータフットプリントの重なりの量に比例してシガレットの一ブランドから他のブランドへの送出または同じブランドの延長線内の送出の希望の調整を達成する。
本発明のなお今一つの特徴は電気ヒータ装置と共に作動されるシガレットからのエアロゾルの送出の水準および一貫性を改良する方法であり、そこではシガレットは自由端と反対側端を持つ。この方法は自由端に隣接するシガレットのタバコ充填部分および反対側端に隣接するシガレットの非充填部分の両方にわたってヒータフットプリントを重ねる工程を含み、一方同時にヒータフットプリントに沿って抵抗的に加熱しその反対側端を通してシガレットを吸引する工程を含む。
本発明の更に今一つの特徴は電気ライターと共に作動される充填材含有シガレットを提供することであり、そのシガレットは一貫したエアロゾル生成を促進するために自由流動フィルタおよび自由流動フィルタに隣接する充填材無しのタバコ棒部分を持つタバコ棒を含む。
本発明の今一つの特徴は追加の強度を提供するためにそのベースウエブに添加された亜麻または木材セルロース繊維を含む強化筒状タバコウエブである。これに代えて、タバコ茎部原料からのセルロース繊維を強化剤としてベースウエブの組成物中に含ませることもできる。
シガレット製造機械及び消費者による取り扱いを含む取り扱いにより良く耐えることのできるシガレットを提供するためにシガレットの強度はその筒状タバコウエブの範囲内に刻み充填材を包含させることにより改良される。
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１と２は本発明の好ましい実施例による電気喫煙装置の斜視図である。
図３は図１に示された喫煙装置のヒータ設備内に係合されたシガレットの分離斜視図である。
図４Ａは本発明の好ましい実施例により構成されたシガレットの断面側面図である。
図４Ｂはシガレットの或る要素が部分的にはがされている図４Ａに示されたシガレットの詳細斜視図である。
図５Ａと５Ｂは図４Ａと４Ｂに示されたシガレットのタバコウエブのボビンを作する好ましいプロセスの諸段階の流れ図であり、図５Ａはタバコウエブのシート中へタバコ原料を移行させる諸段階を示し、図５Ｂはタバコウエブのシートをタバコウエブのボビンに転換する諸段階を示す。
図６Ａは本発明の実質的に中空の実施例により構成されたシガレットの横断面の側面図である。
図６Ｂは図６Ａの本発明の実質的中空実施例により構成されたシガレットにより発生される時の各ふかし（puff）中の時間対エアロゾル生成物のグラフ表示である。
図６Ｃは図６Ｂ，７Ｂと８に表わされるデータを樹立するために使用された煙測定装置のレイアウトである。
図７Ａは本発明の十分に充填された実施例によって構成されたシガレットの横断面側面図である。
図７Ｂは図７Ａの十分に充填された実施例によって構成されたシガレットにより発生される時の各ふかせの間の時間対エアロゾル生成物のグラフ表示である。
図８は図４Ａ，６Ａ，７Ａを参照して述べられたものの各シガレットにより出される各一連のふかしにおけるエアロゾル体積のグラフ的比較である。
図９は本発明の好ましい実施例（図４Ａ）により構成された部分的に充填されたシガレットの充填部上にオーバーラップするヒータの量と全粒状物質（ＴＰＭ）の送出との間の関係のグラフ表示である。
図１０は本発明の第２の好ましい実施例により構成されたシガレットの横断面側面図である。
図１１は本発明の第３の好ましい実施例により構成されたシガレットの横断面側面図である。
図１２は本発明の更なる点を実施するヒータ設備の側、断面図である。
図１３は本発明の更なる点を実施するヒータの側面図である。
図１４は電気絶縁被覆を採用する本発明の更なる点を実施するヒータ設備の側、横断面図である。
図１５はハブを形成する電気絶縁被覆を採用する本発明の点を採用するヒータ設備の側、横断面図である。
図１６はじゃ紋岩形ヒータ・ブレード脚を有する本発明の点を採用したヒータ設備の側、横断面図である。
図１７Ａは挿入されたシガレットに面する平らな下側面を有するヒータ・ブレードの正面、横断面図である。
図１７Ｂは挿入されたシガレットに面する角度付下側面を有するヒータ・ブレードの正面、横断面図である。
図１７Ｃは挿入されたシガレットに面する弯曲付下側面を有するヒータ・ブレードの正面、横断面図である。
図１８は圧延以前の扁平状態におけるヒータ・ブレードの対称的配列の頂面図である。
図１９は圧延以前の扁平状態におけるヒータ・ブレードの非対称的配列の頂面図である。
図２０は別のヒータ実施例を示す、本発明を採用する電気的喫煙装置の半径方向の横断面図である。
図２１は図２０の線Ａ−Ａから見た図２０の電気絶縁装置の香味カートリッジ収容空洞の縦断面図である。
図２２は他の改変ヒータ実施例を示す半径方向横断面図である。
図２３は図２２の線Ｂ−Ｂから見た図２２の電気喫煙装置の香味カートリッジ収容空洞の縦断面図である。
好ましい実施例の詳細な説明
図１と２を参照して、本発明の好ましい実施例は部分的に充填された充填シガレット（filler cigarette）２３と再使用可能ライター２５を含む喫煙装置２１を提供する。シガレット２３はライター２５の正面端部２９における口２７に入れられたりそこから除去されたりするようになされている。一度シガレット２３が挿入されると、喫煙装置２１は従来のシガレットと多分に同じ態様で使用されるが、シガレットを着火またはくすぶらせることはない。シガレット２３は一またはそれ以上のふかし（puff）サイクル後に捨てられる。好ましくは、各シガレット２３は各喫煙につき総計８つのふかし（ふかしサイクル）またはそれ以上を提供する；しかし利用できるふかしの総数の増減の調節は設計的事項の方便である。
ライター２５は正面および後方ハウジング部３３と３５を有するハウジング３１を含む。一つまたはそれ以上のバッテリ３５ａが後方ハウジング部３５内に除去可能に配置されておりそして口２７に隣接して正面ハウジング部３３内に配列された複数の電気抵抗加熱素子３７へエネルギを供給する。正面ハウジング部３３における制御回路４１はバッテリ３５ａと加熱素子３７との間の電気的連絡を樹立する。好ましくは、後方部３５はバッテリの交換を容易にするために、ねじまたはスナップ嵌合要素の如きで容易に開閉されるようになされている。望ましくは、電気的ソケットまたは接触はバッテリを家庭電流または同様のもので再充電するために設けられてもよい。
好ましくは、正面にハウジング部３３は後方ハウジング部３５へあり継ぎまたはソケット嵌めの如きで除去可能に接続されている。ハウジング３１は好ましくは硬い耐熱性材料から作られる。好ましい材料は金属または、一層好ましくは高分子材料を含む。好ましくは、ハウジング３１は約１０．７ｃｍ×３．８ｃｍ×１．５ｃｍの全体的寸法を有し、かくしてそれは喫煙者の手に快適に合う。
バッテリ３５ａは意図された様に機能すべくヒータ３７のために十分なパワーを提供するような大きさになされて好ましくは交換可能かつ再充電可能タイプからなる。別のパワー源はコンデンサーの如きが適している。好ましい実施例においては、パワー源は直列に接続されて合計で約４．８乃至５．６ボルトの非負荷電圧を有する四つのニッケル−カドミウム電池からなる。しかし、パワー源の要求された特性は喫煙装置２１における他の要素、特に加熱素子３７の特性を見て選択される。Ｕ．Ｓ．特許第５１４４９６２号（ＰＭ１３４５）は、ここに参考として組み入れられるが、本発明の喫煙装置に関して有用なパワー源の種々なタイプ、例えば再充電可能なバッテリ源およびバッテリにより再充電されるコンデンサを含むパワー設備を説明している。
図３を参照して、ライター２５の正面ハウジング３３はシガレット２３を摺動的に収容する実質的に円筒形のヒータ設備３９を支持する。ヒータ設備３９はヒータ素子３７を収容しヒータ素子３７に関して固定して挿入されたシガレット２３を支持するようになっていて、かくして、ヒータ素子３７は各シガレットに沿ってほぼ同じ配列におけるシガレットに横づけにして位置される。各ヒータ素子３７が十分に挿入されたシガレット２３を抗して受ける（または熱的に接触する）場所はここではヒータのフットプリント（footprint）と呼ぶ。
シガレットからシガレットの各シガレット２３に対して加熱素子３７の堅実な配置を確実にするために、ヒータ設備３９にはストップ１８２が設けられておりこれにシガレットはライター２５中への設置中に押圧される。ライター２５に対してシガレット２３を整列させるために他の諸手段が代って使用されうる。
ライター２５の正面ハウジング部３３はパワー源３５ａから加熱素子３７へ所定量のエネルギーを送出する電気的制御回路４１をも含む。好ましい実施例において、ヒータ設備３９は８つの円周方向に間隔を置かれた加熱素子３７を含み、これは口２７と同心状に整合されそしてじゃ紋岩形である。ヒータ３７の詳細は共通譲渡Ｕ．Ｓシリアル第０７／９４３５０４（ＰＭ１５５０）、これと共に係属しかつ共通譲渡されたＵ．Ｓ．特許第５３８８５９４号（ＰＭ１６９７）に図示されかつ説明されていて、これら文献の両者はここに組み入れられてそっくりそのまま参照される。ライター２５の部分として作動できる付加的ヒータ設備３７は１９９５年１月６日出願の共通譲渡係属中Ｕ．Ｓ．特許出願シリアル番号 （アトーニイ・ドケット番号第ＰＭ１７２９Ｂ ＣＩＰ II）に；１９９４年８月１６日出願の共通譲渡係属中Ｕ．Ｓ．シリアル第０８／２９１６９０（アトーニイ・ドケット番号第ＰＭ１７１９）に開示されたものを含み、これらの文献すべてはここに組み入れられそっくりそのまま参照され；かつ図１３乃至２３に関して与えられたこの説明の後の部分において開示されたものを含む。好ましくはヒータ３７は回路４１の制御下でパワー源により個々に付勢されてシガレット２３の周辺のまわりに間隔を置かれた場所で好ましくは８回シガレット２３を加熱する。一層伝統的なシガレットの喫煙で通常達成されるように前記加熱はシガレット２３から８つのふかしを与える。ふかしの１つまたはそれ以上に対して一つよりも多くのヒータを同時に着火することが好ましい。
他の好ましいヒータ配列は１９９４年４月８日出願の係属中共通譲渡Ｕ．Ｓ．特許出願シリアル番号０８／２２４８４８に開示されており（ＰＭ−１７２９Ｂ）、ここに組み入れられそっくりそのまま参照される。
図２に戻って、好ましくは、回路４１はふかし作動センサー４５により作動される。センサー４５は喫煙者によるシガレット２３への吸引の開始時に発生する空気の流れの速さの変化または圧力変化のいずれかに感応する。ふかし作動センサー４５は好ましくはライター２５の正面ハウジング部分３３内に配置されシガレット２３に隣接したヒータ設備３９内の空間へヒータ設備３９の基部におけるスペーサおよび望ましくはふかしセンサー管（図示せず）を介して連通する。喫煙装置２１において使用するのに適するふかし作動センサー４５は共通譲渡Ｕ．Ｓ．特許第５０６０６７１（ＰＭ１３３７）に述べられており、その開示はここに組み入れられて参照される。ふかしセンサー４５は好ましくはFreeport, IllinoisのHoneywell社のMicroSwich部門により製造されたModel １６３ＰＣＯ１Ｄ３５シリコンセンサーからなる。熱線風速計原理を用いたものの如き流れ感知装置は空気流れの変化の検出でヒータ素子３７の適当な一つを作動させるために有用であることが十分に証明された。センサー４５で一度作動されると、制御回路４１は電流をヒータ素子３７の適当な一つへ指し向ける。
指示器５１はライター２５の外側に沿って、好ましくは、正面ハウジング部分３３において設けられていて、シガレット２３の喫煙において残っているふかしの数を表示する。指示器５１は好ましくは七セグメント液晶ディスプレイを含む。好ましい実施例において、指示器５１はシガレット検知器５３がヒータ設備３９においてシガレットの存在を検出すると数字８を表示する。検知器５３はヒータ設備３９の底における光センサーから好ましくはなり、光ビームが反射されない時に挿入シガレット２３を検出する。そのときシガレット検出器５３は信号を回路４１へ提供し、次いで回路はこれに応答して信号を指示器５１へ提供する。指示器５１上の数字８の表示は各シガレット２３に与えられた８つのふかしが有用であること、すなわち、ヒータ素子３７のいずれもがシガレット２３を加熱すべく作動されていないということを反映する。シガレット２３が十分に喫煙された後は、指示器は数字０を表示する。シガレット２３がライター２５から除去されると、シガレット検知器５３はもはやシガレット２３の存在を検出せずそして指示器５１は消される。シガレット検知器５３は光ビームを定常的に放出させないように調節され、そうしないとパワー源に不必要な流出を発生させることになる。喫煙システム２１で使用するのに適した好ましいシガレット検知器５３は米国７５００６テキサスCarrollton, West Crosby Road １２１５のOPTEX Technology社により製造されたType OPR5005ライトセンサーである。
ふかし数の残りを表示する別の態様において、検知器の表示は代りに装置が作動か非作動（“on”または“off”）を指示するように配列されてもよい。
上記のシガレット検知器５３を使用することに対する幾つかの可能な別の態様の一つとして、機械的スイッチ（図示せず）がシガレット２３の存在または不在を検知するために設けられてもよくそして新しいシガレットがライター２５中に挿入される時に回路４１をリセットするためのリセットボタン（図示せず）が設けられて例えば指示器５１に数字８等を表示させるようにする。本発明の喫煙装置２１に有用なパワー源、回路、ふかし作動センサーおよび指示器は共通譲渡Ｕ．Ｓ．特許第５０６０６７１（ＰＭ１３３７）および共通譲渡Ｕ．Ｓ．特許出願シリアル第０７／９４３５０４（ＰＭ１５５０）に述べられており、これら両者は組み入れられて参照される。
さて図４Ａと４ｂを参照して、本発明の好ましい実施例により構成された様なシガレット２３はタバコ棒６０とフィルタ吸い口６２とからなり、これらは吸い口紙６４で互いに接続されている。
部分的に充填された充填シガレット２３は好ましくはその長さに沿って基本的に一定の直径を有しそして、伝統的なシガレットと同様に、好ましくは約７．５ｍｍと８．５ｍｍの間の直径を有しかくして喫煙装置２１は喫煙者に親しい口感覚を与える。好ましい実施例において、シガレット２３は全長が６２ｍｍであり、これによりシガレット２３の包装において従来の包装機械を使用することを容易にする。マウスピースフィルタ１０４と自由流動フィルタ１０２の組み合わされた長さは好ましくは３０ｍｍである。吸い口紙は好ましくはタバコ棒６０上へ約６ｍｍ延びている。タバコ棒６２の全長は好ましくは３２ｍｍである。他の比率、長さ並びに直径が好ましい実施例のために上述のものに代えて選択できる。
シガレット２３のタバコ棒６０は好ましくはタバコウエブ６６を含みこれは筒状（円筒状）形に包まれている。
上包み７１はタバコウエブ６６を密接に囲みそして伝統的なシガレットの構成において共通していると同じように縦継ぎ目に沿って共に保持されている。上包み７１はタバコウエブ６６を自由流動フィルタ７１およびタバコプラグ８０のまわりに包まれた状態で保持する。
好ましくは、シガレットの上包み紙７１は一層伝統的なシガレットの外観と感じを与えるようにタバコウエブ６６のまわりに密接に包まれている。より良好な試し喫煙は上包み紙７１が標準タイプのシガレット紙、好ましくは約２０乃至５０ CORESTA（１．０キロパスカルの圧力降下において１分間に一平方センチメータの材料、例えば紙シートを通って通過した空気の立方センチメートルで測った量として定義される）の、一層好ましくは約３０乃至４５ CORESTAの亜麻紙（flax paper）であり、一平方メータにつき約２３乃至３５グラム（ｇ／ｍ²）の基本重量、より好ましくは約２３乃至３０ｇ／ｍ²を有し、約２３乃至３５重量％の、一層好ましくは２８乃至３３重量％の充填負荷（好ましくは炭酸カルシウム）を有する。上包み紙７１はこの紙の重さで０乃至約２．６％の範囲の、一層好ましくは１％よりも少ないシトレートの好ましいレベルで、シトレートまたは他のバーンモデファイヤ（burn modifier）を少ししか含まないか又は全く含まないのが好ましい。
タバコウエブ６６自体はベースウエブ６８とこのベースウエブ６８の内側表面に沿って配置されたタバコ香味材料７０の層とからなるのが好ましい。タバコ棒６０の吸い口端７２において、タバコウエブ６６は上包み７１と共に筒状自由流動フィルタプラグ７４のまわりに包まれている。自由流動フィルタ７４はタバコ棒６０の吸い口端７２で構造的明確性と支持とを与えそして最小の圧力降下でタバコ棒６０の内側からエアロゾルが引かれるのを許容する。自由流動フィルタ７４はまたタバコ棒６０の吸い口端７２における流れ絞り部として作用し、これはシガレット２３への吸引の間にエアロゾルの形成を助けて促進させると信じられる。自由流動フィルタは好ましくは機械の取扱いを容易にすべく少なくとも７ミリメートルの長さが好ましく、環状であるのが好ましいが、他の形やタイプの低効率フィルタは、円筒状フィルタプラグを含めて、適する。
タバコ棒６０の自由端７８で、タバコウエブ６６は上包み７１と共に円筒状タバコプラグ８０のまわりに包まれる。好ましくはタバコウエブ６６から分離して構成され、プラグ包み８４内に包まれかつ保持されたきざみ充填タバコの比較的短い円柱からなる。
好ましくは従来のシガレット棒製造機で形成され、この製造機ではきざみ充填材（好ましくはブレンドされる）が移行ベルト上のタバコの連続棒中へ空気形成されそしてプラグ包み８４の連続リボンで囲まれ、次いで包み８４はその縦継ぎ目に沿って接着されそしてヒートシールされる。しかし、本発明の好ましい実施例に従って、プラグ包み８４は好ましくはセルロースウエブから形成され、充填材、サイジングまたはバーンアディティブ（burn additive）のないまたは少ししかなく、そして好ましくはサイジング（sizing）は全くないか少ししかない。好ましくは、タバコプラグ包み８４は平方メートルあたり１５グラムより下の、一層好ましくは平方メートルあたり約１３グラムの低基本重量を有する。タバコプラグ包み８４は好ましくは約２００００乃至３５０００ CORESTAの範囲の、一層好ましくは約２５０００乃至３５０００ CORESTAの範囲の高い気体透過性を有し、好ましくは軟材繊維パルプ、アバカ型（abaca−type）セルロースまたは他の長繊維パルプから構成される。このような紙は独国Gernsback Ｄ−７６５８４ Postfach １１５５のPapierfabrik Schoeller and Hoescht GMBHから入手できる。プラグ包み８４として使用するために適した他の紙は２．５重量パーセントのレベルでカルボキシメチルセルロースの添加物のある、DeMauduit of Euimperle FRANCEからのＴＷ２０００の紙である。
タバコ棒製造機は立方センチメートルあたり．１７乃至．３０グラム（ｇ／ｃｃ）のおおよそのタバコ棒密度を与えるように操作されるが、一層好ましくは少なくとも．２０乃至．３０ｇ／ｃｃの範囲であり、最も好ましくは約．２４乃至．２８ｇ／ｃｃである。高められた密度はタバコ棒６０の自由端７８でのゆるやかな端を避けるために好ましい。しかし、低い棒密度はエアロゾルおよび香味のより大きな部分が喫煙に寄与するのをタバコ柱に許容させることになることが理解される。従ってエアロゾル送出（これはタバコ柱８２における低い棒密度が好都合）とゆるやかな端の回避（これは高められた範囲の棒密度が好都合）との間でバランスがぶつかるのである。
タバコ柱８４は好ましくは伝統的シガレット香味を含む、随意に再構成されたタバコおよび他のブレンド成分と共にブライト、バーリ、およびオリエンタル・タバコからなるブレンドを含む当業界の典型的なタバコのブレンドのきざみ充填材を含む。しかし、好ましい実施例において、タバコ柱８４のきざみ充填剤は再構成タバコまたはきざみ風味付け後の物を含まないブライト、バーリ、オリエンタル・タバコのブレンドでＵ．Ｓ．マーケットのためのおおよそ４５：３０：２５の比のブレンドからなる。随意に、棒密度を調節するためにブレンドの中には膨張タバコ成分が入れられてもよく、そして香味が加えられてもよい。
上に述べた如くに形成された連続タバコ棒はタバコプラグ８０のために所定のプラグ長さに従って切断される。この長さは機械の取扱いを容易にするために好ましくは少なくとも７ｍｍである。しかし、長さは以下の説明で特に図４Ａと４ｂを参照したものにおいて明白になるシガレットの設計の選択に応じて約７ｍｍ乃至２５ｍｍあるいはそれ以上に変えてもよい。
一般的な事項として、タバコプラグ８０の長さ８６は空洞９０がタバコ棒６０に沿って自由流動フィルタ７４とタバコプラグ８０との間で規定されるようにタバコ棒６０の全長８８に関して設定されるのが好ましい。空洞９０はタバコ棒６０の非充填部分に対応しそしてタバコ棒６０の自由流動フィルタ７４を介して吸い口６２と即時流体連通している。
図４Ａを特に参照して、タバコプラグ８０の長さ８６とタバコ棒６０に沿ったその相対的位置はヒータ素子３７の特徴に関してまた選択される。シガレットがヒータ設備３９のストップ１８２に対して適正に位置せしめられると、各ヒータ素子３７の部分９２はタバコ棒６０の領域に沿ってタバコ棒６０と接する。この接触領域はヒータのフットプリント９４として参照される。ヒータのフットプリント９４（図４Ａにおいて二重矢で示される如き）はシガレットの構造自体の部分ではなく、その代りにシガレット２３の喫煙の間に操作加熱温度に達することが期待されるヒータ素子３７のところでのタバコ棒６０の領域を表わす。加熱素子３７はヒータ設備３９のストップ１８２から決まった距離９６があるので、ライター２５の中へ十分に挿入されたシガレット２３毎に対してタバコ棒６０の自由端７８から同じ所定距離９６を置いてタバコ棒６０に沿ってヒータのフットプリント９４は一貫して位置する。
好ましくは、タバコプラグ８０の長さ、ヒータのフットプリント９４の長さおよびヒータのフットプリント９４とストップ１８２の間の距離はヒータ・フットプリント９４がタバコプラグ８０を越えて延びかつ距離９８だけ空洞９０の部分に重なるように選択される。ヒータ・フットプリント９４が空洞９０（タバコ棒６０の非充填部分）に重なる距離９８は“ヒータ空洞オーバラップ”９８としても参照される。ヒータ・フットプリント９４の残りがタバコプラグ８０と重なる距離は“ヒータ充填材オーバラップ”９９として参照される。
吸い口６２は好ましくはタバコ棒６０に隣接して配置された自由流動フィルタ１０２とタバコ棒６０から吸い口６２の末梢端における吸い口フィルタプラグ１０４からなる。好ましくは自由流動フィルタ１０２は筒状であり非常に小さな圧力降下で空気を伝達する。しかし、標準の輪郭をした他の低効率フィルタが代りに使用できる。自由流動フィルタ９６のための内側直径は好ましくは２乃至６ミリメートルであり好ましくはタバコ棒６０の自由流動フィルタ７４のそれよりも大きい。
吸い口フィルタプラグ１０４は見ばえの目的で吸い口６２の自由端を閉め切り、そして望まれるならば、幾分かの濾過作用を行うが、吸い口フィルタプラグ１０４は好ましくは約１５乃至２５パーセントの効率の低効率フィルタからなるのが好ましい。
自由流動フィルタ１０２および吸い口フィルタプラグ１０４はプラグ包み１１２で組み合せプラグ１１０として共に接続されるのが好ましい。プラグ包み１１２はシガレット製造技術のものに対して従来的に入手できる通り多孔質の低重量のプラグ包みであるのが好ましい。組み合わせプラグ１１０はシガレット工業全体にわたって普通に使用されかつ標準である仕様の吸い口紙６４によりタバコ棒６０へ取り付けられる。吸い口紙６４は装飾的好みが教示する通りコーク、ホワイトあるいは他の色のいずれかでよい。
好ましくは、好適実施例に従って構成されたシガレット２３は約６２ｍｍの全長を有しそのうちの３０ｍｍは吸い口６２の組み合せプラグ１１０を含む。従ってタバコ棒６０は３２ｍｍの長さである。タバコ棒６０の自由流動フィルタ７４は少なくとも７ｍｍ長でありそして自由流動フィルタ７４とタバコプラグ８０の間の空洞９１は好ましくは少なくとも７ｍｍ長である。好ましい実施例において、ヒータのフットプリント９４は約１２ｍｍ長でありそして３ｍｍのヒータ空洞オーバラップ９８を与えるように配置され、タバコプラグ８０と重なるヒータのフットプリント９４の９ｍｍを残す。
空洞９１の長さおよびタバコプラグ８０の長さは製造を容易にするためにそして一層重要にはシガレット２３の喫煙特性を調節するために、その風味、吸引および送出における調節を含めて、調節されるということは理解されよう。空洞９１の長さおよびヒータ−充填材オーバラップ（およびヒータ−空洞オーバラップ）の量も送出における一貫性（シガレット間と同じくふかしとふかし基礎において）を促進すべくそしてヒータにおけるまたはそのまわりのエアロゾルの凝縮を制御すべく手で操作もされうる。
好ましい実施例においては、空洞（タバコ棒６０の充填剤のない部分）はヒータ・フットプリント９４と自由流動フィルタ７４の間の十分なクリアランスを確実にすべくおおよそ７ｍｍ延びる。このようにして、喫煙中にヒータ・フットプリント９４が自由流動フィルタ７４を加熱しないように辺縁が与えられる。他の長さが、例えば製造許容誤差が許すなら、適し、空洞９１はおおよそ４ｍｍまたはやや少しの短さに輪郭形成され、他の極端では、タバコ棒６０に沿って細長い充填剤のない部分を樹立するように７ｍｍを十分に越して延される。充填剤のない部分（空洞９１）に対する長さの好ましい範囲はおおよそ４ｍｍから１８ｍｍであり、一層好ましくは５乃至１２ｍｍである。
ベースウエブ６８は加熱素子３７をタバコ香味材料から物理的に分離し、ヒータ素子３７により発生された熱を香味材料７０へ伝達し、ライター２５中への挿入および喫煙後の除去の間のタバコ棒の物理的結合を維持する。
続く記述において、或るパーセンテージのレベルおよび／または相対的な重さはタバコウエブ６６を構成する種々な要素に対して述べられる。別に表明されないなら、さもなくば当業者に逆であることが明白であるなら、重量パーセントの列挙は乾燥重量に基づく。すなわち、列挙されたパーセンテージのレベルおよび／または相対的な重さは湿分含有に対して（含まない）調節される。
タバコウエブ６６を製造するためのプロセスは好ましくは続く文章において述べられる如く炭素繊維の付加のないものである。好ましい製造プロセスの結末において、ベースウエブ６８自体ほぼ３５乃至４５ｇ／ｍ²の好ましい全体の基本重量を、一層好ましくはほぼ４０ｇ／ｍ²を有する。４０ｇ／ｍ²では、ベースウエブ６８は好ましくはおおよそ２８ｇ／ｍ²のタバコ繊維とほぼ１２ｇ／ｍ²の木材パルプまたは亜麻からの如きセルロース繊維を含む。セルロース繊維はベースウエブ６８の組成におけるセルロース系補強剤として働く。シガレットの風味に対するペーパリ・ノート（papery note）の樹立を回避すべく主観的理由のためにベースウエブにおけるセルロース系繊維の量を最小にすることが望ましい。総括的に、乾燥重量基本でベースウエブ６８におけるセルロース系繊維に対するタバコ繊維の比はほぼ２：１乃至４：１の範囲である。好ましいセルロース系材料は未ざらしのクラフト軟材セルロースである、とはいえたいていの木材および亜麻パルプは利用できる。
ベースウエブ６８に対する別の補強剤は生産されたタバコ茎からのセルロース系繊維である。
好ましくはないとはいえ、アルギン酸塩がほぼ１ｇ／ｍ²のレベルでベースウエブ６８の一側面に沿って被覆されてもよい。もしアルギン酸塩が施与されるなら、タバコ香味材料７０を受ける側面とは反対のベースウエブ６８の側面に施与されるのが好ましい。
タバコ材料７０は好ましくはベースウエブ６８の重さの少なくとも２倍、一層好ましくは約３乃至４倍の乾燥重量レベルでベースウエブへ施与される。好ましい実施例において、タバコ材料はおおよそ１３０ｇ／ｍ²の基本重量を有して好ましくはタバコウエブ６６の全体の総重量はほぼ１７０ｇ／ｍ²である。乾燥重量を基礎に、タバコ材料７０は重さでほぼ３．５対１（３．５：１）乃至５対１（５：１）の範囲の比で抽出された固形物および粉砕タバコの部分を含むが、この比はほぼ３：１から９：１までの範囲で変えられてもよい。好ましい実施例において、この比はほぼ４：１である。
グリセリンがタバコ材料７０の乾燥重量で約１０−１４％、最も好ましくはおおよそ１２％のレベルでタバコ材料７０に保湿剤としてそしてエアロゾル先駆物質として添加されるが、この添加レベルはタバコ材料７０の乾燥重量でほぼ５％から２０％またはそれ以上の高さまでのどこにでも変えられてもよい。グリセリンがほんの約５乃至７％の構成の乾燥重量まで減ぜられると、タバコウエブ６６は幾分かより硬くなり筒状形に巻かれるときに折られることに対して一層抵抗する。
ペクチンも約．５から２％、好ましくは約１．４％の範囲の乾燥重量パーセント割合のレベルでタバコ材料７０に添加される。ペクチンは被覆剤として加えられる。その欠如においては、タバコ材料７０はコーティング操作の間に過剰にベースウエブ６８中に排出（侵入）する傾向があり、タバコウエブ６６の被覆側面に粒状表面テキスチャ（texture）を与える。多すぎるペクチンは侵入をじゃまし、タバコ材料７０とベースウエブ６８との間の結合を弱める。おおむね１％において、ペクチンは十分な侵入および層間の結合を促進し、かくしてベースウエブ６８は自動化されたシガレット作りの厳しさに耐える。
最も好ましくは、ベースウエブ６８上のタバコ材料７０はおおよそ１６−２０乾燥重量％の抽出タバコ固形物、６６−７１乾燥重量％のタバコ粒、８−１４％のグリセリン、およびほぼ１．４％のペクチンを含む。Ｕ．Ｓ．市場に対して、タバコ材料７０に組み入れられる粉砕タバコは好ましくはブライト（bright）、バーリ（burley）およびオリエンタル（oriental）タバコのブレンドを含むことが好ましく、ブレンドの大半はブライトタバコであり、ほぼ１／３がバーリであり、残りがオリエンタルである。ブレンド要素の成分および相対的な量はＵ．Ｓ．または他のマーケットの消費者の好みに合うように有利に調節されてもよい。
図５Ａと５Ｂを参照して、シガレット２３の自動化された製造に対して適する形にタバコウエブ６６のストックを製造する好ましい方法はタバコ原料、好ましくはタバコストリップをタバコウエブ６６の連続シートへの転換のための第一の一連のステップ１２０（図５Ａに示されている）およびタバコウエブ６６ｓの連続シートをシガレット２３の自動化された製造において使用するための状態であるタバコウエブの一つまたはそれ以上の巻かれたボビン６６ｂへ変える第二の一連のステップ１２２（図５Ｂに示されている）を含む。
図５Ａを特に参照して、タバコ原料をタバコウエブシート６６ｓの連続シートへの転換のプロセス１２０はオリジナルの原料のタバコ可容性物からタバコ繊維を分離すべくタバコ原料に抽出ステップ１２４（好ましくは水で）で始まる。タバコ原料は好ましくはタバコストリップを構成するが、タバコの他の形および／またはタバコ層がこのプロセスにおいて使用するのに適する。好ましくはタバコストリップはブライトおよびバーリタバコのブレンドを含み、そして随意にオリエンタルまたは他の種々なものを含んでもよい。
抽出プロセス１２４から集められたタバコ繊維はベースウエブの連続シート６８ｓを形成すべく製紙タイプのプロセス１２６をそれ自体が受ける。
プロセス１２６において、抽出ステップ１２４からのタバコ繊維はベースウエブ６８の組成において補強剤として働く予め決められた量のセルロース系繊維の付加で水により分散される。好ましくは、セルロース系繊維は木材、亜麻および／またはタバコ茎からのパルプセルロースを含む。一度組み合されると、タバコ繊維とセルロース系繊維の混合分散は流し込みステップ１３０における成形に適するウエブスラリー１２８を形成するように洗練され、そのウエブスラリー１２８はウエブ形成機の流し込み箱配列へ指向され長網抄紙ワイヤまたは無端スチールベルト、好ましくは前者の上で注型される。
タバコ繊維と補強剤の分散混合物をこれら二つの成分を共に混合した後に洗練するのが一層好都合である。代りにそれらは別々に精製されてそれで組み合せられてもよい。
流し込みステップ１３０の後に、その結果のウエブ１３２は次いで乾燥ステップ１３４における一つまたはそれ以上の乾燥器を通って指向される。このステップは好ましくはヤンキードライヤおよび一つまたはそれ以上の缶ドライヤ上をウエブが通過することを含むが、乾燥ステップ１３４を遂行するために他の多くの別の配列および装置が当業界で知られており有用である。ウエブ乾燥ステップ１３４の結末において、乾燥ウエブの湿分含量および重量の測定が監視ステップ１３６において遂行される。続く被覆操作１４４の目的のためにベースウエブ６８ｓのシートにおける所望の最終的湿分レベルを達成しかつ維持するために湿分含有量の測定に関する出力１３８が乾燥操作１３４を調節すべく使用される。ベースウエブ６８ｓのシートは好ましくは被覆操作１４４において重量で約１５％のまたはその湿分である。
監視ステップ１３６を戻って参照して、ベースウエブ６８ｓのシートの重さに関する出力１４０は先に述べた通りベースウエブ６８の好ましい基本重量を達成するように流し込みステップ１３０の操作を調節すべく使用される。このような調節は流し込みステップ１３０におけるウエブ形成機の流し込み箱中へウエブスラリー１２８が導入される速度を変化させることを含む。
ウエブ形成ステップ１２６は随意的に更に被覆ステップ１４２を含んでもよく、これはタバコ香味材料７０を受ける側とは反対のベースウエブ６８ｓの一側面に沿って先に述べたレベルでアルギン酸塩でベースウエブ６８ｓの一側面を被覆する。しかしながらアルギン酸塩を施与することなく進めることが好ましい実施である。
ウエブ形成プロセス１２６の結末において、ベースウエブは連続シート６８ｓの形をしており、それは被覆操作１４４を受けることに対して役に立つのである。別の例では続く被覆操作オフラインのためにそれは集められてもよい。しかし、ベースウエブ６８ｓのシートを形成すると被覆操作１４４へ直ぐに進めることが望ましい。
好ましくは、ベースウエブ６８ｓはおおむね１２乃至１７％、一層好ましくは１４．５乃至１５．５％の湿分含有量で被覆操作１４４に入る。
抽出ステップ１２４を戻って参照して、タバコ可溶性物は抽出ステップ１２４を希釈溶液の形で去る。希釈溶液はほぼ５乃至１０パーセントの溶存タバコ成分（可溶物）、一層好ましくは７乃至８パーセントの溶存タバコ成分を含む。好ましくは、希釈溶液は溶液への熱の施与を最少にすべく何らの蒸発性処理を受けさせない。熱の施与はシガレット２３の一部として喫煙される時のタバコ可溶物により寄与される香味に影響を与えるのである。
抽出ステップ１２４からのこれらの可溶物（“抽出液”として知られている）は混合ステップ１４６において付加的な、細かく粉砕されたタバコ、グリセリンおよびペクチンと水と共に混合される。これらすべての相対的な量はタバコ材料７０の乾燥状態に対して先に述べた如き最終的比例含量を終局的には与える。混合ステップ１４６に関して、ほぼ２０乃至３５パーセントの固形物含量、一層好ましくはほぼ２４乃至２６パーセントの固形物含量の分散を混合ステップ１２４の結末において与えるに十分な量の水が加えられる（又は保留される）。混合物の粉砕タバコ粒子は好ましくは６０乃至４００メッシュの範囲にある。なお“メッシュ”という用語は平方インチあたりにつき与えられた数の開口を有するメッシュを通るタバコ粒子の９５％の通過率を参照する。一層好ましくは、付加の粉砕タバコ粒子はほぼ１００乃至２００メッシュの範囲そして最も好ましくはほぼ１２０メッシュである。
もし粉砕タバコ粒子のメッシュ寸法が１２０メッシュ以上、一層特定的には約１８０乃至２２０メッシュまたはそれであるなら、混合ステップ１４６の結末におけるスライー化されたタバコ材料の固形物含量は高められてほぼ２８乃至３１％のレベルの如きになる。
混合ステップ１４６の結末時に、結果のスラリー化タバコ材料は直ぐに被覆操作１４４へ指向されるが、被覆操作はオフラインを基本にして或るその後の時を置いて選択的に遂行されてもよい。被覆操作１４４において、スラリー化されたタバコ材料は重量でほぼ２２乃至２７％の、一層好ましくは約２４乃至２５％のまたはそれの固形物含量を有する。
被覆ステップ１４４において、スラリー化されたタバコ材料は４乃至８パーセンのタバコ可溶物の目標重量パーセント、より好ましくはタバコ可溶物の５．５乃至６．５重量パーセントを有する。好ましくは、スラリー化されたタバコ材料は被覆操作１４４へほぼ７０乃至１３０ Ｆの範囲、一層好ましくは約９０ Ｆプラス・マイナス５ Ｆまたはその温度で入る。
被覆ステップ１２８はヤンキードライヤーの後で無端ベルトまたは長網抄紙ワイヤを越えて配置された標準の逆ロールの塗装機で遂行されるのが好ましい。被覆ステップはウエブ形成操作の技術において普通の技能を有するものに知られておりかつ利用できる他の適当な塗付装置で遂行できる。タバコ材料７０は代りにベースウエブ６８の上へ流し込まれるか押し出されてもよい。別の態様として、施与ステップ１２８はベースウエブ６８ｓのシートの生産から離れたオフラインで遂行されうる。被覆ステップ１２８中または後に、シガレット産業において普通である香味が望まれるなら加えられる。
被覆操作１４４の結末において、タバコウエブ６６ｓの連続シートが生ぜしめられる。
さて図５ａを参照して、タバコウエブ６６ｓのシートをシガレット２３の自動化された生産のために適するタバコウエブの巻かれたボビン６６ｂに変えるステップ１２２を通してプロセスは今や進む。好ましくはこの変換ステップ１２２はタバコウエブ６６ｓの連続シートの生産と共にオンラインで遂行される。変換ステップ１２２の遂行中、オペレータはタバコウエブの連続巻同体が少しのあるいは全くスプライスのないボビン６６ｂの状態で得られるようにタバコウエブシート６６ｓに破れ、裂けあるいは他の不完全性を生ぜしめる条件を回避すべきである。加うるに、タバコウエブ６６ｓのシートは転換ステップ１２２の結末においてタバコウエブがそれ自身に結合しないようにそして破断することなく迅速に巻かれかつボビン６６ｂから巻き解かれるように調制される。
変換ステップ１２２は乾燥ステップ１４６で開始し、そこでは好ましくはタバコウエブ６６ｓのシートはStroughton, MaineのAirtech Systems Corp.から得られうるタイプの如きガス火の熱い空気の衝突ドライヤーを通して、あるいは蒸気加熱の熱空気ドライヤーで連続的に供給される。ウエブ形成技術において知られている他の乾燥機が代って採用できる。乾燥ステップ１４６は熱の付与を最少にして行われるべきであるが、タバコウエブ６８ｓをその初期の状態（ベースウエブにおいてほぼ１５％の湿分含量およびそれ自体の被覆においてほぼ７５％の湿分含量）から乾燥ステップ１４６の結末における全体の約８．５乃至１２％湿分含量へ乾燥するのに十分な量においてである。一層好ましくは、乾燥されたタバコウエブシート６６ｄはほぼ１０乃至１１％の湿分含量の範囲にある。この最終湿分含量は幾つかの理由：変換プロセス１２２における後段でのスリッター操作を容易にするため；材料が貯蔵されおよび／または製作設備へ送られる時に材料がほぼ平衡する湿分レベルに設計するため；およびボビン６６ｂにおいてそれ自体へのベースウエブ材料の結合および粘着性を回避する湿分レベルを樹立するために好ましいのである。
乾燥ステップ１２６に続いて、乾燥タバコウエブシート６６ｄは周囲の温度で、好ましくは貯蔵および／または関連した製作設備のような場所の温度、通常は６５乃至８０ Ｆの範囲にある温度で冷却される。この冷却ステップ１４８はタバコウエブ６６の操作環境に対する平衡を容易にするばかりでなく、さもなくば自熱式加熱を引き起こすかもしれない熱がボビン６６ｂ内に保持される危険を回避する。検査されないままにされると、自己加熱は極端な温度とタバコウエブ６６の主題特性の劣化に導くであろう。好ましくは、冷却ステップはStroughton, MaineのAirtech Systems Corp.から入手できる冷却水冷却の空気衝突冷却器で遂行されるが、ウエブ形成技術において普通の技能を有する人に知られている他の多くの冷却装置がある。
ウエブ乾燥および冷却ステップ１４６と１４８後に、Auburn, MaineのThermo Electron Web Systems, Inc.により提供されるものの如き扁平化装置あるいはウエブ形成に関連する技術において通常の技能を有する人に既に知られて用いられうる或る種の他の適当なウエブ扁平化装置を前記の乾燥され冷却されたウエブシート６６ｄｃが通される。扁平化ステップ１５０の結末において、タバコウエブ６６はその縁に沿った熱的に誘起されたそりが実質的に無くそして続く巻回および切り込みステップ１５２と１５４のための状態にある。しかし、これらのステップの遂行の前に、タバコウエブのシート６６ｓの温度、湿分レベルおよび全重量を、それが扁平化ステップ１５０を去るときに、モニターすることが好ましく、かくしてタバコウエブ６６ｓは巻回および切り込みのための状態に確実にしそしてボビン６６ｂに対しての所望の目標値の温度、湿度、全重量を確実に結果させるべくプロセスをフィードバックして制御するようにする。
特に、タバコウエブのシート６６の監視において、その全重量の読みは被覆操作１４４を、塗装機のニップにおけるギャップまたは逆ロール塗付器へのスラリー化タバコ材料の供給速度における如く、調節するために使用される。監視ステップ１５１における湿分レベルの読みは先に述べた様にシートにおける目標湿分レベルを達成するために乾燥操作を制御すべく使用される。同様に、冷却ステップ１４８は監視ステップ１５１におけるタバコウエブ６６のシートの温度の読みに応答して制御される。
その後、巻回ステップ１５２においてタバコウエブのシート６６はウエブ処理技術において普通の技能を有する人に既に知られて用いられるウエブ巻回機により遂行されて巻かれる。これに続いて、巻かれたウエブシート６８ｓは切られて個々のボビン６６ｂになされ、各ボビンのための切断幅はシガレット２３の所望の周囲のそれぞれになされる。
変換ステップ１２２の結末において、ボビン６６ｂは１９９２年９月１１日出願の共通譲渡同時係属Ｕ．Ｓ．シリアル第０７／９４３５０４号でありそっくりここに組み入れられて参照される特許出願の図６を参照して開示された組み合せ操作における如くシガレット２３の自動製作プロセスのための状態にある。
タバコ材料７０におけるグリセンリンはシガレット２３の喫煙中に見えるエアロゾルの形成を容易にしエアロゾル先駆物として働く。加えて、グリセリンは大気に解放されるとき、典型的に期待されるシガレット煙の外観を与え凝縮する。タバコ産業において使用するのに適する他の保湿剤はその場において使用されよう。
随意に、流し込みステップ１２３後、アルギン酸塩がウエブ６８の一側面に沿って被覆ステップ１２６の前、中、または後に塗装されてもよい。アルギン酸塩被覆はベースウエブ６８の一側面に沿う付加的強さおよびフィルム形成を提供する。しかし、ベースウエブ６８はアルギン酸塩なしで十分な強さを有し、そしてベースウエブ６８をそれなしで構成することが好ましい実施である。
本発明は同時係属共通譲渡Ｕ．Ｓ．特許出願シリアル第０７／９４３５０４（ＰＭ１５５０）；シリアル第０７／９４３７４７（ＰＭ１６５５）；および共通譲渡のＵ．Ｓ．特許第５３８８５９４（ＰＭ１６９７）；および我々の伝達欧州特許出願ＥＰ−Ａ−０６１５４１１の文献でありこれらすべてはそっくりここに組み入れられて参照されるものにおいて述べられたメタリックまたはスクリーンマットあるいは炭素繊維マットを含む他のタイプのベースウエブ６８（キャリア）で実施される。
ＥＰ−Ａ−０６１５４１１および共通譲渡Ｕ．Ｓ．特許第５３８８５９４（ＰＭ１６９７）でありその継続は１９９５年９月３０日出願のシリアル第０８／３８０７１８（ＰＭ１６９７Cont）としてこれと共に同時係属であるものに開示されているような炭素繊維マットについて、このようなマットの好ましい成分は２０−３０ｇ／ｍ²の範囲、一層好ましくはほぼ２４乃至２８ｇ／ｍ²、最も好ましくは２６ｇ／ｍ²のタバコ繊維；２−９ｇ／ｍ²の範囲、一層好ましくは２乃至４ｇ／ｍ²、そして最も好ましくはほぼ３ｇ／ｍ²の炭素繊維；およびほぼ．５乃至１．５ｇ／ｍ²の範囲、そして最も好ましくはほぼ１ｇ／ｍ²のペクチンを含むベースウエブ６８を構成する。好ましくはこれらの構成物質はバランスされてほぼ３０ｇ／ｍ²の全体の基本重量を有するベースウエブ６８を樹立する。プロセスのスラリー形成部の間の分散を容易にするために１／４インチのストランド長の炭素繊維を使用することはまた好ましいのである。Ｕ．Ｓ．特許第４００７０８３および４２３４３７９に開示されたものの如き手順が使用されるとき炭素繊維供給ストックの分散の開始が容易になされる。
タバコのベースウエブ６６（すなわち炭素繊維マット）の別の実施例においては、全仕上げ乾燥シートの重さは好ましくは約１６０ｇ／ｍ²であり、そのうちの３０ｇ／ｍ²はベースウエブ６８を構成し、そして１３０ｇ／ｍ²はタバコ材料７０を構成する。対比して、炭素繊維を含まないタバコベースウエブ６６の一層好ましい実施例はほぼ１７０ｇ／ｍ²の乾燥シート重量を有し、そのうちの４０ｇ／ｍ²はベースウエブ６８を構成し１３０ｇ／ｍ²はタバコ材料７０を構成する。
どちらのタイプのベースウエブ６８（またはキャリア）が使用されるにしろ、タバコ材料７０はベースウエブ６８の内方表面に配置されるのが好ましく、加熱されたとき（応答して）タバコ香味のエアロゾルを自由にする。このような材料はタバコ材料の連続シート、泡、ゲル、乾燥スラリー若しくは乾燥噴霧付着スラリーをも含んでもよい。
図３を参照してかつ共通譲渡Ｕ．Ｓ．特許第５３８８５９４（ＰＭ１６９７）から参照により組み入れられて教示されるものと共に好ましい実施例のシガレット２３がソケット２７に挿入されるとき、ヒータ設備３９の基部に固定的に配列されたストップ１８２にシガレット２３の自由端７８が対接するまでシガレットは加熱設備３９中へ案内される。シガレットが所定場所に一度置かれると、喫煙が始まってもよく、その際に喫煙者によるシガレットのふかし作用がふかしセンサー４５により検出され、これは制御回路４１と協働して、予め選択された一つのヒータ３７へ電流を送出させる。電力は各ヒータ３７の一端におけるリード１８３、各ヒータ３７の他端における共通リング１８４、およびこの共通リング１８４からリード１８３の近くまで延びる共通リード１８６を含む電気回路を介して出される。各ヒータ３７が作動されると、タバコウエブ６６のタバコ香味材料７０がタバコ棒６０の境界内でタバコエアロゾルを解放させるのに十分な量だけ上包み７１とタバコウエブ６８とを通って熱エネルギが伝達され、シガレット２３の吸い口端への喫煙者のふかし作用に応答してシガレット２３からエアロゾルは吸われる。
シガレット上の喫煙者の吸いは典型的にはほぼ１．５乃至２．０秒持続し、一方ＦＴＣシガレット試験手順は２．０秒のふかし持続時間を仮定している。
ヒータのフットプリント９４が空洞９１とオーバラップする所で、加熱されたタバコ香味材料７０中へエアロゾルが直接に、非常に小さな圧力降下で吸い口６２中へそしてそこを通って引かれる際に、空洞９１へ解放される。他方、ヒータのフットプリント９４がタバコプラグ８０とオーバラップする所（ヒータ／充填剤オーバラップ９９）でタバコプラグ８０の近接部分がタバコウエブ６６の近接部分と共に加熱されるようになる。従って、タバコプラグ８０のブレンドされたタバコは全部のエアロゾルのうちのそれら自身の割合に寄与してそれらの風味および他の主題属性に寄与する。ヒータ／充填剤オーバラップ９９であるいはそのまわりでのタバコプラグ８０からの解放エアロゾルはタバコプラグ８０を通って空洞９１へ引かれるときに幾分かの濾過と圧力降下を受ける。
タバコプラグ８０の加熱から生まれたエアロゾルはタバコのブレンドにより並びにヒータのフットフリント９４がタバコプラグ８０にオーバラップする程度を調節することにより変えることができる風味と特性を有する。空洞９１の近傍で生まれるエアロゾルの成分はシガレットから一層瞬間的に解放されるのであるが、それは空洞９１において熱的慣性がほとんどないからであり、そして空洞９１において熱的に蒸発したタバコ物質はタバコプラグ８０の圧力降下を受けず、代りに一層直に自由流動フィルタ７４を通って吸い口６２へ連通されるからである。しかし、それはタバコプラグ８０から解放されたものとは違う特性を有する。なぜなら、それはベースウエブ６８上のタバコ香味材料７０から優勢的に解放されるからである。以下に一層詳細に説明される通り、喫煙者の満足のためにシガレット２３から出るエアロゾルは喫煙者への直接送出を確実にするエアロゾルの成分とブレンドきざみ充填剤タバコに帰因する香味ノート（note）を含むエアロゾルの成分の両方を好ましくは含む。以下に続く教示においても明らかになる通り、空洞９１（および最初の送出のイメーディアシィ（immediacy））の存在はシガレット２３の一貫性のあるふかし対ふかし喫煙を確実にしかつシガレット間の一貫性を促進する。好ましい実施例（きざみ充填剤８０のプラグと空洞９１を有する）に従って構成された部分的に充填されたシガレット２３の比較的なふかし対ふかし属性において産み出し、巻かれたタバコウエブ内できざみ充填剤を有しない第１の別の設計（図６ａ）のシガレット２３′ときざみ充填剤で全体的に充填された巻きタバコウエブを有する第２の別の設計（図７ａ）との比較において。これらの代替の設計の説明において、タバコウエブ６６′と６６″は好ましい実施例におけるようにベースウエブ６８とタバコ材料７０の層を含む。これら代替設計のタバコ棒６０′はまた上包み７１において含まれている。
１５ジュールエネルギー設定でのじゃ紋岩形状タイプのヒータ素子がそれぞれ図６Ａと７Ａに示されたシガレットでの図６Ｂと７Ｂに呈されたような比較データを発生させるために使用された。
図６Ａを参照して、第１の別の設計の電気喫煙システムにおける喫煙に適応したシガレットはタバコ棒６０′と吸い口６２′を含み、その各々は図４Ａに示された好ましい実施例の要素との対応性を有するダッシュ付の数で指定される要素を含む。しかし、シガレット２３′のタバコ棒６０′はそのタバコウエブ６６′内に何らのきざみ充填剤を囲まず、そしてタバコ棒６０′の自由端７８′には逆流フィルタ２００′が設けられる。タバコウエブ６６′のベースウエブ６８′は先に述べた様に炭素繊維を含むタイプであった。シガレット２３′の構成は共通譲渡のＵ．Ｓ．特許第５３８８５９４（ＰＭ１６９７）であり、ここに組み入れられてそっくりそのまま参照される特許においても詳細になされている。続く記述の目的のために、このシガレット２３′への参照は充填剤のないシガレット２３′としてなされる。
図６Ｃを参照して、実験は喫煙装置２１と協働して喫煙機を用いて指揮された。喫煙機の出力は各ふかしの間透明室６ｖを有する煙測定装置６ｙを通して指向され、透明室では光源６ｗからの光ビーム６ｕが透明室６ｖを通って透明室６ｖの反対の側にある光検出器６ｚへ通された。光感知器６ｚの出力はそれが感知器６ｚを打つときに光ビーム６ｕの強さを決めるべく処理される。室６ｖを通過する何らかのタバコエアロゾルは光ビーム６ｕ上で光拡散効果を有し、かくして光検出器６ｚにおいて検出された光強度における何らかの結果の変化は逆にエアロゾル中の全粒子物体（ＴＰＭ）を指示するのである。ＦＴＣシガレット試験実施に従って、喫煙機は喫煙装置２１から標準の２秒のふかしを引く。
図６Ｂにおいてグラフ的に呈示された情報は喫煙機が充填剤のないシガレット２３′での一連のふかしの各々を進めたときの時間に関しての煙測定装置に登録された強さを示す。そのデータは次の傾向を指示する：すなわち、充填剤のないシガレット２３′では、第１と第２のふかしは残りの三つのふかしと一貫性がなく、後者の三つのふかしはより一層互いに一貫性がある；そしてエアロゾルは各ふかしのための２秒の時間の経過以前に十分に出される。充填剤のないシガレット２３′は最初の幾つかのふかしにおける送出において一貫性が少なく一貫性は後のふかしにおいてのみ優勢である。最初のふかしに関連したデータはタバコ棒６０′に孔をあける如き改善処置あるいはＵ．Ｓ．特許第５３８８５９４（ＰＭ１６９７）に教示された他の処置が履行されないなら充填剤のないシガレット２３′を喫煙する機械は最初のふかしの間少ししかエアロゾルを送出しないという総括的観察とかなり一貫性がある。
図７Ａを今参照して、電気的に作動するシガレット２３″の他の設計は図４Ａに示された好ましい実施例のそれに似た配列と要素とを有する吸い口６２″とタバコ棒６０″を含み、同じ要素には二重ダッシュ符号が設けられている。しかしながら、図７Ａのシガレット２３″は自由端７８″における逆流フィルタ２００″及びタバコ棒６０″の自由流動フィルタ７４″と逆流フィルタ２００″の間のタバコ棒６０″の全長に沿って延びたきざみ充填剤２２０″の柱を含む。シガレット２３″のタバコ柱２２０″はバーリ、ブライトおよびオリエンタルタバコのブレンドを立方センチメートルあたり、．２７５グラムの棒密度で含む。続く議論において、シガレット２３″は十分に充填された充填シガレット２３″として参照される。
さて図７Ｂを参照して、煙測定装置６ｙからの光強度における測定は十分に充填された充填シガレット２３″上の番号を付した１から７の一連のふかしに各々のふかしの時間経過進行と関連させられた。図７Ｂに呈示されたデータは十分に充填された充填シガレット２３″に従って構成されたシガレットの性能における二つの認めうる傾向を象徴している：すなわち、最初の幾つかのふかしはかなりのエアロゾル送出を与えるが、その後の送出は後の三つのふかしが最初の幾つかのふかしよりも実質的に少ない送出を与える（修正処置が取られないならば）程度にまで衰える；そして十分に充填された充填シガレット２３″では、エアロゾル送出は遅延されて当初のふかし（ふかし１，２および３）は２秒の期間の実質的な部分が経過した後になるまでは最大送出を達成しない。
最初の幾つかのふかしの間、十分に充填されたシガレット２３″は充填剤のないシガレット２３′よりも大なるエアロゾルの総量を送出する傾向がある。図７Ｂと６Ｂに呈示されたデータの比較はこの総括的観察を実証し、十分に充填された充填シガレット２３″に対する図７Ｂにおける最初の幾つかのふかし線よりも上の全面積は充填剤のないシガレット２３′に対する図６Ｂにおける最初の幾つかのふかし線よりも上の全面積より大きい。図７Ｂと６Ｂにおける各ふかし線より上の面積はそのふかしの間の全送出を示す。
しかし、十分に充填された充填剤シガレット２３″の送出における遅延はシガレット２３″からの直ぐの香味応答を得ない彼または彼女に対する反動として喫煙者に長く一層強い吸いを誘発させる。一層強調された吸いは次いで上包み７１″とタバコウエブ６６″の加熱された部分がそれを通じて引かれた追加の空気により一層十分に消費（酸化）されるようになされてタバコ柱２２０″の一層顕著な破れおよび恐らくは局所的なつぶれが最初の幾つかのふかしの間に生じる。加えて、一度パイロリシスが十分に充填されたシガレットにおいて開始されると、一層自己維持なる傾向がある。なぜなら燃焼できるタバコの大きな塊体の存在および／またはそれの一層詰められた状態のためである。いずれにしろ、空気が最初の幾つかのふかしの違反“燃焼”位置を通ってタバコ棒中に一層容易に引かれる故に、これらの局所の違反は続くふかしの望ましい空気流径路を短絡させると信じられる。従って、十分に充填された充填シガレット２３″における後のふかしの間は送出は衰える。
図７Ｂに呈示されたデータおよび以上の説明は、十分に充填された充填シガレット２３′または伝統的なシガレットは、それらが電気ライターで喫煙されるとき、それはのふかしが進むにつれて送出を減じさせる傾向があるという総括的観察と一貫性がある。
その遅延された、なおも多くの自己維持熱分解で、十分に充填されたシガレット２３′はふかしの後の段階で多量のエアロゾルを発生する傾向があり、そして時には、喫煙者が実際にシガレットを吸っている時の期間を越えて或る量のエアロゾルを発生しつづける。後者の場合は“ふかし後”のエアロゾルの生産になり、エアロゾルはライター２５のハウジング３３内で、特にヒータ設備３９にまたはそのまわりでぶらつくのである。このような“ふかし後”のエアロゾルの幾分かはヒータ素子３３に問題となる凝縮をするか次のふかしの間にシガレット２３″中に引かれるに十分に長くぶらついている。いずれの結果も気に入った一貫性のある風味の送出に反目するものである。
図６Ｂを戻って参照して、充填剤のないシガレット２３′のふかし線は、標準化されたふかしの２秒の間の持続が経過し了る十分前にエアロゾルの送出は最大になり（ふかし線が最も沈む所で）、そしてふかしの後の段階で送出は最少であり、かくして充填剤のないシガレット２３′では“ふかし後”のエアロゾルの生産は問題となるものではないということを立証する。しかし、先に記された通り、充填剤のないシガレット２３′は十分に充填された充填シガレット２３″よりも少ない総量のエアロゾルを送出し、それは時には最初の幾つかのふかしの間の送出において不一致をこうむり、もしブレンド（あるいはブレンドされていなくても）されたきざみ充填剤が含まれるならば楽しまれる主題属性並びに多様性を欠くのである。
充填剤のないシガレット２３′に従って構成されたシガレットに対して上述された通りの煙測定装置を用いる喫煙機での比較喫煙からのデータを図８は示し；十分に充填された充填シガレット２３″；および本発明の好ましい実施例（図４Ａに示された通り）の教示に従って構成された部分的に充填された充填シガレット２３を比較したものである。炭素繊維はベースウエブとしてすべてこれらのシガレットにおいて使用された。図８は本発明の部分的に充填された充填シガレット２３は一喫煙全体を通して一層一貫性のある送出をもたらすことを開示するであろう。それは十分に充填された充填シガレット２３″の後のふかしで生じる送出の降下を回避しそして最初の幾つかのふかしの間に充填剤にないシガレット２３′よりも送出において一層一貫性がある。
図８に用いたデータを集めるために試験された部分的に充填された充填シガレット２３はシガレット設計における空洞に重なるヒータの重なりが比較的に大きくほぼ６ｍｍであるようにきざみ充填剤で半分充填された。図８に示されたデータを発生させるために用いたヒータ素子３７は加熱サイクルにつき１５ジュールのエネルギでのじゃ紋岩形タイプであった。
図８を特に参照して、そこに示されたデータはシガレットの各々特別なタイプのものを喫煙している間のふかしの進行における各ふかしの最初の２秒の間に生ぜしめられたエアロゾルの量（ミリグラム）である。図６Ｂと７Ｂに示されたデータに関して、図８に指示されたエアロゾルの量は図６Ｂと７Ｂにおいて０から２秒の各ふかし線の（上に規定された面積）の集積に分析的に対応するであろう。
図８におけるデータの呈示は十分に充填された充填シガレット２３″で人が最初のふかしから続くふかしへ進めるときに経験される送出の降下を明白に図示している。対照的に、充填剤のないシガレットは十分に充填された充填シガレット２３″でのような送出の降下をこうむらなかった。
図８におけるデータの呈示はまた、部分的に充填された充填シガレット２３が六つのふかし全体を通じての充填剤のないシガレット２３′のそれと比較できる送出における一貫性を与えることを明白に図示している。更に、それは風味および主題効果へのきざみ充填剤の寄与でそのように役立つ。
表IIを参照して、シガレット２３に従って構成されたシガレットにおける空洞でのヒータのオーバラップの量の変化が送出にどのように影響するかを指示するために集められた。表IIに呈示されたデータは３２ｍｍタバコ棒、このタバコ棒の吸い口端における７ｍｍ自由流動フィルタ、および３０ｍｍ長吸い口を有した部分充填シガレットを喫煙する機械から生まれ、ヒータのフットプリントは１２ｃｍ長であり各シガレットのタバコ棒の中央点に中心を合された。

図９は送出された全粒子物質（ＴＰＭ）対ヒータ−充填剤オーバラップの量（ミリメータで示す）のグラフ表示を与える。そこに示されたデータは標準喫煙機における２秒ふかし間隔とケンブリッヂパッドを用いるＦＴＣ“タール”のレベルを決めるための標準試験技術を用いて発生されたものである。試験されたシガレットは部分的に充填された充填シガレットであり、炭素繊維のベースウエブ及び５８ｍｍの全長を有し、図９における縦座標に沿って現れるデータは炭素繊維ベースウエブ及び同じ全長を有する充填剤のないシガレットから得られたものであることは除外する。ヒータ−タバコオーバラップが変えられたとき、ヒータフットプリントは一定の長さにとどまりそしてタバコ棒の中間点に心合せされたままになされる。従ってヒータ−タバコオーバラップの増加はヒータ−空洞オーバーラップの比例する減少を生ぜしめた。ヒータはほぼ１０ｍｍのヒータフットプリントを有するじゃ紋岩形のタイプであった。共に取られたすべてのデータは送出された全粒子物質とヒータ充填剤オーバラップの量との間のこれら環境に二次の関係が存在することを指示する。図９に示されたデータおよび表IIに示された別の組のデータは部分的に充填された充填シガレット２３において所望（目標）レベルの送出を得るためにヒータ−充填剤オーバラップの量が調節されてもよいということを示す。
ヒータ−充填剤オーバラップの量の調節は部分的に充填された充填シガレットにおいて所望の“タール”レベルを達成する好ましい方法であり、ヒータ充填剤オーバラップにおける変化はタバコプラグ８０における棒密度の変化をなすよりも送出において一層強調されたそして制御できる影響を有しているということを見いだしたことを含めての理由である。またこれは人にタバコプラグ８０の棒密度をタールレベルよりも他の目的のために、ゆるい端を制御しおよび／または圧力降下の望ましい程度を生ぜしめおよび／またはタバコ棒６０の自由端における濾過の所望の程度を生ぜしめるために、さもなくば製作を容易にするための如きの目的のために、選択するのを許容するのである。それはまた、タバコウエブ６６またはタバコプラグ８０のいずれかを必然的に変えなくてはならないということをなくして関連したシガレット製品中のタール送出を変えるキャパシティを提供する。
部分的に充填された充填シガレット２３とライター２１のヒータ設備のそれの相対的寸法を次のように形成することもまた有利である。すなわち、シガレット２３をライター２１中に挿入すると、各ヒータ素子３７がタバコ棒６０に横づけに位置し、かくしてヒータのフットプリントのすべてではないにしても少なくとも幾分かはタバコ棒６０の充填された部分にのみ（タバコプラグ８０上に）重なるようにする。このような輪郭において、空洞９１はなおもエアロゾル形成を容易にしかつ喫煙の冷却を助ける。自由流動フィルタ７４はエアロゾル成分が広い空洞９１から引かれている時にエアロゾル成分に対して流動絞りを呈することによりエアロゾル形成の促進を助けるということが信じられている。これに関して、タバコ棒６０の自由流動フィルタ７４はそれぞれそれと一側における空洞９１の間およびそれと他方における自由流動フィルタ１０２の間の遷移部において縁７３および７５を呈するということが記されるべきである。これらの縁７３および７５は他の二つの隣接区域（自由流動フィルタ１０２内に包まれた空間と空洞９１）のいずれかよりも小さな内径を有する自由流動フィルタ７４の結果である。これらの縁７３と７５（および可能な他の自由流動フィルタ７４の隣接部分）はタバコ棒６０の加熱されたタバコ部分から解放された気相並びに粒状相の成分からエアロゾルを形成するのに適した乱流または他の流れ状態を促進すると信じられる。
さて図１０を参照して、シガレット２３ａは図４Ａを見てのシガレット２３の論議において開示されたと同じであるがタバコ棒６０ａの自由端７８ａに配置された逆流フィルタ２００ａを付加している構成要素と配列を有する本発明の他の好ましい実施例に従って構成されている。逆流フィルタ２００ａは自由端７８ａでタバコプラグ８０ａからタバコが逃げるのを阻止する。一層伝統的なシガレットでの様にマッチまたは従来のシガレットライターで着火される代わりにシガレット２３ａが電気喫煙装置において使用するためのものであることを指示するように自由流動フィルタ２００ａは着色されてもよい。逆流フィルタ２００ａは包まれたタバコプラグ８０ａの別体要素として図示されているが、シガレット２３ａの製作における便宜のためにプラグ包み（図示せず）でタバコプラグ８０ａと逆流フィルタ２００ａとを組み合わせてもよい。逆流フィルタプラグで、タバコ棒６０ａからのタバコの落下あるいはゆるい端の如き恐れのある問題のない低い棒密度を有するタバコプラグ８０ａがシガレット２３ａに設けられてもよい。ＥＰ−Ａ−０６１５４１１に開示されている通り、そして１９９２年９月１１日出願の同時係属共通譲のＵ．Ｓ．特許出願シリアル第０７／９４３５０４（ＰＭ１５５０）および共通譲渡のＵ．Ｓ．特許第５３８８５９４（ＰＭ１６９７）における如く、逆流フィルタ２００ａはふかしの結末においてタバコ棒６０ａの自由端７８ａからのエアロゾルの解放を制限または全く阻止すべくそしてタバコ棒６０ａの側面に沿って入った空気の量に比例した関係で自由端７８ａからシガレット２３ａの中に引かれる空気の量を都合よく制限するような自由端７８ａでの圧力降下を生ぜしめるべく輪郭づけられる。
好ましい実施例の部分的に充填された充填シガレット２３のための設計技術に関して、ヒータのエネルギーおよびヒータ−充填剤オーバラップの量は所望の“タール”レベルへ送出を調節および／または樹立すべく使用されうる。従って、新たな部分的に充填された充填シガレット２３の設計の間に、タバコプラグ８０における棒密度の選択は自由端における圧力降下の所望の程度を達成するためにおよび／または別の実施例２３ａの逆流フィルタ２００ａで達成されるのと同じ態様で逆流を制御するために全体的に利用できる。
図１１を参照して、本発明の他の好ましい実施例に従って構成された他のシガレット２３ｂは空洞９１ｂに隣接した低密度部分３２０ｂとシガレット棒６０ｂの自由端７８ｂに隣接した高密度部分３２０ｂを含んだタバコプラグ８０ｂを含む。シガレット２３ｂはより低い棒密度で達成可能な強化送出を得るためにヒータのフットプリント９４Ｂがタバコプラグ８０ｂの低密度部分３１０ｂとオーバラップするように輪郭づけられる。きざみ充填剤３２０ｂの高密度領域はゆるい端を回避するためかつ逆流フィルタ２００ａと相似の態様で棒６０ｂを軸方向に通る空気の伝達を制限すべく配列されている。
現在好ましいヒータの実施例は図１２−２１に図示されている。これらのヒータはこれまでに述べたシガレットの実施例のいずれにも、すなわち図４ａ，４ｂ，６ａ，７ａ，１０および１１の十分に充填された、部分的に充填された、および充填剤のないシガレット、並びにこれらシガレットの改変物にも適する。
これらのヒータはシガレット２３の繰り返し挿入、調節および除去に対して改良された機械的強度を与え、そしてエネルギ要求はそのままにして加熱されたシガレットからのエアロゾルの発生を顕著に改良する。発生されたエアロゾルはパルスヒータから半径方向内方へ流れ去る傾向があることが見いだされている。
総括的に、ヒータブレード１２１の引き続く着火で８つのふかしを与えるために好ましくは８つのヒータブレード１２１があり、これにより従来のシガレットのふかし数に似る。特に、ヒータブレード１２１は挿入されたシガレット２３を受けるべくヒータブレードの円筒形配列を形成するためにハブ１１０から延びている。好ましくは、隣接ヒータブレード１２１間にギャップ１２９が規定されている。
シガレットが円筒状ソケットＣＲに挿入された時に達成されるふかしの数、そしてそれ故にヒータブレード１２１の数を変えることが望まれるかもしれない。この所望の数はヒータブレード１２１の所望数を形成することにより達成される。これは等しいまたは不等寸法のブレードを与えることにより達成される。
ヒータ設備はライター２５内のオリフィス２７に配置される。シガレット２３は、随意の逆流フィルタ２００に第一に、ライター２５のオリフィス２７に挿入されてヒータ設備３９の実質的に円筒状空間に入り、設備３９はシガレットを受けるための開口を有するリング形になされたキャップ８３、円筒状空気チャンネルスリーブ８７、ヒータブレード１２１を含むヒータ集合体１００、ヒータ集合体のヒータ素子のための共通リードとして働く導電性ピンまたは共通リード１０４Ａ、導電性の正のピンまたはリード１０４Ｂ、およびスペーサにより規定される。スペーサの底の内方表面８１はシガレット２３をヒータ設備３９の所望の位置に停止させてヒータブレード１２１がシガレットのくぼみ７９に隣接して配置され、そして好ましい実施例においては図１乃至１１に関して先に述べたように配置されるようにする。
実質的にすべてのヒータ設備３９はライター２５の正面３３のハウジング３１にぴったりした嵌合により所定位置に内側に固定されて配置される。キャップ８３の前方縁９３は好ましくはライター２５の第１端２９に若くは外側へ少し延びて配置されそして好ましくはシガレット２３のヒータ設備３９へ出し入れの案内を容易にするために内方に斜角になされたまたは丸められた部分を含む。ピン１０４Ａと１０４Ｂは好ましくは対応するソケット（図示せず）内に好ましくは受け入れられており、これにより、ライター２５内のヒータ設備３９のための支持を与え、そして導体または印刷回路はソケットから種々の電気素子に導く。他のピンはピン集合体を強化すべく追加の支持を提供できる。ピン１０４Ａと１０４Ｂは適当な材料からなり好ましくはすずめっきされたリン青銅からなる。スペーサとベース５０内の通路４７はふかし作動センサー４５と連通しており、光センサー５３はライター２５にシガレット２３が存るかないかを感知する。
図１２と１３に見られるように、ヒータ集合体１００は好ましくは一体式構造であり８つのヒータブレード１２１を含み、これらは中央ハブ１１１０から対称配列に、あるいは図１９を参照して以下に論議されるように、非対称配列に延びている。図１３に最もよく見られる通り、ヒータ集合体はほぼ円形の挿入開口３６０を規定し、これはのど３６５を有し、これは挿入されたシガレットを同軸に形成された円筒ソケットＣＲに指し向ける。ソケットＣＲは挿入開口３６０よりも小さな直径を有する。挿入開口３６０はヒータブレード１２１の接続区分１１８のそれぞれの端部１１８Ｂにより規定され、のど区分３６５は接続縁１１８Ａと端１１８Ｂとの間の区分１１８の部分により規定される。挿入端３６０は好ましくは挿入されるシガレット２３よりも大きな直径を有してシガレットをソケットＣＲの方へ案内し、ソケットＣＲはシガレット２３にほぼ等しい直径を有して熱エネルギの良好な伝達のためにぴったりとした嵌合を確実にする。シガレット２３は当技術において知られた直径の範囲にほぼ等しい直径を有する。シガレット２３に対する与えられた受容製造公差で、末梢端とソケットＣＲとの間の遷移部における徐々に狭くなるエリアまたはのど３６５はソケットの内側壁として働く包囲ブレード１２１との熱的接触を増すべくシガレットを少し圧縮する役目をもする。非制限の例として、挿入端３６０は好ましくはほぼ０．３５６インチ±０．０２インチの内径を有し、そしてソケットＣＲは好ましくはほぼ０．２７８インチ±０．０２インチの内径を有する。ブレード１２０は円筒状ソケットの直径を絞ることによりシガレットとの熱的接触を増すべく内方へ弓なりになされうる。
各Ｕ字形ヒータブレード１２１は第１端でハブ１１１から延びた第１区分または脚１１６Ａ、第１区分の反対の第２端または脚１１６Ａに接続された接続区分１１８、および第１端で接続区分１１８からハブ１１１の方へ延びた第２区分または脚１１６Ｂを含む。第１および第２脚１１６Ａと１１６Ｂはギャップ１２５で分離され、ギャップは比較的一定であり、以下に論議される図１８と１９におけるような何ら巻かれていない状態で好ましくは実質的に平行であり、シガレット挿入方向に連続しておりシガレットの望ましくない破損を減じ、そして挿入シガレット２３のための円筒状ソケットＣＲを規定すべく配向されている。接続区分１１８はブレード脚１１６Ａと１１６Ｂの対向する内方縁を連結するための弯曲された連結縁１１８Ａを有して、細長いＵ字形抵抗的径路が形成されこれは挿入シガレットの縦軸線と実質的に平行であり以下に一層詳細に論議されるようにシガレットに横づけで延びる。弯曲された連続縁１１８Ａは好ましくはほぼ１８０°±２０°の曲りを有し、それでＵ字形ブレードは形成され、ハブ１１１に向って凹でありかつ挿入開口３６０に向って凸である曲りを有する。ハブ１１１における第１ブレード脚１１６Ａの第１端は部分１１５において電力密度並びに電流密度を低くして部分１１５のオーム加熱を減ずべく第１脚１１６Ａの残余部に比して部分１１５で、ほぼ同じ厚みで、増大された幅を有する。またこの拡大はハブ１１１におけるブレード１２１の機械的保全性を増す。
第２ブレード脚１１６Ｂの第２端１２２は第２ブレード区分１１６Ｂの主たる部分に対して階段形に高められているのが好ましくこれにより各々の正のピン１０４Ｂとの電気的接続を容易にする。より詳しくは、図１２と１３に示される通り、端１２２は三つの区分、すなわち、第２ブレード脚１１６Ｂの主区分の実質的平面継続部である区分１２２Ａ、図示の如く角度でもって隆起した遷移区分１２２Ｂ、および区分１２２Ａとおおむね平行である接続端区分１２２Ｃを含む。端１２２の区分は増大された強さのための第２ブレード脚１２２Ｂよりも広い幅を有することができて、接続端区分１２２Ｃでの正接続に対して十分な接触面積を与え、そして電流密度を低くしかくして端１２２のオーム加熱を低くする。端区分１２２Ｃは正のピン１０４Ｂへ好ましくは仮着け溶接されるかあるいは他の技術で電気的並びに機械的に接続される。
ヒータブレード１２１のための正接続を達成するための他の実施例は図１４と１５に示されている。接続端１２２は図１２と１３に示される段階形になされていないのが好ましく、むしろそれは第２ヒータ脚１１６Ｂの実質的平面延長であり、これは以下に述べられる製作を簡単にする。挿入されたシガレットがねじられるかさもなくば喫煙者により調節される時のように正端１２２とハブ１１１および／または第１脚１１６Ａの区分１１５の間の接触から生じる短絡の可能性を減じるために、電気絶縁セラミック３００が端１２２、ハブ１１１および区分１１５へ、特にこれら素子のそれぞれ向き合う縁に施与される。
好ましくは、セラミック被覆は任意の従来の技術、例えばプラズマスプレイにより、ハブ１１１、接続端１２２、および第１脚１１６Ａの区分１１５へ施与される。セラミックは好ましくは比較的高い誘電率を有する。アルミナ、ジルコニア、ミュライト、コージェライト、スピネル、フォステライト、それらの組み合せ等の如き任意の適当な電気絶縁材料が採用できる。好ましくは、下層の金属ヒータ構造体の熱膨張係数と近密に合う熱膨張係数を持つジルコニアまたは他のセラミックが採用されて、加熱と冷却の間の膨張と収縮率における差を回避し、これにより操作中のクラックおよび／または剥離を回避する。セラミックはヒータ素子が加熱されるとき、物理的にかつ化学的に安定した状態にとどまる。例えばほぼ０．１乃至１０ミル、あるいは０．５−６ミル、そして一層好ましくは１−３ミルの厚さは電気絶縁のために好ましい。好ましくは、端１２２の一部は被覆されない。正ピン１０４Ｂはそれで論議される如くこの露出された部分へ接続される。マスキングを簡単にするため、区分１１５の対応部は同様にセラミックで被覆されない。
セラミックは図１５に示される通りヒータ集合体の機械的保全性を増すべくセラミックハブ構造体を形成するために端１２２と第１脚１１６Ａの区分１１５の間のギャップ１２７において、かつ端１２２とハブ１１０の間のギャップ１２６において、同じプラズマスプレイ段階でセラミックが施与されうる。このセラミックハブの寸法は図示されたものよりも大きくできる。この追加的なセラミックの施与つきであるいはなしで、セラミック被覆は正接続端１２２を電気的に絶縁し、幅ギヤップ１２７および１２５は減少でき一方短絡に対する保護が与えられる。従って、第１脚１１６Ａの区分１１５と端区分１２２は増大したエリアを持つことができ、それで更にソケットを強化し、そしてセラミックハブの場合には、骨組み構造を増しそして更にヒータ集合体を強化する。加えて、このようなセラミック被覆はギャップ１２５と１２７を規定する鋭い縁を滑めらかにして、特にシガレットの挿入および除去並びに喫煙者による何らかの調節の間にシガレットを切ったり損傷させたりする可能性を減少させる。別の態様として、全ブレード１２１そして特に第１および第２脚１１６Ａと１１６Ｂが例えば約２ミルのジルコニアのセラミック層で一表面、例えばシガレットから離れる方に面している外方面、両内外方面、および／またはギャップを規定する縁に完全に被覆され、ヒータブレードを強化し、もし望まれるならばギャップを維持する。ブレード１２１は従って、例えばほぼ２乃至ほぼ６ミルの如く一層薄くされうる。これによりヒータ径路の抵抗を増大させ挿入されたシガレット２３との増大された熱的接合面のためにブレードがより広くなるのを許す一方で同じ全ブレード抵抗を維持する。この増大されたブレード幅は、セラミック層と共に、更にヒータ構造体を強化する。また挿入シガレットから離れる方に面するブレード１２１の外方面上のセラミック被覆は加熱されたブレードか周囲への熱的損失を阻止するかもしれない。セラミックはプラズマスプレイまたは関連出願に述べられた他の方法により好ましくは施与され、好ましくはプラズマスプレイにおける処理の間に表処理および／または粒子衝突により誘導されるかもしれない残留応力の誘因を回避するために電子ビーム物理的蒸着により施与される。
各ブレード１２１は抵抗加熱素子を形成する。より一層詳しくは、第１ブレード区分１１６Ａの第１端１１５は電源の負端子へ電気的に接続され、そして更に詳しくは、ハブ１１１の一体的延長部でありまたはハブ１１１に機械的にかつ電気的に接続され、次いでハブ１１１はろう付けまたは半田付けのような他の技術または仮着け溶接を介して負端子ピン１０４Ａに電気的にかつ機械的に接続されている。好ましくは、二つの端子ピン１０４Ａが用いられて平衡になされた支持を与える。というのは負および正の接続はヒータを機械的に支持する働きもする。ハブ１１１はかくしてすべてのヒータブレード１２１に対する電気的共通として機能する。いずれの実施例において、各ヒータに対する負接続は個々に例えばそれぞれの正接触エリア１２２とは反対のヒータの端に置かれた適当な負接触によりなされうる。
各ヒータブレードのためのそれぞれの正接続は論議された通り第２ブレード区分１１６Ｂの接続端区分１２２Ｃにおいてなされる。接続端区分１２２Ｃは共通ハブ１１０からギャップ１２７により；関連のヒータブレード１２０の第１ブレード区分１１６Ａ、そして特に第１端１１５からギャップ１２５により；および燐接ヒータブレードからギャップ１３１により電気的に分離または絶縁されて短絡を回避しかつ熱膨張を許容する。加えて、論議されたセラミック被覆は随意的に施与される。別の態様として、接続端区分１２２Ｃはそれぞれアースに接続される。
論議された正および負接続は、喫煙者の吸いによる喫煙装置の作動時に電気エネルギー源から例えば制御回路を介して特定のブレード（複）１２０へ付与された電流のための抵抗路、そしてより詳細には回路を提供する。ブレードの基本被加熱エリアは第１ブレード脚１１６Ａ、縁部分１１８Ａ、および第２ブレード脚１１６Ｂを含む。従って、横づけに延びた作動ブレード１２１と接触し下に位置する挿入シガレット２３の一部はブレードの被加熱部分に相応する外方表面パターンで、すなわち、上に位置するブレードに相応する細長いＵ字形に、基本的に伝導と輻射により、ありうる幾分かの対流で、加熱される。加えて、脚の間の、すなわちギャップ１２５の下に位置する、挿入シガレットの部分は両脚１１６Ａと脚１１６Ｂからの累積的輻射および伝導熱伝達のオーバラップまたは交差により加熱される。もしギャップ１２５が大きすぎると、所望のオーバラップは発生せずギャップ１２５の下に位置する挿入シガレットの部分は十分に加熱されないであろう。また、輻射的および伝導的加熱はヒータブレード脚１１６Ａと１１６Ｂの外方縁を少し越した挿入シガレットのストリップ部を加熱するであろう。種々の加熱された部分は共にシガレットの被加熱領域を構成し、それは脚１１６Ａの外方縁を少し越えてから脚１１６Ａの下を、ギャップ１２５を横切って、脚１１６Ｂの下を、そして作動されたブレード１２１の脚１１６Ｂをわずかに越えて延び、そして１ふかしの発生タバコ香味に対応する。加熱された部分の寸法はエネルギーパルスの量および持続時間と同様にブレード幾何学的形状および加熱特性に依存する。好ましくはふかし作動エネルギーパルスに応答して喫煙者に対して受容しうるふかしを発生すべく十分な寸法例えば１８平方ｍｍを有する挿入シガレットのセグメントを最終的に加熱するようヒータブレードは寸法づけられかつ熱的に設計される。
電流経路の一部を形成する比較的大きなブレード端エリア１１５と１２２はこれら作動温度へ加熱されない、というのはそれらの比較的大きな容積は電流密度を低下させ、それでかくしてオーム加熱を低めるのである。また、接続端区分１１８のセクションもこれらの作動温度へ加熱されない。というのは加熱径路は縁１１８Ａに従う傾向がありそしてこのセクションは比較的大容積を構成し従って低電流密度を有し、かくして縁１１８Ａや直ぐ隣りのセクションよりも低いオーム加熱を有するからである。接続部分１１８の残りの好ましくない加熱を更に減ずるために、（１）図５において示される通り、電流密度とオーム加熱を一層減少すべく領域１１８Ｃにおける弯曲縁１１８Ａに対して部分１１８のモノリシック材料の厚みを増す、（２）オームおよび／または熱伝導径路を減少すべく部分１１８を穿孔する、および／または（３）図６に示される通り、熱移動を減少すべく部分１１８に追加的ヒートシンク材料１１９を加える。このヒートシンク機能を達成するために、熱的に非伝導性の材料、すなわち、セラミックの如き熱絶縁材料が付与される。適当なセラミックの例はアルミナ、ジルコニア、アルミナとジルコニアの混合物、ミュライト（mulite）等−−−−−を含み、ヒータブレード被覆の場合のようなものである。これら改変のいずれもはヒータ集合体１００を支持しシガレットのための挿入引出し開口を規定する接続部分１１８の機械的保全性への何らかの逆影響に対して評価されるべきである。
ヒータブレード１２１が脈動された後、次のふかしが許される前に所定の最小時間がある。シガレットの一部の時ならぬ加熱は望まれた加熱以前の望ましくないおよび／または部分的なエアロゾルの発生もしくはシガレット部分の加熱誘起退廃という結果にもなるであろう。先に加熱された部分の続く再加熱は望ましくない香味および風味が展開される結果になる。
単一のヒータブレードの脈動により得られるよりも長いふかしが望まれるならば、制御ロジックは最初のヒータブレードの脈動後ただちに、あるいは最初の脈動の最終部分の間に、シガレットの他のセグメントを加熱すべく、他のヒータまたは追加ヒータブレードを点火するように形成される。追加ヒータブレードは半径方向に続くヒータブレードまたは他のヒータブレードでありうる。ヒータブレードは所望持続時間のふかしの全所望数を得るように寸法づけられるべきである。
一実施例において、ヒータブレード１２１の数は所望のふかし数例えば８に対応する。他の実施例においては、形成されたヒータブレード１２１の数はふかし数の２倍であり、例えば８ふかしシガレットに対してヒータには１６の部分がある。このような輪郭づけはほぼ２秒の通常連続点火、そして好ましくはふかし計数に対応する加熱ブレード１２１の数を有する実施例のための半径方向の引き続く点火シーケンスよりも別の点火シーケンスを許容する。例えば、論理回路はその二つの円周方向に対向したヒータブレード１２１、すなわちそのチューブ上の１８０°分離されたヒータブレードが一つのふかしを生ずべくシガレットの十分な量を連帯的に同時に点火するよう指揮できる。別の態様として、一つのシガレットに対して一つおきのヒータブレード１２１の第１点火シーケンスは次のシガレットに対して介在するヒータブレード１２１の第２点火シーケンスが従われる。別の態様としてこの第１点火シーケンスが多くのシガレットの所定のライフサイクルに対して繰り返えされ得て、次いで第２点火シーケンスが開始される。任意のヒータブレードの組み合せが採用できる。ヒータブレードの数は一つの採用されたシガレットのふかしの数よりも少ないか、等しいか、または多くできる。例えば、６ふかしシガレットに対して９ブレードシステムが採用でき、６ヒータの異なる組が各引き続くシガレットに対して点火され、残りの３ヒータの関連する組は点火されない。
ヒータ集合体はピン１０４Ａのハブ１１０へのそしてピン１０４Ｂの端１２２への溶接を介して一端に電気的かつ機械的に相対固定される。ピン１０４Ａと１０４Ｂは好ましくはプラスチツのハブに予成形され、さもなくばそれに固定的接続され、好ましくは空気漏れを最小にする態様で行われる。好ましくは、この固定端は挿入開口３６０と対向する。接続区分１１８、および詳細的に接続縁１１８Ａに対向する両端１１８Ｂは挿入開口３６０を規定する。端区分１１８Ｂはのど区分３６５を規定すべく外へ朝顔形に拡がることができる。ブレード１２１はそれでこののど区分から狭まくブレードとシガレットの間で所望の熱接触、すなわち押圧力を提供すべく例えばブレードの中央点で挿入シガレット２３の外径よりも少し小さな内径を規定する。各セクション１１８Ｂは加熱されたとき自由に膨張する。すなわち、端区分１１８は固定されていない。より詳しくは、各端１１８はライター端キャップ８３の内方壁２０１に配置された対応するチャンネル２１０内に位置する。更に詳しくは、内方にバイアスされたブレード１２１の端区分１１８Ｂの半径方向外方運動はチャンネル２１０の半径方向外方壁に接触する端１１８Ｂにより拘束され、これによりバイアスのための境界を樹立し内方バイアスを限定する。この内方バイアスは述べられた通り内方製作バイアスにより補足されてもよい。示される通り、内方壁２０１はブレード端１１８Ｂの部分の挿入を許すべく外方へ朝顔形に拡げられている。端１１８Ｂに接するチャンネル２００の半径方向外方壁はブレード端１１８Ｂの十分な量の挿入を許すように寸法づけられかつ形状づけられていて、ブレードの加熱または冷却の間若しくはシガレットの挿入または引き出しの間にブレード端がチャンネル２１０を出ないようにする。もし望まれるなら、この半径方向外方チャンネル壁には端１１８Ｂと接する休止、例えば台形、が設けられる。別の実施例においては、ブレード端１１８Ｂの一部１１８Ｄは挿入端部分１１８Ｂに先立って丸められ、そして一層詳しくは楕円的になされる。この丸められた部分１１８Ｄは挿入部分がチャンネル２１０内で熱的又は機械的に誘起されたモーメントに応答して枢動するのを許容し、かくして、ブレード端の挿入部をチャンネル２１０内に維持する。追加的に又は別の態様で、ブレード端１１８Ｂは一層丸められる。
図３において示された第１実施例において、チャンネル２１０はシガレット２３および／またはブレードの加熱の際に、並進態様で、すなわちチャンネル２１０の端面２０２に向かって膨張できるように寸法づけられ、かくしてシガレットとブレードとの間の所望の接触が達成される。ブレードの一端が対向配置ハブに関して自由であるこのような配列はそれぞれシガレットの挿入／引き出しおよびまたはブレード加熱／冷却時に縦方向にヒータブレードの機械的移動および／または熱膨張並びに収縮するのを許容し、これにより応力を減少させる。図１４に示された第２実施例では、ヒータブレードが加熱時に熱膨張するかまたはシガレット２３が挿入された時に変位されるときに、端１１８Ｂが対接部２０４に接触し枢支点を樹立してブレード１２１が挿入シガレット２３に向かって内方へバイアスするのを許容するようにチャンネル２１０内に台形でもよい対接部２０４が配置されている。これにより、ブレード上の応力を減じそしてブレードとシガレットとの間の所望の熱的接触、すなわち、押圧力を増すのである。枢支点により次のことを意味する。すなわち、ブレード１２１はこの対接部２０４で自由に回転するが、好ましくは並進移動しない。
ヒータ集合体１００はかくして論議された如きセラミックで随意的に被覆されるモノリシック構造体であるのが好ましい。ハブ１１１およびヒータブレード１２１は所望の電気抵抗および強度を有する材料から作られる。例えば、ほぼ５０乃至ほぼ５００マイクロオームセンチメートルの範囲の、そして一層好ましくはほぼ１００乃至２００マイクロオームセンチメートルの電気抵抗を有する材料が好ましくて、かくして、ほぼ２００℃乃至ほぼ１０００℃、そして好ましくは４００℃乃至ほぼ９５０℃、そして一層好ましくはほぼ３００℃乃至ほぼ８５０℃の温度が、ほぼ１０乃至ほぼ５０ジュール、一層好ましくはほぼ１０乃至ほぼ２５ジュール、そしてなお一層好ましくは２０ジュールでもって、ほぼ０．２乃至２．０秒作動されたブレード１２０により達成られる。前記材料はほぼ１８００乃至ほぼ１００００の如き脈動にブレード１２１の望ましからぬたるみまたは故障、顕著な退化をこうむることなく耐えることができるものである。
ヒータブレード１２１が作られる材料は故障することなく少なくとも１８００回のオン／オフサイクルの信頼できる繰り返しの使用を確実にすべく選択されるのが好ましい。ヒータ設備３９はパワー源３７と回路を含むライターから分離して捨てうることが好ましく、好ましくは３６００サイクルまたはそれ以上の後に捨てられる。ヒータ材料および他の金属の要素はまたそれらの耐酸化性並びに反応性の全般的欠如に基づいて選択されてそれらが酸化しないということを確実にし、さもなくば遭遇しがちなどんな温度においてもシガレット２３と反応することをなくす。もし望まれるなら、ヒータブレード１２１と他の金属性要素は酸化並びに反応を更に回避するに適するセラミック材料のような不活性熱伝導の材料中に封入される。
一層好ましくは、しかし、高い温度で表面酸化、侵食並びに退化に対する抵抗性と高い機械的強度の組み合せを示す耐熱合金からヒータブレード１２１および他の金属要素が作られる。好ましくは、ヒータブレード１２１はその融点の約８０パーセントにまで達する温度で高い強度と表面安定性を呈する材料から作られる。このような合金は超合金として共通して参照されるものを含み、一般的にニッケル、鉄、またはコバルトを主成分にしている。例えば、アルミニウムとイットリウムを有する基本的に鉄またはニッケルの合金が適当である。好ましくは、ヒータブレード１２１の合金はヒータ素子の性能を例えば耐酸化性を与えることにより更に改善すべくアルミニウムを含む。
好ましい材料は鉄およびニッケル・アルミナイド（aluminide）を含み、最も好ましくは１９９４年１２月２９日出願の共通譲渡同時係属Ｕ．Ｓ．特許出願シリアル第０８／３６５９５２に開示、そして特に“Iron Aluminide Alloys Useful as Electrical Resistance Heating Elements”と題する本願と同時に出願されたシリアル第 （アットーニイ ドケット第ＰＭ１７６９）に開示された合金を含む。なお前記両出願はそっくりそのまま組み入れられて参照される。
幾つかの元素がＮｉ₃Ａｌ合金に対する添加物として使用できる。ＢとＳｉはヒータ層１２２のための合金に対する基本的添加物である。Ｂは粒界強度を強めると考えられ、Ｎｉ₃Ａｌがニッケルリッチ、例えば％でＡｌ≦２４であるとき最も有効である。ＳｉはＮｉ₃Ａｌ合金に多量には加えない。というのは、最大で３重量パーセントを越えるＳｉの添加はニッケルのケイ化物を形成しそして酸化時にＳｉＯ_xへ導くようになるからである。Ｍｏの添加は低並びに高温度で強度を改善する。ジルコニウムは熱サイクル中の耐酸化物はく離性を改善するのに役立つ。またＨｆは高温度強度を改善するために加えることができる。基体３００および抵抗ヒータ１２２として使用するための好ましいＮｉ₃Ａｌ合金は指定されたＩＣ−５０であり、Van Nestrand Reinholdニューヨーク１９９４年表４のStoloff等編Intermetallic Metallurgy and Processing Intermetallic CompoundsV. Sikk“Processing of Intermetallic Alumindes”においてほぼ７７．９２％Ｎｉ、２７．７３％Ａｌ、０．３４％Ｚｒおよび０．０１％Ｂを含むと報告されている。種々の元素が鉄アルミナイド（Aluminide）に加えることができる。可能な添加物はＮｂ，Ｃｕ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｓｉ，ＭｏおよびＮｉを含む。ヒータ材料はHaynes^▲Ｒ▼２１４合金（Haynes^▲Ｒ▼合金第２１４：ニッケルを主体とした合金で１６．０パーセントのクロム、３．０パーセントの鉄、４．５パーセントのアルミニウム、微量のイットリウムおよび残余（ほぼ７５パーセント）を含有し、Kokomo, IndianaのHaynes Internationalから商業的に入手可能）でありえて、Inconel ７０２合金、MCrAlY合金、FeCrAlY, Nichrome^▲Ｒ▼ブランド合金（５４−８０％ニッケル、１０−２０％クロム、７−２７％鉄、０−１１％銅、０−５％マンガン、０．３−４．６％シリコン、および時には１％モリブデン並びに０．２５％チタニウム；ニクロムＩは６０％ニッケル、２５％鉄、１１％クロム、および２％マンガンを含有すると述べられており；ニクロムIIは７５％ニッケル、２２％鉄、１１％クロム、および２％マンガンを含有し；ニクロムIIIは８５％ニッケルと１５％クロムを含有する耐熱性合金である）は１９９５年１月３０日出願の共通譲渡特許出願シリアル第０８／３８０７１８およびＵ．Ｓ．特許第５３８８５９４に開示されているように、あるいは同様の特性を有する材料でありうる。
図１２において示される通り、ヒータブレード１２１はハブ１１１から対照的に延びるように配列されている。別の態様として、非対称配列が採用される。例えば、複数の、６または８の、ヒータブレード１２１は例えば二つの等しい数、たとえば３または４のヒータブレードの副グループに分けられてもよい。各副グループにおけるヒータブレードは先に論議された通りギャップ１３１により分離されている。副グループは巻かれていない扁平な状態において図１９に示される通り広いギャップ１３５により分離される。ギャップ１３５は隣接副グループの隣接ブレード１２１からギャップ１３５の下に位置するシガレット２３の部分への伝導的そして特に輻射的熱移動が最小になされるように規定される。従ってギャップ１３５は狭くなったギャップ１３１の下に位置するシガレットの未加熱部分よりも強いシガレットの広い未加熱のたくましい部分を提供し、しかして、シガレット２３の柱強度は改善されて喫煙し部分の引き続く加熱そして弱化の後のシガレットの除去において助けとなる。もし望まれるなら、ロジックは対称的または非対称的配列において一つより多くのヒータを同時に作動させうる。
ギャップ１２５により分離された二つのヒータ脚１１６Ａと１１６Ｂを有する本発明は中実ヒータ素子により発生された量に比較して発生されるエアロゾルの量において顕著に改善される結果となる。中実ヒータはシガレットとの良好な熱伝達を達成する；しかし、引かれた空気流中へのエアロゾルの質量移動は、特にもし喫煙装置ハウジングの囲いにその外側の空気をシガレット外側表面に連通させるための穿孔が設けられるなら、シガレットの外側に位置した空気のシガレット中への最良伴送を阻止する中実構造により妥協させられる。中実ヒータと同じ容積を持ちかつ大きな周囲を有する本発明のヒータは例えばギャップ１２５のため伴送の一層高い機会を結果し、そして従ってブレード１２１へのエネルギーの単位あたりについて改善された香味送出を結果する。論議された通り、ギャップ１２５は与えられたブレード幾何形状のために最良の輻射オーバラップを提供すべく寸法づける。一層高い量のエアロゾルが発生されるので、ブレードの要求質量は減少され得る一方、同じ所望量の香味を発生させ、ライターユニットにおいてヒータブレード１２１と挿入シガレットを十分に加熱するに要するエネルギーの減少の結果となり、これは更にユニットの重さを減じるのである。というのはパワー源、例えばバッテリをより小さくできるからである。非制限的な例として、ギャップ１２５はほぼ０．０２０インチ±ほぼ．００５インチの広さであり；ブレード脚１１６Ａと１１６Ｂはほぼ０．０１２５インチ乃至ほぼ０．０１７インチ±ほぼ．００５インチの広さであり、かつほぼ０．５５インチ±ほぼ．００５インチの長さであり、かつほぼ．００８インチ乃至ほぼ．０１０インチ厚、±ほぼ．００５インチであり；そしてハブ１１０の縁から接続区分１１８の先端までの長さはほぼ１．０６２インイチ±ほぼ０．６２５インチである。
挿入シガレットに対する基本的横断または半径方向空気流は基本的縦方向流よりも一層望ましい喫煙発生の結果となることが判明した。ギャップ１２５，１２７および１３１は空気が挿入シガレットに接触するように引かれるための径路を与える。追加の空気通路がヒータブレードの穿孔区分による横断空気流を最良にするために設けられる。
ブレード幾何形状の他の実施例が図１６に示され、第１脚１１６Ａと第２脚１１６Ｂの両方はじゃ紋岩形になされている。脚１１６Ａと１１６Ｂのじゃ紋岩形状の形は脚が均一に間隔を置かれるように平行になされギャップ１２５もじゃ紋岩形状になされている。このようなじゃ紋岩形状はブレードの周囲を増し、そしてかくしてエアロゾル伴送を改善する。このじゃ紋岩形状は記述されたようなＥＰ−Ａ−０６１５４１１に、そして１９９５年１月３０日出願の共通譲渡親特許出願シリアル第０８／３８０７１８およびＵ．Ｓ．特許第５３８８５９４に一層十分に記述されている。
第１の好ましい製作方法が図１８と１９を参照して以下に述べる。ここに規定された製作諸ステップは製造速度、材料節約等を達成するために幾分か望まれて遂行される。
例えばほぼ２乃至２０ミル、例えば１０ミルの厚みを有する適当な材料のシートまたはストリップが形成されてくし状配列における概ね直線の区分１１１Ａからそれぞれ第１ブレード区分１１６Ａを介して、そして特にそれぞれの第１端区分１１５を介してほぼ垂直に延びた複数のフレード１２１を規定する。ブレード１２１は一つのブレードの第２ブレード区分１１６Ｂと隣接するブレードの第１ブレード区分１１６Ａの対向縁間に配置されたギャップ１３１を有して実質的に互いに平行になされている。論議された通り、ブレード１２１は図１８に示される通りそれらの間に等しいギャップ１３１を有して対称的に配列されるか、図１９に示される通り幅Ｘを有する二つの副グループ間に大きな距離１３３とブレードの副グループ１２１Ａと１２１Ｂを規定する隣接ブレード１２１間の等しいギャップ１３１を例えば有して非対称的に配列される。巻回時に第２距離１３３を形成するために一半分Ｘの長さの少なくとも半分の長さを有する二つの端部を直線の区分１１１Ａは備えるということを注記する。これらの端部は接続のためのオーバラップを提供するためにＸよりも長くあるべきである。非制限的例として、ギャップ１３１はいずれの実施例においてもほぼ０．０４０インチ±．００５インチの広さであり、ギャップ１３５は非対称の実施例においてはほぼ０．１２５インチ±．００５インチの広さでありうる。
ブレードは先に論議された如く接続区分１１８および脚１１６Ａと１１６Ｂを形成するように輪郭づけられている。
シートまたはストリップ材料を記述した輪郭へのこの形成は例えばＣＯ₂またはヤグ・レーザを用いるスタンピングまたはカッティングの如き何らかの従来技術により達成される。もし、ストリップ・フォーマットが採用されるならば、このストリップから形成されたヒータブレード１２１の数は単一の円筒状ヒータ配列のために要求された数を越えうる。直線のストリップは、必要ならば、切断されて区分１１１Ａを形成する。これはそこから延びた所望数のヒータブレード１２１を有す。採用されるならば、区分１２２Ａ，１２２Ｂおよび１２２Ｃの段階的形状がスタンピングを介して形成される。
採用されるなら、セラミック被覆３００は論議されたような所望のパターンを形成すべく区分１１１Ａ，１１５，１２２またはブレード全体またはその任意の一部上へ被覆を刻印輪郭をマスキングし、かつ例えば熱的にスプレイすることにより施与される。別の態様として、セラミック被覆はこの手順による巻回ステップ後に、望まれるなら、ブレードの形成前に施与される。知られている通り、適当なマスキングが施与区域を規定すべく各ヒータおよびセラミック付着のステックを遂行する前に適用される。
区分１１１Ａは丸いハブ１１１を形成すべく、それで、巻回される。区分１１１Ａはいずれの方向にも巻回されうる。好ましくは区分１１１Ａはピン１０４Ｂとの接続を簡単にしかつシガレットの挿入および除去の間の損傷を回避すべく形成円筒ヒータの外方表面すなわちシガレットとは反対の側面に端区分１２２での正接触１２２Ｃがあるように巻回される。巻回区分は最終の所望直径よりも小さな直径に巻回されえて設備中へ挿入される。巻回区分は次いで膨張し更に電気接続により形が保持される。別の態様として、巻回区分は例えばスポット溶接またはレーザ溶接の如き何らかの溶接技術を介して接合されてハブ１１１を形成する。
好ましくは、図１３に示される如くヒータ集合体が形成されると脚１１６Ａと１１６Ｂおよび接続縁１１８Ａが挿入シガレットに押圧力を与えるように各ブレード１２１にバイアスが与えられる。このバイアスは好ましくは巻回前に起きるが、巻回後に実施されてもよい。このバイアスはヒータブレードと挿入シガレットとの間の熱的接触を増大し熱移動効率を改善する。
熱移動効率は下に位置するシガレットとの効果的熱的関係にあるブレード脚１１６Ａと１１６Ｂの表面積の量を最適にすることによっても改善される。図１７Ａに見られる通り、脚１１６Ａと１１６Ｂ（脚１１６Ａが例として示されている）の下側面１１７は論議された実施例においてブレード脚の横断方向において平ら、すなわち、扁平である。熱移動の関係を改善するために、それぞれ図１７Ｂと１７Ｃに説明された通り、容積を非所望的に増大させることなく、そして、それ故ヒータ脚の電流密度および結果するオーム加熱を非所望に低下させることなく、シガレットに関する加熱脚の表面積を最大にすべく、下側面１１７は種々の非扁平幾何学的形状に、例えば角度または弯曲を付されて形成されている。この形成下側面１１７は挿入、調節または除去の間にシガレットを弱めたり、ありうるほころび発生を回避するためにシガレットのいずれの部分にも突き刺さらないようにするのが好ましい。むしろ、下側面１１７の中央点または頂点はシガレット２３に接触するかまたは熱的にきわめて近接しており、下側面１１７の残りの部分はシガレット２３と輻射的熱的関係にある。
好ましくは、この下側面の形は未巻回状態においてブレード１２１の脚１１６Ａと１１６Ｂを刻印することにより達成される。この刻印は上述のバイアスを達成する刻印と同じ時に起こしうる。下側面を形状づけるこの刻印はまた、脚１１６Ａと１１６Ｂの強さを増大させ、これにより望ましかぬ短絡および変形を回避する。
製作の第２の方法を以下に説明する。適当な材料のチューブが与えられる。レーザ切断の如き任意の技術によりブレード１２１が次いで形成される。別の態様として、ブレードはスェージング技術により形成され、そのスェージングにおいては、内方マンドレルがチューブの中に挿入されて論議したブレード輪郭を形成し、次いで内方または外方のいずれかのすえ込みが採用されて前記輪郭をカットする。セラミック被覆３００は、所望ならば、論議された如く輪郭づけられたチューブに与えられる。
本発明はまた潜在的に損傷を与える熱的に誘起される応力を最少にする。ヒータブレード１２１およびハブ１１１はモノリシックであるので、ヒータ素子の不連続部の相互接続から生じる応力が避けられる。
本発明の種々な実施例は標準の使用状態で喫煙者に応答して香味タバコの有効な量を送出するのを許容すべくすべて設計されている。特に、各ふかしが２秒の持続時間を有する３５ｍｌのふかしである８つのふかしに対して喫煙者へ５と１３ｍｇの間、好ましくは７と１０ｍｇの間のエアロゾルを送出することが望ましいと現在考えられている。このような送出を達成するためには、ヒータ素子１２１はシガレット２３との熱移動関係における時に論議した通りの温度を運べるべきであるということが判明した。更に、ヒータブレード１２１は好ましくは論議されたエネルギを消費すべきである。低エネルギ要求は熱移動の関係を改善すべくシガレット２３に向って内方へ弓なりになされたヒータブレード１２１により享受される。
勿論、ヒータの抵抗もヒータブレード１２１を加熱するに必要とする電気的エネルギを与えるべく使用される特別のパワー源３７により指し図される。例えば、上のヒータ素子の抵抗は直列に接続されてほぼ４．８乃至５．８ボルトの全無負荷電源電圧を有する四つのニッケルカドミウム電池によりパワーが供給される実施例に対応する。別の態様において、もし６つまたは８つのこのような直列接続バッテリが使用されるなら、ヒータブレード１２１は好ましくは約３Ωと約５Ωの間、あるいは約５Ωと約７Ωの間の抵抗をそれぞれ有する。
本発明の他の実施例４５０は図２０と２１に示されており、複数の加熱素子４５１を含む。各加熱素子４５１は細長いＵ字形をしており、各々はくぼみ４３０の端壁４４３に隣接したくぼみ４３０の側壁にそれぞれの脚を接続した両端４５２，４５３を有する。各々のそれぞれの端４５２は個々に制御回路に、最終的には電気エネルギ源へ、加熱素子４５１の個々の作動のために接続されており、一方、端４５３は共通してアースへ接続されている。くぼみ４３０の口端に隣接する端４５４は電気的に接続されておらず、かくしてくぼみ４３０の側壁に触れる必要はない一方、彼らはそれにもかかわらず図２０と２１の両方に図示されるように、くぼみ４３０の側壁に向かって方向が変えられており、以上に論議された如く使い捨て部、すなわち挿入シガレットのための引き込みを提供する。図２１においては、Ｕ字形先端４５４を通って切断された最上方と最下方の素子４５１が図示されていることを注記しておく。
図２２と２３において示された他の実施例４７０においては、加熱素子４７１はくぼみ４３０の壁から幾分か更に間隔を置かれていて、そして各々にはその剛性を増すために折り重ね４７３と同様に幾分鋭いＶ字形先端４７２が設けられる。このようにして、加熱素子４７１は所望の親密な熱的接触を与えるために使い捨て部中に突き刺し延入する。上に述べられた連続気泡構造は特にかかる実施例に対して良く適合する。この実施例においては、加熱素子４３０がくぼみ４３０の側壁から更に間隔を置かれているので、端４５２，４５３はくぼみ４３０の側壁へ取り付けられず、その端壁４４３に取り付けられる。好ましくは、端壁４４３に対する端４５２，４５３の接続は熱および電気のいずれも導かないスペーサ４８０によりなされる。このようにして、ワイピング作用は端４５２，４５３を通りすぎてスペーサ４８０上へ残り部をぬぐい、その残り部はＵ．Ｓ．特許第５２４９５８６に十分に述べられている通り、再加熱されない。穿孔４１２は壁に設けられて、Ｕ．Ｓ．特許第５２４９５８６に一層十分に述べられている通り、部分４２０を通って外側の空気が引かれるのを許容する。なお、前記特許はそっくりそのまま組み入れられて参照される。
多くの修正、置き換え、および改善はここに述べられ続く請求の範囲において規定される本発明の範囲並びに精神から離れることなく当業者には明らかであろう。例えば扁平化ステップは図５を参照して先に述べたプロセスの一部を修正して冷却ステップの前に遂行されてもよい。

Claims (13)

1. 筒状のタバコウエブ（６６）およびこの筒状のタバコウエブ内に配置されたタバコのプラグ（８０）を含むタバコ棒（６０）を備え、このタバコ棒は自由端（７８）と反対側端（７２）とを有し、前記筒状タバコウエブはベースウエブ（６８）とこのベースウエブによって支持されたタバコ香味材料の層（７０）を含み、前記ベースウエブは電気加熱素子（３７）からの熱を前記タバコ香味材料に伝達するようになされており、前記タバコ棒（６０）は前記自由端（７８）と前記反対側端（７２）との間の位置において前記タバコ棒（６０）に沿って電気加熱素子（３７）を作動的に受入れるようになされており、前記タバコプラグ（８０）は前記自由端に隣接して、しかし前記反対側端から間隔を置いて配置して前記タバコプラグと前記反対側端との間に非充填空間（９１）を形成するようにし、タバコ棒に沿った前記位置は、この位置が前記非充填空間（９１）の少なくとも一部分と前記タバコプラグ（８０）の少なくとも一部分とに重なるようになされたシガレット（２３）。
2. 前記タバコ棒が前記反対側端に隣接して自由流動フィルタ（７４）を含み、この自由流動フィルタは前記タバコプラグ（８０）から間隔を置いて設けられて前記非充填空間（９１）を前記自由流動フィルタと前記タバコプラグとの間に形成するようにした請求の範囲第１項のシガレット。
3. 電気喫煙装置として協働するようになされたシガレットおよびライターにおいて、前記シガレットがタバコウエブの筒を含み、このタバコウエブの筒は刻み充填タバコで部分的に充填されて、充填タバコ棒部分と非充填タバコ棒部分（９１）とを形成するようにし、前記シガレット（２３）および前記ライター（２５）は、前記シガレットが前記ライター内の動作位置にある時にライターの電気加熱素子が前記充填タバコ棒部分および非充填タバコ棒部分の少なくとも一方に少なくとも部分的に重なるようにしたシガレットおよびライター。
4. 前記充填タバコ棒部分はタバコプラグを含み、前記電気加熱素子は前記シガレットがライター内の前記動作位置にある時に前記非充填空間の少なくとも一部分および前記タバコプラグの少なくとも一部分に重なる請求の範囲第３項のシガレット。
5. 前記シガレットは自由端を有し、前記タバコプラグは前記自由端に隣接して配置されており、前記シガレットは前記タバコプラグから間隔を置いて筒状素子を有して前記自由流動フィルタと前記タバコプラグとの間に前記非充填タバコ棒部分を形成するようにした請求の範囲第３項または第４項のシガレット。
6. 前記反対側端に隣接して更にフィルタの吸い口（６２）を備えた請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか一のシガレット。
7. 前記吸い口（６２）が前記反対側端に隣接して第二の自由流動フィルタ（１０２）を有し、前記シガレットが前記第二の自由流動フィルタ（１０２）を前記反対側端へ取付ける吸い口紙（６４）を更に有する請求の範囲第６項のシガレット。
8. 前記吸い口が前記第二の自由流動フィルタ（１０２）に隣接してマウスピースフィルタプラグ（１０４）を更に有する請求の範囲第７項のシガレット。
9. 逆流に対して抵抗を有する自由端（７８）と反対側端（７２）とを有するタバコ棒（６０）を備え、このタバコ棒は筒状タバコウエブ（６６）を含み、このタバコウエブはタバコ材料の層（７８）と、前記筒状ウエブの前記反対側端で作動する流れ絞り（７４）と、前記自由端に隣接してかつ前記流れ絞りから間隔を置いて作動的に配置されたタバコ（７８，８０）とを含み、前記タバコは前記タバコ棒を部分的に充填して充填タバコ棒部分と非充填タバコ棒部分とを形成する刻み充填材を含み、前記非充填部分は前記流れ絞りに隣接して配置し、前記筒状ウエブはこれによって受けられた熱を前記タバコに伝達するようにし、前記タバコ棒（６０）は前記筒状ウエブの部域に沿って熱を加えながら前記シガレットをふかす間、タバコの少なくとも一部分が前記流れ絞りを通して吸われるタバコエアロゾルを解放するようにしたシガレット（２３）。
10. 前記流れ絞り（７４）を筒状素子で形成した請求の範囲第９項のシガレット。
11. 前記筒状素子が貫通した第一の通路（７５）を形成した前記第一の自由流動フィルタ（７４）を含み、前記シガレットは更に前記タバコ棒の前記第一の自由流動フィルタに隣接して位置する筒状の第二の自由流動フィルタ（１０２）を有する吸い口（６２）を備え、前記第二の自由流動フィルタはこれを貫通した第二の通路を有し、前記第一の自由流動フィルタの第一の通路は前記タバコ棒の前記非充填部分（９１）および前記第二の自由流動フィルタ（１０２）の前記第二の通路より狭い請求の範囲第１０項のシガレット。
12. 電子ライターによって作動されるシガレット（２３）からの煙の放出を改善する方法であって、前記シガレットが自由端（７８）と反対側端（７２）とを有する筒状ウエブ（６６）を含み、煙は前記反対側端から引き出される方法において、
    前記反対側端に隣接した場所において前記筒状ウエブに沿って非充填部分を形成すると共に前記自由端に隣接した場所において前記筒状ウエブに沿ってタバコ充填部分を形成し、
    前記電子ライターの電気加熱素子を前記筒状ウエブの前記充填部分上に少なくとも部分的に重ね、前記電気加熱素子を作動させて前記タバコから煙成分を解放させ、
    前記の重ねる段階は前記電気加熱素子を前記筒状ウエブの前記充填部分および非充填部分の両方に部分的に重ね、前記電気加熱素子を作動させることを含む方法。
13. 前記解放されたタバコ成分を前記反対側端に隣接して設けられた絞りを通過させる請求の範囲第１２項の方法。

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