JP6678936B1 - エアロゾル吸引器用の制御装置及びエアロゾル吸引器 - Google Patents

Abstract

【課題】オペアンプの出力端子と電気的に接続された制御部を含むエアロゾル吸引器用の制御装置であって、制御部の電源電圧よりも高い過電圧が制御部に印加されることを防ぐことが可能な制御装置を提供すること。【解決手段】前記制御装置は、エアロゾル源を加熱し且つ温度と電気抵抗値が相関を持つ負荷に印加される電圧に応じた電圧を発生する出力端子を有するオペアンプと、入力端子を有し、該入力端子に印加される電圧に基づく処理を行うように構成された制御部と、前記オペアンプの前記出力端子と前記制御部の前記入力端子とを電気的に接続する分圧回路とを含む。【選択図】図２Ｃ

Description

本開示は、ユーザが吸引するエアロゾルを生成するエアロゾル吸引器用の制御装置及び当該エアロゾル吸引器に関する。なお、エアロゾル吸引器は、エアロゾル生成装置とも呼ばれることがある。

一般的な電子たばこ、加熱式たばこ、ネブライザーなどの、ユーザが吸引するエアロゾルを生成するためのエアロゾル吸引器においては、霧化されることでエアロゾルとなるエアロゾル源（以下、エアロゾル形成基質と呼ぶこともある）が不足しているときにユーザが吸引を行うと、ユーザに対して十分なエアロゾルを供給できない。加えて、電子たばこや加熱式たばこの場合、意図した香喫味を有するエアロゾルを生成できないという問題が生じうる。

エアロゾル源の残量の検出には、温度に応じて電気抵抗値が変化するＰＴＣ特性を有するヒータを用いる手法がある。この手法においては、ヒータに印加される電圧又は当該電圧に応じた電圧（以下、『ヒータに印加される電圧等』という。）から求められる当該ヒータの電気抵抗値に基づき、エアロゾル源が不足しているかを判定することができる。

また、エアロゾル源が枯渇したときに、エアロゾル源と、当該エアロゾル源を加熱するためのヒータとを含むカートリッジが交換できるように構成されたエアロゾル吸引器が存在する。当該交換の検出にも、ヒータに印加される電圧等を利用する手法がある。

即ち、エアロゾル吸引器においては、ヒータに印加される電圧等に基づく処理が実行されることがある。ヒータに印加される電圧等に基づく処理を実行するために、エアロゾル吸引器用の制御装置は、ヒータに印加される電圧に応じた電圧を出力するオペアンプと、当該電圧に応じた電圧が印加されるマイクロ・コントローラ・ユニット（ＭＣＵ）等の制御部とを含むことができる。このような制御装置においては、ヒータに印加される比較的高い電圧からオペアンプや制御部を適切に保護しないと、過大な電圧（以下、「過電圧」ともいう。）により、当該オペアンプや制御部が正常に動作しない虞がある。

特許文献１には、気化装置の抵抗発熱体のコイル温度を制御するための回路構成が開示されており、この回路構成は、バッテリＢＡＴＴ（２３）と、バッテリＢＡＴＴ（２３）からの電圧が印加されうるコイルの抵抗Ｒ＿ＣＯＩＬ（７４）と、コイルの抵抗Ｒ＿ＣＯＩＬ（７４）に接続され、バッテリＢＡＴＴ（２３）の電圧を電源電圧とするＭＣＵ（７２）とを含んでいる（段落［０１９１］及び図１７Ｂ等を参照。）。しかしながら、特許文献１は、オペアンプやＭＣＵ（７２）に過電圧が印加されることを防ぐ構成を開示も示唆もしていない。

特許文献２には、エアロゾル生成システムの加熱要素の抵抗を測定する回路構成が開示されており、この回路構成は、ヒータ５０１と、ヒータ５０１に接続され、電圧Ｖ１が印加されうるマイクロプロセッサ５０７とを含んでいる（段落［００８１］及び図５等を参照。）。しかしながら、特許文献２は、オペアンプやマイクロプロセッサ５０７に過電圧が印加されることを防ぐ構成を開示も示唆もしていない。

特許文献３には、電子タバコの電池アセンブリの原理ブロック図が開示されており、このブロック図は、電池アセンブリ１０１と、電池アセンブリ１０１に接続された噴霧アセンブリ２０と、電池アセンブリ１０１及び噴霧アセンブリ２０に接続されたマイクロ・コントローラ１０２とを含んでいる（段落［００２１］及び図２等を参照。）。しかしながら、特許文献３は、オペアンプやマイクロ・コントローラ１０２に過電圧が印加されることを防ぐ構成を開示も示唆もしていない。

特許文献４には、エアロゾル送出装置の制御体１０２及びカートリッジ１０４が開示されており、カートリッジ１０４は加熱器２２２を含み、制御体１０２は、カートリッジ１０４が接続されたときに加熱器２２２と電気的に接続され、電圧Ｖが印加されるマイクロプロセッサ３１０を含んでいる（段落［００６４］及び図３等を参照。）。しかしながら、特許文献４は、オペアンプやマイクロプロセッサ３１０に過電圧が印加されることを防ぐ構成を開示も示唆もしていない。

特表２０１７−５０１８０５号公報 特表２０１４−５０１１０５号公報 特表２０１７−５０３５２０号公報 特表２０１８−５２６９８３号公報

本開示は、上記の点に鑑みてなされたものである。
本開示が解決しようとする第１の課題は、オペアンプ等を含み、オペアンプの非反転入力端子又は反転入力端子等に電気的に接続された回路の電圧が比較的高いエアロゾル吸引器用の制御装置であって、オペアンプ等に過電圧が印加されることを防ぐことが可能な制御装置等を提供することである。

本開示が解決しようとする第２の課題は、オペアンプの出力端子と電気的に接続された制御部を含むエアロゾル吸引器用の制御装置であって、制御部の電源電圧よりも高い過電圧が制御部に印加されることを防ぐことが可能な制御装置等を提供することである。

上述した第１の課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、エアロゾル源を加熱し且つ温度と電気抵抗値が相関を持つ負荷に印加される電圧に応じた出力を行うオペアンプと、前記出力に応じた電圧に基づく処理を行うように構成された制御部と、前記オペアンプの反転入力端子又は非反転入力端子にアノードが電気的に接続されたダイオードとを含むエアロゾル吸引器用の制御装置が提供される。

一実施形態であるエアロゾル吸引器用の制御装置は、電源と前記負荷とを電気的に接続する回路を更に含み、前記回路は、第１領域と、最大電圧が前記第１領域の最大電圧よりも小さい、又は、印加される電圧が前記第１領域に印加される電圧より小さい第２領域と、から構成され、前記反転入力端子と前記非反転入力端子のうち前記ダイオードのアノードが電気的に接続された端子は、前記第１領域に電気的に接続されていてよい。

一実施形態において、前記ダイオードのアノードは、前記第１領域に電気的に接続されていてよい。
かかる構成によれば、ダイオードに順方向電流が流れることによりオペアンプの入力端子に過電圧が印加されることが防がれ、よって、入力端子に過電圧が印加されることによるオペアンプの誤動作などを防ぐことができる。

一実施形態において、前記負荷は、前記第１領域に電気的に接続される、又は、含まれていてよい。
かかる構成によれば、負荷、例えばヒータに比較的高い電圧を印加することができ、よって、より効率的にエアロゾルを生成することができる。

一実施形態であるエアロゾル吸引器用の制御装置は、前記第１領域に印加される一定の電圧を出力するように構成されたコンバータを更に含んでいてよい。
一実施形態において、前記コンバータは、スイッチング・レギュレータであってよい。

かかる構成によれば、負荷、例えばヒータに電源の残量や劣化状態に関わらず安定して電圧を印加することができ、よって、エアロゾルの生成をより安定して制御することができる。

一実施形態において、前記コンバータは、前記ダイオードに流れる順方向電流が許容値を超えず、且つ、前記負荷がエアロゾルを生成可能な電圧を出力するように更に構成されていてよい。

かかる構成によれば、ダイオードに過電流が流れることを防ぐとともにエアロゾルを生成することができる。よって、十分なエアロゾルの生成とダイオードの保護という相反する課題を同時に解決することができる。

一実施形態において、前記コンバータは、前記ダイオードに流れる順方向電流が許容値を超えず、且つ、前記負荷がエアロゾルを生成可能な複数の電圧又は範囲の電圧を出力可能なように構成されていてよい。

一実施形態において、前記制御部は、前記負荷の種類に応じて、前記複数の電圧又は前記範囲の電圧のなかで、前記コンバータの出力電圧を調整するように構成されていてよい。

かかる構成によれば、負荷の種類に応じて適切な電圧を用いることができ、よって、同一の制御装置を用いて様々な種類の負荷を利用可能なエアロゾル吸引器を実施することができる。

一実施形態において、前記オペアンプの電源端子は、前記第２領域に電気的に接続されていてよい。
かかる構成によれば、ダイオードに順方向電流が流れることによりオペアンプの入力端子に過電圧が印加されることが防がれ、よって、入力端子に過電圧が印加されることによるオペアンプの誤動作などを防ぐことができる。

一実施形態であるエアロゾル吸引器用の制御装置は、前記第２領域に印加される電圧を出力するレギュレータを更に含み、前記制御部は、前記制御部の電源端子は、前記第２領域に電気的に接続されていてよい。

かかる構成によれば、比較的低い電圧で駆動される制御部に対して、適切な電圧をレギュレータによって印加することができる。同時に、第２領域の電圧がレギュレータによって安定するため、オペアンプの反転入力端子又は非反転入力端子における過電圧発生時に、ダイオードを介して電力を第２領域へ逃がすことができる。

一実施形態において、前記ダイオードのカソードは、前記第２領域に電気的に接続されていてよい。
一実施形態において、前記ダイオードの順方向の電気抵抗値は、前記オペアンプの電気抵抗値より小さくてよい。

一実施形態において、前記ダイオードのカソードは前記オペアンプの電源端子に電気的に接続される、又は、前記ダイオードのカソードにおける電位は前記オペアンプの電源端子における電位と等しくてよい。

かかる構成によれば、ダイオードに順方向電流が流れることによりオペアンプの入力端子に過電圧が印加されることが防がれ、よって、入力端子に過電圧が印加されることによるオペアンプの誤動作などを防ぐことができる。

一実施形態であるエアロゾル吸引器用の制御装置は、電源と前記負荷との間に並列に電気的に接続された第１回路及び第２回路であって、前記第１回路及び前記第２回路は第１開閉器及び第２開閉器をそれぞれ含み、前記第１回路の電気抵抗値よりも前記第２回路の電気抵抗値の方が高いように構成された第１回路及び第２回路を更に含み、前記制御部は、前記第２開閉器がオン状態である間に、前記オペアンプの前記出力に応じた電圧を取得するように更に構成されていてよい。

かかる構成によれば、既知抵抗を有する電圧取得用の専用回路を有するために、既知抵抗により取得精度が向上する。同時に、当該既知抵抗の影響を受けることなくエアロゾルを生成することができる。これにより、電源例えばリチウムイオン二次電池の蓄電容量の利用効率が向上する。

一実施形態において、前記制御部は、エアロゾルを生成するために前記第１開閉器をオン状態にするように構成されていてよい。
かかる構成によれば、第２回路が有する電気抵抗値の影響を受けることなく負荷に電力を供給することができ、よって、より効率的にエアロゾルを生成することができる。換言すれば、１回の充電でより多くのエアロゾルを生成することができる。

一実施形態であるエアロゾル吸引器用の制御装置は、前記第１回路及び前記第２回路と直列に電気的に接続された前記負荷と、前記第１回路及び前記第２回路と直列に電気的に接続され、且つ、前記負荷と並列に電気的に接続された第２抵抗とを更に含み、前記負荷は、前記第１回路、前記第２回路と前記第２抵抗に対して着脱可能なように構成されていてよい。

一実施形態において、前記第２回路は第１抵抗を含み、前記第１抵抗の電気抵抗値と、前記第２抵抗の電気抵抗値とは等しくてよい。
かかる構成によれば、負荷が取り外されている場合であっても、第２抵抗を介した電気的経路が存在することになり、よって、オペアンプは第２抵抗に印加される電圧に応じた出力を行うことができるから、当該出力が安定する。

また、上述した第１の課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、エアロゾル源を加熱し且つ温度と電気抵抗値が相関を持つ負荷に印加される電圧に応じた出力を行うコンパレータと、前記出力に応じた電圧に基づく処理を行うように構成された制御部と、前記コンパレータの入力端子にアノードが電気的に接続されたダイオードとを含むエアロゾル吸引器用の制御装置が提供される。

かかる構成によれば、ダイオードに順方向電流が流れることによりコンパレータの入力端子に過電圧が印加されることが防がれ、よって、入力端子に過電圧が印加されることによるコンパレータの誤動作などを防ぐことができる。

更に、上述した第１の課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、エアロゾル源を加熱し且つ温度と電気抵抗値が相関を持つ負荷に印加される電圧に応じた出力を行うオペアンプと、前記出力に応じた電圧に基づく処理を行うように構成された制御部と、前記負荷を含むエアロゾル生成回路とを含み、前記オペアンプの電源電圧は、前記エアロゾル生成回路に印加される電圧に等しく、前記オペアンプの反転入力端子又は非反転入力端子は、前記エアロゾル生成回路に電気的に接続された、エアロゾル吸引器用の制御装置が提供される。

かかる構成によれば、オペアンプの反転入力端子又は非反転入力端子に印加される電圧がオペアンプの電源電圧以下となるために、オペアンプに過電圧が印加されることによるオペアンプの誤動作などを防ぐことができる。

更にまた、上述した第１の課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、上記のような制御装置を備えたエアロゾル吸引器が提供される。
かかる構成によれば、ダイオードに順方向電流が流れることによりオペアンプ又はコンパレータの入力端子に過電圧が印加されることが防がれ、よって、入力端子に過電圧が印加されることによるオペアンプ又はコンパレータの誤動作などを防ぐことができる。

あるいは、かかる構成によれば、オペアンプの反転入力端子又は非反転入力端子に印加される電圧がオペアンプの電源電圧以下となるために、オペアンプに過電圧が印加されることによるオペアンプの誤動作などを防ぐことができる。

上述した第２の課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、エアロゾル源を加熱し且つ温度と電気抵抗値が相関を持つ負荷に印加される電圧に応じた電圧を発生する出力端子を有するオペアンプと、入力端子を有し、該入力端子に印加される電圧に基づく処理を行うように構成された制御部と、前記オペアンプの前記出力端子と前記制御部の前記入力端子とを電気的に接続する分圧回路とを含むエアロゾル吸引器用の制御装置が提供される。

一実施形態において、前記分圧回路は、前記制御部の前記入力端子に印加される電圧が、前記制御部の電源電圧以下となるように構成されていてよい。
一実施形態において、前記オペアンプの電源電圧は、前記制御部の電源電圧よりも高くてよい。

かかる構成によれば、分圧回路により降圧された電圧が制御部の入力端子に印加されることになる。これにより、入力端子に過電圧が印加されることによる制御部の誤動作などを防ぐことができる。

一実施形態において、前記オペアンプの増幅率は、前記制御部の前記入力端子に印加される電圧が、前記制御部の電源電圧以下となるように設定されていてよい。
かかる構成によれば、制御部の入力端子に過電圧が印加されることがなくなり、これにより、入力端子に過電圧が印加されることによる制御部の誤動作などを防ぐことができる。

一実施形態において、前記オペアンプの電源電圧は、前記負荷を含むエアロゾル生成回路に印加される電圧に等しく、前記オペアンプの反転入力端子又は非反転入力端子は、前記エアロゾル生成回路に電気的に接続されていてよい。

かかる構成によれば、オペアンプの入力端子にオペアンプの電源電圧より高い電圧が印加されることがなくなり、よって、入力端子に過電圧が印加されることによるオペアンプの誤動作などを防ぐことができる。

一実施形態であるエアロゾル吸引器用の制御装置は、前記負荷を含むエアロゾル生成回路に一定の電圧を印加するように構成されたコンバータを更に含んでいてよい。
一実施形態において、前記コンバータの出力端子は、前記エアロゾル生成回路及び前記オペアンプの電源端子に電気的に接続され、前記オペアンプの反転入力端子又は非反転入力端子は、前記エアロゾル生成回路に電気的に接続されていてよい。

かかる構成によれば、負荷、例えばヒータに安定して電圧を印加することができ、よって、エアロゾルの生成をより精密に制御することができる。
一実施形態において、前記コンバータは、前記制御部の前記入力端子に印加される電圧が前記制御部の電源電圧以下になり、且つ、前記負荷がエアロゾルを生成可能となる電圧を出力するように構成されていてよい。

一実施形態において、前記分圧回路は、前記制御部の前記入力端子に印加される電圧が、前記制御部の電源電圧以下となるように構成されていてよい。
かかる構成によれば、制御部の入力端子に過電圧が印加されることを防ぐとともにエアロゾルを生成することができ、よって、エアロゾル生成中の制御部の誤動作などを防ぐことができる。

一実施形態において、前記コンバータはスイッチング・レギュレータであってよい。
かかる構成によれば、負荷、例えばヒータに安定して電圧を印加することができ、よって、エアロゾルの生成をより精密に制御することができる。

一実施形態において、前記コンバータは、前記制御部の前記入力端子に印加される電圧が前記制御部の電源電圧以下になり、且つ、前記負荷がエアロゾルを生成可能となる複数の電圧又は範囲の電圧を出力可能なように構成されていてよい。

一実施形態において、前記制御部は、前記負荷の種類に応じて、前記コンバータの出力電圧を調整するように構成されていてよい。
かかる構成によれば、負荷の種類に応じて適切な電圧を用いることができ、よって、同一の制御装置を用いて様々な種類の負荷を利用可能なエアロゾル吸引器を実施することができる。

一実施形態であるエアロゾル吸引器用の制御装置は、電源と前記負荷との間に電気的に並列に接続された第１回路及び第２回路であって、前記第１回路及び前記第２回路は第１開閉器及び第２開閉器をそれぞれ含み、前記第１回路の電気抵抗値よりも前記第２回路の電気抵抗値の方が高いように構成された第１回路及び第２回路を更に含み、前記制御部は、前記第２開閉器がオン状態である間に、前記入力端子に印加される電圧を取得するように更に構成されていてよい。

かかる構成によれば、既知抵抗を有する電圧取得用の専用回路を有するために、既知抵抗により取得精度が向上する。同時に、当該既知抵抗の影響を受けることなくエアロゾルを生成することができる。これにより、電源例えばリチウムイオン二次電池の蓄電容量の利用効率が向上する。

一実施形態において、前記制御部は、エアロゾルを生成するために前記第１開閉器をオン状態にするように構成されていてよい。
かかる構成によれば、第２回路が有する電気抵抗値の影響を受けることなく負荷に電力を供給することができ、よって、より効率的にエアロゾルを生成することができる。

一実施形態であるエアロゾル吸引器用の制御装置は、前記第１回路及び前記第２回路と直列に電気的に接続された前記負荷と、前記第１回路及び前記第２回路と直列に電気的に接続され、且つ、前記負荷と並列に電気的に接続された第２抵抗とを更に含み、前記負荷は、前記第１回路、前記第２回路と前記第２抵抗に対して着脱可能なように構成されていてよい。

一実施形態において、前記第２回路は第１抵抗を含み、前記第１抵抗の電気抵抗値と、前記第２抵抗の電気抵抗値とは等しくてよい。
かかる構成によれば、負荷が取り外されている場合であっても、第２抵抗を介した電気的経路が存在することになり、よって、オペアンプは第２抵抗に印加される電圧に応じた出力を行うことができるから、当該出力が安定する。

更に、上述した第２の課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、上記のような制御装置を備えたエアロゾル吸引器が提供される。
かかる構成によれば、分圧回路により降圧された電圧が制御部の入力端子に印加されることになる。これにより、入力端子に過電圧が印加されることによる制御部の誤動作などを防ぐことができる。

本開示の一実施形態による、エアロゾル吸引器の例示構成の概略的なブロック図である。 本開示の一実施形態による、エアロゾル吸引器の別の例示構成の概略的なブロック図である。 本開示の一実施形態による、エアロゾル吸引器用の例示の制御装置の回路構成を示す図である。 本開示の一実施形態による、エアロゾル吸引器用の例示の制御装置の回路構成を示す図である。 本開示の一実施形態による、エアロゾル吸引器用の別の例示の制御装置の回路構成を示す図である。 本開示の一実施形態による、エアロゾル吸引器用の別の例示の制御装置の回路構成を示す図である。 負荷が装着されているときの、例示の制御装置の回路の一部を表す図である。 負荷が取り外されているときの、例示の制御装置の回路の一部を表す図である。 負荷が取り外されているときの、第２シャント抵抗が存在しないと仮定した例示の制御装置の回路の一部を表す図である。 オペアンプに電気的に接続されたダイオードが存在しないと仮定した例示の制御装置の回路の一部を表す図である。 例示の制御装置の回路の一部の構成要素の等価回路を示す図である。 負荷の温度を測定し、エアロゾル源の枯渇又は不足を判断するための例示の主処理のフローチャートである。 負荷の温度を測定し、エアロゾル源の枯渇又は不足を判断するための例示の主処理のフローチャートである。 主処理を補助する例示の処理のフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本開示の実施形態について詳しく説明する。なお、本開示の実施形態は、電子たばこ、加熱式たばこ及びネブライザーを含むが、これらに限定されない。本開示の実施形態は、ユーザが吸引するエアロゾルを生成するための様々なエアロゾル吸引器を含みうる。

１ エアロゾル吸引器の概要
図１Ａは、本開示の一実施形態に係るエアロゾル吸引器１００Ａの構成の概略的なブロック図である。図１Ａは、エアロゾル吸引器１００Ａが備える各コンポーネントを概略的且つ概念的に示すものであり、各コンポーネント及びエアロゾル吸引器１００Ａの厳密な配置、形状、寸法、位置関係等を示すものではないことに留意されたい。

図１Ａに示されるように、エアロゾル吸引器１００Ａは、第１の部材１０２（以下、「本体１０２」という）及び第２の部材１０４Ａ（以下、「カートリッジ１０４Ａ」という）を備える。図示されるように、一例として、本体１０２は、制御部１０６、通知部１０８、電源１１０、センサ１１２及びメモリ１１４を含んでもよい。エアロゾル吸引器１００Ａは、流速センサ、流量センサ、圧力センサ、電圧センサ、電流センサ、温度センサなどのセンサを有してもよく、本開示においてはこれらをまとめて「センサ１１２」ともいう。本体１０２はまた、後述する回路１３４を含んでもよい。一例として、カートリッジ１０４Ａは、貯留部１１６Ａ、霧化部１１８Ａ、空気取込流路１２０、エアロゾル流路１２１、吸口部１２２、保持部１３０及び負荷１３２を含んでもよい。本体１０２内に含まれるコンポーネントの一部がカートリッジ１０４Ａ内に含まれてもよい。カートリッジ１０４Ａ内に含まれるコンポーネントの一部が本体１０２内に含まれてもよい。カートリッジ１０４Ａは、本体１０２に対して着脱可能に構成されてもよい。あるいは、本体１０２及びカートリッジ１０４Ａ内に含まれるすべてのコンポーネントが、本体１０２及びカートリッジ１０４Ａに代えて、同一の筐体内に含まれてもよい。

貯留部１１６Ａは、エアロゾル源を収容するタンクとして構成されてもよい。この場合、エアロゾル源は、例えば、グリセリンやプロピレングリコールといった多価アルコール、水などの液体やこれらの混合液体である。エアロゾル吸引器１００Ａが電子たばこである場合、貯留部１１６Ａ内のエアロゾル源は、加熱することによって香喫味成分を放出する成分を含んでいてもよい。保持部１３０は、貯留部１１６Ａが供給するエアロゾル源を負荷１３２が加熱可能な位置で保持する。例えば、保持部１３０は、繊維状又は多孔質性の素材から構成され、繊維間の隙間や多孔質材料の細孔に液体としてのエアロゾル源を保持する。前述した繊維状又は多孔質性の素材には、例えばコットンやガラス繊維やセラミック、またはたばこ原料などを用いることができる。エアロゾル吸引器１００Ａがネブライザー等の医療用吸入器である場合、エアロゾル源はまた、患者が吸入するための薬剤を含んでもよい。別の例として、貯留部１１６Ａは、消費されたエアロゾル源を補充することができる構成を有してもよい。あるいは、貯留部１１６Ａは、エアロゾル源が消費された際に貯留部１１６Ａ自体を交換することができるように構成されてもよい。また、エアロゾル源は液体に限られるものではなく、固体でも良い。エアロゾル源が固体の場合の貯留部１１６Ａは、空洞の容器であってもよい。

霧化部１１８Ａは、エアロゾル源を霧化してエアロゾルを生成するように構成される。センサ１１２によって吸引動作やユーザによる他の操作が検知されると、霧化部１１８Ａはエアロゾルを生成する。例えば、保持部１３０は、貯留部１１６Ａと霧化部１１８Ａとを連結するように設けられる。この場合、保持部１３０の一部は貯留部１１６Ａの内部に通じ、エアロゾル源と接触する。保持部１３０の他の一部は霧化部１１８Ａへ延びる。なお、霧化部１１８Ａへ延びた保持部１３０の他の一部は、霧化部１１８Ａに収められてもよく、あるいは、霧化部１１８Ａを通って再び貯留部１１６Ａの内部に通じてもよい。エアロゾル源は、保持部１３０の毛細管効果によって貯留部１１６Ａから霧化部１１８Ａへと運ばれる。一例として、霧化部１１８Ａは、電源１１０に電気的に接続された負荷１３２を含むヒータを備える。なお、本出願において、『電気的に接続』は、電気的に接続される２つの要素の間で電気を輸送できる状態を指してもよい。２つの要素の間で電気を輸送できるのであれば、その方式は有線であってもよいし、無線であってもよい。従って、電気的に接続される２つの要素の間には、第３の要素例えば抵抗が含まれる場合もあるし、含まれない場合もある。ヒータは、保持部１３０と接触又は近接するように配置される。吸引動作やユーザによる他の操作がセンサ１１２によって検知されると、制御部１０６は、霧化部１１８Ａのヒータへの電力供給を制御し、保持部１３０を通じて運ばれたエアロゾル源を加熱することによって当該エアロゾル源を霧化する。霧化部１１８Ａには空気取込流路１２０が接続され、空気取込流路１２０はエアロゾル吸引器１００Ａの外部へ通じている。霧化部１１８Ａにおいて生成されたエアロゾルは、空気取込流路１２０を介して取り込まれた空気と混合される。エアロゾルと空気の混合流体は、矢印１２４で示されるように、エアロゾル流路１２１へと送り出される。エアロゾル流路１２１は、霧化部１１８Ａにおいて生成されたエアロゾルと空気との混合流体を吸口部１２２まで輸送するための管状構造を有する。

吸口部１２２は、エアロゾル流路１２１の終端に位置し、エアロゾル流路１２１をエアロゾル吸引器１００Ａの外部に対して開放するように構成される。ユーザは、吸口部１２２を咥えて吸引することにより、エアロゾルを含んだ空気を口腔内へ取り込む。

通知部１０８は、ＬＥＤなどの発光素子、ディスプレイ、スピーカ、バイブレータなどを含んでもよい。通知部１０８は、必要に応じて、発光、表示、発声、振動などによって、ユーザに対して何らかの通知を行うように構成される。

なお、カートリッジ１０４Ａは外管として、空気取込流路１２０及びエアロゾル流路１２１の一方又は双方は外管内に配置される内管として構成することができる。また、負荷１３２は、内管である空気取込流路１２０又はエアロゾル流路１２１内に配置することができる。貯留部１１６Ａは、外管であるカートリッジ１０４Ａと内管である空気取込流路１２０又はエアロゾル流路１２１の間に配置又は形成することができる。

電源１１０は、通知部１０８、センサ１１２、メモリ１１４、負荷１３２、回路１３４などのエアロゾル吸引器１００Ａの各コンポーネントに電力を供給する。電源１１０は、一次電池であるか、又は、エアロゾル吸引器１００Ａの所定のポート（図示せず）を介して外部電源に接続することにより充電することができる二次電池であってよい。電源１１０のみを本体１０２又はエアロゾル吸引器１００Ａから取り外すことができてもよく、新しい電源１１０と交換することができてもよい。また、本体１０２全体を新しい本体１０２と交換することによって電源１１０を新しい電源１１０と交換することができてもよい。一例として、電源１１０は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池やリチウムイオンキャパシタなどから構成されていてよい。二次電池である電源１１０は、当該電池の温度を検知するための温度センサを含むことがある。

センサ１１２は、回路１３４の全体又は特定の部分に印加される電圧の値、回路１３４の全体又は特定の部分に流れる電流の値、負荷１３２の電気抵抗値に関連する値又は温度に関連する値などを取得するために用いられる１つ又は複数のセンサを含んでもよい。センサ１１２は回路１３４に組み込まれてもよい。センサ１１２の機能が制御部１０６に組み込まれてもよい。センサ１１２はまた、空気取込流路１２０及びエアロゾル流路１２１の一方又は双方内の圧力の変動を検知する圧力センサ、流速を検知する流速センサ及び流量を検知する流量センサのうちの１以上を含んでもよい。センサ１１２はまた、貯留部１１６Ａなどのコンポーネントの重量を検知する重量センサを含んでもよい。センサ１１２はまた、エアロゾル吸引器１００Ａを用いたユーザによるパフの回数を計数するように構成されてもよい。センサ１１２はまた、霧化部１１８Ａへの通電時間を積算するように構成されてもよい。センサ１１２はまた、貯留部１１６Ａ内の液面の高さを検知するように構成されてもよい。センサ１１２はまた、電源１１０のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ，充電状態）、電流積算値、電圧などを求める又は検知するように構成されてもよい。ＳＯＣは、電流積算法（クーロン・カウンティング法）やＳＯＣ−ＯＣＶ（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ，開回路電圧）法等によって求められてもよい。センサ１１２はまた、上述した電源１１０内の温度センサを含んでいてよい。センサ１１２はまた、ユーザが操作可能な操作ボタンなどに対する操作を検出可能であってもよい。

制御部１０６は、マイクロプロセッサ又はマイクロコンピュータとして構成された電子回路モジュール、例えば、ＭＣＵであってよい。制御部１０６は、メモリ１１４に格納されたコンピュータ実行可能命令に従ってエアロゾル吸引器１００Ａの動作を制御するように構成されてよい。メモリ１１４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどの記憶媒体である。メモリ１１４には、上記のようなコンピュータ実行可能命令のほか、エアロゾル吸引器１００Ａの制御に必要な設定データ等が格納されてよい。例えば、メモリ１１４は、通知部１０８の制御方法（発光、発声、振動等の態様等）、センサ１１２により取得及び検知の一方又は双方がされた値、霧化部１１８Ａの加熱履歴等の様々なデータを格納してよい。制御部１０６は、必要に応じてメモリ１１４からデータを読み出してエアロゾル吸引器１００Ａの制御に利用し、必要に応じてデータをメモリ１１４に格納する。なお、メモリ１１４は、制御部１０６に含まれる場合がある。

図１Ｂは、本開示の一実施形態に係るエアロゾル吸引器１００Ｂの構成の概略的なブロック図である。
図示されるように、エアロゾル吸引器１００Ｂは、図１Ａのエアロゾル吸引器１００Ａと類似した構成を有する。但し、第２の部材１０４Ｂ（以下、「エアロゾル発生物品１０４Ｂ」又は「スティック１０４Ｂ」という）の構成は第２の部材１０４Ａの構成とは異なっている。一例として、エアロゾル発生物品１０４Ｂは、エアロゾル基材１１６Ｂ、霧化部１１８Ｂ、空気取込流路１２０、エアロゾル流路１２１、吸口部１２２を含んでもよい。本体１０２内に含まれるコンポーネントの一部がエアロゾル発生物品１０４Ｂ内に含まれてもよい。エアロゾル発生物品１０４Ｂ内に含まれるコンポーネントの一部が本体１０２内に含まれてもよい。エアロゾル発生物品１０４Ｂは、本体１０２に対して挿抜可能に構成されてもよい。あるいは、本体１０２及びエアロゾル発生物品１０４Ｂ内に含まれるすべてのコンポーネントが、本体１０２及びエアロゾル発生物品１０４Ｂに代えて、同一の筐体内に含まれてもよい。

エアロゾル基材１１６Ｂは、エアロゾル源を担持する固体として構成されてもよい。図１Ａの貯留部１１６Ａの場合と同様に、エアロゾル源は、例えば、グリセリンやプロピレングリコールといった多価アルコール、水などの液体やこれらの混合液体であってもよい。エアロゾル基材１１６Ｂ内のエアロゾル源は、加熱することによって香喫味成分を放出するたばこ原料やたばこ原料由来の抽出物を含んでいてもよい。なお、エアロゾル基材１１６Ｂそのものがたばこ原料から構成されていてもよい。エアロゾル吸引器１００Ｂがネブライザー等の医療用吸入器である場合、エアロゾル源はまた、患者が吸入するための薬剤を含んでもよい。エアロゾル基材１１６Ｂは、エアロゾル源が消費された際にエアロゾル基材１１６Ｂ自体を交換することができるように構成されてもよい。エアロゾル源は液体に限られるものではなく、固体でも良い。

霧化部１１８Ｂは、エアロゾル源を霧化してエアロゾルを生成するように構成される。センサ１１２によって吸引動作やユーザによる他の操作が検知されると、霧化部１１８Ｂはエアロゾルを生成する。霧化部１１８Ｂは、電源１１０に電気的に接続された負荷を含むヒータ（図示せず）を備える。吸引動作やユーザによる他の操作が検知されると、制御部１０６は、霧化部１１８Ｂのヒータへの電力供給を制御し、エアロゾル基材１１６Ｂ内に担持されたエアロゾル源を加熱することによって当該エアロゾル源を霧化する。霧化部１１８Ｂには空気取込流路１２０が接続され、空気取込流路１２０はエアロゾル吸引器１００Ｂの外部へ通じている。霧化部１１８Ｂにおいて生成されたエアロゾルは、空気取込流路１２０を介して取り込まれた空気と混合される。エアロゾルと空気の混合流体は、矢印１２４で示されるように、エアロゾル流路１２１へと送り出される。エアロゾル流路１２１は、霧化部１１８Ｂにおいて生成されたエアロゾルと空気との混合流体を吸口部１２２まで輸送するための管状構造を有する。

制御部１０６は、本開示の実施形態に係るエアロゾル吸引器１００Ａ及び１００Ｂ（以下、まとめて「エアロゾル吸引器１００」ともいう）を様々な方法で制御するように構成される。

２ エアロゾル吸引器用の制御装置の概要
２−１ 第１の制御装置について
２−１−１ 回路構成
図２Ａ及び図２Ｂは、本開示の一実施形態による、エアロゾル吸引器１００用の制御装置２００Ａの概略的な回路構成を示す図である。図２Ａには制御装置２００Ａの各要素に言及するための参照が付され、図２Ｂには説明で用いる電圧及び電気抵抗値についての参照等が付されている。なお、制御装置２００Ａは、通知部１０８、電源１１０、センサ１１２、メモリ１１４、制御部１０６及び回路１３４のうち、図示されていない要素を含んでいてもよい。

制御装置２００Ａは、電源１１０、制御部１０６の一例であるＭＣＵ、センサ１１２Ａ及びセンサ１１２Ｃ、負荷１３２（以下、「ヒータ抵抗」ともいい、その電気抵抗値をＲ_ＨＴＲで表す。）、負荷１３２が制御装置２００Ａに対して脱着可能な場合における負荷１３２の接触抵抗２５４（その電気抵抗値をＲ_{ＣＯＮＮＥＣＴＯＲ}で表す。）、負荷１３２の回路との接続端子２５６及び接続端子２５８、第１回路２０２、第２回路２０４、第１電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２０６を含むスイッチＱ１、コンバータ２０８及びレギュレータ２４２、第２ＦＥＴ２１０を含むスイッチＱ２、第１シャント抵抗２１２及び第２シャント抵抗２５２（以下、それぞれ、その電気抵抗値をＲ_{ｓｈｕｎｔ１}及びＲ_{ｓｈｕｎｔ２}で表す。）、オペアンプ２６２、オペアンプ２６２の反転入力端子に電気的に接続された抵抗２６４及び抵抗２６６、ダイオード２６８、オペアンプ２６２の出力端子に電気的に接続された抵抗２７２、抵抗２７２に電気的に接続されたキャパシタ２７４を備える。ダイオード２６８は、オペアンプ２６２の非反転入力端子にアノードが、オペアンプ２６２の電源端子（より詳細には、印加される電圧が一般的にＶ_ｃｃ及びＶ_ＥＥとしてそれぞれ参照される正側電源端子及び負側電源端子のうちの正側電源端子であってよい。以下、オペアンプ２６２の電源端子について同様。）にカソードが電気的に接続されてもよい。換言すれば、ダイオード２６８のカソードにおける電位は、オペアンプ２６２の電源端子における電位と等しくてよい。

制御装置２００Ａにおいて、Ｖ_ｏｕｔはコンバータ２０８の出力電圧に、Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}はオペアンプ２６２の非反転入力端子に印加される電圧に、Ｖ_ｒｅｆはオペアンプ２６２の反転入力端子に印加される電圧に_、Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}は、オペアンプ２６２の出力端子の電圧に応じた電圧であって、制御部１０６に印加される電圧に、Ｖ_{ｏｐ−ａｍｐ}はオペアンプ２６２の電源端子に印加される電圧即ちオペアンプ２６２の電源電圧に、Ｖ_ＭＣＵは、レギュレータ２４２の出力電圧であって、制御部１０６の電源端子に印加される電圧即ち制御部１０６の電源電圧に、それぞれ対応する。制御装置２００Ａにおいて、Ｖ_{ｏｐ−ａｍｐ}はＶ_ＭＣＵに等しい。

負荷１３２の電気抵抗値は温度に応じて変化する。換言すれば、負荷１３２はＰＴＣヒータを含んでいてよい。負荷１３２の電気抵抗値は温度に応じて変化するため、負荷１３２の温度と負荷１３２の電気抵抗値は相関を有しているとも言える。負荷１３２は接続端子２５６及び接続端子２５８を介して制御装置２００Ａの回路に着脱可能に電気的に接続される。負荷１３２は、制御装置２００Ａに含まれるものとしてもよいし、含まれないものとしてもよい。

第１シャント抵抗２１２は、負荷１３２と直列に電気的に接続され、既知の電気抵抗値Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}を有する。第１シャント抵抗２１２の電気抵抗値Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}は温度に対して殆ど又は完全に不変であってよい。第１シャント抵抗２１２は負荷１３２より大きな電気抵抗値を有する。第２シャント抵抗２５２は、第１シャント抵抗２１２と同様の特性のものであってよいが、これに限定されるわけではない。なお、第２シャント抵抗２５２は、第１シャント抵抗２１２と直列に電気的に接続される。また、第２シャント抵抗２５２は、負荷１３２と並列に電気的に接続される。

センサ１１２Ａ及びセンサ１１２Ｃはセンサ１１２の一部を構成するものである。実施形態に応じて、センサ１１２Ａ及び１１２Ｃは省略されてよい。
スイッチＱ１に含まれる第１ＦＥＴ２０６とスイッチＱ２に含まれる第２ＦＥＴ２１０は、それぞれ電気回路を開閉する開閉器の役割を果たす。開閉器としては、ＦＥＴだけでなく、ＩＧＢＴ、コンタクタなどの様々な素子を、スイッチＱ１及びＱ２を構成するために用いることができることは当業者にとって明らかであろう。また、スイッチＱ１及びＱ２は、同一の特性を有していることが好ましいが、そうでなくてもよい。従って、スイッチＱ１及びＱ２として用いるＦＥＴ、ＩＧＢＴ、コンタクタ等は、同一の特性を有していることが好ましいが、そうでなくてもよい。なお、スイッチＱ１及びＱ２に対して同一の特性を有するものを採用した場合、スイッチＱ１とスイッチＱ２の１つ当たりの調達コストを下げられる。これにより、制御装置２００Ａをより低コストで製造することが可能になる。

コンバータ２０８は、ＤＣ／ＤＣコンバータであってよい。コンバータ２０８は、例えばスイッチング・レギュレータであり、ＦＥＴ２１４、ダイオード２１６、インダクタ２１８及びキャパシタ２２０を含みうる。コンバータ２０８が電源１１０の出力電圧を変換して、変換された出力電圧がＶ_ｏｕｔとなるように、制御部１０６はコンバータ２０８を制御してよい。ここで、コンバータ２０８は、制御部１０６による制御により、少なくともスイッチＱ２がオン状態である間は、一定の電圧を出力するよう構成されていることが好ましい。また、コンバータ２０８は、制御部１０６による制御により、スイッチＱ１がオン状態である間も、一定の電圧を出力するように構成されていてもよい。なお、この場合において、コンバータ２０８が出力する電圧が、厳密に一定であることを要しない。コンバータ２０８の目標電圧が所定の期間に亘って一定に維持されていれば、コンバータ２０８は、一定の電圧を出力するように構成されていると言える。なお、スイッチＱ１がオン状態である間に制御部１０６による制御によりコンバータ２０８が出力する一定の電圧と、スイッチＱ２がオン状態である間に制御部１０６による制御によりコンバータ２０８が出力する一定の電圧は、同じでもよいし異なっていてもよい。これらが異なる場合、スイッチＱ１がオン状態である間に制御部１０６による制御によりコンバータ２０８が出力する一定の電圧は、スイッチＱ２がオン状態である間に制御部１０６による制御によりコンバータ２０８が出力する一定の電圧より、高くてもよいし低くてもよい。かかる構成によれば、電圧や他のパラメータが安定するため、エアロゾルの残量の検出精度が向上することになる。更に、スイッチング・レギュレータをコンバータ２０８に用いることで、コンバータ２０８に入力される電圧を一定の電圧に変換する際の損失を小さくすることができる。これにより、エアロゾルの残量の検出精度を向上させつつも、エアロゾルを１回の充電でより多く生成することができる。
コンバータ２０８は、制御部１０６による制御により、スイッチＱ１のみがオン状態である間は、電源１１０の出力電圧が直接第１回路２０２に印加されるように構成されていてもよい。このような態様は、制御部１０６が、スイッチング・レギュレータ２０８をスイッチング動作が停止する直結モードで制御することによって実現されてもよい。なお、コンバータ２０８は必須のコンポーネントではなく、省略することも可能である。また、コンバータ２０８は図２Ａに図示された降圧型であってもよいし、昇圧型であってもよいし、昇降圧型であってもよい。
なお、コンバータ２０８の制御は、制御部１０６以外の別の制御部によって行われてもよい。この別の制御部は、コンバータ２０８内に設けられてもよい。この場合においては、センサ１１２Ｃによって検知された値は、この別の制御部に少なくても入力される。なお、この場合においても、センサ１１２Ｃによって検知された値は、制御部１０６に入力されてもよい。

レギュレータ２４２は、例えばリニア・レギュレータ、特にＬＤＯ（Ｌｏｗ Ｄｒｏｐ−Ｏｕｔ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）であってよい。レギュレータ２４２は、制御部１０６の電源端子に電気的に接続されており、制御部１０６を駆動するための電圧Ｖ_ＭＣＵを生成する。

電圧Ｖ_ＭＣＵは、制御部１０６を駆動するための電圧であるために、比較的低い電圧であってよい。一方で、電圧Ｖ_ｏｕｔは負荷１３２に印加される電圧に関係するものであり、霧化効率を向上させるために比較的高い電圧であることが好ましい。従って、一般的に、電圧Ｖ_ｏｕｔは電圧Ｖ_ＭＣＵよりも高い。そのため、制御装置２００Ａにおいて、電圧Ｖ_ｏｕｔは、電圧Ｖ_ＭＣＵに等しい電圧Ｖ_{ｏｐ−ａｍｐ}よりも高い。従って、制御装置２００Ａは、少なくとも、その最大電圧がＶ_ｏｕｔである第１領域（例えば、限定するわけではないが、２９０で示す領域）と、その最大電圧がＶ_ＭＣＵである第２領域（例えば、限定するわけではないが、２９２で示す領域）とから構成されている。前述した通り、第２領域の最大電圧Ｖ_ＭＣＵは、第１領域の最大電圧Ｖ_ｏｕｔよりも小さい。

なお、それぞれの領域内に昇圧装置が無い限り、最大電圧は領域全体に印加される電圧と等しい。つまり、前述した通り、第２領域に印加される電圧Ｖ_ＭＣＵは、第１領域に印加される電圧Ｖ_ｏｕｔよりも小さいとも言える。

図１Ａ及び図１Ｂに示される回路１３４は、電源１１０と負荷１３２とを電気的に接続し、第１回路２０２及び第２回路２０４を含みうる。第１回路２０２及び第２回路２０４は、電源１１０と負荷１３２の間において電気的に並列に接続される。第１回路２０２はスイッチＱ１を含みうる。第２回路２０４はスイッチＱ２及び第１シャント抵抗２１２を含みうる。従って、第１回路２０２は第２回路２０４よりも小さい電気抵抗値を有しうる。第１回路２０２から負荷１３２へと至る回路は、エアロゾル生成回路の少なくとも一部を構成するものである。

図２Ａ及び図２Ｂにおいて点線矢印で示すように、制御部１０６は、スイッチＱ１、スイッチＱ２等を制御することができ、センサ１１２Ａ及びセンサ１１２Ｃにより検知された値を取得することができる。制御部１０６は、スイッチＱ１をオフ状態からオン状態に切り替えることにより第１回路２０２を機能させ、スイッチＱ２をオフ状態からオン状態に切り替えることにより第２回路２０４を機能させるように構成されてもよい。制御部１０６は、スイッチＱ１及びＱ２を交互に切り替えることにより、第１回路２０２及び第２回路２０４を交互に機能させるように構成されてもよい。

第１回路２０２はエアロゾル源の霧化に主に用いられる。スイッチＱ１がオン状態に切り替えられて第１回路２０２が機能するとき、負荷１３２に電力が供給され、負荷１３２は加熱される。負荷１３２の加熱により、霧化部１１８Ａ内の保持部１３０に保持されているエアロゾル源（図１Ｂのエアロゾル吸引器１００Ｂの場合、エアロゾル基材１１６Ｂに担持されたエアロゾル源）が霧化されてエアロゾルが生成される。

第２回路２０４は、負荷１３２に印加される電圧に応じた電圧の値等を取得するために用いられる。
オペアンプ２６２は、センサ１１２の一部を構成する電圧センサを構成するためのものである。制御装置２００Ａにおいて、オペアンプ２６２は増幅回路の一部を構成し、従って制御部１０６には、電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}に応じた（正確には、電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}と電圧Ｖ_ｒｅｆとの差分に応じた）電圧Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}が印加される。Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}は、電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}と電圧Ｖ_ｒｅｆとの差分そのものでは無く、電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}と電圧Ｖ_ｒｅｆとの差分を増幅したものであってもよい。なお、オペアンプ２６２の図示されていない電源端子は、グラウンドに電気的に接続されていてよい。また、制御装置２００Ａにおいて、オペアンプ２６２の非反転入力端子に電気的に接続されるものと、反転入力端子に電気的に接続されるものとが逆となるように構成してもよい。従って、オペアンプ２６２の反転入力端子にダイオード２６８が電気的に接続される場合がある。

２−１−２ 第２シャント抵抗２５２について
第２シャント抵抗２５２は、以下に詳述するように、負荷１３２がエアロゾル吸引器１００から取り外されたときの電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}及びそれに応じた電圧Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}を安定させ、それによって、負荷１３２の取り外しを確実に検知するためのものである。

図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ、負荷１３２が装着されているとき及び取り外されているときの、制御装置２００Ａの回路の一部を表す図である。また、以下の説明では、スイッチＱ１はオフ状態であり、スイッチＱ２はオン状態であるものとする。

負荷１３２が装着されているとき、オペアンプ２６２の非反転入力端子に印加される電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}は、第２シャント抵抗２５２、抵抗２５４及び負荷１３２の合成抵抗３４０（その電気抵抗値をＲ’で表す。）と、第１シャント抵抗２１２とによって電圧Ｖ_ｏｕｔが分圧された電圧となる。即ち、

ここで、

一方、負荷１３２が取り外されているとき、オペアンプ２６２の非反転入力端子に印加される電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}は、第１シャント抵抗２１２と、第２シャント抵抗２５２とによって電圧Ｖ_ｏｕｔが分圧された電圧となる。即ち、

前述した通り、第１シャント抵抗２１２と第２シャント抵抗２５２は、抵抗２５４や負荷１３２と比べて十分に大きな電気抵抗値を有する。従って、式（２）より明らかにＲ’はＲ_{ｓｈｕｎｔ２}と相違するから、式（１）及び（３）より、負荷１３２が装着されているときと取り外されているときとでは、電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}は相違する。従って、電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}に応じた電圧Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}も、負荷１３２が装着されているときと取り外されているときとでは相違することになる。これにより、制御部１０６は、印加される電圧に基づき、負荷１３２の着脱を検出することが可能である。

ここで、図３Ｃのように、第２シャント抵抗２５２が存在しないと仮定した制御装置２００Ａの回路について検討すると、負荷１３２が取り外されているとき、電源１１０から第１シャント抵抗２１２を通過し再び電源１１０へと戻る経路が閉回路を構成しなくなり、これにより電圧Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}の値が不安定なものとなってしまう。

従って、第２シャント抵抗２５２を設けることで、負荷１３２の着脱の検知における精度を大幅に向上させることができる。
２−１−３ ダイオード２６８について
ダイオード２６８は、以下に詳述するように、オペアンプ２６２の非反転入力端子に過電圧が印加されることを防ぐためのものである。

図３Ｄは、ダイオード２６８が存在しないと仮定した制御装置２００Ａの回路の一部を表す図である。
まず、図３Ｄに示される回路において、スイッチＱ１がオン状態であり、スイッチＱ２がオフ状態である場合を検討する。図２Ｂより、電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}は電圧Ｖ_ｏｕｔと等しい。従って、
Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}＝Ｖ_ｏｕｔ （４）
また、上述したように、
Ｖ_{ｏｐ−ａｍｐ}＜Ｖ_ｏｕｔ （５）
であるから、式（４）及び（５）より、
Ｖ_{ｏｐ−ａｍｐ}＜Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ} （６）
このことは、オペアンプ２６２の非反転入力端子に印加される電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}が、オペアンプ２６２の電源電圧Ｖ_{ｏｐ−ａｍｐ}よりも高くなることを表している。このような場合、オペアンプ２６２の非反転入力端子には過電圧が印加されていることになり、オペアンプ２６２の誤動作を引き起こす虞がある。

次に、図３Ｄに示される回路において、スイッチＱ１がオフ状態であり、スイッチＱ２がオン状態である場合を検討する。第２シャント抵抗２５２、抵抗２５４及び負荷１３２の合成抵抗３４０（その電気抵抗値はＲ’で表される。）と、第１シャント抵抗２１２との合成抵抗３４２の電気抵抗値Ｒは、
Ｒ＝Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}＋Ｒ’ （７）
合成抵抗３４０の電気抵抗値Ｒ’は式（２）の通りであるから、合成抵抗３４２の電気抵抗値Ｒは、

第１シャント抵抗２１２を流れる電流をＩとおくと、
Ｉ＝Ｖ_ｏｕｔ／Ｒ （９）
であり、第１シャント抵抗２１２における電圧降下はＩ・Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}であるから、電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}は以下のように表せる。

式（１０）によれば、Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}及びＲ_{ｓｈｕｎｔ２}がＲ_{ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ}及びＲ_ＨＴＲよりも十分に大きければ、オペアンプ２６２の非反転入力端子に印加される電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}は十分に小さな値になる。従って、Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}は、オペアンプ２６２の電源電圧Ｖ_{ｏｐ−ａｍｐ}よりも高くならない。しかしながら、そうでない場合には、オペアンプ２６２の非反転入力端子に印加される電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}は、オペアンプ２６２の電源電圧Ｖ_{ｏｐ−ａｍｐ}よりも高くなってしまう。即ち、スイッチＱ１がオフ状態であり、スイッチＱ２がオン状態である場合であっても、オペアンプ２６２の非反転入力端子に印加される電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}が過大となる場合がある。

図３Ｅは、上記過大な電圧の問題を解決するための、制御装置２００Ａにおけるダイオード２６８に係る等価回路３５０を表している。
３５２はオペアンプ２６２の非反転入力端子に、３５４はオペアンプ２６２が有する実質的な抵抗（以下、その電気抵抗値をＲ_{ｏｐ−ａｍｐ}で表す。）に相当する。３６２及び３６４は、それぞれ、Ｖ_{ｏｐ−ａｍｐ}及びＶ_{ｓａｍｐｌｅ}を発生する電圧源に相当する。

電圧Ｖ_{ｏｐ−ａｍｐ}が電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}よりおおよそ高いとき、ダイオード２６８に順方向電流は流れないから、電流は３７２に示す向きのみに流れることになる。一方、電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}が電圧Ｖ_{ｏｐ−ａｍｐ}よりおおよそ高いとき、ダイオード２６８に順方向電流が流れることになる。ここで、ダイオード２６８の順方向の電気抵抗値より抵抗３５４の電気抵抗値Ｒ_{ｏｐ−ａｍｐ}が十分に大きい場合には、過電圧を持つ電流の大半がダイオード２６８に流れることになる。

あまりに大きな電流がダイオード２６８に流れると、ダイオード２６８の逆流防止機能が低下し、電圧Ｖ_{ｏｐ−ａｍｐ}によって生じる電流が負荷１３２に貫流する虞がある。そのため、ダイオード２６８に流れる電流は、ダイオード２６８に依存する最大値を超えないようにする必要がある。以下、ダイオード２６８に流れる電流がその最大値を超えない条件について検討する。

等価回路３５０において、ダイオード２６８に許容される最大の順方向電流をＩ_{Ｆ＿ｕｐｐｅｒ}と、ダイオード２６８の順方向の電気抵抗値をＲ_Ｆとおくと、以下の条件を満たすのであれば、ダイオード２６８に流れる電流がその最大値を超えることはない。

ここで、上述したように、電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}は電圧Ｖ_ｏｕｔを超えないから、結局、以下の条件を満たすのであれば、ダイオード２６８に流れる電流がその最大値を超えることはなく、ダイオード２６８の逆流防止機能が低下することはない。

このように、Ｖ_ｏｕｔの値が小さいほどダイオード２６８の順方向電流が小さくなるため、結果としてダイオード２６８を保護することができる。しかし、スイッチＱ１のオン状態において、Ｖ_ｏｕｔはエアロゾルを生成する負荷１３２に印加される。従って、Ｖ_ｏｕｔを小さくし過ぎてしまうと、負荷１３２がエアロゾルを生成できない虞がある。
そこで、Ｖ_ｏｕｔは、上述した式（１２）の条件と、負荷１３２がエアロゾルを生成できる程度の電圧であるという条件を同時に満たす必要がある。本願発明者らが鋭意検討した結果、負荷１３２が常温において約２．４Ωの電気抵抗値を有する場合、Ｖ_ｏｕｔが３．３〜３．７Ｖ程度であれば、上述した２つの条件を同時に満たすことが判明した。また、負荷１３２が常温において約１．０Ωの電気抵抗値を有する場合、Ｖ_ｏｕｔが２．１〜２．５Ｖ程度であれば、上述した２つの条件を同時に満たすことが判明した。

上述した実施形態では、オペアンプ２６２の入力電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}がオペアンプ２６２の電源電圧Ｖ_{ｏｐ−ａｍｐ}以下にするための回路構成について説明した。同様の課題は、オペアンプ２６２に代えてコンパレータを用いた場合にも生じ得る。このような場合においても、コンパレータの入力端子にアノードが接続されるダイオード２６８を用いれば、コンパレータの入力電圧がコンパレータの電源電圧以下にすることができる。

２−２ 第２の制御装置について
２−２−１ 回路構成
図２Ｃ及び図２Ｄは、本開示の別の一実施形態による、エアロゾル吸引器１００用の制御装置２００Ｂの概略的な回路構成を示す図である。図２Ｃには制御装置２００Ｂの各要素に言及するための参照が付され、図２Ｄには説明で用いる電圧及び電気抵抗値についての参照等が付されている。制御装置２００Ａと制御装置２００Ｂとは一部の構成が共通であり、図２Ａ及び図２Ｂと図２Ｃ及び図２Ｄとで同じ符号は同じものを参照している。以下、制御装置２００Ｂの制御装置２００Ａとの相違点について述べる。

制御装置２００Ｂにおいて、ダイオード２６８は存在せず、また、オペアンプ２６２の電源端子には電圧Ｖ_ｏｕｔが印加されるように構成されている。従って、制御装置２００Ｂにおいて、オペアンプ２６２の電源端子に印加される電圧Ｖ_{ｏｐ−ａｍｐ}はＶ_ｏｕｔに等しい。

また、制御装置２００Ｂには、第１抵抗２８２及び第２抵抗２８４（以下、その電気抵抗値をそれぞれＲ_ｄｉｖ１及びＲ_ｄｉｖ２で表す。）から構成された分圧回路２８６が含まれている。分圧回路２８６は、電圧Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}を分圧して電圧Ｖ’_{ａｎａｌｏｇ}を出力するものである。

更に、制御装置２００Ｂにおいて、制御部１０６には電圧Ｖ’_{ａｎａｌｏｇ}が入力される。
２−２−２ 分圧回路２８６について
制御装置２００Ｂにおいて、分圧回路２８６が存在しない場合、制御部１０６には電圧Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}が印加されることになる。ここで、制御装置２００Ｂにおけるオペアンプ２６２の電源電圧はＶ_ｏｕｔであるから、オペアンプ２６２の出力電圧に応じた電圧Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}も、Ｖ_ｏｕｔに達する可能性がある。一方で、制御部１０６の電源電圧はＶ_ＭＣＵであり、また、上述したように一般的にＶ_ＭＣＵ＜Ｖ_ｏｕｔであるから、制御部１０６には、電源電圧であるＶ_ＭＣＵよりも高い電圧Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}が印加され、過電圧となる可能性がある。

分圧回路２８６は、上記問題を防ぐためのものである。制御装置２００Ｂにおいて、制御部１０６に印加される電圧Ｖ’_{ａｎａｌｏｇ}と電圧Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}との関係は、以下のように表される。

制御部１０６に過電圧が入力されないようにするためには、制御部１０６に入力される電圧Ｖ’_{ａｎａｌｏｇ}が、その電源電圧Ｖ_ＭＣＵ以下であればよい。即ち、

制御装置２００Ｂにおけるオペアンプ２６２が構成する増幅回路の増幅率をＡ_ｄとおくと、

電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}は電圧Ｖ_ｏｕｔを超えないから、

式（１４）及び（１６）より、電圧Ｖ_ＭＣＵと電圧Ｖ_ｏｕｔとが以下の関係を満たすのであれば、上記過電圧の問題は生じない。

従って、式（１８）を満たすＶ_ｏｕｔを出力するようにコンバータ２０８を調整すること、及び、式（１８）を満たすように分圧回路２８６の第１抵抗２８２及び第２抵抗２８４の電気抵抗値Ｒ_ｄｉｖ１及びＲ_ｄｉｖ２を設定することの一方又は双方を行うことによって、制御部１０６に過電圧が印加されることを防ぐことができる。別の観点から述べると、式（１８）によれば、分圧回路２８６の第１抵抗２８２及び第２抵抗２８４の電気抵抗値Ｒ_ｄｉｖ１及びＲ_ｄｉｖ２を固定した場合の、コンバータ２０８の出力電圧Ｖ_ｏｕｔの上限値が定まることになる。

このように、Ｖ_ｏｕｔの値が小さいほどＶ_{ａｎａｌｏｇ}が小さくなるため、結果として制御部１０６を保護することができる。しかし、スイッチＱ１のオン状態において、Ｖ_ｏｕｔはエアロゾルを生成する負荷１３２に印加される。従って、Ｖ_ｏｕｔを小さくし過ぎてしまうと、負荷１３２がエアロゾルを生成できない虞がある。
そこで、Ｖ_ｏｕｔは、上述した式（１８）の条件と、負荷１３２がエアロゾルを生成できる程度の電圧であるという条件を同時に満たす必要がある。本願発明者らが鋭意検討した結果、負荷１３２が常温において約２．４Ωの電気抵抗値を有する場青、Ｖ_ｏｕｔが３．３〜３．７Ｖ程度であれば、上述した２つの条件を同時に満たすことが判明した。また、負荷１３２が常温において約１．０Ωの電気抵抗値を有する場合、Ｖ_ｏｕｔが２．１〜２．５Ｖ程度であれば、上述した２つの条件を同時に満たすことが判明した。

３ エアロゾル吸引器用の制御装置の動作
３−１ 主処理について
図４Ａ及び図４Ｂは、負荷１３２の温度を測定し、エアロゾル源の残量を検出するための例示の主処理４００のフローチャートである。なお、主処理４００は、制御装置２００Ａ又は制御装置２００Ａが含む制御部１０６が実行するものであり、エアロゾル吸引器１００が動作している間、繰り返されるものである。

ステップ４１０は、第１条件及び第２条件を満たしているかを判定するステップを示している。第１条件及び第２条件を満たしていると判定された場合、処理はステップ４２０に進み、そうでない場合、ステップ４１０を繰り返す。第１条件と第２条件については、後述する。

後述する後続のステップ４５０において、エアロゾル源を霧化するためにスイッチＱ１がオン状態とするための信号が送信される。ステップ４１０により、第１条件と第２条件の少なくとも一方が満たされない場合には、ステップ４５０に進まず、従って、スイッチＱ１をオン状態とすることが禁止されることになる。

ステップ４２０は、エアロゾルの生成要求を検知したかを判定するステップを示している。エアロゾルの生成要求を検知したと判定した場合、処理はステップ４３０に進み、そうでない場合、ステップ４２０を繰り返す。

制御部１０６は、例えば、圧力センサや流速センサ、流量センサ等から得られた情報に基づき、ユーザによる吸引開始を検知した場合に、エアロゾルの生成要求を検知したと判定してよい。より詳細には、例えば、制御部１０６は、圧力センサの出力値即ち圧力が所定の閾値を下回った場合に、ユーザによる吸引開始が検知されたと判定することができる。また、例えば、制御部１０６は、流速センサ又は流量センサの出力値即ち流速又は流量が所定の閾値を越えた場合に、ユーザによる吸引開始が検知されたと判定することができる。かかる判定手法においては、ユーザの感覚に合ったエアロゾル生成が可能なため、流速センサ又は流量センサは特に好適である。あるいは、制御部１０６は、これらのセンサの出力値が連続的に変化し始めた場合、ユーザによる吸引開始が検知されたと判定してもよい。あるいは、制御部１０６は、エアロゾルの生成を開始するためのボタンが押されたことなどに基づいて、ユーザによる吸引開始が検知されたと判定してもよい。あるいは、制御部１０６は、圧力センサ、流速センサ又は流量センサから得られた情報とボタンの押下の双方に基づいて、ユーザによる吸引開始が検知されたと判定してもよい。

ステップ４３０は、カウンタが所定のカウンタ閾値以下かを判定するステップを示している。カウンタが所定のカウンタ閾値以下である場合、処理はステップ４４０に進み、そうでない場合、処理は後述する図４Ｂのステップ４６４に進む。

所定のカウンタ閾値は、１以上の所定の値であってよい。ステップ４３０の意義については、後述する。
ステップ４３５は、コンバータ２０８を、後述するステップ５３４にて設定された出力電圧Ｖ_ｏｕｔを発生するように制御するステップを示している。このステップは、コンバータ２０８が既に電圧Ｖ_ｏｕｔを出力している場合には何もしないステップであってよい。また、このステップは、負荷１３２に電力を供給する前であれば、どのタイミングで実行されてもよい。

ステップ４４０は、負荷１３２への給電が停止してから所定の冷却時間が経過したかを判定するステップを示している。負荷１３２への給電が停止してから所定の冷却時間が経過したと判定した場合、処理はステップ４４２に進み、そうでない場合、処理はステップ４４８に進む。

ステップ４４２は、負荷１３２の電気抵抗値を取得するために、スイッチＱ２をオン状態にするための信号を送信するステップを示している。
ステップ４４３は、制御部１０６に印加される電圧Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}又は電圧Ｖ’_{ａｎａｌｏｇ}に基づき、負荷１３２の電気抵抗値をＲ２として取得し、少なくとも一時的にメモリ１１４に記憶するステップを示している。後述するように、この電気抵抗値Ｒ２は、負荷１３２の温度と電気抵抗値の相関を較正するために用いられるものである。

電圧Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}又は電圧Ｖ’_{ａｎａｌｏｇ}に基づき負荷１３２の電気抵抗値を求める手法は、任意である。例えば、負荷１３２電気抵抗値は電圧Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}又は電圧Ｖ’_{ａｎａｌｏｇ}の値の関数であるから、当該関数を実験的に又は計算によりあらかじめ求めておき、当該関数に従いステップ４４３において負荷１３２の電気抵抗値を取得することができる。

なお、電圧Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}又は電圧Ｖ’_{ａｎａｌｏｇ}は、オペアンプ２６２の出力に応じた電圧であるから、電圧Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}又は電圧Ｖ’_{ａｎａｌｏｇ}に基づき負荷１３２の電気抵抗値を取得する処理は、オペアンプ２６２の出力に応じた電圧に基づく処理である。

また、電圧Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}又は電圧Ｖ’_{ａｎａｌｏｇ}に基づき負荷１３２の電気抵抗値を取得する処理は、明らかに、制御部２０６に印加される電圧に基づく処理でもある。
ステップ４４４は、スイッチＱ２をオフ状態にするための信号を送信するステップを示している。

ステップ４４５は、後述するステップ４５５において負荷１３２の温度を取得するために、負荷１３２の温度と電気抵抗値の相関を較正すべく、基準抵抗値Ｒ_ｒｅｆを表す変数に、直前のステップ４４３において取得した電気抵抗値Ｒ２を代入するステップを示している。

ステップ４４８は、基準抵抗値Ｒ_ｒｅｆを表す変数に、前回以前のステップ４４３において取得した電気抵抗値Ｒ２の何れか、又は、後述するカートリッジ１０４Ａの交換時に取得した負荷１３２の電気抵抗値Ｒ１の値を代入するステップを示している。

なお、エアロゾル吸引器１００の動作中に基準抵抗値Ｒ_ｒｅｆを表す変数の値が保持されるのであれば、ステップ４４８は、基準抵抗値Ｒ_ｒｅｆを表す変数の値が設定されていない場合に当該変数に電気抵抗値Ｒ１の値を代入し、そうでない場合に何もしないステップであってもよい。

なお、ステップ４４５及びステップ４４８おける代入は、負荷１３２の温度と電気抵抗値との相関を表す後述するステップ４５５において用いる式によって計算される負荷１３２の温度Ｔ_ＨＴＲの精度を向上させるものであり、当該相関を較正する処理の一例である。

ステップ４５０は、エアロゾル源を霧化するためにスイッチＱ１をオン状態にするための信号を送信するステップを示している。
ステップ４５１は、負荷１３２の電気抵抗値を取得するために、スイッチＱ２をオン状態にするための信号を送信するステップを示しており、ステップ４５２は、精度よく負荷１３２の電気抵抗値を取得するために、スイッチＱ１をオフ状態にするための信号を送信するステップを示している。ステップ４５１及び４５２の順序はどちらが先であっても同時であっても構わないが、スイッチに信号を送ってから実際に状態が変化するまでの遅延を考慮すると、ステップ４５１はステップ４５２よりも前であることが好ましい。

ステップ４５３は、制御部１０６に印加される電圧Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}又は電圧Ｖ’_{ａｎａｌｏｇ}に基づき、負荷１３２の電気抵抗値をＲ３として取得するステップを示している。
ステップ４５４は、スイッチＱ２をオフ状態とする信号を送信するステップを示している。

ステップ４５５は、負荷１３２の温度Ｔ_ＨＴＲを取得するステップを示している。負荷１３２の温度Ｔ_ＨＴＲの値は、以下の式により求めることが可能である。

ここで、Ｔ_ｒｅｆは所定の基準温度であり、その電気抵抗値がＲ_ｒｅｆであるときの負荷１３２の温度に等しいか、又は、当該温度近傍の温度であることが好ましい。例えば、Ｔ_ｒｅｆをエアロゾル吸引器１００の使用が想定される周囲温度（例えば、室温又は２５℃）に設定しておけば、ステップ４４３や後述するステップ５３０の実行時における負荷１３２の温度は、そのようなＴ_ｒｅｆの近傍の温度となるであろう。α_ＴＣＲは、負荷１３２の材質に依存する既知の定数である。

なお、上述したように、式（１９）におけるＲ_ｒｅｆ及びＲ３を取得する処理は、オペアンプ２６２の出力に応じた電圧に基づく処理である。従って、式（１９）に従い負荷１３２の温度Ｔ_ＨＴＲを取得する処理は、オペアンプ２６２の出力に応じた電圧に基づく処理である。同様に、式（１９）に従い負荷１３２の温度Ｔ_ＨＴＲを取得する処理は、制御部２０６に印加される電圧に基づく処理でもある。

ステップ４６０は、直前のステップ４５５において取得した負荷１３２の温度Ｔ_ＨＴＲをデータ構造であるリストに追加して、後で参照できるようにするステップを示している。なお、リストは例示にすぎず、ステップ４６０においては配列等複数のデータを保持可能な任意のデータ構造を用いてよい。なお、後述するステップ４７０において処理がステップ４８０へ進むと判断されない限り、ステップ４６０の処理は複数回実行される。ステップ４６０が複数回実行される場合、データ構造における負荷１３２の温度Ｔ_ＨＴＲは、上書きされず、ステップ４６０の処理が実行される回数だけ追加される。

ステップ４６２は、直前のステップ４５５において取得した負荷１３２の温度Ｔ_ＨＴＲが、所定の第１閾値未満であるかを判定するステップを示している。負荷１３２の温度Ｔ_ＨＴＲが第１閾値未満である場合、処理はステップ４７０に進み、そうでない場合、処理はステップ４６４に進む。

第１閾値は、負荷１３２の温度が超えた場合に、エアロゾル源の枯渇が強く疑われる温度であることが好ましく、例えば３００℃である。
ステップ４６４は、スイッチＱ１がオン状態となることを禁止するステップを示している。

このステップは、第１条件に係るフラグをメモリ１１４において設定するステップであってよく、このフラグは、カートリッジ１０４Ａが交換されたときに解除されるものであってよい。即ち、この例では、第１条件はカートリッジ１０４Ａが交換されることであり、当該フラグが解除されるまで即ちカートリッジ１０４Ａが交換されるまで第１条件は満たされないことになり、ステップ４１０における判定は偽となる。換言すれば、当該フラグが解除されない限り、ステップ４１０における判定は真とならない。

なお、ステップ４６２及び４６４は、負荷１３２の温度Ｔ_ＨＴＲに基づく処理であり、上述したように、式（１９）に従い負荷１３２の温度Ｔ_ＨＴＲを取得する処理は、オペアンプ２６２の出力に応じた電圧に基づく処理である。従って、ステップ４６２及び４６４に係る処理は、オペアンプ２６２の出力に応じた電圧に基づく処理でありうる。同様に、ステップ４６２及び４６４に係る処理は、制御部２０６に印加される電圧に基づく処理でもありうる。

ステップ４６６は、通知部１０８上のＵＩ（ユーザ・インターフェース）において所定の通知を行うステップを示している。
この通知は、カートリッジ１０４Ａを交換すべきことを示す通知であってよい。

ステップ４７０は、エアロゾル生成要求が終了したかを判定するステップを示している。エアロゾル生成要求が終了したと判定された場合、処理はステップ４８０に進み、そうでない場合、処理はステップ４５０に戻る。

制御部１０６は、例えば、圧力センサや流速センサ、流量センサ等から得られた情報に基づき、制御部１０６がユーザによる吸引終了を検知した場合に、エアロゾル生成要求が終了したと判定してよい。ここで、例えば、制御部１０６は、圧力センサの出力値即ち圧力が所定の閾値を越えた場合に、ユーザによる吸引終了が検知されたと、換言すればエアロゾルの生成が要求されていないと判定することができる。また、例えば、制御部１０６は、流速センサ又は流量センサの出力値即ち流速又は流量が所定の閾値を下回った場合に、ユーザによる吸引終了が検知されたと、換言すればエアロゾルの生成が要求されていないと判定することができる。なお、この閾値は、ステップ４２０における閾値より大きくても、当該閾値と等しくても、当該閾値より小さくてもよい。あるいは、制御部１０６は、エアロゾルの生成を開始するためのボタンが離されたことなどに基づいて、ユーザによる吸引終了が検知された、換言すれば、エアロゾルの生成が要求されていないと判定してもよい。あるいは、制御部１０６は、エアロゾルの生成を開始するためのボタンが押下されてから、所定時間が経過するなどの所定の条件が満たされたら、ユーザによる吸引終了が検知されたと、換言すればエアロゾルの生成が要求されていないと判定してもよい。

ステップ４８０は、負荷１３２の１以上の温度Ｔ_ＨＴＲが保持されているリストにおける最大値が、所定の第２の閾値未満かを判定するステップを示している。当該最大値が第２閾値未満である場合、処理はステップ４８８に進み、そうでない場合、処理はステップ４８２に進む。

第２閾値は、負荷１３２の温度が超えた場合に、エアロゾル源の枯渇が疑われるものの、貯留部１１６Ａからエアロゾル源の供給が間に合わない等による保持部１３０におけるエアロゾル源の一時的な不足の可能性もある温度であることが好ましい。従って、第２閾値は第１閾値より小さくてよく、例えば２５０℃である。

ステップ４８２は、スイッチＱ１がオン状態となることを一時的に禁止するステップを示している。
このステップは、第２条件に係るフラグをメモリ１１４において設定するステップであってよく、このフラグは、当該フラグの設定から所定時間経過したときに解除されるものであってよい。即ち、この例では、第２条件はフラグが設定されてから所定時間が経過することであり、当該フラグが解除されるまで即ち当該フラグの設定から所定時間が経過するまで第２条件は満たされないことになり、ステップ４１０における判定は一時的に偽となる。換言すれば、当該フラグが解除されない限り、ステップ４１０における判定は真とならない。なお、所定時間は１０秒以上、例えば１１秒であってよい。

なお、ステップ４８０及び４８２は、負荷１３２の温度Ｔ_ＨＴＲに基づく処理であり、上述したように、式（１９）に従い負荷１３２の温度Ｔ_ＨＴＲを取得する処理は、オペアンプ２６２の出力に応じた電圧に基づく処理である。従って、ステップ４８０及び４８２に係る処理は、オペアンプ２６２の出力に応じた電圧に基づく処理でありうる。同様に、ステップ４８０及び４８２に係る処理は、制御部２０６に印加される電圧に基づく処理でもありうる。

ステップ４８４は、通知部１０８上のＵＩにおいて所定の通知を行うステップを示している。
この通知は、エアロゾルの吸引をしばらく待つよう促す通知であってよい。

ステップ４８６は、カウンタをインクリメント、例えばカウンタに１を加算するステップを示している。
ステップ４８８は、カウンタ及びリストを初期化するステップを示している。このステップにより、カウンタは０となり、リストは空となってよい。

本実施形態においては、エアロゾル生成要求が終了した後のステップ４８０において、負荷１３２の温度Ｔ_ＨＴＲと第２閾値を比較している。本実施形態に代えて、エアロゾル生成要求が終了する前に負荷１３２の温度Ｔ_ＨＴＲと第２閾値を比較してもよい。この場合、負荷１３２の温度ＴＨＴＲが第２閾値以上と判断された場合、エアロゾル生成要求が終了するまで、負荷１３２の温度Ｔ_ＨＴＲと第２閾値の比較をこれ以上行わなくてもよい。

３−２ 補助処理について
図５は、主処理４００を補助する例示の処理５００のフローチャートである。補助処理５００は、主処理４００と同時に又は並列に実行することができる。

ステップ５１０は、カートリッジ１０４Ａの交換を検知したかを判定するステップを示している。カートリッジ１０４Ａは負荷１３２を含むものであるから、制御部１０６は、２−１−２にて述べたように、電圧Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}（又は電圧’Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}）に基づき負荷１３２の着脱を検知することによって、カートリッジ１０４Ａの交換を検知することができる。カートリッジ１０４Ａの交換を検知した場合、処理はステップ５２０に進み、そうでない場合、ステップ５１０を繰り返す。

ステップ５２０は、負荷１３２の電気抵抗値を取得するために、スイッチＱ２をオン状態にするための信号を送信するステップを示している。
ステップ５３０は、制御部１０６に印加される電圧Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}又は電圧Ｖ’_{ａｎａｌｏｇ}に基づき、負荷１３２の電気抵抗値をＲ１として取得し、少なくとも一時的にメモリ１１４に記憶するステップを示している。

ステップ５３２は、交換されたカートリッジ１０４Ａの種類を識別するステップを示している。カートリッジ１０４Ａの種類の識別は、ステップ５３０にて取得した電気抵抗値Ｒ１に基づき、当該カートリッジが含む負荷１３２の種類（材質を含み、例えば、ニクロムであるかＳＵＳであるか）を特定することを含む。

ステップ５３４は、特定した負荷１３２の種類に基づき、負荷１３２に最適な出力電圧Ｖ_ｏｕｔを設定するステップを示している。
２−１で述べたようなオペアンプ２６２の入力電圧Ｖ_{ｓａｍｐｌｅ}がオペアンプ２６２の電源電圧Ｖ_{ｏｐ−ａｍｐ}より高くなりえる実施形態においては、最適な出力電圧Ｖ_ｏｕｔは、ダイオード２６８の過電圧による誤動作を防ぎ、且つ、負荷１３２がエアロゾルを生成可能となる電圧であることが好ましい。より詳細には、最適な出力電圧Ｖ_ｏｕｔは、ダイオード２６８に流れる順方向電圧が許容値を超えず、且つ、負荷１３２がエアロゾルを生成可能となる電圧であることが好ましい。

２−２で述べたような制御部１０６に入力される電圧Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}が制御部１０６の電源電圧Ｖ_ＭＣＵより高くなりえる実施形態においては、最適な出力電圧Ｖ_ｏｕｔは、制御部１０６の過電圧による誤動作を防ぎ、且つ、負荷１３２がエアロゾルを生成可能となる電圧であることが好ましい。より詳細には、制御部１０６に入力される電圧Ｖ_{ａｎａｌｏｇ}若しくは電圧Ｖ’_{ａｎａｌｏｇ}が制御部１０６の電源電圧Ｖ_ＭＣＵ以下となり、且つ、負荷１３２がエアロゾルを生成可能となる電圧であることが好ましい。
本願発明者らが鋭意検討した結果、負荷１３２が常温において約２．４Ωの電気抵抗値を有する場合、Ｖ_ｏｕｔが３．３〜３．７Ｖ程度であれば、上述した最適な出力電圧Ｖ_ｏｕｔが満たすべき条件を満たすことが判明した。また、負荷１３２が常温において約１．０Ωの電気抵抗値を有する場合、Ｖ_ｏｕｔが２．１〜２．５Ｖ程度であれば、上述した２つの条件を同時に満たすことが判明した。
このように負荷１３２の種類に応じて、複数の最適な出力電圧Ｖ_ｏｕｔ又は最適な出力電圧Ｖ_ｏｕｔの範囲が求まる。コンバータ２０８は、負荷１３２の種類に応じて、複数のそのような電圧又はそのような範囲の電圧を出力可能なように構成することができる。

なお、ステップ５３２及び５３４はＲ１に基づく処理であり、Ｒ１を取得する処理は、オペアンプ２６２の出力に応じた電圧に基づく処理である。従って、ステップ５３２及び５３４に係る処理は、オペアンプ２６２の出力に応じた電圧に基づく処理である。同様に、テップ５３２及び５３４に係る処理は、制御部２０６に印加される電圧に基づく処理でもある。

ステップ５４０は、スイッチＱ２をオフ状態にするための信号を送信するステップを示している。
ステップ５５０は、処理４００において使用される上述したカウンタ及びリストを初期化するステップを示している。

上述したステップ４６２、ステップ４８０、ステップ５１０は、オペアンプ２６２の出力に応じた電圧であるアナログ信号を、制御部１０６の内部に設けられたＡ／Ｄコンバータでデジタル値に変換し、これを所定の閾値と比較することで実現できる。この方法に替えて、オペアンプ２６２の代わりにコンパレータを用い、且つ、コンパレータの基準電圧を所定の閾値に対応する値にすることで、上述したステップ４６２、ステップ４８０、ステップ５１０を実現することができる。このようにコンパレータを用いる場合でも、前述したダイオード２６８や分圧回路２８６によって、コンパレータや制御部を過電圧から保護できることは、当業者であれば明らかであろう。

４ おわりに
以上、本開示の実施形態が説明されたが、これらが例示にすぎず、本開示の範囲を限定するものではないことが理解されるべきである。本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、実施形態の変更、追加、改良などを適宜行うことができることが理解されるべきである。本開示の範囲は、上述した実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、特許請求の範囲及びその均等物によってのみ規定されるべきである。

１００Ａ、１００Ｂ…エアロゾル吸引器
１０２…本体
１０４Ａ…カートリッジ
１０４Ｂ…エアロゾル発生物品
１０６…制御部（例えば、ＭＣＵ）
１０８…通知部
１１０…電源
１１２、１１２Ａ、１１２Ｃ…センサ
１１４…メモリ
１１６Ａ…貯留部
１１６Ｂ…エアロゾル基材
１１８Ａ、１１８Ｂ…霧化部
１２０…空気取込流路
１２１…エアロゾル流路
１２２…吸口部
１３０…保持部
１３２…負荷
１３４…回路
２００Ａ、２００Ｂ…エアロゾル吸引器用の制御装置
２０２…第１回路
２０４…第２回路
２０６、２１０、２１４…ＦＥＴ
２０８…コンバータ（例えば、スイッチング・レギュレータ）
２１２…第１シャント抵抗
２１６…ダイオード
２１８…インダクタ
２２０…キャパシタ
２４２…レギュレータ（例えば、ＬＤＯ）
２５２…第２シャント抵抗
２５４…抵抗
２５６、２５８…接続端子
２６２…オペアンプ
２６４、２６６…抵抗
２６８…ダイオード
２７２…抵抗
２７４…キャパシタ
２８２、２８４…分圧回路を構成する抵抗
２８６…分圧回路
３４０，３４２…合成抵抗
３５０…等価回路
３５２…オペアンプの非反転入力端子
３５４…オペアンプが有する抵抗
３６２、３６４…電圧源
３７２、３７４…電流の流れ

Claims (17)

1. エアロゾル源を加熱し且つ温度と電気抵抗値が相関を持つ負荷に印加される電圧に応じた電圧を発生する出力端子を有するオペアンプと、
   入力端子を有し、該入力端子に印加される電圧に基づく処理を行うように構成された制御部と、
   前記オペアンプの前記出力端子と前記制御部の前記入力端子とを電気的に接続する分圧回路と
   を含み、
   前記オペアンプの電源電圧は、前記制御部の電源電圧よりも高く、且つ、前記負荷を含むエアロゾル生成回路に印加される電圧に等しく、
   前記オペアンプの反転入力端子又は非反転入力端子は、前記エアロゾル生成回路に電気的に接続された、
   エアロゾル吸引器用の制御装置。
2. 請求項１に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
   前記分圧回路は、前記制御部の前記入力端子に印加される電圧が、前記制御部の電源電圧以下となるように構成された、
   制御装置。
3. 請求項１に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
   前記オペアンプの増幅率は、前記制御部の前記入力端子に印加される電圧が、前記制御部の電源電圧以下となるように設定された、
   制御装置。
4. 請求項１に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
   前記負荷を含むエアロゾル生成回路に一定の電圧を印加するように構成されたコンバータ
   を更に含む制御装置。
5. 請求項４に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
   前記コンバータの出力端子は、前記エアロゾル生成回路及び前記オペアンプの電源端子に電気的に接続され、
   前記オペアンプの反転入力端子又は非反転入力端子は、前記エアロゾル生成回路に電気的に接続された、
   制御装置。
6. 請求項４に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
   前記コンバータは、前記制御部の前記入力端子に印加される電圧が前記制御部の電源電圧以下になり、且つ、前記負荷がエアロゾルを生成可能となる電圧を出力するように構成された、
   制御装置。
7. 請求項６に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
   前記分圧回路は、前記制御部の前記入力端子に印加される電圧が、前記制御部の電源電圧以下となるように構成された、
   制御装置。
8. 請求項４に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって
   前記コンバータはスイッチング・レギュレータである、
   制御装置。
9. 請求項４に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
   前記コンバータは、前記制御部の前記入力端子に印加される電圧が前記制御部の電源電圧以下になり、且つ、前記負荷がエアロゾルを生成可能となる複数の電圧又は範囲の電圧を出力可能なように構成された、
   制御装置。
10. 請求項９に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
    前記制御部は、前記負荷の種類に応じて、前記コンバータの出力電圧を調整するように構成された、
    制御装置。
11. 請求項１に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
    電源と前記負荷との間に電気的に並列に接続された第１回路及び第２回路であって、
    前記第１回路及び前記第２回路は第１開閉器及び第２開閉器をそれぞれ含み、
    前記第１回路の電気抵抗値よりも前記第２回路の電気抵抗値の方が高い
    ように構成された第１回路及び第２回路
    を更に含み、
    前記制御部は、前記第２開閉器がオン状態である間に、前記入力端子に印加される電圧を取得するように更に構成された、
    制御装置。
12. 請求項１１に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
    前記制御部は、エアロゾルを生成するために前記第１開閉器をオン状態にするように構成された、
    制御装置。
13. 請求項１１に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
    前記第１回路及び前記第２回路と直列に電気的に接続された前記負荷と、
    前記第１回路及び前記第２回路と直列に電気的に接続され、且つ、前記負荷と並列に電気的に接続された第２抵抗と
    を更に含み、
    前記負荷は、前記第１回路、前記第２回路と前記第２抵抗に対して着脱可能なように構成された、
    制御装置。
14. 請求項１３に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
    前記第２回路は第１抵抗を含み、
    前記第１抵抗の電気抵抗値と、前記第２抵抗の電気抵抗値とは等しい、
    制御装置。
15. 請求項１から１４のうちの何れか一項に記載の制御装置を備えたエアロゾル吸引器。
16. エアロゾル源を加熱し且つ温度と電気抵抗値が相関を持つ負荷に印加される電圧に応じた電圧を発生する出力端子を有するオペアンプと、
    入力端子を有し、該入力端子に印加される電圧に基づく処理を行うように構成された制御部と、
    前記オペアンプの前記出力端子と前記制御部の前記入力端子とを電気的に接続する分圧回路と
    を含み、
    前記オペアンプの電源電圧は、前記制御部の電源電圧よりも高く、
    電源と前記負荷との間に電気的に並列に接続された第１回路及び第２回路であって、
    前記第１回路及び前記第２回路は第１開閉器及び第２開閉器をそれぞれ含み、
    前記第１回路の電気抵抗値よりも前記第２回路の電気抵抗値の方が高い
    ように構成された第１回路及び第２回路と、
    前記第１回路及び前記第２回路と直列に電気的に接続された前記負荷と、
    前記第１回路及び前記第２回路と直列に電気的に接続され、且つ、前記負荷と並列に電気的に接続された第２抵抗と
    を更に含み、
    前記負荷は、前記第１回路、前記第２回路と前記第２抵抗に対して着脱可能なように構成された、
    エアロゾル吸引器用の制御装置。
17. 請求項１６に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
    前記第２回路は第１抵抗を含み、
    前記第１抵抗の電気抵抗値と、前記第２抵抗の電気抵抗値とは等しい、
    制御装置。

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