JP6886056B1 - 吸引器用コントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】液体のエアロゾル源を加熱するヒータの制御に有利な技術を提供する。【解決手段】液体のエアロゾル源を保持する容器と、ヒータと、ヒータによる加熱領域まで容器からエアロゾル源を輸送する輸送部とを有する霧化器を制御するための吸引器用コントローラが提供される。吸引器用コントローラは、ヒータの温度に相関を有する物理量を監視し、監視中の物理量が目標値に近づくように、霧化器に供給される電力を制御する制御回路と、を備える。目標値は、エアロゾル源を加熱中のヒータの温度が２１０℃以上且つ２３０℃未満の範囲内となるように設定される。【選択図】図５

Description

本発明は、吸引器用コントローラに関する。

電子たばこ等の吸引器のヒータの温度を制御するために様々な方法が提案されている。特許文献１には、装置中で高粘度材料を加熱するための目標温度を約１００℃以上約２００℃以下とすることが記載されている。特許文献２には、ヒータの実際の作動温度を所定の最高作動温度よりも低く保つために、ヒータに供給される電気エネルギーを調節する技術が記載されている。特許文献３には、香味原料の成形体を加熱するヒータの抵抗値の変化に基づいて、ヒータへの通電のオン・オフを制御する技術が記載されている。

特開２０１７−２２１２１３号公報 特許第５７３９８００号公報 特開２０００−０４１６５４号公報

液体のエアロゾル源を利用する吸引器では、ウィックと呼ばれる多孔質体によって、液体のエアロゾル源がヒータの近くまで運ばれ、そこで加熱される。ヒータからの熱は、エアロゾル源に到達するまでに低減してしまう。エアロゾル源から適量のエアロゾルを生成するためには、このような熱の損失を考慮してヒータの温度を制御することが望ましい。本発明は、液体のエアロゾル源を加熱するヒータの制御に有利な技術を提供することを目的とする。

上記課題に鑑みて、第１態様によれば、
プロピレングリコール及びグリセリンを含む液体のエアロゾル源を保持する容器と、ヒータと、前記ヒータによる加熱領域まで前記容器から前記エアロゾル源を輸送し且つ前記加熱領域において前記ヒータとの間に間隔を有する輸送部とを有する霧化器を制御するための吸引器用コントローラであって、
前記ヒータの温度に相関を有する物理量を監視し、監視中の物理量が目標値に近づくように、前記霧化器に供給される電力を制御する制御回路を備え、
前記目標値は、前記エアロゾル源を加熱中の前記ヒータの温度が２１０℃以上且つ２３０℃未満の範囲内となるように設定され、
前記制御回路は、
前記ヒータの第１端に接続された非反転入力端子と、前記ヒータの第２端に接続された反転入力端子とを有するオペアンプと、
前記オペアンプの出力を前記物理量として監視するために、デジタル形式に変換された前記オペアンプの出力と、デジタル形式でメモリに格納された前記目標値とを比較するマイクロコントローラと、を含む、吸引器用コントローラが提供される。
第２態様によれば、
前記マイクロコントローラは、前記ヒータが加熱されていない状態の前記オペアンプの出力に基づいて前記目標値を算出し、前記メモリに前記目標値を格納する、第１態様に記載の吸引器用コントローラが提供される。
第３態様によれば、
前記霧化器に供給するための電力を生成する電圧生成回路を備え、
前記制御回路は、前記電圧生成回路と前記ヒータとの間に接続されたトランジスタをさらに含み、
前記マイクロコントローラは、前記オペアンプの出力と前記目標値との比較結果に基づく信号を前記トランジスタの制御端子に供給する、第１態様または第２態様に記載の吸引器用コントローラが提供される。
第４態様によれば、
プロピレングリコール及びグリセリンを含む液体のエアロゾル源を保持する容器と、ヒータと、前記ヒータによる加熱領域まで前記容器から前記エアロゾル源を輸送し且つ前記加熱領域において前記ヒータとの間に間隔を有する輸送部とを有する霧化器を制御するための吸引器用コントローラであって、
前記ヒータの温度に相関を有する物理量を監視し、監視中の物理量が目標値に近づくように、前記霧化器に供給される電力を制御する制御回路と、
前記霧化器に供給するための電力を生成する電圧生成回路と、
を備え、
前記目標値は、前記エアロゾル源を加熱中の前記ヒータの温度が２１０℃以上且つ２３０℃未満の範囲内となるように設定され、
前記物理量は、前記ヒータの第１端の電圧であり、
前記制御回路は、
前記電圧生成回路と前記ヒータの前記第１端との間に直列に接続された第１抵抗および第１トランジスタと、
前記電圧生成回路と前記ヒータの前記第１端との間に直列に接続された第２抵抗および第２トランジスタと、
前記目標値が供給される非反転入力端子と、前記ヒータの前記第１端に接続された反転入力端子とを有する第１コンパレータと、
前記ヒータの前記第１端に接続された非反転入力端子と、前記目標値が供給される反転入力端子とを有する第２コンパレータと、を含み、
前記第２抵抗の抵抗値は、前記第１抵抗の抵抗値よりも高く、
前記第１コンパレータの出力は、前記第１トランジスタの制御端子に供給され、
前記第２コンパレータの出力は、前記第２トランジスタの制御端子に供給される、吸引器用コントローラが提供される。
第５態様によれば、
プロピレングリコール及びグリセリンを含む液体のエアロゾル源を保持する容器と、ヒータと、前記ヒータによる加熱領域まで前記容器から前記エアロゾル源を輸送し且つ前記加熱領域において前記ヒータとの間に間隔を有する輸送部とを有する霧化器を制御するための吸引器用コントローラであって、
前記ヒータの温度に相関を有する物理量を監視し、監視中の物理量が目標値に近づくように、前記霧化器に供給される電力を制御する制御回路と、
前記霧化器に供給するための電力を生成する電圧生成回路と、
を備え、
前記目標値は、前記エアロゾル源を加熱中の前記ヒータの温度が２１０℃以上且つ２３０℃未満の範囲内となるように設定され、
前記物理量は、前記ヒータの第１端の電圧であり、
前記制御回路は、
前記ヒータの前記第１端に直列に接続された第１抵抗および第１トランジスタと、
前記ヒータの前記第１端に直列に接続された第２抵抗および第２トランジスタと、
前記目標値が供給される非反転入力端子と、前記ヒータの前記第１端に接続された反転入力端子とを有する第１コンパレータと、
前記ヒータの前記第１端に接続された非反転入力端子と、前記目標値が供給される反転入力端子とを有する第２コンパレータと、を含み、
前記第２抵抗の抵抗値は、前記第１抵抗の抵抗値よりも高く、
前記第１コンパレータの出力は、前記第１トランジスタの制御端子に供給され、
前記第２コンパレータの出力は、前記第２トランジスタの制御端子に供給される、吸引器用コントローラが提供される。
第６態様によれば、
前記制御回路は、デジタル形式でメモリに格納された前記目標値をアナログ形式に変換し、アナログ形式の前記目標値を前記第１コンパレータおよび前記第２コンパレータに供給するマイクロコントローラをさらに含む、第４態様または第５態様に記載の吸引器用コントローラが提供される。
第７態様によれば、
前記メモリは、第１目標値と、前記第１目標値よりも小さい第２目標値とを格納し、
前記第１トランジスタがオンの間に、前記目標値として前記第１目標値が供給され、
前記第２トランジスタがオンの間に、前記目標値として前記第２目標値が供給される、第６態様に記載の吸引器用コントローラが提供される。
第８態様によれば、
前記制御回路は、第３トランジスタおよび第４トランジスタをさらに含み、
前記第１目標値は、前記第３トランジスタを通じて前記マイクロコントローラから前記第１コンパレータおよび前記第２コンパレータに供給され、
前記第２目標値は、前記第４トランジスタを通じて前記マイクロコントローラから前記第１コンパレータおよび前記第２コンパレータに供給され、
前記第１コンパレータの出力は、前記第３トランジスタの制御端子にさらに供給され、
前記第２コンパレータの出力は、前記第４トランジスタの制御端子にさらに供給される、第７態様に記載の吸引器用コントローラが提供される。
第９態様によれば、
前記制御回路は、
前記第１目標値を保持するために、前記マイクロコントローラと前記第３トランジスタとの間のノードに接続された第１コンデンサと、
前記第２目標値を保持するために、前記マイクロコントローラと前記第４トランジスタとの間のノードに接続された第２コンデンサと、をさらに含む、第８態様に記載の吸引器用コントローラが提供される。
第１０態様によれば、
前記制御回路は、前記ヒータの第１端に接続された非反転入力端子と、前記ヒータの第２端に接続された反転入力端子とを有するオペアンプをさらに備え、
前記マイクロコントローラは、前記第１トランジスタがオフ且つ前記第２トランジスタがオンである状態の前記オペアンプの出力に基づいて前記第１目標値および前記第２目標値を算出し、前記メモリに前記第１目標値および前記第２目標値を格納する、第７態様乃至第９態様の何れか１つに記載の吸引器用コントローラが提供される。
第１１態様によれば、
前記制御回路は、
第３トランジスタと、
第４トランジスタと、
第１目標値を生成する第１分圧回路と、
第２目標値を生成する第２分圧回路と、をさらに含み、
前記第１目標値は、前記第３トランジスタを通じて前記第１分圧回路から前記第１コンパレータおよび前記第２コンパレータに前記目標値として供給され、
前記第２目標値は、前記第４トランジスタを通じて前記第２分圧回路から前記第１コンパレータおよび前記第２コンパレータに前記目標値として供給され、
前記第１コンパレータの出力は、前記第３トランジスタの制御端子にさらに供給され、
前記第２コンパレータの出力は、前記第４トランジスタの制御端子にさらに供給される、第７態様に記載の吸引器用コントローラが提供される。
第１２態様によれば、
前記制御回路は、
前記第１コンパレータの出力端子と前記第１トランジスタの制御端子との間のノードに接続された第１遅延回路と、
前記第２コンパレータの出力端子と前記第２トランジスタの制御端子との間のノードに接続された第２遅延回路と、をさらに含む、第４態様乃至第１１態様の何れか１つに記載の吸引器用コントローラが提供される。
第１３態様によれば、
前記制御回路は、前記監視中の物理量と前記目標値との比較結果に基づいて、前記霧化器への電力の供給量を切り替える、第１態様乃至第１２態様の何れか１つに記載の吸引器用コントローラが提供される。
第１４態様によれば、
前記制御回路は、前記加熱領域にエアロゾル源がない場合にも、前記ヒータの温度が２１０℃以上且つ２３０℃未満の範囲内となるように構成される、第１態様乃至第１３態様の何れか１つに記載の吸引器用コントローラが提供される。
第１５態様によれば、
前記制御回路は、前記監視中の物理量が、前記ヒータの温度が２３０℃以上であることを示す値になった場合に、前記霧化器への電力の供給を停止する、第１態様乃至第１４態様の何れか１つに記載の吸引器用コントローラが提供される。

上記手段により、液体のエアロゾル源を加熱するヒータの制御に有利な技術が提供される。

本発明の実施形態の吸引器の構成例を説明する図。 本発明の実施形態のヒータの構成例を説明する図。 本発明の実施形態の電気部品の構成例を説明する図。 本発明の実施形態の電気部品の動作例を説明する図。 本発明の第１構成例の制御回路を説明する図。 本発明の第１構成例の制御回路の動作を説明する図。 本発明の第２構成例の制御回路を説明する図。 本発明の第３構成例の制御回路を説明する図。 本発明の第４構成例の制御回路を説明する図。 本発明の第５構成例の制御回路を説明する図。 本発明の第６構成例の制御回路を説明する図。 本発明の第７構成例の制御回路を説明する図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

図１には、一実施形態の吸引器１００の構成が模式的に示されている。吸引器１００は、ユーザによる吸引動作に応じて、エアロゾルを含む気体、または、エアロゾルおよび香味物質を含む気体を吸口部１３０を通してユーザに提供するように構成されうる。吸引器１００は、コントローラ１０２と、霧化器１０４とを備えうる。吸引器１００は、霧化器１０４を取り外し可能な状態で保持する保持部１０３を備えうる。コントローラ１０２は、吸引器用コントローラとして理解されてもよい。霧化器１０４は、エアロゾル源を霧化するように構成されうる。エアロゾル源は、例えば、グリセリンまたはプロピレングリコール等の多価アルコール等の液体でありうる。あるいは、エアロゾル源は、薬剤を含んでもよい。エアロゾル源は、液体であってもよいし、固体であってもよいし、液体および固体の混合物であってもよい。エアロゾル源に代えて、水等の蒸気源が用いられてもよい。

吸引器１００は、香味源１３１を含むカプセル１０６を更に備えてもよく、霧化器１０４は、カプセル１０６を取り外し可能な状態で保持するカプセルホルダ１０５を含みうる。香味源１３１は、例えば、たばこ材料を成形した成形体でありうる。あるいは、香味源１３１は、たばこ以外の植物（例えば、ミント、ハーブ、漢方、コーヒー豆等）によって構成されてもよい。香味源には、メントールなどの香料が付与されていてもよい。香味源１３１は、エアロゾル源に添加されてもよい。なお、カプセルホルダ１０５は、霧化器１０４ではなくコントローラ１０２に設けられていてもよい。

コントローラ１０２は、電気部品１１０を含みうる。電気部品１１０は、ユーザインターフェース１１６を含みうる。あるいは、コントローラ１０２は、電気部品１１０およびユーザインターフェース１１６を含むものとして理解されてもよい。ユーザインターフェース１１６は、例えば、表示部ＤＩＳＰ（例えば、ＬＥＤ等の発光素子、および／または、ＬＣＤ等の画像表示器）、および／または、操作部ＯＰ（例えば、ボタンスイッチ等のスイッチ、および／または、タッチディスプレイ)を含みうる。

コントローラ１０２の保持部１０３は、第１電気接点１１１および第２電気接点１１２を含みうる。保持部１０３によって霧化器１０４が保持された状態において、保持部１０３の第１電気接点１１１は、霧化器１０４の第３電気接点１１３に接し、また、保持部１０３の第２電気接点１１２は、霧化器１０４の第４電気接点１１４に接しうる。コントローラ１０２は、第１電気接点１１１および第２電気接点１１２を通して霧化器１０４に電力を供給しうる。

霧化器１０４は、前述の第３電気接点１１３および第４電気接点１１４を含みうる。また、霧化器１０４は、エアロゾル源を加熱するヒータ１２７と、液体のエアロゾル源を保持する容器１２５と、容器１２５によって保持されたエアロゾル源をヒータ１２７による加熱領域に輸送する輸送部１２６とを含みうる。輸送部１２６は、ウィックとも呼ばれうる。ヒータ１２７の加熱領域の少なくとも一部は、霧化器１０４内に設けられた流路１２８に配置されうる。第１電気接点１１１、第３電気接点１１３、ヒータ１２７、第４電気接点１１４および第２電気接点１１２は、ヒータ１２７に電流を流すための電流経路を形成する。輸送部１２６は、例えば、繊維素材または多孔質素材で構成されうる。

霧化器１０４は、前述のように、カプセル１０６を取り外し可能に保持するカプセルホルダ１０５を含むことができる。カプセルホルダ１０５は、一例において、カプセル１０６の一部をカプセルホルダ１０５内または霧化器１０４内に収容し、他の一部を露出させるようにカプセル１０６を保持しうる。ユーザは、吸口部１３０を口で銜えて、エアロゾルを含有する気体を吸引することができる。取り外し可能なカプセル１０６が吸口部１３０を備えることで、吸引器１００を清潔に保つことができる。

ユーザが吸口部１３０を銜えて吸引動作を行うと、矢印で例示されるように、霧化器１０４の流路１２８に空気が流入し、ヒータ１２７がエアロゾル源を加熱することによって発生するエアロゾルがその空気によって吸口部１３０に向けて輸送される。そして、香味源１３１が配置されている構成においては、そのエアロゾルに香味源１３１が発生する香味物質が添加されて吸口部１３０に輸送され、ユーザの口に吸い込まれる。

図２を参照して、図１のヒータ１２７および輸送部１２６の断面構造について説明する。図１に示すヒータ１２７はコイル形状を有する。このコイルの内部がヒータ１２７による加熱領域となる。図２は、コイルの軸方向からヒータ１２７および輸送部１２６を見た断面構造を示す。図２に示すように、ヒータ１２７と輸送部１２６との間には間隔があいている。そのため、ヒータ１２７から輸送部１２６に向けて放出された熱は、輸送部１２６に到達するまでに低減する。そのため、輸送部１２６の外面の温度は、ヒータ１２７の温度よりも低くなる。また、輸送部１２６の内部にあるエアロゾル源は、輸送部１２６の外面の温度よりもさらに低くなる。図１の例ではヒータ１２７がコイル形状を有するが、ヒータ１２７は、蛇行形状、円筒形状、ブレード形状のような他の形状を有していてもよい。ヒータ１２７がいずれの形状であっても、ヒータ１２７と輸送部１２６との間の間隔によって、ヒータ１２７からの熱が損失してしまう。仮にヒータ１２７と輸送部１２６の間の間隔が極めて狭い又は０である場合であっても、輸送部１２６の外面にあるエアロゾル源から優先的にヒータ１２７によって加熱されるため、やはり輸送部１２６の内部にあるエアロゾル源とヒータ１２７の間には間隔が生じてしまう。

ヒータ１２７の温度が低すぎるとエアロゾルの発生量が不十分になり、ヒータ１２７の温度が高すぎるとエアロゾルの発生量が過剰になる。いずれの場合であっても、ユーザに与える香喫味が意図しないものとなってしまう。本願の発明者らは、様々な実験を通じて、図１の構造を有する吸引器１００において、意図した香喫味をユーザに与えるために、エアロゾル源を加熱中のヒータ１２７の温度を２１０℃以上且つ２３０℃未満の範囲内とすればよいことを見出した。そこで、以下では、加熱中のヒータ１２７の温度がこの範囲に入った後、この範囲内に維持するための電気部品１１０の具体的な構成について説明する。

図３には、電気部品１１０の構成例が示されている。電気部品１１０は、電源（例えば、バッテリー）３０１と、霧化器１０４（のヒータ１２７）に供給するための電力を生成する電圧生成回路３０２と、霧化器１０４（のヒータ１２７）に供給される電力を制御する制御回路３０３とを備えうる。ヒータ１２７の抵抗値Ｒ_ＨＴＲは、ヒータ１２７の温度によって変化する。例えば、ヒータ１２７の抵抗値Ｒ_ＨＴＲは、ヒータ１２７の温度と正の相関を有する。

電圧生成回路３０２は、例えば、電源３０１から供給される電源電圧Ｖｂａｔをヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔに変換する電圧変換器（電圧レギュレータ）３２１を含むことができる。さらに、電圧生成回路３０２は、電源電圧Ｖｂａｔを制御回路３０３内のＭＣＵ（マイクロコントローラユニット）用の電圧Ｖｍｃｕに変換するＬＤＯ（Ｌｏｗ ＤｒｏｐＯｕｔ）等の電圧変換回路３２２を含んでもよい。

制御回路３０３は、電気部品１１０の全体的な制御を行う。このような制御の一部として、制御回路３０３は、エアロゾル源を加熱中のヒータ１２７の温度が２１０℃以上且つ２３０℃未満の範囲内となるようにフィードバック制御を行う。具体的に、制御回路３０３の目標値算出部３３１は、ユーザが吸引器１００の使用を開始する前に、ヒータ１２７の温度に相関を有する物理量の目標値を算出し、メモリに格納しておく。この物理量は、後述するように、ヒータ１２７に印加されている電圧であってもよい。この目標値は、エアロゾル源を加熱中のヒータ１２７の温度が２１０℃以上且つ２３０℃未満の範囲内となるように設定される。その後、制御回路３０３の供給電力制御部３３２は、ユーザが吸引器１００を使用中に、この物理量を監視し、監視中の物理量が目標値に近づくように、電圧生成回路３０２から霧化器１０４のヒータ１２７に供給される電力を制御する。

電気部品１１０は、電気部品１１０の所定箇所の温度を検出する温度センサ３０４と、ユーザのパフ動作を検出するパフセンサ（例えば、圧力センサ）３０５とをさらに含んでもよい。温度センサ３０４は、パフセンサ３０５または電源３０１に組み込まれていてもよい。

図４には、吸引器１００の動作が示されている。この動作は、制御回路３０３によって制御される。制御回路３０３は、プログラムを格納したメモリと、該プログラムに従って動作するプロセッサとを含む。図４の動作は、プロセッサがメモリ内のプログラムを実行することによって処理されてもよい。

ステップＳ４０１で、制御回路３０３は、霧化要求を受けることを待ち、霧化要求を受けたら、ステップＳ４０２を実行する。霧化要求は、霧化器１０４を動作させること、より詳しくは、エアロゾル源からエアロゾルを発生させるようにヒータ１２７を目標温度範囲内に制御することの要求である。霧化要求は、ユーザが吸口部１３０を通して吸引動作（パフ動作）を行ったことをパフセンサ３０５が検出し、その検出をパフセンサ３０５が制御回路３０３に通知する動作でありうる。あるいは、霧化要求は、ユーザが操作部ＯＰを操作したことを操作部ＯＰが制御回路３０３に通知する動作でありうる。

ステップＳ４０２で、制御回路３０３は、電源電圧Ｖｂａｔを不図示の電源管理回路から取得し、電源電圧Ｖｂａｔが放電終止電圧Ｖｅｎｄ（例えば３．２Ｖ）を上回っているかどうかを判定する。電源電圧Ｖｂａｔが放電終止電圧Ｖｅｎｄ以下ということは、電源３０１の放電可能残量が十分ではないことを意味する。そこで、電源電圧Ｖｂａｔが放電終止電圧Ｖｅｎｄ以下である場合は、ステップＳ４１９において、制御回路３０３は、ユーザインターフェース１１６の表示部ＤＩＳＰを使って、電源３０１の充電を促す報知を行う。この報知は、表示部ＤＩＳＰがＬＥＤを含む場合において、該ＬＥＤを赤色で点灯させることでありうる。電源電圧Ｖｂａｔが放電終止電圧Ｖｅｎｄを上回っている場合、ステップＳ４０３において、制御回路３０３は、ユーザインターフェース１１６の表示部ＤＩＳＰを使って、正常動作が可能であることを報知しうる。この報知は、表示部ＤＩＳＰがＬＥＤを含む場合において、該ＬＥＤを青色で点灯させることでありうる。

ステップＳ４０３に次いで、ステップＳ４０４で、制御回路３０３は、ヒータ１２７に対する給電制御を開始する。ヒータ１２７に対する給電制御は、ヒータ１２７を目標温度範囲内に制御する温度制御を含む。この温度制御の詳細は後述する。

次いで、ステップＳ４０５で、制御回路３０３は、吸引時間Ｔ_Ｌを０にリセットし、その後、ステップＳ４０６で、制御回路３０３は、吸引時間Ｔ_ＬにΔｔを加算する。Δｔは、ステップＳ４０６の実行と次のステップＳ４０６の実行との時間間隔に相当する。

次いで、ステップＳ４０７で、制御回路３０３は、霧化要求が終了しているかどうかを判定し、霧化要求が終了している場合は、ステップＳ４０９において、制御回路３０３は、ヒータ１２７に対する給電制御を停止する。一方、霧化要求が終了していない場合は、ステップＳ４０８において、制御回路３０３は、吸引時間Ｔ_Ｌ（例えば２．０〜２．５ｓｅｃ）が上限時間に達したかどうかを判定し、吸引時間Ｔ_Ｌが上限時間に達していない場合は、ステップＳ４０６に戻る。

ステップＳ４０９に次いで、ステップＳ４１０で、制御回路３０３は、青色で点灯させていたＬＥＤを消灯させる。次いで、ステップＳ４１１で、制御回路３０３は、積算時間Ｔ_Ａを更新する。より具体的には、ステップＳ４１１で、現時点での積算時間Ｔ_Ａに吸引時間Ｔ_Ｌを加算する。積算時間Ｔ_Ａは、カプセル１０６が吸引のために使用された積算時間、換言すると、カプセル１０６の香味源１３１を通してエアロゾルが吸引された積算時間でありうる。

ステップＳ４１２で、制御回路３０３は、積算時間Ｔ_Ａが吸引可能時間（例えば、１２０ｓｅｃ）を超えていないかどうかを判定する。積算時間Ｔ_Ａが吸引可能時間を超えていない場合は、カプセル１０６が未だ香味物質を提供可能であることを意味し、この場合は、ステップＳ４０１に戻る。積算時間Ｔ_Ａが吸引可能時間を超えている場合は、ステップＳ４１３において、制御回路３０３は、霧化要求の発生を待つ。そして、霧化要求が発生したら、ステップＳ４１４において、制御回路３０３は、霧化要求が所定時間にわたって継続するのを待ち、その後、ステップＳ４１６において、制御回路３０３は、ヒータ１２７に対する給電制御を禁止する。なお、ステップＳ４１４は省略されてもよい。

次いで、ステップＳ４１６では、制御回路３０３は、ユーザインターフェース１１６の表示部ＤＩＳＰを使って、カプセル１０６の交換を促す報知を行う。この報知は、表示部ＤＩＳＰがＬＥＤを含む場合において、該ＬＥＤを青色で点滅（点灯、消灯の繰り返し）させることでありうる。これを受けて、ユーザは、カプセル１０６を交換しうる。一例において、１個の霧化器１０４と複数個（例えば、５個）のカプセル１０６とが１個のセットとして販売されうる。このような例では、１個のセットの１個の霧化器１０４および全てのカプセル１０６が消費された後、消費されたセットの霧化器１０４と最後のカプセル１０６が新しいセットの霧化器１０４およびカプセル１０６に交換されうる。

ステップＳ４１７で、制御回路３０３は、カプセル１０６（または、カプセル１０６および霧化器１０４）の交換が完了するのを待ち、ステップＳ４１８で、制御回路３０３は、ヒータ１２７に対する給電制御の禁止を解除し、ステップＳ４０１に戻る。

続いて、図５を参照して、ヒータ１２７をフィードバック制御するための制御回路３０３の第１構成例について説明する。制御回路３０３は、ＭＣＵ５０１と、スイッチＳＷ１およびＳＷ２と、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}およびＲ_{ｓｈｕｎｔ２}と、オペアンプ５０２とを含みうる。ＭＣＵ５０１は、メモリ５１１と、スイッチ駆動部５１２と、目標値算出部３３１と、比較部５１３と、ＡＤＣ（アナログデジタル変換器）４１５とを含みうる。スイッチ駆動部５１２と、目標値算出部３３１と、比較部５１３とは、汎用プロセッサによって実現されてもよいし、専用回路によって実現されてもよいし、両者の組み合わせによって実現されてもよい。スイッチＳＷ１およびＳＷ２と、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}およびＲ_{ｓｈｕｎｔ２}と、スイッチ駆動部５１２と、比較部５１３とによって、供給電力制御部３３２が構成される。

スイッチＳＷ１およびシャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}は、電圧生成回路３０２からのヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ラインとヒータ１２７との間に直列に接続されている。シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}の抵抗値をその符号と同様にＲ_{ｓｈｕｎｔ１}と標記する。以下に説明する他の抵抗についても同様である。図５の例では、スイッチＳＷ１とヒータ１２７との間にシャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}が接続されている。これにかえて、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}とヒータ１２７との間にスイッチＳＷ１が接続されてもよい。

スイッチＳＷ１は、例えばトランジスタ、具体的にＦＥＴ（電界効果トランジスタ）やＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ）によって構成されてもよい。以下ではスイッチＳＷ１などの様々なスイッチがＦＥＴによって構成される場合について説明するが、ＦＥＴはＩＧＢＴや他のスイッチで構成されてもよい。スイッチＳＷ１の制御端子（例えば、ＦＥＴのゲート）に、スイッチ駆動部５１２から制御信号ＳＷＣ１が供給される。スイッチＳＷ１は、制御信号ＳＷＣ１の値に応じて、オン・オフを切り替える。スイッチＳＷ１をオン（すなわち、導通状態）にする制御信号をオン信号と呼び、スイッチＳＷ１をオフ（すなわち、非導通状態）にする制御信号をオフ信号と呼ぶ。オン信号は例えばハイレベルであり、オフ信号は例えばローレベルである。以下に説明する他のスイッチの制御信号についても同様である。

スイッチＳＷ２およびシャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}は、電圧生成回路３０２からのヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ラインとヒータ１２７との間に直列に接続されている。シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}の抵抗値は、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}の抵抗値よりも十分に大きい。図５の例では、スイッチＳＷ２とヒータ１２７との間にシャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}が接続されている。これにかえて、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}とヒータ１２７との間にスイッチＳＷ２が接続されてもよい。スイッチＳＷ２は、例えばトランジスタ、具体的にＦＥＴやＩＧＢＴによって構成されてもよい。スイッチＳＷ２の制御端子（例えば、ＦＥＴのゲート）には、スイッチ駆動部５１２から制御信号ＳＷＣ２が供給される。スイッチＳＷ２は、制御信号ＳＷＣ２の値に応じて、オン・オフを切り替える。

オペアンプ（差動増幅器）５０２は、非反転入力端子、反転入力端子および出力端子を有する。オペアンプ５０２の非反転入力端子は、ヒータ１２７の一端（具体的に、第３電気接点１１３）に接続されている。オペアンプ５０２の反転入力端子は、ヒータ１２７の別の一端（具体的に、第４電気接点１１４）に接続されている。オペアンプ５０２の出力端子は、ＡＤＣ４１５の入力端子に接続されている。このように、オペアンプ５０２は、ヒータ１２７に印加されている電圧Ｖ_ＨＴＲをＡＤＣ４１５に供給する。図５の第１構成例で、制御回路３０３は、ヒータの温度に相関を有する物理量として、オペアンプ５０２の出力、すなわち電圧Ｖ_ＨＴＲを監視する。制御回路３０３は、電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値に近づくように、ヒータ１２７に供給される電力を制御する。

電圧Ｖ_ＨＴＲの目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}の算出方法について説明する。制御回路３０３は、ヒータ１２７が加熱されていない状態、例えば、図４のステップＳ４０４よりも前に、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を算出する動作を行ってもよい。まず、制御回路３０３は、スイッチＳＷ１をオフにし、スイッチＳＷ２をオンにする。これによって、ヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ラインから、スイッチＳＷ２、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}およびヒータ１２７を経由して接地まで電流が流れる。

目標値算出部３３１は、ヒータ１２７に印加されている電圧Ｖ_ＨＴＲをデジタル形式でＡＤＣ４１５から受け取る。そして、目標値算出部３３１は、以下の式（１）および式（２）に従って目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を算出し、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}をデジタル形式でメモリ５１１に格納する。以下に説明するメモリ５１１に格納される他の値もデジタル形式で格納される。

式（１）および式（２）において、α、ＶｏｕｔおよびＲ_{Ｓｈｕｎｔ２}は規定値であり、例えば製造時にメモリ５１１に書き込まれる。Ｒ_Ｒｅｆは、電圧Ｖ_ＨＴＲの測定時の温度Ｔ_Ｒｅｆにおけるヒータ１２７の抵抗値を表す。そこで、Ｒ_Ｒｅｆを基準抵抗値、温度Ｔ_Ｒｅｆを基準温度と呼ぶ。基準抵抗値を取得する際のヒータ１２７の温度は、吸引器１００内の任意箇所の温度（例えば、温度センサ３０４によって検出される温度）や、室温に基づいて決定されてもよい。αは、ヒータ１２７の温度係数[ｐｐｍ／℃]である。αは、ヒータ１２７の材質やサイズによって定まる値であり、例えば製造時にメモリ５１１に書き込まれる。

Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、エアロゾル源を加熱中のヒータ１２７の目標温度である。目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、例えば製造時に設定され、メモリ５１１に書き込まれる。目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、ヒータ１２７の温度が目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ}である時点の電圧Ｖ_ＨＴＲに相当する。目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、２１０℃以上且つ２３０℃未満の範囲内、例えば２２０℃となるように設定される。電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}に近づくようにフィードバック制御を行うことによって、ヒータ１２７の温度も目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ}に近づくように変動する。このようにして、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、エアロゾル源を加熱中のヒータ１２７の温度が２１０℃以上且つ２３０℃未満の範囲内となるように設定される。

上述の例では、式（１）および（２）に分けて目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を算出するように説明している。しかし、目標値算出部３３１は、これらの式を統合した式に従って目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を算出してもよい。

続いて、図６を参照して、ヒータ１２７の温度のフィードバック制御について説明する。制御回路３０３は、このフィードバック制御を、ユーザによる吸引中（例えば、図４のステップＳ４０４〜Ｓ４０９の間）に実行する。この動作の実行中に、比較部５１３は、メモリ５１１から読み出したデジタル形式の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}と、デジタル形式でＡＤＣ４１５から受け取った電圧Ｖ_ＨＴＲとを比較し、これらの比較結果をスイッチ駆動部５１２に供給し続ける。このように、比較部５１３は、ヒータ１２７に印加されている電圧Ｖ_ＨＴＲを監視する。

ステップＳ６０１で、スイッチ駆動部５１２は、制御信号ＳＷＣ１としてオフ信号を供給することによってスイッチＳＷ１をオフにし、制御信号ＳＷＣ２としてオン信号を供給することによってスイッチＳＷ２をオンにする。その後、スイッチ駆動部５１２は、比較部５１３からの出力に基づいて、電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}よりも低いどうかを判定する。この条件を満たす場合（ステップＳ６０１で「ＹＥＳ」）に、スイッチ駆動部５１２は処理をステップＳ６０２に遷移し、それ以外の場合（ステップＳ６０１で「ＮＯ」）に、スイッチ駆動部５１２は処理をステップＳ６０３に遷移する。

ステップＳ６０２で、スイッチ駆動部５１２は、制御信号ＳＷＣ１としてオン信号を供給することによってスイッチＳＷ１をオンにし、制御信号ＳＷＣ２としてオフ信号を供給することによってスイッチＳＷ２をオフにする。スイッチ駆動部５１２は、スイッチＳＷ１にすでにオン信号を供給している場合にその状態を維持し、スイッチＳＷ２にすでにオフ信号を供給している場合にその状態を維持する。この状態は、比較部５１３による比較結果が変化するまで維持される。これにより、ヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ラインから、スイッチＳＷ１、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}およびヒータ１２７を経由して接地まで電流が流れる。一方、スイッチＳＷ２を経由する経路には電流が流れない。ヒータ１２７にシャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}経由で電流が流れることによって、ヒータ１２７の加熱に必要な電力が供給され、ヒータ１２７の温度が上昇する。シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}は、ヒータ１２７の温度を上昇可能な電流を流す抵抗値を有する。

ステップＳ６０３で、スイッチ駆動部５１２は、制御信号ＳＷＣ１としてオフ信号を供給することによってスイッチＳＷ１をオフにし、制御信号ＳＷＣ２としてオン信号を供給することによってスイッチＳＷ２をオンにする。スイッチ駆動部５１２は、スイッチＳＷ２にすでにオン信号を供給している場合にその状態を維持し、スイッチＳＷ１にすでにオフ信号を供給している場合にその状態を維持する。この状態は、比較部５１３による比較結果が変化するまで維持される。これにより、ヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ラインから、スイッチＳＷ２、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}およびヒータ１２７を経由して接地まで電流が流れる。一方、スイッチＳＷ１を経由する経路には電流が流れない。シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}は十分に大きいため、ヒータ１２７の加熱に必要な電力が供給されず、ヒータ１２７の温度が下降する。すなわち、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}は、ヒータ１２７の温度を下降可能な電流を流す抵抗値を有する。シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}の抵抗値が十分に大きい場合に、ヒータ１２７に供給される電力は実質的にゼロとなる。

ステップＳ６０４で、スイッチ駆動部５１２は、加熱処理を終了するかどうかを判定する。この条件を満たす場合（ステップＳ６０４で「ＹＥＳ」）に、スイッチ駆動部５１２は処理を終了し、それ以外の場合（ステップＳ６０４で「ＮＯ」）に、スイッチ駆動部５１２は処理をステップＳ６０１に遷移する。加熱処理を終了するための条件は、上述の図４のステップＳ４０９に遷移するための条件である。

以上のように、制御回路３０３は、電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}に近づくようにヒータ１２７に供給する電力を制御する。具体的に、制御回路３０３は、監視中の電圧Ｖ_ＨＴＲと目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}との比較結果に基づいて、電圧生成回路３０２から霧化器１０４への電力の供給量を切り替える。上述のように、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、ヒータ１２７の温度が目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ}となるように設定されているため、このフィードバック制御によって、エアロゾル源を加熱中のヒータ１２７の温度が２１０℃以上且つ２３０℃未満に維持される。上述のステップＳ６０１において、等号が成立する場合にＮＯに分岐するが、これにかえてＹＥＳに分岐してもよい。また、制御回路３０３は、監視中の電圧Ｖ_ＨＴＲを他の値に変換することなく、直接、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}と比較し、フィードバック制御を行う。そのため、フィードバック制御における追従性が高まる。その結果、ヒータ１２７の加熱領域からエアロゾル源がなくなり、加熱対象の熱容量が大きく変化した場合であっても、制御回路３０３は、ヒータの温度を２１０℃以上且つ２３０℃未満の範囲内に維持できる。

続いて、図７を参照して、ヒータ１２７をフィードバック制御するための制御回路３０３の第２構成例について説明する。第２構成例では、図５の第１構成例においてＭＣＵ５０１が実行していたフィードバック制御をアナログ回路によって実行する。以下、第１構成例との相違点について主に説明する。

第２構成例の制御回路３０３は、第１構成例の制御回路３０３と比較して、コンパレータＣＭＰおよび論理反転のためのインバータ７０２をさらに有する。また、第２構成例のＭＣＵ５０１は、スイッチ駆動部５１２および比較部５１３を含まず、ＤＡＣ（デジタルアナログ変換器）７０１を含む。

コンパレータＣＭＰの反転入力端子は、ヒータ１２７のヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ライン側の端部（すなわち、第３電気接点１１３）に接続されている。したがって、コンパレータＣＭＰの反転入力端子には、ヒータ１２７に印加されている電圧Ｖ_ＨＴＲが供給される。コンパレータＣＭＰの非反転入力端子には、ＭＣＵ５０１（具体的に、ＤＡＣ７０１）からアナログ形式の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}が供給される。したがって、コンパレータＣＭＰは、電圧Ｖ_ＨＴＲと目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}との比較結果を出力する。すなわち、コンパレータＣＭＰは、ヒータ１２７の温度に相関を有する物理量として、電圧Ｖ_ＨＴＲを監視する。

コンパレータＣＭＰからの出力信号は、分圧回路を経由してスイッチＳＷ１の制御端子に供給される。また、コンパレータＣＭＰからの出力信号は、インバータ７０２および分圧回路を経由してスイッチＳＷ２の制御端子に供給される。なお、これら分圧回路の双方または一方は省略されてもよい。ＤＡＣ７０１は、メモリ５１１からデジタル形式の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を読み出し、アナログ形式に変換してコンパレータＣＭＰに供給する。

第２構成例において、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}の決定方法は第１構成例と同じであるため、説明を省略する。第２構成例におけるヒータ１２７の温度のフィードバック制御について説明する。制御回路３０３は、このフィードバック制御を、ユーザによる吸引中（例えば、図４のステップＳ４０４〜Ｓ４０９の間）に実行する。

ヒータ１２７への電力供給を開始するために、ＤＡＣ７０１は、メモリ５１１から目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を読み出し、アナログ形式に変換してコンパレータＣＭＰに供給し続ける。吸引直後はヒータ１２７の温度が低く、それゆえ電圧Ｖ_ＨＴＲも低いため、コンパレータＣＭＰは、比較結果としてハイレベルを出力する。その結果、スイッチＳＷ１の制御端子にハイレベルが供給され、スイッチＳＷ１がオンになる。また、スイッチＳＷ２の制御端子に、インバータ７０２によって論理反転されたローレベルが供給され、スイッチＳＷ２がオフになる。これにより、第１構成例と同様にヒータ１２７に電流が流れ、ヒータ１２７の温度が上昇する。

ヒータ１２７の温度が上昇し、電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を上回ると、コンパレータＣＭＰは、比較結果としてローレベルを出力する。その結果、スイッチＳＷ１の制御端子にローレベルが供給され、スイッチＳＷ１がオフになる。また、スイッチＳＷ２の制御端子に、インバータ７０２によって論理反転されたハイレベルが供給され、スイッチＳＷ２がオンになる。これにより、第１構成例と同様に電流が流れ、ヒータ１２７の温度が下降する。その後、電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を下回ると、ヒータ１２７の温度が上昇するようにヒータ１２７に電力が供給される。

以上のように、制御回路３０３は、電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}に近づくようにヒータ１２７に供給する電力を制御する。第２構成例では、ＭＣＵ５０１に含まれないアナログ回路（具体的に、コンパレータＣＭＰ）によって電圧Ｖ_ＨＴＲおよび目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}の大小比較を行っているため、ＭＣＵ５０１の動作クロックに束縛されずに電力制御を行える。そのため、いっそう高速な制御が可能となる。また、ＭＣＵ５０１が大小比較を行わないため、ＭＣＵ５０１の処理負担が軽減する。

続いて、図８を参照して、ヒータ１２７をフィードバック制御するための制御回路３０３の第３構成例について説明する。図７の第２構成例ではコンパレータを１系統有していたのに対して、第３構成例では、コンパレータを２系統有する。以下、第２構成例との相違点について主に説明する。

第３構成例の制御回路３０３は、第２構成例の制御回路３０３と比較して、コンパレータＣＭＰおよびインバータ７０２を含まず、コンパレータＣＭＰ１およびＣＭＰ２ならびにスイッチＳＷ３およびＳＷ４を含む。また、第３構成例のＭＣＵ５０１は、ＤＡＣ７０１を含まず、ＤＡＣ８０１および８０２を含む。

コンパレータＣＭＰ１の反転入力端子は、ヒータ１２７のヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ライン側の端部（すなわち、第３電気接点１１３）に接続されている。したがって、コンパレータＣＭＰ１の反転入力端子には、ヒータ１２７に印加されている電圧Ｖ_ＨＴＲが供給される。コンパレータＣＭＰ１の非反転入力端子には、アナログ形式の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}が供給される。したがって、コンパレータＣＭＰ１は、電圧Ｖ_ＨＴＲと目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}との比較結果を出力する。コンパレータＣＭＰ１からの出力信号は、分圧回路を経由してスイッチＳＷ１の制御端子に供給される。

コンパレータＣＭＰ２の非反転入力端子は、ヒータ１２７のヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ライン側の端部（すなわち、第３電気接点１１３）に接続されている。したがって、コンパレータＣＭＰ２の非反転入力端子には、ヒータ１２７に印加されている電圧Ｖ_ＨＴＲが供給される。コンパレータＣＭＰ２の反転入力端子には、アナログ形式の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}が供給される。したがって、コンパレータＣＭＰ２は、電圧Ｖ_ＨＴＲと目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}との比較結果を出力する。コンパレータＣＭＰ２からの出力信号は、分圧回路を経由してスイッチＳＷ２の制御端子に供給される。以上のように構成されたコンパレータＣＭＰ１とコンパレータＣＭＰ２とは、互いに異なるレベルの信号を出力する。

ＤＡＣ８０１は、メモリ５１１からデジタル形式の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}を読み出し、アナログ形式に変換し、スイッチＳＷ３を介してコンパレータＣＭＰ１およびＣＭＰ２に供給する。ＤＡＣ８０２は、メモリ５１１からデジタル形式の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}を読み出し、アナログ形式に変換し、スイッチＳＷ４を介してコンパレータＣＭＰ１およびＣＭＰ２に供給する。コンパレータＣＭＰ１とコンパレータＣＭＰ２とが互いに異なるレベルの信号を出力するため、スイッチＳＷ３およびＳＷ４は、一方のみがオンになる。そのため、スイッチＳＷ３がオン（すなわち、スイッチＳＷ４がオフ）の場合に、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}が目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}としてコンパレータＣＭＰ１およびＣＭＰ２に供給される。スイッチＳＷ４がオン（すなわち、スイッチＳＷ３がオフ）の場合に、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}が目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}としてコンパレータＣＭＰ１およびＣＭＰ２に供給される。

目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}は、スイッチＳＷ１がオン且つスイッチＳＷ２がオフの場合の電圧Ｖ_ＨＴＲの目標値である。目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}は、スイッチＳＷ１がオフ且つスイッチＳＷ２がオンの場合の電圧Ｖ_ＨＴＲの目標値である。目標値算出部３３１は、上述の式（１）ならびに以下の式（３）および（４）に従ってこれらの目標値を算出し、メモリ５１１に格納する。目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅ１}の算出と同様に、目標値算出部３３１は、スイッチＳＷ１をオフにし、スイッチＳＷ２をオンにした状態で、ＡＤＣ４１５から受け取られるデジタル形式に変換されたヒータ１２７に印加されている電圧Ｖ_ＨＴＲに基づき目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅ２}を算出してもよい。

式（３）および式（４）において、α、Ｖｏｕｔ、Ｒ_{Ｓｈｕｎｔ１}およびＲ_{Ｓｈｕｎｔ２}は規定値であり、例えば製造時にメモリ５１１に書き込まれる。目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、式（２）について上述したとおりである。Ｒ_{Ｓｈｕｎｔ１}＞Ｒ_{Ｓｈｕｎｔ２}であるため、Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}＜Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}となる。

第１構成例と同様にして、目標値算出部３３１は、式（１）に従って基準抵抗値Ｒ_Ｒｅｆを算出し、この値を式（３）および式（４）に当てはめることによって目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}および目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}を算出する。

第３構成例におけるヒータ１２７の温度のフィードバック制御について説明する。制御回路３０３は、このフィードバック制御を、ユーザによる吸引中（例えば、図４のステップＳ４０４〜Ｓ４０９の間）に実行する。

ヒータ１２７への電力供給を開始するために、ＤＡＣ８０１は、メモリ５１１から目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}を読み出し、アナログ形式に変換してスイッチＳＷ３に供給し続ける。また、ＤＡＣ８０２は、メモリ５１１から目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}を読み出し、アナログ形式に変換してスイッチＳＷ４に供給し続ける。この時点で、スイッチＳＷ３がオンであり、スイッチＳＷ４がオフであるとする。そのため、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}として目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}がコンパレータＣＭＰ１およびＣＭＰ２に供給される。

吸引直後はヒータ１２７の温度が低く、それゆえ電圧Ｖ_ＨＴＲも低いため、コンパレータＣＭＰ１は比較結果としてハイレベルを出力し、コンパレータＣＭＰ２は比較結果としてローレベルを出力する。その結果、スイッチＳＷ１の制御端子およびスイッチＳＷ３の制御端子にハイレベルが供給され、スイッチＳＷ１およびＳＷ３がオンになる。また、スイッチＳＷ２の制御端子およびスイッチＳＷ４の制御端子にローレベルが供給され、スイッチＳＷ２およびＳＷ４がオフになる。これにより、第１構成例と同様にヒータ１２７に電流が流れ、ヒータ１２７の温度が上昇する。また、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}として目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}がコンパレータＣＭＰ１およびＣＭＰ２に供給され続ける。

ヒータ１２７の温度が上昇し、電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を上回ると、コンパレータＣＭＰ１は、比較結果としてローレベルを出力し、コンパレータＣＭＰ２は、比較結果としてハイレベルを出力する。その結果、スイッチＳＷ１の制御端子およびスイッチＳＷ３の制御端子にローレベルが供給され、スイッチＳＷ１およびＳＷ３がオフになる。また、スイッチＳＷ２の制御端子およびスイッチＳＷ４の制御端子にハイレベルが供給され、スイッチＳＷ２およびＳＷ４がオンになる。これにより、第１構成例と同様にヒータ１２７に電流が流れ、ヒータ１２７の温度が下降する。また、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}として目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}がコンパレータＣＭＰ１およびＣＭＰ２に供給されるようになる。その後、電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を下回ると、ヒータ１２７の温度が上昇するようにヒータ１２７に電力が供給される。

以上のように、制御回路３０３は、電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}に近づくようにヒータ１２７に供給する電力を制御する。第３構成例では、ヒータ１２７の温度が上昇中であるか下降中であるかに応じて目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}の値を切り替えるため、一層細やかなフィードバック制御が行える。

続いて、図９を参照して、ヒータ１２７をフィードバック制御するための制御回路３０３の第４構成例について説明する。第４構成例は、第３構成例と比較して、遅延回路９０１および９０２をさらに有する。以下、第３構成例との相違点について主に説明する。

遅延回路９０１は、コンパレータＣＭＰ１の出力端子とスイッチＳＷ１の制御端子との間のノードに接続されている。遅延回路９０２は、コンパレータＣＭＰ２の出力端子とスイッチＳＷ２の制御端子との間のノードに接続されている。遅延回路９０１および９０２によって、切り替えの速度を調整できる。これにより、ヒータ１２７の温度変化を滑らかにしたり、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２の寿命を延長したりすることができる。

続いて、図１０を参照して、ヒータ１２７をフィードバック制御するための制御回路３０３の第５構成例について説明する。第５構成例は、第３構成例と比較して、コンデンサＣＰ１およびＣＰ２と、スイッチＳＷ５およびＳＷ６をさらに有する。以下、第３構成例との相違点について主に説明する。

コンデンサＣＰ１は、マイクロコントローラ５０１（具体的に、ＤＡＣ８０１）とスイッチＳＷ３との間のノードに接続されている。スイッチＳＷ５は、コンデンサＣＰ１に並列に接続されている。コンデンサＣＰ１は、ＤＡＣ８０１が出力したアナログ形式の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}を保持できる。そのため、ＭＣＵ５０１は、ＤＡＣ８０１が出力した目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}をコンデンサＣＰ１が保持した後、ＤＡＣ８０１を停止できる。目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}の値が更新された場合に、ＭＣＵ５０１は、スイッチＳＷ５をオンにすることによって、コンデンサＣＰ１に保持された値をリセットし、その後、更新後の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}をコンデンサＣＰ１に保持させる。

コンデンサＣＰ２は、マイクロコントローラ５０１（具体的に、ＤＡＣ８０２）とスイッチＳＷ４との間のノードに接続されている。スイッチＳＷ６は、コンデンサＣＰ２に並列に接続されている。コンデンサＣＰ２は、ＤＡＣ８０２が出力したアナログ形式の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}を保持できる。その他のコンデンサＣＰ２の機能についてはコンデンサＣＰ１の機能と同様である。第５構成例によれば、フィードバック制御におけるＭＣＵ５０１の関与を一層軽減でき、ＭＣＵ５０１の負担が一層軽減する。

続いて、図１１を参照して、ヒータ１２７をフィードバック制御するための制御回路３０３の第６構成例について説明する。第６構成例は、第３構成例と比較して、コンパレータＣＭＰ３およびＤＡＣ１１０１をさらに有する。以下、第３構成例との相違点について主に説明する。

コンパレータＣＭＰ３の反転入力端子は、ヒータ１２７のヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ライン側の端部（すなわち、第３電気接点１１３）に接続されている。したがって、コンパレータＣＭＰ３の反転入力端子には、ヒータ１２７に印加されている電圧Ｖ_ＨＴＲが供給される。コンパレータＣＭＰ３の非反転入力端子には、アナログ形式の上限値Ｖ_{Ｕｐｐｅｒ}が供給される。したがって、コンパレータＣＭＰ３は、電圧Ｖ_ＨＴＲと上限値Ｖ_{Ｕｐｐｅｒ}との比較結果を出力する。コンパレータＣＭＰ３からの出力信号は、分圧回路を経由してスイッチＳＷ２の制御端子に供給される。スイッチＳＷ２の制御端子につながる分圧回路は、コンパレータＣＭＰ２の出力とコンパレータＣＭＰ３の出力との少なくとも一方がローレベルである場合にスイッチＳＷ２の制御端子にローレベルが供給され、コンパレータＣＭＰ２の出力とコンパレータＣＭＰ３の出力との両方がハイレベルである場合にスイッチＳＷ２の制御端子にハイレベルが供給されるように構成される。

上限値Ｖ_{Ｕｐｐｅｒ}は、ヒータ１２７の温度が２３０℃以上である場合の電圧Ｖ_ＨＴＲと等しくなるように設定され、メモリ５１１に格納される。上限値Ｖ_{Ｕｐｐｅｒ}は、上述のいずれの目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}よりも高い値となる。監視中の電圧Ｖ_ＨＴＲが上限値Ｖ_{Ｕｐｐｅｒ}未満である場合に、コンパレータＣＭＰ３の出力信号はハイレベルとなる。この場合に、第３構成例と同様にして、ヒータ１２７に電力が供給される。

監視中の電圧Ｖ_ＨＴＲが上限値Ｖ_{Ｕｐｐｅｒ}に達すると、スイッチＳＷ１の制御端子へローレベルが供給されるとともに、スイッチＳＷ２の制御端子へもローレベルが供給される。そのため、電圧生成回路３０２から霧化器１０４への電力の供給が停止する。このように、第６構成例によれば、ヒータ１２７の過熱が抑制される。

続いて、図１２を参照して、ヒータ１２７をフィードバック制御するための制御回路３０３の第７構成例について説明する。第７構成例は、第３構成例と比較して、オペアンプ４０２、目標値算出部３３１、ＡＤＣ２４０、ＤＡＣ８０１および８０２を含まず、抵抗Ｒ１〜Ｒ４を含む。

抵抗Ｒ１およびＲ２は分圧回路を構成する。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間のノードの電圧が目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}となるように抵抗Ｒ１およびＲ２の抵抗値が設定されている。具体的に、抵抗Ｒ１およびＲ２は、以下の式に従う抵抗値を有する。

抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間のノードは、スイッチＳＷ３に接続される。スイッチＳＷ３がオンになると、抵抗Ｒ１およびＲ２で構成される分圧回路から、スイッチＳＷ３を通じて、コンパレータＣＭＰ１およびコンパレータＣＭＰ２に、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}として目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}が供給される。目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}の値は、上述の第３構成例の制御回路３０３の有する他の吸引器１００を利用して決定され、この値を利用して抵抗Ｒ１およびＲ２の抵抗値が決定されてもよい。

抵抗Ｒ３およびＲ４は分圧回路を構成する。抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との間のノードの電圧が目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}となるように抵抗Ｒ３およびＲ４の抵抗値が設定されている。具体的に、抵抗Ｒ３およびＲ４は、以下の式に従う抵抗値を有する。

抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との間のノードは、スイッチＳＷ４に接続される。スイッチＳＷ４がオンになると、抵抗Ｒ３およびＲ４で構成される分圧回路から、スイッチＳＷ３を通じて、コンパレータＣＭＰ１およびコンパレータＣＭＰ２に、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}として目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}が供給される。目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}の値は、上述の第３構成例の制御回路３０３の有する他の吸引器１００を利用して決定され、この値を利用して抵抗Ｒ３およびＲ４の抵抗値が決定されてもよい。

図１２にＭＣＵ５０１を示しているものの、第７構成例において、ＭＣＵ５０１は、ヒータ１２７の温度のフィードバック制御に関与しない。言い換えると、ヒータ１２７の温度のフィードバック制御を行う制御回路３０３は、デジタル回路であるＭＣＵ５０１を含まず、アナログ回路を含む。さらに言えば、ヒータ１２７の温度のフィードバック制御を行う制御回路３０３は、アナログ回路のみを含む。この構成例によれば、ＭＣＵ５０１の処理負担を一層軽減できる。

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。本発明の第１構成例から第７構成例のいずれの制御回路においても、電圧生成回路３０２からのヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ラインとヒータ１２７との間に、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}が設けられている。これに代えて、接地とヒータ１２７との間に、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}を設けてもよい。

１００ 吸引器、１０４ 霧化器、１２７ ヒータ、３０３ 制御回路、５０１ ＭＣＵ

Claims (15)

1. プロピレングリコール及びグリセリンを含む液体のエアロゾル源を保持する容器と、ヒータと、前記ヒータによる加熱領域まで前記容器から前記エアロゾル源を輸送し且つ前記加熱領域において前記ヒータとの間に間隔を有する輸送部とを有する霧化器を制御するための吸引器用コントローラであって、
   前記ヒータの温度に相関を有する物理量を監視し、監視中の物理量が目標値に近づくように、前記霧化器に供給される電力を制御する制御回路を備え、
   前記目標値は、前記エアロゾル源を加熱中の前記ヒータの温度が２１０℃以上且つ２３０℃未満の範囲内となるように設定され、
   前記制御回路は、
   前記ヒータの第１端に接続された非反転入力端子と、前記ヒータの第２端に接続された反転入力端子とを有するオペアンプと、
   前記オペアンプの出力を前記物理量として監視するために、デジタル形式に変換された前記オペアンプの出力と、デジタル形式でメモリに格納された前記目標値とを比較するマイクロコントローラと、を含む、吸引器用コントローラ。
2. 前記マイクロコントローラは、前記ヒータが加熱されていない状態の前記オペアンプの出力に基づいて前記目標値を算出し、前記メモリに前記目標値を格納する、請求項１に記載の吸引器用コントローラ。
3. 前記霧化器に供給するための電力を生成する電圧生成回路を備え、
   前記制御回路は、前記電圧生成回路と前記ヒータとの間に接続されたトランジスタをさらに含み、
   前記マイクロコントローラは、前記オペアンプの出力と前記目標値との比較結果に基づく信号を前記トランジスタの制御端子に供給する、請求項１または２に記載の吸引器用コントローラ。
4. プロピレングリコール及びグリセリンを含む液体のエアロゾル源を保持する容器と、ヒータと、前記ヒータによる加熱領域まで前記容器から前記エアロゾル源を輸送し且つ前記加熱領域において前記ヒータとの間に間隔を有する輸送部とを有する霧化器を制御するための吸引器用コントローラであって、
   前記ヒータの温度に相関を有する物理量を監視し、監視中の物理量が目標値に近づくように、前記霧化器に供給される電力を制御する制御回路と、
   前記霧化器に供給するための電力を生成する電圧生成回路と、
   を備え、
   前記目標値は、前記エアロゾル源を加熱中の前記ヒータの温度が２１０℃以上且つ２３０℃未満の範囲内となるように設定され、
   前記物理量は、前記ヒータの第１端の電圧であり、
   前記制御回路は、
   前記電圧生成回路と前記ヒータの前記第１端との間に直列に接続された第１抵抗および第１トランジスタと、
   前記電圧生成回路と前記ヒータの前記第１端との間に直列に接続された第２抵抗および第２トランジスタと、
   前記目標値が供給される非反転入力端子と、前記ヒータの前記第１端に接続された反転入力端子とを有する第１コンパレータと、
   前記ヒータの前記第１端に接続された非反転入力端子と、前記目標値が供給される反転入力端子とを有する第２コンパレータと、を含み、
   前記第２抵抗の抵抗値は、前記第１抵抗の抵抗値よりも高く、
   前記第１コンパレータの出力は、前記第１トランジスタの制御端子に供給され、
   前記第２コンパレータの出力は、前記第２トランジスタの制御端子に供給される、吸引器用コントローラ。
5. プロピレングリコール及びグリセリンを含む液体のエアロゾル源を保持する容器と、ヒータと、前記ヒータによる加熱領域まで前記容器から前記エアロゾル源を輸送し且つ前記加熱領域において前記ヒータとの間に間隔を有する輸送部とを有する霧化器を制御するための吸引器用コントローラであって、
   前記ヒータの温度に相関を有する物理量を監視し、監視中の物理量が目標値に近づくように、前記霧化器に供給される電力を制御する制御回路と、
   前記霧化器に供給するための電力を生成する電圧生成回路と、
   を備え、
   前記目標値は、前記エアロゾル源を加熱中の前記ヒータの温度が２１０℃以上且つ２３０℃未満の範囲内となるように設定され、
   前記物理量は、前記ヒータの第１端の電圧であり、
   前記制御回路は、
   前記ヒータの前記第１端に直列に接続された第１抵抗および第１トランジスタと、
   前記ヒータの前記第１端に直列に接続された第２抵抗および第２トランジスタと、
   前記目標値が供給される非反転入力端子と、前記ヒータの前記第１端に接続された反転入力端子とを有する第１コンパレータと、
   前記ヒータの前記第１端に接続された非反転入力端子と、前記目標値が供給される反転入力端子とを有する第２コンパレータと、を含み、
   前記第２抵抗の抵抗値は、前記第１抵抗の抵抗値よりも高く、
   前記第１コンパレータの出力は、前記第１トランジスタの制御端子に供給され、
   前記第２コンパレータの出力は、前記第２トランジスタの制御端子に供給される、吸引器用コントローラ。
6. 前記制御回路は、デジタル形式でメモリに格納された前記目標値をアナログ形式に変換し、アナログ形式の前記目標値を前記第１コンパレータおよび前記第２コンパレータに供給するマイクロコントローラをさらに含む、請求項４または５に記載の吸引器用コントローラ。
7. 前記メモリは、第１目標値と、前記第１目標値よりも小さい第２目標値とを格納し、
   前記第１トランジスタがオンの間に、前記目標値として前記第１目標値が供給され、
   前記第２トランジスタがオンの間に、前記目標値として前記第２目標値が供給される、請求項６に記載の吸引器用コントローラ。
8. 前記制御回路は、第３トランジスタおよび第４トランジスタをさらに含み、
   前記第１目標値は、前記第３トランジスタを通じて前記マイクロコントローラから前記第１コンパレータおよび前記第２コンパレータに供給され、
   前記第２目標値は、前記第４トランジスタを通じて前記マイクロコントローラから前記第１コンパレータおよび前記第２コンパレータに供給され、
   前記第１コンパレータの出力は、前記第３トランジスタの制御端子にさらに供給され、
   前記第２コンパレータの出力は、前記第４トランジスタの制御端子にさらに供給される、請求項７に記載の吸引器用コントローラ。
9. 前記制御回路は、
   前記第１目標値を保持するために、前記マイクロコントローラと前記第３トランジスタとの間のノードに接続された第１コンデンサと、
   前記第２目標値を保持するために、前記マイクロコントローラと前記第４トランジスタとの間のノードに接続された第２コンデンサと、をさらに含む、請求項８に記載の吸引器用コントローラ。
10. 前記制御回路は、前記ヒータの第１端に接続された非反転入力端子と、前記ヒータの第２端に接続された反転入力端子とを有するオペアンプをさらに備え、
    前記マイクロコントローラは、前記第１トランジスタがオフ且つ前記第２トランジスタがオンである状態の前記オペアンプの出力に基づいて前記第１目標値および前記第２目標値を算出し、前記メモリに前記第１目標値および前記第２目標値を格納する、請求項７乃至９の何れか１項に記載の吸引器用コントローラ。
11. 前記制御回路は、
    第３トランジスタと、
    第４トランジスタと、
    第１目標値を生成する第１分圧回路と、
    第２目標値を生成する第２分圧回路と、をさらに含み、
    前記第１目標値は、前記第３トランジスタを通じて前記第１分圧回路から前記第１コンパレータおよび前記第２コンパレータに前記目標値として供給され、
    前記第２目標値は、前記第４トランジスタを通じて前記第２分圧回路から前記第１コンパレータおよび前記第２コンパレータに前記目標値として供給され、
    前記第１コンパレータの出力は、前記第３トランジスタの制御端子にさらに供給され、
    前記第２コンパレータの出力は、前記第４トランジスタの制御端子にさらに供給される、請求項７に記載の吸引器用コントローラ。
12. 前記制御回路は、
    前記第１コンパレータの出力端子と前記第１トランジスタの制御端子との間のノードに接続された第１遅延回路と、
    前記第２コンパレータの出力端子と前記第２トランジスタの制御端子との間のノードに接続された第２遅延回路と、をさらに含む、請求項４乃至１１の何れか１項に記載の吸引器用コントローラ。
13. 前記制御回路は、前記監視中の物理量と前記目標値との比較結果に基づいて、前記霧化器への電力の供給量を切り替える、請求項１乃至１２の何れか１項に記載の吸引器用コントローラ。
14. 前記制御回路は、前記加熱領域にエアロゾル源がない場合にも、前記ヒータの温度が２１０℃以上且つ２３０℃未満の範囲内となるように構成される、請求項１乃至１３の何れか１項に記載の吸引器用コントローラ。
15. 前記制御回路は、前記監視中の物理量が、前記ヒータの温度が２３０℃以上であることを示す値になった場合に、前記霧化器への電力の供給を停止する、請求項１乃至１４の何れか１項に記載の吸引器用コントローラ。

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