JP6919088B1 - エアロゾル生成装置並びにこれを動作させる方法及びプログラム - Google Patents

エアロゾル生成装置並びにこれを動作させる方法及びプログラム Download PDF

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Abstract

ユーザによるエアロゾルの吸引中において、エアロゾル生成量の変動を抑制させつつ、エアロゾル源が不足しているかを判定可能なエアロゾル生成装置を提供する。エアロゾル生成装置は、電源１１０と、エアロゾル源を貯留する貯留部又はエアロゾル源を保持するエアロゾル基材と、電源１１０からの給電による発熱でエアロゾル源を霧化し、且つ温度に応じて電気抵抗値が変化する負荷１３２と、負荷１３２の電気抵抗値に関する値を出力する第１センサ１１２Ｂ、１１２Ｄと、ユーザのエアロゾル生成に関する要求を受けて出力を発生する第２センサと、電源１１０と負荷１３２の間に直列接続され、第１開閉器Ｑ１を有する第１回路２０２と、第１回路２０２と並列に接続され、第２開閉器Ｑ２を有し、第１回路２０２より電気抵抗値が大きい第２回路２０４と、第１開閉器Ｑ１及び第２開閉器Ｑ２を制御する制御部１０６と、を含み、制御部１０６は、第２開閉器Ｑ２がオン状態である時の第１センサ１１２Ｂ、１１２Ｄが出力する値に基づき、エアロゾル源の残量を推定し、第２センサによる出力が発生している期間が、第１開閉器Ｑ１がオン状態である時に第２開閉器Ｑ２がオン状態になる時点、又は、第１開閉器Ｑ１がオフ状態になるのと同時に第２開閉器Ｑ２がオン状態になる時点を含むように制御を行うよう構成される。【選択図】図２

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生成装置並びにこれを動作させる方法及びプログラムに関する。
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生成装置においては、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得る。
この問題に対する解決策として、特許文献１には、エアロゾル生成フェーズ完了から所定時間経過後にヒータ温度を計測して、液体貯留部の液体レベルを決定する技術が開示されている。特許文献２には、ヒータが動作していない間にヒータの電気的パラメータを計測し、計測結果から得られるヒータに給電された電力量とそれにより生じる温度変化に基づき、液枯渇を検知する技術が開示されている。
しかしながら、従来の技術は、ヒータが動作していない間以外は液体レベル又は液枯渇を検出できないため、エアロゾル源が不足しているかを判定する機会が限られたものであった。
国際公開第２０１７／１４４１９１号 国際公開第２０１７／０８４８１８号
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課題は、ユーザによるエアロゾルの吸引中において、エアロゾル源が不足しているかを判定可能なエアロゾル生成装置並びにそれを動作させる方法及びプログラムを提供することである。
また、本開示が解決しようとする別の課題は、ヒータの動作を制御するためのスイッチに流れる電流を安定化させることが可能なエアロゾル生成装置並びにそれを動作させる方法及びプログラムを提供することである。
上述した課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、エアロゾル源を貯留する貯留部又は前記エアロゾル源を保持するエアロゾル基材と、電源からの給電による発熱で前記エアロゾル源を霧化し、且つ温度に応じて電気抵抗値が変化する負荷の電気抵抗値に関する値を出力する第１センサと、ユーザのエアロゾル生成に関する要求を受けて出力を発生する第２センサと、前記電源と前記負荷の間に直列接続され、第１開閉器を有する第１回路と、前記第１回路と並列に接続され、第２開閉器を有し、前記第１回路より電気抵抗値が大きい第２回路と、前記第１開閉器及び前記第２開閉器を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記第２開閉器がオン状態である時の前記第１センサが出力する前記値に基づき、前記エアロゾル源の残量を推定し、前記第２センサによる前記出力が発生している期間が、前記第１開閉器がオン状態である時に前記第２開閉器がオン状態になる時点、又は、前記第１開閉器がオフ状態になるのと同時に前記第２開閉器がオン状態になる時点を含むように制御を行うよう構成される、エアロゾル生成装置が提供される。
また、上述した別の課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、電源からの給電による発熱によりエアロゾル源からエアロゾルを生成し、且つ温度に応じて電気抵抗値が変化するヒータの電気抵抗値に関する値を出力する第１センサと、
ユーザが操作可能な操作ボタンと、
前記電源と前記ヒータとの間に直列接続され、第１開閉器を有する第１回路と、
前記第１回路と並列に接続され、第２開閉器及び抵抗器を有し、前記第１回路より電気抵抗値が大きい第２回路と、
前記第１開閉器及び前記第２開閉器を制御するように構成された制御部と、を含み、
前記制御部は、
前記第２開閉器がオン状態である場合に前記第１センサが出力する前記値に基づき、前記ヒータの状態を判定可能に構成され、
前記操作ボタンが操作されたことに基づく、エアロゾルを生成するための期間が、前記第１開閉器がオン状態である場合に前記第２開閉器がオン状態である時点を含むように、前記制御を実行可能に構成される、エアロゾル生成装置が提供される。
一実施形態において、前記制御部は、前記第１開閉器のオン状態後に前記第２開閉器を オン状態にし、前記第１開閉器へのオフ信号と前記第２開閉器へのオン信号を同時に送信するよう構成される。
一実施形態において、前記制御部は、前記第２開閉器のオン状態後に前記第１開閉器をオン状態にし、前記第１開閉器へのオン信号と前記第２開閉器へのオフ信号を同時に送信するよう構成される。
一実施形態において、前記制御部は、前記第１開閉器と前記第２開閉器の一方がオン状態である時に、前記第１開閉器と前記第２開閉器の他方へオン信号を送信するよう構成される。
一実施形態において、前記制御部は、前記第１開閉器を既定時間だけオン状態にし、前記第１開閉器にオン信号を送信してから又は前記第１開閉器がオン状態になってから、前記既定時間から前記第２開閉器のターンオン時間を減算した時間の経過前に、前記第２開閉器へのオン信号を送信するよう構成される。
一実施形態において、前記制御部は、前記第１開閉器と前記第２開閉器の前記他方へのオン信号の送信後、前記第１開閉器と前記第２開閉器の前記一方へオフ信号を送信するよう構成される。
一実施形態において、前記制御部は、前記第１開閉器と前記第２開閉器の一方のターンオフ時 に、前記第１開閉器と前記第２開閉器の他方へオン信号を送信するよう構成される。
一実施形態において、前記制御部は、前記第１開閉器と前記第２開閉器の一方のターンオン時に、前記第１開閉器と前記第２開閉器の他方へオフ信号を送信するよう構成される。
一実施形態において、前記制御部は、前記第１開閉器へのオフ信号の送信後における前記第１センサが出力する前記値に基づき、前記エアロゾル源の残量を推定するよう構成される。
一実施形態において、前記制御部は、前記第１開閉器へのオフ信号の送信から前記第１開閉器のターンオフ時間経過後における前記第１センサが出力する前記値に基づき、前記エアロゾル源の残量を推定するよう構成される。
一実施形態において、前記制御部は、前記第２センサによる前記出力が発生している間は、前記第１開閉器を常にオン状態とし、且つ前記第２開閉器を間欠的にオン状態とするよう構成される。
一実施形態において、前記制御部は、前記第２センサによる前記出力が発生している間において、前記第１開閉器がオン状態である時間を前記第２開閉器がオンと状態である時間より長くするよう構成される。
一実施形態において、前記第１回路の高電圧側と前記第２回路の高電圧側が接続されるノードと、前記電源の間に接続される電圧変換器を含み、前記制御部は、前記第２開閉器がオン状態である間は、前記電圧変換器が定電圧を出力するように制御を行なうよう構成される。
一実施形態において、前記第１開閉器と前記第２開閉器は、同一の特性のスイッチ、同一の特性のトランジスタ、同一の特性のコンタクタのいずれかで構成される。
一実施形態において、前記第２センサは、前記エアロゾル生成装置に対するユーザの吸引により生じる流量又は流速を検知し、前記流量又は流速が第１閾値を越え且つ第２閾値を下回らない間だけ前記出力を生成する。
一実施形態において、前記第２センサは、前記エアロゾル生成装置に対するユーザの吸引により生じる圧力変化を検知し、前記圧力が第１閾値を下回り且つ第２閾値を越えない間だけ前記出力を生成する。
一実施形態において、開閉器がオン状態である期間は、当該開閉器に流れる電流が所定の値より大きくなってから前記所定の値に低下するまでの期間であり、開閉器がオフ状態である期間は、当該開閉器がオン状態でない期間である。
また、本開示の実施形態によれば、エアロゾル源を貯留する貯留部又は前記エアロゾル源を保持するエアロゾル基材と、電源からの給電による発熱で前記エアロゾル源を霧化し、且つ温度に応じて電気抵抗値が変化する負荷の電気抵抗値に関する値を出力する第１センサと、ユーザのエアロゾル生成に関する要求を受けて出力を生成する第２センサと、前記電源と前記負荷の間に直列接続され、第１開閉器を有する第１回路と、前記第１回路と並列に接続され、第２開閉器を有し、前記第１回路より電気抵抗値が大きい第２回路と、前記第１開閉器及び前記第２開閉器を制御する制御部と、を含むエアロゾル生成装置の動作方法であって、前記制御部が、前記第２開閉器がオン状態である時の前記第１センサが出力する前記値に基づき、前記エアロゾル源の残量を推定するステップと、前記第２センサによる前記出力が発生している期間が、前記第１開閉器がオン状態である時に前記第２開閉器がオン状態になる時点、又は、前記第１開閉器がオフ状態になるのと同時に前記第２開閉器がオン状態になる時点を含むように制御を行なうステップと、を含む方法が提供される。
また、本開示の実施形態によれば、エアロゾル源を貯留する貯留部又は前記エアロゾル源を保持するエアロゾル基材と、電源からの給電による発熱で前記エアロゾル源を霧化し、且つ温度に応じて電気抵抗値が変化する負荷の電気抵抗値に関する値を出力する第１センサと、ユーザのエアロゾル生成に関する要求を受けて出力を生成する第２センサと、前記電源と前記負荷の間に直列接続され、第１開閉器を有する第１回路と、前記第１回路と並列に接続され、第２開閉器を有し、前記第１回路より電気抵抗値が大きい第２回路と、前記第１開閉器及び前記第２開閉器を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記第２開閉器がオン状態である時の前記第１センサが出力する前記値に基づき、前記エアロゾル源の残量を推定し、前記第２センサによる前記出力が生成されている間は前記電源による給電が継続するように、前記第１開閉器と前記第２開閉器を制御するよう構成される、エアロゾル生成装置が提供される。
また、本開示の実施形態によれば、エアロゾル源を貯留する貯留部又は前記エアロゾル源を保持するエアロゾル基材と、電源からの給電による発熱で前記エアロゾル源を霧化し、且つ温度に応じて電気抵抗値が変化する負荷の電気抵抗値に関する値を出力する第１センサと、ユーザのエアロゾル生成に関する要求を受けて出力を生成する第２センサと、前記電源と前記負荷の間に直列接続され、第１開閉器を有する第１回路と、前記第１回路と並列に接続され、第２開閉器を有し、前記第１回路より電気抵抗値が大きい第２回路と、前記第１開閉器及び前記第２開閉器を制御する制御部と、を含むエアロゾル生成装置の動作方法であって、前記制御部が、前記第２開閉器がオン状態である時の前記第１センサが出力する前記値に基づき、前記エアロゾル源の残量を推定するステップと、前記第２センサによる前記出力が生成されている間は前記電源による給電が継続するように、前記第１開閉器と前記第２開閉器を制御するステップとを含む方法が提供される。
また、本開示の実施形態によれば、エアロゾル源を貯留する貯留部又は前記エアロゾル源を保持するエアロゾル基材と、電源からの給電による発熱で前記エアロゾル源を霧化し、且つ温度に応じて電気抵抗値が変化する負荷の電気抵抗値に関する値を出力する第１センサと、ユーザのエアロゾル生成に関する要求を受けて出力を生成する第２センサと、前記電源と前記負荷の間に直列接続され、第１開閉器を有する第１回路と、前記第１回路と並列に接続され、第２開閉器を有し、前記第１回路より電気抵抗値が大きい第２回路と、前記第１開閉器及び前記第２開閉器を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記第２開閉器がオン状態であり、前記第２センサにより前記出力が生成され、且つ前記負荷によりエアロゾルが生成されている時又は前記負荷によるエアロゾルの生成が停止した直後の前記第１センサが出力する前記値に基づき、前記エアロゾル源の残量を推定するよう構成される、エアロゾル生成装置が提供される。
また、本開示の実施形態によれば、エアロゾル源を貯留する貯留部又は前記エアロゾル源を保持するエアロゾル基材と、電源からの給電による発熱で前記エアロゾル源を霧化し、且つ温度に応じて電気抵抗値が変化する負荷の電気抵抗値に関する値を出力する第１センサと、ユーザのエアロゾル生成に関する要求を受けて出力を生成する第２センサと、前記電源と前記負荷の間に直列接続され、第１開閉器を有する第１回路と、前記第１回路と並列に接続され、第２開閉器を有し、前記第１回路より電気抵抗値が大きい第２回路と、前記第１開閉器及び前記第２開閉器を制御する制御部と、を含むエアロゾル生成装置の動作方法であって、前記制御部が、前記第２開閉器がオン状態であり、前記第２センサにより前記出力が生成され、且つ前記負荷によりエアロゾルが生成されている時又は前記負荷によるエアロゾルの生成が停止した直後の前記第１センサが出力する前記値に基づき、前記エアロゾル源の残量を推定するステップを含む方法が提供される。
また、本開示の実施形態によれば、エアロゾル源を貯留する貯留部又は前記エアロゾル源を保持するエアロゾル基材と、電源からの給電による発熱で前記エアロゾル源を霧化し、且つ温度に応じて電気抵抗値が変化する負荷の電気抵抗値に関する値を出力する第１センサと、ユーザのエアロゾル生成に関する要求を受けて出力を生成する第２センサと、前記電源と前記負荷の間に直列接続され、第１開閉器を有する第１回路と、前記第１回路と並列に接続され、第２開閉器を有し、前記第１回路より電気抵抗値が大きい第２回路と、前記第１開閉器及び前記第２開閉器を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記第２開閉器がオン状態である時の前記第１センサが出力する前記値に基づき、前記エアロゾル源の残量を推定し、前記第２センサにより前記出力が生成されている間の、前記第１開閉器がオン状態である期間が含む期間であって、第１開閉器がオン状態である期間が終了する時点から、前記第２開閉器へオン信号を送信してから前記第２開閉器がオン状態になるまでの時間前に終了する期間において、前記第２開閉器へのオン信号を送信するよう構成される、エアロゾル生成装置が提供される。
また、本開示の実施形態によれば、エアロゾル源を貯留する貯留部又は前記エアロゾル源を保持するエアロゾル基材と、電源からの給電による発熱で前記エアロゾル源を霧化し、且つ温度に応じて電気抵抗値が変化する負荷の電気抵抗値に関する値を出力する第１センサと、ユーザのエアロゾル生成に関する要求を受けて出力を生成する第２センサと、前記電源と前記負荷の間に直列接続され、第１開閉器を有する第１回路と、前記第１回路と並列に接続され、第２開閉器を有し、前記第１回路より電気抵抗値が大きい第２回路と、前記第１開閉器及び前記第２開閉器を制御する制御部と、を含むエアロゾル生成装置の動作方法であって、前記制御部が、前記第２開閉器がオン状態である時の前記第１センサが出力する前記値に基づき、前記エアロゾル源の残量を推定するステップと、前記第２センサにより出力が生成されている間の、前記第１開閉器がオン状態である期間が含む期間であって、第１開閉器がオン状態である期間が終了する時点から、前記第２開閉器へオン信号を送信してから前記第２開閉器がオン状態になるまでの時間前に終了する期間において、前記第２開閉器へのオン信号を送信するステップとを含む方法が提供される。
また、本開示の実施形態によれば、エアロゾル源を貯留する貯留部又は前記エアロゾル源を保持するエアロゾル基材と、電源からの給電による発熱で前記エアロゾル源を霧化し、且つ温度に応じて電気抵抗値が変化する負荷の電気抵抗値に関する値を出力する第１センサと、ユーザのエアロゾル生成に関する要求を受けて出力を生成する第２センサと、前記電源と前記負荷の間に直列接続され、第１開閉器を有する第１回路と、前記第１回路と並列に接続され、第２開閉器を有し、前記第１回路より電気抵抗値が大きい第２回路と、前記第１開閉器及び前記第２開閉器を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記第２開閉器がオン状態である時の前記第１センサが出力する前記値に基づき、前記エアロゾル源の残量を推定し、前記第２センサにより前記出力が生成されている間の、前記第１開閉器へのオフ信号の送信時において、前記第２開閉器へのオン信号を送信するよう構成され、前記第１開閉器のターンオフ時間は、前記第２開閉器にオン信号が送信されてから前記第２開閉器がオン状態になるまでの時間以上である、エアロゾル生成装置が提供される。
また、本開示の実施形態によれば、エアロゾル源を貯留する貯留部又は前記エアロゾル源を保持するエアロゾル基材と、電源からの給電による発熱で前記エアロゾル源を霧化し、且つ温度に応じて電気抵抗値が変化する負荷の電気抵抗値に関する値を出力する第１センサと、ユーザのエアロゾル生成に関する要求を受けて出力を生成する第２センサと、前記電源と前記負荷の間に直列接続され、第１開閉器を有する第１回路と、前記第１回路と並列に接続され、第２開閉器を有し、前記第１回路より電気抵抗値が大きい第２回路と、前記第１開閉器及び前記第２開閉器を制御する制御部と、を含むエアロゾル生成装置の動作方法であって、前記制御部が、前記第２開閉器がオン状態である時の前記第１センサが出力する前記値に基づき、前記エアロゾル源の残量を推定するステップと、前記第２センサにより出力が生成されている間の、前記第１開閉器へのオフ信号の送信時において、前記第２開閉器へのオン信号を送信するステップとを含み、前記第１開閉器のターンオフ時間は、前記第２開閉器にオン信号が送信されてから前記第２開閉器がオン状態になるまでの時間以上である、方法が提供される。
また、本開示の実施形態によれば、プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに、上記方法を実行させるプログラムが提供される。
本開示の実施形態によれば、ユーザによるエアロゾルの吸引中において、エアロゾル源が不足しているかを判定可能なエアロゾル生成装置並びにそれを動作させる方法及びプログラムを提供することができる。
また、本開示の実施形態によれば、ヒータの動作を制御するためのスイッチに流れる電流を安定化させることが可能なエアロゾル生成装置並びにそれを動作させる方法及びプログラムを提供することができる。
本開示の一実施形態による、エアロゾル生成装置の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、エアロゾル生成装置の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、エアロゾル生成装置の一部に関する例示的な回路構成を示す図である。 本開示の一実施形態による、エアロゾル源が不足しているか否かを判定する例示的な処理のフローチャートである。 本開示の一実施形態における、スイッチに係る用語を説明するための図である。 本開示の一実施形態による、エアロゾル源が不足しているか否かを判定する原理を説明するための図である。 エアロゾル源が不足しているか否かを判定する例示的な処理に従う、センサの出力値や信号の時間にわたる変化例を表す図である。 エアロゾル源が不足しているか否かを判定する例示的な処理に従う、センサの出力値や信号の時間にわたる変化例を表す図である。 エアロゾル源が不足しているか否かを判定する例示的な処理に従う、センサの出力値や信号の時間にわたる変化例を表す図である。 エアロゾル源が不足しているか否かを判定する例示的な処理に従う、センサの出力値や信号の時間にわたる変化例を表す図である。 エアロゾル源が不足しているか否かを判定する例示的な処理に含まれる、より具体的な例示的な処理のフローチャートである。 エアロゾル源が不足しているか否かを判定する例示的な処理に従う、より詳細な信号の時間にわたる変化例を表す図である。 エアロゾル源が不足しているか否かを判定する例示的な処理に含まれる、より具体的な例示的な処理のフローチャートである。 エアロゾル源が不足しているか否かを判定する例示的な処理に従う、より詳細な信号の時間にわたる変化例を表す図である。 エアロゾル源が不足しているか否かを判定する例示的な処理に含まれる、より具体的な例示的な処理のフローチャートである。 エアロゾル源が不足しているか否かを判定する例示的な処理に従うより詳細な、信号の時間にわたる変化例を表す図である。 本開示の一実施形態による、エアロゾル源が不足しているか否かを判定する例示的な処理のフローチャートである。 エアロゾル源が不足しているか否かを判定する例示的な処理に従う、センサの出力値や信号の時間にわたる変化例を表す図である。
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生成装置を含み得る。
図１Ａは、本開示の一実施形態に係るエアロゾル生成装置１００Ａの構成の概略的なブロック図である。図１Ａは、エアロゾル生成装置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生成装置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、エアロゾル生成装置１００Ａは、第１の部材１０２（以下、「本体１０２」と呼ぶ）及び第２の部材１０４Ａ（以下、「カートリッジ１０４Ａ」と呼ぶ）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。エアロゾル生成装置１００Ａは、流量センサ、圧力センサ、電圧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」とも呼ぶ。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、水などの液体である。エアロゾル生成装置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。保持部１３０は、エアロゾル源を保持する。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、またはたばこ原料などを用いることができる。エアロゾル生成装置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良い。
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。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。吸引動作が検知されると、制御部１０６は、霧化部１１８Ａのヒータを制御し、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の別の例は、エアロゾル源を超音波振動によって霧化する超音波式霧化器であってもよい。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はエアロゾル生成装置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をエアロゾル生成装置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。
電源１１０は、通知部１０８、センサ１１２、メモリ１１４、負荷１３２、回路１３４などのエアロゾル生成装置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、エアロゾル生成装置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又はエアロゾル生成装置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。
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、負荷１３２の抵抗値に関する値又は温度に関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／又はエアロゾル流路１２１内の圧力の変動を検知する圧力センサ又は流量を検知する流量センサを含んでもよい。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、エアロゾル生成装置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、ユーザが操作可能な操作ボタンなどであってもよい。
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であってもよい。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生成装置１００Ａの動作を制御するように構成されてもよい。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、エアロゾル生成装置１００Ａの制御に必要な設定データ等が格納されてもよい。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／又は検知された値、霧化部１１８Ａの加熱履歴等の様々なデータを格納してもよい。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生成装置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。
図１Ｂは、本開示の一実施形態に係るエアロゾル生成装置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、エアロゾル生成装置１００Ｂは、図１Ａのエアロゾル生成装置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」と呼ぶ）の構成は第１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。エアロゾル生成装置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。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。吸引動作が検知されると、制御部１０６は、霧化部１１８Ｂのヒータを制御し、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の別の例は、エアロゾル源を超音波振動によって霧化する超音波式霧化器であってもよい。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はエアロゾル生成装置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生成装置１００Ａ及び１００Ｂ（以下、まとめて「エアロゾル生成装置１００」とも呼ぶ）を様々な方法で制御するように構成される。
エアロゾル生成装置においてエアロゾル源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、意図しない香喫味を有するエアロゾルが放出され得る（このような現象を「意図しない挙動」とも呼ぶ）。貯留部１１６Ａ又はエアロゾル基材１１６Ｂ内のエアロゾル源が不足しているときに加えて、貯留部１１６Ａにエアロゾル源が十分に残っているが保持部１３０内のエアロゾル源が一時的に不足しているときにも、意図しない挙動が生じ得る。本願発明者らは、エアロゾル源が不足するときに適切な制御を実行するエアロゾル生成装置並びにそれを動作させる方法及びプログラムを発明した。以下では、主として、エアロゾル生成装置が図１Ａに示す構成を有する場合を想定して、本開示の各実施形態について詳しく説明する。但し、必要に応じて、エアロゾル生成装置が図１Ｂに示す構成を有する場合についても併せて説明する。エアロゾル生成装置が図１Ａ及び図１Ｂの構成以外の様々な構成を有する場合にも本開示の実施形態を適用できることは当業者にとって明らかであろう。
図２は、本開示の第１の実施形態による、エアロゾル生成装置１００Ａの一部に関する例示的な回路構成を示す図である。
図２に示す回路２００は、電源１１０、制御部１０６、センサ１１２Ａ乃至Ｄ（以下、まとめて「センサ１１２」とも呼ぶ）、負荷１３２（以下、「ヒータ抵抗」とも呼ぶ）、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、変換部２０８、第２ＦＥＴ２１０を含むスイッチＱ２、抵抗２１２（以下、「シャント抵抗」とも呼ぶ）を備える。負荷１３２の電気抵抗値は温度に応じて変化する。シャント抵抗２１２は、負荷１３２と直列に接続され、既知の電気抵抗値を有する。シャント抵抗２１２の電気抵抗値は温度に対して不変であってもよい。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。実施形態に応じて、センサ１１２Ｃ、１１２Ｄは省略されてもよい。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として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。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。というのは、スイッチＱ１及びＱ２に同一の特性を持たせることにより、以下に説明する処理が実装しやすくなるためである。
変換部２０８は、例えばスイッチング・コンバータであり、ＦＥＴ２１４、ダイオード２１６、インダクタ２１８及びキャパシタ２２０を含み得る。変換部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回路全体に印加されるように、制御部１０６は変換部２０８を制御してもよい。ここで、変換部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（後述する）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、変換部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にも又は常に、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、スイッチＱ１がオン状態である間に制御部１０６による制御により変換部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による制御により変換部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による制御により変換部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による制御により変換部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、電圧及び電圧の測定時（後述する）のパラメータが安定するため、エアロゾルの残量の推定精度が向上することになる。更に、変換部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回路に印加されるように構成されていてもよい。なお、変換部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。
図１Ａ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を含み得る。第１回路２０２及び第２回路２０４は、電源１１０及び負荷１３２に対して並列接続される。第１回路２０２はスイッチＱ１を含み得る。第２回路２０４はスイッチＱ２及び抵抗２１２（及び、オプションとして、センサ１１２Ｄ）を含み得る。第１回路２０２は第２回路２０４よりも小さい抵抗値を有してもよい。この例において、センサ１１２Ｂ及び１１２Ｄは電圧センサであり、それぞれ、負荷１３２及び抵抗２１２の両端の電位差（以下、「電圧」又は「電圧値」と呼ぶこともある。）を検知するように構成される。しかし、センサ１１２の構成はこれに限定されない。例えば、センサ１１２は電流センサであってもよく、負荷１３２及び／又は抵抗２１２を流れる電流の値を検知してもよい。
図２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１１２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、ヒータ（すなわち、ヒータ内の負荷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のエアロゾル生成装置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に印加される電圧の値、負荷１３２の抵抗値に関連する値、抵抗２１２に印加される電圧の値等を取得するために用いられる。一例として、図２に示すように、第２回路２０４に含まれるセンサ１１２Ｂ及び１１２Ｄが電圧センサである場合を考える。スイッチＱ２がオンであり第２回路２０４が機能しているとき、電流はスイッチＱ２、抵抗２１２及び負荷１３２を流れる。センサ１１２Ｂ及び１１２Ｄにより、それぞれ、負荷１３２に印加される電圧の値及び抵抗２１２に印加される電圧の値が得られる。また、センサ１１２Ｄにより取得された抵抗２１２に印加される電圧の値と、抵抗２１２の既知の抵抗値Ｒshuntとを用いて、負荷１３２を流れる電流の値を求めることができる。変換部２０８の出力電圧Ｖoutと当該電流値とに基づいて、抵抗２１２及び負荷１３２の抵抗値の合計値を求めることができるので、当該合計値から既知の抵抗値Ｒshuntを差し引くことにより、負荷１３２の抵抗値ＲHTRを求めることができる。負荷１３２が温度に応じて抵抗値が変わる正又は負の温度係数特性を有している場合、予め知られている負荷１３２の抵抗値と温度との間の関係と、上述のようにして求められたと負荷１３２の抵抗値ＲHTRとに基づいて、負荷１３２の温度を推定することができる。抵抗２１２を流れる電流の値を用いて負荷１３２の抵抗値や温度を推定できることが当業者に理解されよう。この例における負荷１３２の抵抗値に関連する値は、負荷１３２の電圧値、電流値等を含み得る。センサ１１２Ｂ及び１１２Ｄの具体例は電圧センサに限定されず、電流センサ（例えば、ホール素子）などの他の素子を含み得る。
センサ１１２Ａは、電源１１０の出力電圧を検知する。センサ１１２Ｃは、変換部２０８の出力電圧を検知する。あるいは、変換部２０８の出力電圧は、予め定められた目標電圧であってもよい。これらの電圧は、回路全体に印加される電圧である。
負荷１３２の温度がＴHTRであるときの負荷１３２の抵抗値ＲHTRは、以下のように表すことができる。
ＲHTR（ＴHTR）＝（ＶHTR×Ｒshunt）／（ＶBatt−ＶHTR） （１）
ここで、ＶBattは回路全体に印加される電圧である。変換部２０８を用いない場合、ＶBattは電源１１０の出力電圧である。変換部２０８を用いる場合、ＶBattは変換部２０８の出力電圧Ｖout又は目標電圧に該当する。ＶHTRはヒータに印加される電圧である。ＶHTRに代えて、シャント抵抗２１２に印加される電圧を用いてもよい。
図３は、本開示の一実施形態による、エアロゾル源が不足しているか否かを判定する例示的な処理３００のフローチャートである。ここでは、制御部１０６がすべてのステップを実行するものとして説明を行う。しかし、一部のステップがエアロゾル生成装置１００の別のコンポーネントによって実行されてもよいことに留意されたい。
処理はステップ３０２において開始する。ステップ３０２において、制御部１０６は、圧力センサ、流量センサ等から得られた情報に基づいて、ユーザによる吸引開始が検知されたか否かを判定する。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、流量センサの出力値即ち流量又は流速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。
吸引開始が検知されない場合（ステップ３０２の「Ｎ」）、ステップ３０２の処理が繰り返される。
吸引開始が検知されたと判定されると（ステップ３０２の「Ｙ」）、処理はステップ３０４に進む。ステップ３０４において、制御部１０６は、エアロゾル生成を試行するとともに、スイッチＱ２をオン状態にして電圧又は電流を測定する。
ここで、スイッチが「オン状態」であることその他のスイッチに関する用語について、図２のスイッチＱ１又はＱ２を例に、図４を参照して説明する。
４０２は制御部１０６からスイッチＱ１又はＱ２に送信される時間ｔにわたる信号Ｓ（「Ｌ」又は「Ｈ」）の変化例を示している。４０４は、第１ＦＥＴ２０６又は第２ＦＥＴ２１０のゲート−ソース間電圧ＶGSの時間ｔにわたる変化例を示している。４０６は、第１ＦＥＴ２０６又は第２ＦＥＴのドレイン−ソース間に流れる電流ＩDSの時間ｔにわたる変化例を示している。なお、図４に表された信号等の変化は例示にすぎず、縦方向の大小関係や各種時点のタイミング等は図示したものに限定されないことに留意されたい。
ｔ１は信号ＳがＬ（ロー）からＨ（ハイ）に遷移した時点を示している。ｔ２は電圧ＶGSが０以上の所定の閾値（以下、「第１閾値」と呼ぶ。）を上回った時点を示しており、ｔ３は電流ＩDSが０以上の所定の閾値（以下、「第２閾値」と呼ぶ。）を上回った時点を示している。ｔ４は、時点ｔ２の後に初めて電圧ＶGSが所定の閾値（以下、「第３閾値」と呼ぶ。）を上回った時点を示しており、ｔ５は、時点ｔ３の後に初めて電流ＩDSが所定の閾値（以下、「第４閾値」と呼ぶ。）を上回った時点を示している。ｔ６は電圧ＶGSのサージ又は瞬間的な電圧変動が落ち着いた時点を示しており、ｔ７は電流ＩDSのサージ又は瞬間的な電流変動が落ち着いた時点を示している。ｔ８は信号ＳがＨからＬに遷移した時点を示している。ｔ９は、時点ｔ６の後に電圧ＶGSが所定の閾値（以下、「第５閾値」と呼ぶ。）を下回った時点を示しており、ｔ１０は、時点ｔ７の後に電流ＩDSが所定の閾値（以下、「第６閾値」と呼ぶ。）を下回った時点を示している。なお、第５閾値及び第６閾値は、それぞれ、第３閾値及び第４閾値と同一であっても異なっていてもよい。ｔ１１は電圧ＶGSが０以上の所定の閾値（以下、「第７閾値」と呼ぶ。）まで低下した時点を示しており、ｔ１２は電流ＩDSが０以上の所定の閾値（以下、「第８閾値」と呼ぶ。）まで低下した時点を示している。なお、第７閾値及び第８閾値は、それぞれ、第１閾値及び第２閾値と同一であっても異なっていてもよい。
本実施形態において、時点ｔ１及び時点ｔ８において、スイッチに「オン信号」及び「オフ信号」がそれぞれ送信されたものと定義される。
本実施形態において、スイッチの「ターンオン時」は、時点ｔ１から開始し時点ｔ５にて終了する期間ｐ１として定義される。別実施形態において、「ターンオン時」は、時点ｔ４、ｔ６及びｔ７を含む別の時点において終了するものと定義されてもよい。なお、「ターンオン時」の長さを「ターンオン時間」という。また、本実施形態において、スイッチの「ターンオフ時」は、時点ｔ８から開始し時点ｔ１２にて終了する期間ｐ２として定義される。別実施形態において、「ターンオフ時」は、時点ｔ１１を含む別の時点に終了するものと定義されてもよい。なお、「ターンオフ時」の長さを「ターンオフ時間」という。
本実施形態において、スイッチが「オン状態」である期間は、時点ｔ３から開始し時点ｔ１２にて終了する期間ｐ３として定義される。別実施形態において、スイッチが「オン状態」である期間は、時点ｔ２を含む別の時点から開始するものと定義されてもよい。また、別実施形態において、スイッチが「オン状態」である期間は、時点ｔ１１を含む別の時点にて終了するものと定義されてもよい。更に、スイッチが「オフ状態」である期間は、スイッチが「オン状態」でない期間として定義される。
図３に戻ると、ステップ３０４において測定される電圧又は電流は、本実施形態においては負荷１３２に印加される電圧ＶHTRである。別実施形態においては、負荷１３２を流れる電流ＩHTR又はシャント抵抗２１２に印加される電圧Ｖshunt若しくは流れる電流Ｉshuntであってよい。このステップは、負荷１３２及びシャント抵抗２１２のうちの一方の電圧又は電流を測定した場合に、他方の電圧又は電流を計算するステップを含んでいてよい。なお、ステップ３０４が含むより具体的な処理については、後述する。
処理はステップ３０６に進む。ステップ３０６において、制御部１０６は、ステップ３０４にて測定した電圧又は電流に基づき、エアロゾル源の残量を推定する。続いて、処理はステップ３０８に進む。ステップ３０８において、制御部１０６は、エアロゾル源が不足していると推定されるかを判定する。ここで、エアロゾル源が不足していることを推定する原理について、図５を参照して説明する。
ヒータが動作している場合に、貯留部１１６Ａからエアロゾル源が十分供給されているときには、エアロゾル源の供給量とエアロゾルの生成量とがつりあい、保持部１３０においては一定量のエアロゾル源が保持されることになる。しかしながら、少なくとも、貯留部１１６Ａにおけるエアロゾル源が不足すると、供給が不十分となり、保持部１３０において保持されるエアロゾル源の量が徐々に低下してゆくことになる。
図５は、ヒータが動作しているときの、各物理量の時間にわたる変化例を表している。５０２は、保持部１３０において保持されているエアロゾル源の量の時間ｔにわたる変化例を示している。５０４は貯留部１１６Ａにおけるエアロゾル源が不足していないときに保持部１３０において保持されるエアロゾル源の量を示し、５０６はゼロを示している。５１２及び５１４は、それぞれ、負荷１３２の温度ＴHTR及び抵抗値ＲHTRの時間ｔにわたる変化例を示している。前述したように、負荷１３２が正又は負の温度係数特性を有しているならば、負荷１３２の温度ＴHTR及び抵抗値ＲHTRの時間ｔにわたる変化例は同様となる。
図５は、時点５２２において保持部１３０において保持されているエアロゾル源の量が減少し始めると、それとともに負荷１３２の温度ＴHTRも上昇し始め、従って負荷１３２の抵抗値ＲHTRも増大し始めることを表している。言い換えると、時点５２２は、温度ＴHTR又は抵抗値ＲHTRが増大し始める時点を示している。
ここで、保持部１３０において保持されているエアロゾル源の量がゼロとなる時点５２４における負荷１３２の温度ＴHTR又は抵抗値ＲHTRを閾値ＴThre又はＲThreとして事前に求めておけば、測定した電圧又は電流から負荷３１２の温度ＴHTR又は抵抗値ＲHTRを計算し、閾値ＴThre又はＲThreより大きい又は以上であるかを判定することにより、エアロゾル源が不足しているかを推定することが可能である。なお、閾値ＴThre又はＲThreは、厳密に時点５２４における温度ＴHTR又は抵抗値ＲHTRである必要はなく、時点５２２、即ち、温度ＴHTRが上昇又は抵抗値ＲHTRが増大し始めた時点以降の所定の時点における温度ＴHTR又は抵抗値ＲHTRであってもよい。なお、閾値ＴThreの一例は３００℃〜４００℃である。
図２に表した回路において、スイッチＱ１がオフ状態、スイッチＱ２がオン状態であるときに、負荷１３２の抵抗値ＲHTRと電圧ＶHTRとの関係は、前述の式（１）にて表される。式（１）は、抵抗値ＲHTRが負荷１３２の電圧ＶHTRの関数であり、電圧ＶHTRが増大するにつれ抵抗値ＲHTRが増大することを表している。従って、時点５２４を含む時点５２２以降の所定の時点における負荷１３２の電圧ＶHTRを閾値として事前に求めておけば、電圧ＶHTRが当該閾値より大きい又は以上であるかを判定することにより、エアロゾル源が不足しているかを推定することが可能である。
また、負荷１３２の抵抗値ＲHTRと負荷１３２に流れる電流ＩHTR（＝シャント抵抗２１２に流れる電流）との関係は、以下のように表される。
ＲHTR＝ＶBATT／ＩHTR−Ｒshunt （２）
式（２）は、抵抗値ＲHTRが電流ＩHTRの関数であり、電流ＩHTRが減少するにつれ抵抗値ＲHTRが増大することを表している。従って、時点５２４を含む時点５２２以降の所定の時点における電流ＩHTRを閾値として事前に求めておけば、電流ＩHTRが当該閾値より小さい又は以下であるかを判定することにより、エアロゾル源が不足しているかを推定することが可能である。
更に、負荷１３２の抵抗値ＲHTRとシャント抵抗２１２に印加される電圧Ｖshuntとの関係は、以下のように表される。
ＲHTR＝｛（ＶBatt−Ｖshunt）／Ｖshunt｝×Ｒshunt （３）
式（３）は、抵抗値ＲHTRが電圧Ｖshuntの関数であり、電圧Ｖshuntが減少するにつれ抵抗値ＲHTRが増大することを表している。従って、時点５２４を含む時点５２２以降の所定の時点における電圧Ｖshuntを閾値として事前に求めておけば、電圧Ｖshuntが閾値より小さい又は以下であるかを判定することにより、エアロゾル源が不足しているかを推定することが可能である。
なお、スイッチＱ１とＱ２との双方がオン状態であるときにも、負荷１３２を除く第１回路２０２の実質的な抵抗値を考慮すれば、上述したのと同様の原理によりエアロゾル源の残量が不足しているかを推定することが可能であることは明らかであろう。
従って、図３に戻ると、ステップ３０８は、ステップ３０４にて測定した電流又は電圧の値が所定の閾値より小さい若しくは大きい又は以下若しくは以上であるかを判定するステップを含んでいてよい。また、ステップ３０６は、負荷１３２の抵抗値ＲHTRを計算するステップを含み、ステップ３０８は、抵抗値ＲHTRが閾値ＲThreより大きい又は以上であるかを判定するステップを含んでいてよい。更に、ステップ３０６は、負荷１３２の温度ＴHTRを計算するステップを含み、ステップ３０８は、温度ＴHTRが閾値ＴThreより大きい又は以上であるかを判定するステップを含んでいてよい。
エアロゾル源が不足していると推定されると（ステップ３０８の［Ｙ］）、処理はステップ３１０に進む。ステップ３１０において、制御部１０６は、エアロゾル源が不足していることを検出し、所望の処理を実行する。
エアロゾル源の残量が不足していると推定されない場合（ステップ３０８の［Ｎ］）、処理はステップ３１２に進む。ステップ３１２において、制御部１０６は、圧力センサ、流量センサ等から得られた情報に基づいて、ユーザによる吸引終了が検知されたか否かを判定する。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判定することができる。また、例えば、制御部１０６は、流量センサの出力値即ち流量又は流速が０でありうる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判定することができる。なお、この閾値は、ステップ３０２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と判定してもよい。
ユーザによる吸引終了が検知されない場合（ステップ３１２の［Ｎ］）、処理はステップ３０４へと戻る。
ユーザにより吸引終了が検知されると（ステップ３１２の［Ｙ］）、処理は終了する。
図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ及び６Ｄは、図３の処理３００に従う、センサの出力値や信号の時間にわたる変化例６００、６２５、６５０及び６７５をそれぞれ表している。６０２は、流量センサ等の出力値の時間ｔにわたる変化例を示している。６０４及び６０６は、それぞれ、スイッチＱ１及びスイッチＱ２に送信される信号の時間ｔにわたる変化例を示している。６１２は、流量センサ等の出力値が閾値を越えた時点であって、ステップ３０２において吸引開始を検知した時点を示しており、６１４は、出力値が閾値を下回った時点を示している。なお、本実施形態において、時点６１２から開始し時点６１４にて終了する期間６１６が、上記センサによる出力値が発生している期間と定義される。また、上述したように、時点６１２及び６１４に係る上記閾値は、同一であってもどちらかが大きくてもよい。６１８は、ステップ３０８においてエアロゾル源が不足していると推定された時点を示している。６２０は、それぞれ、ステップ３０４の１回の実行による信号の変化に対応した期間、すなわちスイッチング周期である。
図６Ａ〜６Ｄに表された信号の変化例に従って制御部１０６がスイッチＱ１及びＱ２を制御した場合、上記センサによる出力値が発生している期間６１６において、スイッチＱ１がオン状態である時間は、スイッチＱ２がオン状態である時間より長くなるであろう。より詳細には、図６Ａ及び６Ｂに表された信号の変化例に従って制御部１０６がスイッチＱ１及びＱ２を制御した場合、１つの期間６２０において、スイッチＱ１がオン状態である時間は、スイッチＱ２がオン状態である時間より長くなるであろう。また、図６Ｃに表された信号の変化例に従って制御部１０６がスイッチＱ１及びＱ２を制御した場合、１つの期間６２０において、スイッチＱ２がオン状態である期間が間隔をあけて複数生じ得ることになるが、その場合も、１つの期間６２０において、スイッチＱ１がオン状態である時間は、スイッチＱ２がオン状態である時間の積算時間よりも長くなるであろう。更に、図６Ｄに表された信号の変化例に従って制御部１０６がスイッチＱ１及びＱ２を制御した場合、１つの期間６２０において、スイッチＱ１がオン状態である期間が間隔をあけて複数生じ得ることになるが、その場合も、１つの期間６２０において、スイッチＱ１がオン状態である時間の積算時間は、スイッチＱ２がオン状態である時間よりも長くなるであろう。このように、エアロゾルを生成するためのスイッチＱ１がオン状態である時間をエアロゾル源の不足を検出するためのスイッチＱ２がオン状態となる時間よりも長くすることにより、エアロゾル生成量が安定することになる。なお、図６Ｄでは、１つの期間６２０においてスイッチＱ１がオン状態である期間が２回連続しているが、３回以上連続しても良い点に留意されたい。
図６Ａ〜６Ｄに表された信号の変化は、あくまで例示であることに留意されたい。以下、図７〜１２を参照して、ステップ３０４の１回の実行による信号の変化の幾つかの例について説明する。
図７は、ステップ３０４が含みうる、より具体的な第１の例示の処理７００のフローチャートである。
７０２は、制御部１０６がスイッチＱ１及びＱ２がそれぞれオン状態及びオフ状態にするステップを示している。ステップ７０２においてスイッチＱ１及びＱ２がそれぞれオン状態及びオフ状態になるように、制御部１０６はスイッチＱ１及びＱ２にそれぞれオン信号及びオフ信号を送信する。ステップ７０２において、スイッチＱ１がオン状態になるタイミングと、スイッチＱ２がオフ状態になるタイミングは、同時であっても、どちらかが先であってもよい。また、スイッチＱ１へのオン信号の送信と、スイッチＱ２へのオフ信号の送信とは、同時であっても、どちらかが先であってもよい。なお、ステップ７０２においてスイッチＱ１をオン状態にすることは、エアロゾル生成を主目的とするものである。
処理はステップ７０４に進む。ステップ７０４において、制御部１０６は、スイッチＱ１がオフ状態になるのと同時にスイッチＱ２がオン状態にする。ステップ７０２においてスイッチＱ１がオフ状態になるのと同時にスイッチＱ２がオン状態になるように、制御部１０６はスイッチＱ１及びＱ２にそれぞれオフ信号及びオン信号を送信する。
ここで、図８を参照して、第１の例示の処理７００に係る、信号の時間にわたる変化例８００について説明する。６３４及び６３６は、それぞれ、第１ＦＥＴ２０６及び第２ＦＥＴ２１０のＩDSの変化例を示している。８０２及び８０４は、スイッチＱ１がオン状態である期間８０６が開始及び終了する時点をそれぞれ示している。変化例８００において、時点８０４は、スイッチＱ２がオン状態である期間８０８が開始する時点でもある。８１０は、スイッチＱ２へオン信号が送信される時点を示し、８１２は、時点８１０と時点８０４との間の期間を示している。図８は、時点８１４においてスイッチＱ１にオフ信号を、時点８１０においてスイッチＱ２にオン信号が送信されることによって、時点８０４において、スイッチＱ１がオフ状態になるのと同時にスイッチＱ２がオン状態になることを表している。ここで、スイッチＱ１のターンオフ時間（期間８１６の長さ）、及び、スイッチＱ２にオン信号を送信してからスイッチＱ２がオン状態になるまでの時間（期間８１２の長さ）は、第１ＦＥＴ２０６及び第２ＦＥＴ２１０（及び、制御部１０６から第１ＦＥＴ２０６及び第２ＦＥＴ２１０までの経路を含む回路）の特性により定まる既定の長さを有している。従って、制御部１０６は、時点８１４に、スイッチＱ１のターンオフ時間から期間８１２の長さを減算した時間を加算することにより、時点８１０を求めることが可能である。
なお、制御部１０６は、スイッチＱ１のターンオフ時（期間８１６）、より好適には、時点８１４から時点８１０までの間に、スイッチＱ２にオン信号を送信してもよい。更に、制御部１０６は、スイッチＱ１がオン状態である期間８０６、より好適には、時点８０２から時点８１０までの間に、スイッチＱ２にオン信号を送信してもよい。言い換えると、制御部１０６は、スイッチＱ１がオン状態である期間８０６が含む期間であって、スイッチＱ１がオン状態である期間が終了する時点８０４から、スイッチＱ２にオン信号を送信してからスイッチＱ２がオン状態になるまでの時間（期間８１２の長さ）前に終了する期間において、スイッチＱ２にオン信号を送信してもよい。このようなタイミングでスイッチへオン信号を送信することにより、負荷１３２に通電されない時間又は電源１１０である電池が放電しない時間が減少し（換言すれば放電レートの急変が抑制され）、エアロゾル生成量の変動と電池の劣化を抑制できることになる。
図７に戻ると、処理はステップ７０６に進む。ステップ７０６において、制御部１０６は、電圧又は電流を測定する。ここで、図８を再度参照して、電圧又は電流の測定タイミングについて説明する。８２２は、第２ＦＥＴ２１０の電流ＩDSのサージ又は瞬間的な電流変動が落ち着いた時点（図４における時点ｔ７）を示しており、８２４は、電流ＩDSが所定の所定値を下回った時点（図４における時点ｔ１０）を示しており、８２６はこれら時点の間の期間を示している。制御部１０６は、スイッチＱ１にオフ信号を送信した時点８１４の後の期間８０８、より好適には期間８２６において、電圧又は電流を測定することが好ましい。
図９は、ステップ３０４が含みうる、より具体的な第２の例示の処理９００のフローチャートである。９０２は、制御部１０６がスイッチＱ１をオン状態にするステップを示し、９０４は、制御部１０６がスイッチＱ２をオン状態にするステップを示し、９０６は、制御部１０６がスイッチＱ１をオフ状態にするステップを示している。ステップ９０２、９０４及び９０６においてそれぞれスイッチＱ１がオン状態に、スイッチＱ２がオン状態に及びスイッチＱ１がオフ状態になるように、制御部１０６はスイッチＱ１にオン信号及びオフ信号を送信し、スイッチＱ２にオン信号を送信する。
ここで、図１０を参照して、第２の例示の処理９００に係る、信号の時間にわたる変化例１０００について説明する。１００２は、スイッチＱ１へオフ信号を送信する時点を示している。変化例１０００において、時点１００２はスイッチＱ２へオフ信号を送信する時点でもある。１００４は、スイッチＱ２がオン状態である期間１００６が開始する時点を示し、１００８は、スイッチＱ１がオン状態である期間１０１０が終了する時点を示している。変化例１０００において、スイッチＱ１のターンオフ時の期間１０１２の長さは、時点１００２と時点１００４との間の期間１０１４の長さより大きい。
図１０は、時点１００２において、スイッチＱ１にオフ信号を送信するのと同時にスイッチＱ２にオン信号を送信することによって、スイッチＱ１がオフ状態になる時点１００８の前即ちオン状態である時に、時点１００４においてスイッチＱ２がオン状態になることを表している。なお、期間１０１２の長さが期間１０１４の長さ以上であれば、即ち、スイッチＱ１のターンオフ時間が、スイッチＱ１にオフ信号を送信するのと同時にスイッチＱ２にオン信号を送信することによって、スイッチＱ２にオン信号が送信されてからスイッチＱ２がオン状態になるまでの時間以上であれば、スイッチＱ１がオン状態である時にスイッチＱ２がオン状態になるか、又は、スイッチＱ１がオフ状態になるのと同時にスイッチＱ２がオン状態になることに留意されたい。このようにオフ信号とオン信号を同時に送信することにより、負荷１３２に通電されない時間又は電源１１０である電池が放電しない時間が減少し、エアロゾル生成量の変動と電池の劣化を同時に抑制できることになる。また、図１０は、スイッチＱ１がオン状態である時に、スイッチＱ２へオン信号が送信されることも表している。なお、制御部１０６は、スイッチＱ１がオン状態である時にスイッチＱ２がオン状態になるように、スイッチＱ１にオフ信号を送信する時点の前又は後に、スイッチＱ２にオン信号を送信してもよい。このように一方のスイッチがオン状態である間に他方のスイッチへオン信号を送信することにより、負荷１３２に通電されない時間又は電源１１０である電池が放電しない時間が減少し、エアロゾル生成量の変動と電池の劣化を同時に抑制できることになる。
図９に戻ると、処理はステップ９０８に進む。ステップ９０８において、制御部１０６は、電圧又は電流を測定する。制御部１０６は、図８に関して上述したのと同様のタイミングで、電圧又は電流を測定することができる。
処理はステップ９１０に進む。ステップ９１０において、制御部１０６はスイッチＱ２をオフ状態にする。ステップ９１０においてスイッチＱ２がオフ状態になるように、制御部１０６はスイッチＱ２にオフ信号を送信することができる。
図１１は、ステップ３０４が含みうる、より具体的な第３の例示の処理１１００のフローチャートである。
１１０２は、制御部１０６が、スイッチＱ１をオン状態にするステップを示している。ステップ１１０２においてスイッチＱ１がオン状態になるように、制御部１０６は、スイッチＱ１へオン信号を送信する。
１１０４は、例示の処理１１００において、スイッチＱ１にオフ信号を送信するタイミング及びスイッチＱ２にオン信号を送信するタイミングを制御するための変数ｔを、制御部１０６がゼロに初期化するステップを示している。
処理はステップ１１０６に進む。ステップ１１０６において、制御部１０６は、変数ｔが、スイッチＱ１がオン状態である時間ｔonからスイッチＱ２のターンオン時間ｔturn_on及びオフセット時間ｔoffsetを減算した値以上であるかを判定する。オフセット時間ｔoffsetは、０≦ｔoffset＜ｔon−ｔturn_offを満たす任意の値にすることができる。
変数ｔがｔon−ｔturn_on−ｔoffset以上であると判定されない場合（ステップ１１０６の「Ｎ」）、処理はステップ１１０８に進み、ステップ１１０８において、制御部１０６は、変数ｔにΔｔを加算して、ステップ１１０６に戻る。ステップ１１０８は、処理がステップ１１１０に進むまでに複数回実行されることがあることに留意されたい。ステップ１１０８におけるΔｔの値は、最後にステップ１１０８を実行した時点（最初にステップ１１０８を実行した場合には、ステップ１１０４を実行した時点）からの経過時間を示す値である。
変数ｔがｔon−ｔturn_on−ｔoffset以上であると判定されると（ステップ１１０６の「Ｙ」）、処理はステップ１１１０に進む。ステップ１１１０において、制御部１０６は、スイッチＱ２にオン信号を送信する。
処理はステップ１１１２に進む。ステップ１１１２において、制御部１０６は、変数ｔが、スイッチＱ１がオン状態である時間ｔonからスイッチＱ１についてのターンオフ時間ｔturn_offを減算した値以上であるかを判定する。
変数ｔがｔon−ｔturn_off以上であると判定されない場合（ステップ１１１２の「Ｎ」）、処理はステップ１１１４に進む。ステップ１１１４において、制御部１０６は、変数ｔにΔｔを加算して、ステップ１１１２に戻る。ステップ１１１４は、処理がステップ１１１６に進むまでに複数回実行されることがあることに留意されたい。ステップ１１１４におけるΔｔの値は、最後にステップ１１１４を実行した時点（最初にステップ１１１４を実行した場合には、最後にステップ１１０８を実行した時点（万が一ステップ１１０８が１回も実行されなかった場合には、ステップ１１０４を実行した時点））からの経過時間を示す値である。
変数ｔがｔon−ｔturn_off以上であると判定されると（ステップ１１１２の「Ｙ」）、処理はステップ１１１６に進む。ステップ１１１６において、制御部１０６は、スイッチＱ１にオフ信号を送信する。
ここで、図１２を参照して、第３の例示の処理１１００に係る、信号の時間にわたる変化例１２００について説明する。１２０２及び１２０４は、スイッチＱ１がオン状態である期間１２０６が開始及び終了する時点をそれぞれ示している。変化例１２００において、時点１２０４は、スイッチＱ２のターンオン時の期間１２０８が終了する時点でもある。１２１０は、スイッチＱ２へオン信号が送信される時点であって、スイッチＱ２のターンオン時の期間１２０８が開始する時点である。１２１２は、スイッチＱ１へオフ信号が送信される時点を示しており、従って１２１４は、スイッチＱ１のターンオフ時の期間を示している。更に、１２１６は、スイッチＱ１のターンオン時の期間を示し、１２１８は、スイッチＱ２がオン状態である期間を示している。
図１２は、時点１２１０におけるスイッチＱ２へのオン信号の送信後、時点１２１２においてスイッチＱ１へオフ信号が送信されることを表している。このように他方のスイッチへオン信号を送信した後に一方のスイッチへオフ信号を送信することにより、オン状態になるスイッチに流れる電流が安定化できることになる。また、図１２は、時点１２１０が、時点１２０２から、スイッチＱ１がオン状態である時間ｔon（期間１２０６の長さ）からスイッチＱ２のターンオン時間ｔturn_on（期間１２０８の長さ）を減算した時間が経過した時点であることも表している。ステップ１１０２の直後にステップ１１０４が実行され、ステップ１１０６におけるｔoffsetをゼロとし、ステップ１１０８におけるΔｔを十分に小さくし、ステップ１１０６における判定の直後にステップ１１１０が実行されるように構成すれば、制御部１０６は、第３の例示の処理１１００により時点１２１０においてスイッチＱ２へオン信号を送信できることは明らかであろう。更に、ｔoffsetを適切な値に設定することにより、制御部１０６は、時点１２０２から時点１２１０までの間の任意の時点において、言い換えると、スイッチＱ１がオン状態になってから、スイッチＱ２がオン状態である時間かスイッチＱ２のターンオン時間を減算した時間の経過前に、スイッチＱ２へオン信号を送信できることは明らかであろう。従って、制御部１０６は、スイッチＱ１のターンオン時である期間１２１６に、スイッチＱ２へオン信号を送信することもできる。このように一方のスイッチがオン状態である期間の残りが他方のスイッチのターンオン時間より短くなる前に当該他方のスイッチにオン信号を送信することにより、負荷１３２に通電されない時間又は電源１１０である電池が放電しない時間が減少し、エアロゾル生成量の変動と電池の劣化を同時に抑制できることになる。なお、制御部１０６は、上記説明における時点１２０２を、スイッチＱ１にオン信号が送信される時点１２０２’に置き換えて、スイッチＱ２へのオン信号の送信タイミングを制御してもよい。
また、図１２は、時点１２１２が、時点１２０２から、スイッチＱ１がオン状態である時間ｔon（期間１２０６の長さ）からスイッチＱ１のターンオフ時間ｔturn_off（期間１２１４の長さ）を減算した時間経過した時点であることを示している。ステップ１１１４におけるΔｔを十分に小さくし、ステップ１１１２における判定の直後にステップ１１１６が実行されるように構成すれば、制御部１０６は、第３の例示の処理１１００により時点１２１２においてスイッチＱ１へオフ信号を送信できることは明らかであろう。
図１１に戻ると、処理はステップ１１１８に進む。ステップ１１１８において、制御部１０６は、電圧又は電流を測定する。ここで、図１２を再度参照して、電圧又は電流の測定タイミングについて説明する。
制御部１０６は、スイッチＱ１へのオフ信号の送信時点１２１２において、電圧又は電流を測定することができる。また、制御部１０６は、スイッチＱ１へのオフ信号の送信時点１２１２の後且つスイッチＱ２がオン状態である期間１２１８に、電圧又は電流を測定することができる。このように一方のスイッチへオフ信号を送信した後に電圧又は電流を測定し、例えば抵抗値を計算することにより、他方のスイッチに流れる電流が安定しやすくなるため、エアロゾル源の残量の推定精度が向上することになる。より好適には、制御部１０６は、時点１１１２におけるスイッチＱ１へのオフ信号の送信からスイッチＱ１のターンオフ時間（期間１２１４の長さ）経過後である時点１２０４以降且つスイッチＱ２がオン状態である期間１２１８において、電圧又は電流を測定することができる。このように一方のスイッチがオフ状態となった後に電圧又は電流を測定し、例えば抵抗値を計算することにより、他方のスイッチに流れる電流がより安定しやすくなるため、エアロゾル源の残量の推定精度がより向上することになる。
また、スイッチＱ１へのオフ信号の送信時点１２１２において又はその直後に電圧又は電流を測定した場合には、測定時点においてはスイッチＱ１は未だオン状態であり、原則的にはエアロゾル源が生成されていることになる。例外的に、エアロゾル源が不足していた場合であっても、電圧又は電流を測定するステップ１１１８（図３におけるステップ３０４に含まれる）の直前に実行された図３におけるステップ３０８においてはエアロゾル源が不足している推定されなかったわけであるから、測定時点はエアロゾル源の生成が停止した直後となる。測定時点は、スイッチＱ２がオン状態である期間１２１８内であり、且つ、圧力センサ、流量センサ等の出力値が発生している期間６１６内である。従って、第３の例示の処理１１００によれば、制御部１０６は、スイッチＱ２がオン状態であり、上記センサにより出力が生成され、且つ、負荷１３２によりエアロゾルが生成されている時又は負荷１３２によるエアロゾルの生成が停止した直後に電圧又は電流を測定し、エアロゾル源の残量を推定するステップ３０８を実行することができる。
図１１に再度戻ると、処理はステップ１１２０に進む。ステップ１１２０において、制御部１０６は、スイッチＱ２がオフ状態になるようにする。ステップ１１２０においてスイッチＱ２がオフ状態になるように、制御部１０６はスイッチＱ２にオフ信号を送信する。
図８、１０及び１２は、スイッチＱ１がオン状態である時にスイッチＱ２がオン状態になるか、又は、スイッチＱ１がオフ状態になるのと同時にスイッチＱ２がオン状態になるようにするための、スイッチＱ１及びＱ２の信号変化例８００、１０００及び１２００を表すものである。ここで、制御部１０６は、スイッチＱ２がオン状態である時にスイッチＱ１がオン状態になるか、又は、スイッチＱ２がオフ状態になるのと同時にスイッチＱ２がオン状態になるように、スイッチＱ１及びＱ２にオン信号及びオフ信号を送信してもよい。そのようにするためのスイッチＱ１及びＱ２の信号変化は、今までの説明においてスイッチＱ１とＱ２とを入れ替えた場合のものに相当する。
更に、スイッチＱ１がオン状態である時にスイッチＱ２がオン状態になるか又はスイッチＱ１がオフ状態になるのと同時にスイッチＱ２がオン状態になるようにし、且つ、スイッチＱ２がオン状態である時にスイッチＱ１がオン状態になるか又はスイッチＱ２がオフ状態になるのと同時にスイッチＱ１がオン状態になるようにした場合には、圧力センサ、流量センサ等のセンサによる出力が発生している期間６１６（図６Ａ〜６Ｄを参照）は、エアロゾル源が不足していると推定された時点６１８の後を除き、スイッチＱ１及びスイッチＱ２の少なくとも何れかはオン状態である。従って電源１１０による給電、特に、負荷１３２への給電が継続することになる。言い換えると、原則的には、即ち例外的にエアロゾル源が不足した場合を除けば、制御部１０６は、センサによる出力が発生している間は、電源１１０による給電が継続するように、スイッチＱ１及びスイッチＱ２を制御するように構成することができる。かかる構成によれば、吸引中に、エアロゾルを生成するためのスイッチＱ１と、エアロゾル源の不足を検出するためのスイッチＱ２との少なくとも一方がオン状態となるため、吸引中にエアロゾル源の残量を推定する場合でも、エアロゾル生成量の変動と電源１１０である電池の劣化を同時に抑制できる。
図１３は、本開示の一実施形態による、エアロゾル源が不足しているか否かを判定する例示的な処理１３００のフローチャートである。ここでは、制御部１０６が全てのステップを実行するものとして説明を行う。しかし、一部のステップがエアロゾル生成装置１００の別のコンポーネントによって実行されてもよいことに留意されたい。
処理はステップ１３０２において開始する。ステップ１３０２は、図３のステップ３０２と同様のステップである。
吸引開始が検知されたと判定されると（ステップ１３０２の「Ｙ」）、処理はステップ１３０４に進む。ステップ１３０４において、制御部１０６はスイッチＱ１をオン状態にする。ステップ１３０４においてスイッチＱ１がオン状態になるように、制御部１０６はスイッチＱ１にオン信号を送信する。
処理はステップ１３０６に進む。ステップ１３０６において、制御部１０６は、スイッチＱ２をオン状態にする。ステップ１３０６においてスイッチＱ２がオン状態になるように、制御部１０６はスイッチＱ２にオン信号を送信する。
処理はステップ１３０８続いてステップ１３１０に進む。ステップ１３０８は、図７、９及び１１におけるステップ７０６、ステップ９０８及びステップ１１１８と同様のステップであり、ステップ１３１０は、図３におけるステップ３０６と同様のステップである。
処理はステップ１３１２に進む。ステップ１３１２において、制御部１０６は、スイッチＱ２をオフ状態にする。ステップ１３１２においてスイッチＱ２がオフ状態になるように、制御部１０６はスイッチＱ２にオフ信号を送信する。
処理はステップ１３１４続いて１３１６又は１３１８に進む。ステップ１３１４、１３１６及び１３１８は、それぞれ、図３におけるステップ３０８、３１０及び３１２と同様のステップである。
１３２０は、制御部１０６が、スイッチＱ１がオフ状態になるようするステップを示している。ステップ１３２０においてスイッチＱ１がオフ状態になるように、制御部１０６はスイッチＱ１にオフ信号を送信する。
図１４は、図１３の処理１３００に従う、センサの出力値や信号の時間にわたる変化例１４００を表している。１４０２、１４０４、１４０６、１４１２、１４１４及び１４１６は、それぞれ、図６Ａ〜６Ｄにおける６０２、６０４、６０６、６１２、６１４及び６１６と同様のものを示している。１４１８は、ステップ１３１６においてエアロゾル源が不足していると推定された時点を示している。１４２１は、少なくともステップ１３０４から１３１２までの実行１回による信号の変化に対応した期間であり、１４２２は、少なくともステップ１３０６から１３１２までの実行１回による信号の変化に対応した期間であり、１４２３は、少なくともステップ１３０６から１３２０までの実行１回による信号の変化に対応した期間である。
図１４は、圧力センサ、流量センサ等のセンサによる出力が発生している期間１４１６は、エアロゾル源が不足していると推定された時点１４１８の後を除き、スイッチＱ１が常にオン状態となり、スイッチＱ２が間欠的にオン状態になること、即ち、電源１１０による給電が継続することを表している。言い換えると、例示的な処理１３００によれば、原則的には、即ち例外的にエアロゾル源が不足した場合を除けば、制御部１０６は、センサによる出力が発生している間は、スイッチＱ１を常にオン状態にし、スイッチＱ２を間欠的にオン状態にするように構成される。かかる構成によれば、負荷１３２に通電されない時間又は電源１１０である電池が放電しない時間が減少し、エアロゾル生成量の変動と電池の劣化を抑制できることになる。特に、抵抗２１２の電気抵抗値が、負荷１３２の電気抵抗値に比べて十分大きい場合、スイッチＱ２の間欠的なオンに伴う電源１１０の放電レートの変化が無視できるほどに小さくなる。従って、流量センサ等のセンサによる出力が発生している期間１４１６は、エアロゾル源が不足していると推定された時点１４１８の後を除き、電源１１０の放電レートはほぼ一定のため、電源１１０である電池の劣化を効果的に抑制できる。
上述の説明において、本開示の実施形態は、エアロゾル生成装置及びエアロゾル生成装置を動作させる方法として説明された。しかし、本開示が、プロセッサにより実行されると当該プロセッサに当該方法を実行させるプログラム、又は当該プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体として実施され得ることが理解されよう。
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…エアロゾル生成装置、１０２…本体、１０４Ａ…カートリッジ、１０４Ｂ…エアロゾル発生物品、１０６…制御部、１０８…通知部、１１０…電源、１１２Ａ〜１１２Ｄ…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、２０２…第１回路、２０４…第２回路、２０６、２１０、２１４…ＦＥＴ、２０８…変換部、２１２…抵抗、２１６…ダイオード、２１８…インダクタ、２２０…キャパシタ、４０２…スイッチへの信号、４０４…スイッチが含むＦＥＴのゲート−ソース間電圧、４０６スイッチが含むＦＥＴのドレイン−ソース間に流れる電流、５０２…保持部１３０において保持されているエアロゾル源の量、５１２…負荷の温度、５１４…負荷の抵抗値、６０２、１４０２…センサの出力値、６０４、１４０４…スイッチＱ１への信号、６０６、１４０６…スイッチＱ２への信号、６３４…スイッチＱ１が含むＦＥＴのドレイン−ソース間に流れる電流、６３６…スイッチＱが含むＦＥＴのドレイン−ソース間に流れる電流

Claims (14)

  1. 電源からの給電による発熱によりエアロゾル源からエアロゾルを生成し、且つ温度に応じて電気抵抗値が変化するヒータの電気抵抗値に関する値を出力する第１センサと、
    ユーザが操作可能な操作ボタンと、
    前記電源と前記ヒータとの間に直列接続され、第１開閉器を有する第１回路と、
    前記第１回路と並列に接続され、第２開閉器及び抵抗器を有し、前記第１回路より電気抵抗値が大きい第２回路と、
    前記第１開閉器及び前記第２開閉器を制御するように構成された制御部と、を含み、
    前記制御部は、
    前記第２開閉器がオン状態である場合に前記第１センサが出力する前記値に基づき、前記ヒータの状態を判定可能に構成され、
    前記操作ボタンが操作されたことに基づく、エアロゾルを生成するための期間が、前記第１開閉器がオン状態である場合に前記第２開閉器がオン状態である時点を含むように、前記制御を実行可能に構成される、エアロゾル生成装置。
  2. 前記制御部は、前記操作ボタンが操作されたことに基づく、エアロゾルを生成するための前記期間が、前記第１開閉器がオフ状態である場合に前記第２開閉器がオン状態である時点を含むように、前記制御を実行可能に構成される、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
  3. 前記制御部は、前記操作ボタンが操作されたことに基づくエアロゾルを生成するための前記期間が、前記第１開閉器がオフ状態になるとともに前記第２開閉器がオン状態になる時点を含むように、前記制御を実行可能に構成される、請求項１又は２に記載のエアロゾル生成装置。
  4. 前記制御部は、前記第１開閉器と前記第２開閉器の一方がオン状態である場合に、前記第１開閉器と前記第２開閉器の他方へオン信号を送信するように、前記制御を実行可能に構成される、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
  5. 前記制御部は、前記第１開閉器と前記第２開閉器の前記他方へのオン信号の送信後、前記第１開閉器と前記第２開閉器の前記一方へオフ信号を送信するように、前記制御を実行可能に構成される、請求項４に記載のエアロゾル生成装置。
  6. 前記制御部は、前記第１開閉器のオン状態である期間と、前記第２開閉器のオン状態である期間とが部分的に重複するように、前記制御を実行可能に構成される、請求項１、４又は５に記載のエアロゾル生成装置。
  7. 前記制御部は、前記第１開閉器がオン状態である期間を、前記第２開閉器がオン状態である期間よりも長くすべく、前記第１開閉器及び前記第２開閉器へオン信号を送信するように、前記制御を実行可能に構成される、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
  8. 前記制御部は、前記第１開閉器と前記第２開閉器の一方へオフ信号が送信されてから前記第１開閉器と前記第２開閉器の前記一方を流れる電流が減少している間に、前記第１開閉器と前記第２開閉器の他方へオン信号を送信するように、前記制御を実行可能に構成される、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
  9. 前記制御部は、前記第１開閉器と前記第２開閉器の一方へオフ信号が送信されてから前記第１開閉器と前記第２開閉器の前記一方を流れる電流が０になる前に、前記第１開閉器と前記第２開閉器の他方へオン信号を送信するように、前記制御を実行可能に構成される、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
  10. 前記制御部は、前記第１開閉器へのオフ信号の送信から前記第１開閉器のターンオフ時間経過後における前記第１センサが出力する前記値に基づき、前記ヒータの状態を判定するよう構成される、請求項１から９のいずれか１項に記載のエアロゾル生成装置。
  11. 前記第１センサは、前記ヒータの電気抵抗値に関する値として、前記ヒータの両端に印加される電圧に対応する値を出力する、請求項１から１０のいずれか１項に記載のエアロゾル生成装置。
  12. 前記抵抗器の電気抵抗値は、前記ヒータの電気抵抗値より大きい、請求項１から１１のいずれか１項に記載のエアロゾル生成装置。
  13. 電源からの給電による発熱によりエアロゾル源からエアロゾルを生成し、且つ温度に応じて電気抵抗値が変化するヒータの電気抵抗値に関する値を出力する第１センサと、
    ユーザが操作可能な操作ボタンと、
    前記電源と前記ヒータとの間に直列接続され、第１開閉器を有する第１回路と、
    前記第１回路と並列に接続され、第２開閉器及び抵抗器を有し、前記第１回路より電気抵抗値が大きい第２回路と、
    前記第１開閉器及び前記第２開閉器を制御するように構成された制御部と、を含むエアロゾル生成装置の動作方法であって、
    前記制御部が、
    前記第２開閉器がオン状態である場合に前記第１センサが出力する前記値に基づき、前記ヒータの状態を判定することと、
    前記操作ボタンが操作されたことに基づく、エアロゾルを生成するための期間が、前記第１開閉器がオン状態である場合に前記第２開閉器がオン状態である時点を含むように、前記制御を実行することと
    を含む方法。
  14. プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに請求項１３に記載の方法を実行させるプログラム。
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