JP7137645B2 - エアロゾル生成システム - Google Patents

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Description

本発明は、エアロゾル生成システムに関する。
最近、一般的なシガレットの短所を克服する代替方法に係わる需要が増加している。例えば、シガレットを燃焼させてエアロゾルを生成させる方法ではないシガレット内のエアロゾル生成物質が加熱されることにより、エアロゾルが生成される方法に関する需要が増加している。
エアロゾル生成物質を加熱するために内部加熱方式、外部加熱方式以外にも、コイルとサセプタを用いた誘導加熱方式が用いられている。誘導加熱方式の場合、交流電圧がコイルに印加されれば、磁場が発生し、磁場によってヒータ（または、サセプタ）の温度が上昇する。エアロゾル生成物質がヒータによって加熱されることで、エアロゾルが生成される。
エアロゾル生成装置のメモリには、コイルの設計規格に対応する共振周波数が保存されている。しかし、同一規格及び材料からなるコイルであっても、生産・組付け過程で抵抗偏差が発生して共振周波数が異なり、これにより、エアロゾル生成装置内のサセプタの実際加熱温度は、目標温度プロファイルと異なってもくる。これにより、本発明は、コイルの抵抗偏差が発生する場合にも、サセプタを目標温度プロファイルによって加熱することができるエアロゾル生成システムを提供することを目的とする。一方、本実施例が解決しようとする技術的課題は、前記のような技術的課題に限定されず、以下の実施例からさらに他の技術的課題が類推されうる。
前述した技術的課題を達成するための技術的手段として、本開示の第１側面は、エアロゾル生成物品を加熱するサセプタと、前記サセプタを取り囲んで交流電圧が印加されれば、磁場を発生させることで、前記サセプタを加熱するコイルと、前記コイルと電気的に連結される制御部と、を含み、前記制御部は、ユーザ入力に応答して（in response to）前記コイルにテスト電圧を印加し、前記テスト電圧の周波数を変更して前記コイルの出力電流を測定し、前記出力電流が最大となるときの周波数を決定し、前記決定された周波数を有する動作電圧を前記コイルに印加する、エアロゾル生成装置を提供することができる。
本発明では、抵抗の偏差が発生したコイルに対する共振周波数を決定し、決定された共振周波数を有する動作電圧をコイルに印加することで、サセプタを目標温度プロファイルによって加熱することができる。これにより、本発明では、生産・組付け過程で抵抗の偏差が発生してコイルの共振周波数が設計規格によるコイルと互いに異なるとしても、設計規格によるコイルの使用時と同一であり、ユーザに最適の喫煙経験を提供することができる。
エアロゾル生成物品が内部加熱型エアロゾル生成装置に挿入された一例を示す図面である。 エアロゾル生成物品が外部加熱型エアロゾル生成装置に挿入された一例を示す図面である。 エアロゾル生成物品が外部加熱型エアロゾル生成装置に挿入された他の例を示す図面である。 誘導加熱方式を説明するためのＲＬＣ回路図及び周波数による負荷に伝達する電力を示すグラフである。 誘導加熱方式を用いたエアロゾル生成装置の一例を示す図面である。 エアロゾル生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 シガレットの一例を示す図面である。 シガレットが収容されたエアロゾル生成システムの一例を示す図面である。 コイルの抵抗偏差による共振周波数の変化を示すグラフの例示である。 ＰＷＭ信号の周波数が変更する一例を示すグラフである。 エアロゾル生成装置を制御する方法の一例を示すフローチャートである。 図１１のエアロゾル生成装置を制御する方法をさらに具体的に示すフローチャートである。
前述した技術的課題を達成するための技術的手段として、本開示の第１側面は、エアロゾル生成物品を加熱するサセプタと、前記サセプタを取り囲んで交流電圧が印加されれば、磁場を発生させることで、前記サセプタを加熱するコイルと、前記コイルと電気的に連結される制御部と、を含み、前記制御部は、ユーザ入力に応答して（in response to）前記コイルにテスト電圧を印加し、前記テスト電圧の周波数を変更して前記コイルの出力電流を測定し、前記出力電流が最大となるときの周波数を決定し、前記決定された周波数を有する動作電圧を前記コイルに印加する、エアロゾル生成装置を提供することができる。
また、前記制御部は、既設定の範囲内で前記テスト電圧の周波数を変更することで、前記既設定の範囲内で前記出力電流が最大となるときの周波数を決定することができる。
また、前記制御部は、バッテリから直流電圧を供給されて前記直流電圧のPWM(pulse width modulation)信号を発生させ、前記ＰＷＭ信号を交流の前記テスト電圧に変換し、前記変換されたテスト電圧を前記コイルに印加することができる。
また、前記エアロゾル生成装置は、フィードバック回路をさらに含み、前記制御部は、
前記テスト電圧の周波数が変更されることにより、変化する前記コイルの出力電流を前記フィードバック回路を通じて入力され、前記入力された出力電流を測定して前記出力電流が最大となるときの周波数を決定することができる。
また、前記制御部は、テストモードにおいて、前記コイルに印加されるテスト電圧の周波数を変更することで、前記出力電流が最大となるときの周波数を決定し、前記テストモードで前記出力電流が最大となるときの周波数を決定した後、加熱モードに進入し、前記サセプタが目標温度プロファイルによって加熱されるように、前記決定された周波数を有する前記動作電圧を前記コイルに印加することができる。
また、前記制御部は、前記既設定の範囲内で測定された前記出力電流の最大値が既設定の出力電流の基準値未満である場合、前記コイルを異常と判断し、前記コイルに電力を供給しない。
本開示の第２側面は、メモリ、シガレットの少なくとも一部を収容する空洞、前記空洞の周辺に位置するコイル、前記コイルによって加熱されるサセプタ、及び前記コイルと電気的に連結される制御部を含み、前記制御部は、前記コイルに印加されるテスト電圧の周波数を変更して前記コイルの出力電流を測定し、前記コイルの出力電流が最大となるときの周波数を前記メモリに保存し、前記保存された周波数を有する動作電圧を前記コイルに印加することで、前記サセプタの加熱を開始する、エアロゾル生成システムを提供することができる。
また、前記エアロゾル生成システムは、シガレットをさらに含み、前記シガレットは、前記サセプタによって加熱されるニコチン移送部と、前記ニコチン移送部の下流端部に連結され、前記サセプタによって加熱されるニコチン発生部と、前記ニコチン発生部の下流端部に連結されたフィルタ部と、を含んでもよい。
また、前記制御部は、既設定の範囲内で前記テスト電圧の周波数を決定し、前記決定された周波数を変更することで、前記出力電流が最大となるときの周波数を前記メモリに保存することができる。
また、前記制御部は、前記コイルの出力電流が最大となるときの周波数が前記メモリに保存された後には、前記サセプタを加熱するためのユーザの入力に応答し、前記テスト電圧を印加する過程を省略し、前記動作電圧を前記コイルに印加することができる。
また、前記制御部は、前記既設定の範囲内で測定された前記出力電流の最大値が既設定の出力電流の基準値未満である場合、前記コイルを異常と判断し、前記コイルに電力を供給しない。
以下、添付図面に基づいて本発明の実施例について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施可能なように詳細に説明する。しかし、本発明は、互いに異なる様々な形態にも具現され、ここで、説明する実施例に限定されない。
実施例で使用される用語は、本発明での機能を考慮しながら可能な限り、現在広く使用される一般的な用語を選択したが、これは、当業者の意図または判例、新たな技術の出現などによっても異なる。また、特定の場合は、出願人が任意に選定した用語もあり、その場合、当該発明の説明部分において、詳細にその意味を記載する。従って、本発明で使用される用語は、単なる用語の名称ではない、その用語が有する意味と、本発明の全般にわたる内容とに基づいて定義されねばならない。
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、それは、特別に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいということを意味する。また、明細書に記載された「…部」、「…モジュール」というような用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、それは、ハードウェアまたはソフトウェアによって具現されるか、あるいはハードウェアとソフトウェアとの結合によっても具現される。
本明細書で使用されたように、要素のリストの前にあるとき、「少なくとも１つ」のような表現は、全体要素リストを修正し、リストの個別要素を修正しない。例えば、「ａ、ｂ及びｃのうち、少なくとも１つ」という表現は、「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ａ及びｂ」、「ａ及びｃ」、「ｂ及びｃ」、または「ａ、ｂ及びｃ」を含むと理解されうる。
要素または層が他の要素または層が「上方に」、「上に」、「連結されて」または「結合されて」いると記載された場合、それは、他の要素または層の、直上に、上に、連結されて、または結合されているか、または介入された要素または層が存在するものでもある。逆に、ある要素が他の要素または層に「直ぐ上に」、「直上に」、「直接に連結されて」、「直接に結合されて」いると記載されたとき、介入された要素または層は存在しない。同じ参照番号は、全体として同じ要素を指称する。
以下、添付図面に基づいて本発明の実施例について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施可能なように詳細に説明する。しかし、本発明は、互いに異なる様々な形態にも具現され、ここで説明する実施例に限定されない。
以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。
図１は、エアロゾル生成物品が内部加熱型エアロゾル生成装置に挿入された一例を示す図面である。図２は、エアロゾル生成物品が外部加熱型エアロゾル生成装置に挿入された一例を示す図面である。図３は、エアロゾル生成物品が外部加熱型エアロゾル生成装置に挿入された他の例を示す図面である。以下では、図１ないし図３に基づいて説明する。
図１を参照すれば、エアロゾル生成装置１は、バッテリ１１、制御部１２及びヒータ１３を含む。図２及び図３を参照すれば、エアロゾル生成装置１は、蒸気化器１４をさらに含む。また、エアロゾル生成装置１の内部空間には、エアロゾル生成物品（シガレット）２が挿入される。
図１ないし図３に図示されたエアロゾル生成装置１には、本実施例に係わる構成要素が図示されている。したがって、図１ないし図３に図示された構成要素以外に他の汎用的な構成要素がエアロゾル生成装置１にさらに含まれることを、本実施例に係わる技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。
また、図２及び図３には、エアロゾル生成装置１にヒータ１３が含まれていると図示されているが、必要によって、ヒータ１３は省略されてもよい。
図１には、バッテリ１１、制御部１２及びヒータ１３が一列に配置されていると図示されている。また、図２には、バッテリ１１、制御部１２、蒸気化器１４及びヒータ１３が一列に配置されていると図示されている。また、図３には、蒸気化器１４及びヒータ１３が並列に配置されていると図示されている。しかし、エアロゾル生成装置１の内部構造は、図１ないし図３に図示されたところに限定されない。すなわち、エアロゾル生成装置１の設計によって、バッテリ１１、制御部１２、ヒータ１３、及び蒸気化器１４の配置は変更されうる。
シガレット２がエアロゾル生成装置１に挿入されれば、エアロゾル生成装置１は、ヒータ１３及び／または蒸気化器１４を作動させ、エアロゾルを発生させうる。ヒータ１３及び／または蒸気化器１４によって発生したエアロゾルは、シガレット２を通過してユーザに伝達される。
必要によって、シガレット２がエアロゾル生成装置１に挿入されない場合にも、エアロゾル生成装置１は、ヒータ１３を加熱することができる。
バッテリ１１は、エアロゾル生成装置１の動作に用いられる電力を供給する。例えば、バッテリ１１は、ヒータ１３または、蒸気化器１４が加熱されるように電力を供給し、制御部１２の動作に必要な電力を供給することができる。また、バッテリ１１は、エアロゾル生成装置１に設けられたディスプレイ、センサー、モータなどの動作に必要な電力を供給することができる。
制御部１２は、エアロゾル生成装置１の動作を全般的に制御する。具体的に、制御部１２は、バッテリ１１、ヒータ１３、及び蒸気化器１４だけではなく、エアロゾル生成装置１に含まれた他の構成の動作を制御する。また、制御部１２は、エアロゾル生成装置１の構成それぞれの状態を確認し、エアロゾル生成装置１が動作可能な状態であるか否かを判断してもよい。
制御部１２は、少なくとも１つのプロセッサを含む。プロセッサは、多数の論理ゲートのアレイによっても具現され、汎用的なマイクロプロセッサと、該マイクロプロセッサで実行されるプログラムが保存されたメモリの組合わせによっても具現される。また、他の形態のハードウェアとしても具現されるということを、本実施例が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。
ヒータ１３は、バッテリ１１から供給された電力によって加熱される。例えば、シガレットがエアロゾル生成装置１に挿入されれば、ヒータ１３は、シガレットの外部に位置してもよい。したがって、加熱されたヒータ１３は、シガレット内のエアロゾル生成物質の温度を上昇させうる。
ヒータ１３は、電気抵抗性ヒータでもある。例えば、ヒータ１３には、導電性トラック(track)を含み、導電性トラックに電流が流れることにより、ヒータ１３が加熱される。しかし、ヒータ１３は、前述した例に限定されず、希望温度まで加熱可能であるならば、制限なしに該当しうる。ここで、希望温度は、エアロゾル生成装置１に既に設定されていてもよく、ユーザによって所望温度に設定されてもよい。
一方、他の例において、ヒータ１３は、誘導加熱式ヒータでもある。具体的に、ヒータ１３には、シガレットを誘導加熱方式で加熱するためのコイルを含み、シガレットは、誘導加熱式ヒータによっても加熱されるサセプタを含んでもよい。
例えば、ヒータ１３は、細長型（例えば、棒状、針状、ブレード状）や、円筒状でもあり、加熱要素の形状によってシガレット２の内部または外部を加熱することができる。
また、エアロゾル生成装置１には、ヒータ１３が複数個配置されてもよい。この際、複数個のヒータ１３は、シガレット２の内部に挿入されるように配置されてもよく、シガレット２の外部に配置されてもよい。また、複数個のヒータ１３のうち、一部は、シガレット２の内部に挿入されるように配置され、残りは、シガレット２の外部に配置される。また、ヒータ１３の形状は、図１ないし図３に図示された形状に限定されず、多様な形状にも作製される。
蒸気化器１４は、液状組成物を加熱してエアロゾルを生成し、生成されたエアロゾルは、シガレット２を通過してユーザに伝達されうる。すなわち、蒸気化器１４によって生成されたエアロゾルは、エアロゾル生成装置１の気流通路に沿って移動し、気流通路は、蒸気化器１４によって生成されたエアロゾルがシガレットを通過してユーザに伝達されるようにも構成される。
例えば、蒸気化器１４は、液体保存部、液体伝達手段、及び加熱要素を含んでもよいが、それらに限定されない。例えば、液体保存部、液体伝達手段、及び加熱要素は、独立したモジュールとしてエアロゾル生成装置１に含まれてもよい。
液体保存部は、液状組成物を保存することができる。例えば、液状組成物は、揮発性タバコ香成分を含むタバコ含有物質を含む液体でもあり、非タバコ物質を含む液体でもある。液体保存部は、蒸気化器１４から脱／付着されるようにも作製され、蒸気化器１４と一体として作製されてもよい。
例えば、液状組成物は、水、ソルベント、エタノール、植物抽出物、香料、香味剤、またはビタミン混合物を含んでもよい。香料は、メントール、ペパーミント、スペアミントオイル、各種果物の香り成分などを含むが、それらに制限されるものではない。香味剤は、ユーザに多様な香味または風味を提供する成分を含んでもよい。ビタミン混合物は、ビタミンＡ、ビタミンＢ、ビタミンＣ及びビタミンＥのうち、少なくとも１つが混合されたものでもあるが、それらに制限されるものではない。また、液状組成物は、グリセリン及びプロピレングリコールのようなエアロゾル形成剤を含んでもよい。
液体伝達手段は、液体保存部の液状組成物を加熱要素に伝達することができる。例えば、液体伝達手段は、綿繊維、セラミック繊維、ガラスファイバ、多孔性セラミックのような芯(wick)にもなるが、それに限定されない。
加熱要素は、液体伝達手段によって伝達する液状組成物を加熱するための要素である。例えば、加熱要素は、金属熱線、金属熱板、セラミックヒータなどにもなるが、それらに限定されるものではない。また、加熱要素は、ニクロム線のような伝導性フィラメントで構成され、液体伝達手段に巻かれる構造によっても配置される。加熱要素は、電流供給によって加熱され、加熱要素と接触された液体組成物に熱を伝達し、液体組成物を加熱することができる。その結果、エアロゾルが生成される。
例えば、蒸気化器１４は、カトマイザ(cartomizer)または霧化器(atomizer)とも称されるが、それらに限定されない。
一方、エアロゾル生成装置１は、バッテリ１１、制御部１２、ヒータ１３、及び蒸気化器１４以外に汎用的な構成をさらに含んでもよい。例えば、エアロゾル生成装置１は、視覚情報の出力が可能なディスプレイ及び／または触覚情報の出力のためのモータを含んでもよい。また、エアロゾル生成装置１は、少なくとも１つのセンサー（パフ感知センサー、温度感知センサー、シガレット挿入感知センサーなど）を含んでもよい。また、エアロゾル生成装置１は、シガレット２が挿入された状態でも外部空気が流入されるか、内部気体が流出される構造によっても作製される。
図１ないし図３には、図示されていないが、エアロゾル生成装置１は、別途のクレードルと共にシステムを構成してもよい。例えば、クレードルは、エアロゾル生成装置１のバッテリ１１の充電に用いられる。または、クレードルとエアロゾル生成装置１が結合された状態でヒータ１３が加熱されてもよい。
シガレット２は、一般的な燃焼型シガレットと類似してもいる。例えば、シガレット２は、エアロゾル生成物質を含む第１部分２１とフィルタなどを含む第２部分２２に区分される。または、シガレット２の第２部分２２にもエアロゾル生成物質が含まれてもよい。例えば、顆粒またはカプセルの形態に作られたエアロゾル生成物質が第２部分２２に挿入されてもよい。
エアロゾル生成装置１の内部には、第１部分２１の全体が挿入され、第２部分２２は、外部に露出されうる。または、エアロゾル生成装置１の内部に第１部分２１の一部だけ挿入されてもよく、第１部分２１の全体及び第２部分２２の一部が挿入されてもよい。ユーザは、第２部分２２を口にした状態でエアロゾルを吸い込む。この際、エアロゾルは、外部空気が第１部分２１を通過することで生成され、生成されたエアロゾルは、第２部分２２を通過してユーザの口に伝達される。
一例として、外部空気は、エアロゾル生成装置１に形成された少なくとも１つの空気通路を通じて流入される。例えば、エアロゾル生成装置１に形成された空気通路の開閉及び／または空気通路の大きさは、ユーザによって調節される。これにより、霧化量、喫煙感などがユーザによって調節される。他の例として、外部空気は、シガレット２の表面に形成された少なくとも１つの孔(hole)を通じてシガレット２の内部に流入されてもよい。
図４は、誘導加熱方式を説明するためのＲＬＣ回路図及び周波数による負荷に伝達される電力を示すグラフである。
コイルは、バッテリから交流電流を供給される。バッテリから交流電流を供給されたコイルによって磁場(magnetic field)が発生する。コイルによって発生した磁場が負荷（例えば、サセプタ）を貫通することで負荷が加熱されうる。
図４を参照すれば、コイルは、ＲＬＣ回路４１０によっても表現される。ＲＬＣ回路４１０は、インダクタンスＬ、抵抗Ｒ及びキャパシタンスＣを含む。ＲＬＣ回路４１０のトータルインピーダンスＺＴＯＴＡＬは、インダクタンスのインピーダンスＺＬ、抵抗のインピーダンスＺＲ及びキャパシタンスのインピーダンスＺＣの和によって算出される。
インダクタンスのインピーダンスＺＬ、抵抗のインピーダンスＺＲ及びキャパシタンスのインピーダンスＺＣそれぞれは、下記数式１のように表現されうる。
Figure 0007137645000001
一方、共振(resonance)とは、振動系がその固有振動数のような振動数を有する外力を周期的に受けて振幅が明らかに増加する現象を言う。共振は、力学的振動及び電気的振動など全ての振動で起きる現象である。一般に外部から振動系に振動させうる力を加えたとき、その振動系の固有振動数と外部から加えられる力の振動数が同一であれば、その振動は激しくなり、振幅も大きくなる。
同じ原理で、一定距離内において離れている複数の振動体が互いに同じ周波数で振動する場合、前記複数の振動体は、互いに共振し、その場合、前記複数の振動体の間には、抵抗が減少する。
ＲＬＣ回路４１０の共振周波数ｆｒｅｓｏは、例えば、下記数式２によって決定されうる。
Figure 0007137645000002
図４のグラフ４２０を参照すれば、ＲＬＣ回路４１０に共振周波数ｆｒｅｓｏを有する交流電流が印加されるとき、負荷（例えば、サセプタ）側に最大電力を伝達することができる。ＲＬＣ回路４１０に印加される交流電流の周波数が共振周波数ｆｒｅｓｏと異なるほど負荷側に伝達される電力値が減る。
一方、数式２を参照すれば、ＲＬＣ回路４１０の共振周波数ｆｒｅｓｏは、コイルのインダクタンスＬ及びキャパシタンスＣによって決定される。コイルを使用して磁場を形成する回路において、インダクタンスＬは、コイルの回転数などによって決定され、キャパシタンスＣは、コイル間の間隔、面積などによっても決定される。
図５は、誘導加熱方式を用いたエアロゾル生成装置の一例を示す図面である。
図５を参照すれば、エアロゾル生成装置１は、バッテリ１１、制御部１２、コイル５１及びサセプタ５２を含む。また、エアロゾル生成装置１の空洞５３には、シガレット２の少なくとも一部が収容される。
図５に図示されたエアロゾル生成装置１には、本実施例に係わる構成要素が図示されている。したがって、図５に図示された構成要素以外に他の汎用的な構成要素がエアロゾル生成装置１にさらに含まれることを、本実施例に係わる技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。
コイル５１は、空洞５３周辺に位置してもよい。図５には、コイル５１が空洞５３を取り囲むように配置されると図示されているが、それに限定されない。
シガレット２がエアロゾル生成装置１の空洞５３に収容されれば、エアロゾル生成装置１は、コイル５１が磁場を発生させるように、コイル５１に電力を供給することができる。コイル５１によって発生した磁場がサセプタ５２を貫通することによってサセプタ５２が加熱される。
このような誘導加熱現象は、ファラデーの誘導法則(Faraday’s Law of induction)で説明される公知の現象である。具体的に、サセプタ５２内の磁気誘導が変化する場合、電場がサセプタ５２内に生成されることで、渦電流(eddy current)がサセプタ５２内に流れる。渦電流は、サセプタ５２内で電流密度及び伝導体抵抗に比例する熱を発生させる。
サセプタ５２が渦電流によって加熱され、シガレット２内のエアロゾル生成物質は、加熱されたサセプタ５２によって加熱されることにより、エアロゾルが生成される。エアロゾル生成物質から生成されたエアロゾルは、シガレット２を通過してユーザに伝達される。
バッテリ１１は、エアロゾル生成装置１の動作に用いられる電力を供給する。例えば、バッテリ１１は、コイル５１が磁場を発生させるように電力を供給し、制御部１２の動作に必要な電力を供給することができる。また、バッテリ１１は、エアロゾル生成装置１に設けられたディスプレイ、センサー、モータなどの動作に必要な電力を供給することができる。
制御部１２は、エアロゾル生成装置１の動作を全般的に制御する。制御部１２は、コイル５１と電気的に連結される。具体的に、制御部１２は、バッテリ１１及びコイル５１だけではなく、エアロゾル生成装置１に含まれた他の構成の動作を制御する。また、制御部１２は、エアロゾル生成装置１の構成それぞれの状態を確認し、エアロゾル生成装置１が動作可能な状態であるか否かを判断してもよい。
コイル５１は、バッテリ１１から供給された電力によって磁場を発生させる導電性コイルでもある。コイル５１は、空洞５３の少なくとも一部を取り囲むように配置される。コイル５１によって発生した磁場は、空洞５３の内側端部に配置されるサセプタ５２に印加される。
サセプタ５２は、コイル５１から発生する磁場が貫通されることにより、加熱され、金属、または炭素を含んでもよい。例えば、サセプタ５２は、フェライト(ferrite)、強磁性合金(ferromagnetic alloy)、ステンレス鋼(stainles ssteel)及びアルミニウム(aluminum)のうち、少なくとも１つを含んでもよい。
また、サセプタ５２は、黒鉛(graphite)、モリブデン(molybdenum)、シリコンカーバイド(silicon carbide)、ニオブ(niobium)、ニッケル合金(nickel alloy)、金属フィルム(metal film)、ジルコニア(zirconia)のようなセラミック、ニッケル(Ni)やコバルト(Co)のような遷移金属、ホウ素(B)やリン(P)のような準金属のうち、少なくとも１つを含んでもよい。しかし、サセプタ５２は、前述した例に限定されず、磁場が印加されることにより、希望温度まで加熱可能であるならば、制限なしに該当しうる。ここで、希望温度は、エアロゾル生成装置１に既に設定されていてもよく、ユーザによって所望温度に設定されてもよい。
シガレット２がエアロゾル生成装置１の空洞５３に収容されれば、サセプタ５２は、シガレット２の少なくとも一部を取り囲むように配置される。したがって、加熱されたサセプタ５２は、シガレット２内のエアロゾル生成物質の温度を上昇させうる。
図５には、サセプタ５２がシガレットの少なくとも一部を取り囲むように配置されると図示されているが、それに限定されない。例えば、サセプタ５２は、管状加熱要素、板状加熱要素、針状加熱要素、または棒状加熱要素を含み、加熱要素の形状によってシガレット２の内部または外部を加熱することができる。
また、エアロゾル生成装置１には、サセプタ５２が複数個配置されてもよい。この際、複数個のサセプタ５２は、シガレット２の外部に配置されてもよく、内部に挿入されるように配置されてもよい。また、複数個のサセプタ５２のうち、一部は、シガレット２の内部に挿入されるように配置され、残りは、シガレット２の外部に配置される。また、サセプタ５２の形状は、図５に図示された形状に限定されず、多様な形状にも作製される。
図６は、エアロゾル生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
図６を参照すれば、エアロゾル生成装置１は、バッテリ１１、制御部１２、コイル５１、サセプタ５２、フィードバック回路６４０、及びメモリ６５０を含んでもよい。
バッテリ１１は、直流電源であって、エアロゾル生成装置１の動作のために直流電圧を制御部１２に供給する。一実施例において、バッテリ１１と制御部１２との間には、バッテリ１１の電圧を一定に保持させるレギュレータ(regulator)が含まれてもよい。
制御部１２は、MCU(microcontroller unit)６２１及びインバータ回路６２２を含み、インバータ回路６２２は、Amp(amplifier)６２３及びFET(field effect transistor)６２４を含んでもよい。但し、図６に図示された構成要素以外に他の構成要素がさらに含まれることを、本実施例に係わる技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。
制御部１２は、バッテリ１１から直流電圧を供給されて制御信号を生成し、生成された制御信号をエアロゾル生成装置１の他の構成に伝送することができる。制御部１２は、制御信号を用いて、バッテリ１１、コイル５１、フィードバック回路６４０、及びメモリ６５０を総括的に制御する。
ＭＣＵ ６２１は、バッテリ１１から直流電圧を供給されてPWM(pulse width modulation)信号を発生させる。ＭＣＵ ６２１は、ＰＷＭ信号の周波数を既設定の範囲内で変更し、ＰＷＭ信号をインバータ回路６２２に伝達する。具体的に、ＭＣＵ ６２１は、２個のポートを含み、各ポートで同一波形のＰＷＭ信号をインバータ回路６２２に送信する。実施例によって、ＭＣＵ ６２１から出力されるＰＷＭ信号は、デジタルＰＷＭ信号でもある。
インバータ回路６２２は、ＭＣＵ ６２１から受信した直流電圧のＰＷＭ信号を交流電圧に変換することができる。インバータ回路６２２は、ＭＣＵ ６２１から同一波形の２つのＰＷＭ信号を受信し、２つのＰＷＭ信号を交流電圧に変換するための演算及び増幅を行うことができる。インバータ回路６２２は、交流電圧をコイル５１に印加することができる。
インバータ回路６２２からコイル５１に交流電圧が印加されれば、コイル５１では、磁場が発生する。ＭＣＵ ６２１からインバーター回路６２２に伝達されるＰＷＭ信号の周波数によって、インバータ回路６２２からコイル５１に伝達される交流電圧の周波数が決定されうる。すなわち、ＭＣＵ ６２１で発生するＰＷＭ信号の周波数が変更されることにより、コイル５１に印加される交流電圧の周波数も同一に変更される。
具体的に、インバータ回路６２２は、Ａｍｐ ６２３とＦＥＴ ６２４を含んでもよい。Ａｍｐ ６２３は、多数の論理ゲートのアレイによっても具現される。Ａｍｐ ６２３は、ＭＣＵ ６２１の２個のポートで発生したＰＷＭ信号を受信し、多数の論理ゲートを用いて演算を行うことができる。また、Ａｍｐ ６２３は、ＭＣＵ ６２１から受信したＰＷＭ信号を既設定の増幅率によって増幅することができる。Ａｍｐ ６２３は、ＰＷＭ信号に対して演算及び増幅を遂行し、ＰＷＭ信号をＦＥＴ ６２４に伝達することができる。Ａｍｐ ６２３で遂行されるＰＷＭ信号に対する演算及び増幅は、ＰＷＭ信号がＦＥＴ ６２４で交流電圧に変換されるようにする。
ＦＥＴ ６２４は、Ａｍｐ ６２３から受信したＰＷＭ信号を交流電圧に変換して、交流電圧をコイル５１に印加することができる。ＦＥＴ ６２４は、ＰＷＭ信号によって開閉されるか、タイマー(Timer)を内蔵して周期的に開閉されうる。ＦＥＴ ６２４は、実施例によって、スイッチにも代替されうる。
コイル５１は、制御部１２から交流電圧を印加されうる。制御部１２からコイル５１に交流電圧が印加されれば、コイル５１は、磁場を発生させうる。コイル５１によって発生する磁場の強度は、コイル５１の抵抗などによって異なってもいる。
サセプタ５２は、コイル５１内部に位置してもよい。サセプタ５２は、コイル５１から発生した磁場内で熱を発生させる方式でエアロゾル生成物品を加熱することができる。サセプタ５２で発生する熱は、コイル５１で発生する磁場の強度によって異なってもいる。
フィードバック回路６４０は、コイル５１に流れる出力電流をＭＣＵ ６２１に伝達することができる。コイル５１に印加される交流電圧の周波数が変更されることにより、コイル５１に流れる出力電流が異なる。すなわち、フィードバック回路６４０は、コイル５１に印加される交流電圧の周波数が変更されることにより、持続的に変わるコイル５１の出力電流を測定してＭＣＵ ６２１に伝達することができる。
ＭＣＵ ６２１は、フィードバック回路６４０から受信したコイル５１の出力電流が最大となるときのコイル５１に印加される交流電圧の周波数を決定することができる。ＭＣＵ ６２１は、決定された周波数を有するＰＷＭ信号を発生させ、サセプタ５２を加熱させうる。決定された周波数は、コイル５１の共振周波数でもある。
メモリ６５０は、エアロゾル生成装置１内で処理される各種データを保存するハードウェアであって、メモリ６５０は、制御部１２で処理されたデータ及び処理されるデータを保存することができる。メモリ６５０は、DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory)のようなRAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory)などの多様な種類によっても具現される。
メモリ６５０は、エアロゾル生成装置１の動作時間、少なくとも１つの温度プロファイル、少なくとも１つの電力プロファイル及びユーザの喫煙パターンに係わるデータなどを保存することができる。また、メモリ６５０は、制御部１２で決定したコイル５１の共振周波数に係わる情報を保存することができる。メモリ６５０に保存されたコイル５１の共振周波数に係わる情報は、サセプタ５２を加熱するのに用いられる。
一実施例において、エアロゾル生成装置１は、複数のモードを有することができる。例えば、エアロゾル生成装置１のモードは、スリープモード、テストモード、加熱モードを含んでもよい。しかし、エアロゾル生成装置１のモードは、その限りではない。
エアロゾル生成装置１が用いられていない状態で、エアロゾル生成装置１は、スリープモードを保持することができる。制御部１２は、スリープモードにおいて、コイル５１に電力が供給されないように、バッテリ１１の出力電力を制御することができる。例えば、エアロゾル生成装置１の使用前または後に、エアロゾル生成装置１は、スリープモードで動作することができる。
制御部１２は、エアロゾル生成装置１に対するユーザ入力に応答して、エアロゾル生成装置１のモードをテストモードに設定（または、スリープモードからテストモードに転換）することができる。制御部１２は、テストモードにおいて、コイル５１に印加されるテスト電圧の周波数を変更することで、コイル５１に対応する共振周波数を決定することができる。テスト電圧は、テストモードで使用されるコイル５１に印加される交流電圧である。テスト電圧は、共振周波数を決定するコイル５１に印加される電圧であって、加熱モードでサセプタ５２を加熱するために使用される動作電圧と区分される。
また、共振周波数が決定された後、制御部１２は、エアロゾル生成装置１のモードをテストモードから加熱モードに切り替えることができる。制御部１２は、加熱モードで、テストモードで決定された共振周波数を有する動作電圧をコイル５１に印加することで、サセプタ５２の加熱を開始することができる。動作電圧は、加熱モードで使用されるコイル５１に印加される交流電圧である。共振周波数を有する動作電圧がコイル５１に印加されることにより、加熱モードでサセプタ５２が目標温度プロファイルによって加熱される。
一方、温度プロファイルとは、経時的なサセプタ５２の温度変化を指称し、サセプタ５２が目標温度プロファイルによって加熱されるとき、ユーザに最適の喫煙経験を提供することができる。
他の実施例において、エアロゾル生成装置１は、ユーザの入力によってテストモードへの進入如何を決定することができる。コイル５１の共振周波数を決定するためのユーザの入力がある場合、エアロゾル生成装置１は、スリープモードからテストモードに進入して共振周波数を決定し、テストモードからモードに進入してサセプタ５２の加熱を開始することができる。
共振周波数に係わる情報がメモリ６５０に保存された後には、サセプタ５２を加熱するためのユーザの入力がある場合、エアロゾル生成装置１は、テストモードへの進入を省略し、スリープモードから加熱モードに進入して、メモリ６５０に保存された共振周波数を有する動作電圧をコイル５１に印加することで、サセプタ５２の加熱を開始することができる。
さらに他の実施例において、テストモードは、エアロゾル生成装置１がユーザに流通される前に、コイル５１の製造上の誤差を検査する検査工程で実行されうる。エアロゾル生成装置１の検査工程において、エアロゾル生成装置１は、テストモードに進入し、検査工程で決定された共振周波数がメモリ６５０に保存されうる。
エアロゾル生成装置１がユーザに流通された後、エアロゾル生成装置１は、テストモードを経ず、スリープモードから直ちに加熱モードに転換されうる。加熱モードでは、検査工程で決定された共振周波数を有する動作電圧がコイル５１に印加されることで、サセプタ５２の加熱が開始される。
但し、テストモードの実行のための入力方式及び入力主体に係わる説明は、前述した例に限定されず、それらから、多様な変形及び均等な他の実施例が可能である。
図７は、シガレットの一例を示す図面である。
図７を参照すれば、シガレット２は、ニコチン移送部７１０、ニコチン発生部７２０及びフィルタ部を含む。フィルタ部は、冷却部７３０及びマウスフィルタ７４０を含む。必要によって、フィルタ部には、他の機能を行うセグメントをさらに含んでもよい。
ニコチン移送部７１０は、エアロゾル生成物質を含む。ニコチン移送部７１０は、グリセリン、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール及びオレイルアルコールのうち、少なくとも１つが含まれるが、それらに制限されない。ニコチン移送部７１０が加熱されることにより、エアロゾルが発生することができる。
ニコチン発生部７２０は、ニコチンが含まれたタバコ物質を含む。ニコチン発生部７２０は、タバコ葉、再構成タバコ及びタバコ顆粒のようなタバコ物質を含んでもよい。ニコチン発生部７２０は、シート(sheet)にも、ストランド(strand)にも作製され、タバコシートが細かく切られた刻みタバコにも作製される。
冷却部７３０は、ニコチン移送部７１０及びニコチン発生部７２０のうち、少なくとも１つが加熱されることで生成されたエアロゾルを冷却させる。したがって、ユーザは、適当な温度に冷却されたエアロゾルを吸い込むことができる。
マウスフィルタ７４０は、酢酸セルロースフィルタでもある。
マウスフィルタ７４０は、円筒状でも、内部に中空を含むチューブ状でもある。また、マウスフィルタ７４０は、リセス状でもある。
ニコチン移送部７１０及びニコチン発生部７２０で生成されたエアロゾルは、冷却部７３０を通過することにより、冷却され、冷却されたエアロゾルは、マウスフィルタ７４０を通じてユーザに伝達される。したがって、マウスフィルタ７４０に加香要素が添加される場合、ユーザに伝達される香味の持続性が増進する効果が発生しうる。
図７には、図示されていないが、シガレット２は、少なくとも１枚のラッパによって包装されうる。ラッパには、外部空気が流入されるか、内部気体が流出される少なくとも１つの孔(hole)が形成される。一例として、シガレット２は、１枚のラッパによって包装される。他の例として、シガレット２は、２以上のラッパによって重畳的に包装されてもよい。
図８は、シガレットが収容されたエアロゾル生成システムの一例を示す図面である。
エアロゾル生成システムは、エアロゾル生成装置１及びシガレット２を含む。
エアロゾル生成装置１は、バッテリ１１、制御部１２、コイル５１、サセプタ５２及び空洞８２０を含んでもよい。シガレット２は、ニコチン移送部７１０、ニコチン発生部７２０、冷却部７３０、及びマウスフィルタ７４０を含んでもよい。但し、図８に図示された構成要素以外に他の構成要素がさらに含まれることを、本実施例に係わる技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。
サセプタ５２は、エアロゾル生成装置１の一部でもある。サセプタ５２は、空洞８２０を形成する内側壁８３０に沿って空洞８２０の長手方向に延びる。
シガレット２は、ニコチン移送部７１０及びニコチン移送部７１０の下流端部に連結されるニコチン発生部７２０を含んでもよい。
ニコチン移送部７１０は、保湿剤（例えば、グリセリン、プロピレングリコールなど）を含み、ニコチン移送部７１０が加熱されることにより、エアロゾル（霧化）が発生する。ニコチン発生部７２０は、ニコチンが含まれたタバコ物質（タバコ葉、再構成タバコ、タバコ顆粒など）を含み、ニコチン発生部７２０が加熱されることにより、ニコチンが生成される。
シガレット２がエアロゾル生成装置１の空洞８２０に収容されれば、サセプタ５２は、シガレット２の外部を取り囲むように位置してもよい。この際、サセプタ５２は、ニコチン移送部７１０及びニコチン発生部７２０と対応する位置に位置してもよい。
サセプタ５２は、シガレット２の一部でもある。サセプタ５２は、シガレット２の外側面に位置してシガレット２の長手方向に沿って延びる。また、サセプタ５２は、少なくとも１枚のラッパによっても包装される。
シガレット２がエアロゾル生成装置１の空洞８２０に収容されれば、エアロゾル生成装置１は、コイル５１が磁場を発生させるように、バッテリ１１からコイル５１に電力を供給することができる。コイル５１によって発生した磁場がサセプタ５２を貫通することによって、サセプタ５２は、ニコチン移送部７１０及びニコチン発生部７２０を加熱することができる。
他の実施例において、サセプタ５２は、サセプタの第１部分８１０ａとサセプタの第２部分８１０ｂとで構成される。サセプタの第１部分８１０ａは、ニコチン移送部７１０と対応する位置に、サセプタの第２部分８１０ｂは、ニコチン発生部７２０と対応する位置に位置してもよい。
ニコチン移送部７１０とニコチン発生部７２０に含まれた物質が互いに異なっているので、ユーザに最上のタバコ風味を提供するためのニコチン移送部７１０及びニコチン発生部７２０の加熱温度は、互いに異なってもいる。
ニコチン移送部７１０及びニコチン発生部７２０を互いに異なる温度で加熱するために、サセプタの第１部分８１０ａ及びサセプタの第２部分８１０ｂの加熱温度は、互いに異なってもいる。すなわち、サセプタの第１部分８１０ａは、ニコチン移送部７１０を加熱して、サセプタの第２部分８１０ｂは、ニコチン発生部７２０を加熱するところ、ニコチン移送部７１０とニコチン発生部７２０の加熱温度が異なってもいる。
サセプタの第１部分８１０ａ及びサセプタの第２部分８１０ｂがシガレット２の一部である場合、サセプタの第１部分８１０ａ及びサセプタの第２部分８１０ｂは、互いに連結されて単一加熱体を形成するか、分離された状態でそれぞれニコチン移送部７１０及びニコチン発生部７２０と対応する位置に位置してもよい。
図９は、コイルの抵抗偏差による共振周波数の変化を示すグラフの例示である。
設計規格による抵抗を有するコイルに対するグラフ９１０を見れば、コイルは、共振周波数ｆ１を有し、生産・組付け過程で抵抗の偏差が発生したコイルに係わるグラフ９２０を見れば、コイルは、共振周波数ｆ２を有する。
既存に設計したコイルに対する共振周波数であるｆ１をコイル及びコイルに印加する場合、コイルは、共振して最大の出力電流Ｉ１が流れるが、コイルは、ｆ１が共振周波数に該当しないところ、最大の出力電流Ｉ１よりも低い出力電流Ｉ２が流れる。これにより、抵抗の偏差が発生したコイルに対して周波数の補正なしに、既設定の周波数（例えば、ｆ１）を有する交流電圧が印加される場合、サセプタを目標温度プロファイルによって制御不可能になる。
コイルに交流電圧が印加されてサセプタが加熱される場合、サセプタを目標温度プロファイルによって制御するためには、コイルに印加される交流電圧の周波数は、コイルの共振周波数であるｆ１からコイルの共振周波数であるｆ２に補正されねばならない。
図１０は、ＰＷＭ信号の周波数が変更される一例を示すグラフである。
エアロゾル生成装置に対してユーザ入力が受信されることにより、制御部は、エアロゾル生成装置の動作を開始することができる。例えば、制御部は、インターフェーシング手段（例えば、ボタンまたはタッチスクリーン）を通じてユーザ入力を受信することで、エアロゾル生成装置の動作を開始することができる。
図１０を参照すれば、制御部で発生する直流電圧のＰＷＭ信号に対する波形が図示される。ＰＷＭ信号の周波数によって、コイルに印加される交流電圧の周波数が決定されうる。すなわち、ＰＷＭ信号の周波数がｆ１からｆ６に変更されることにより、コイルに印加される交流電圧の周波数も同一にｆ１からｆ６に変更される。
制御部は、ｔ１において、エアロゾル生成装置のモードをスリープモードからテストモードに切り替えることで、共振周波数を決定するための段階を開始することができる。
周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４及びｆ５それぞれにおける入力電圧は同一であり、それぞれのＰＷＭデューティー比も同一である。周波数ｆ１とｆ５の周波数は、同一であり、周波数ｆ２とｆ４の周波数も同一である。制御部で発生するＰＷＭ信号の周波数は、既設定の範囲内で増加していて減少することを繰り返して変更される。
一方、図１０では、ｔ１からｔ２までの一回の周期のみ示したが、制御部は、共振周波数を決定するために、数回の周期を繰り返し、ＰＷＭ信号を発生させうる。図１０による一実施例において、周波数ｆ１からｆ３に変更される過程で、周波数ｆ２のみを経たが、他の実施例において、周波数の変更幅がさらに細分化されうる。しかし、周波数変更方式は、前述した例に限定されない。
一実施例において、制御部で測定したコイルの出力電流が周波数ｆ２及びｆ４で最大と示された場合、制御部は、周波数ｆ２及びｆ４と同じ周波数であるｆ６を共振周波数として決定しうる。共振周波数が決定された後、制御部は、ｔ２において、エアロゾル生成装置のモードをテストモードから加熱モードに切り替えることができる。加熱モードで制御部は、周波数ｆ６を有するＰＷＭ信号を発生させることで、共振周波数ｆ６を有する交流電圧をコイルに印加することができる。
図１０では、テストモードにおいて、周波数が既設定の範囲内で増加していて減少する例を記載した。しかし、周波数変更方式は、前述した例に限定されず、既設定の範囲内で減少していて増加する場合はもとより、一方向に増加または減少する方式なども可能である。
テストモードであるｔ１からｔ２までの所要時間は、ユーザが体感し難い程度の短い時間でもある。例えば、ｔ１からｔ２までの所要時間は、０．５秒～２秒でもある。望ましくは、１秒でもある。
他の実施例において、制御部で発生するＰＷＭ信号の周波数は固定され、デューティー比は既設定の範囲で変更されつつ発生しうる。例えば、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４及びｆ５それぞれでのデューティー比は異なってもいる。また、ｆ１とｆ５でのデューティー比は、同一であり、周波数ｆ２とｆ４でのデューティー比も同一である。制御部で発生するＰＷＭ信号のデューティー比は、既設定の範囲内で増加していて減少することを繰り返して変更される。デューティー比が変更されることにより、コイルに供給される電力の大きさが変更される。ＰＷＭ信号のデューティー比が大きくなることにより、コイルに供給される電力の大きさが大きくなり、サセプタの加熱が加速される。
しかし、デューティー比の変更方式は、前述した例に限定されず、既設定の範囲内で減少していて増加する場合はもとより、一方向に増加または減少する方式などを含んでもよい。
図１１は、一実施例によるエアロゾル生成装置を制御する方法を示すフローチャートである。
図１１を参照すれば、段階１１１０において、エアロゾル生成装置は、ユーザ入力に応答してコイルにテスト電圧を印加することができる。
エアロゾル生成装置には、コイルの設計規格に対応する共振周波数がメモリに保存されている。しかし、同一規格及び材料からなるコイルであっても、生産・組付け過程で抵抗偏差が発生して共振周波数が異なってもいる。エアロゾル生成装置は、サセプタ加熱前に変わった共振周波数を決定するために、ユーザ入力に応答してコイルにテスト電圧を印加することができる。
段階１１２０において、エアロゾル生成装置は、テスト電圧の周波数が変更されることにより、変化するコイルの出力電流を測定することができる。
段階１１３０において、エアロゾル生成装置は、出力電流が最大となるときの周波数を決定することができる。
出力電流が最大となるときの周波数は、コイルの共振周波数でもある。エアロゾル生成装置は、変わった共振周波数を決定するために、コイルの出力電流を測定して、最大の出力電流を流す周波数を共振周波数と決定しうる。
段階１１４０において、エアロゾル生成装置は、決定された周波数を有する動作電圧をコイルに印加することができる。
エアロゾル生成装置は、決定された周波数を有する動作電圧をコイルに印加することで、コイルに最大の出力電流を流せる。共振周波数ではない周波数を有する交流電圧がコイルに印加されるときと比べて、エアロゾル生成装置が共振周波数を有する動作電圧をコイルに印加する場合には、同じ電力がコイルに供給されても、共振によってさらに大きい出力電流がコイルに流れる。これにより、コイルによって発生する磁場の強度も大きくなり、サセプタが目標温度プロファイルによっても加熱される。
図１２は、一実施例による図１１のエアロゾル生成装置を制御する方法をさらに具体的に示すフローチャートである。
図１２を参照すれば、段階１２１０において、エアロゾル生成装置は、ＰＷＭ信号を用いてコイルにテスト電圧を印加することができる。
具体的に、エアロゾル生成装置は、バッテリから直流電圧を供給されて直流電圧のＰＷＭ信号を発生させる。エアロゾル生成装置は、ＰＷＭ信号を交流電圧に変換し、コイルに交流電圧を印加することができる。
段階１２２０でエアロゾル生成装置は、コイルに印加されるテスト電圧の周波数を既設定の範囲内で変更することができる。
エアロゾル生成装置が発生させるＰＷＭ信号は、固定電圧でもあり、ＰＷＭ周波数が変更される信号でもある。制御部が周波数を変更する既設定の範囲は、コイルの設計規格によって異なってもいる。例えば、コイルの設計規格による共振周波数が３００ｋＨｚである場合、制御部が周波数を変更する既設定の範囲は、２８０ｋＨｚ～３２０ｋＨｚでもある。但し、これは、一実施例に過ぎず、制御部が周波数を変更する既設定の範囲は、それに限定されない。
段階１２３０において、エアロゾル生成装置は、コイルの出力電流を測定することができる。
コイルに印加される交流電圧の周波数が変更されることにより、コイルに流れる出力電流が変わる。エアロゾル生成装置は、フィードバック回路を用いて、コイルに印加される交流電圧の周波数が変更されることにより、持続的に変わるコイルの出力電流を制御部に伝達することができる。
段階１２４０において、エアロゾル生成装置は、測定された出力電流の最大値が既設定の出力電流の基準値以上であるか否かを判断する。エアロゾル生成装置は、段階１２４０の結果に基づいて、コイルに供給される電力を制御することができる。
出力電流の基準値は、エアロゾル生成装置が正常動作するために要求されるコイルに流れる出力電流の最小値でもある。出力電流の基準値は、エアロゾル生成装置の設計規格に基づいて設定される。エアロゾル生成装置が測定された出力電流の最大値が既設定の出力電流の基準値未満であると判断する場合、加熱モードに進入せず、コイルに電力の供給を中断することができる。また、エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成装置の動作が不可能であるという通知を出力してもよい。エアロゾル生成装置は、コイルが有効ではなく、動作が不可能であるという情報をユーザに認知させることで、エアロゾル生成装置の交換を誘導することができる。
エアロゾル生成装置が測定された出力電流の最大値が既設定の出力電流の基準値以上であると判断する場合、段階１２５０に進めることができる。段階１２５０において、エアロゾル生成装置は、出力電流が最大となるときの周波数を決定することができる。決定された周波数は、コイルの共振周波数でもある。
段階１２６０において、エアロゾル生成装置は、決定された周波数を有する動作電圧をコイルに印加することができる。エアロゾル生成装置は、テストモードから加熱モードに切り替えることで、サセプタの加熱を開始する。
制御部１２、蒸気化器１４、またはＭＣＵ６２１のように図面においてブロックで表現される構成要素、エレメント、モジュールまたはユニット（この段落では、「構成要素」と総称する）のうち、少なくとも１つは、一実施例によって、前述した個別的な機能を行う多様な数のハードウェア、ソフトウェア及び／またはファームウエア構造によって具現されうる。例えば、このような構成要素のうち、少なくとも１つは、１つ以上のマイクロプロセッサまたは他の制御装置の制御を通じて個別的な機能を行うメモリ、プロセッサ、論理回路、ルックアップテーブルのような直接回路構造を用いてもよい。また、かような構成要素のうち、少なくとも１つは、特定の論理機能を行うための１つ以上の実行可能な命令語を含むモジュール、プログラム、またはコードの一部によって具体的に具現され、１つ以上のマイクロプロセッサまたは他の制御装置によって実行されうる。また、このような構成要素のうち、少なくとも１つは個別的な機能を処理する中央処理ユニット（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサのようなプロセッサを含むか、プロセッサによっても具現される。そのような構成要素の２つ以上は、全ての動作または組み合わせられた２つ以上の構成要素の機能を行う１つの単一構成要素によっても組み合わせられる。また、このような構成要素のうち、少なくとも１つの機能の少なくとも一部は、そのような構成要素のうち、他の１つによっても行われる。また、前述したブロック図にバスが図示されていないにしても、構成要素間の連結は、バスを通じて行われる。前述した例示的な実施例の機能的側面は、１つ以上のプロセッサを行うアルゴリズムによっても具現される。これに付け加えて、ブロックまたは処理段階によって表現される構成要素は、電子構成、信号処理及び/または制御、データ処理のための任意の数の関連技術を用いてもよい。
前述した実施例に係わる説明は、例示的なものに過ぎず、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、それにより、多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならず、請求範囲に記載の内容と同等な範囲にある全ての相違点は、請求範囲によって決定される保護範囲に含まれるものと解釈されねばならない。

Claims (11)

  1. エアロゾル生成装置において、
    エアロゾル生成物品を加熱するサセプタと、
    前記サセプタを取り囲んで交流電圧が印加されれば、磁場を発生させることで、前記サセプタを加熱するコイルと、
    前記コイルと電気的に連結される制御部と、を含み、
    前記制御部は、
    ユーザ入力に応答して（in response to）前記コイルにテスト電圧を印加して、
    前記テスト電圧の周波数を変更して前記コイルの出力電流を測定して、
    前記出力電流の最大値が既設定の基準値以上である場合、前記出力電流が最大となるときの周波数を決定し、前記決定された周波数を有する動作電圧を前記コイルに印加し、
    前記最大値が前記既設定の基準値未満である場合、前記コイルに電力を供給しない、エアロゾル生成装置。
  2. 前記制御部は、
    既設定の範囲内で前記テスト電圧の周波数を変更することで、前記既設定の範囲内で前記出力電流が最大となるときの周波数を決定する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
  3. 前記制御部は、
    バッテリから直流電圧を供給されて前記直流電圧のＰＷＭ(pulse width modulation)信号を発生させ、前記ＰＷＭ信号を交流の前記テスト電圧に変換し、前記変換されたテスト電圧を前記コイルに印加する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
  4. 前記エアロゾル生成装置は、
    フィードバック回路をさらに含み、
    前記制御部は、
    前記テスト電圧の周波数が変更されることにより、変化する前記コイルの出力電流を前記フィードバック回路を通じて入力され、
    前記入力された出力電流を測定して前記出力電流が最大となるときの周波数を決定する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
  5. 前記制御部は、
    テストモードにおいて、前記コイルに印加されるテスト電圧の周波数を変更することで、前記出力電流が最大となるときの周波数を決定し、
    前記テストモードで前記出力電流が最大となるときの周波数を決定した後、加熱モードに進入し、前記サセプタが目標温度プロファイルによって加熱されるように前記決定された周波数を有する前記動作電圧を前記コイルに印加する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
  6. 前記制御部は、
    前記既設定の範囲内で測定された前記出力電流の最大値が既設定の出力電流の基準値未満である場合、
    前記コイルを異常と判断する、請求項２に記載のエアロゾル生成装置。
  7. エアロゾル生成システムにおいて、
    メモリと、
    シガレットの少なくとも一部を収容する空洞と、
    前記空洞の周辺に位置するコイルと、
    前記コイルによって加熱されるサセプタと、
    前記コイルと電気的に連結される制御部と、を含み、
    前記制御部は、
    前記コイルに印加されるテスト電圧の周波数を変更し、前記コイルの出力電流を測定し、
    前記出力電流の最大値が既設定の基準値以上である場合、前記コイルの出力電流が最大となるときの周波数を前記メモリに保存し、前記保存された周波数を有する動作電圧を前記コイルに印加することで、前記サセプタの加熱を開始し、
    前記最大値が前記既設定の基準値未満である場合、前記コイルに電力を供給しない、エアロゾル生成システム。
  8. 前記エアロゾル生成システムは、
    シガレットをさらに含み、
    前記シガレットは、
    前記サセプタによって加熱されるニコチン移送部と、
    前記ニコチン移送部の下流端部に連結され、前記サセプタによって加熱されるニコチン発生部と、
    前記ニコチン発生部の下流端部に連結されたフィルタ部と、を含む、請求項７に記載のエアロゾル生成システム。
  9. 前記制御部は、
    既設定の範囲内で前記テスト電圧の周波数を変更することで、前記出力電流が最大となるときの周波数を決定し、前記決定された周波数を前記メモリに保存する、請求項７に記載のエアロゾル生成システム。
  10. 前記制御部は、
    前記コイルの出力電流が最大となるときの周波数が前記メモリに保存された後には、前記サセプタを加熱するためのユーザの入力に応答し、前記テスト電圧を印加する過程を省略し、前記動作電圧を前記コイルに印加する、請求項７に記載のエアロゾル生成システム。
  11. 前記制御部は、
    前記既設定の範囲内で測定された前記出力電流の最大値が既設定の出力電流の基準値未満である場合、
    前記コイルを異常と判断する、請求項９に記載のエアロゾル生成システム。
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