JP7336533B2 - 蒸気供給システムおよびそれに対応する方法 - Google Patents

Description

本開示は、限定されないが、ニコチン送達システム（例えば、電子タバコなど）などの蒸気供給システムに関する。

電子タバコなどの電子蒸気供給システムは、一般に、通常はニコチン（必ずしも必須ではない）を含む製剤の原液の貯液容器などの蒸気前駆体材料、またはタバコ系製品などの固体材料（この材料から、ユーザーの吸入目的で、たとえば熱気化によって蒸気が生成される）を含む。したがって、蒸気供給システムは、典型的には、気化器、例えば、前駆体材料の一部を気化させて蒸気発生チェンバー内で蒸気を発生させるように配置された加熱エレメントを含む蒸気発生チェンバーを含む。ユーザーがデバイスを吸入し、電力が気化器に供給されると、空気は入口穴を通ってデバイスに引き込まれ、気化した前駆体材料と混ざって凝縮エアロゾルを形成する蒸気発生チェンバーに引き込まれる。蒸気発生チェンバーとマウスピースの開口部との間に流路があり、蒸気発生チェンバーに引き込まれた流入空気は、流路に沿ってマウスピースの開口部まで続き、蒸気・凝縮エアロゾルの一部を運び、ユーザーが吸入するマウスピースの開口部に出る。電子タバコの中には、デバイスを通る流路内に香味部材を含み、追加の香味を与えるものがある。そのようなデバイスをハイブリッド装置と呼ぶこともあり、香味部材は、例えば、蒸気発生チェンバーとマウスピースとの間の空気経路に配置されたタバコの一部を含み、その結果、デバイス内から引き出された蒸気・凝縮エアロゾルは、タバコの部分を通過して、ユーザー吸入のためにマウスピースから出る。

加熱エレメントが乾燥した場合、そのような蒸気供給システムで問題が生じる可能性がある。これは、たとえば、前駆体材料の供給が不足しているために発生する可能性がある。その場合、加熱エレメント内およびその周辺で急速な過熱が発生する可能性がある。一般的な操作条件を考慮すると、過熱した部分は５００～９００°Ｃの範囲の温度に速やかに到達すると予想される。この急速な加熱は、蒸気供給システム内の各部品に損傷を与える可能性があるだけでなく、残留前駆体材料の蒸発過程にも悪影響を及ぼす可能性がある。例えば、過剰な熱は、例えば熱分解によって残留前駆体材料を分解する可能性があり、これは、不快な味の物質を空気流に放出して、ユーザーが吸入する可能性がある。

本明細書に記載のいくつかの実施態様では蒸気供給システムが提供され、このシステムは、
蒸気前駆体材料から蒸気を発生させるための加熱エレメントと、
加熱操作を実行するための加熱エレメントに電力を提供して蒸気を発生させ、かつ加熱操作に関連する加熱エレメントの抵抗値の測定値を、加熱操作中の故障状態を最終的に検出する際に使用される加熱エレメントの基底線抵抗値と比較するように構成された制御回路と、を含み、前記制御回路はさらに、
前記加熱エレメントの第１の抵抗値を測定して第１の加熱操作のための基底線抵抗値を設定し、かつ
前記第１の加熱操作とそれに続く第２の加熱操作との間に所定時間を超えた場合に前記加熱エレメントの第２の抵抗値を測定して、所定時間が経過していない場合は、前記第１の加熱操作と同じ基底線抵抗値を用いて、第２の加熱操作の基底線抵抗値を設定するように構成されている。

本明細書に記載のいくつかの実施態様では上記の実施態様に記載される蒸気供給システムで使用するための加熱エレメントを含むカートリッジが提供される。

本明細書に記載のいくつかの実施態様では蒸気前駆体材料から蒸気を発生させる蒸気供給システムで使用するための制御回路が提供され、この制御回路は、前記蒸気供給システムで加熱操作を行うのに使用される電力を提供するように操作可能であり、かつ加熱操作に関連する抵抗値の測定値を、加熱操作中の故障状態を最終的に検出する際に使用される基底線抵抗値と比較するように操作可能であり、制御回路はさらに、
第１の抵抗値を測定して、第１の加熱操作の基底線抵抗値を設定し、かつ
第１の加熱操作とそれに続く第２の加熱操作の間に所定時間が経過した場合は第２の抵抗値を測定し、それ以外の場合は前記第１の加熱操作と同じ基底線抵抗値を用いて、第２の加熱操作の基底線抵抗値を設定する。

本明細書に記載のいくつかの実施態様では蒸気供給システム中の制御回路を操作する方法が提供され、この蒸気供給システムは、蒸気前駆体材料から蒸気を発生させるための加熱エレメントを含み、前記制御回路は、加熱操作を行うのに使用する電力を加熱エレメントに供給して蒸気を発生させ、かつ加熱操作に関連する前記加熱エレメントの抵抗値の測定値を、最終的に加熱操作中の故障状態の検出に使用するための加熱エレメントの基底線抵抗値と比較するように構成され、該方法は、
前記加熱エレメントの第１の抵抗値を測定して、第１の加熱操作の基底線抵抗値を設定し、かつ 前記第１の加熱操作とそれに続く第２の加熱操作との間に所定時間が経過した場合に、前記加熱エレメントの第２の抵抗値を測定して、第２の加熱操作の基底線抵抗値を設定し、それ以外の場合は前記第１の加熱操作と同じ基底線抵抗値を設定する、ことを含む制御回路を操作する。

次に、本発明の実施態様を、例示目的で、添付の図面を参照して説明する。
本開示の特定の実施態様による蒸気供給システムをごく概略的な断面で表す。 本開示の特定の実施態様による、図１の蒸気供給システムのいくつかの操作工程を表す流れ図である。

特定の例および実施態様の態様および特徴が、本明細書で考察、記載される。特定の例および実施態様の態様および特徴の中には、従来通りに実施することができるものがあり、簡潔を旨とすべく、これらは詳細に考察、記載されていない。したがって、当然のことだが、本明細書で詳細に説明されていない装置および方法の態様および特徴を、そのような態様および特徴を実施するための任意の従来技術に従って実施してもよい。

本開示は、ハイブリッド装置を含む電子タバコなどのエアロゾル供給システムとも呼ばれる蒸気供給システムに関する。以下の説明を通して、「電子タバコ」という用語が時々使用されるが、この用語は、蒸気供給システム／デバイスおよび電子蒸気供給システム／デバイスと言い換え可能に使用される。さらに、当該技術分野で一般的であるように、「蒸気」および「エアロゾル」という用語、ならびに「気化」、「揮発」および「エアロゾル」などの関連用語は、一般に言い換え可能に使用できる。

蒸気供給システム（電子タバコ）は、常にではないが、多くの場合、再利用可能な部品と交換可能な（使い捨ての）カートリッジ部品の両方を含むモジュール式組み立て品を含む。多くの場合、交換可能なカートリッジ部品は、蒸気前駆体材料と気化器を含み、再利用可能な部品は、電源（例えば、充電式電池）、作動機構（例えば、ボタンまたはパフセンサ）、および制御回路を含む。当然ながら、これらの異なる部品も、機能性に応じてさらなる要素も含む可能性がある。例えば、ハイブリッドデバイスの場合、カートリッジ部品はまた、追加の香味部材、例えば、インサート（「ポッド」）として提供されるタバコの一部を含んでもよい。そのような場合、香味部材インサート自体が使い捨てカートリッジ部品から取り外し可能であり、例えば香味を変更するために、または香味部材インサートの使用可能寿命がカートリッジの成分を生成する蒸気の使用可能寿命よりも短いために、カートリッジとは別に交換することができる。再利用可能なデバイス部分は、多くの場合、ユーザーによる入力を受信し、操作状況特性を表示するためのユーザー接合部などの追加部品も含む。

実施態様によっては、蒸気／エアロゾル供給システムで送達される物質は、活性成分、担体成分、および必要に応じて１つ以上の他の機能成分を含むエアロゾル化可能な材料であってもよい。

活性成分は、ユーザーに生理学的および／または嗅覚反応を達成するためにエアロゾル化可能な材料に含まれる１つ以上の生理学的および／または嗅覚活性成分を含んでもよい。有効成分は、例えば、栄養補助食品、向知性薬、および向精神薬から選択することができる。有効成分は、天然に存在するものでも、合成的に得られるものでもよい。有効成分は、例えば、ニコチン、カフェイン、タウリン、テイン、Ｂ６またはＢ１２またはＣなどのビタミン、メラトニン、カンナビノイド、またはそれらの成分、誘導体、またはそれらの組み合わせを含んでもよい。有効成分は、タバコまたは他の植物の成分、誘導体または抽出物を含んでもよい。実施態様によっては、活性成分は、生理学的に活性な成分であり、ニコチン、ニコチン塩（例えば、ニコチン二酒石酸塩／ニコチン酒石酸塩）、ニコチンを含まないタバコ代替物、カフェインなどの他のアルカロイド、またはそれらの混合物から選択される。

実施態様によっては、活性成分は、嗅覚活性成分であり、「香味料」および／または「香味剤」から選択され、これらは、地域の規制が許す場合、成人の消費者のための製品に所望の味、芳香または他の体性感覚を作り出すために使用される。場合によっては、そのような成分は、香味、香味、冷却剤、加熱剤、および／または甘味剤と呼ばれることがある。それらは、天然に存在する香味材料、植物、植物の抽出物、合成的に得られた材料、またはそれらの組み合わせ（例えば、タバコ、大麻、甘草（甘草）、アジサイ、オイゲノール、ホオノキの葉、カモミール、フェヌグリーク、クローブ、カエデ、抹茶、メントール、薄荷、アニス果（アニス）、シナモン、ターメリック、インドのスパイス類、アジアのスパイス類、ハーブ、ウィンターグリーン、チェリー、ベリー、レッドベリー、クランベリー、桃、リンゴ、オレンジ、マンゴー、クレメンタイン、レモン、ライム、熱帯果樹、パパイヤ、ルバーブ、グレープ、ドリアン、ドラゴンフルーツ、キュウリ、ブルーベリー、桑、柑橘系の果物、ドランブイ、バーボン、スコッチ、ウイスキー、ジン、テキーラ、ラム、スペアミント、ペパーミント、ラベンダー、アロエベラ、カルダモン、セロリ、カスカリラ、ナツメグ、ビャクダン、ベルガモット、ゼラニウム、カート、ナスワール、ベテル、シーシャ、パイン、蜂蜜エッセンス、ローズ油、バニラ、レモン油、オレンジ油、オレンジの花、サクランボの花、カッシア、キャラウェイ、コニャック、ジャスミン、イラン－イラン、セージ、フェンネル、わさび、唐辛子、生姜、コリアンダー、コーヒー、麻、メンサ属のあらゆる種からのミント油、ユーカリ、スターアニス、ココア、レモングラス、ルーイボス、亜麻、ギンコビロバ、ヘーゼル、ハイビスカス、月桂樹、マテ、オレンジの皮、バラ、緑茶または黒茶などの茶、タイム、ジュニパー、エルダーフラワー（ニワトコ）、バジル、ベイリーフ、クミン、オレガノ、パプリカ、ローズマリー、サフラン、レモンの皮、ミント、ビーフステーキプラント（赤シソ）、クルクマ、シラントロ、マートル、カシス、バレリアン、ピメント、メイス、ダミアン、マジョラム、オリーブ、レモンバーム、レモンバジル、ニラ、カルビ、バーベナ、タラゴン、リモネン、タイム、カンフェン）、香味増強剤、苦味受容体部位遮断薬、感覚受容体部位活性化因子または刺激物質、糖および／または糖代替物（例、スクラロース、アセルファムカリウム、アスパルタム、サッカリン、シクラメート、ラクトース、スクロース、グルコース、フルクトース、ソルビトール、またはマンニトール）、および木炭、クロロフィル、ミネラル、植物、または口臭除去剤などの他の添加剤を含んでもよい。それらは、模倣物、合成または天然の成分またはそれらのブレンドであってもよい。それらは、任意の適切な形態、例えば、油などの液体、粉末などの固体、気体、または１種以上の抽出物（例えば、甘草、アジサイ、ホオノキの葉、カモミール、フェヌグリーク、クローブ、メントール、薄荷、アニス、シナモン、ハーブ、ウィンターグリーン、チェリー、ベリー、桃、リンゴ、ドランブイ、バーボン、スコッチ、ウイスキー、スペアミント、ペパーミント、ラベンダー、カルダモン、セロリ、カスカリラ、ナツメグ、サンダルウッド、ベルガモット、ゼラニウム、蜂蜜エッセンス、ローズ油、バニラ、レモン油、オレンジ油、カッシア、キャラウェイ、コニャック、ジャスミン、イランイラン、セージ、フェンネル、唐辛子、生姜、アニス、コリアンダー、コーヒー、またはメンサ属のあらゆる種のミント油）、香味増強剤、苦味受容体部位遮断薬、感覚受容体部位活性化因子または刺激因子、糖および／または糖代替物（例えば、スクラロース、アセスルファムカリウム、アスパルタム、サッカリン、シクラメート、ラクトース、スクロース、グルコース、フルクトース、ソルビトール、またはマンニトール）、および木炭、クロロフィル、ミネラル、植物、または呼吸清涼剤などの他の添加物であってもよい。それらは、模倣物、合成または天然の成分またはそれらのブレンドであってもよい。それらは、任意の適切な形態、例えば、油、液体、または粉末であってもよい。

実施態様によっては、香味は、メントール、スペアミント、および／またはペパーミントを含む。実施態様によっては、香味は、キュウリ、ブルーベリー、柑橘系の果物、および／またはレッドベリーの香味成分を含む。実施態様によっては、香味はオイゲノールを含む。実施態様によっては、香味は、タバコから抽出された香味成分を含む。実施態様によっては、香味は、芳香神経または味覚神経に加えて、またはその代わりに、通常、第５脳神経（三叉神経）の刺激によって化学的に誘発および知覚される体性感覚を達成することを目的とする感覚を含んでもよく、かつこれらは、加熱、冷却、うずき、麻痺効果を提供する薬剤を含んでもよい。適切な熱作用剤はバニリルエチルエーテルでもよいが、これに限定されず、また適切な冷却剤はユーカリプトール、ＷＳ－３でもよいが、これらに限定されない。

担体成分は、エアロゾルを形成することができる１つ以上の成分を含んでもよい。実施態様によっては、担体成分は、グリセリン、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、１，３－ブチレングリコール、エリスリトール、メソエリスリトール、エチルバニリン酸、ラウリン酸エチル、スベリン酸ジエチル、クエン酸トリエチル、トリアセチン、ジアセチン混合物、安息香酸ベンジル、酢酸ベンジルフェニル、トリブチリン、酢酸ラウリル、ラウリン酸、ミリスチン酸、および炭酸プロピレンのうちの１つ以上を含んでもよい。

１種以上の他の機能性成分は、１種以上のｐＨ調整剤、着色剤、防腐剤、結合剤、充填剤、安定剤、および／または抗酸化剤を含んでもよい。

モジュール式デバイスの場合、カートリッジとコントロールユニットは、使用に際して電気的・機械的に結合される。たとえば、適切に係合する電気接点を備えたねじ山、ラッチ、または差し込み固定を使用することができる。カートリッジ内の蒸気前駆体材料を使い切った場合、あるいはユーザーが異なる蒸気前駆体材料を有する別のカートリッジに切り替えたい場合、カートリッジをコントロールユニットから取り外し、その場所に差し替えカートリッジを取り付けることができる。この種の二部品構成のモジュール構造に準拠するデバイスは、一般に二部品デバイスまたは多部品デバイスと呼ばれることがある。

多部品デバイスを含む電子タバコが通常長尺形状を有することは比較的一般的であり、具体例を提供するために、本明細書に記載の開示の特定の実施態様は、一般にタバコ容器インサート付きの使い捨てカートリッジを採用した長尺の多部品デバイスを含むと解釈される。ただし、当然のことだが、本明細書に記載の基本原理は、異なる電子タバコ構成、例えば、単部品デバイスまたは３つ以上の部品を含むモジュール式デバイス、詰め替え可能デバイスおよび使い捨てデバイス、ならびに追加の香味部材を持たない非複合デバイス、さらには他の全体的な形状に準拠するデバイス、たとえば、通常はより箱に近い形状を持つ、いわゆる箱形(box mod)の高性能デバイスに基づくデバイスに等しく採用することができる。より一般的には、本開示の特定の実施態様は、本明細書に記載の原理に従って活性化機能を提供するように構成された電子タバコに基づいており、記載された活性化機能を提供するように構成された電子タバコの特定の構造的側面は、最重要ということはない。

図１は、本開示の特定の実施態様による例示的な電子タバコ１の断面図である。電子タバコ１は、２つの主要な構成要素、即ち、再利用可能な部品２および交換可能／使い捨てのカートリッジ部品４からなる。この特定の例では、電子タバコ１は、刻みタバコを含むインサートハウジングを含む、取り外し可能なインサート８を含むカートリッジ部品４を備えたハイブリッドデバイスであるとする。ただし、この例がハイブリッドデバイスであるという事実は、それ自体、本明細書でさらに説明されるように、デバイス起動機能にとって直ちに重要ではない。

通常の使用では、再利用可能な部品２とカートリッジ部品４は、接合部６で取り外し可能に結合される。カートリッジ部品を使い切ったとき、またはユーザーが単に別のカートリッジ部品に切り替えたいとき、カートリッジ部品は再利用可能な部品から取り外され、交換用カートリッジ部品が再利用可能な部品に取り付けられる。接合部６は、２つの部品間の構造的、電気的かつ空気経路接続を提供し、従来技術、例えば、適切に配置された電気接点を有するねじ山、ラッチ機構、または差し込み固定、および必要に応じて２つの部品間の電気接続と空気経路を確立するための開口部に基づいて設定されてもよい。カートリッジ部品４を再利用可能部品２に機械的に取り付ける特定の方法は、本明細書に記載の原理にとって重要ではないが、具体例のために、ここでは、例えばカートリッジの一部を備えたラッチ機構を含むが、協調するラッチ係合要素（図１には示さず）とともに再利用可能な部品内の対応する容器に受け入れられると想定する。なお、いくつかの実装形態における接合部６は、それぞれの部品間の電気的接続を支持しない場合がある。例えば、実施態様によっては、気化器は、カートリッジ部品ではなく再利用可能部分に提供されるか、または再利用可能部分からカートリッジ部品への電力の伝達は、無線（例えば、電磁誘導に基づく）でもよい。再利用可能な部品とカートリッジ部品の間の電気的接続は必要ない。

カートリッジ部品４は、本開示の特定の実施態様によれば、広い意味での従来品でよい。図１ではカートリッジ部品４は、プラスチック材料で形成されたカートリッジハウジング４２を含む。カートリッジハウジング４２は、カートリッジ部品の他の構成要素を支持し、機械的接合部６に再利用可能部品２を提供する。カートリッジハウジングは、一般に、カートリッジ部品が再利用可能部品２に結合する長手方向軸に関して円対称である。この例ではカートリッジ部品の長さは約４ｃｍ、直径は約１．５ｃｍである。ただし、当然のことながら、実装が違えば、特定の形状、より一般的には使用される全体的な形状および材料は異なる可能性がある。

カートリッジハウジング４２内には、液体蒸気前駆体材料を含む貯液容器４４がある。液体蒸気前駆体材料は従来のもので、電子液体と呼ばれることもある。この例の液体貯液容器４４は、カートリッジハウジング４２によって画定される外壁と、カートリッジ部品４を通る空気経路５２を画定する内壁とを備えた環状形状を有する。貯液容器４４は、両端部壁で閉じられ、電子液体を収容する。貯液容器４４は、従来の技術に従って形成することができ、例えば、プラスチック材料を含み、カートリッジハウジング４２と一体的に成形することができる。

この例の香味部材インサート（タバコポッド）８は、コントロールユニット２に結合し、摩擦嵌合によって保持されるカートリッジ４の端部とは反対側の空気経路５２の開放端に挿入される。香味要素インサート８のハウジングは、カートリッジハウジング４２の端部に隣接して過剰挿入を防止する止め輪を含む。香味要素インサート８のハウジングはまた、使用中に空気経路５２に沿って引き込まれた空気が香味要素インサート８を通過することを可能にするために両端に開口部を含み、したがって、ユーザー吸入用のマウスピース出口５０を通ってカートリッジ４を出る前にこの例ではタバコ内の香味剤から香味を取り込む。

カートリッジ部品は、マウスピース出口５０の反対側の貯液容器４４の端部に向かって配置された芯４６および加熱エレメント（気化器）４８をさらに備える。この例では、芯４６は、カートリッジ空気経路５２を横切って横方向に延在し、その端部は貯液容器４４の内壁の開口部を通る電子液体の貯液容器４４に延在する。芯を過度に圧縮することなく液体貯液容器からカートリッジの空気経路への漏れ（液体の移送性能に悪影響を及ぼす可能性がある）に対して合理的なシールを提供するために、芯４６の寸法にほぼ一致するように貯液容器の内壁の開口部の大きさを決定する。

芯４６および加熱エレメント４８の周りのカートリッジ空気経路５２の領域が事実上カートリッジ部品の気化領域を画定するように、芯４６および加熱エレメント４８をカートリッジ空気経路５２内に配置する。貯液容器４４内の電子液体は、貯液容器４４内に延びる芯の端部から芯４６に浸透し、表面張力／毛管作用（即ち、ウィッキング）によって芯に沿って引き込まれる。この例の加熱エレメント４８は、芯４６の周りに巻かれた電気抵抗線を含む。この例では、加熱エレメント４８は、ニッケルクロム合金（Ｃｒ２０Ｎｉ８０）線を含み、芯４６は、ガラス繊維束を含むが、特定の気化器の構成は、本明細書に記載されている原理にとっては重要ではない。使用中、電力を加熱エレメント４８に供給し、芯４６によって加熱エレメント４８の近くに引き込まれた量の電子液体（蒸気前駆体材料）を気化させることができる。気化された電子液体は香味部材インサート８を通り気化領域からカートリッジ空気経路に沿って引き込まれた空気内に取り込まれ、ユーザー吸入のためにマウスピース出口５０から出る。

気化器（加熱エレメント）４８によって電子液体が気化される速度は、使用中に加熱エレメント４８に供給される電力の量（レベル）に依存する。したがって、電力を加熱エレメントに印加して、カートリッジ部品４内の電子液体から蒸気を選択的に生成することができ、さらに、蒸気発生の速度は、加熱エレメント４８に供給される電力の量を、例えば、パルス幅および／または周波数変調技術で加減して変えることができる。

再利用可能な部品２は、電子タバコ用の空気入口２８を画定する開口部を備えた外方ハウジング１２、電子タバコに操作電力を提供する電池２６、電子タバコ、ユーザー入力ボタン１４、吸入センサ（パフセンサ）１６、この例では、圧力センサチェンバー１８に配置された圧力センサ、および視覚的表示部２４の操作を制御および監視する制御回路２０を備える。

外方ハウジング１２は、例えば、プラスチックまたは金属材料から形成することができ、この例では、接合部６の２つの部分の間の滑らかな移行を提供するように、カートリッジ部品４の形状と大きさに概ね一致する円形断面を有する。この例では、再利用可能な部品の長さは約８ｃｍであり、カートリッジ部品と再利用可能な部品を結合したときの電子タバコの全長は約１２ｃｍである。しかしながら、すでに述べたように、本開示の実施態様を実施する電子タバコの全体的な形状およびスケールは、本明細書に記載の原理にとって重要ではない。

空気入口２８は再利用可能部品２を経て空気経路３０に繋がっている。再利用可能部品２とカートリッジ部品４が繋がっている場合、再利用可能部品の空気経路３０は、接合部６をまたいでカートリッジ空気経路５２に繋がっている。圧力センサ１６を含む圧力センサチェンバー１８は、再利用可能部品２の空気経路３０と流体連通している（即ち、圧力センサチェンバー１８は、再利用可能部品２の空気経路３０から分岐している）。したがって、ユーザーがマウスピース開口部５０を介して吸入すると、圧力センサ１６によって検出され得る圧力センサチェンバー１８内の圧力は低下し、空気は再利用可能な部品の空気に沿って空気入口２８を通して引き込まれる。再利用可能部品の空気経路３０は、接合部６を横切って、噴霧器４８の近くの蒸気発生領域（気化器が作動中に気化した電子液体が空気流に同伴する）を通り、カートリッジ空気経路５２に沿い、ユーザー吸入用のマウスピース開口部５０に至る。

この例の電池２６は、再充電可能であり、従来のもの、例えば、電子タバコおよび比較的短期間に比較的大電流を供給することを必要とする他の用途で通常使用される類のものでもよい。電池２６は、再利用可能な部品ハウジング１２内の充電コネクタ、例えば、ＵＳＢコネクタから再充電することができる。

この例のユーザー入力ボタン１４は、従来の機械式ボタンであり、例えば、電気的接触を設定するためにユーザーが押すことができるばねに取り付けられた構成要素を含む。この点で、入力ボタンは、端末デバイスに手動入力機構を提供すると見なすことができるが、ボタンが実装される特定の方法は重要ではない。例えば、異なる形態の機械式ボタンまたは触覚ボタン（例えば、静電容量式または光学的感知技術に基づく）を他の実装で使用することができる。ボタンが実装される特定の方法は、例えば、所望の美的外観を考慮して選択される。

表示部２４は、電子タバコに関連する様々な特性、例えば、現在の電力設定情報、電池の残留電力などをユーザーに視覚的に示す。表示部は、さまざまな方法で実装できる。この例では、表示部２４は、従来の技術に従って所望の情報を表示するように駆動される従来のピクセル化された液晶画面を備える。他の実装形態では、表示部は、１つ以上の個別の指示器、たとえばＬＥＤを含み、これらは、例えば、特定の色および／または点滅操作により、所望の情報を表示するように配置される。より一般的には、表示部が提供され、表示部を用いてユーザーに情報を表示する方法は、本明細書に記載の原理にとっては重要ではない。いくつかの実施態様は、視覚的表示を含まない場合があり、例えば音声信号または触覚フィードバックを用いて、電子タバコの操作特性に関連する情報をユーザーに提供するための他の手段を含む場合があり、あるいは電子タバコの操作特性に関連する情報をユーザーに提供する手段を含まない場合がある。

制御回路２０は、電子タバコの操作を制御して、本明細書でさらに説明する本開示の実施態様による機能を提供し、かつそのようなデバイスを制御するための確立された技術に沿った電子タバコの従来の操作機能を提供するように適切に構成・プログラムされる。制御回路（処理回路）２０は、本明細書に記載の原理および電子タバコの他の従来の操作側面に従って、表示部駆動回路やユーザー入力の検出などの、電子タバコの操作の異なる側面に関連する様々なサブユニット・回路構成を論理的に含むと見なすことができる。当然だが、制御回路２０の機能を、例えば、必要な機能を提供するように構成された１つ以上の適切にプログラムされたプログラム可能な１台以上のコンピュータ・特定用途向けの１台以上の集積回路・回路構成・チップ・チップセットを用いて、様々な異なる方法で提供することができる。

したがって、蒸気供給システム１は、ユーザー入力ボタン１４と、吸入センサ１６とを含む。本開示の特定の実施態様によれば、制御回路２０は、吸入センサ１６からの信号を受信し、この信号を用いてユーザーが電子タバコを吸入したかを決定するか、入力ボタン１４から信号を受信し、この信号を用いてユーザーが入力ボタンを押している（即ち、稼働中）かどうかを決定するように構成される。電子タバコの操作のこれらの態様（即ち、パフ検知およびボタンプレス検出）は、それ自体、確立された技術（例えば、従来の吸入センサおよび吸入センサ信号処理技術を使用し、従来の入力ボタンおよび入力ボタン信号処理技術を使用する）に従って実行される。

図２を参照すると、制御回路２０は、吸入センサ１６のユーザー入力ボタン１４のいずれかからの信号に応答して加熱エレメント４８に電力を供給するように構成される（図２の工程２０２）。そのような信号が受信された場合、制御回路２０は、加熱操作を実行するために加熱エレメント４８に電力を供給して、蒸気供給システム内に含まれる蒸気前駆体材料からエアロゾル・蒸気を発生させる。したがって、各加熱操作の開始時に、制御回路２０は、加熱エレメント４８の抵抗値Ｒ_１を測定するように構成される（工程２０４）。抵抗値は、加熱エレメント４８が加熱される直前の加熱操作内の特定の時間に測定される。

次に、制御回路２０は、この加熱操作が、所定の期間、例えば１５分間に発生した最初の加熱操作であるかどうかを決定する（工程２０６）。その場合、制御回路２０は、測定された抵抗値Ｒ_１に基づいて基底線抵抗値Ｒ_０を設定する（工程２０８）。基底線抵抗値Ｒ_０は、加熱エレメント４８の抵抗、したがって未使用即ち冷状態にある温度を反映する。

基底線抵抗値Ｒ_０を用いて、制御回路２０は、基底線抵抗値Ｒ_０よりも高い閾抵抗値Ｒ_Thres（工程２１０）を決定する。閾抵抗値Ｒ_Thresは、対応する温度が高すぎる加熱エレメント４８の抵抗を示している。この閾抵抗値の値は、使用する蒸気供給システムによって異なる。しかしながら、実施態様によっては、閾抵抗値Ｒ_Thresは、基底線抵抗値Ｒ_０の所定の倍数に基づいている。１つの特定の例は、Ｒ_Thres ＝２．２×Ｒ_０である。蒸気供給システムの実施態様によっては、Ｒ_Thresは１１００ｍΩ～１５００ｍΩの領域にあってもよい。

この初期抵抗値Ｒ_１の測定、および基底線抵抗値Ｒ_０の決定に続いて、制御回路は、加熱操作中の加熱エレメントの抵抗を監視して、監視抵抗値Ｒを決定する。監視抵抗値Ｒごとに、制御回路は、この抵抗値Ｒを閾抵抗値Ｒ_Thresと比較する（工程２１２）。監視抵抗Ｒ値が閾抵抗値Ｒ_Thresを超える場合、事象が制御回路によって起動されることがある。これは、アラームまたは蒸気供給システムを「停止」または「待機」状態にすることである。

加熱操作後、制御回路２０は、加熱エレメント４８への電力供給を停止し、これにより、加熱エレメントが冷却され、次後の加熱操作を始めるために吸入センサ１６のユーザー入力ボタン１４からの新しい信号を待つ。

新たな信号を受信すると、制御回路２０は、加熱される直前に加熱エレメント４８の抵抗値Ｒ_２を測定するという点で、前の加熱操作に関して上記と同じように操作（工程２０４）し、加熱操作が、所定の期間（例えば、１５分）以降に発生した最初の加熱操作である場合、測定された抵抗値Ｒ_２に基づいて基底線抵抗値Ｒ_０を決定（工程２０６および２０８）する。実際に所定の期間は、加熱操作の間のより前の加熱操作に続いて、加熱エレメント４８が十分に冷却するのにかかる時間に基づいて選択することができる。

前の加熱操作が所定の期間内に発生した場合、制御回路２０は、前の加熱操作（工程２１４）で使用された基底線抵抗値Ｒ_０を維持するが、現在の加熱操作の測定された抵抗値Ｒ_２が前の加熱操作からの測定された抵抗値Ｒ_１よりも小さい場合は、制御回路２０は、現在の加熱操作からの測定された抵抗値Ｒ_２に基づいて基底線抵抗値Ｒ_０を更新する（工程２０８）。

前の加熱操作からの基底線抵抗値Ｒ_０を維持する制御回路２０の目的は、前の加熱操作の直後に次の加熱操作が発生し、加熱エレメント４８がこの前の加熱操作からまだ高温である場合を説明することである。

基底線抵抗値Ｒ_０が現在の加熱操作からの測定された抵抗値に基づいて更新される残りの例（工程２０８）においては、加熱エレメント４８の現在の抵抗（したがって温度）を示す基底線抵抗値が確実に生成される。

したがって、上記のように、本開示の実施態様による手法は、加熱操作ごとに新しい基底線抵抗値Ｒ_０を計算しないことで電力消費のバランスを取る蒸気供給システムを提供し、同時に現在の基底線抵抗値Ｒ_０が所与の加熱操作の閾抵抗値Ｒ_Thresを計算するのに適切な値であることを確認する。

本開示の実施態様によれば、監視される抵抗値Ｒは、制御回路２０自体およびその操作によって引き起こされる抵抗に相当する補正抵抗値を含んでもよい。これらの抵抗値は、蒸気供給システムおよびそれに関連する制御回路２０に応じて変化するが、通常、５０ｍΩ～８０ｍΩの範囲の可能性がある。一例では、補正抵抗値は６５ｍΩでもよい。これらの実施態様では、監視抵抗値は、制御回路２０によって名目上決定された知覚かつ監視抵抗値から補正抵抗値を引いたものとして計算される。

本開示の実施態様によれば、第１の測定抵抗値Ｒ_１（即ち、基底線抵抗値Ｒ_０）は別個の補正抵抗値を含んでもよい。この補正値は、抵抗測定自体を実行するときに加熱エレメント４８の加熱によって引き起こされる追加の抵抗に相当する。その点に関して、第１の測定抵抗値Ｒ_１は、加熱エレメント４８の任意の加熱が、第１の測定抵抗値Ｒ_１から設定された基底線抵抗値Ｒ_０を歪める可能性があるような「冷」システムのものである。個別の補正抵抗は、蒸気供給システムおよびそれに関連する制御回路２０に応じて再び変化するが、通常、３５ｍΩ～６５ｍΩの範囲でもよい。１つの特定の例では、別個の補正抵抗は５０ｍΩでもよい。これらの実施態様では、第１の抵抗値Ｒ_１は、制御回路２０によって名目上決定される知覚された第１の抵抗値から、別個の補正抵抗値および補正抵抗値の両方を引いたものとして計算される。

加熱エレメント４８の抵抗を監視するために制御回路２０によって使用されるシステムに関して、加熱エレメント４８の抵抗を測定する過程は、従来の抵抗測定技術に従って実行される。即ち、制御回路２０は、抵抗（または対応する電気的パラメータ）を測定するための確立された技術に基づく抵抗測定部品を含んでもよい。

蒸気前駆体材料が加熱エレメント４８と制御回路２０を含む第２の再利用可能な部品２から取り外し可能なカートリッジ部品４内に配置される本開示の実施態様によれば、場合によっては、カートリッジ部品が第２の部品に取り付けられた後に所与の加熱操作が最初に発生する場合、制御回路２０は加熱エレメントのさらなる抵抗値の測定を行うことによって、所与の加熱操作の基底線抵抗値を設定するように構成されるかもしれない。その場合、さらなる抵抗値は、加熱エレメント４８が加熱される直前の加熱操作内の特定の時間に測定される。この構成では、制御回路２０は、制御回路２０が接続されている加熱エレメント４８に関係する基底線抵抗値Ｒ_０を有する。

本開示のいくつかの実施態様によれば、所与の加熱操作の制御回路２０は、抵抗値Ｒ_２を測定する前に、まず、前の加熱操作が所定の期間内に発生したかどうかを決定することができる。加熱操作間の時間が所定の期間より短い場合、制御回路は、抵抗値Ｒ_２を測定することなく、前の加熱操作（工程２１４）で使用された基底線抵抗値Ｒ_０を維持するように構成される。

いくつかの実施態様における制御回路２０は、基底線抵抗値Ｒ_０を更新するメカニズムとして所定の期間を使用しないで、代わりに、現在の加熱操作で記録された抵抗値Ｒ_２が前回の加熱操作から記録された抵抗値Ｒ_１よりも低い場合に基底線抵抗値Ｒ_０を更新するように構成される。他の実施態様では、２つの加熱操作の間に所定の期間が経過していない場合、制御回路２０は、第２の加熱操作のための加熱エレメント４８の抵抗値Ｒ_２を測定するように構成され、その場合、測定抵抗値Ｒ_２が前の加熱操作の測定抵抗値Ｒ_１よりも低い場合は測定抵抗値Ｒ_２に基づく基底線抵抗値Ｒ_０を設定し、それ以外の場合は前の加熱操作と同じ基底線抵抗値Ｒ_０を使用する。

他の実施態様では、所定の期間基準、および現在の加熱操作からの測定された抵抗値Ｒ_２が前回の加熱操作で測定された抵抗値Ｒ_１より低いという基準の少なくとも一方または両方が満たされている場合に、制御回路２０は基底線抵抗値Ｒ_０を更新することができる。

上記の実施態様は、いくつかの点でいくつかの特定例の蒸気供給システムに焦点を合わせているが、当然ながら同じ原理が他の技術を使用する蒸気供給システムに適用される。即ち、特定の方法は、蒸気供給システムの機能の様々な側面が本明細書に記載の例の根底にある原理に直接は関連しない。

例えば、上記の実施態様は、液体蒸気前駆体材料を加熱する電熱器に基づく気化器を有するデバイスに主に焦点を合わせてきたが、同じ原理を他の技術に基づく気化器、例えば、圧電バイブレーター系気化器または光加熱気化器、さらには他の蒸気前駆体材料、例えば、タバコ誘導体材料などの植物由来材料などの固体材料、またはゲル、ペーストまたは発泡体系の蒸気前駆体材料などの他の形態の蒸気前駆体材料に基づくデバイスに採用してもよい。

さらに、すでに述べたように、電子タバコに関連する上記の手法は、図１に示すものとは異なる全体的な構造を有する電子タバコ、例えば、同じ原理が、２つの部分からなるモジュール構造を含まず、代わりに単一の部分の装置、例えば、使い捨て（即ち、再充電不可および詰め替え不可能な）装置を含む電子タバコに実装される。さらに、モジュール式デバイスのいくつかの実装では、各部品の配置が異なる場合がある。例えば、実装形態によっては、コントロールユニットは、気化器が蒸気を発生させるのに使用される蒸気前駆体材料の供給源を提供する交換可能なカートリッジを備えた気化器も含んでもよい。さらに、上記の例では、電子タバコ１は香味インサート８を含むが、他の例の実装は、そのような追加の香味部材を含まない場合がある。

様々な問題に対処し、技術を進歩させるために、本開示は、例示として、特許請求される発明が実施され得る様々な実施態様を示す。本開示の利点および特徴は、実施態様の代表的な実例のみのものであり、網羅的でも排他的でもない。それらは、特許請求された発明の理解を支持・教示するためにのみ提示されている。当然のことだが、本開示の利点、実施態様、実例、機能、特徴、構造、および／または他の側面は、特許請求の範囲または請求項と同等のものの制限によって定義される開示の制限と見なされるべきではない。他の実施態様を利用することができ、特許請求の範囲から逸脱することなく修正を行うことができる。様々な実施態様は、本明細書に具体的に記載されたもの以外の、開示された要素、構成要素、特徴、部品、工程、手段などの様々な組み合わせを適切に含む、からなる、または本質的にからなることができ、したがって、従属クレームは、クレームに明示的に記載されているもの以外の組み合わせで、独立クレームの特徴と組み合わせることができる。本開示は、現在特許請求されていないが将来特許請求される可能性のある他の発明を含んでもよい。

Claims (15)

1. 蒸気前駆体材料から蒸気を発生させるための加熱エレメントと、
   加熱操作を実行するための加熱エレメントに電力を提供して蒸気を発生させ、かつ加熱操作に関連する加熱エレメントの抵抗値の測定値を、故障状態の検出に使用される加熱エレメントの基底線抵抗値と比較するように構成された制御回路とを含み、前記制御回路はさらに、
   前記加熱エレメントの第１の抵抗値を測定して第１の加熱操作の基底線抵抗値を設定し、かつ
   第１の加熱操作とそれに続く第２の加熱操作との間で所定の期間を超えた場合は前記加熱エレメントの第２の抵抗値を測定して第２の加熱操作の基底線抵抗値を設定し、それ以外の場合は前記第１の加熱操作と同じ基底線抵抗値を使用するように構成されており、さらに、
   前記制御回路は、前記第１の加熱操作と前記第２の加熱操作との間の所定の期間に到達していない場合に、前記第２の加熱操作のための加熱エレメントの第２の抵抗値を測定し、さらに、前記第２の抵抗値が前記第１の抵抗値よりも低い場合は前記第２の抵抗値に基づいて基底線抵抗値を設定し、それ以外の場合は第１の加熱操作と同じ基底線抵抗値を使用するようにさらに構成されている、
   蒸気供給システム。
2. 前記制御回路は、前記基底線抵抗値に基づいて閾抵抗値を決定するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１に記載の蒸気供給システム。
3. 前記閾抵抗値は、前記基底線抵抗値の所定の倍数に基づくことを特徴とする請求項２に記載の蒸気供給システム。
4. 前記制御回路は、加熱操作中に加熱エレメントの抵抗を監視して監視抵抗値を決定し、この監視抵抗値が閾抵抗値を超えた場合に事象を起動するようにさらに構成されることを特徴とする請求項２または３に記載の蒸気供給システム。
5. 前記監視抵抗値が一次補正抵抗値を含むことを特徴とする請求項４に記載の蒸気供給システム。
6. 前記一次補正抵抗値が５０ｍΩ～８０ｍΩであることを特徴とする請求項５に記載の蒸気供給システム。
7. 前記第１の抵抗値は、第２の補正抵抗値を含むことを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の蒸気供給システム。
8. 前記第２の補正抵抗値が３５ｍΩ～６５ｍΩであることを特徴とする請求項７に記載の蒸気供給システム。
9. 前記所定の期間が１５分であることを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項に記載の蒸気供給システム。
10. 前記制御回路を含む第２の部分から取り外し可能であるカートリッジ部品に配置された蒸気前駆体材料および加熱エレメントをさらに含むことを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項に記載の蒸気供給システム。
11. 前記制御回路は、カートリッジ部品が前記第２の部分に取り付けられた後に前記所与の加熱操作が最初に発生する場合、前記加熱エレメントのさらなる抵抗値の測定を行なって、所与の加熱操作の基底線抵抗値を設定するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１０に記載の蒸気供給システム。
12. 前記システムが吸入センサを含み、ユーザーが蒸気供給システムで吸入していることを示す前記吸入センサからの信号に応答して、前記制御回路が前記加熱操作のために前記加熱エレメントに電力を供給するように構成されることを特徴とする請求項１乃至１１いずれか１項に記載の蒸気供給システム。
13. 請求項１乃至１２いずれか１項に記載の蒸気供給システムで使用するための加熱エレメントを含むカートリッジ。
14. 蒸気前駆体材料から蒸気を発生させる蒸気供給システムで使用するための制御回路であって、この制御回路は蒸気供給システムで加熱操作を行うのに使用される電力を提供するように操作可能であり、かつ加熱操作に関連する抵抗値の測定値を、故障状態の検出に使用するための基底線抵抗値と比較するように操作可能であり、制御回路はさらに
    第１の抵抗値を測定することにより、第１の加熱操作の基底線抵抗値を設定し、かつ
    第１の加熱操作とそれに続く第２の加熱操作の間で所定の期間を超えた場合は第２の抵抗値を測定して第２の加熱操作の基底線抵抗値を設定し、それ以外の場合は前記第１の加熱操作と同じ基底線抵抗値を使用するように構成されており、さらに、
    前記制御回路は、前記第１の加熱操作と前記第２の加熱操作との間の所定の期間に到達していない場合に、前記第２の加熱操作のための第２の抵抗値を測定し、さらに、前記第２の抵抗値が前記第１の抵抗値よりも低い場合は前記第２の抵抗値に基づいて基底線抵抗値を設定し、それ以外の場合は第１の加熱操作と同じ基底線抵抗値を使用するようにさらに構成されている
    ことを特徴とする制御回路。
15. 蒸気供給システム中の制御回路を操作する方法であって、この蒸気供給システムは、蒸気前駆体材料から蒸気を発生させるための加熱エレメントを含み、前記制御回路は、加熱操作を行うのに使用する電力を加熱エレメントに供給して蒸気を発生させ、かつ加熱操作に関連する前記加熱エレメントの抵抗値の測定値を、加熱操作中の故障状態の検出に使用するための加熱エレメントの基底線抵抗値と比較するように構成され、該方法は、
    前記加熱エレメントの第１の抵抗値の測定を行うことにより、第１の加熱操作の基底線抵抗値を設定することと、
    前記第１の加熱操作とそれに続く第２の加熱操作との間で所定の期間を超えた場合は前記加熱エレメントの第２の抵抗値を測定して第２の加熱操作の基底線抵抗値を設定し、それ以外の場合は前記第１の加熱操作と同じ基底線抵抗値を使用することと、
    前記第１の加熱操作と前記第２の加熱操作との間の所定の期間に到達していない場合は、前記第２の加熱操作のための加熱エレメントの第２の抵抗値を測定し、前記第２の抵抗値が前記第１の抵抗値よりも低い場合は前記第２の抵抗値に基づいて基底線抵抗値を設定し、それ以外の場合は第１の加熱操作と同じ基底線抵抗値を使用することとを含む、
    制御回路を操作する方法。

Images