JP7748397B2 - エアロゾル生成装置の回路ユニット及びエアロゾル生成装置 - Google Patents

エアロゾル生成装置の回路ユニット及びエアロゾル生成装置

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本発明は、エアロゾル生成装置の回路ユニット及びエアロゾル生成装置に関する。
エアロゾル源の加熱によりエアロゾルを生成する装置として、電子たばこや加熱式たばこが知られている。電子たばこは、エアロゾル源である液体を霧化してエアロゾルを生成する。一方、加熱式たばこは、エアロゾル源であるスティックを燃焼させずに加熱することでエアロゾルを生成する。以下では、電子たばこや加熱式たばこを総称する場合、「エアロゾル生成装置」という。なお、特に断りのない限り、「エアロゾル生成装置」には、ネブライザーや、エアロゾル源にたばこ由来の成分を含まない電子たばこや加熱式たばこが含まれる点に留意されたい。
特表２０１９－５２６８８９号公報 特表２０１９－５１１９０９号公報 米国特許出願公開第２０２０／００００１４６号公報明細書
今日のエアロゾル生成装置は、高機能化に伴い、複数のＩＣを有することがある。複数のＩＣ間の通信には、シリアル通信が採用される。一方で、シリアル通信で接続されるＩＣの数が増えると、基板上における配線パターンの複雑化や高密度化をまねく。結果的に、コストや発熱が増大し、通信のビジーも増加する可能性がある。
本発明は、シリアル通信のための電気部品の基板への実装が改善されたエアロゾル生成装置及びその回路ユニットを提供することを目的とする。
第１の特徴は、電源から供給される電力を消費してエアロゾル源を加熱するヒータが接続されるヒータコネクタと、シリアル通信用の第１通信端子と第２通信端子を含み、前記電源から前記ヒータへの電力の供給を制御するコントローラと、前記コントローラとは別体であり、かつ、シリアル通信用の第３通信端子を含む第１ＩＣと、前記コントローラ及び前記第１ＩＣとは別体であり、かつ、シリアル通信用の第４通信端子を含む第２ＩＣと、前記第１通信端子と前記第３通信端子とを接続する第１通信ラインと、前記第２通信端子と前記第４通信端子とを接続する第２通信ラインと、第１基板と、前記第１基板とは別体であり、かつ、当該第１基板から離間した第２基板と、を有し、前記コントローラ及び前記第１ＩＣは、前記第１基板に実装され、前記第２ＩＣは、前記第２基板に実装される、エアロゾル生成装置の回路ユニットである。
第２の特徴は、第１の特徴に記載の回路ユニットにおいて、前記第１通信ラインで用いられる通信プロトコルは、前記第２通信ラインで用いられる通信プロトコルと同じである。
第３の特徴は、第１の特徴に記載の回路ユニットにおいて、前記第１通信ラインで用いられる通信プロトコルは、Ｉ２Ｃ又はＳＰＩである。
第４の特徴は、第２又は第３の特徴に記載の回路ユニットにおいて、前記第２基板は、前記第１基板に隣接する基板であり、前記第２通信ラインで用いられる通信プロトコルは、Ｉ２Ｃ又はＳＰＩである。
第５の特徴は、第２又は第３の特徴に記載の回路ユニットにおいて、前記第１基板及び前記第２基板とは別体であり、かつ、当該第１基板及び当該第２基板から離間した第３基板と、前記第１基板の第６通信端子と前記第３基板の第７通信端子とを接続する第３通信ラインと、を更に有し、前記第３基板は、前記第２基板よりも前記第１基板から離間し、前記第３通信ラインで用いられる通信プロトコルは、ＵＡＲＴである。
第６の特徴は、第２～第５の特徴のうちいずれか１つに記載の回路ユニットにおいて、前記第２通信ラインにおける通信頻度は、前記第１通信ラインにおける通信頻度より高く、前記第１通信ラインで用いられる通信プロトコルは、Ｉ２Ｃである。
第７の特徴は、第２～第５の特徴のうちいずれか１つに記載の回路ユニットにおいて、前記第１通信ラインを介して前記コントローラへ接続されるＩＣの数は、前記第２通信ラインを介して前記コントローラへ接続されるＩＣの数より多く、前記第１通信ラインで用いられる通信プロトコルは、Ｉ２Ｃである。
第８の特徴は、第１～第７の特徴のうちいずれか１つに記載の回路ユニットにおいて、前記コントローラ、前記第１ＩＣ及び前記第２ＩＣのいずれとも別体であり、かつ、シリアル通信用の第５通信端子を含む第３ＩＣを更に有し、前記第１通信ラインは、前記第１通信端子と前記第５通信端子とを接続し、前記第３ＩＣは、前記第１基板に実装される。
第９の特徴は、第８の特徴に記載の回路ユニットにおいて、前記コントローラは、第１条件が満たされたことを契機として、前記第１ＩＣと通信し、前記第１条件とは異なる第２条件が満たされたことを契機として、前記第３ＩＣと通信するように構成される。
第１０の特徴は、第８の特徴に記載の回路ユニットにおいて、前記コントローラは、複数のモードのうちいずれか１つで動作し、前記複数のモードは、前記コントローラが前記第１ＩＣと前記第３ＩＣのうち前記第３ＩＣのみと通信するモードを含む。
第１１の特徴は、第１～第１０の特徴のうちいずれか１つに記載の回路ユニットにおいて、前記第１通信ラインを介して前記コントローラへ接続されるＩＣの数は、前記第２通信ラインを介して前記コントローラへ接続されるＩＣの数より多い。
第１２の特徴は、第１１の特徴に記載の回路ユニットにおいて、前記第２通信ラインを介して前記コントローラへ接続されるＩＣは、前記第２ＩＣのみである。
第１３の特徴は、第１２の特徴に記載の回路ユニットにおいて、前記第２ＩＣは、前記電源の情報を取得する残量計ＩＣである。
第１４の特徴は、第１の特徴に記載の回路ユニットにおいて、前記第１通信ラインで用いられる通信プロトコルは、前記第２通信ラインで用いられる通信プロトコルとは異なる。
第１５の特徴は、電源から供給される電力を消費してエアロゾル源を加熱するヒータが接続されるヒータコネクタと、シリアル通信用の第１通信端子と第２通信端子を含み、前記電源から前記ヒータへの電力の供給を制御するコントローラと、前記コントローラとは別体であり、かつ、シリアル通信用の第３通信端子を含む第１ＩＣと、前記コントローラ及び前記第１ＩＣとは別体であり、かつ、シリアル通信用の第４通信端子を含む第２ＩＣと、前記第１通信端子と前記第３通信端子とを接続する第１通信ラインと、前記第２通信端子と前記第４通信端子とを接続する第２通信ラインと、第１基板と、前記第１基板とは別体であり、かつ、当該第１基板から離間した第２基板と、を有し、前記コントローラ及び前記第１ＩＣは、前記第１基板に実装され、前記第２ＩＣは、前記第２基板に実装される、エアロゾル生成装置である。
第１の特徴によれば、配線の複雑化や高密度化が抑制され、エアロゾル生成装置のコストを低減できる。
第２の特徴によれば、配線の複雑化や高密度化が抑制され、エアロゾル生成装置のコストを低減できる。
第３の特徴によれば、コントローラがＩＣと高頻度かつ遅延なく通信でき、エアロゾル生成装置の高機能化を実現できる。
第４の特徴によれば、配線の複雑化や高密度化を抑制してエアロゾル生成装置のコストを低減しつつ、コントローラがＩＣと高頻度かつ遅延なく通信でき、エアロゾル生成装置の高機能化を実現できる。
第５の特徴によれば、基板間の距離に応じたプロトコルの採用により、エアロゾル生成装置のコストを低減しつつ、エアロゾル生成装置の高機能化を実現できる。
第６の特徴によれば、通信に用いる端子数が少ないために配線を簡略化できるＩ２Ｃ通信によって、エアロゾル生成装置のコストを低減しつつ、エアロゾル生成装置の高機能化を実現できる。
第７の特徴によれば、接続されるＩＣの数が増えてもコントローラの第１通信端子の数が変わらないＩ２Ｃ通信によって、エアロゾル生成装置のコストを低減しつつ、エアロゾル生成装置の高機能化を実現できる。
第８の特徴によれば、コントローラが第３ＩＣと通信するための専用の通信端子を有さなくてよいため、配線の複雑化や高密度化を抑制してエアロゾル生成装置のコストを低減しつつ、エアロゾル生成装置の高機能化を実現できる。
第９の特徴によれば、第１通信ラインを共用する複数のＩＣが通信するタイミングが重複しないので通信速度の低下を抑制できる。
第１０の特徴によれば、第１通信ラインを共用する複数のＩＣが通信するモードが異なるので、通信速度の低下を抑制してエアロゾル生成装置の高機能化を実現できる。
第１１の特徴によれば、第２通信ラインに接続されるＩＣとの通信頻度を向上できるため、第２通信ラインに接続されるＩＣの情報を使用する制御の精度を向上できる。
第１２の特徴によれば、第２ＩＣとの通信頻度を制約なく向上できるので、第２通信ラインに接続される第２ＩＣの情報を使用する制御の精度を向上できる。
第１３の特徴によれば、電源の最新の情報を残量計ＩＣから取得しやすくなるので、エアロゾル生成装置の安全性を向上できる。
第１４の特徴によれば、ＩＣの特性や実装方法に応じた適切なプロトコルによる通信により、ＩＣとの通信速度や通信の精度を向上できる。
第１５の特徴によれば、配線の複雑化や高密度化が抑制され、エアロゾル生成装置のコストを低減できる。
エアロゾル生成装置の正面側を斜め上方から観察する図である。 エアロゾル生成装置の正面側を斜め下方から観察する図である。 シャッタを取り外したエアロゾル生成装置の上面を観察する図である。 外部パネルを取り外した本体ハウジングを正面から観察する図である。 内部パネルを取り外すことで出現する外部ケース内の構成例を説明する図である。 外部ケースに内蔵される回路ユニットの外観例を説明する図である。 実施の形態１で使用するＭＣＵ基板の表面側の構成例を説明する図である。 実施の形態１で使用するＭＣＵ基板の裏面側の構成例を説明する図である。 電源ライン上に現れる回路素子と各回路素子間に現れる電圧を説明する図である。 実施の形態１で使用する充電ＩＣの内部構成例を説明する図である。 充電モードで動作する充電ＩＣの電力の供給経路を説明する図である。 ＢＵＳ電圧ＶＵＳＢによる給電モードで動作する充電ＩＣの電力の供給経路を説明する図である。 ＢＵＳ電圧ＶＵＳＢとバッテリ電圧ＶＢＡＴによる給電モードで動作する充電ＩＣの電力の供給経路を説明する図である。 バッテリ電圧ＶＢＡＴによる給電モードで動作する充電ＩＣの電力の供給経路を説明する図である。 バッテリ電圧ＶＢＡＴのＯＴＧ機能による給電モードで動作する充電ＩＣの電力の供給経路を説明する図である。 実施の形態１で使用するＵＳＢコネクタ基板の表面側の構成例を説明する図である。 実施の形態１で使用するＵＳＢコネクタ基板の裏面側の構成例を説明する図である。 残量計ＩＣの機能を説明する図である。 実施の形態１で使用するＬＥＤ及びブルートゥース基板とホールＩＣ基板の構成例を説明する図である。 回路ユニットで採用する通信プロトコルの一例を説明する図である。 Ｉ２Ｃ通信のイメージを説明する図である。 実施の形態１で使用するエアロゾル生成装置に用意されている動作モードと動作モード間の遷移の条件を説明する図である。 実施の形態１における動作モード別の通信の内容を説明する図表である。 充電モードＭ１中の通信を説明する図である。 実施の形態２における動作モード別の通信の内容を説明する図表である。 実施の形態３における動作モード別の通信の内容を説明する図表である。 シリアル通信の一形態であるＳＰＩ通信の接続形態を説明する図である。 電子たばこに対応するエアロゾル生成装置の外観構成例を説明する図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。各図面には、同一の部分に同一の符号を付して示す。
＜実施の形態１＞
＜エアロゾル生成装置の外観構成例＞
まず、実施の形態１で使用するエアロゾル生成装置１の外観構成例を説明する。実施の形態１で使用するエアロゾル生成装置１は、加熱式たばこの一形態である。
図１Ａは、エアロゾル生成装置１の正面側を斜め上方から観察する図である。
図１Ｂは、エアロゾル生成装置１の正面側を斜め下方から観察する図である。
図１Ｃは、シャッタ３０を取り外したエアロゾル生成装置１の上面を観察する図である。
図１Ｄは、外部パネル１０を取り外した本体ハウジング２０を正面から観察する図である。
実施の形態１で使用するエアロゾル生成装置１は、ユーザが片手で保持可能なサイズを有している。
エアロゾル生成装置１は、本体ハウジング２０と、本体ハウジング２０の正面に装着される外部パネル１０と、本体ハウジング２０の上面に配置され、上面に沿ってスライド操作が可能なシャッタ３０を有している。
外部パネル１０は、本体ハウジング２０に対して着脱が可能な部材である。実施の形態１における外部パネル１０の着脱はユーザが行う。
外部パネル１０には、情報窓１０Ａが設けられている。情報窓１０Ａは、本体ハウジング２０側に設けられる発光素子と対面する位置に設けられる。実施の形態１の場合、発光素子にはＬＥＤ（＝Light Emitting Diode）３０２（図２Ｂ参照）が用いられる。
実施の形態１における情報窓１０Ａは、光を透過する素材で構成される。もっとも、情報窓１０Ａは表面から裏面まで貫通する穴でもよい。なお、発光素子の点灯や点滅は、エアロゾル生成装置１の状態を表現する。発光素子の点灯や点滅は、後述するＭＣＵ１０１によって制御されてもよい。
外部パネル１０は、装飾としての役割の他、本体ハウジング２０から放出される熱を緩衝する役割も有する。
外部パネル１０は、情報窓１０Ａよりも下方の位置をユーザが指先で押すことで変形する。外部パネル１０を指先で押して凹ませると、本体ハウジング２０に設けられている押しボタン２３を押すことができる。
本体ハウジング２０の底面側には、タイプＣのＵＳＢ（＝Universal Serial Bus）コネクタ２１が設けられている。なお、ＵＳＢコネクタ２１の形状や種類は一例である。換言すれば、ＵＳＢコネクタ２１をタイプＣ以外のＵＳＢとしてもよい。実施の形態１の場合、ＵＳＢコネクタ２１は、専ら、本体ハウジング２０に内蔵されるバッテリ５０（図２Ａ参照）の充電に使用される。
また、本体ハウジング２０の上面部には、紙筒の内にエアロゾル源であるスティックが挿入される挿入孔２２が設けられている。スティックは、紙筒で巻かれた略円柱状の外観を有している。挿入孔２２は、シャッタ３０を開くと露出し、シャッタ３０を閉じると隠蔽される。
実施の形態１の場合、挿入孔２２の開口は略円形である。開口の直径は、略円柱状のスティックの挿入が可能な寸法である。換言すると、スティックの直径は、挿入孔２２に挿入が可能な寸法である。
シャッタ３０の内側には、磁石が取り付けられている。シャッタ３０の開閉は、本体ハウジング２０側に設けられたホールＩＣ４０１（図２Ｂ参照）により検知される。
ホールＩＣ４０１は、磁気センサとも呼ばれ、ホール素子とオペアンプ等で構成される。ホール素子は、磁石の磁界の強度に応じた電圧を出力する素子である。
本体ハウジング２０は、内部パネル２０Ａと外部ケース２０Ｂとで構成される。実施の形態１の場合、内部パネル２０Ａは、外部ケース２０Ｂに対してビス留めされている。
内部パネル２０Ａの略中央には押しボタン２３が配置される。前述したように、押しボタン２３は、外部パネル１０の変形により操作される。押しボタン２３の操作を通じ、押しボタン２３の背後に位置する外部ケース２０Ｂ側のタクタイルスイッチ３０１（図２Ｂ参照）が操作される。
押しボタン２３は、例えば装置本体の電源のオンとオフ、ヒータの加熱、ブルートゥースのペアリング等に使用される。なお、外部パネル１０が取り外された状態で押しボタン２３を長押しすると（例えば５秒以上押すと）、リセット機能が作動する。なお、実施の形態１の場合、ブルートゥースとして、ＢＬＥ（＝Bluetooth Low Energy）を使用する。
なお、内部パネル２０Ａの略中央からタクタイルスイッチ３０１が露出することで、押しボタン２３を省略してもよい。この場合において、外部パネル１０の変形は、タクタイルスイッチ３０１へ直接伝わる。
内部パネル２０Ａには、外部パネル１０の情報窓１０Ａに対応する位置に、光を透過する透光部品２４が露出している。透光部品２４は、ＬＥＤ３０２の表面を覆う位置に配置される。
内部パネル２０Ａの上部と下部には、外部パネル１０の取り付けに使用する磁石２５が設けられている。磁石２５は、外部パネル１０側の磁石と対向する位置に設けられる。これらの磁石により、外部パネル１０は、内部パネル２０Ａに着脱可能に装着される。
実施の形態１の場合、磁石２５は、外部ケース２０Ｂ内のシャーシ５００（図２Ａ参照）に固定されており、内部パネル２０Ａの開口から露出される。実施の形態１に代えて、磁石２５は内部パネル２０Ａに固定されてもよい。
＜エアロゾル生成装置の内部構成例＞
図２Ａは、内部パネル２０Ａ（図１Ｄ参照）を取り外すことで出現する外部ケース２０Ｂ内の構成例を説明する図である。
図２Ｂは、外部ケース２０Ｂに内蔵される回路ユニット１０００の外観例を説明する図である。実施の形態１では、外部ケース２０Ｂから、バッテリ５０と、シャーシ５００と、ヒーティングユニット４０のヒータを取り除いた部分を回路ユニット１０００という。
実施の形態１における外部ケース２０Ｂ内には、ヒーティングユニット４０と、バッテリ５０と、ＭＣＵ（＝Micro Control Unit）基板１００と、ＵＳＢコネクタ基板２００と、ＬＥＤ及びブルートゥース（登録商標）基板３００と、ホールＩＣ基板４００と、バイブレータ６０、これらの部材が取り付けられるシャーシ５００が設けられている。すなわち、外部ケース２０Ｂ内には、別体の４つの基板が設けられている。４つの基板は、互いに離間している。
ヒーティングユニット４０は、挿入孔２２（図１Ｃ参照）に挿入されたタバコスティックを加熱するユニットである。挿入孔２２は、円筒型の容器２２Ａの内壁で囲まれた空間として規定される。
実施の形態１で使用する容器２２Ａは底を有している。もっとも、底を有しない容器２２Ａを用いてもよい。
実施の形態１で使用する容器２２Ａの場合、その側壁に平坦部を用意する。換言すると、容器２２Ａの軸線に対して直交する平面で容器２２Ａを破断した場合の断面に平坦部が設けられる。
平坦部は、挿入孔２２（図１Ｃ参照）の開口に挿入されたタバコスティックの側面を圧縮変形し、加熱効率を向上させる。なお、断面の形状は、略円でも、略楕円でも、略多角形でもよい。また、断面の形状は、開口側から底面に至るまで全て同じでもよいが、開口側から底面に至るまでの間に変化してもよい。
容器２２Ａは、熱伝導率の高い金属で構成されることが好ましい。実施の形態１の場合、容器２２Ａは、例えばステンレス鋼で形成される。
容器２２Ａの外周には、外周面を覆うフィルム状のヒータが配置される。ヒータは、バッテリ５０から供給される電力を消費することで発熱する。ヒータが発熱すると、スティックが外周から加熱され、エアロゾルが生成される。
ヒーティングユニット４０には、ＵＳＢコネクタ基板２００に設けられたヒータコネクタ２０６Ａ及び２０６Ｂ（図７Ａ参照）に接続され、電力の供給を受ける。ヒーティングユニット４０には、パフ（すなわち吸気）の検知に使用するサーミスタ４１やヒータの温度の測定に使用するサーミスタ４２も設けられている。サーミスタ４１とサーミスタ４２の抵抗値は、ヒータの発熱に伴う温度の上昇やパフに伴う温度の低下により大きく変化する。
サーミスタ４１には、温度の上昇に伴い抵抗値が増加するＰＴＣ（＝Positive Temperature Coefficient）サーミスタを用いてもよいし、温度の上昇に伴い抵抗値が減少するＮＴＣ（＝Negative Temperature Coefficient）サーミスタを用いてもよい。同様に、サーミスタ４２には、ＰＴＣサーミスタを用いてもよいし、ＮＴＣサーミスタを用いてもよい。
サーミスタ４１やサーミスタ４２の抵抗値の変化は、電圧の変化としてＭＣＵ１０１（図３Ａ参照）により検知される。
この他、ＭＣＵ１０１は、別体のサーミスタを通じ、外部ケース２０Ｂの温度を測定する。
バッテリ５０は、外部ケース２０Ｂに内蔵されている回路ユニットの動作に必要な電力を供給する電源である。実施の形態１では、バッテリ５０として、繰り返し充電が可能なリチウムイオン二次電池等を使用する。バッテリ５０の電力は、マイナス電極５１とプラス電極５２に接続された電源ラインを通じて各部に供給される。
バッテリ５０の外周には、バッテリ５０の温度（以下「バッテリ温度」という）の測定に使用するサーミスタ５３が設けられている。サーミスタ５３の抵抗値の変化は、電圧の変化としてＵＳＢコネクタ基板２００の残量計ＩＣ２０１（図７Ｂ参照）により検知される。サーミスタ５３には、ＰＴＣサーミスタを用いてもよいし、ＮＴＣサーミスタを用いてもよい。
＜ＭＣＵ基板１００の構成＞
図３Ａは、実施の形態１で使用するＭＣＵ基板１００の表面側の構成例を説明する図である。
図３Ｂは、実施の形態１で使用するＭＣＵ基板１００の裏面側の構成例を説明する図である。
図３Ａ及び図３Ｂにおける表面と裏面は、実施の形態１における説明でのみ使用する。
ＭＣＵ基板１００は、両面実装基板である。
ＭＣＵ基板１００には、装置全体の動作を制御するＭＣＵ１０１と、装置の利用に関する情報等を記録するＥＥＰＲＯＭ１０２と、電力の供給経路を切り替える充電ＩＣ１０３が実装される。
ＭＣＵ１０１は、いわゆるコントローラである。ＭＣＵ１０１の動作は、ファームウェアやファームウェア上で動作するプログラムの実行を通じて規定される。
実施の形態１におけるＭＣＵ１０１は、他のＩＣとの通信に、シリアル通信方式であるＩ２Ｃ通信やＵＡＲＴ通信を使用する。実施の形態１の場合、Ｉ２Ｃ通信用の通信ラインを２系統用意する。
第１系統は、ＭＣＵ１０１が、自身と同じ基板（すなわちＭＣＵ基板１００）に実装されているＥＥＰＲＯＭ１０２及び充電ＩＣ１０３とのＩ２Ｃ通信に使用する通信ラインである。
第２系統は、ＭＣＵ１０１が、ＭＣＵ基板１００に隣接する別の基板（すなわちＵＳＢコネクタ基板２００）に実装されている残量計ＩＣ２０１とのＩ２Ｃ通信に使用する通信ラインである。
第１系統と第２系統は、電気的な接点を有していない。このため、第１系統の通信と第２系統の通信は互いに独立である。ＭＣＵ１０１は、ＭＣＵ基板１００から見て、ＵＳＢコネクタ基板２００よりも遠くに位置するＬＥＤ及びブルートゥース基板３００に実装されているブルートゥースＩＣ３０３（図９参照）との通信にＵＡＲＴ通信を使用する。
充電ＩＣ１０３には、バッテリ５０からバッテリ電圧ＶＢＡＴの給電を受けるＢＡＴ端子と、外部電源からＢＵＳ電圧ＶＵＳＢの供給を受けるＶＢＵＳ端子が設けられている。
実施の形態１におけるエアロゾル生成装置１の場合、バッテリ電圧ＶＢＡＴの供給に用いる電源ラインは２系統に分岐される。充電ＩＣ１０３は、一方の電源ラインに接続される。他方の電源ラインは、残量計ＩＣ２０１とヒータに印加する電圧を生成する昇圧ＤＣ／ＤＣ回路２０２（図７Ｂ参照）とに接続される。この他、バッテリ電圧ＶＢＡＴは、バッテリ５０の保護ＩＣ２０３（図７Ｂ参照）にも接続される。
ＭＣＵ基板１００には、外部電源と充電ＩＣ１０３を接続する電源ラインをオン又はオフするロードスイッチ１０４が実装される。外部電源は、ＵＳＢコネクタ２１を通じて接続される外部デバイスである。ここでの外部デバイスには、例えばパーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末、コンセントがある。
ＭＣＵ基板１００には、充電ＩＣ１０３から出力される電圧Ｖｃｃから３．３Ｖのシステム電源Ｖｃｃ３３＿０を生成する昇降圧ＤＣ／ＤＣ回路１０５が実装される。昇降圧ＤＣ／ＤＣ回路１０５は、充電ＩＣ１０３から出力される電圧Ｖｃｃを昇圧してシステム電源Ｖｃｃ３３＿０を生成してもよいし、充電ＩＣ１０３から出力される電圧Ｖｃｃを降圧してシステム電源Ｖｃｃ３３＿０を生成してもよいし、充電ＩＣ１０３から出力される電圧Ｖｃｃをそのまま出力してシステム電源Ｖｃｃ３３＿０を生成してもよい。
昇降圧ＤＣ／ＤＣ回路１０５は、バッテリ電圧ＶＢＡＴが３．３Ｖより低い場合には昇圧し、バッテリ電圧ＶＢＡＴが３．３Ｖより高い場合には降圧し、バッテリ電圧ＶＢＡＴが３．３Ｖに等しい場合にはそのまま出力する。
ここでのシステム電源Ｖｃｃ３３＿０は、ＭＣＵ１０１が動作していない状態でも供給が継続される原始的な電源である。
システム電源Ｖｃｃ３３＿０は、電源ラインを通じ、電源スイッチドライバ１０８と、システム停止用のロードスイッチ１０６と、ヒータが過加熱状態か否かを表す値をラッチ（保存）するフリップフロップ１０７に供給される。換言すると、これらの回路素子には、システムの停止中も動作する。
システム停止用のロードスイッチ１０６がオフの場合、システム電源Ｖｃｃ３３＿０が供給される回路素子のみが動作する状態になる。結果的に、ＭＣＵ１０１を含むほとんどの回路素子の動作が停止する。
ＭＣＵ基板１００には、電源スイッチドライバ１０８が実装される。電源スイッチドライバ１０８は、ロードスイッチ１０６のオンとオフを制御する回路である。
電源スイッチドライバ１０８は、外部パネル１０が取り外された状態で押しボタン２３（図１Ｄ参照）の押下を検知すると、ロードスイッチ１０６をオフに制御する。
外部パネル１０の取り外しは、外部パネル１０の本体ハウジング２０への着脱の検知に使用するホールＩＣ３０４（図９参照）とホールＩＣ３０４の出力電位を入力とするシングル・シュミットトリガ・インバータ３０５（図９参照）により検知される。
電源スイッチドライバ１０８によるロードスイッチ１０６の制御に、ＭＣＵ１０１は関与しない。すなわち、ロードスイッチ１０６の制御は、ＭＣＵ１０１とは独立に実行される。
本実施の形態では、オン状態のロードスイッチ１０６から各部に提供される３．３Ｖのシステム電源をＶｃｃ３３と表記し、システムの停止中も供給が継続されるシステム電源Ｖｃｃ３３＿０と区別する。
ＭＣＵ基板１００には、シャッタ３０が開状態の場合に、前述した３つのサーミスタに対してシステム電源ＶＣＣ３３＿ＳＬＰを供給するロードスイッチ１０９が実装される。
従って、シャッタ３０が閉状態の場合、３つのサーミスタにはシステム電源ＶＣＣ３３＿ＳＬＰが供給されない。なお、ロードスイッチ１０９には、システム停止用のロードスイッチ１０６から３．３Ｖのシステム電源Ｖｃｃ３３が供給される。
ＭＣＵ基板１００には、外部ケース２０Ｂの温度が異常か否かを示す値をラッチするフリップフロップ１１０が実装される。フリップフロップ１１０には、システム停止用のロードスイッチ１０６からシステム電源Ｖｃｃ３３が供給される。
ＭＣＵ基板１００には、ヒータ抵抗値（ヒータ温度）の測定に用いるオペアンプ１１１が実装される。
ＭＣＵ基板１００には、バイブレータ６０用のコネクタ１１２が実装される。
ＭＣＵ基板１００には、ヒータ温度を測定するサーミスタ４２用のコネクタ１１３Ａ及び１１３Ｂが実装される。コネクタ１１３Ａは正極用であり、コネクタ１１３Ｂは負極用である。
ＭＣＵ基板１００には、パフ（すなわち吸気）の検知に使用するサーミスタ４１用のコネクタ１１４Ａ及び１１４Ｂが実装される。コネクタ１１４Ａは正極用であり、コネクタ１１４Ｂは負極用である。
ＭＣＵ基板１００には、外部ケース２０Ｂの温度の検知に使用するサーミスタ用のコネクタ１１５Ａ及び１１５Ｂが実装される。コネクタ１１５Ａは正極用であり、コネクタ１１５Ｂは負極用である。
ＭＣＵ基板１００は、ＭＣＵ基板１００以外の基板に実装された回路素子との通信に用いる配線パターンが形成されたフレキシブル基板６００を使用する。フレキシブル基板６００には電源パターンも含まれる。
図４は、電源ライン上に現れる回路素子と各回路素子間に現れる電圧を説明する図である。
実施の形態１におけるエアロゾル生成装置１の場合、バッテリ５０の電源ラインは２系統に分岐されている。２系統のうち一方の系統は、充電ＩＣ１０３のＢＡＴ端子に接続され、他方の系統は、残量計ＩＣ２０１のＶＢＡＴ端子と昇圧ＤＣ／ＤＣ回路２０２のＶＩＮ端子に接続される。電源ラインを２系統に分岐することで、ヒータに供給される大電流が充電ＩＣ１０３を通過せずに済む。このため、充電ＩＣ１０３が肥大化せずに済む。
残量計ＩＣ２０１は、システム電源Ｖｃｃ３３が供給されることで動作し、ＢＡＴ端子に供給されるバッテリ電圧ＶＢＡＴ等を監視する。
昇圧ＤＣ／ＤＣ回路２０２は、バッテリ電圧ＶＢＡＴを昇圧してヒータに印加する昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔを生成する。もっとも、ヒータへの電力の供給は、昇圧ＤＣ／ＤＣ回路２０２の出力端子へ接続される不図示のＭＯＳ型ＦＥＴのオン制御により実現される。
因みに、残量計ＩＣ２０１と昇圧ＤＣ／ＤＣ回路２０２は、ＵＳＢコネクタ基板２００に実装されている。
充電ＩＣ１０３は、バッテリ５０から供給を受けたバッテリ電圧ＶＢＡＴや外部電源から供給を受けたＢＵＳ電圧ＶＵＳＢから電圧Ｖ ｃｃ を生成し、昇降圧ＤＣ／ＤＣ回路１０５に供給する。
昇降圧ＤＣ／ＤＣ回路１０５は、電圧Ｖ ｃｃ から３．３Ｖのシステム電源Ｖｃｃ３３＿０を生成し、ロードスイッチ１０６等に供給する。システム電源Ｖｃｃ３３＿０は、システムの停止中（ＭＣＵ１０１の停止中）も供給が継続される。
ロードスイッチ１０６は、ＭＣＵ１０１（図３Ａ参照）等を動作させる場合に限り、３．３Ｖのシステム電源Ｖｃｃ３３を、ＭＣＵ１０１やロードスイッチ１０９等に供給する。このシステム電源Ｖｃｃ３３は、残量計ＩＣ２０１にも供給される。
ロードスイッチ１０９は、３つのサーミスタによる温度の測定を実行する場合に限り、３．３Ｖのシステム電源ＶＣＣ３３＿ＳＬＰを電源ラインに出力する。ここでいう３つのサーミスタとは、パフの検知に使用するサーミスタ４１と、ヒータの温度の測定に使用するサーミスタ４２と、外部ケース２０Ｂの温度の測定に使用するサーミスタと、を指している。
なお、充電ＩＣ１０３は、バッテリ電圧ＶＢＡＴから生成された５Ｖの電源をＶｃｃ５としてＬＥＤ３０２（図２Ｂ参照）に供給する。ＬＥＤ３０２には、ＢＵＳ電圧ＶＵＳＢが供給されてもよい。
図５は、実施の形態１で使用する充電ＩＣ１０３の内部構成例を説明する図である。
図５に示す充電ＩＣ１０３には、Ｉ２Ｃインタフェース１０３Ａと、ロジック回路１０３Ｂと、ゲートドライバ１０３Ｃと、低ドロップアウト・レギュレータ（以下「ＬＤＯ」という）１０３Ｄと、４つのＭＯＳ型ＦＥＴＱ１～Ｑ４が設けられている。
Ｉ２Ｃインタフェース１０３Ａは、同じ基板上のＭＣＵ１０１とのＩ２Ｃ通信に使用される。
充電ＩＣ１０３のＢＡＴ端子には、電源ラインを通じ、バッテリ５０が接続される。このため、充電ＩＣ１０３のＢＡＴ端子には、充電時を除きバッテリ電圧ＶＢＡＴが供給される。
充電ＩＣ１０３のＶＢＵＳ端子には、ロードスイッチ１０４（図４参照）を通じてＵＳＢコネクタ２１が接続されている。ロードスイッチ１０４は、外部電源であるＢＵＳ電圧ＶＵＳＢの受電が検知された場合に限りオン状態に制御され、ＢＵＳ電圧ＶＵＳＢの受電が検知されない場合はオフ状態に制御される。ロードスイッチ１０４のオン状態とオフ状態の切り替えは、ＭＣＵ１０１が行ってもよい。
充電ＩＣ１０３は、５種類の給電モードに対応する。
５種類の給電モードは、充電モード、ＢＵＳ電圧ＶＵＳＢによる給電モード、ＢＵＳ電圧ＶＵＳＢとバッテリ電圧ＶＢＡＴの両方による給電モード、バッテリ電圧ＶＢＡＴによる給電モード、バッテリ電圧ＶＢＡＴのＯＴＧ（＝On-The-Go）機能による給電モードである。
図６Ａは、充電モードで動作する充電ＩＣ１０３の電力の供給経路を説明する図である。
充電モードは、ＵＳＢコネクタ２１（図１Ｂ参照）にＵＳＢケーブルが接続された状態で、ＭＣＵ１０１からＣＥ端子にローレベル信号が印加された場合に実行される。
充電モードの場合、ＦＥＴＱ１及びＱ４がオンに制御され、ＦＥＴＱ３はオフに制御され、ＦＥＴＱ２はＰＷＭ（＝Pulse Width Modulation）制御される。このようにＦＥＴＱ１～Ｑ４を制御することで、充電ＩＣ１０３は、降圧レギュレータ（コンバータ）として動作する。
ＶＢＵＳ端子に印加されたＢＵＳ電圧ＶＵＳＢは、およそ５Ｖの電源である。
ＦＥＴＱ２のオン又はオフは、ゲートドライバ１０３Ｃにより制御される。ゲートドライバ１０３Ｃのスイッチングは、ロジック回路１０３Ｂが不図示の端子や配線から取得する充電電流や充電電圧に基づいて実行される。ＦＥＴＱ２のスイッチングにより、ＢＵＳ電圧ＶＵＳＢは、バッテリ５０の充電に適した電圧へ降圧される。
充電ＩＣ１０３のＳＷ端子からインダクタンスを経て出力される電圧Ｖｃｃは、ＳＹＳ端子に再入力された後、ＢＡＴ端子からバッテリ５０（図２Ａ参照）に出力（充電）される。
図６Ｂは、ＢＵＳ電圧ＶＵＳＢによる給電モードで動作する充電ＩＣ１０３の電源の供給経路を説明する図である。
この給電モードは、ＵＳＢコネクタ２１（図１Ｂ参照）にＵＳＢケーブルが接続され、かつ、バッテリ５０に異常が生じた状態で、ＣＥ端子に対し、ＭＣＵ１０１からハイレベル信号が印加された場合に実行される。ここでいうバッテリ５０の異常とは、過放電状態や深放電状態などにあることでバッテリ５０の放電が禁止される状態を指す。
ＣＥ端子にハイレベル信号が印加されると、ＦＥＴＱ２のＰＷＭ制御は停止される。
この給電モードの場合、ＦＥＴＱ１及びＱ２がオンに制御され、ＦＥＴＱ３及びＱ４がオフに制御される。
ＦＥＴＱ１及びＱ２がオンに制御され、ＦＥＴＱ３がオフに制御されるので、ＳＷ端子に現れるシステム電源Ｖ ｃｃ は、ＢＵＳ電圧ＶＵＳＢと等しくなる。
ＦＥＴＱ４がオフされるので、バッテリ５０が充電ＩＣ１０３から切り離される。
図６Ｃは、ＢＵＳ電圧ＶＵＳＢとバッテリ電圧ＶＢＡＴの両方による給電モードで動作する充電ＩＣ１０３の電力の供給経路を説明する図である。
この給電モードは、ＵＳＢコネクタ２１（図１Ｂ参照）にＵＳＢケーブルが接続され、かつ、バッテリ５０に異常が生じていない状態で、ＭＣＵ１０１からＣＥ端子にハイレベル信号が印加された場合に実行される。
この給電モードの場合、ＦＥＴＱ１及びＱ４がオンに制御され、ＦＥＴＱ３がオフに制御され、ＦＥＴＱ２がＰＷＭ制御される。
この給電モードにおけるＰＷＭ制御は、ＳＹＳ端子の電圧がバッテリ電圧ＶＢＡＴと同じになるように実行される。このため、昇降圧ＤＣ／ＤＣ回路１０５（図４参照）には、ＢＵＳ電圧ＶＵＳＢに由来の電力とバッテリ５０に由来する電力が合成された状態で供給される。
この給電モードの場合、ＳＹＳ端子の電圧とバッテリ電圧ＶＢＡＴが同じなので、バッテリ５０の放電も継続される。
図６Ｄは、バッテリ電圧ＶＢＡＴによる給電モードで動作する充電ＩＣ１０３の電力の供給経路を説明する図である。
この給電モードは、ＵＳＢコネクタ２１（図１Ｂ参照）にＵＳＢケーブルが接続されていない状態で、ＭＣＵ１０１からＣＥ端子にハイレベル信号が印加された場合に実行される。
この給電モードの場合、ＦＥＴＱ４がオンに制御され、ＦＥＴＱ１、Ｑ２及びＱ３がオフに制御される。
この給電モードの場合、ＳＹＳ端子から出力される電圧Ｖｃｃは、バッテリ電圧ＶＢＡＴの電圧値と同じになる。従って、バッテリ電圧ＶＢＡＴの電圧値が満充電時よりも低下すると、電圧Ｖｃｃも同じように低下する。
この給電モードの場合、ＳＹＳ端子の電圧Ｖｃｃは変動する。
なお、ＳＷ端子とＶＢＵＳ端子の線路は、ＦＥＴＱ１の寄生ダイオードでブロックされる。このため、充電ＩＣ１０３の逆潮流（ＯＴＧ機能）による５Ｖの電圧は生成されない。
図６Ｅは、バッテリ電圧ＶＢＡＴのＯＴＧ機能による給電モードで動作する充電ＩＣ１０３の電力の供給経路を説明する図である。
この給電モードは、Ｉ２Ｃインタフェース１０３ＡがＩ２Ｃ通信によってＭＣＵ１０１からＯＴＧ機能を使用するように指示された状態で、ＭＣＵ１０１からＣＥ端子にハイレベル信号が印加された場合に実行される。
この給電モードの場合、ＦＥＴＱ１とＱ４がオンに制御され、ＦＥＴＱ２がオフに制御され、ＦＥＴＱ３がＰＷＭ制御される。このようにＦＥＴＱ１～Ｑ４を制御することで、充電ＩＣ１０３は昇圧レギュレータ（コンバータ）として動作する。
この給電モードの場合も、ＳＹＳ端子から出力される電圧Ｖｃｃは、バッテリ電圧ＶＢＡＴの電圧値と同じになる。従って、バッテリ電圧ＶＢＡＴの電圧値が満充電時よりも低下すると、電圧Ｖｃｃも同じように低下する。
この給電モードの場合、ＦＥＴＱ３がオン制御されている間、インダクタンス経由でＧＮＤ端子に電流が流れる。この後、ＦＥＴＱ３がオフ制御されると、インダクタンスに逆起電圧が発生する。この逆起電力により、ＶＢＵＳ端子には、電圧Ｖｃｃを５Ｖまで昇圧した電圧が出現する。５Ｖの電圧が出力されることで、ＬＥＤ３０２（図２Ｂ参照）の利用が可能になる。なお、ＬＥＤ３０２が発光するのは、ＭＣＵ１０１の内部でトランジスタが閉じられることが必要である。換言すれば、ＬＥＤ３０２は、ＭＣＵ１０１の内部に設けられたトランジスタを介してグランドへ接続される。
以上、各動作モードにおいて、充電ＩＣ１０３のＣＥ端子が負論理動作である場合について説明したが、ＣＥ端子が正論理動作する充電ＩＣ１０３を代わりに用いてもよい。
この場合、例えば充電ＩＣ１０３を充電モードで動作させるためには、ＭＣＵ１０１からＣＥ端子にハイレベル信号が印加されればよい。
＜ＵＳＢコネクタ基板の構成＞
図７Ａは、実施の形態１で使用するＵＳＢコネクタ基板２００の表面側の構成例を説明する図である。
図７Ｂは、実施の形態１で使用するＵＳＢコネクタ基板２００の裏面側の構成例を説明する図である。
図７Ａ及び図７Ｂにおける表面と裏面は、実施の形態１における説明でのみ使用する。
ＵＳＢコネクタ基板２００は、他の基板に比して高い電圧を扱う基板である。
ＵＳＢコネクタ基板２００も、両面実装基板である。
ＵＳＢコネクタ基板２００には、ＵＳＢコネクタ２１が実装されている。本実施の形態におけるＵＳＢコネクタ２１は、ＵＳＢケーブル経由で外部電源から電力の供給を受けるために使用される。
この他、ＵＳＢコネクタ基板２００には、バッテリ５０（図２Ａ参照）の情報を収集する残量計ＩＣ２０１と、昇圧ＤＣ／ＤＣ回路２０２が実装される。
残量計ＩＣ２０１は、ＶＢＡＴ端子を有し、このＶＢＡＴ端子にバッテリ５０の電源ラインが接続されている。ただし、残量計ＩＣ２０１は、ロードスイッチ１０６（図４参照）から３．３Ｖのシステム電源Ｖｃｃ３３の供給を受けて動作し、ＶＢＡＴ端子への入力などに基づきバッテリ５０の残容量等の情報を取得する。
図８は、残量計ＩＣ２０１の機能を説明する図である。図８には、残量計ＩＣ２０１の代表的な構成要素として、デジタル演算部２０１Ａと、レジスタ２０１Ｂと、Ｉ２Ｃインタフェース２０１Ｃを表している。図８においては不図示ではあるが、残量計ＩＣ２０１は、ＶＢＡＴ端子等のバッテリ５０の情報が入力される端子を有している。
デジタル演算部２０１Ａは、バッテリ温度ＴＢＡＴ（℃）と、バッテリ電圧ＶＢＡＴ（Ｖ）と、バッテリ電流ＩＢＡＴ（Ａ）とに基づいて残容量（Ａｈ）を計算し、レジスタ２０１Ｂに格納する。デジタル演算部２０１Ａは、現在時刻における満充電容量（Ａｈ）も計算する。なお、バッテリ温度ＴＢＡＴ（℃）は、サーミスタ５３（図２Ａ参照）により測定される。
デジタル演算部２０１Ａには、現在時刻における満充電状態を１００％、完全放電状態を０％とする場合の充電状態ＳＯＣ（＝State Of Charge）を計算する機能が設けられている。計算されたＳＯＣもレジスタ２０１Ｂに格納される。
デジタル演算部２０１Ａには、バッテリ５０の健全度や劣化状態の指標であるＳＯＨ（＝State of Health）を計算する機能も設けられている。計算されたＳＯＨもレジスタ２０１Ｂに格納される。なお、ＳＯＨは、新品時の満充電容量に対する現在時刻の満充電容量の比率として表されてもよい。新品時のＳＯＨは、１００％となる。満充電容量に代えて、新品時のバッテリ５０の内部抵抗に対する現在時刻のバッテリ５０の内部抵抗の比率を、ＳＯＨに用いてもよい。
Ｉ２Ｃインタフェース２０１Ｃは、隣接するＭＣＵ基板１００に実装されているＭＣＵ１０１とのシリアル通信に使用される。
図７Ａ及び図７Ｂの説明に戻る。
この他、ＵＳＢコネクタ基板２００には、バッテリ５０の保護ＩＣ２０３が実装される。保護ＩＣ２０３は、バッテリ５０の過充電や過放電、充電時や放電時の過電流を監視し、これらを検知したらバッテリ５０の保護を図る。
ＵＳＢコネクタ基板２００には、バッテリ５０から電力の取り出しに使用するマイナス電極５１及びプラス電極５２（図２Ｂ参照）にそれぞれ接続されるコネクタ２０４Ａ及び２０４Ｂが実装される。コネクタ２０４Ａは正極用であり、コネクタ２０４Ｂは負極用である。
ＵＳＢコネクタ基板２００には、バッテリ温度の測定に使用するサーミスタ５３用のコネクタ２０５も実装される。
また、ＵＳＢコネクタ基板２００には、ヒータコネクタ２０６Ａ及び２０６Ｂが実装される。ヒータコネクタ２０６Ａは正極用であり、ヒータコネクタ２０６Ｂは負極用である。
この他、ＵＳＢコネクタ基板２００には、過電圧保護ＩＣも実装される。過電圧保護ＩＣは、ＵＳＢコネクタ２１（図１Ｂ参照）とロードスイッチ１０４の間に位置し、ＵＳＢコネクタ２１から供給される電力の監視に用いられる。過電圧保護ＩＣは、過電流及び／又は過電圧が検知された場合、ＵＳＢコネクタ２１とロードスイッチ１０４の間の電気的な接続を遮断する。
＜ＬＥＤ及びブルートゥース基板とホールＩＣ基板の構成＞
図９は、実施の形態１で使用するＬＥＤ及びブルートゥース基板３００とホールＩＣ基板４００の構成例を説明する図である。
ＬＥＤ及びブルートゥース基板３００には、タクタイルスイッチ３０１とＬＥＤ３０２が実装されている。タクタイルスイッチ３０１は、いわゆる電源ボタンとして用いられる。なお、外部パネル１０が取り外された状態での長押し操作の場合、タクタイルスイッチ３０１は、ＭＣＵ１０１のリセットボタンとしても機能する。
実施の形態１におけるＬＥＤ３０２の数は８個である。図９の場合、ＬＥＤ３０２は、ＬＥＤ及びブルートゥース基板３００上に一列に配置されている。なお、ＬＥＤ３０２の数やＬＥＤ及びブルートゥース基板３００上における配置は任意に変更可能である。
ＬＥＤ３０２には、充電ＩＣ１０３（図４参照）又はＵＳＢコネクタ２１から５Ｖの電圧Ｖｃｃ５が印加される。８個のＬＥＤ３０２の発光の組み合わせにより、ユーザに対して様々な情報が通知される。例えばバッテリ５０の残容量が表示される。また例えばリセットが実行される旨が通知される。リセットは、外部パネル１０が本体ハウジング２０から取り外された状態で押しボタン２３（すなわちタクタイルスイッチ３０１）が長押しされた場合に実行される。
ＬＥＤ３０２の発光は、ＭＣＵ１０１（図３Ａ参照）によりＰＷＭ制御される。
５Ｖの電圧Ｖｃｃ５が印加されるＬＥＤ及びブルートゥース基板３００を、前述したＭＣＵ基板１００やＵＳＢコネクタ基板２００とは別に設けるので、配線や熱が１つの基板に集中せずに済む。なお、ＬＥＤ３０２の発光をより高度に制御するためにドライバを用いてもよい。
この他、ＬＥＤ及びブルートゥース基板３００には、ブルートゥースＩＣ３０３が実装される。ブルートゥースＩＣ３０３は、ペアリングされた外部機器との通信を実行する。ペアリングは、シャッタ３０が閉じられた状態でタクタイルスイッチ３０１が押されることを条件に実行される。ブルートゥースＩＣ３０３には、３．３Ｖのシステム電源Ｖｃｃ３３が供給される。
ブルートゥースＩＣ３０３と、ＭＣＵ１０１との通信には、ＵＡＲＴ通信が使用される。
ＬＥＤ及びブルートゥース基板３００には、外部パネル１０の本体ハウジング２０への着脱の検知に使用するホールＩＣ３０４と、ヒステリシス特性によりホールＩＣ３０４の出力を安定化するシングル・シュミットトリガ・インバータ３０５が実装されている。ホールＩＣ３０４とシングル・シュミットトリガ・インバータ３０５にも、３．３Ｖのシステム電源Ｖｃｃ３３が供給される。シングル・シュミットトリガ・インバータ３０５は省略されてもよい。
ホールＩＣ基板４００には、シャッタ３０の開閉を検知するホールＩＣ４０１が実装されている。ホールＩＣ４０１にも、３．３Ｖのシステム電源をＶｃｃ３３が供給される。ホールＩＣ基板４００も、フレキシブル基板６００を通じて、ＭＣＵ１０１と接続される。
＜通信プロトコル＞
図１０は、回路ユニット１０００（図２Ｂ参照）で採用する通信プロトコルの一例を説明する図である。具体的には、図１０は、ＭＣＵ１０１が他のＩＣとの通信に使用する通信プロトコルを例示する。
実施の形態１におけるＭＣＵ１０１は、複数の通信プロトコルを使用して他のＩＣと通信する。具体的には、Ｉ２Ｃ通信とＵＡＲＴ通信を使用する。
実施の形態１の場合、Ｉ２Ｃ通信に対応する通信ラインは２系統であり、ＵＡＲＴ通信に対応する通信ラインは１系統である。
実施の形態１の場合、Ｉ２Ｃ通信に対応する２系統の通信ラインは、ＭＣＵ１０１と同じ基板上のＩＣとの通信に用いる第１通信ラインと、ＭＣＵ１０１とは異なる基板上のＩＣとの通信に用いる第２通信ラインである。第１通信ラインと第２通信ラインの間には電気的接点はない。すなわち、第１通信ライン上の通信と第２通信ライン上の通信は、それぞれ独立である。
なお、ＵＡＲＴ通信に対応する１系統の通信ラインは、第３通信ラインである。
図１０では、第１通信ラインを「Ｉ２Ｃ１」と表記し、第２通信ラインを「Ｉ２Ｃ２」と表記する。
第１通信ラインは、ＭＣＵ基板１００に配線パターンとして実装される。実施の形態１では、ＭＣＵ基板１００を第１基板ともいう。
図１０の場合、ＭＣＵ１０１には、第１通信ライン用の第１通信端子１０１Ａと、第２通信ライン用の第２通信端子１０１Ｂが設けられる。
ＭＣＵ１０１は、第１通信ラインを通じ、ＥＥＰＲＯＭ１０２と充電ＩＣ１０３に接続される。
実施の形態１では、充電ＩＣ１０３を第１ＩＣとも呼び、ＥＥＰＲＯＭ１０２を第３ＩＣとも呼ぶ。
図１０の場合、充電ＩＣ１０３には、第１通信ライン用の第３通信端子１０３Ａ１が設けられ、ＥＥＰＲＯＭ１０２には、第１通信ライン用の第５通信端子１０２Ａが設けられる。
第２通信ラインは、ＭＣＵ基板１００とＵＳＢコネクタ基板２００を接続するフレキシブル基板６００（図７Ｂ参照）に含まれる。
実施の形態１の場合、ＭＣＵ基板１００の基板面とＵＳＢコネクタ基板２００の基板面は概略平行に設置される。この基板間の関係は、例えば図２Ａ、図２Ｂ及び図３Ａからも確認される。換言すると、ＵＳＢコネクタ基板２００は、ＭＣＵ基板１００の隣に位置する。
ＭＣＵ基板１００とＵＳＢコネクタ基板２００を接続するフレキシブル基板６００の距離は、ＭＣＵ基板１００とＬＥＤ及びブルートゥース基板３００を接続するフレキシブル基板６００の距離よりも短い。なお、ＭＣＵ基板１００とＬＥＤ及びブルートゥース基板３００を接続するフレキシブル基板６００の距離は、ＭＣＵ基板１００とホールＩＣ基板４００を接続するフレキシブル基板６００の距離よりも短い。この設置上の関係は、例えば図９から確認される。
実施の形態１では、ＵＳＢコネクタ基板２００を第２基板ともいう。
ＭＣＵ１０１は、第２通信ラインを通じ、残量計ＩＣ２０１に接続される。
実施の形態１では、残量計ＩＣ２０１を第２ＩＣとも呼ぶ。
図１０の場合、残量計ＩＣ２０１には、第２通信ライン用の第４通信端子２０１Ａ１が設けられる。
実施の形態１では、ＬＥＤ及びブルートゥース基板３００を第３基板ともいう。
ＵＡＲＴ通信用の第３通信ラインは、ＭＣＵ基板１００とＬＥＤ及びブルートゥース基板３００を接続するフレキシブル基板６００（図７Ａ参照）に含まれる。
ＭＣＵ１０１は、第３通信ラインを通じ、ブルートゥースＩＣ３０３に接続される。
実施の形態１では、ブルートゥースＩＣ３０３を第４ＩＣとも呼ぶ。
図１０の場合、ＭＣＵ１０１には、第３通信ライン用の第６通信端子１０１Ｃが設けられる。一方、ブルートゥースＩＣ３０３には、第３通信ライン用の第７通信端子３０３Ａが設けられる。
Ｉ２Ｃ通信は、１対多の通信が可能である。すなわち、Ｉ２Ｃ通信はバス接続である。従って、Ｉ２Ｃ通信の場合、通信先はアドレスにより指定される。
図１１は、Ｉ２Ｃ通信のイメージを説明する図である。図１１では、ＭＣＵ１０１と残量計ＩＣ２０１との通信を例示する。すなわち、図１１は、第２通信ラインを用いた通信例を示している。図１１に示すように、Ｉ２Ｃ通信は、アドレスの送信、コマンドの送信、データの送信の順番に実行される。なお、図１１に示すＩ２Ｃ通信においては、コマンドの送信とデータの送信はマルチバイト形式であるが、これをシングルバイト形式としてもよい。
Ｉ２Ｃ通信に対応する第１通信ラインも第２通信ラインも、信号線の数は、接続されるＩＣの数によらず、シリアル通信用のクロックラインＳＣＬとシリアル通信用のデータラインＳＤＡの２本である。なお、Ｉ２Ｃ通信の速度は、０．１～１Ｍｂｐｓである。なお、クロックラインＳＣＬは、同期のタイミングを与えるクロックパルスやＡＣＫの送受に用いられ、データラインＳＤＡは前述したアドレス、コマンド、データの送受に用いられる。
一方、ＵＡＲＴ通信は、１対１の接続であり、クロックを用いない非同期式の通信である。
単方向通信の場合、ＵＡＲＴ通信の信号線の数は１本であるが、双方向通信の場合、ＵＡＲＴ通信の信号線の数は２本である。図１０の例では、リセット線を含めた３本の信号線を使用している。
なお、ＵＡＲＴ通信の速度は、０．１～１１５ｋｂｐｓである。すなわち、ＵＡＲＴ通信の速度は、Ｉ２Ｃ通信よりも低速である。
ただし、ＵＡＲＴ通信は、長距離通信が可能である。このため、実施の形態１では、フレキシブル基板６００の距離が長くなるＭＣＵ１０１とＬＥＤ及びブルートゥース基板３００との通信にＵＡＲＴ通信を使用している。
＜動作モード＞
図１２は、実施の形態１で使用するエアロゾル生成装置１に用意されている動作モードと動作モード間の遷移の条件を説明する図である。なお、以降の説明では、動作モード間の遷移を遷移モードとも呼ぶことがある。
実施の形態で使用するエアロゾル生成装置１は、９つの動作モードを有している。充電モードＭ１、スリープモードＭ２、エラーモードＭ３、パーマネントエラーモードＭ４、ブルートゥースペアリングモードＭ５、アクティブモードＭ６、初期化モードＭ７、ベイピングモードＭ８、ベイピング終了モードＭ９の９つである。
以下順番に、各動作モードについて説明する。
・充電モードＭ１
充電モードＭ１は、ＢＵＳ電圧ＶＵＳＢを利用してバッテリ５０を充電するモードである。
充電モードＭ１では、バッテリ５０（図２Ａ参照）のバッテリ電圧ＶＢＡＴが極端に低い場合、深放電や過放電の検知なども行われてもよい。
・スリープモードＭ２
スリープモードＭ２は、シャッタ３０（図１Ａ参照）の閉状態の検知と、残量計ＩＣ２０１によるバッテリ５０の監視を除き、ほとんどの機能が使えない状態である。このため、スリープモードＭ２は、他のモードに比して消費電力が少なく済む。
ただし、一部のフリップフロップへのシステム電源Ｖｃｃ３３＿０の供給は継続される。その結果、給電が継続されるフリップフロップの値が保持される。
スリープモードＭ２には、充電モードＭ１で、ＵＳＢケーブルが取り外された場合又は充電が完了した場合に移行される。反対に、充電モードＭ１には、スリープモードＭ２でＵＳＢケーブルが接続された場合に移行される。この他、スリープモードＭ２は、ブルートゥースペアリングモードＭ５、アクティブモードＭ６にも遷移可能である。なお、スリープモードＭ２以外のモードにおいてＵＳＢケーブルが接続された場合にも、充電モードＭ１に移行してもよい。
・エラーモードＭ３
エラーモードＭ３は、温度異常など復旧可能なエラーが生じた際に一時的に退避させるモードである。
エラーモードＭ３に移行すると、エラー通知を行い、一定時間が経過した後又はエラーを解除する所定の条件が満たされた後にスリープモードＭ２に復旧する。
因みに、エラーモードＭ３には、充電モードＭ１、アクティブモードＭ６、ベイピングの初期化モードＭ７、ベイピングモードＭ８からも移行する。
・パーマネントエラーモードＭ４
パーマネントエラーモードＭ４は、深放電、電池寿命、短絡等の復旧不能なエラーが生じた場合に、他のモードへの遷移を禁止するモードである。図１２でも、パーマネントエラーモードＭ４から他のモードへの矢印はない。
・ブルートゥースペアリングモードＭ５
ブルートゥースペアリングモードＭ５は、ブルートゥースによる外部機器とのペアリングを実行するモードである。ペアリングされた外部機器は、ホワイトリストに記録される。すなわち、ボンディングされる。
なお、ブルートゥースペアリングモードＭ５には、スリープモードＭ２において、シャッタ３０を閉じたまま押しボタン２３（図１Ｄ参照）を操作することで移行する。
ブルートゥースペアリングモードＭ５においてボンディングが成功又は失敗すると、スリープモードＭ２に移行する。
・アクティブモードＭ６
アクティブモードＭ６は、加熱を除くほとんどの機能が利用可能なモードである。
アクティブモードＭ６には、スリープモードＭ２でシャッタ３０が開かれると移行する。反対に、アクティブモードＭ６において、シャッタ３０が閉じられると又は一定時間が経過すると、スリープモードＭ２に移行する。
・ベイピングの初期化モードＭ７
ベイピングの初期化モードＭ７は、スティックの加熱を開始するにあたり初期設定等を行うモードである。
初期化モードＭ７には、アクティブモードＭ６で押しボタン２３を操作することで移行する。
なお、初期化中にエラーが発生した場合、初期化モードＭ７からエラーモードＭ３に移行する。
・ベイピングモードＭ８
ベイピングモードＭ８は、タバコスティックの加熱を実行するモードである。ヒータへの通電は、発熱のためのものと、抵抗値の取得のためのものが交互に実行される。なお、ヒータの温度プロファイルは継時的に変化する。
ベイピングモードＭ８には、初期化モードＭ７で初期設定が完了することで移行する。なお、ベイピングモードＭ８中にエラーが発生すると、エラーモードＭ３に移行する。
・ベイピング終了モードＭ９
ベイピング終了モードＭ９は、加熱の終了処理を実行するモードである。
ベイピング終了モードＭ９には、ベイピングモードＭ８において、時間又はパフ回数が上限に達したとき、シャッタ３０が閉じられたとき、又は、ＵＳＢケーブルが接続されたときに移行する。ＵＳＢケーブルが接続されることによりベイピング終了モードＭ９に移行した場合、続いて充電モードＭ１に移行してもよい。
なお、ベイピング終了モードＭ９において、加熱の終了が検知されると、アクティブモードＭ６に移行する。
＜動作モード別の通信の内容＞
図１３は、実施の形態１における動作モード別の通信の内容を説明する図表である。
図１３には、９つの動作モードと、スリープモードからの２つの遷移モードの計１１個のモードについて通信の内容を説明している。
図１３では、前述した３つの通信ライン、すなわちＩ２Ｃ通信用の第１通信ライン及び第２通信ラインとＵＡＲＴ通信用の第３通信ライン上の通信を表している。
第１通信ラインには、ＭＣＵ１０１と、ＥＥＰＲＯＭ１０２と、充電ＩＣ１０３が接続されている。
第２通信ラインには、ＭＣＵ１０１と残量計ＩＣ２０１が接続されている。
第３通信ラインには、ＭＣＵ１０１とブルートゥースＩＣ３０３が接続されている。
・充電モードＭ１
ＭＣＵ１０１は、第１通信ラインを通じ、充電ＩＣ１０３から充電情報を受け取る。一方、ＭＣＵ１０１は、第１通信ラインを通じ、充電ＩＣ１０３に対し、ＯＴＧ機能をオフにするコマンドを送信する。すなわち、ＭＣＵ１０１は、バッテリ電圧ＶＢＡＴから５Ｖの電圧を生成させる機能の停止を、充電ＩＣ１０３に指示する。これによりＬＥＤ３０２にはＢＵＳ電圧ＶＵＳＢが供給可能になる。
ＭＣＵ１０１は、同じく第１通信ラインを通じ、ＥＥＰＲＯＭ１０２に対してコマンドを送信する。例えばＭＣＵ１０１は、ＥＥＰＲＯＭ１０２に対し、充電開始日時とその時の電池残量を記憶させるコマンドを送信する。また例えばＭＣＵ１０１は、ＥＥＰＲＯＭ１０２に対し、充電終了日時とその時の電池残量を記憶させるコマンドを送信する。
本実施の形態の場合、ＭＣＵ１０１は、第２通信ラインを通じ、残量計ＩＣ２０１から１秒周期でバッテリ情報を受け取る。なお、１秒周期は一例である。
図１４は、充電モードＭ１中の通信を説明する図である。なお、図１４に示す処理動作の初期状態はスリープモードＭ２である。
スリープモードＭ２において、ＭＣＵ１０１のＰＡ９端子に入力する電圧がＨレベルに変化すると、ＭＣＵ１０１は、ＵＳＢケーブルの接続を検知し、動作モードを充電モードＭ１に変更する。なお、ＰＡ９端子には、ＢＵＳ電圧ＶＵＳＢを分圧した電圧が与えられる。分圧回路の一端をグランドへ接続しておけば、ＵＳＢケーブルが接続されていない場合には、ＰＡ９端子の電位はグランドの電位と等しくなる。
充電モードＭ１が開始すると、ＭＣＵ１０１は、第１通信ライン（すなわちＩ２Ｃの第１系統）を通じ、同じ基板上の充電ＩＣ１０３にＯＴＧオフ指令を送信する。
次に、ＭＣＵ１０１は、ＰＣ９端子に出力する電圧をＨレベルに変化させ、ロードスイッチ１０４（図４参照）をオンに制御する。ロードスイッチ１０４がオン状態になると、充電ＩＣ１０３に対するＢＵＳ電圧ＶＵＳＢの給電が開始される。
なお、ＭＣＵ１０１はＰＣ９端子に出力する電圧をＬレベル又は不定にすることで、ロードスイッチ１０４をオンに制御してもよい。この場合において、ロードスイッチ１０４のＯＮ端子には、ＢＵＳ電圧ＶＵＳＢを分圧した電圧が与えられる。つまり、ＰＣ９端子に出力する電圧をＬレベル又は不定にすれば、ロードスイッチ１０４のＯＮ端子は、ＢＵＳ電圧ＶＵＳＢを分圧した電圧によりＨレベルになる。
もっとも、ＢＵＳ電圧ＶＵＳＢの給電が開始しても、充電ＩＣ１０３によるバッテリ５０の充電は開始されない。バッテリ５０の充電は、ＭＣＵ１０１による充電指令が充電ＩＣ１０３に通知されることで開始される。なお、この通知には、第１通信ラインは使用されない。
なお、充電モードＭ１が開始すると、ＭＣＵ１０１は、第２通信ライン（すなわちＩ２Ｃの第２系統）を通じ、残量計ＩＣ２０１との間で、１秒周期でＩ２Ｃコマンドを送受信する。
この第２通信ラインを用いるＭＣＵ１０１と残量計ＩＣ２０１の間の通信は充電モードＭ１の間継続される。すなわち、ＭＣＵ１０１は、ＥＥＰＲＯＭ１０２や充電ＩＣ１０３との通信に妨げられることなく、残量計ＩＣ２０１との通信に専念できる。
換言すると、ＭＣＵ１０１は、残量計ＩＣ２０１との通信により、ＥＥＰＲＯＭ１０２や充電ＩＣ１０３との通信が妨げられずに済む。
ロードスイッチ１０４をオン状態に制御した後、ＭＣＵ１０１は、第１通信ラインを通じ、ＥＥＰＲＯＭ１０２に充電開始情報を書き込む。具体的には、充電開始日時やその時のバッテリ残量を記録させる。この時点では、まだ充電は開始していない。
この後、ＭＣＵ１０１は、充電ＩＣ１０３に対する充電指令を送信する。この充電指令は、ＭＣＵ１０１のＰＢ３端子の電位をＬレベルに変化させることで実行される。ＰＢ３端子に現れる電位の変化は、充電ＩＣ１０３のＣＥ端子（図５参照）に与えられる。
充電指令の受信により充電が開始されると、ＭＣＵ１０１と充電ＩＣ１０３は一定時間周期（例えばｘ秒周期）でＩ２Ｃコマンドを送受する。
やがて、充電の完了が充電ＩＣ１０３からＭＣＵ１０１に通知されると、ＭＣＵ１０１は、ＥＥＰＲＯＭ１０２に対して充電終了情報の書き込みを指示する。また、ＭＣＵ１０１は、ＰＢ３端子の電位をＨレベルに変化させることで、充電ＩＣ１０３に対し、充電停止指令を通知する。充電ＩＣ１０３に対する充電停止指令は、ＰＢ３端子の電位をＨレベルに変化させることで実行される。
この後、ＰＡ９端子に入力する電圧がＬレベルに変化すると、ＭＣＵ１０１は、ＵＳＢケーブルの取り外しを検知する。続いて、ＭＣＵ１０１は、ＰＣ９端子に出力する電圧をＬレベルに変化させ、ロードスイッチ１０４をオフ状態に制御する。ロードスイッチ１０４がオフ状態に制御されると、充電ＩＣ１０３に対するＢＵＳ電圧ＶＵＳＢの給電が不能となる。
なお、充電モードＭ１の間、ＭＣＵ１０１は、ＥＥＰＲＯＭ１０２と充電ＩＣ１０３のそれぞれと、個別に通信する。すなわち、ＭＣＵ１０１とＥＥＰＲＯＭ１０２が通信するタイミングと、ＭＣＵ１０１が充電ＩＣ１０３と通信するタイミンは重ならない。より詳述すると、ＭＣＵ１０１とＥＥＰＲＯＭ１０２が通信するタイミングは、充電モードＭ１における初期（充電開始前）と末期（充電完了後）である。ＭＣＵ１０１と充電ＩＣ１０３が通信するタイミングは、充電モードＭ１における中期（充電中）である。
また、ＭＣＵ１０１とＥＥＰＲＯＭ１０２との通信、ＭＣＵ１０１から充電ＩＣ１０３へのＯＴＧオフ指令の通信、充電ＩＣ１０３からＭＣＵ１０１に対する充電完了の通信は、各イベントが発生した時点で実行される。換言すると、第１通信ライン上の通信は非周期的に実行される。
一方、第２通信ライン上の通信は、充電モードＭ１の期間中、周期的に実行される。
図１４に示すように、充電モードＭ１において、第１通信ライン上の通信のタイミングと第２通信ライン上の通信のタイミングは重なっている。
しかし、前述したように、第１通信ラインと第２通信ラインは、異なる通信ラインであるので、他の通信ライン上の通信を妨げることなく実行が可能である。
また、第２通信ラインは、ＭＣＵ１０１が実装されているＭＣＵ基板１００とは別のＵＳＢコネクタ基板２００を接続する通信ラインであるが、Ｉ２Ｃ通信であるのでＵＡＲＴ通信に比して高速の通信が可能である。このため、１秒周期でバッテリ５０の情報を収集することが可能になる。換言すると、第２通信ラインの通信頻度は、第１通信ラインの通信頻度よりも高い。
第２通信ラインに用いられるＩ２Ｃ通信は、複数の基板を跨ぐような長距離の通信には不向きであるというのが技術常識である。しかし、長距離の通信に向いたＵＡＲＴ通信などを用いてしまうと、残量計ＩＣ２０１との通信頻度が低下し、ＭＣＵ１０１がバッテリ５０の最新の状態を取得しにくくなってしまう。そこで、残量計ＩＣ２０１が実装されるＵＳＢコネクタ基板２００を、ＭＣＵ基板１００の隣に位置させる。これにより、別の基板に実装された残量計ＩＣ２０１に対しても、Ｉ２Ｃ通信による高頻度な通信が可能となる。
図１３の説明に戻る。
これら第１通信ライン及び第２通信ラインを使用した通信と並列して、ＭＣＵ１０１は、ブルートゥースＩＣ３０３が実装されているＬＥＤ及びブルートゥース基板３００と第３通信ラインを通じて通信する。
ここでの第３通信ラインは、通信プロトコルに通信距離が長いＵＡＲＴ通信を使用する。因みに、ＭＣＵ１０１は、ブルートゥースＩＣ３０３に対し、充電情報を送る。この充電情報は、ペアリングされた外部機器に送信することが可能になる。
・スリープモードＭ２
ＭＣＵ１０１は、ＥＥＰＲＯＭ１０２、充電ＩＣ１０３、及びブルートゥースＩＣ３０３のいずれとも通信を実行しない。
ただし、アクティブモードＭ６からスリープモードＭ２への移行期の場合、ＭＣＵ１０１は、第１通信ラインを通じ、充電ＩＣ１０３に対し、ＯＴＧ機能をオフにするコマンドを送信する。また、ＭＣＵ１０１は、第３通信ラインを通じ、ブルートゥースＩＣ３０３にスリープを指令する。アクティブモードＭ６からスリープモードＭ２への移行期は、２つの遷移モードのうち一方でもある。
一方、スリープモードＭ２からアクティブモードＭ６への移行期の場合、ＭＣＵ１０１は、第１通信ラインを通じ、充電ＩＣ１０３に対し、ＯＴＧ機能をオンにするコマンドを送信する。また、ＭＣＵ１０１は、第３通信ラインを通じ、ブルートゥースＩＣ３０３に起動を指令する。
ここでの移行期は、第１ＩＣとしての充電ＩＣ１０３とのみ通信する第１条件の一例である。スリープモードＭ２からアクティブモードＭ６への移行期は、２つの遷移モードのうち他方でもある。
・エラーモードＭ３及びパーマネントエラーモードＭ４
ＭＣＵ１０１は、第１通信ラインを通じ、ＥＥＰＲＯＭ１０２にエラー情報を記憶させる。
また、ＭＣＵ１０１は、第２通信ラインを通じ、残量計ＩＣ２０１から１秒周期でバッテリ情報を受け取る。
また、ＭＣＵ１０１は、第３通信ラインを通じ、ブルートゥースＩＣ３０３にエラー情報を送る。
エラーモードＭ３及びパーマネントエラーモードＭ４は、第３ＩＣとしてのＥＥＰＲＯＭ１０２と通信する第２条件の一例である。
・ブルートゥースペアリングモードＭ５
ＭＣＵ１０１は、第３通信ラインを通じ、ブルートゥースＩＣ３０３からペアリングした端末の情報を受け取る。
この後、ＭＣＵ１０１は、第１通信ラインを通じ、ＥＥＰＲＯＭ１０２にペアリングした端末の情報を記憶させる。
また、ＭＣＵ１０１は、第２通信ラインを通じ、残量計ＩＣ２０１から１秒周期でバッテリ情報を受け取る。
ここでのブルートゥースペアリングモードＭ５も、第３ＩＣとしてのＥＥＰＲＯＭ１０２と通信する第２条件の一例である。
・アクティブモードＭ６
ＭＣＵ１０１は、第２通信ラインを通じ、残量計ＩＣ２０１から１秒周期でバッテリ情報を受け取る。なお、アクティブモードＭ６のＭＣＵ１０１は、残量計ＩＣ２０１とのみ通信する。
・ベイピングの初期化モードＭ７
ＭＣＵ１０１は、第１通信ラインを通じ、ＥＥＰＲＯＭ１０２に加熱開始時間を記憶させる。
また、ＭＣＵ１０１は、第２通信ラインを通じ、残量計ＩＣ２０１から１秒周期でバッテリ情報を受け取る。
ここでの初期化モードＭ７も、第３ＩＣとしてのＥＥＰＲＯＭ１０２と通信する第２条件の一例である。
・ベイピングモードＭ８
ＭＣＵ１０１は、第１通信ラインを通じ、ＥＥＰＲＯＭ１０２にパフタイミングを記憶させる。パフタイミングは、パフの検知に使用するサーミスタ４１により検知される。
また、ＭＣＵ１０１は、第２通信ラインを通じ、残量計ＩＣ２０１から１秒周期でバッテリ情報を受け取る。
ここでのベイピングモードＭ８も、第３ＩＣとしてのＥＥＰＲＯＭ１０２と通信する第２条件の一例である。
・ベイピング終了モードＭ９
ＭＣＵ１０１は、第１通信ラインを通じ、ＥＥＰＲＯＭ１０２にベイピングモードの時間を記憶させる。なお、加熱終了時間を記憶してもよい。
また、ＭＣＵ１０１は、第２通信ラインを通じ、残量計ＩＣ２０１から１秒周期でバッテリ情報を受け取る。
また、ＭＣＵ１０１は、第３通信ラインを通じ、ブルートゥースＩＣ３０３に吸引情報を送る。
ここでのベイピング終了モードＭ９も、第３ＩＣとしてのＥＥＰＲＯＭ１０２と通信する第２条件の一例である。
・まとめ
実施の形態１で使用するエアロゾル生成装置１の回路ユニット１０００は、ＭＣＵ１０１と他のＩＣとのＩ２Ｃ通信に２系統の通信ラインを設ける。これにより、ＭＣＵ１０１が通信するＩＣの数が増加しても、複数のＩＣとの間で高頻度かつ低遅延の通信を実現できる。結果的に、ＭＣＵ１０１による制御の精度の向上や高機能化が実現される。
ここでの２系統の通信ラインには、ＭＣＵ基板１００上に実装される第１通信ラインと、同基板とＵＳＢコネクタ基板２００を接続する第２通信ラインがある。
Ｉ２Ｃ通信を通信対象である基板別に２系統設けるので、１つの基板上に通信ラインが集中せずに済み、配線パターンの複雑化や高密度化が抑制される。結果的に、エアロゾル生成装置１の製造コストの低減が実現される。
また、ＭＣＵ基板１００に隣接するＵＳＢコネクタ基板２００との通信にはＩ２Ｃ通信を採用するので、ＭＣＵ１０１と残量計ＩＣ２０１の高速通信を実現できる。換言すれば、ＭＣＵ１０１はバッテリ５０の状態を低遅延で取得できる。
一方、フレキシブル基板６００による通信距離がＵＳＢコネクタ基板２００よりも長いＬＥＤ及びブルートゥース基板３００との通信にはＵＡＲＴ通信を採用することで、通信距離が長いブルートゥースＩＣ３０３とも確実な通信が実現される。
また、ＭＣＵ１０１は、第１通信ラインを共有する複数のＩＣのそれぞれと異なるタイミングで通信するので、ＭＣＵ１０１と各ＩＣとの通信の精度も向上される。
なお、充電モードＭ１は、第１通信ラインを通じ、ＭＣＵ１０１が、ＥＥＰＲＯＭ１０２と充電ＩＣ１０３の両方と通信するモードである。
スリープモードＭ２は、第１通信ラインを通じ、ＭＣＵ１０１が、ＥＥＰＲＯＭ１０２と充電ＩＣ１０３の両方と通信しないモードである。ただし、ＭＣＵ１０１は、第２通信ラインを通じ、残量計ＩＣ２０１とは通信する。
スリープモードＭ２のうち、アクティブモードＭ６からの遷移期間やアクティブモードＭ６への遷移期間は、第１通信ラインを通じ、ＭＣＵ１０１が、充電ＩＣ１０３のみと通信するモードである。
アクティブモードＭ６は、第１通信ラインを通じ、ＭＣＵ１０１が、ＥＥＰＲＯＭ１０２と充電ＩＣ１０３の両方と通信しないモードである。
残る動作モード、すなわちエラーモードＭ３、パーマネントエラーモードＭ４、ブルートゥースペアリングモードＭ５、初期化モードＭ７、ベイピングモードＭ８、ベイピング終了モードＭ９は、第１通信ラインを通じ、ＭＣＵ１０１が、ＥＥＰＲＯＭ１０２のみと通信するモードである。
＜実施の形態２＞
実施の形態２で使用するエアロゾル生成装置１（図１Ａ参照）は、動作モード中の通信の一部が実施の形態１と相違する。
図１５は、実施の形態２における動作モード別の通信の内容を説明する図表である。
実施の形態２で使用するエアロゾル生成装置１は、エラーモードＭ３とパーマネントエラーモードＭ４において、第２通信ラインを通じて残量計ＩＣ２０１と通信しない点で、実施の形態１と相違する。
＜実施の形態３＞
実施の形態３で使用するエアロゾル生成装置１（図１Ａ参照）は、動作モード中の通信の一部が実施の形態１と相違する。
図１６は、実施の形態３における動作モード別の通信の内容を説明する図表である。
実施の形態３で使用するエアロゾル生成装置１は、スリープモードＭ２を含む全ての動作モードにおいて、第２通信ラインを通じて残量計ＩＣ２０１と通信する点で、実施の形態１と相違する。
＜他の実施の形態＞
（１）以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の技術的範囲は前述した実施の形態に記載の範囲に限定されない。前述した実施の形態に、種々の変更又は改良を加えたものも、本発明の技術的範囲に含まれることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。
（２）前述の実施の形態においては、第１通信ラインと第２通信ラインの通信プロトコルにＩ２Ｃ通信を用いているが、いずれか一方又は両方にＳＰＩ（＝Serial Peripheral Interface）通信を使用してもよい。
図１７は、シリアル通信の一形態であるＳＰＩ通信の接続形態を説明する図である。ＳＰＩ通信の場合、信号線は、クロックラインと、マスタ出力ラインと、マスタ入力ラインと、スレーブ数分のスレーブ選択ラインが必要になる。例えばスレーブの数が１つの場合、信号線は４本になり、スレーブの数が３つの場合、信号線は６本になる。
ＳＰＩ通信は、１～数Ｍｂｐｓの速度で通信が可能であるが、遠距離の通信には向いていない。このため、ＳＰＩ通信は、Ｉ２Ｃ通信の代替構成としての採用が可能である。
（３）前述の実施の形態の場合、ＭＣＵ１０１が同じ基板上で通信するＩＣの数が２つであるが、１つのＩＣとのみ通信してもよいし、３つ以上のＩＣと通信してもよい。
また、ＭＣＵ１０１がＵＳＢコネクタ基板２００の１つのＩＣと通信しているが、ＵＳＢコネクタ基板２００上の複数のＩＣと通信してもよい。ＬＥＤ及びブルートゥース基板３００との通信についても同様である。
（４）前述の実施の形態の場合、ＭＣＵ１０１との通信にＩ２Ｃ通信を採用する他の基板がＵＳＢコネクタ基板２００のみであるが、ＭＣＵ基板１００との通信距離が短ければ複数の他の基板との通信にＩ２Ｃ通信を採用してもよい。
（５）前述の実施の形態では、エアロゾル生成装置１として加熱式たばこを想定したが、前述した回路ユニット１０００の構成は、電子たばこに応用してもよい。
図１８は、電子たばこに対応するエアロゾル生成装置１Ａの外観構成例を説明する図である。
エアロゾル生成装置１Ａは、燃焼を伴わずに香味が付加されたエアロゾルを生成するための器具であり、長手方向Ａに沿って延びる棒形状を有している。エアロゾル生成装置１Ａは、長手方向Ａに沿うように、電源ユニット７１０と、第１カートリッジ７２０と、第２カートリッジ７３０とで構成される。
ここで、第１カートリッジ７２０は、電源ユニット７１０に対して着脱可能である。また、第２カートリッジ７３０は、第１カートリッジ７２０に対して着脱可能である。
換言すると、第１カートリッジ７２０及び第２カートリッジ７３０は、それぞれ交換が可能である。
電源ユニット７１０は、実施の形態１における外部ケース２０Ｂ（図１Ｄ参照）に対応し、バッテリに加え、ＭＣＵその他の回路が内蔵されている。換言すると、電源ユニット７１０には、回路ユニット１０００に相当する回路が内蔵されている。因みに、電源ユニット７１０の側面には、ボタン７１４が設けられている。このボタン７１４は、押しボタン２３（図１Ｄ参照）に対応する。
第１カートリッジ７２０は、エアロゾル源である液体を貯留するタンクと、毛細現象によりタンクから液体を引き込むウイックと、ウイックに保持される液体を加熱して蒸気化するコイルとを内蔵する。
第１カートリッジ７２０は、アトマイザとも呼ばれる。この他、第１カートリッジ７２０には、エアロゾルに香味を加える香味ユニットが内蔵される。
第２カートリッジ７３０には、吸口７３２が設けられている。
なお、図１８に示すエアロゾル生成装置１Ａの外観は一例である。
（６）前述の実施の形態においては、エアロゾル源を加熱する方式のエアロゾル生成装置について説明したが、超音波等を使用してエアロゾルを生成するネブライザーへの応用も可能である。この場合、ヒータに変えて超音波振動子が用いられる。この場合、ＭＣＵは、超音波振動子の振動を制御可能に構成される。
（７）前述の実施の形態においては、エアロゾル生成装置を例示したが、前述した回路ユニットの構成は、エアロゾルの生成機構を有しない携帯型の電子機器にも応用が可能である。特に複数のＩＣを内蔵する携帯型の電子機器に応用が可能である。
１、１Ａ…エアロゾル生成装置、１０…外部パネル、１０Ａ…情報窓、２０…本体ハウジング、２０Ａ…内部パネル、２０Ｂ…外部ケース、２２…挿入孔、２２Ａ…容器、２４…透光部品、３０…シャッタ、４０…ヒーティングユニット、５０…バッテリ、６０…バイブレータ、１００…ＭＣＵ基板、１０１…ＭＣＵ、１０２…ＥＥＰＲＯＭ、１０３…充電ＩＣ、１０４、１０６、１０９…ロードスイッチ、２００…ＵＳＢコネクタ基板、２０１…残量計ＩＣ、３００…ＬＥＤ及びブルートゥース基板、３０３…ブルートゥースＩＣ、４００…ホールＩＣ基板、５００…シャーシ、６００…フレキシブル基板、７１０…電源ユニット、７２０…第１カートリッジ、７３０…第２カートリッジ、１０００…回路ユニット

Claims (15)

  1. 電源から供給される電力を消費してエアロゾル源を加熱するヒータが接続されるヒータコネクタと、
    シリアル通信用の第１通信端子と第２通信端子を含み、前記電源から前記ヒータへの電力の供給を制御するコントローラと、
    前記コントローラとは別体であり、かつ、シリアル通信用の第３通信端子を含む第１ＩＣと、
    前記コントローラ及び前記第１ＩＣとは別体であり、かつ、シリアル通信用の第４通信端子を含む第２ＩＣと、
    前記第１通信端子と前記第３通信端子とを接続する第１通信ラインと、
    前記第２通信端子と前記第４通信端子とを接続する第２通信ラインと、
    第１基板と、
    前記第１基板とは別体であり、かつ、当該第１基板から離間した第２基板と、
    を有し、
    前記コントローラ及び前記第１ＩＣは、前記第１基板に実装され、
    前記第２ＩＣは、前記第２基板に実装される、
    エアロゾル生成装置の回路ユニット。
  2. 前記第１通信ラインで用いられる通信プロトコルは、前記第２通信ラインで用いられる通信プロトコルと同じである、
    請求項１に記載のエアロゾル生成装置の回路ユニット。
  3. 前記第１通信ラインで用いられる通信プロトコルは、Ｉ２Ｃ又はＳＰＩである、
    請求項１に記載のエアロゾル生成装置の回路ユニット。
  4. 前記第２基板は、前記第１基板に隣接する基板であり、
    前記第２通信ラインで用いられる通信プロトコルは、Ｉ２Ｃ又はＳＰＩである、
    請求項２又は３に記載のエアロゾル生成装置の回路ユニット。
  5. 前記第１基板及び前記第２基板とは別体であり、かつ、当該第１基板及び当該第２基板から離間した第３基板と、
    前記第１基板の第６通信端子と前記第３基板の第７通信端子とを接続する第３通信ラインと、
    を更に有し、
    前記第３基板は、前記第２基板よりも前記第１基板から離間し、
    前記第３通信ラインで用いられる通信プロトコルは、ＵＡＲＴである、
    請求項２又は３に記載のエアロゾル生成装置の回路ユニット。
  6. 前記第２通信ラインにおける通信頻度は、前記第１通信ラインにおける通信頻度より高く、
    前記第１通信ラインで用いられる通信プロトコルは、Ｉ２Ｃである、
    請求項２～５のいずれか１項に記載のエアロゾル生成装置の回路ユニット。
  7. 前記第１通信ラインを介して前記コントローラへ接続されるＩＣの数は、前記第２通信ラインを介して前記コントローラへ接続されるＩＣの数より多く、
    前記第１通信ラインで用いられる通信プロトコルは、Ｉ２Ｃである、
    請求項２～５のいずれか１項に記載のエアロゾル生成装置の回路ユニット。
  8. 前記コントローラ、前記第１ＩＣ及び前記第２ＩＣのいずれとも別体であり、かつ、シリアル通信用の第５通信端子を含む第３ＩＣを更に有し、
    前記第１通信ラインは、前記第１通信端子と前記第５通信端子とを接続し、
    前記第３ＩＣは、前記第１基板に実装される、
    請求項１～７のいずれか１項に記載のエアロゾル生成装置の回路ユニット。
  9. 前記コントローラは、
    第１条件が満たされたことを契機として、前記第１ＩＣと通信し、
    前記第１条件とは異なる第２条件が満たされたことを契機として、前記第３ＩＣと通信するように構成される、
    請求項８に記載のエアロゾル生成装置の回路ユニット。
  10. 前記コントローラは、複数のモードのうちいずれか１つで動作し、
    前記複数のモードは、前記コントローラが前記第１ＩＣと前記第３ＩＣのうち前記第３ＩＣのみと通信するモードを含む、
    請求項８に記載のエアロゾル生成装置の回路ユニット。
  11. 前記第１通信ラインを介して前記コントローラへ接続されるＩＣの数は、前記第２通信ラインを介して前記コントローラへ接続されるＩＣの数より多い、
    請求項１～１０のいずれか１項に記載のエアロゾル生成装置の回路ユニット。
  12. 前記第２通信ラインを介して前記コントローラへ接続されるＩＣは、前記第２ＩＣのみである、
    請求項１１に記載のエアロゾル生成装置の回路ユニット。
  13. 前記第２ＩＣは、前記電源の情報を取得する残量計ＩＣである、
    請求項１２に記載のエアロゾル生成装置の回路ユニット。
  14. 前記第１通信ラインで用いられる通信プロトコルは、前記第２通信ラインで用いられる通信プロトコルとは異なる、
    請求項１に記載のエアロゾル生成装置の回路ユニット。
  15. 電源から供給される電力を消費してエアロゾル源を加熱するヒータが接続されるヒータコネクタと、
    シリアル通信用の第１通信端子と第２通信端子を含み、前記電源から前記ヒータへの電力の供給を制御するコントローラと、
    前記コントローラとは別体であり、かつ、シリアル通信用の第３通信端子を含む第１ＩＣと、
    前記コントローラ及び前記第１ＩＣとは別体であり、かつ、シリアル通信用の第４通信端子を含む第２ＩＣと、
    前記第１通信端子と前記第３通信端子とを接続する第１通信ラインと、
    前記第２通信端子と前記第４通信端子とを接続する第２通信ラインと、
    第１基板と、
    前記第１基板とは別体であり、かつ、当該第１基板から離間した第２基板と、
    を有し、
    前記コントローラ及び前記第１ＩＣは、前記第１基板に実装され、
    前記第２ＩＣは、前記第２基板に実装される、
    エアロゾル生成装置。
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