TW202015562A - 控制單元、霧氣生成裝置、控制加熱器的方法及程式 - Google Patents

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Abstract

本發明之控制單元係具備有控制對霧氣源加熱之加熱器之控制部。控制部係構成為：在第一期間中控制加熱器的溫度使之朝向第一目標溫度，在第一期間後的第二期間中控制加熱器的溫度使之朝向比第一目標溫度還低之第二目標溫度，在第二期間後的第三期間中控制加熱器的溫度使之朝向比第二目標溫度還低之第三目標溫度。

Description

控制單元、霧氣生成裝置、控制加熱器的方法及程式
本發明係關於控制單元、霧氣生成裝置、控制加熱器之方法及程式。
已知有一種非燃燒式的霧氣生成裝置，其係取代傳統的燃燒式香煙，將藉由加熱器使霧氣源霧化而產生之霧氣(aerosol，又稱氣溶膠)送達至使用者的非燃燒式的霧氣生成裝置(專利文獻1及專利文獻2)。非燃燒式之霧氣生成裝置係由於以高溫加熱含有霧氣源之吸煙物品，因此會有消耗電力會變大之情形。因此，非燃燒式之霧氣生成裝置係具有搭載大容量之電池之情形，結果可能造成裝置整體之大型化及重量化。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2017-113016號公報
專利文獻2：WO 2018/019786號公報
第一特徵的要旨在於，一種控制單元，係具備有控制對霧氣源加熱的加熱器之控制部；前述控制部係構成為：在第一期間中控制前述加熱器的溫度使之朝向第一目標溫度，在第一期間後的第二期間中控制前述加熱器的溫度使之朝向比前述第一目標溫度還低之第二目標溫度，在第二期間後的第三期間中控制前述加熱器的溫度使之朝向比前述第二目標溫度還低之第三目標溫度。
第二特徵的要旨在於，在第一特徵之控制單元中，前述第一目標溫度與前述第二目標溫度之差係比前述第二目標溫度與前述第三目標溫度之差更大。
第三特徵的要旨在於，在第一特徵或第二特徵之控制單元中，前述第二期間係比前述第一期間及前述第三期間長。
第四特徵係在第一特徵至第三特徵中任一特徵之控制單元中，前述控制部係構成為：可根據前述第一期間中的前述加熱器的溫度上升的速度而變更前述第一期間之長度。
第五特徵的要旨在於，在第四特徵之控制單元中，前述控制部係構成為：從前述加熱器開始加熱至到達預定溫度為止之期間越短，越使前述第一期間變短。
第六特徵的要旨在於，在第四特徵或第五特徵之控制單元中，前述第一期間之可變範圍係具有預定之上限值。
第七特徵的要旨在於，在第一特徵至第六特徵中任一特徵之控制單元中，前述控制部係具有從前述第一期間結束時開始一直到前述第二期間之初期使對於前述加熱器之電力供給停止的第一休止期間，前述第 一休止期間係設定為20秒或比20秒更短。
第八特徵的要旨在於，在第一特徵至第七特徵中任一特徵之控制單元中，前述控制部係具有從前述第二期間結束時開始一直到前述第三期間之初期使對於前述加熱器之電力供給停止的第二休止期間，前述第二休止期間係設定為20秒或比20秒更短。
第九特徵的要旨在於，在第一特徵至第八特徵中任一特徵之控制單元中，前述控制部係構成為：在前述第一期間中且為將前述加熱器之溫度維持在前述第一目標溫度之期間內報知可抽吸期間已開始。
第十特徵的要旨在於，在第九特徵之控制單元中，前述控制部係構成為：在前述第一期間之後半報知可抽吸期間已開始。
第十一特徵的要旨在於，在第一特徵至第十特徵中任一特徵之控制單元中，前述控制部係構成為：在前述第三期間之後使對於前述加熱器之電力供給停止。
第十二特徵的要旨在於，在第一特徵至第十一特徵中任一特徵之控制單元中，前述控制部係構成為：在前述第三期間之後使對於前述加熱器之電力供給停止，且在從前述停止經過預定之期間後報知可抽吸期間已結束。
第十三特徵的要旨在於，一種霧氣生成裝置，係包含第一特徵至第十二特徵中任一特徵之控制單元、及前述加熱器。
第十四特徵的要旨在於，在第十三特徵之霧氣生成裝置中，前述加熱器係具有可加熱柱狀的吸煙物品之外周的筒形形狀。
第十五特徵的要旨在於，一種控制用以加熱霧氣源之加熱器 的方法，該方法具有：在第一期間中控制前述加熱器的溫度使之朝向第一目標溫度的第1步驟；在第一期間後的第二期間中控制前述加熱器的溫度使之朝向比前述第一目標溫度還低之第二目標溫度的第2步驟；及在第二期間後的第三期間中控制前述加熱器的溫度使之朝向比前述第二目標溫度還低之第三目標溫度的第3步驟。
第十六特徵的要旨在於，一種使霧氣生成裝置執行第十五特徵之方法之程式。
10‧‧‧電池
11A‧‧‧基材部
11B‧‧‧吸口部
20‧‧‧控制單元
22‧‧‧控制部
30‧‧‧加熱器
40‧‧‧通知部
100‧‧‧香味吸嚐器
110‧‧‧吸煙物品
111‧‧‧充填物
112‧‧‧第一捲紙
113‧‧‧第二捲紙
114‧‧‧紙管部
115‧‧‧濾嘴部
116‧‧‧中空區段部
120‧‧‧霧氣生成裝置
130‧‧‧插入孔
132‧‧‧內側筒構件
134‧‧‧外側筒構件
136‧‧‧熱縮管
138‧‧‧斷熱材
140、170‧‧‧蓋部
150‧‧‧按鈕
160‧‧‧空氣流路
180‧‧‧分隔壁
D0、D1、D2、D3、L0‧‧‧長度
P1‧‧‧第一期間
P2‧‧‧第二期間
P3‧‧‧第三期間
P4‧‧‧第四期間
SP‧‧‧穩定期間
S0‧‧‧始點
S1、S2‧‧‧交界
S3‧‧‧終點
Q1‧‧‧初期
Q2‧‧‧中期
Q3‧‧‧末期
TA1‧‧‧第一目標溫度
TA2‧‧‧第二目標溫度
TA3‧‧‧第三目標溫度
ΔT12、ΔT23‧‧‧溫度差
P1a‧‧‧升溫期間
P1b‧‧‧期間
P1c、Pe‧‧‧預定的期間
T0、T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7‧‧‧時序
5R‧‧‧區域
第1圖係顯示一實施形態之香味吸嚐器之圖。
第2圖係顯示有吸煙物品插入後的香味吸嚐器之圖。
第3圖係顯示第2圖所示的香味吸嚐器的內部構造之圖。
第4圖係顯示第2圖所示的吸煙物品的內部構造之圖。
第5圖係香味吸嚐器的方塊圖。
第6圖係第3圖中的區域5R的示意性放大圖。
第7圖係簡略地顯示吸煙物品的基材部、與霧氣生成裝置的加熱器和內側筒構件之間的位置關係之圖。
第8圖係顯示加熱器的加熱分佈之圖。
第9圖係顯示加熱器的加熱分佈及生成之霧氣的送達分佈之圖。
以下，針對實施形態進行說明。在以下的圖式的記載中，相同或類似的部分都標以相同或類似的符號。不過，請注意圖式只是示意圖， 各尺寸的比例等會有與現實的尺寸比例不同之情形。
因此，具體的尺寸等應參酌以下的說明來判斷。另外，當然也有圖式相互間含有相互的尺寸關係或比例不同的部分之情形。
[本揭示概要]
在專利文獻1及專利文獻2中，揭示有一種用以加熱吸煙物品並生成霧氣之加熱器的加熱分佈。然而，就在達成所希望之霧氣生成量的同時抑制消耗電力之加熱分佈而言，尚有檢討之餘地。
依據一態樣，控制單元係具備有控制對霧氣源加熱之加熱器的控制部，前述控制部係構成為：在第一期間中控制前述加熱器的溫度使之朝向第一目標溫度，在第一期間後的第二期間中控制前述加熱器的溫度使之朝向比前述第一目標溫度還低之第二目標溫度，在第二期間後的第三期間中控制前述加熱器的溫度使之朝向比前述第二目標溫度還低之第三目標溫度。
在本態樣中，藉由在第一期間將第一目標溫度設定為較高，而可提升加熱器之升溫速度。藉由使加熱器之升溫速度提升，可縮短從對於加熱器之電力供給開始到可吸到霧氣為止的期間。
藉由在第二期間及第三期間使目標溫度降低，而可使在第二期間及第三期間消耗之電力降低。藉此，可延長可進行霧氣之生成的期間亦即可進行吸嚐之期間。
從前述之消耗電力之降低的觀點來看，較佳為在從第一目標溫度開始不經由第二目標溫度之情形下，以第三目標溫度控制加熱器。然而，在此情形下，從第一目標溫度開始到到達第三目標溫度之期間會變長。 由於在從第一目標溫度開始到到達第三目標溫度之期間停止加熱器，因此當使用者在該期間內進行複數次抽吸動作時，會有加熱器之溫度超過而低於第3溫度的可能性。本案發明者發現當加熱器之溫度一旦變得過低時，霧氣就無法充分地生成，而可能難以進行霧氣之再生成。
在本態樣中，由於在從第一目標溫度到遷移到第三目標溫度之前經過第一目標溫度與第三目標溫度之間的第二目標溫度，因此可縮短各目標溫度間之遷移相關之期間。由於加熱器停止之遷移期間會變短，所以可防止因複數次之抽吸動作使得加熱器溫度過度降低。
(香味吸嚐器)
以下，說明一實施形態之香味吸嚐器。第1圖係顯示一實施形態之香味吸嚐器之圖。第2圖係顯示有吸煙物品插入後的香味吸嚐器之圖。第3圖係顯示第2圖所示的香味吸嚐器的內部構造之圖。第4圖係顯示第2圖所示之吸煙物品的內部構造之圖。第5圖係香味吸嚐器的方塊圖。
香味吸嚐器100係可為用來以不伴隨燃燒的方式從吸煙物品產生出霧氣之非燃燒型的香味吸嚐器。香味吸嚐器100特別是可為攜帶型之機器。
香味吸嚐器100具有：包含有霧氣源之吸煙物品110、以及使霧氣從吸煙物品110產生出之霧氣生成裝置120。
吸煙物品110為可含有霧氣源及香味源之可更換的筒匣(cartridge)，且具有沿著長邊方向延伸之柱狀形狀。吸煙物品110係構成為在插入霧氣生成裝置120的狀態接受加熱而發出霧氣及香味成分。
在第4圖所示之實施形態中，吸煙物品110係具有：基材部 11A、以及吸口部11B，該基材部11A係包含：充填物111、和將充填物111捲包起來的第一捲紙112，該吸口部11B係形成與基材部11A相反側的端部。基材部11A與吸口部11B係藉由與第一捲紙112不同之第二捲紙113而相連結。不過，亦可省略第二捲紙113，而利用第一捲紙112來連結基材部11A與吸口部11B。
第4圖中的吸口部11B係具有：紙管部114、濾嘴(filter)部115、以及配置於紙管部114與濾嘴部115之間的中空區段部116。中空區段部116係由例如具有一個或複數個中空通道之充填層、以及包覆充填層之成型紙(plug wrapper)所構成。充填層的纖維的充填密度很高，所以抽吸時，空氣及霧氣只會通過中空通道而流動，幾乎不會流到充填層內。在吸煙物品110中，要降低霧氣成分因為濾嘴部115的過濾而減少的情形時，使濾嘴部115的長度縮短並以中空區段部116予以取代的方式由於可使霧氣的輸送量增大故為有效者。
第4圖中的吸口部11B係由三個區段所構成，但本實施形態中，吸口部11B可由一個或兩個區段構成，亦可由四個或以上的區段構成。例如，可將中空區段部116省略，使紙管部114與濾嘴部115相鄰接配置而形成吸口部11B。
第4圖所示之實施形態中，吸煙物品110的長邊方向的長度最好在40至90mm，在50至75mm更好，在50至60mm更加好。吸煙物品110的圓周最好在15至25mm，在17至24mm更好，在20至23mm更加好。又，在吸煙物品110的長邊方向，基材部11A的長度可為20mm，第一捲紙112的長度可為20mm，中空區段部116的長度可為8mm，濾嘴部115的長度可 為7mm，但各個區段的長度可按照製造的難易度、要求品質等而適當地變更。
本實施形態中，吸煙物品110的充填物111可含有經以預定的溫度加熱就會發出霧氣之霧氣源。霧氣源的種類並沒有特別的限制，可按用途而選擇從各種天然物抽出的物質及/或各種天然物的構成成分。霧氣源的例子，可舉出的有例如甘油(glycerin)、丙二醇(propylene glycol)、三乙酸甘油酯(triacetin)、1,3-丁二醇(1,3-butanediol)、及以上各者的混合物。充填物111中的霧氣源的含量並沒有特別的限制，但從要發出充足的霧氣而且要給予良好的味道的觀點來說，通常在5重量%以上，最好在10重量%以上，以及通常在50重量%以下，最好在20重量%以下。
本實施形態中的吸煙物品110的充填物111可含有菸絲來作為香味源。菸絲的材料並沒有特別的限制，可採用葉身(lamina)、葉骨等的公知的菸草材料。吸煙物品110中的充填物111的含量的範圍，在圓周為22mm，長度為20mm之情況，係在例如200至400mg，且最好在250至320mg。充填物111的含水量係在例如8至18重量%，且最好在10至16重量%。如此的含水量的話，會抑制捲紙汙損之發生，且會使基材部11A的製造時的捲包性較良好。用作為充填物111之菸絲的大小及其調製法並沒有特別的限制。例如，可採用將乾燥後的菸葉切成寬度0.8至1.2mm之大小者。另外，亦可採用將乾燥後的菸葉粉碎且均勻化到平均粒徑為20至200μm之程度的粉粒再將之加工成片狀，然後切成寬度0.8至1.2mm之大小者。此外，上述的加工成片狀的材料還可不切絲而是摺皺(gathered)成團來作為充填物111。又，充填物111可包含有一種或兩種以上的香料。該香料的種類並 沒有特別的限制，但從要給予良好的味道的觀點來說，最好為薄荷醇(menthol)。
本實施形態中，吸煙物品110的第一及第二捲紙112，113，可由基重(basis weight)在例如20至65gsm，且最好在25至45gsm之蠟紙作成。捲紙112，113的厚度並沒有特別的限制，但從剛性、通氣性、及製紙時的調整的容易性之觀點來說，係在10至100μm，且最好在20至75μm，在30至50μm更好。
本實施形態中，吸煙物品110的捲紙112，113中可含有填料。填料的含量，舉一個例子來說係相對於捲紙112，113的總重量在10重量%以上但不到60重量%，且最好為15至45重量%。本實施形態中，相對於較佳的基重的範圍(25至45 gsm)，填料的含量的較佳的範圍為15至45重量%。填料可採用例如碳酸鈣、二氧化鈦、高嶺土等。包含如此的填料之紙，會呈現從利用作為吸煙物品110的捲紙之外觀上的觀點來說很好的白色系的亮白色，且可保持其白皙很久。使捲紙含有很多如上述的填料，可例如使捲紙的ISO白色度在83%以上。另外，從利用作為吸煙物品110的捲紙之實用上的觀點來說，第一及第二捲紙112，113最好具有8N/15mm以上的拉伸強度。該拉伸強度可藉由減少填料的含量而提高。具體而言，該拉伸強度可藉由將填料的含量減到比在以上例示的各基重的範圍之填料的含量的上限低而提高。
參照第3圖，霧氣生成裝置120係具有可供吸煙物品110插入之插入孔130。亦即，霧氣生成裝置120係具有構成插入孔130之內側筒構件132。內側筒構件132可由例如鋁及不銹鋼(SUS)之類的熱傳導構件所構 成。
另外，霧氣生成裝置120可具有蓋住插入孔130之蓋部140。蓋部140係構成為可在蓋住插入孔130之狀態(參照第1圖)、與使插入孔130露出之狀態(參照第2圖)之間滑動。
霧氣生成裝置120可具有與插入孔130連通之空氣流路160。空氣流路160的一端係連結至插入孔130，空氣流路160的另一端係在與插入孔130不同之處連通到霧氣生成裝置120的外部(與大氣連通)。
霧氣生成裝置120可具有將空氣流路160之與大氣連通之側的端部蓋住之蓋部170。蓋部170可為將空氣流路160之與大氣連通之側的端部蓋住之狀態，亦可為使空氣流路160露出之狀態。
蓋部170即使在蓋住空氣流路160之狀態也並非氣密地將空氣流路160堵住。亦即，構成為：即使在蓋部170蓋住空氣流路160之狀態，外部的空氣也可通過蓋部170附近而流入到空氣流路160內。
使用者係在將吸煙物品110插入香味吸嚐器100之狀態，叼住吸煙物品110的一端部，具體而言係第4圖中的吸口部11B，而進行抽吸動作。使用者的抽吸動作使得外部空氣流入空氣流路160。流入空氣流路160內之空氣，通過插入孔130內的吸煙物品110而被吸到使用者的口腔內。
另外，在蓋部140並未蓋住插入孔130且吸煙物品110並未插入之狀態，亦即，在內側筒構件132的內部空間及空氣流路160都露出之狀態，使用者可使用刷子之類的清掃用具來清掃內側筒構件132的空氣流路160內部。該清掃用具可從第3圖中的上方的蓋部140側插入空氣流路160內，也可從下方的蓋部170側插入空氣流路160內。
霧氣生成裝置120可在空氣流路160內或構成空氣流路160之壁部的外面具有溫度感測器。溫度感測器可為例如熱敏電阻(thermistor)或熱電偶等。使用者叼著吸煙物品110的吸口部11B吸氣，空氣就在空氣流路160內從蓋部170側往加熱器30側流動，在此流動的空氣的影響下，空氣流路160的內部溫度或構成空氣流路160之壁部的溫度會降低。溫度感測器測到該溫度之降低就知道使用者做了抽吸動作。
霧氣生成裝置120係具有電池10、控制單元20、以及加熱器30。電池10係蓄積供霧氣生成裝置120使用之電力。電池10可為可充放電之二次電池。電池10可為例如鋰離子電池。
加熱器30係可設於內側筒構件132的周圍。收容加熱器30之空間、與收容電池10之空間可由分隔壁180使之相分離。如此的話，可抑制經加熱器30加熱過的空氣流到收容電池10之空間內。因此，可抑制電池10的溫度上升。
加熱器30最好為可加熱柱狀的吸煙物品110的外周之筒形形狀。加熱器30可為例如薄膜加熱片(film heater)。薄膜加熱片可具有一對薄膜狀的基板、以及夾在一對基板之間之電阻發熱體。薄膜狀的基板最好由耐熱性及電氣絕緣性良好的材料所作成，典型而言係由聚醯亞胺(polyimide)所作成。電阻發熱體最好由銅、鎳合金、鉻合金、不銹鋼、鉑銠合金等之金屬材料之一者或兩者以上所作成，可由例如不銹鋼製的基材所形成。此外，電阻發熱體為了利用撓性印刷電路(FPC)與電源連接可在連接部位及其引線(lead)部鍍銅。
第6圖係第3圖中的區域5R的示意性放大圖，係放大顯示加 熱器30及其週邊之剖面圖。在第6圖所示的例子中，加熱器30係為前述的薄膜加熱片，係捲包在可承接吸煙物品110之內側筒構件132的外周。亦即，加熱器30係捲成包圍內側筒構件132之圓筒狀。以此方式，加熱器30包圍在吸煙物品110的外周，而可從外側加熱吸煙物品110。
最好，可在加熱器30的外側設有熱縮管136。換言之，最好將加熱器30設在熱縮管136內。熱縮管136係受熱就會在半徑方向收縮之管，可由例如熱可塑性彈性體(elastomer)所構成。利用熱縮管136的收縮作用，將加熱器30壓靠在內側筒構件132上。藉此，提高加熱器30與內側筒構件132的密著性，因而從加熱器30經由內側筒構件132而到吸煙物品110之熱的傳導性會提高。
霧氣生成裝置120可在加熱器30的半徑方向的外側，且最好在熱縮管136的外側具有筒狀的斷熱材138。斷熱材138最好包圍在加熱器30的外周。斷熱材138藉由將加熱器30的熱遮斷，而可擔任防止霧氣生成裝置120的框體外表面達到過度高溫變得燙人的功能。斷熱材138可由例如二氧化矽氣凝膠(silica aerogel)、碳氣凝膠(carbon aerogel)、氧化鋁氣凝膠(alumina aerogel)等之氣凝膠所作成。作為斷熱材138之氣凝膠，典型可為斷熱性能高且製造成本較低之二氧化矽氣凝膠。不過，斷熱材138亦可為玻璃絨或石綿等之纖維系斷熱材、或是聚氨酯發泡體(urethane foam)或苯酚發泡體(phenol foam)之發泡系斷熱材。或者，斷熱材138可為真空斷熱材。
斷熱材138可設於面向吸煙物品110之內側筒構件132、與斷熱材138的外側的外側筒構件134之間。外側筒構件134可由例如鋁及不銹 鋼(SUS)之類的熱傳導材料所構成。斷熱材138最好設於密閉的空間內。
第7圖係簡略地顯示本實施形態的香味吸嚐器100中之吸煙物品110的基材部11A、與霧氣生成裝置120的加熱器30及內側筒構件132之間的軸線方向的位置關係之圖。此處所謂的軸線，係指霧氣生成裝置120的插入孔130的中心軸，在吸煙物品110插入於插入孔130時，該軸線與吸煙物品110的中心軸部分地重合(也參照第3圖)。
加熱器30的軸線方向長度D0可比吸煙物品110的基材部11A的軸線方向長度L0小(D0<L0)。而且，長度D0與長度L0之比(D0/L0)可在0.70至0.90，且最好在0.75至0.85，典型可為0.80。因此，在基材部11A的長度L0為20mm之情況，加熱器30的長度D0可在14至18mm，且最好在15至17mm，且典型可為16mm。
基材部11A的上流端可比加熱器30的上流端還朝上流側突出長度D1。此處所謂的上流及下游，係分別對應於在使用者的抽吸動作下通過空氣流路160之空氣流的上流及下游(也參照第3圖)。基材部11A從加熱器30突出的部分，在其半徑方向外側並沒有加熱器30，所以與基材部11A的其它部分相比較，其內部溫度可較低。因此，可抑制霧氣在基材部11A的上流端及其附近產生，可防止在該處產生之霧氣在空氣流路160凝結、或在空氣流路160逆流之情形。在基材部11A的其它部分產生之霧氣可在基材部11A的上流端及其附近凝結。
突出長度D1與基材部11A的全長L0之比(D1/L0)可在0.25至0.40，且最好在0.30至0.35，典型可為0.325。因此，在基材部11A的全長L0為20mm之情況，突出長度D1可在5至8mm，且最好在6至7mm， 且典型可為6.5mm。
加熱器30的下游端可比基材部11A的下游端還朝下游側突出長度D2。因此，可充分地加熱基材部11A的下游端及其附近，所以可防止在該處之霧氣產生量不足或發生霧氣凝結之情形。加熱器30的突出長度D2與基材部11A的長度L0之比(D2/L0)可在0.075至0.175，且最好在0.1至0.15，典型可為0.125。因此，在基材部11A的長度L0為20mm之情況，加熱器30的突出長度D2可在1.5至3.5mm，且最好在2至3mm，且典型可為2.5mm。
內側筒構件132的上流端與基材部11A的上流端的軸線方向位置可大概為一致。另一方面，內側筒構件132的下游端可與加熱器30的下游端一樣，比基材部11A的下游端還朝下游側突出長度D3。如此，除了基材部11A的下游端及其附近之外，也可加熱紙管部114的上流端及其附近，所以可防止從基材部11A發出的霧氣在紙管部114的上流端及其附近過度冷卻而凝結之情形。內側筒構件132的突出長度D3與加熱器30的突出長度D2之比(D3/D2)可在2.6至3.4，且最好在2.8至3.2，更佳者為3.0。因此，在加熱器30的突出長度D2為2.5mm之情況，內側筒構件132的突出長度D3可在6.5至8.5mm，且最好在7.0至8.0mm，且典型可為7.5mm。
參照第5圖，控制單元20可包含控制基板、CPU、及記憶體等。CPU及記憶體係構成控制對霧氣源加熱的加熱器30之控制部22。另外，控制單元20具有通知部40用來報知各種資訊讓使用者知道。通知部40可為例如LED之類的發光元件或振動元件、或兩者的組合。
控制部22檢測到有使用者的起動要求，就使從電池10到加 熱器30之電力供給開始。使用者的起動要求係藉由例如使用者所做的按鈕或滑動式開關之操作、或者使用者所做的抽吸動作而發出。在本實施形態中，使用者的起動要求係藉由按壓按鈕150而發出。更具體地說，使用者的起動要求係藉由在打開蓋部140的狀態下按壓按鈕150而發出。或者，可在檢測到有使用者的抽吸動作時將之當作是使用者的起動要求。使用者的抽吸動作可利用例如前述的溫度感測器而檢知。
第8圖係顯示加熱器的加熱分佈之圖。在本實施形態中，所謂的加熱分佈係指表示加熱器30的控制上的目標溫度的時間變化之曲線圖(graph)。加熱器30的溫度控制可利用例如公知的回授控制而實現。具體而言，控制部22係可使電池10所供給的電力以經過脈衝寬度調變(PWM)或脈衝頻率調變(PFM)的脈衝的形態供給至加熱器30。在此情況下，控制部22係可藉由調整電力脈衝的負載比(duty ratio)而進行加熱器30的溫度控制。
在回授控制方面，控制部22係可量測或推測加熱器30的溫度，然後根據量測或推測的加熱器30的溫度與目標溫度的差分等，來控制供給至加熱器30之電力，例如前述的負載比。回授控制可為例如PID控制。加熱器30的溫度可藉由量測或推測例如構成加熱器30之發熱電阻體的電阻值而決定其值。此係因為發熱電阻體的電阻值會對應於溫度而變化的緣故。發熱電阻體的電阻值可藉由量測例如在發熱電阻體的電壓降低量而推估其值。在發熱電阻體的電壓降低量可利用電壓感測器量測施加於發熱電阻體之電位差而測出。在其它的例子中，加熱器30的溫度可利用設置於加熱器30附近之溫度感測器測出。
如以上所述，本實施形態係將對於加熱器30之供給電力控制 成使得加熱器30的實際溫度趨近加熱分佈的目標溫度。不過，會有加熱分佈包含有目標溫度急遽變化的區段之情形，在該等區段會有加熱器30的實際溫度相對於目標溫度之乖離短暫變大之情形。在第8圖所示的加熱分佈的例子中，以虛線表示加熱器30的實際溫度相對於目標溫度之乖離變大之區段。
在第8圖的例中，當收到使用者的起動要求，使電池10到加熱器30之電力供給開始時，控制部22係首先在第一期間P1中控制加熱器30的溫度使之朝向第一目標溫度TA1。亦即，控制部22加熱加熱器30使之從初期溫度朝向第一目標溫度TA1升溫。在第一期間P1中，若加熱器30到達第一目標溫度TA1，控制部22就將加熱器30的溫度控制成維持在第一目標溫度TA1。
第一目標溫度TA1最好在225至240℃，典型可為230℃。藉由在第一期間P1將第一目標溫度TA1設定得較高，可使加熱器30的升溫速度較快。使加熱器30的升溫速度較快，可縮短從對於加熱器30之電力供給開始到可吸到霧氣為止的期間。
控制部22可構成為在第一期間P1中將加熱器30的溫度維持在第一目標溫度TA1的期間內報知使用者可抽吸期間已開始。可抽吸期間已開始之報知，可藉由通知部40的控制而進行，可藉由例如使LED等的發光元件的發光色變化、使發光模式變化、使振動元件振動等之控制、或以上方式的組合而進行。
在第8圖所示的例中，可抽吸期間已開始之報知係在時序T2進行。更具體地說，可抽吸期間已開始之報知，只要在加熱器30的溫度到 達第一目標溫度後再經過預定的期間P1b之時序T2、及對於加熱器30之電力供給開始後再經過預定的期間之時序兩者之中的較早的時序進行即可。預定的期間P1b最好在20至26秒，典型可為23秒。最好，控制部22可構成為在第一期間P1的後半進行可抽吸期間已開始之報知。所謂的第一期間P1的後半，係指第一期間P1的正中間以後的期間。
控制部22係在報知可抽吸期間已開始之時序T2後再經過預定的期間P1c之時序T3，遷移到後述的第二期間P2。預定的期間P1c最好為5至15秒，典型可為10秒。如此的話，使用者在第一期間P1中進行第一次的抽吸動作之可能性會變高。在此情況，可讓使用者在加熱器溫度維持在加熱分佈的最高溫度(亦即第一目標溫度TA1)的附近之期間進行第一次的抽吸動作。
第一期間P1會依加熱器30及吸煙物品110的加熱狀態及週邊溫度等而變動，但典型可在35至55秒之範圍。不過，控制部22最好構成為可根據第一期間P1中的加熱器30的溫度上升的速度而變更第一期間P1的長度。更具體地說，可構成為使第一期間P1之中的初期的升溫期間P1a可根據加熱器30的溫度上升的速度而變更。具體而言，控制部22最好構成為從加熱器30開始加熱到到達預定的溫度為止的期間越短，越使第一期間P1的長度變短。
本實施形態中，加熱器30的溫度到達第一目標溫度TA1後再經過預定的期間(P1b+P1c)之時，第一期間P1即結束。亦即，加熱器30的溫度上升越快的話，從開始供給電力至加熱器30之時序T0到加熱器30的溫度到達第一目標溫度TA1為止的期間P1a會變短。預定的期間 (P1b+P1c)最好在25至41秒，典型可為33秒。
如上所述，在加熱器30的溫度上升速度快之情況，縮短預備加熱期間，可減低在預備加熱期間消耗的電力。
第一期間P1的可變範圍，更具體地說，到報知可抽吸期間開始為止的期間(P1a+P1b)的可變範圍，最好具有預定的上限值。例如，從電力供給之開始T0到可抽吸期間開始之報知T2為止的期間(P1a+P1b)的上限值最好在40至60秒，典型的可為50秒。藉此，可防止在加熱器30的溫度並未到達第一目標溫度TA1之情況，控制部22並未遷移到第二期間P2而一直進行預備加熱之情形。
接著，控制部22在第一期間P1後的第二期間P2中控制加熱器30的溫度使之朝向比第一目標溫度TA1低之第二目標溫度TA2變動。亦即，控制部22將加熱器30控制成使得加熱器30的溫度從第一目標溫度TA1往下降，然後維持在第二目標溫度TA2。
第二目標溫度TA2最好在190至210℃之範圍內，典型可為200℃。第二期間P2最好在105至160秒之範圍內，典型可為130秒。第二期間P2最好比第一期間P1、及後述的第三期間P3還長。第二期間因為是維持在比第三期間P3還高的溫度之期間，所以為可穩定地供給霧氣之期間。如上述設定，可使能夠穩定供給霧氣之期間相對地延長。藉由在第二期間P2使目標溫度降低，而可降低在第二期間P2消耗的電力。
控制部22可具有從第一期間P1結束時開始一直到第二期間P2的初期使對於加熱器30之電力供給停止之第一休止(off)期間。設置第一休止期間，使得從第一目標溫度TA1到第二目標溫度TA2之溫度降低可用 最短時間達成。控制部22可在第一休止期間中也持續監測加熱器30的溫度。在此情況下，控制部22係可構成為在加熱器30的溫度降到第二目標溫度TA2附近時使對於加熱器30之電力供給再開始。
第一休止期間最好為一般的使用者無法進行兩次以上的抽吸動作這樣的時間間隔。若在休止期間中使用者進行了兩次以上的抽吸動作，就會有加熱器30的溫度急遽降低，降到遠低於第二目標溫度TA2之情形。在此情況，會有從吸煙物品110發出的霧氣量減少之虞。假設一般的使用者通常的抽吸動作的時間間隔為約20秒，則第一休止期間最好在例如15至20秒之範圍內。第一目標溫度TA1及第二目標溫度TA2可設定為：因為在第一休止期間中的自然冷卻而從第一目標溫度TA1到第二目標溫度TA2之溫度降低會在上述的時間範圍內進行。或者，控制部22也可構成為進行第一休止期間之計時，一旦第一休止期間到達預定的上限值就強制地使對於加熱器30之電力供給再開始。此情況之第一休止期間的上限值最好在15至20秒。
接著，控制部22在第二期間P2後的第三期間P3中控制加熱器30的溫度使之朝向比第二目標溫度TA2還低之第三目標溫度TA3變動。亦即，控制部22將加熱器30控制成使加熱器30的溫度從第二目標溫度TA1再往下降，然後維持在第三目標溫度TA3。第三目標溫度TA3最好在175至190℃之範圍內，典型的可為185℃。第三期間P3最好在30至90秒之範圍內，典型可為60秒。在第三期間P3使目標溫度更加降低，可更加降低在第三期間P3消耗的電力。
第一目標溫度TA1與第二目標溫度TA2的溫度差(ΔT12)， 最好比第二目標溫度TA2與第三目標溫度TA3的溫度差(ΔT23)還大。加熱器30的消耗電力因為在第二期間P2會比在第三期間P3還大，所以使得從第一期間P1遷移到第二期間P2時的溫度差(ΔT12)會比從第二期間P2遷移到第三期間P3時的溫度差(ΔT23)還大，有助於整個期間之消耗電力的削減。因此ΔT12/ΔT23最好大於1。另一方面，若ΔT12比ΔT23大太多，目的在於霧氣的穩定供給之第二期間P2的目標溫度TA2就會相對地變低，而有在第二期間P2之霧氣生成會變得不穩定之虞。因此，ΔT12/ΔT23最好具有預定的上限值。ΔT12/ΔT23的上限值可為例如2.5。ΔT12/ΔT23最好在1.0至2.5，典型可為2.0。
控制部22可具有從第二期間P2結束時開始一直到第三期間P3的初期使對於加熱器30之電力供給停止之第二休止(off)期間。設置第二休止期間，使得從第二目標溫度TA2到第三目標溫度TA3之溫度降低可用最短時間達成。控制部22可在第二休止期間中也持續監測加熱器30的溫度。在此情況，控制部22可構成為在加熱器30的溫度降到第三目標溫度TA3附近時使對於加熱器30之電力供給再開始。第二休止期間最好與第一休止期間一樣，為一般的使用者無法進行兩次以上的抽吸動作這樣的時間間隔，最好在例如15至20秒之範圍內。第二目標溫度TA2及第三目標溫度TA3可設定為：因為在第二休止期間中的自然冷卻而從第二目標溫度TA2到第三目標溫度TA3之溫度降低會在上述的時間範圍內進行。或者，控制部22也可構成為進行第二休止期間之計時，一旦第二休止期間到達預定的上限值就強制地使對於加熱器30之電力供給再開始。
如前述，從削減消耗電力的觀點來說，第一目標溫度TA1 與第二目標溫度TA2的溫度差(ΔT12)最好比第二目標溫度TA2與第三目標溫度TA3的溫度差(ΔT23)大，此關係從要儘可能使第一休止期間與第二休止期間為近似的值之觀點來說也較好。根據牛頓冷卻法則，在高溫帶之自然冷卻時的溫度降低速度會比在低溫帶時大，所以要使第一休止期間與第二休止期間儘可能地近似，有必要使屬於高溫帶之第一目標溫度TA1與第二目標溫度TA2的溫度差(ΔT12)相對地較大。假設，使第一目標溫度TA1與第二目標溫度TA2的溫度差(ΔT12)等於第二目標溫度TA2與第三目標溫度TA3的溫度差(ΔT23)、或使前者的溫度差(ΔT12)比後者的溫度差(ΔT23)小，第一休止期間就會恆比第二休止期間短，理論上就無法使兩個休止期間相同。
另外，第一目標溫度TA1與第二目標溫度TA2之差和第二目標溫度TA2與第三目標溫度TA3之差的比最好小於2.5。此係因為使第一目標溫度TA1與第二目標溫度TA2之差不要太大，可在可抽吸期間的中間階段使霧氣穩定地生成之緣故。
又，從削減消耗電力的觀點來說，也有將加熱器30控制成從第一目標溫度TA1開始不經過第二目標溫度TA2而到第三目標溫度TA3較好之情況。然而，在那樣的情況，從第一目標溫度TA1開始到到達第三目標溫度TA3之期間(第二休止期間)會相對地變長。因為從第一目標溫度TA1開始到到達第三目標溫度TA3之期間使對於加熱器30之電力供給停止，所以若在此期間內使用者進行複數次的抽吸動作，就會有加熱器30的溫度降到遠低於第三目標溫度之虞。在從第一目標溫度TA1開始到遷移到第三目標溫度TA3之前，先經過第一目標溫度TA1與第三目標溫度TA2之 間之第二目標溫度TA2，可使從一個目標溫度遷移到另一個目標溫度之期間縮短。因此，由於使對於加熱器30之電力供給停止之休止期間的連續時間會相對地變短，所以可防止由於複數次的抽吸動作使得吸煙物品的溫度降得過多，導致霧氣生成變得不穩定之情形。
控制部22係在第三期間P3結束的同時使對於加熱器30之電力供給停止。然後，控制部22在對於加熱器30之電力供給停止(時序T6)後再經過預定的期間之時序T7報知可抽吸期間已結束。換言之，可在對於加熱器30之電力供給停止後，尚未經過預定的期間之前，讓使用者能夠做霧氣的抽吸動作，以讓使用者能夠利用加熱器30及吸煙物品110的餘熱吸嚐霧氣。可抽吸期間已結束之報知，可利用通知部40而進行，可藉由例如使LED等的發光元件的發光色變化、使發光模式變化、使振動元件振動等之控制、或以上方式的組合而進行。
加熱器30在經過加熱分佈的第一期間P1、第二期間P2、第三期間P3之後，加熱器30的熱會充分地傳到吸煙物品110的內部。因此，在從第三期間P3結束到可抽吸期間結束為止的期間，亦即，在第8圖中的第四期間P4，單靠加熱器30及吸煙物品110的餘熱也可產生一定量的霧氣。不過，第四期間P4與第一休止期間及第二休止期間一樣霧氣之生成容易變得不穩定，所以最好為使用者無法進行兩次以上的抽吸動作之時間間隔。因此，第四期間P4最好在5至15秒，典型可為10秒。
又，控制部22可在比報知可抽吸期間已結束之時序T7早預定的期間Pe之時序T5，就進行可抽吸期間快結束之報知讓使用者知道。如此的報知可在例如可抽吸期間結束的20至40秒前進行。如此的報知
Figure 107140579-A0202-12-0022-10
， 可利用通知部40而進行，可藉由例如使LED等的發光元件的發光色變化、使發光模式變化、使振動元件振動等之控制、或以上方式的組合而進行。
在前述的態樣中，控制部22係在第三期間P3結束的時序使對於加熱器30之電力的供給停止。除此之外，控制部22也可在使用者所做的抽吸動作的次數超過預定次數之情況，即使是在第二期間P2或第三期間P3內也使對於加熱器30之電力供給停止。使用者做的抽煙動作可利用例如前述的溫度感測器來加以檢出。
第9圖係顯示加熱器之加熱分佈及霧氣之送達分佈的圖。霧氣之送達分佈係指當使用者依據預定之吸嚐條件使用香味吸嚐器100時，顯示送達至使用者之口腔內之主要霧氣成分之時間變化的圖表。在此之「主要霧氣成分」係指加熱至一定溫度以上時生成可視性之霧氣的物質，具體而言係指包含在吸煙物品110之充填物111的霧氣源。
主要霧氣成分的送達分佈可主要依存於加熱器30的加熱分佈而定。具體而言，主要霧氣成分的送達分佈，基本上係為與吸煙物品110的內部的溫度分佈對應之分佈。吸煙物品110的內部的溫度分佈因為是依循加熱器30的加熱分佈，所以大致而言容易成為相對於加熱分佈有時間上的延遲之形狀。
因此，藉由將第一期間P1中的第一目標溫度TA1設定為整個加熱分佈中的最高溫度，會較容易使得主要霧氣成分的送達分佈在初期Q1中形成陡峭斜率的上升曲線。另外，藉由在第一期間P1後的第二期間P2的大半將加熱器30的溫度維持在第二目標溫度TA2，會較容易使得主要霧氣成分的送達分佈在中期Q2中形成各抽吸的變動較小之穩定期間SP。以 及，藉由在第二期間P2後的第三期間P3中將加熱器30的溫度控制成使之朝向比第二目標溫度TA2還低之第三目標溫度TA3，會較容易使得主要霧氣成分的送達分佈在末期Q3中形成下降曲線。尤其，藉由使第二目標溫度TA2與第三目標溫度TA3的溫度差T23較小，會較容易使得主要霧氣成分的送達分佈在末期Q3中形成較緩斜率的下降曲線。如上所述，按照第8圖所例示的加熱分佈進行加熱器30的加熱控制，會較容易使得主要霧氣成分的送達分佈在中期Q2形成整體而言具有極大點之向上凸的曲線，會較容易在初期Q1形成陡峭斜率的上升曲線，且會較容易在末期Q3形成和緩斜率的下降曲線。
如前述，主要霧氣成分的送達分佈主要係可依存於加熱器30的加熱分佈而定。然而，主要霧氣成分的送達分佈係可能會因應加熱器30的形狀、斷熱材138之有無及形狀、吸煙物品110的大小、加熱器30與吸煙物品110的接觸度、以及加熱器30相對於吸煙物品110之加熱部分的位置等因素而變化，因此須留意第9圖中之送達分佈為例示性者。
(程式及記憶媒體)
用來實現前述的加熱分佈及/或霧氣分佈之控制流程(flow)，係可由控制部22加以執行。亦即，本發明也可包含使香味吸嚐器100及/或霧氣生成裝置120執行前述的方法之程式、及儲存有該程式之記憶媒體。如此的記憶媒體可為非暫態的記憶媒體。
[其他的實施形態]
本發明已透過上述的實施形態而說明如上，惟不應將屬於上述揭示的一部分之論述及圖示，理解成是限定本發明者。在上述的揭示下，各種代 替實施形態、實施例及運用技術對於本技術領域中具有通常知識者而言為易於理解者。
10‧‧‧電池
22‧‧‧控制部
30‧‧‧加熱器
40‧‧‧通知部
150‧‧‧按鈕

Claims (16)

  1. 一種控制單元，係具備有控制對霧氣源加熱的加熱器之控制部；前述控制部係構成為：在第一期間中控制前述加熱器的溫度使之朝向第一目標溫度，在第一期間後的第二期間中控制前述加熱器的溫度使之朝向比前述第一目標溫度還低之第二目標溫度，在第二期間後的第三期間中控制前述加熱器的溫度使之朝向比前述第二目標溫度還低之第三目標溫度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之控制單元，其中，前述第一目標溫度與前述第二目標溫度之差係比前述第二目標溫度與前述第三目標溫度之差更大。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之控制單元，其中，前述第二期間係比前述第一期間及前述第三期間長。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之控制單元，其中，前述控制部係構成為：可根據前述第一期間中的前述加熱器的溫度上升的速度而變更前述第一期間之長度。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之控制單元，其中，前述控制部係構成為：從前述加熱器開始加熱至到達預定溫度為止之期間越短，越使前述第一期間變短。
  6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述之控制單元，其中，前述第一期間之可變範圍係具有預定之上限值。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之控制單元， 其中，前述控制部係具有從前述第一期間結束時開始一直到前述第二期間之初期使對於前述加熱器之電力供給停止的第一休止期間，前述第一休止期間係設定為20秒或比20秒更短。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之控制單元，其中，前述控制部係具有從前述第二期間結束時開始一直到前述第三期間之初期使對於前述加熱器之電力供給停止的第二休止期間，前述第二休止期間係設定為20秒或比20秒更短。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之控制單元，其中，前述控制部係構成為：在前述第一期間中且為將前述加熱器之溫度維持在前述第一目標溫度之期間內報知可抽吸期間已開始。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之控制單元，其中，前述控制部係構成為：在前述第一期間之後半報知可抽吸期間已開始。
  11. 如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述之控制單元，其中，前述控制部係構成為：在前述第三期間之後使對於前述加熱器之電力供給停止。
  12. 如申請專利範圍第1項至第11項中任一項所述之控制單元，其中，前述控制部係構成為：在前述第三期間之後使對於前述加熱器之電力供給停止，且在從前述停止經過預定之期間後報知可抽吸期間已結束。
  13. 一種霧氣生成裝置，係包含申請專利範圍第1項至第12項中任一項所述之控制單元、及前述加熱器。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之霧氣生成裝置，其中，前述 加熱器係具有可加熱柱狀的吸煙物品之外周的筒形形狀。
  15. 一種方法，係控制用以加熱霧氣源之加熱器，該方法具有：在第一期間中控制前述加熱器的溫度使之朝向第一目標溫度的第1步驟；在第一期間後的第二期間中控制前述加熱器的溫度使之朝向比前述第一目標溫度還低之第二目標溫度的第2步驟；以及在第二期間後的第三期間中控制前述加熱器的溫度使之朝向比前述第二目標溫度還低之第三目標溫度的第3步驟。
  16. 一種程式，係使霧氣生成裝置執行申請專利範圍第15項所述之方法。
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