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JP7762795B2 - エアロゾル生成装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents

エアロゾル生成装置、制御方法、及びプログラム

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JP7762795B2
JP7762795B2 JP2024510885A JP2024510885A JP7762795B2 JP 7762795 B2 JP7762795 B2 JP 7762795B2 JP 2024510885 A JP2024510885 A JP 2024510885A JP 2024510885 A JP2024510885 A JP 2024510885A JP 7762795 B2 JP7762795 B2 JP 7762795B2
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aerosol
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    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24FSMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50Control or monitoring
    • A24F40/53Monitoring, e.g. fault detection

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Description

本発明は、エアロゾル生成装置、制御方法、及びプログラムに関する。
エアロゾルを生成する装置(以下「エアロゾル生成装置」という)は、香料等を含むエアロゾル源の加熱によりエアロゾルを生成する。
エアロゾル源が液体の場合、ウィックと呼ばれるガラス繊維内に誘導されたエアロゾル源をヒータで加熱することでエアロゾルを生成する。
特表2013-516159号公報
あるエアロゾル生成装置では、例えばセンサにより検知されたユーザの吸引回数を標準的な消費量に乗算することにより、エアロゾル源の消費量を計算することが考えられる。この場合において、ユーザによる吸引の仕方は様々であり、実際の消費量が標準的な消費量と一致するとは限らない。例えば平均的な吸引時間が標準時間よりも短いユーザの場合、計算上の消費量が実際の消費量よりも多くなる。その結果、エアロゾルの発生が可能な量のエアロゾル源が残っているにも関わらず、エアロゾル源の交換が必要になる。
例えば、液体のエアロゾル源と固形物のエアロゾル源を取り付けが可能なエアロゾル生成装置では、例えばセンサにより検知されたユーザの吸引回数を標準的な消費量に乗算することにより、固形物のエアロゾル源の消費量を計算することが考えられる。ただし、ユーザによる吸引の仕方は様々であり、実際の消費量が標準的な消費量と一致するとは限らない。例えば平均的な吸引時間が標準時間よりも短いユーザの場合、計算上の消費量が実際の消費量よりも多くなる。その結果、エアロゾルの発生が可能な量のエアロゾル源が残っているにも関わらず、固形物のエアロゾル源の交換が必要になる。
本発明は、エアロゾル生成装置におけるエアロゾル源の消費量の計算の正確性を向上できる技術を提供する。
本発明のある観点によれば、ユーザの吸引を検知するセンサと、第1のエアロゾル源を加熱する第1の加熱部と、前記第1の加熱部に対する電力の供給を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記センサによる吸引の検知に連動して前記第1の加熱部に電力を供給し、前記第1の加熱部による前記第1のエアロゾル源の加熱時間長に基づいて、前記第1のエアロゾル源に由来する第1のエアロゾルと空気との混合気体が通過する第2のエアロゾル源の消費量を計算する、エアロゾル生成装置であり、前記第2のエアロゾル源を通過する前記混合気体には、前記第2のエアロゾル源に由来する第2のエアロゾルが含まれる、エアロゾル生成装置が提供される。
前記制御部は、前記ユーザの吸引の検知により予め定めた長さの監視期間を設定し、前記監視期間毎に、当該監視期間内における前記加熱時間長を取得し、取得された前記加熱時間長に基づいて、前記監視期間内に消費された前記第2のエアロゾル源の消費量を計算してもよい。
前記制御部は、前記監視期間内に複数の吸引が検知される場合、当該複数の吸引の合計時間を前記加熱時間長としてもよい。
前記制御部は、1つの前記監視期間を1吸引回とする場合に、吸引回毎に計算された前記消費量の累積値に基づいて、前記第2のエアロゾル源の残量を計算してもよい。
前記制御部は、前記監視期間内における前記加熱時間長を大きさに応じて複数の範囲に分類し、範囲別に用意された計算手法により前記消費量を計算してもよい。
前記第2のエアロゾル源を加熱する第2の加熱部を更に有し、前記制御部は、前記第1の加熱部のみを使用する第1の加熱と、当該第1の加熱部と前記第2の加熱部の両方を使用する第2の加熱との切り替えが可能な場合、当該第1の加熱と当該第2の加熱の切り替えに伴い、前記第2のエアロゾル源の消費量の計算方法を切り替えてもよい。
前記制御部は、前記第1の加熱と前記第2の加熱における前記加熱時間長が同じである場合、当該第2の加熱時における前記第2のエアロゾル源の消費量を、当該第1の加熱時における当該第2のエアロゾル源の消費量よりも大きな値として計算してもよい。
前記第2のエアロゾル源は、機構部に保持されたエアロゾル源であってもよい。
本発明の別の観点によれば、エアロゾルを生成するエアロゾル生成装置の制御方法であって、センサがユーザの吸引を検知するステップと、第1の加熱部が第1のエアロゾル源を加熱するステップと、制御部が、前記センサによる吸引の検知に連動して前記第1の加熱部に電力を供給するステップと、前記制御部が、前記第1の加熱部による前記第1のエアロゾル源の加熱時間長に基づいて、前記第1のエアロゾル源に由来する第1のエアロゾルと空気との混合気体が通過する第2のエアロゾル源の消費量を計算するステップと、を含み、前記第2のエアロゾル源を通過する前記混合気体には、前記第2のエアロゾル源に由来する第2のエアロゾルが含まれる、ことを特徴とする制御方法が提供される。
本発明の別の観点によれば、コンピュータに、センサがユーザの吸引を検知する工程と、第1の加熱部が第1のエアロゾル源を加熱する工程と、前記センサによる吸引の検知に連動して前記第1の加熱部に電力を供給する工程と、前記第1の加熱部による前記第1のエアロゾル源の加熱時間長に基づいて、前記第1のエアロゾル源に由来する第1のエアロゾルと空気との混合気体が通過する第2のエアロゾル源の消費量を計算する工程と、を実行させるためのプログラムであり、前記第2のエアロゾル源を通過する前記混合気体には、前記第2のエアロゾル源に由来する第2のエアロゾルが含まれる、プログラムが提供される。
本発明によれば、エアロゾル生成装置におけるエアロゾル源の消費量の計算の正確性を向上できる。
実施の形態1で想定するエアロゾル生成装置の外観例を説明する図である。 実施の形態1で想定するエアロゾル源等の装置本体への装着の仕方を説明する図である。 実施の形態1で想定するエアロゾル生成装置の内部構成を模式的に示す図である。 ノーマルモードとハイモードを説明する図である。(A)はノーマルモードにおける加熱のタイミング例を説明する図であり、(B)はハイモードにおける加熱のタイミング例を説明する図である。 実施の形態1におけるカートリッジとカプセルの加熱タイミングの例を説明する図である。(A)は吸引の期間を示し、(B)はカートリッジの加熱タイミングの例を示し、(C)はカプセルの加熱タイミングの例を示す。 実施の形態1におけるカートリッジとカプセルの加熱タイミングの他の例を説明する図である。(A)は吸引の期間を示し、(B)はカートリッジの加熱のタイミング例を示し、(C)はカプセルの加熱のタイミング例を示す。 実施の形態1におけるカートリッジとカプセルの加熱タイミングの他の例を説明する図である。(A)は吸引の期間を示し、(B)はカートリッジの加熱のタイミング例を示し、(C)はカプセルの加熱のタイミング例を示す。 ハイモードにおけるカートリッジとカプセルの加熱タイミングの例を説明する図である。(A)は吸引の期間を示し、(B)はカートリッジの加熱タイミングの例を示し、(C)はカプセルの加熱タイミングの例を示す。 ハイモードにおけるカートリッジとカプセルの加熱タイミングの他の例を説明する図である。(A)は吸引の期間を示し、(B)はカートリッジの加熱のタイミング例を示し、(C)はカプセルの加熱のタイミング例を示す。 ハイモードにおけるカートリッジとカプセルの加熱タイミングの他の例を説明する図である。(A)は吸引の期間を示し、(B)はカートリッジの加熱のタイミング例を示し、(C)はカプセルの加熱のタイミング例を示す。 実施の形態1におけるカートリッジの加熱制御とカプセルの消費量の計算手法の一部分を説明するフローチャートである。 実施の形態1におけるカートリッジの加熱制御とカプセルの消費量の計算手法の残りの部分を説明するフローチャートである。 加熱オン時間の長さと加熱モードの組み合わせに応じたカプセルの消費量を対応付けたテーブル例を説明する図である。 吸引パターン1及び2を説明する図である。(A)は吸引パターン1の例を示し、(B)は吸引パターン2の例を示す。 吸引パターン3及び4を説明する図である。(A)は吸引パターン3の例を示し、(B)は吸引パターン4の例を示す。 吸引パターン5及び6を説明する図である。(A)は吸引パターン5の例を示し、(B)は吸引パターン6の例を示す。 吸引パターン7及び8を説明する図である。(A)は吸引パターン7の例を示し、(B)は吸引パターン8の例を示す。 加熱オン時間の長さに応じたカプセルの消費量の計算方法を説明する図である。 実施の形態3におけるカートリッジとカプセルの加熱タイミングの例を説明する図である。(A)は吸引の期間を示し、(B)はカートリッジの加熱タイミングの例を示し、(C)はカプセルの加熱タイミングの例を示す。 実施の形態4で想定するエアロゾル生成装置の外観例を説明する図である。 実施の形態4で想定するエアロゾル源等の装着の仕方を説明する図である。 実施の形態4で想定するエアロゾル生成装置の内部構成を模式的に示す図である。 実施の形態4におけるカートリッジの加熱制御の一部分を説明するフローチャートである。 実施の形態5におけるカートリッジの加熱制御とカプセルの消費量の計算手法の一例を説明するフローチャートである。
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>
<特徴>
実施の形態1で想定するエアロゾル生成装置は、電子たばこの一形態である。以下の説明では、エアロゾル生成装置が生成する物質をエアロゾルという。エアロゾルは、気体中に浮遊する微小な液体または固体の粒子と、空気その他の気体との混合体をいう。
実施の形態1で想定するエアロゾル生成装置は、燃焼を伴わずに、エアロゾルを生成することが可能である。
実施の形態1では、エアロゾル生成装置が生成したエアロゾルをユーザが吸引することを、単に「吸引」又は「パフ」という。
実施の形態1では、エアロゾル生成装置として、液体のエアロゾル源と固形物のエアロゾル源の両方の取り付けが可能な装置を想定する。ただし、エアロゾル源は、液体及び固形物に限られず、ゼリー状又はゲル状のエアロゾル源や、たばこなどの固形物にグリセリンなどを含ませたエアロゾル源なども含まれる。
以下では、液体のエアロゾル源を収納する容器を「カートリッジ」といい、固形物のエアロゾル源を収納する容器を「カプセル」という。カートリッジとカプセルは、いずれも消耗品である。このため、カートリッジとカプセルには、それぞれ交換の目安が定められている。交換の目安は、後述する加熱モードの違いにより異なる。
実施の形態1で想定するエアロゾル生成装置は、液体のエアロゾル源を加熱してエアロゾルを生成するためのヒータと、固形物のエアロゾル源を加熱してエアロゾルを生成するためのヒータとを有する。ヒータは、後述する加熱部の一例である。
液体のエアロゾル源は、第1のエアロゾル源の一例であり、固形物のエアロゾル源は、第2のエアロゾル源の一例である。ただし、第1のエアロゾル源は、液体のエアロゾル源に限られず、固形物のエアロゾル源やゼリー状又はゲル状のエアロゾル源、たばこなどの固形物にグリセリンなどを含ませたエアロゾル源なども含まれていてもよい。また、第2のエアロゾル源は、固形物のエアロゾル源に限られず、液体のエアロゾル源やゼリー状又はゲル状のエアロゾル源、たばこなどの固形物にグリセリンなどを含ませたエアロゾル源なども含まれていてもよい。
<外観例>
図1は、実施の形態1で想定するエアロゾル生成装置10の外観例を説明する図である。
図1に示す外観例は、エアロゾル生成装置10の正面を斜め上方から観察することで得られる。実施の形態で想定するエアロゾル生成装置10は、ユーザが片手で保持可能なサイズを有している。例えばエアロゾル生成装置10の幅は約32mm、高さは約60mm、奥行きは約23mmである。これらのサイズは一例である。また、エアロゾル生成装置10のデザインによっても、幅、高さ、奥行きのサイズは異なる。
図1に示すエアロゾル生成装置10は、装置本体11にカプセルホルダ12を取り付けた状態を表している。後述するように、カプセルホルダ12は、装置本体11に対して着脱が可能である。
装置本体11の上面には、ディスプレイ11Aと、操作ボタン11Bが配置されている。ディスプレイ11Aには、例えば液晶ディスプレイや有機EL(=Electro Luminescence)ディスプレイが用いられる。操作ボタン11Bは、例えば電源のオン又はオフ、固形物のエアロゾル源の残量の確認、電池残量の確認その他の操作に使用される。ディスプレイ11Aは、表示部の一例である。
<エアロゾル源等の装着例>
図2は、実施の形態1で想定するエアロゾル源等の装置本体11への装着の仕方を説明する図である。
装置本体11の上部には、不図示の開口が設けられている。ここでの開口は、装置本体11の内部に設けられている不図示の筒状体の端部を構成する。
装置本体11の開口には、カートリッジ20が先に挿入され、次に、カプセルホルダ12が装着される。
装置本体11の開口にカプセルホルダ12を装着する際や開口から取り外す際には、ユーザがカプセルホルダ12を開口に対して例えば120°回転する。
装置本体11に取り付けられたカプセルホルダ12は、装置本体11に挿入されたカートリッジ20の飛び出しを防ぐ押さえとして機能する。
カプセルホルダ12にも開口が設けられている。開口は、カプセルホルダ12の内部に設けられている不図示の筒状体の端部を構成する。この開口に対し、カプセル30が装着される。カプセル30は、カプセルホルダ12の開口に押し込むことで装着が可能であり、カプセルホルダ12の開口から引き出すことで取り外しが可能である。
本実施の形態の場合、カートリッジ20は、装置本体11の上面に設けた開口から装着されるが、装置本体11の下面側から装着する構成を採用してもよい。
<装置内部の構成>
図3は、実施の形態1で想定するエアロゾル生成装置10の内部構成を模式的に示す図である。もっとも、ここでの内部構成は、装置本体11に装着されたカートリッジ20(図2参照)とカプセル30(図2参照)を含んでいる。
図3に示す内部構成は、装置本体11の内部に設ける部品やそれらの位置関係を説明することを目的とする。このため、図3に示す部品等の外観は、前述した外観図と必ずしも一致しない。
図3に示すエアロゾル生成装置10は、電源部111L、センサ部112L、通知部113L、記憶部114L、通信部115L、制御部116L、液誘導部122L、液貯蔵部123L、加熱部121L-1、加熱部121L-2、保持部140L、断熱部144Lを有している。
装置本体11の内部には、空気流路180Lが形成されている。空気流路180Lは、液貯蔵部123Lに貯蔵されている液体のエアロゾル源から生成されたエアロゾルを、固形物のエアロゾル源が充填されたカプセル型容器130Lに輸送する通路として機能する。
液貯蔵部123Lは、前述したカートリッジ20に対応し、カプセル型容器130Lは、前述したカプセル30に対応する。
本実施の形態の場合、保持部140Lにカプセル型容器130Lが装着された状態で、ユーザによる吸引が行われる。保持部140Lは、前述したカプセルホルダ12(図2参照)と、カプセルホルダ12が取り付けられる装置本体11側の筒状体に対応する。
以下、装置本体11を構成する各部について説明する。
電源部111Lは、電力を蓄積するデバイスであり、装置本体11を構成する各部に電力を供給する。電源部111Lには、リチウムイオン二次電池等の充電式バッテリが使用される。
電源部111Lが充電式バッテリの場合、USB(=Universal Serial Bus)ケーブル等を通じて接続された外部電源を通じ、何度でも充電することが可能である。
もっとも、装置本体11がワイヤレス電力伝送に対応する場合、送電側となる外部デバイスと非接触の状態で電源部111Lを充電することが可能である。
電源部111Lが装置本体11から取り外し可能である場合、消耗した電源部111Lを新しい電源部111Lと交換することが可能である。
センサ部112Lは、装置本体11の各部に関する情報を検出するデバイスである。センサ部112Lは、検出した情報を制御部116Lに出力する。
装置本体11に設けるセンサ部112Lには、例えばマイクロホンコンデンサ等の圧力センサ、流量センサ、温度センサがある。この種のセンサ部112Lは、例えばユーザの吸引の検出に使用される。この意味でのセンサ部112Lは、ユーザの吸引を検出するセンサの一例である。
装置本体11に設けるセンサ部112Lには、例えばボタンやスイッチ等に対するユーザの操作を受け付ける入力装置がある。ここでのボタンには、前述した操作ボタン11B(図1参照)が含まれる。この種のセンサ部112Lは、例えばユーザの操作の受け付けに使用される。
装置本体11に設けるセンサ部112Lには、例えばサーミスタがある。本実施の形態の場合、サーミスタは、例えばカプセル30の加熱に使用される加熱部121L-2の温度の測定に使用される。
通知部113Lは、情報をユーザに通知するデバイスである。
装置本体11に設ける通知部113Lには、例えばLED(=Light Emitting Diode)等の発光装置がある。通知部113Lが発光装置の場合、発光装置は、通知する情報の内容に応じたパターンで発光制御される。例えば電源部111Lの充電が必要であることをユーザに通知する場合と、電源部111Lが充電中であることをユーザに通知する場合と、異常の発生を通知する場合とで、発光装置は、それぞれ異なるパターンで発光制御される。
異なる発光パターンとは、色の違い、点灯と消灯のタイミングの違い、点灯時の明るさの違い等を含む概念である。
この他、装置本体11に設ける通知部113Lには、例えば画像を表示する表示装置、音を出力する音出力装置、振動する振動装置がある。これらの装置は、それぞれ単独で、又は、組み合わせて使用してもよく、前述した発光装置と一緒に、又は、発光装置に代えて使用してもよい。ここでの表示装置の一例がディスプレイ11A(図1参照)である。
記憶部114Lは、装置本体11の動作に関する各種の情報を記憶する。記憶部114Lは、例えばフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体により構成される。
記憶部114Lに記憶される情報には、例えば制御部116Lが実行するプログラムが含まれる。プログラムには、OS(=Operating System)やファームウェアの他、アプリケーションプログラムも含まれる。
この他、記憶部114Lに記憶される情報には、例えば制御部116Lが各部の制御に必要とする情報が含まれる。
ここでの情報には、前述したセンサ部112Lで検出された各部の情報も含まれる。例えばユーザによる吸引に関する情報や電池の残量も含まれる。ユーザによる吸引に関する情報には、例えば吸引の回数、吸引の開始や吸引の終了が検出された時刻、吸引の累積時間、実行中の加熱モードが含まれる。
また、ここでの情報には、カートリッジ20の吸引に伴うカプセル30の消費量の計算に使用するテーブルも含まれる。
通信部115Lは、他の装置との間で情報を送受信するために使用する通信インタフェースである。通信インタフェースは、有線や無線の通信規格に準拠する。
通信規格には、例えば無線LAN(=Local Area Network)、有線LAN、4Gや5G等の移動通信システムがある。本実施の形態では、Wi-Fi(登録商標)やBluetooth(登録商標)を使用する。
通信部115Lは、例えばユーザの吸引に関する情報をスマートフォンやタブレット型の端末等に表示させるために使用される。
この他、通信部115Lは、例えば記憶部114Lに記憶されているプログラムの更新データをサーバから受信するために使用される。
制御部116Lは、演算処理装置及び制御装置として機能し、プログラムの実行を通じ、装置本体11を構成する各部の動作を制御する。
制御部116Lには、CPU(=Central Processing Unit)やマイクロプロセッサ等の電子回路が設けられる。
この他、制御部116Lには、プログラムや演算パラメータ等を記憶するROM(=Read Only Memory)、適宜変化するパラメータ等を一時記憶するRAM(=Random Access Memory)を設けてもよい。
制御部116Lは、例えば電源部111Lから各部への給電、電源部111Lの充電、センサ部112Lによる情報の検出、通知部113Lによる情報の通知、記憶部114Lによる情報の記憶及び読み出し、通信部115Lによる情報の送受信を制御する。
制御部116Lは、ユーザの操作による情報の受付処理、各部から出力された情報に基づく処理等も実行する。
液貯蔵部123Lは、液体のエアロゾル源を貯蔵する容器である。液体のエアロゾル源には、例えばグリセリン及びプロピレングリコール等の多価アルコール、水等の液体を使用する。
液体のエアロゾル源は、加熱されることによって香味成分を放出するたばこ原料又はたばこ原料由来の抽出物を含んでもよい。また、液体のエアロゾル源は、ニコチン成分を含んでもよい。
液誘導部122Lは、液貯蔵部123Lに貯蔵されている液体のエアロゾル源を、液貯蔵部123Lから誘導して保持する部品である。液誘導部122Lは、例えばガラス繊維等の繊維素材又は多孔質状のセラミック等の多孔質状素材を撚った構造を有している。この種の部品はウィックとも呼ばれる。
液誘導部122Lの両端は、液貯蔵部123Lの内部と連結されている。このため、液貯蔵部123Lに貯蔵されているエアロゾル源は、毛管効果により液誘導部122Lの全体に行き渡る。
加熱部121L-1は、液誘導部122Lに保持されているエアロゾル源を加熱して霧化し、エアロゾルを生成する部品である。加熱部121L-1は、第1の加熱部の一例である。
加熱部121L-1は、図3に示すコイル状に限らず、フィルム状やブレード状その他の形状でもよい。加熱部121L-1の形状は、加熱の方式等により異なる。加熱部121L-1は、金属、ポリイミド等の任意の素材で構成される。
加熱部121L-1は、液誘導部122Lに近接して配置される。本実施の形態の場合、加熱部121L-1は、液誘導部122Lの外周面に巻き付けられた金属製のコイルである。
加熱部121L-1は、電源部111Lからの給電により発熱し、液誘導部122Lに保持されているエアロゾル源を気化温度まで加熱する。気化温度に達したエアロゾル源は、気体として液誘導部122Lから空気中に放出されるが、周囲の空気により冷却されて霧化し、エアロゾルとなる。
液体のエアロゾル源を加熱する加熱部121L-1への給電は、基本的に、ユーザの吸引に連動される。すなわち、ユーザによる吸引の開始から吸引の終了まで加熱部121L-1に対して電力が供給され、ユーザによる吸引が終了すると加熱部121L-1に対する電力の供給は停止される。
もっとも、本実施の形態では、液枯れ対策として、ユーザによる吸引を検出しても加熱部121L-1への電力の供給を停止する期間を設けてもよい。この期間については後述する。
この他、液体のエアロゾル源を加熱する加熱部121L-1への給電は、例えばエアロゾルが生成されていない状態で特定のボタンが押下されると開始し、エアロゾルが生成されている状態で特定のボタンが押下されると停止してもよい。
エアロゾルの生成の開始を指示するボタンと、エアロゾルの生成の停止を指示するボタンは、物理的に同じボタンでもよいし、異なるボタンでもよい。
カプセル型容器130Lは、固形物のエアロゾル源が充填された容器である。
固形物のエアロゾル源は、加熱されることによって香味成分を放出する刻みたばこ又はたばこ原料を粒状、シート状、又は粉末状に成形した加工物等を含んでよい。すなわち、固形物のエアロゾル源は、たばこ由来の物質を含んでもよい。また、固形物のエアロゾル源は、例えばニコチン成分を含んでもよい。
もっとも、固形物のエアロゾル源は、たばこ以外の植物(例えばミント、ハーブ等)から抽出された非たばこ由来の物質を含んでもよい。この他、固形物のエアロゾル源は、例えばメントール等の香料成分を含んでもよい。
保持部140Lは、例えばカプセルホルダ12(図2参照)に対応し、カプセル型容器130Lが装着される内部空間141Lを有している。保持部140Lは、底部143Lを有する筒状体であり、柱状の内部空間141Lを画定する。なお、保持部140Lは、カプセル30を保持する機構部の一例である。
カプセル型容器130Lの一部は保持部140Lに保持され、残りは保持部140Lの外に露出する。カプセル型容器130Lのうち保持部140Lから露出する部分は、マウスピース124Lとして使用される。マウスピース124Lは、エアロゾルを吸引するユーザによって咥えられる。
保持部140Lに対する空気の入り口(すなわち空気流入孔)は、例えば底部143Lに設けられる。なお、カプセル型容器130Lの底部には、空気の流入が可能な孔が形成されている。このため、底部143Lから流入した空気は、カプセル型容器130Lの内部を通過してマウスピース124Lに至る。すなわち、マウスピース124Lは、空気の出口(すなわち空気流出孔)となる。
因みに、底部143Lは、装置本体11の内部に形成される空気流路180Lの空気流出孔182Lと連通される。この空気流出孔182Lを通じ、保持部140Lの内部空間141Lと空気流路180Lとが連通される。
加熱部121L-2は、カプセル型容器130Lに充填されている固形物のエアロゾル源を加熱する。加熱部121L-2は、第2の加熱部の一例である。
加熱部121L-2は、金属又はポリイミド等で構成される。加熱部121L-2は、保持部140Lの金属部分の外周面に接触する位置に設けられる。
加熱部121L-2は、電源部111Lからの給電により発熱し、保持部140Lの金属部分に接触しているカプセル型容器130Lの外周面を加熱する。
このため、カプセル型容器130Lの外周面に近い位置が最初に加熱され、その後、加熱領域が中心部の方向に広がる。
気化温度に達したエアロゾル源は気化される。ただし、周囲の空気に冷やされて霧化し、エアロゾルとなる。
加熱部121L-2に対する給電と給電に伴う加熱は、制御部116Lによって制御される。
断熱部144Lは、加熱部121L-2から装置本体11の他の構成要素への熱の伝搬を防止する部材である。断熱部144Lは、少なくとも加熱部121L-2の外周面を覆っている。
断熱部144Lは、例えば真空断熱材やエアロゲル断熱材で構成される。真空断熱材とは、グラスウールやシリカ(ケイ素の粉体)等を樹脂製のフィルムで包んで高真空状態にすることで、気体による熱伝導を限りなくゼロに近づけた断熱材をいう。
空気流路180Lは、前述したように、装置本体11の内部に設けられる空気の流路である。空気流路180Lは、空気流路180Lへの空気の入り口である空気流入孔181Lと、空気流路180Lからの空気の出口である空気流出孔182Lと、を両端とする管状構造を有している。
ユーザによる吸引に伴い、空気流入孔181Lから空気流路180Lに空気が流入し、空気流出孔182Lから保持部140Lの底部143Lに空気が流出する。
空気流路180Lの途中には、液誘導部122Lが配置される。加熱部121L-1の加熱により生成された液体由来のエアロゾルは、空気流入孔181Lから流入した空気と混合される。その後、液体由来のエアロゾルと空気との混合気体は、カプセル型容器130Lの内部を通過してマウスピース124Lからユーザの口腔内に出力される。図3では、この流路を矢印190Lで示している。
液体由来のエアロゾルと空気の混合気体には、カプセル型容器130L内を通過する際に固形物由来のエアロゾルが付加される。
固形物由来のエアロゾルの濃度は、加熱部121L-2の加熱制御を組み合わせることにより上昇する。
もっとも、後述するように、本実施の形態では、加熱部121L-2の加熱制御と組み合わせない加熱モードも用意される。
加熱部121L-2の加熱制御を組み合わせない場合には、液体由来のエアロゾルがカプセル型容器130L内を通過する際に、固形物のエアロゾル源を加熱することで、固形物由来のエアロゾルを発生させる。
ただし、液体由来のエアロゾルの加熱により発生される固形物由来のエアロゾルの発生量は、加熱部121L-2の加熱制御を組み合わせる場合に比して少なくなる。
<加熱モード>
実施の形態1で想定するエアロゾル生成装置10には、2種類の加熱モードが用意されている。
1つ目の加熱モードは、カートリッジ20(図2参照)に貯蔵されているエアロゾル源を加熱する加熱部121L-1のみを使用する第1のモードである。すなわち、カートリッジ20のみを加熱する加熱モードである。
以下では、この加熱モードを「ノーマルモード」という。ノーマルモードでは、固形物のエアロゾル源を加熱する加熱部121L-2が常にオフ制御される。なお、ノーマルモードにおいて、固形物のエアロゾル源を加熱する加熱部121L-2は、常にオフ制御される代わりに、供給される電力が低減されてもよい。ノーマルモードは、第1の加熱の一例である。
2つ目の加熱モードは、カートリッジ20に貯蔵されているエアロゾル源を加熱する加熱部121L-1と、カプセル30(図2参照)に充填されているエアロゾル源を加熱する加熱部121L-2の両方を使用する第2のモードである。すなわち、カートリッジ20とカプセル30の両方を加熱する加熱モードである。
以下では、この加熱モードを「ハイモード」という。ハイモードでは、加熱部121L-1によるカートリッジ20の加熱と、加熱部121L-2によるカプセル30の加熱が交互に実行される、又は、加熱部121L-1が加熱されている間は加熱部121L―2に供給される電力が低減される。ハイモードは、第2の加熱の一例である。
加熱モードの切り替えは、例えば操作ボタン11B(図1参照)を2秒以上長押しすることで実行される。
例えばハイモード中に操作ボタン11Bが2秒以上長押しされると、動作モードはノーマルモードに切り替わる。一方、ノーマルモード中に操作ボタン11Bが2秒以上長押しされると、動作モードはハイモードに切り替わる。
ハイモードでは、加熱部121L-1によるカートリッジ20の加熱を、加熱部121L-2によるカプセル30の加熱に優先する。
すなわち、加熱部121L-1による加熱中、加熱部121L-2による加熱は停止又は低減するように制御される。また、加熱部121L-2によるカプセル30の加熱中に、カートリッジ20の加熱を開始するイベントが発生すると、加熱部121L-2による加熱は停止又は低減するように制御される。
実施の形態1で想定するエアロゾル生成装置10の場合には、電源部111Lとして使用する電池の出力電流の上限値を超えないように、加熱部121L-1の加熱と加熱部121L-2の加熱が同時に実行されないように制御される。換言すると、加熱部121L-1の加熱の期間と加熱部121L-2の加熱の期間は分離される、又は、加熱部121L-1が加熱されている間は加熱部121L―2に供給される電力が低減される。
ここでの同時は、加熱のタイミングが一切重複しない意味ではない。従って、例えば動作タイミングの誤差により生じる重複は許容される。
なお、ハイモードにおいて、固形物のエアロゾル源を加熱する加熱部121L-2は、常にオフ制御される代わりに、供給される電力が低減されてもよい。すなわち、加熱部121L-1による加熱の期間と加熱部121L-2による加熱の期間の一部又は全部の重複を許容してもよい。もっとも、同時加熱を許容する場合には、電池の出力電流の上限値を超過しないように、同時加熱中に加熱部121L-1及び121L-2に供給する電力の最大値を、単独での加熱時に供給する電力の最大値より小さくすることが望ましい。
例えば、加熱部121L-1によるカートリッジ20の加熱が開始された場合、電池の出力電流の上限値を超過しないように、加熱部121L-2によるカプセル30の加熱が低減される。
図4は、ノーマルモードとハイモードを説明する図である。(A)はノーマルモードにおける加熱のタイミング例を説明する図であり、(B)はハイモードにおける加熱のタイミング例を説明する図である。
図4(A1)はノーマルモードにおけるカートリッジ20の加熱タイミングを示し、図4(A2)はノーマルモードにおけるカプセル30の加熱タイミングを示している。
図4(A1)及び(A2)の横軸は時間であり、縦軸は加熱の有無を表している。
加熱がある期間には、対応する加熱部に電力が供給され、加熱がない期間には、対応する加熱部に電力が供給されない。
ノーマルモードの加熱制御は、ロック状態が解除されることで開始される。
ロック状態は、制御部116Lによる制御が停止している状態である。このため、ユーザが、マウスピース124L(図3参照)を加えて吸引してもエアロゾルは生成されない。
ロック状態は、例えば操作ボタン11B(図1参照)が2秒以内に3回続けて押下されることで解除される。押下の回数、操作の対象とするボタン、操作に要する時間はいずれも一例である。
ノーマルモードの加熱制御が開始すると、図4(A1)に示すように、吸引の期間に連動してカートリッジ20の加熱が実行される。
「吸引の期間に連動する」とは、センサ部112Lによる吸引の検出に連動することをいう。
従って、1秒間の吸引が検出されればカートリッジ20は1秒間加熱され、2秒間の吸引が検出されればカートリッジ20は2秒間加熱される。
本実施の形態の場合、カートリッジ20の加熱は、吸引の検知により開始される予め定めた長さの監視期間を単位として制御される。本実施の形態では、この監視期間を「加熱オン監視時間」と呼称してもよい。加熱オン監視時間は、カートリッジ20を連続的に加熱することが可能な最長時間とする。
なお、カートリッジの加熱は、「吸引回」を単位として制御してもよい。吸引回は、先の吸引回の終了後の最初の吸引の検知により開始される監視期間である。1つの監視期間は、1つの吸引回である。
このため、監視期間の終了時に吸引が検出されていても、カートリッジ20の加熱は終了される。
監視期間の終了後、新たな吸引の検知により、新たな監視期間が設定される。新たな監視期間においては、監視期間におけるカートリッジ20の加熱と同様の加熱制御が実行される。
監視期間と新たな監視期間との間の時間が所定値未満の場合、新たな監視期間におけるカートリッジ20の加熱は、監視期間におけるカートリッジ20の加熱に比べて低減してもよい。この場合において、新たな監視期間におけるカートリッジ20の加熱の低減の程度は、当該監視期間と当該新たな監視期間との間の時間の長さに基づいて、決定されてもよい。なお、所定値は、例えば10秒であるが、10秒に限定されず任意に設定可能である。
監視期間と新たな監視期間との間の時間の長さに基づいて、当該新たな監視期間におけるカートリッジ20の加熱が、監視期間におけるカートリッジ20の加熱に比べて低減されるので、短インターバルの吸引が繰り返されたとしても、エアロゾルの生成量が低下させることができ、液誘導部の液体のエアロゾル源が枯渇せずに済むようになる。すなわち、液枯れが抑制され、ユーザは、エアロゾルの吸引を継続することが可能になる。
なお、本実施の形態では、監視期間の後に、吸引の検出によらずカートリッジ20の加熱を禁止する期間(以下「加熱禁止時間」という)を設けてもよい。
監視期間及び加熱禁止時間を設けることにより、短インターバルの吸引が繰り返されたとしても(又は吸引が長時間継続して検出されたとしても)、カートリッジ20の加熱が開始される前に、液体のエアロゾル源をウィックに供給するための時間を確保することが可能になる。なお、吸引回等の具体例については後述する。
ノーマルモードでは、図4(A2)に示すように、吸引の有無によらず、カプセル30の加熱は実行されない。
本実施の形態の場合、吸引が最後に検出されてから予め定めた時間が経過すると、制御部116Lは、ロック状態に移行する。
ロック状態になっても、加熱モードは変更されない。ロック状態からの復帰時にも、加熱モードの変更はない。
本実施の形態では、予め定めた時間として6分(すなわち360秒)を採用する。この時間は一例である。最後の吸引から6分が経過することは、ユーザがエアロゾルの吸引を停止した可能性が高いことを意味する。
そこで、本実施の形態では、装置本体11(図2参照)で消費される電力を抑制する目的でロック状態に移行する。ハイモードの場合も同様である。すなわち、最後の吸引から6分が経過すると、エアロゾル生成装置10は、ロック状態に制御される。
なお、ロック状態への移行をユーザが指示した場合にもロック状態に移行する。ユーザの手動によるロック状態への移行は、最後の吸引から6分が経過する前に、例えば操作ボタン11B(図1参照)が2秒以内に3回続けて押下されることで実行される。押下の回数、操作の対象とするボタン、操作に要する時間はいずれも一例である。
図4(B1)はハイモードにおけるカートリッジ20の加熱タイミングを示し、図4(B2)はハイモードにおけるカプセル30の加熱タイミングを示している。
図4(B1)及び(B2)の横軸は時間であり、縦軸は加熱の有無を表している。
前述したように、本実施の形態では、カートリッジ20とカプセル30の同時加熱が禁止されてもよい。このため、カートリッジ20の加熱タイミングとカプセル30の加熱タイミングは重ならなくてもよい。また、カートリッジ20が加熱されている間はカプセル30に供給される電力が低減されてもよい。この場合、カートリッジ20の加熱タイミングとカプセル30の加熱タイミングは一部重なっていてもよい。
なお、加熱を示す期間には、対応する加熱部に電力が供給され、加熱がない期間には、対応する加熱部に電力が供給されない、又は、対応する加熱部に供給される電力が低減される。
ハイモードの加熱制御は、ロック状態が解除されること、又は、ノーマルモードからハイモードへの切り替えにより開始される。
ハイモードの加熱制御が開始すると、図4(B2)に示すように、カプセル30の加熱が開始される。この加熱は、基本的に、吸引が検出されるまで継続され、吸引が検出されている期間、カプセル30の加熱は停止又は低減される。
図4(B1)及び(B2)に示すように、カートリッジ20の加熱が開始されたタイミングで、カプセル30の加熱が停止又は低減される。なお、カプセル30の初期温度は、例えばエアロゾル生成装置10が使用される環境の気温、例えば室温である。
本実施の形態におけるエアロゾル生成装置10の場合には、図4(B1)及び(B2)に示すように、吸引が最後に検出されてから30秒が経過すると、カプセル30の加熱を停止又は低減し、電力消費を抑制する。すなわち、スリープ状態になる。スリープ状態になると、カプセル30の温度は徐々に低下する。
スリープ状態において、カプセル30の加熱は停止又は低減しているが、吸引を検出するセンサ部112Lは動作している。このため、スリープ状態でユーザの吸引が検出されると、図4(B1)に示すように、カートリッジ20の加熱が実行される。また、カートリッジ20の加熱が終了すると、図4(B2)に示すように、カプセル30の加熱が開始又は増加される。
本実施の形態の場合、スリープ状態への移行は、ユーザに通知されないが、ユーザに通知してもよい。
なお、スリープ状態のまま更に5分30秒が経過すると、前述したロック状態に移行する。
<加熱オン監視時間>
本実施の形態では、カプセル30の加熱は、監視期間の間、停止又は低減されていてもよい。
図5~図7は、カプセル30の加熱が、監視期間の間、停止又は低減される場合における、加熱タイミングの制御例を示している。なお、以下で説明する加熱の制御例は、カプセル30(図2参照)の加熱を除き、ノーマルモードにおけるカートリッジ20(図2参照)の加熱に適用が可能である。
図5~図7は、吸引パターンの違いに対応する。
図5は、実施の形態1におけるカートリッジ20とカプセル30の加熱タイミングの例を説明する図である。(A)は吸引の期間を示し、(B)はカートリッジ20の加熱タイミングの例を示し、(C)はカプセル30の加熱タイミングの例を示す。
本実施の形態において、監視期間は「加熱オン監視時間」と呼称されてもよい。以下では、監視期間を「加熱オン監視時間」として説明する。図8の場合、加熱オン監視時間は2.4秒である。なお、加熱オン監視時間は、2.4秒に限らず、2秒でも3秒でもよい。
図5(A)の場合、加熱オン監視時間に2回の吸引が検出されており、2回目の吸引は、加熱オン監視時間が経過する前に終了している。この場合、カートリッジ20の加熱タイミングは、図5(B)に示すように、検出された吸引の期間に一致する。
加熱オン監視時間の終了後、新たな吸引の検知により、新たな加熱オン監視時間が設定される。新たな加熱オン監視時間は、加熱オン監視時間の終了後、新たな吸引の検知によって設定されるため、加熱オン監視時間の間に2回目の吸引が検出されても、新たな加熱オン監視時間は設定されない。
なお、カートリッジの加熱は、「吸引回」を単位として制御してもよい。吸引回は、先の吸引回の終了後の最初の吸引の検知により開始される加熱オン監視時間である。1つの加熱オン監視時間は、1つの吸引回である。
本実施の形態の場合、カプセル30の加熱は、図5(C)に示すように、加熱オン監視時間の全期間で停止(オフ制御)又は低減される。また、カプセル30の加熱は、図5(C)に示すように、加熱オン監視時間ではない期間において、開始又は増加される。
なお、本実施の形態では、加熱オン監視時間と新たな加熱オン監視時間との間の時間を、「加熱オフ時間」と呼称してもよい。例えば、加熱オン監視時間の終了時刻から、新たな加熱オン監視時間の開始時刻までの時間を「加熱オフ時間」という。言い換えると、加熱オン監視時間の終了時刻から、新たな吸引を検知するまでの時間を、「加熱オフ時間」という。図5(A)において、加熱オフ時間は、1.8秒である。
加熱オン監視時間の全期間において吸引が検出されたと仮定すると、カプセル30の交換の目安は、例えば、ノーマルモードで約50回、ハイモードで約30回である。
ハイモードの場合、カプセル30が事前に加熱されているので、液体由来のエアロゾルの通過時に、ノーマルモード時よりも多くのエアロゾル源が消費されるため、ノーマルモードに比べて回数が低くなっている。
なお、この目安の回数は例示であって、これらの回数に限られない。また、この目安の回数は、カートリッジのタイプや種別によって、異なる回数になる。また、この目安の回数は、任意に設定可能である。
ところで、吸引の仕方はユーザにより様々である。このため、目安の通りに、カプセル30のエアロゾル源が消費されるとは限らない。
そこで、本実施の形態では、吸引毎、又は、加熱オン監視時間毎に、「加熱時間長」を測定する。そして、測定された加熱時間長、又は、加熱時間長の合計時間を用いて、固形物のエアロゾル源の消費量を計算する。
なお、加熱時間長は、「加熱オン時間」と呼称してもよい。以下では、加熱オン時間を用いて説明する。
加熱オン時間は、カートリッジ20の加熱がされた時間である。加熱オン時間は、加熱部121L-1に電力が供給された時間であってもよい。加熱オン時間は、加熱オン監視時間において、ユーザの吸引を検出した長さであってもよい。加熱オン時間は、吸引ごとに、その時間が算出されてもよいし、加熱オン監視時間内に発生した吸引の合計時間として算出されてもよい。
加熱オン監視時間を単位として固形物のエアロゾル源の消費量を計算するのは、1つのカプセル30の使用中にノーマルモードでの加熱とハイモードでの加熱が混在する可能性があり、加熱オン時間が同じでも消費量が同じになるとは限らないためである。
図5(A)の場合、1吸引回に2回の吸引が検出されており、2回目の吸引は、加熱オン監視時間が経過する前に終了している。この場合、カートリッジ20の加熱タイミングは、図5(B)に示すように、検出された吸引の期間に一致する。この例の場合、加熱オン監視時間に発生した2回の吸引に対応する「加熱オン時間」の合計時間は1.2秒となる。
図6は、実施の形態1におけるカートリッジ20とカプセル30の加熱タイミングの他の例を説明する図である。(A)は吸引の期間を示し、(B)はカートリッジ20の加熱のタイミング例を示し、(C)はカプセル30の加熱のタイミング例を示す。
図6には、図5との対応部分に対応する符号を付して示している。
図6と図5との違いは、図(A)の場合、加熱監視オン時間の2回目の吸引が加熱オン監視時間を超えて継続している点である。
図6(A)において、加熱オフ時間は、1.2秒である。図6(B)に示すように、加熱オン監視時間を超えて吸引が継続していても、加熱オン監視時間が経過すると、カートリッジ20の加熱は停止される。また、図6(C)に示すように、カプセル30の加熱が、開始又は増加される。
図6の場合、加熱オン監視時間に発生した2回の吸引に対応する加熱オン時間の合計時間は2.0秒である。
図7は、実施の形態1におけるカートリッジ20とカプセル30の加熱タイミングの他の例を説明する図である。(A)は吸引の期間を示し、(B)はカートリッジ20の加熱のタイミング例を示し、(C)はカプセル30の加熱のタイミング例を示す。
図7には、図5との対応部分に対応する符号を付して示している。
図7と図5との違いは、加熱オン監視時間が経過した後も非吸引の状態が継続し、スリープ状態に移行する点である。
図7では、スリープ状態に移行する期間の開始を加熱オン監視時間が終了した時刻とし、非吸引状態が30秒継続した時点にスリープ状態に移行している。なお、加熱オン監視時間内における吸引の終了時刻、図7(A)では2回目の吸引が終了した時刻から30秒が経過すると、スリープ状態に移行するようにしてもよい。図7(A)において、加熱オフ時間は、10秒以上である。
なお、図5(A)、図6(A)、図7(A)では、加熱オン監視時間に検出された吸引の回数は2回の場合を例示しているが、加熱オン監視時間における吸引の回数は1回でも3回以上でもよい。
図6の場合、加熱オン監視時間に発生した1回の吸引に対応する加熱オン時間の合計時間は1.2秒である。
なお、図5(A)、図6(A)、図7(A)では、加熱オン監視時間(1吸引回)に検出された吸引の回数は2回の場合を例示しているが、加熱オン監視時間(1吸引回)における吸引の回数は1回でも3回以上でもよい。
<加熱オン監視時間と加熱禁止時間>
本実施の形態では、加熱期間(加熱オン監視時間)に加えて、加熱禁止時間を設けてもよい。以下では、図8~図10を使用して、前述した加熱オン監視時間と加熱禁止時間における加熱制御の具体例について説明する。
図8~図10は、ハイモードにおける加熱タイミングの制御例を示している。もっとも、以下で説明する加熱の制御例は、カプセル30(図2参照)の加熱を除き、ノーマルモードにおけるカートリッジ20(図2参照)の加熱にも適用が可能である。
図8~図10は、吸引パターンの違いに対応する。
図8は、ハイモードにおけるカートリッジ20とカプセル30の加熱タイミングの例を説明する図である。(A)は吸引の期間を示し、(B)はカートリッジ20の加熱タイミングの例を示し、(C)はカプセル30の加熱タイミングの例を示す。
前述したように、吸引回(すなわち加熱オン監視時間)は、先の吸引回の終了後の最初の吸引の検知により開始される。図8の場合、加熱オン監視時間は2.4秒である。もっとも、加熱オン監視時間は、2.4秒に限らず、2秒でも3秒でもよい。
図8(A)の場合、1吸引回に2回の吸引が検出されており、2回目の吸引は、加熱オン監視時間が経過する前に終了している。この場合、カートリッジ20の加熱タイミングは、図8(B)に示すように、検出された吸引の期間に一致する。この例の場合、加熱オン監視時間に発生した2回の吸引に対応する「加熱オン時間」の合計時間は1.2秒となる。
固形物に由来するエアロゾルは、ノーマルモードとハイモードのいずれの場合も、液体に由来する高温のエアロゾルがカプセル30内を通過することで生成される。
ところで、吸引回(すなわち加熱オン監視時間)は、先の吸引回の終了後の最初の吸引の検知により開始されるので、同じ吸引回に2回目の吸引が検出されても、吸引回(すなわち加熱オン監視時間)の再設定は行われない。
本実施の形態の場合、カプセル30の加熱は、図8(C)に示すように、加熱オン監視時間の全期間で停止(オフ制御)又は低減される。
加熱オン監視時間の終了後には、例えば1.2秒の加熱禁止時間が設けられる。なお、1.2秒の加熱禁止時間は一例である。
加熱禁止時間は、カートリッジ20の加熱を禁止する時間である。このため、図8(A)に示すように、加熱禁止時間内に吸引が検出されても、図8(B)に示すように、カートリッジ20の加熱は実行されない。一方で、加熱禁止時間が開始すると、図8(C)に示すように、カプセル30の加熱が開始又は増加される。
図8(A)の例では、加熱禁止時間が経過しても、吸引が検出されていない。このため、加熱禁止時間の終了後も、次の吸引が検出されるまでカプセル30の加熱状態が継続されている。
この状態で新たな吸引が検出されると、新たな加熱オン監視時間が設定され、カートリッジ20の加熱の開始と、カプセル30の加熱の停止又は低減が実行される。
本実施の形態では、加熱オン監視時間の終了時刻(又は加熱禁止時間の開始時刻)から、加熱禁止時間の終了後に最初に検出された吸引の開始時刻までの時間を「加熱オフ時間」という。図8(A)の場合、加熱オフ時間は1.8秒である。
図9は、ハイモードにおけるカートリッジ20とカプセル30の加熱タイミングの他の例を説明する図である。(A)は吸引の期間を示し、(B)はカートリッジ20の加熱のタイミング例を示し、(C)はカプセル30の加熱のタイミング例を示す。
図9には、図8との対応部分に対応する符号を付して示している。
図9と図8との違いは、図9(A)の場合、1吸引回内の2回目の吸引が加熱オン監視時間を超えて継続している点と、その次の吸引が加熱禁止時間内に開始している点である。
加熱オン監視時間を超えて吸引が継続していても、加熱オン監視時間が経過すると加熱禁止時間が開始するため、図9(B)に示すように、カートリッジ20の加熱は停止される。
また、加熱禁止時間が経過する前に吸引が開始しても、カートリッジ20の加熱は禁止されている。このため、加熱禁止時間の経過を待って、次の吸引回、すなわち加熱オン監視時間が開始している。
図9の場合、加熱オン監視時間に発生した2回の吸引に対応する加熱オン時間の合計時間は2.0秒である。
図10は、ハイモードにおけるカートリッジ20とカプセル30の加熱タイミングの他の例を説明する図である。(A)は吸引の期間を示し、(B)はカートリッジ20の加熱のタイミング例を示し、(C)はカプセル30の加熱のタイミング例を示す。
図10には、図8との対応部分に対応する符号を付して示している。
図10と図8との違いは、加熱禁止時間が経過した後も非吸引の状態が継続し、スリープ状態に移行する点である。
図10では、スリープ状態に移行する期間の開始を加熱オン監視時間が終了した時刻、すなわち加熱禁止時間が開始した時刻とし、加熱禁止時間の終了後も、非吸引状態が28.8秒継続した時点にスリープ状態に移行している。
もっとも、加熱オン監視時間内における吸引の終了時刻、図10(A)では2回目の吸引が終了した時刻から30秒が経過すると、スリープ状態に移行するようにしてもよい。
図10の場合、加熱オン監視時間に発生した1回の吸引に対応する加熱オン時間の合計時間は1.2秒である。
なお、前述の図8(A)、図9(A)、図10(A)では、加熱オン監視時間(1吸引回)に検出された吸引の回数は2回の場合を例示しているが、加熱オン監視時間(1吸引回)における吸引の回数は1回でも3回以上でもよい。
<カートリッジの加熱制御とカプセルの消費量の計算>
図11は、実施の形態1におけるカートリッジ20の加熱制御とカプセル30の消費量の計算手法の一部分を説明するフローチャートである。図12は、実施の形態1におけるカートリッジ20の加熱制御とカプセル30の消費量の計算手法の残りの部分を説明するフローチャートである。
図中に示す記号のSはステップを意味する。
図11及び図12に示す処理は、プログラムの実行を通じて実現される。ここでのプログラムは、記憶部114L(図3参照)に記憶されており、制御部116L(図3参照)により実行される。
なお、図11及び図12に示す制御は、ノーマルモードとハイモードの両方で実行される。
まず、制御部116Lは、加熱オン監視時間の開始イベントとしての吸引の開始を検出したか否かを判定する(ステップ1)。
例えば加熱オン監視時間が経過した後に吸引の開始を検出した場合、制御部116Lは、ステップ1で肯定結果(ステップ1の「YES」)を得る。
また、加熱禁止時間を設定する場合には、例えばカートリッジ20の加熱禁止時間が経過した後に吸引の開始を検出した場合、制御部116Lは、ステップ1で肯定結果(ステップ1の「YES」)を得るように構成してもよい。加熱禁止時間が経過した後には、スリープに入る前の期間とスリープ中の期間が含まれる。本実施の形態の場合、加熱禁止時間中に吸引が開始され、加熱禁止時間の終了時にも同吸引が継続している場合には、加熱禁止時間の終了と同時に吸引の開始が検出されたものとみなす。
一方、例えば加熱オン監視時間内に吸引の開始を検知した場合、制御部116Lは、ステップ1で否定結果(ステップ1の「NO」)を得る。この場合、図14には図示していないが、検知した吸引が終了するまで、又は、加熱オン監視時間が経過するまでの間、カートリッジ20を加熱する加熱部121L-1に電力を供給してもよい。
また、加熱禁止時間内に吸引の開始を検出した場合、制御部116Lは、ステップ1で否定結果(ステップ1の「NO」)を得るように構成してもよい。
吸引の検出に使用する圧力センサは、吸引の開始の検出に、概略60msを要する。最短では、概略20msで吸引の開始の検出が可能である。ただし、本実施の形態では、20msの判定を3回繰り返すことにより、吸引の開始の検出精度を高める。後述する吸引の終了の検出についても同様である。すなわち、制御部116Lは、概略20msの判定を3回繰り返すことにより、吸引の終了の検出精度を高める。
ステップ1で否定結果(ステップ1の「NO」)が得られている間、制御部116Lは、ステップ1の判定を繰り返す。
ステップ1で肯定結果(ステップ1の「YES」)が得られると、制御部116Lは、加熱オン監視時間を設定する(ステップ2)。加熱オン監視時間の長さは予め定められている。
次に、制御部116Lは、カートリッジ20を加熱する加熱部121L-1に対する電力の供給を指示する(ステップ3)。
続いて、制御部116Lは、加熱オン監視時間が終了したか否かを判定する(ステップ4)。
本実施の形態の場合、加熱オン監視時間の開始イベントとなった吸引の終了が加熱オン監視時間内に検出されなくてもカートリッジ20の加熱を停止する必要がある。そこで、制御部116Lは、加熱オン監視時間が終了したか否かを判定する。
ステップ4で否定結果(ステップ4の「NO」)が得られた場合、制御部116Lは、吸引の終了を検出したか否かを判定する(ステップ5)。検出の対象である吸引の終了は、加熱オン監視時間の開始イベントになった吸引の終了に限らず、同じ加熱オン監視時間内の2回目以降の吸引の終了も対象とされる。
進行中の吸引が継続している場合や2回目以降の吸引が開始されていない場合、制御部116Lは、ステップ5で否定結果(ステップ5の「NO」)を得る。
この場合、制御部116Lは、吸引の開始を検出したか否かを判定する(ステップ6)。検出の対象である吸引の開始は、2回目以降の吸引の開始である。
新たな吸引を検出しなかった場合、制御部116Lは、ステップ6で否定結果(ステップ6の「NO」)を得、ステップ4に戻る。すなわち、加熱オン監視時間内に進行中の吸引の終了も新たな吸引の開始も検出されない場合、ステップ4-ステップ5-ステップ6-ステップ4のループ処理が繰り返される。
なお、このループ処理中に、進行中の吸引の終了が検出された場合、制御部116Lは、ステップ5で肯定結果(ステップ5の「YES」)を得る。この場合、制御部116Lは、カートリッジ20を加熱する加熱部121L-1に対する電力の供給を停止する(ステップ7)。
続いて、制御部116Lは、今回の吸引に関する加熱オン時間を取得し(ステップ8)、ステップ4に戻る。ステップ8における加熱オン時間の取得は、加熱オン時間内に吸引の終了が検出されるたびに実行される。
一方、ステップ4-ステップ5-ステップ6-ステップ4のループ処理中に、新たな吸引を検出した場合、制御部116Lは、ステップ6で肯定結果(ステップ6の「YES」)を得、ステップ3に戻る。
この場合、制御部116Lは、新たに検出された吸引に連動して、カートリッジ20を加熱する加熱部121L-1に対する電力の供給を指示し(ステップ3)、以後、前述した処理を実行する。
やがて、加熱オン監視時間が終了すると、制御部116Lは、ステップ4で肯定結果(ステップ4の「YES」)を得る。この場合、制御部116Lは、吸引の継続中か否かを判定する(ステップ9)。
ステップ9で肯定結果(ステップ9の「YES」)が得られた場合、制御部116Lは、カートリッジ20を加熱する加熱部121L-1に対する電力の供給を停止し(ステップ10)、今回の吸引に関する加熱オン時間を取得する(ステップ11)。
なお、加熱オン監視時間が終了した時点で、既に吸引が終了していた場合、制御部116Lは、ステップ9で否定結果(ステップ9の「NO」)を得る。
ステップ9で否定結果(ステップ9の「NO」)が得られた場合、又は、ステップ11の実行後、制御部116Lは、今回の加熱オン監視時間内の加熱オン時間の合計時間を算出する(ステップ12)。
その後、制御部116Lは、加熱モードを取得し(ステップ13)、更に、算出された合計時間と加熱モードに基づいて、今回の加熱オン監視時間に消費されたカプセル30の消費量を計算する(ステップ14)。
本実施の形態の場合、制御部116Lは、記憶部114Lに記憶されているテーブル(後述する図13参照)を通じ、今回の加熱オン監視時間に関するカプセル30の消費量を計算する。
図13は、加熱オン時間の長さと加熱モードの組み合わせに応じたカプセル30の消費量を対応付けたテーブル例を説明する図である。
図13に示すテーブルは、左から1列目が「加熱オン時間の長さ」であり、左から2列目が「ノーマルモード」における消費量の大きさであり、左から3列目が「ハイモード」における消費量の大きさである。
図13に示すテーブルの場合、「加熱オン時間の長さ」の単位は「秒」、各加熱モードにおける消費量の大きさの単位は「%」である。ここでの加熱オン時間の長さは、加熱オン監視時間内に検出された吸引に対応する合計時間である。
本実施の形態では、未使用のカプセル30に充填されている固形物のエアロゾル源がエアロゾルの残量を100%とし、加熱オン時間の長さに応じて計算された消費量が記録されている。
ノーマルモードでは、例えば、2.4秒の加熱オン時間が50回繰り返されると消費量は100%となるように設定されている。このため、2.4秒の加熱オン時間に対応するノーマルモードの数値は、2%(=100%÷50)となる。
ハイモードでは、例えば、2.4秒の加熱オン時間が30回繰り返されると消費量は100%となるように設定されている。このため、2.4秒の加熱オン時間に対応するハイモードの数値は、3.333%(=100%÷30)となる。
なお、加熱オン時間の長さに応じた消費量は、後述するように完全な線形関係ではない。例えば加熱オン時間が0.5秒までの範囲の消費量の変化率よりも0.5秒から1.5秒までの範囲の消費量の変化率の方が大きく、0.5秒から1.5秒までの範囲の消費量の変化率よりも1.5秒から2.4秒までの範囲の消費量の変化率のほうが大きい。この傾向は、ノーマルモードとハイモードに共通である。
もっとも、エアロゾル源の組成等によっては、変化率の変化点は2つに限らないし、ノーマルモードの場合とハイモードの場合で変化点の値が異なる可能性がある。
図13に示すテーブルには、この変化率を反映した消費量の数値が、加熱オン時間の長さに対応付けて記録されている。
図13に示すテーブルは0.1秒刻みであるが、刻み幅はより小さくてもよい。例えば0.05秒刻みでもよいし、0.01秒刻みでもよい。
図12の説明に戻る。
ステップ14において各加熱オン監視時間に消費された固形物のエアロゾル源の消費量が計算されると、制御部116Lは、新たに計算された消費量で累積消費量を更新する(ステップ15)。
前述したように、1つのカプセル30の使用中に加熱モードが切り替えられる可能性があり、しかも同じ加熱オン時間でも加熱モードにより消費量が異なるが、加熱オン監視時間単位で計算された消費量の累積値を計算するので、消費量の計算の正確性が向上する。
なお、ユーザがカプセル30の残量の表示を要求した場合には、次式により残量Rを計算して表示してもよい。
残量R(%)=100(%)-累積消費量(%)
また、カプセル30に充填されているエアロゾル源の残量Rが0%になった場合、制御部116Lは、カプセルの交換をユーザに求める通知をディスプレイ11A(図1参照)に表示する。
なお、図11及び図12に示すフローチャートでは、加熱オン監視時間が終了するたびに、カプセル30に充填されている固形物のエアロゾル源の累積消費量を計算しているが、ノーマルモードにおけるカプセル30の累積消費量と、ハイモードにおけるカプセル30の累積消費量を別々に計算して記憶部114Lに記憶し、固形物のエアロゾル源の累積消費量の計算や残量の表示が求められた場合に、2つの累積消費量の合計値を計算してもよいし、合計値を用いて残量を算出してもよい。
また、記憶部114Lには、累積消費量が100%に到達したカプセル30の個数、ノーマルモードでの吸引の回数、ハイモードでの吸引の回数も記憶してもよい。これらの数値をログとして記憶することにより、不具合の発生時等における解析が可能になる。もっとも、これらの数値をディスプレイ11A(図1参照)に表示してもよい。
<吸引パターンと加熱オン時間の関係の具体例>
以下では、図14~図16を使用して、様々な吸引パターンと加熱オン時間の具体例について説明する。
図14は、吸引パターン1及び2を説明する図である。(A)は吸引パターン1の例を示し、(B)は吸引パターン2の例を示す。図14には、図8との対応部分に対応する符号を付して示している。
なお、図14~図16の説明では、ノーマルモードは、例えば、2.4秒の加熱オン時間が50回繰り返されると消費量は100%となるように設定されており、ハイモードでは、例えば、2.4秒の加熱オン時間が30回繰り返されると消費量は100%となるように設定されている場合を例にして説明する。
吸引パターン1には、2つの加熱オン監視時間が含まれている。
1つ目の加熱オン監視時間は2回の吸引を含んでおり、2回目の吸引は加熱オン監視時間の終了時まで継続している。
吸引パターン1における加熱オン時間の合計時間は2.0秒である。このため、図13の例では、ノーマルモードであれば1.6%のエアロゾル源が消費され、ハイモードであれば2.5%のエアロゾル源が消費される。
吸引パターン2も、2つの加熱オン監視時間を含んでいる。また、1つ目の加熱オン監視時間は2回の吸引を含んでいる。
ただし、1つ目の加熱オン監視時間における2回目の吸引は、加熱オン監視時間の終了前に終了する点で、吸引パターン1と相違する。
吸引パターン2における加熱オン時間の合計時間は1.2秒である。このため、図13の例では、ノーマルモードであれば0.86%のエアロゾル源が消費され、ハイモードであれば1.2%のエアロゾル源が消費される。
図15は、吸引パターン3及び4を説明する図である。(A)は吸引パターン3の例を示し、(B)は吸引パターン4の例を示す。図15には、図14との対応部分に対応する符号を付して示している。
吸引パターン3も、2つの加熱オン監視時間を含んでいる。また、1つ目の加熱オン監視時間は2回の吸引を含んでいる。
ただし、1つ目の加熱オン監視時間における2回目の吸引は、加熱オン監視時間が終了した後も継続する点で吸引パターン1と相違する。
もっとも、加熱オン監視時間が経過するとカートリッジ20の加熱は停止されるため、吸引パターン3における加熱オン時間の合計時間は2.0秒である。このため、加熱オン監視時間内の消費量の合計値は吸引パターン1と同じになる。
吸引パターン4も、2つの加熱オン監視時間を含んでいる。
ただし、1つ目の加熱オン監視時間の吸引は1回である。
この場合、加熱オン監視時間内の加熱オン時間の合計時間と1回の吸引に関する加熱オン時間と一致する。図15(B)の場合、加熱オン時間は0.8秒である。このため、図13の例では、ノーマルモードであれば0.54%のエアロゾル源が消費され、ハイモードであれば0.8%のエアロゾル源が消費される。
図16は、吸引パターン5及び6を説明する図である。(A)は吸引パターン5の例を示し、(B)は吸引パターン6の例を示す。図16には、図15との対応部分に対応する符号を付して示している。
吸引パターン5も、2つの加熱オン監視時間を含んでいる。また、1つ目の加熱オン監視時間は1回の吸引を含んでいる。
吸引パターン5と吸引パターン4の違いは、加熱オン時間の長さである。吸引パターン5における加熱オン時間は2.0秒である。
従って、加熱オン監視時間内におけるカプセル30の消費量は、パターン1と同じになる。
吸引パターン6も、2つの加熱オン監視時間を含んでいる。また、1つ目の加熱オン監視時間は1回の吸引を含んでいる。
ただし、パターン6の場合、1つ目の加熱オン監視時間内の1回の吸引が加熱オン監視時間を超えて継続し、その点で、吸引パターン4及び5と相違する。吸引は継続していても、カートリッジ20を加熱する加熱部121L-1への給電は、加熱オン監視時間が経過した時点で停止されるので、加熱オン時間は、2.4秒となる。このため、図13の例では、ノーマルモードであれば2.0%のエアロゾル源が消費され、ハイモードであれば3.3%のエアロゾル源が消費される。
この吸引パターンを繰り返すユーザの場合、ノーマルモードであれば1つのカプセル30を約50回(吸引回)、ハイモードであれば1つのカプセル30を約30回(吸引回)使用することが可能になる。
<加熱禁止時間を設定する場合の例>
以下では、図17を使用して、加熱禁止時間を設定する場合における、複数の吸引パターンと液体由来のエアロゾルを生成するために供給される電力の決定例について説明する。
図17は、吸引パターン7及び8を説明する図である。(A)は吸引パターン7の例を示し、(B)は吸引パターン8の例を示す。図17には、図14との対応部分に対応する符号を付して示している。
<吸引パターン7>
吸引パターン7には、2つの加熱オン監視時間が含まれている。
1つ目の加熱オン監視時間は2回の吸引を含み、2回目の吸引は加熱オン監視時間の終了時まで継続している。
吸引パターン7においては、1つ目の加熱オン監視時間の経過後、1.2秒間の加熱禁止時間が設定される。また、吸引パターン7においては、1つ目の加熱オン監視時間の経過後、加熱禁止時間内に、新たなパフが検出されている。さらに、吸引パターン7においては、1つ目の加熱オン監視時間の経過後、1.2秒後に再度新たなパフが検出されている。
なお、吸引パターン7では、加熱禁止期間の終了のタイミングに吸引が検出されているため、加熱禁止期間の長さと加熱オフ期間とが同じ1.2秒となっている。加熱禁止期間の終了後に最初に検出された吸引が、例えば1.0秒後であった場合には、加熱オフ時間は2.2秒(1つ目の加熱オン監視時間経過後から、加熱禁止期間の終了後に最初に検出された吸引の時点までの2.2秒)となる。
加熱禁止時間ではカートリッジ20の加熱は実行されないため、吸引パターン7における加熱オン時間の合計時間は2.0秒である。このため、図13の例では、ノーマルモードであれば1.6%のエアロゾル源が消費され、ハイモードであれば2.5%のエアロゾル源が消費される。
<吸引パターン8>
吸引パターン8も、2つの加熱オン監視時間を含んでいる。ただし、吸引パターン8における1つ目の加熱オン監視時間における2回目の吸引は、加熱オン監視時間の終了前に終了している。なお、2つ目の加熱オン監視時間における1回目の吸引は、吸引パターン7と同じである。
吸引パターン8の場合も、1つ目の加熱オン監視時間が開始する直前の加熱オフ時間の長さと、2つ目の加熱オン監視時間が開始する直前の加熱オフ時間の長さは、吸引パターン7と同じである。
吸引パターン8において、1つ目の加熱オン監視時間の経過後、1.2秒間の加熱禁止時間が設定される。また、吸引パターン8において、1つ目の加熱オン監視時間の経過後、加熱禁止時間内に、新たなパフが検出されている。さらに、吸引パターン8において、1つ目の加熱オン監視時間の経過後、1.2秒後に再度新たなパフが検出されている。
したがって、吸引パターン8において、加熱オフ期間は、1つ目の加熱オン監視時間が経過してから、加熱禁止期間の終了後に最初に検出された吸引の開始時刻までの時間である1.2秒となる。すなわち、加熱禁止時間内に吸引が検出されても、カートリッジ20の加熱は実行されないため、加熱オフ期間の計算には含めない。
加熱禁止時間ではカートリッジ20の加熱は実行されないため、吸引パターン8における加熱オン時間の合計時間は1.2秒である。このため、図13の例では、ノーマルモードであれば0.86%のエアロゾル源が消費され、ハイモードであれば1.2%のエアロゾル源が消費される。
<実施の形態2>
本実施の形態では、加熱オン監視時間毎に測定される加熱オン時間の合計値に対応する消費量を計算式に基づいて計算する例を説明する。
なお、本実施の形態で想定するエアロゾル生成装置10の外観や内部構成等は、実施の形態1で説明したエアロゾル生成装置10と同じである。
図18は、加熱オン時間の長さに応じたカプセル30の消費量の計算方法を説明する図である。
図18における横軸は加熱オン時間の長さであり、単位は秒である。また、図18における縦軸はカプセル30の消費量であり、単位は%である。なお、前述した吸引パターン1~3(図14、図15参照)のように、1つの加熱オン監視時間内に複数の吸引が含まれる場合、横軸に示す加熱オン時間は、各吸引に対応する加熱オン時間の合計値である。
図18では、ノーマルモード時における加熱オン時間の長さとカプセル30の消費量の関係を実線で示し、ハイモード時における加熱オン時間の長さとカプセル30の消費量の関係を破線で示している。
図18からも分かるように、加熱オン時間が同じ長さの場合、ハイモード時の消費量が、ノーマルモード時の消費量よりも大きい。
なお、図18に示すグラフの変化は、図13に示すテーブルの算出にも使用される。
因みに、加熱オン時間の長さをx、カプセル30の消費量をyとすると、各動作モード時における消費量は、例えば次の計算式で計算される。
・ノーマルモード時
y=1.0x-0.4 (ただし、1.5≦x≦2.4)
y=0.8x-0.1 (ただし、0.5≦x<1.5)
y=0.3 (ただし、x<0.5)
・ハイモード時
y=2.0x-1.5 (ただし、1.5≦x≦2.4)
y=1.0x (ただし、0.5 ≦x<1.5)
y=0.5 (ただし、x<0.5)
なお、図18に示す計算式は一例であり、傾きの角度や傾きが切り替わる加熱オン時間の長さは異なる値を用いてもよい。
また、図18に示す計算式は線形方程式であるが、加熱オン時間の長さに応じて計算される消費量が非線形方程式で表現されてもよい。なお、各計算式が対応する範囲毎に、線形方程式と非線形方程式が混在してもよい。
本実施の形態の場合のように、計算式を予め用意すれば、加熱オン監視時間が終了するたびに消費量を計算する必要があるが、テーブルには用意されていない任意の加熱オン時間の長さについても消費量の計算の正確性を向上することが可能になる。
<実施の形態3>
本実施の形態では、ハイモード時に使用するカプセル30の他の加熱制御例について説明する。
実施の形態3で想定するエアロゾル生成装置10(図1参照)では、加熱オン監視時間内におけるカプセル30の加熱を、カートリッジ20の加熱に連動して制御する点で実施の形態1と相違する。
なお、本実施の形態で想定するエアロゾル生成装置10の外観や内部構成等は、実施の形態1で説明したエアロゾル生成装置10と同じである。
図19は、実施の形態3におけるカートリッジ20とカプセル30の加熱タイミングの例を説明する図である。(A)は吸引の期間を示し、(B)はカートリッジ20の加熱タイミングの例を示し、(C)はカプセル30の加熱タイミングの例を示す。
図19には、図8との対応部分に対応する符号を付して示している。
図19(A)に示す吸引パターンは、図8(A)に示す吸引パターンと同じである。すなわち、1つ目の加熱オン監視時間内に2回の吸引が検出され、2回目の吸引は、加熱オン監視時間が経過する前に終了している。このため、加熱オン監視時間内には、図19(B)に示すように、カートリッジ20の加熱は、検出された吸引の期間に連動して2回実行されている。
相違点は、カプセル30の加熱制御である。
本実施の形態では、図19(C)に示すように、カートリッジ20の加熱がオフ制御される期間に、カプセル30の加熱制御が実行される。また、カートリッジ20の加熱がオン制御される場合、カプセル30の加熱は停止(オフ制御)又は低減される。すなわち、カートリッジ20の加熱の制御がカプセル30の加熱の制御に優先される。
図19(A)の場合、2回目の吸引は、加熱オン監視時間が経過する前に終了するので、カプセル30の加熱は、加熱オン監視時間が終了する前から開始される。なお、加熱禁止時間を設定する場合において、カプセル30の加熱は、当該加熱禁止時間中も継続されてもよい。
この加熱制御を採用すると、カプセル30の温度が下がり難くなるので、ユーザが吸引するエアロゾルに含まれる固形物由来のエアロゾルの濃度を増加されることができる。
<実施の形態4>
本実施の形態では、カプセル30を加熱する加熱部121L-2(図3参照)を備えないエアロゾル生成装置について説明する。
<外観例>
図20は、実施の形態4で想定するエアロゾル生成装置1000の外観例を説明する図である。
図20に示すエアロゾル生成装置1000も、電子たばこの一形態である。エアロゾル生成装置1000は、概略円筒型の形状を有し、燃焼を伴わずに液体由来のエアロゾルを生成する。
エアロゾル生成装置1000は、複数のユニットにより構成されている。図20の場合、複数のユニットは、電源ユニット1010と、カートリッジ20(図2参照)が装着されるカートリッジカバー1020と、カプセル30(図2参照)が装着されるカプセルホルダ1030とで構成される。
カートリッジカバー1020は、電源ユニット1010に対して着脱が可能であり、カプセルホルダ1030は、カートリッジカバー1020に対して着脱が可能である。換言すると、カートリッジカバー1020とカプセルホルダ1030は、いずれも交換が可能である。
電源ユニット1010には、電子回路等が内蔵されている。電源ユニット1010の側面には、操作ボタン1011が設けられている。操作ボタン1011は、電源ユニット1010に対するユーザの指示の入力に使用される操作部の一例である。操作ボタン1011は、前述した操作ボタン11B(図1参照)に対応する。
カートリッジカバー1020の側面には、空気の流入孔(以下「空気流入孔」という)1021が設けられている。空気流入孔1021から流入した空気が、カートリッジカバー1020の内部を通過し、カプセルホルダ1030から排出される。
ユーザは、カプセルホルダ1030のマウスピース1031を加えてエアロゾルを吸引する。
<エアロゾル源等の装着例>
図21は、実施の形態4で想定するエアロゾル源等の装着の仕方を説明する図である。
まず、電源ユニット1010の上部に対し、カートリッジカバー1020が装着される。なお、電源ユニット1010に対してカートリッジカバー1020を例えば120°回転することで、電源ユニット1010に対するカートリッジカバー1020の着脱が行われる。
カートリッジカバー1020は筒状体であり、その上端部を通じ、カートリッジ20の着脱が行われる。
カートリッジ20をカートリッジカバー1020に装着した後、カプセルホルダ1030の下端部がカートリッジカバー1020に装着される。カプセルホルダ1030も、例えば120°の回転により、カートリッジカバー1020に対するカプセルホルダ1030の着脱か可能である。カートリッジカバー1020に取り付けられたカプセルホルダ1030は、カートリッジカバー1020に挿入されたカートリッジ20の飛び出しを防ぐ押さえとして機能する。
カプセルホルダ1030の上端部には開口が設けられている。開口は、カプセルホルダ1030の内部に設けられている不図示の筒状体の端部を構成する。この開口に対し、カプセル30が装着される。カプセル30は、カプセルホルダ1030の開口に押し込むことで装着が可能であり、カプセルホルダ1030の開口から引き出すことで取り外しが可能である。なお、カプセル30の上端部がマウスピース1031として使用される。
<装置内部の構成>
図22は、実施の形態4で想定するエアロゾル生成装置1000の内部構成を模式的に示す図である。図22には、図3との対応部分に対応する符号を付して示している。
図22に示す内部構成も、カートリッジカバー1020に装着されたカートリッジ20(図2参照)と、カプセルホルダ1030に装着されたカプセル30(図2参照)を含んでいる。
図22に示す内部構成も、電源ユニット1010、カートリッジカバー1020、カプセルホルダ1030の内部に設ける部品やそれらの位置関係を説明することを目的とする。このため、図21に示す部品等の外観は、前述した外観図と必ずしも一致しない。
模式図上の違いは、カプセルホルダ1030に加熱部121L-1、保持部140L、断熱部144L等が設けられていない点を除き、基本的な構成は、エアロゾル生成装置10(図3参照)と同じである。
<加熱モード>
図23は、実施の形態4におけるカートリッジ20の加熱制御の一部分を説明するフローチャートである。図23には、図12との対応部分に対応する符号を付して示している。
本実施の形態で想定するエアロゾル生成装置1000では、カプセル30を加熱する加熱部121L-2を有しないので、実施の形態1の意味でのハイモードは設けられていない。このため、加熱モードの違いによる電力の切り替えは不要である。よって、ステップ13(図12参照)が設けられない。
加熱モードを取得しないので、ステップ12を実行した制御部116Lは、加算出された合計時間に基づいて、今回の加熱オン監視時間に消費されたカプセルの消費量を計算する(ステップ21)。
このステップ21でステップ14(図12参照)が置換される点が、図12に示すフローチャートとの違いである。
<まとめ>
本実施の形態におけるエアロゾル生成装置1000は、加熱モードとして、実施の形態1で説明したノーマルモードしか有しないが、実施の形態1と同様、エアロゾルの吸引に伴うカプセル30の消費量を正確に計算することが可能になる。これにより、エアロゾル源の残量の精度も高めることが可能になる。
なお、カートリッジ20を加熱する加熱部121L-1のみを有するエアロゾル生成装置1000であっても、カートリッジ20の加熱モードとして複数種類を用意してもよい。
例えばエアロゾルの生成量が標準的な標準モードと、標準モードよりもエアロゾルの生成量が増える増量モードとを用意してもよい。例えば増量モードを用いる場合には、加熱部121L-1に供給する電力を、標準モードを用いる場合に加熱部121L-1に供給する電力よりも大きくすることで、加熱部121L-1の発熱量を増加させてもよい。
標準モードと増量モードの切り替えが可能な場合には、実施の形態1と同様、加熱モード別に、カプセル30の消費量を計算する。
<実施の形態5>
本実施の形態では、加熱オン監視時間を設定しない加熱モードを採用する場合について説明する。
本実施の形態では、実施の形態4で説明したエアロゾル生成装置1000(図20参照)を前提とする。もっとも、実施の形態1で説明したエアロゾル生成装置10(図1参照)を前提としてもよい。
なお、本実施の形態で想定するエアロゾル生成装置1000等の外観や内部構成等は、実施の形態4で説明したエアロゾル生成装置1000等と同じである。
本実施の形態の場合、加熱オン監視時間を設けないので、吸引が長くなると、加熱オン時間も長くなる。このため、加熱オン時間の長さに応じた消費量の対応関係を記録するテーブルや計算式については、加熱オン時間が長くなる方向に拡張すればよい。
図24は、実施の形態5におけるカートリッジ20の加熱制御とカプセル30の消費量の計算手法の一例を説明するフローチャートである。図24には、図11及び図12との対応部分に対応する符号を付して示している。
まず、ロック状態が解除される等により制御を開始した制御部116Lは、吸引の開始を検出したか否かを判定する(ステップ31)。
吸引の開始が検出されない間、制御部116Lは、ステップ31で否定結果(ステップ31の「NO」)を得、ステップ31の判定を繰り返す。
吸引の開始を検出すると、制御部116Lは、ステップ31で肯定結果(ステップ31の「YES」)を得、カートリッジ20を加熱する加熱部121L-1に対する電力の供給を指示する(ステップ3)。
次に、制御部116Lは、吸引の終了を検出したか否かを判定する(ステップ5)。吸引の終了が検出されるまで、制御部116Lは、ステップ5で否定結果(ステップ5の「NO」)を得、ステップ5の判定を繰り返す。
吸引の終了を検出すると、制御部116Lは、ステップ5で肯定結果(ステップ5の「YES」)を得、カートリッジ20を加熱する加熱部121L-1に対する電力の供給を停止する(ステップ7)。
次に、制御部116Lは、今回の吸引に関する加熱オン時間を取得する(ステップ8)。本実施の形態の場合、加熱オン監視時間を設定しないので合計値の算出は不要である。
加熱オン時間が取得されると、制御部116Lは、今回の吸引で消費されたカプセル30の消費量を計算する(ステップ32)。
例えばノーマルモードだけを使用する場合には、ノーマルモード用のテーブルや計算式を使用して消費量が計算される。
もっとも、ノーマルモードとハイモードの切り替えが可能な場合や標準モードと増量モードの切り替えが可能な場合には、実施の形態1と同様、加熱モード別に用意されたテーブルや計算式を使用して消費量を計算する。
次に、制御部116Lは、新たに計算された消費量で累積消費量を更新し(ステップ15)、ステップ31に戻る。図24に示すループ処理は、ロック状態に移行するまで繰り返される。
<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、エアロゾル生成装置10(図1参照)及び1000(図20参照)が電子たばこである場合について説明したが、ネブライザーなどの医療用の吸入器でもよい。エアロゾル生成装置10等がネブライザーの場合、液体のエアロゾル源や固形物のエアロゾル源は、患者が吸入するための薬剤を含んでもよい。
(3)前述の実施の形態においては、液体のエアロゾル源を加熱部121L-1で加熱してエアロゾルを生成しているが、液体のエアロゾル源を振動子で振動させてエアロゾルを生成してもよい。また、加熱部121L-1を金属等の導電性の素材により構成されるサセプタとして構成し、このサセプタを電磁誘導源により誘導加熱してエアロゾルを生成してもよい。
(4)前述の実施の形態においては、ハイモードにおける加熱部121L-1と加熱部121L-2の同時加熱を禁止しているが、同時加熱を許容してもよい。すなわち、加熱部121L-1による加熱の期間と加熱部121L-2による加熱の期間の一部又は全部の重複を許容してもよい。もっとも、同時加熱を許容する場合には、電池の出力電流の上限値を超過しないように、同時加熱中に加熱部121L-1及び121L-2に供給する電力の最大値を、単独での加熱時に供給する電力の最大値より小さくすることが望ましい。
なお、カートリッジ20とカプセル30の同時加熱を許容する場合、カプセル30の消費量は、カートリッジ20とカプセル30をそれぞれ単独で加熱する場合に比して異なる可能性がある。その場合には、同時加熱モードに専用のテーブルや計算式を用意することが望ましい。
(5)前述の実施の形態においては、加熱オン監視時間が初期値のまま固定である場合を想定しているが、加熱オン監視時間として複数の値を用意し、ユーザがいずれかの値を選択可能にしてもよい。この場合、カートリッジ20を連続的に加熱することが可能な最長時間が変化するが、選択可能な複数の値のうちで最も大きい値までを含むテーブルや計算式を用意していれば、消費量の計算については前述した各実施の形態の手法を適用することが可能である。
10、1000…エアロゾル生成装置、11…装置本体、11A…ディスプレイ、11B…操作ボタン、12、1030…カプセルホルダ、20…カートリッジ、30…カプセル、121L-1、121L-2…加熱部、1010…電源ユニット、1020…カートリッジカバー

Claims (10)

  1. ユーザの吸引を検知するセンサと、
    第1のエアロゾル源を加熱する第1の加熱部と、
    前記第1の加熱部に対する電力の供給を制御する制御部と、
    を有し、
    前記制御部は、
    前記センサによる吸引の検知に連動して前記第1の加熱部に電力を供給し、
    前記第1の加熱部による前記第1のエアロゾル源の加熱時間長に基づいて、前記第1のエアロゾル源に由来する第1のエアロゾルと空気との混合気体が通過する第2のエアロゾル源の消費量を計算する、
    エアロゾル生成装置であり、
    前記第2のエアロゾル源を通過する前記混合気体には、前記第2のエアロゾル源に由来する第2のエアロゾルが含まれる、
    エアロゾル生成装置
  2. 前記制御部は、
    前記ユーザの吸引の検知により予め定めた長さの監視期間を設定し、
    前記監視期間毎に、当該監視期間内における前記加熱時間長を取得し、
    取得された前記加熱時間長に基づいて、前記監視期間内に消費された前記第2のエアロゾル源の消費量を計算する、
    請求項1に記載のエアロゾル生成装置。
  3. 前記制御部は、
    前記監視期間内に複数の吸引が検知される場合、当該複数の吸引の合計時間を前記加熱時間長とする、
    請求項2に記載のエアロゾル生成装置。
  4. 前記制御部は、
    1つの前記監視期間を1吸引回とする場合に、吸引回毎に計算された前記消費量の累積値に基づいて、前記第2のエアロゾル源の残量を計算する、
    請求項2又は3に記載のエアロゾル生成装置。
  5. 前記制御部は、
    前記監視期間内における前記加熱時間長を大きさに応じて複数の範囲に分類し、範囲別に用意された計算手法により前記消費量を計算する、
    請求項に記載のエアロゾル生成装置。
  6. 前記第2のエアロゾル源を加熱する第2の加熱部を更に有し、
    前記制御部は、
    前記第1の加熱部のみを使用する第1の加熱と、当該第1の加熱部と前記第2の加熱部の両方を使用する第2の加熱との切り替えが可能な場合、当該第1の加熱と当該第2の加熱の切り替えに伴い、前記第2のエアロゾル源の消費量の計算方法を切り替える、
    請求項1~5のいずれか1項に記載のエアロゾル生成装置。
  7. 前記制御部は、
    前記第1の加熱と前記第2の加熱における前記加熱時間長が同じである場合、当該第2の加熱時における前記第2のエアロゾル源の消費量を、当該第1の加熱時における当該第2のエアロゾル源の消費量よりも大きな値として計算する、
    請求項6に記載のエアロゾル生成装置。
  8. 前記第2のエアロゾル源は、機構部に保持されたエアロゾル源である、
    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。
  9. エアロゾルを生成するエアロゾル生成装置の制御方法であって、
    センサがユーザの吸引を検知するステップと、
    第1の加熱部が第1のエアロゾル源を加熱するステップと、
    制御部が、前記センサによる吸引の検知に連動して前記第1の加熱部に電力を供給するステップと、
    前記制御部が、前記第1の加熱部による前記第1のエアロゾル源の加熱時間長に基づいて、前記第1のエアロゾル源に由来する第1のエアロゾルと空気との混合気体が通過する第2のエアロゾル源の消費量を計算するステップと、
    を含み、
    前記第2のエアロゾル源を通過する前記混合気体には、前記第2のエアロゾル源に由来する第2のエアロゾルが含まれる、ことを特徴とする制御方法。
  10. コンピュータに、
    センサがユーザの吸引を検知する工程と、
    第1の加熱部が第1のエアロゾル源を加熱する工程と、
    前記センサによる吸引の検知に連動して前記第1の加熱部に電力を供給する工程と、
    前記第1の加熱部による前記第1のエアロゾル源の加熱時間長に基づいて、前記第1のエアロゾル源に由来する第1のエアロゾルと空気との混合気体が通過する第2のエアロゾル源の消費量を計算する工程と、
    を実行させるためのプログラムであり、
    前記第2のエアロゾル源を通過する前記混合気体には、前記第2のエアロゾル源に由来する第2のエアロゾルが含まれる、プログラム
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