(57)【要約】  低コスト且つ高精度でエアロゾル源の不足や枯渇を検知することができる、エアロゾル生成装置を提供する。  エアロゾル生成装置１００は、エアロゾル源を貯留する貯留部１１６Ａ又はエアロゾル源を保持するエアロゾル基材１１６Ｂと、電源１１０からの給電による発熱でエアロゾル源を霧化し、且つ、貯留部１１６Ａ又はエアロゾル基材１１６Ｂにおけるエアロゾル源の枯渇が発生する時のみ到達可能な温度で加熱されると物性が変化する負荷１３２と、負荷１３２の物性に関連する値を出力するセンサ１１２と、エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで負荷１３２が昇温した後のセンサ１１２の出力値に基づき、枯渇の発生を判断するよう構成される制御部１０６とを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアロゾル源を貯留する貯留部又は前記エアロゾル源を保持するエアロゾル基材と、
電源からの給電による発熱で前記エアロゾル源を霧化し、且つ、前記貯留部又は前記エアロゾル基材における前記エアロゾル源の枯渇が発生する時のみ到達可能な温度で加熱されると物性が変化する負荷と、
前記負荷の物性に関連する値を出力するセンサと、
前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷が昇温した後の前記センサの出力値に基づき、前記枯渇の発生を判断するよう構成される制御部と、
を含む、
エアロゾル生成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷が昇温した後の定常状態における前記センサの出力値である定常値に基づき、前記枯渇の発生を判断するよう構成される、
請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項３】
前記制御部は、エアロゾル生成に対する要求を取得可能であり、且つ前記要求の取得を契機に前記定常値を取得するよう構成される、
請求項２に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷を昇温させる前後における前記センサの出力値の変化量に基づき、前記枯渇の発生を判断するよう構成される、
請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷を昇温させる前後の定常状態における前記センサの出力値の差に基づき、前記枯渇の発生を判断するよう構成される、
請求項４に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷が昇温した後、前記センサの出力値が定常状態に至るまで、前記負荷による前記エアロゾル源の霧化を禁止するよう構成される、
請求項５に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷が昇温した後の冷却過程において、定常状態に至る前の前記センサの出力値と、前記枯渇が発生した場合の定常状態における前記負荷の物性に関連する値に既定値を加えた値との比較に基づき、又は、定常状態に至る前の前記センサの出力値に既定値を減じた値と、前記枯渇が発生した場合の定常状態における前記負荷の物性に関連する値との比較に基づき、前記枯渇の発生を判断するよう構成される、
請求項１から６のいずれか１項に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項８】
前記負荷は、温度に応じて電気抵抗値が変化し、
前記センサは、前記負荷の物性に関連する値として、前記負荷の電気抵抗値に関する値を出力する、
請求項１から７のいずれか１項に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷が昇温した後の前記センサの出力値と、前記負荷の表面に保護膜が形成された場合の前記負荷の抵抗値に関連する値との比較に基づき、前記枯渇の発生を判断するよう構成される
請求項８に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷を昇温させる前後における前記センサの出力値の変化量と、前記負荷の表面における保護膜の形成による前記負荷の抵抗値に関連する値の変化量との比較に基づき、前記枯渇の発生を判断するよう構成される、
請求項８又は９に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項１１】
前記負荷は、銅の酸化還元電位以下の酸化還元電位を持つ金属を含む、
請求項１から１０のいずれか１項に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項１２】
前記負荷は、不動態被膜を有さない、
請求項１から１１のいずれか１項に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項１３】
前記負荷は、ＮｉＣｒを含む、
請求項１２に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項１４】
前記電源と前記負荷の間に直列接続され、第１開閉器を有する第１回路と、
前記電源と前記負荷の間に直列接続され、前記第１回路と並列に接続され，第２開閉器を有し，前記第１回路より電気抵抗値が大きい第２回路と、
を含み、
前記制御部は、
前記第１開閉器と前記第２開閉器を制御し、
前記第１開閉器と前記第２開閉器のうち、前記第２開閉器のみをオンしている間の前記センサの出力値に基づき、前記枯渇の発生を判断するよう構成される、
請求項１から１３のいずれか１項に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項１５】
エアロゾル源の枯渇が発生する時のみ到達可能な温度で加熱されると物性が変化する負荷を含むエアロゾル生成装置を動作させる方法であって、
前記負荷の物性に関連する値を検出するステップと、
前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷が昇温した後の前記検出された値に基づき、前記エアロゾル源の枯渇の発生を判断するステップと、
を含む、方法。
【請求項１６】
プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに、請求項１５に記載の方法を実行させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ユーザが吸引するエアロゾルを生成するエアロゾル生成装置並びにこれを動作させる方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な電子たばこ、加熱式たばこ、ネブライザーなどの、ユーザが吸引するエアロゾルを生成するためのエアロゾル生成装置においては、霧化されることでエアロゾルとなるエアロゾル源が不足しているときにユーザが吸引を行うと、ユーザに対して十分なエアロゾルを供給できない。加えて、電子たばこや加熱式たばこの場合、意図しない香喫味を有するエアロゾルが放出され得るという問題が生じる。【０００３】
この問題に対する解決策として、特許文献１には、ヒータを冷却する際にヒータ温度がある温度から別の温度まで下がるのに要する時間に基づいて、エアロゾル源の枯渇を検知する技術が開示されている。特許文献２から５もまた、上記の問題を解決するため又は上記の問題の解決に寄与する可能性がある種々の技術を開示している。【０００４】
これらの技術は発展途上にある。低コスト且つ高精度でエアロゾル生成装置のヒータの冷却過程を観測することができる技術、低コスト且つ高精度でエアロゾル生成装置内のエアロゾル源の不足や枯渇を検知することができる技術などが必要とされている。なお、ヒータの冷却工程は、エアロゾル生成装置の状態に応じた影響を受ける。従って、ヒータの冷却工程を観測すれば、エアロゾル生成装置の状態を知ることができるため、低コスト且つ高精度でエアロゾル生成装置のヒータの冷却過程を観測することができる技術もまた必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１７／１８５３５５号
【特許文献２】国際公開第２０１７／１８５３５６号
【特許文献３】国際公開第２０１７／０２４４７７号
【特許文献４】国際公開第２０１７／１４４１９１号
【特許文献５】国際公開第２０１７／０８４８１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示は、上記の点に鑑みてなされたものである。【０００７】
本開示が解決しようとする第１の課題は、低コスト且つ高精度でヒータの冷却過程を観測することができ、さらには低コスト且つ高精度でエアロゾル源の不足や枯渇を検知することができる、エアロゾル生成装置並びにそれを動作させる方法及びプログラムを提供することである。【０００８】
本開示が解決しようとする第２の課題は、低コスト且つ高精度でエアロゾル源の不足や枯渇を検知することができる、エアロゾル生成装置並びにそれを動作させる方法及びプログラムを提供することである。【０００９】
本開示が解決しようとする第３の課題は、低コスト且つ高精度でエアロゾル源の不足や枯渇を検知することができる、エアロゾル生成装置並びにそれを動作させる方法及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した第１の課題を解決するため、本開示の第１の実施形態によれば、エアロゾル源を貯留する貯留部又は前記エアロゾル源を保持するエアロゾル基材と、電源からの給電による発熱で前記エアロゾル源を霧化し、且つ温度に応じて電気抵抗の値が変化する負荷と、前記負荷の電気抵抗の値又は電気抵抗に関連する電気的な値を検出するセンサと、前記センサにより検出される値の時系列的な変化に基づき、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷が昇温した後の前記負荷の冷却過程を、前記センサにより検出される値の時系列的な変化と前記負荷の温度の低下が相関関係を保持する態様で、監視するよう構成される制御部と、を含む、エアロゾル生成装置が提供される。【００１１】
一実施形態において、前記制御部は、エアロゾル生成に対する要求に基づき、前記電源から前記負荷への給電を制御するよう構成される。前記給電の終了から前記冷却過程の監視の開始までの時間と、前記冷却過程の監視中に前記センサが前記電気抵抗の値又は前記電気抵抗に関連する電気的な値を検出する周期とのうち少なくとも一方は、前記制御部が達成可能な最小値より大きい。【００１２】
一実施形態において、前記制御部は、前記冷却過程に基づき、前記貯留部又は前記エアロゾル基材における前記エアロゾル源の枯渇の発生を判断するよう構成される。【００１３】
一実施形態において、前記制御部は、前記冷却過程の開始時又は開始直後に、前記冷却過程の監視が行われない又は監視された前記冷却過程に基づく前記枯渇の発生が判断されない不感帯を設けるよう構成される。【００１４】
一実施形態において、前記制御部は、エアロゾル生成に対する要求に基づき、前記電源から前記負荷への給電を制御するよう構成される。前記不感帯は、前記給電の終了時に生じる残留電流とサージ電流のうち少なくとも一方の電流値が閾値以下になるまで設けられる。【００１５】
一実施形態において、前記不感帯の時間の長さは、前記エアロゾル源の枯渇が発生しない場合に前記冷却過程が完了するまでの時間の長さより短い。【００１６】
一実施形態において、前記制御部は、エアロゾル生成に対する要求に基づき、前記電源から前記負荷への給電を制御し、前記給電の終了時に生じる残留電流とサージ電流のうち少なくとも一方の電流値が閾値以下になるのに必要な時間より長い周期で、前記冷却過程の監視中に前記センサによって前記電気抵抗値に関連する値を検出するよう構成される。【００１７】
一実施形態において、前記制御部は、前記冷却過程の監視中に前記センサによって前記電気抵抗の値又は前記電気抵抗に関連する電気的な値を検出する周期を段階的に短くするよう構成される。【００１８】
一実施形態において、前記制御部は、前記センサによって検出される値に対応する前記負荷の温度が低いほど、前記冷却過程の監視中に前記センサによって前記電気抵抗の値又は前記電気抵抗に関連する電気的な値を検出する周期を短くするよう構成される。【００１９】
一実施形態において、前記制御部は、前記冷却過程の開始時又は開始直後に前記センサによって検出される値を、前記センサにより検出される値の時系列的な変化を平滑化することによって補正し、前記補正された前記値に基づき、前記冷却過程を監視するよう構成される。【００２０】
一実施形態において、前記制御部は、平均化処理とローパスフィルタのうち少なくとも一方を用いて、前記センサによって検出される値を補正するよう構成される。【００２１】
一実施形態において、前記制御部は、前記センサにより検出される値が定常状態になるまでの前記冷却過程に基づき、前記エアロゾル源の枯渇の発生を判断するよう構成される。【００２２】
一実施形態において、前記制御部は、エアロゾル生成に対する要求に基づき、前記電源から前記負荷への給電を制御し、前記給電を実行する前に前記センサにより検出される値と、前記冷却過程において前記センサにより検出される値との比較に基づき、前記センサにより検出される値が定常状態に至ったかを判断するよう構成される。【００２３】
一実施形態において、前記制御部は、室温より既定値だけ高い温度に対応する前記センサにより検出される値と前記冷却過程において前記センサにより検出される値との比較に基づき、前記センサにより検出される値が定常状態に至ったかを判断するよう構成される。【００２４】
一実施形態において、前記既定値は、前記センサの誤差に起因する、前記センサにより検出される値から得られる前記負荷の温度の誤差より大きい。【００２５】
一実施形態において、前記制御部は、前記センサにより検出される値の時間微分値に基づき、前記センサにより検出される値が定常状態に至ったかを判断するよう構成される。【００２６】
一実施形態において、前記制御部は、前記センサにより検出される値の偏差又は分散に基づき、前記センサにより検出される値が定常状態に至ったかを判断するよう構成される。【００２７】
また、本開示の第１の実施形態によれば、エアロゾル生成装置を動作させる方法であって、温度に応じて電気抵抗値が変化する負荷への給電による発熱によってエアロゾル源を霧化するステップと、前記負荷の電気抵抗の値又は電気抵抗に関連する電気的な値を検出するステップと、前記検出される値の時系列的な変化に基づき、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷が昇温した後の冷却過程を、前記センサにより検出される値の時系列的な変化と前記負荷の温度の低下が相関関係を保持する態様で、監視するステップとを含む、方法が提供される。【００２８】
また、本開示の第１の実施形態によれば、エアロゾル源を貯留する貯留部又は前記エアロゾル源を保持するエアロゾル基材と、電源からの給電による発熱で前記エアロゾル源を霧化し、且つ温度に応じて電気抵抗値が変化する負荷と、前記負荷の電気抵抗の値又は電気抵抗に関連する電気的な値を検出するセンサと、前記センサにより検出される値の時系列的な変化に基づき、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷が昇温した後の冷却過程を監視するよう構成される制御部と、を含む、エアロゾル生成装置が提供される。前記制御部は、前記負荷の温度と電気抵抗の値又は電気抵抗に関連する電気的な値とが乖離しないタイミング、又は、前記冷却過程における前記負荷の冷却を妨げない頻度で、前記冷却過程の監視中、前記センサによって前記値を検出するよう構成される。【００２９】
また、本開示の第１の実施形態によれば、エアロゾル生成装置を動作させる方法であって、温度に応じて電気抵抗値が変化する負荷への給電による発熱によってエアロゾル源を霧化するステップと、前記負荷の電気抵抗の値又は電気抵抗に関連する電気的な値を検出するステップと、前記検出される値の時系列的な変化に基づき、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷が昇温した後の冷却過程を監視するステップとを含み、前記負荷の温度と電気抵抗の値又は電気抵抗に関連する電気的な値とが乖離しないタイミング、又は、前記冷却過程における前記負荷の冷却を妨げない頻度で、前記冷却過程の監視中、前記値が検出される、方法が提供される。【００３０】
また、本開示の第１の実施形態によれば、エアロゾル源を貯留する貯留部又は前記エアロゾル源を保持するエアロゾル基材と、前記電源からの給電による発熱で前記エアロゾル源を霧化し、且つ温度に応じて電気抵抗値が変化する負荷と、前記負荷の電気抵抗の値又は電気抵抗に関連する電気的な値を検出するセンサと、前記センサにより検出される値の時系列的な変化に基づき、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷が昇温した後の冷却過程を監視するよう構成される制御部と、を含む、エアロゾル生成装置が提供される。前記制御部は、前記冷却過程のうち、前記負荷の冷却開始時又は冷却開始直後よりも後、かつ前記負荷が室温に至るよりも前の、前記センサにより検出される値の時系列的な変化に基づき、前記貯留部における前記エアロゾル源の枯渇の発生を判断するよう構成される。【００３１】
一実施形態において、前記制御部は、前記センサにより検出される値又は該値の時系列的な変化に基づき、前記センサにより検出される値が定常状態に至ったかを判断し、前記センサにより検出される値が定常状態に至るまでの前記冷却過程に基づき、前記枯渇の発生を判断するよう構成される。【００３２】
また、本開示の第１の実施形態によれば、エアロゾル生成装置を動作させる方法であって、温度に応じて電気抵抗値が変化する負荷への給電による発熱によってエアロゾル源を霧化するステップと、前記負荷の電気抵抗の値又は電気抵抗に関連する電気的な値を検出するステップと、前記検出される値の時系列的な変化に基づき、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷が昇温した後の冷却過程を監視するステップとを含む、方法が提供される。前記冷却過程のうち、前記負荷の冷却開始時又は冷却開始直後よりも後、かつ前記負荷が室温に至るよりも前の、前記検出される値の時系列的な変化に基づき、前記エアロゾル源の枯渇の発生が判断される。【００３３】
また、本開示の第１の実施形態によれば、プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに、上述の方法のいずれかを実行させる、プログラムが提供される。【００３４】
上述した第２の課題を解決するため、本開示の第２の実施形態によれば、エアロゾル源を貯留する貯留部又は前記エアロゾル源を保持するエアロゾル基材と、電源からの給電による発熱で前記エアロゾル源を霧化する負荷と、前記負荷の温度に関連する値を出力するセンサと、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷が昇温した後の冷却過程における、前記センサの出力値から導出される冷却速度に基づき、前記貯留部又は前記エアロゾル基材における前記エアロゾル源の枯渇の発生を判断するよう構成される制御部と、を含む、エアロゾル生成装置が提供される。【００３５】
一実施形態において、前記制御部は、前記冷却過程のうち、前記エアロゾル源の枯渇が発生するときの前記冷却速度と該枯渇が発生しないときの前記冷却速度との間の差が閾値以上である時間帯における前記冷却速度に基づき、前記枯渇の発生を判断するよう構成される。【００３６】
一実施形態において、前記制御部は、前記冷却過程のうち、前記枯渇が発生する時のみ到達可能な温度域に前記負荷の温度が属する時間帯における前記冷却速度に基づき、前記枯渇の発生を判断するよう構成される。【００３７】
一実施形態において、前記制御部は、前記センサの複数の出力値から前記冷却速度を導出し、前記センサの複数の出力値のうち少なくとも時間軸で最先の値を、前記冷却過程のうち、前記枯渇が発生する時のみ到達可能な温度域に前記負荷の温度が属する時間帯において取得するよう構成される。【００３８】
一実施形態において、前記制御部は、前記センサの複数の出力値を、前記冷却過程のうち、前記枯渇が発生する時のみ到達可能な温度域に前記負荷の温度が属する時間帯で取得するよう構成される。【００３９】
一実施形態において、前記負荷は、温度に応じて電気抵抗値が変化し、前記センサは、前記負荷の温度に関連する値として、電気抵抗値に関する値を出力する。【００４０】
一実施形態において、前記制御部は、前記冷却過程の開始時又は開始直後に前記電気抵抗値に関する値が前記センサによって取得されないか又は前記冷却速度が導出されない不感帯を設けるように構成される。あるいは、前記制御部は、前記センサの出力値の時系列的な変化が平滑化されるように補正された、前記冷却過程の開始時又は開始直後の前記センサの出力値に基づき前記冷却速度を導出するよう構成される。【００４１】
一実施形態において、前記制御部は、前記冷却過程の前に前記電源から前記負荷へ給電される電力が段階的に減少又は漸減するように、前記電源から前記負荷への給電を制御するよう構成される。【００４２】
一実施形態において、前記制御部は、エアロゾル生成に対する要求に基づき、前記電源から前記負荷への給電を制御するよう構成される。前記不感帯は、前記給電の終了時に生じる残留電流とサージ電流のうち少なくとも一方の電流値が閾値以下になるまで続くように設けられる。【００４３】
一実施形態において、前記不感帯は、前記枯渇が発生していない場合に前記冷却過程が完了する長さより短い。【００４４】
一実施形態において、エアロゾル生成装置は、さらに、前記電源と前記負荷の間に直列接続され、第１開閉器を有する第１回路と、前記電源と前記負荷の間に直列接続され、前記第１回路と並列に接続され，第２開閉器を有し，前記第１回路より電気抵抗値が大きい第２回路と、を含む。前記制御部は、前記第１開閉器と前記第２開閉器を制御し、前記第１開閉器と前記第２開閉器のうち、前記第２開閉器のみをオンしている間の前記センサの出力値に基づき、前記冷却速度を導出するよう構成される。【００４５】
一実施形態において、前記制御部は、前記冷却過程の直前に前記第２開閉器をオンするよう構成される。【００４６】
一実施形態において、前記給電の終了から前記センサによる前記電気抵抗値に関する値の取得の開始までの時間と、前記センサが前記電気抵抗値に関する値を取得する周期とのうち少なくとも一方が、前記制御部が達成可能な最小値より大きい。【００４７】
また、本開示の第２の実施形態によれば、エアロゾル生成装置を動作させる方法であって、負荷への給電による発熱によってエアロゾル源を霧化するステップと、前記負荷の温度に関連する値を検出するステップと、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷が昇温した後の冷却過程における、前記検出された値から導出される冷却速度に基づき、前記エアロゾル源の枯渇の発生を判断するステップと、を含む、方法が提供される。【００４８】
また、本開示の第２の実施形態によれば、プロセッサにより実行されると前記プロセッサに上述の方法を実行させる、プログラムが提供される。【００４９】
上述した第３の課題を解決するため、本開示の第３の実施形態によれば、エアロゾル源を貯留する貯留部又は前記エアロゾル源を保持するエアロゾル基材と、電源からの給電による発熱で前記エアロゾル源を霧化し、且つ、前記貯留部又は前記エアロゾル基材における前記エアロゾル源の枯渇が発生する時のみ到達可能な温度で加熱されると物性が変化する負荷と、前記負荷の物性に関連する値を出力するセンサと、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷が昇温した後の前記センサの出力値に基づき、前記枯渇の発生を判断するよう構成される制御部と、を含む、エアロゾル生成装置が提供される。【００５０】
一実施形態において、前記制御部は、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷が昇温した後の定常状態における前記センサの出力値である定常値に基づき、前記枯渇の発生を判断するよう構成される。【００５１】
一実施形態において、前記制御部は、エアロゾル生成に対する要求を取得可能であり、且つ前記要求の取得を契機に前記定常値を取得するよう構成される。【００５２】
一実施形態において、前記制御部は、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷を昇温させる前後における前記センサの出力値の変化量に基づき、前記枯渇の発生を判断するよう構成される。【００５３】
一実施形態において、前記制御部は、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷を昇温させる前後の定常状態における前記センサの出力値の差に基づき、前記枯渇の発生を判断するよう構成される。【００５４】
一実施形態において、前記制御部は、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷が昇温した後、前記センサの出力値が定常状態に至るまで、前記負荷による前記エアロゾル源の霧化を禁止するよう構成される。【００５５】
一実施形態において、前記制御部は、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷が昇温した後の冷却過程において、定常状態に至る前の前記センサの出力値と、前記枯渇が発生した場合の定常状態における前記負荷の物性に関連する値に既定値を加えた値との比較に基づき、又は、定常状態に至る前の前記センサの出力値に既定値を減じた値と、前記枯渇が発生した場合の定常状態における前記負荷の物性に関連する値との比較に基づき、前記枯渇の発生を判断するよう構成される。【００５６】
一実施形態において、前記負荷は、温度に応じて電気抵抗値が変化する。前記センサは、前記負荷の物性に関連する値として、前記負荷の電気抵抗値に関する値を出力する。【００５７】
一実施形態において、前記制御部は、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷が昇温した後の前記センサの出力値と、前記負荷の表面に保護膜が形成された場合の前記負荷の抵抗値に関連する値との比較に基づき、前記枯渇の発生を判断するよう構成される。【００５８】
一実施形態において、前記制御部は、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷を昇温させる前後における前記センサの出力値の変化量と、前記負荷の表面における保護膜の形成による前記負荷の抵抗値に関連する値の変化量との比較に基づき、前記枯渇の発生を判断するよう構成される。【００５９】
一実施形態において、前記負荷は、銅の酸化還元電位以下の酸化還元電位を持つ金属を含む。【００６０】
一実施形態において、前記負荷は、不動態被膜を有さない。【００６１】
一実施形態において、前記負荷は、ＮｉＣｒを含む。【００６２】
一実施形態において、エアロゾル生成装置は、さらに、前記電源と前記負荷の間に直列接続され、第１開閉器を有する第１回路と、前記電源と前記負荷の間に直列接続され、前記第１回路と並列に接続され，第２開閉器を有し，前記第１回路より電気抵抗値が大きい第２回路と、を含む。前記制御部は、前記第１開閉器と前記第２開閉器を制御し、前記第１開閉器と前記第２開閉器のうち、前記第２開閉器のみをオンしている間の前記センサの出力値に基づき、前記枯渇の発生を判断するよう構成される。【００６３】
また、本開示の第３の実施形態によれば、エアロゾル源の枯渇が発生する時のみ到達可能な温度で加熱されると物性が変化する負荷を含むエアロゾル生成装置を動作させる方法であって、前記負荷の物性に関連する値を検出するステップと、前記エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで前記負荷が昇温した後の前記検出された値に基づき、前記エアロゾル源の枯渇の発生を判断するステップと、を含む、方法が提供される。【００６４】
また、本開示の第３の実施形態によれば、プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに上述の方法を実行させる、プログラムが提供される。
【発明の効果】
【００６５】
本開示の第１の実施形態によれば、低コスト且つ高精度でヒータの冷却過程を観測することができ、さらには低コスト且つ高精度でエアロゾル源の不足や枯渇を検知することができる、エアロゾル生成装置並びにそれを動作させる方法及びプログラムを提供することができる。【００６６】
本開示の第２の実施形態によれば、低コスト且つ高精度でエアロゾル源の不足や枯渇を検知することができる、エアロゾル生成装置並びにそれを動作させる方法及びプログラムを提供することができる。【００６７】
本開示の第３の実施形態によれば、低コスト且つ高精度でエアロゾル源の不足や枯渇を検知することができる、エアロゾル生成装置並びにそれを動作させる方法及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１Ａ】本開示の一実施形態によるエアロゾル生成装置の構成の概略的なブロック図である。
【図１Ｂ】本開示の一実施形態によるエアロゾル生成装置の構成の概略的なブロック図である。
【図２】本開示の一実施形態による、エアロゾル生成装置の一部に関する例示的な回路構成を示す図である。
【図３】貯留部又はエアロゾル基材内のエアロゾル源が十分にあるとき及びエアロゾル源が枯渇しているときのそれぞれについて、負荷への給電が停止した後の負荷の冷却過程を概略的に示す。
【図４】本開示の一実施形態による、負荷の冷却過程を監視し、エアロゾル源が枯渇しているか否かを判定するための処理のフローチャートである。
【図５】サージ電流の発生により、計測される負荷の抵抗値が大きく変動し得ることを示す。
【図６】本開示の一実施形態による処理を示すフローチャートである。
【図７】サージ電流の発生が及ぼす影響を軽減するための本開示の実施形態を概念的に示す。
【図８】図７に関連する本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。
【図９】サージ電流の発生が及ぼす影響を軽減するための本開示の一実施形態を概念的に示す。
【図１０】図９に関連する本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。
【図１１】本開示の一実施形態による、負荷の冷却過程を監視するための値の計測タイミングを概念的に示す。
【図１２】本開示の一実施形態による、負荷の冷却過程を監視するための値の計測タイミングを概念的に示す。
【図１３】図１２に関連する本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。
【図１４】本開示の一実施形態による、負荷の冷却過程を監視するための値の計測タイミングを概念的に示す。
【図１５】図１４に関連する本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。
【図１６】本開示の一実施形態による、負荷への給電及び給電停止後の負荷の冷却過程を概略的に示す。
【図１７】図１６に関連する本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。
【図１８】本開示の一実施形態による負荷の冷却過程の監視方法を概念的に示す。
【図１９】図１８に関連する本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。
【図２０】本開示の一実施形態による負荷の冷却過程の監視方法を概念的に示す。
【図２１】図２０に関連する本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。
【図２２】図２０に関連する本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。
【図２３】エアロゾル生成装置において負荷への給電を停止した後の負荷の冷却過程を概略的に示すグラフである。
【図２４】実際の負荷の冷却速度を示す図である。
【図２５】負荷の冷却速度を計測するのに適したタイミングについて説明する図である。
【図２６】本開示の一実施形態による、エアロゾル源の枯渇を検知する処理のフローチャートである。
【図２７】本開示の一実施形態による、エアロゾル源の枯渇を検知する処理のフローチャートである。
【図２８】本開示の一実施形態による、エアロゾル生成装置が備える回路を概略的に示す。
【図２９】本開示の一実施形態によるエアロゾル源の枯渇の発生を判断する手法を概念的に示す。
【図３０】図２９に関連する、本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。
【図３１】負荷の製造に用いることができる様々な金属の酸化還元電位及び酸化被膜の形成され易さを示す表である。
【図３２】本開示の一実施形態によるエアロゾル源の枯渇の発生を判断する手法を概念的に示す。
【図３３】図３２に関連する、本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。
【図３４】本開示の一実施形態によるエアロゾル源の枯渇の発生を判断する手法を概念的に示す。
【図３５】図３２に関連する、本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
以下、図面を参照しながら本開示の実施形態について詳しく説明する。なお、本開示の実施形態は、電子たばこ，加熱式たばこ及びネブライザーを含むが、これらに限定されない。本開示の実施形態は、ユーザが吸引するエアロゾルを生成するための様々なエアロゾル生成装置を含み得る。
【００７０】
図１Ａは、本開示の一実施形態に係るエアロゾル生成装置１００Ａの構成の概略的なブロック図である。図１Ａは、エアロゾル生成装置１００Ａが備える各コンポーネントを概略的且つ概念的に示すものであり、各コンポーネント及びエアロゾル生成装置１００Ａの厳密な配置、形状、寸法、位置関係等を示すものではないことに留意されたい。
【００７１】
図１Ａに示されるように、エアロゾル生成装置１００Ａは、第１の部材１０２（以下、「本体１０２」と呼ぶ）及び第２の部材１０４Ａ（以下、「カートリッジ１０４Ａ」と呼ぶ）を備える。図示されるように、一例として、本体１０２は、制御部１０６、通知部１０８、電源１１０、センサ１１２及びメモリ１１４を含んでもよい。エアロゾル生成装置１００Ａは、流量センサ、圧力センサ、電圧センサ、電気抵抗センサ、温度センサなどのセンサを有してもよく、本開示においてはこれらをまとめて「センサ１１２」とも呼ぶ。本体１０２はまた、後述する回路１３４を含んでもよい。一例として、カートリッジ１０４Ａは、貯留部１１６Ａ、霧化部１１８Ａ、空気取込流路１２０、エアロゾル流路１２１、吸口部１２２、保持部１３０及び負荷１３２を含んでもよい。本体１０２内に含まれるコンポーネントの一部がカートリッジ１０４Ａ内に含まれてもよい。カートリッジ１０４Ａ内に含まれるコンポーネントの一部が本体１０２内に含まれてもよい。カートリッジ１０４Ａは、本体１０２に対して着脱可能に構成されてもよい。あるいは、本体１０２及びカートリッジ１０４Ａ内に含まれるすべてのコンポーネントが、本体１０２及びカートリッジ１０４Ａに代えて、同一の筐体内に含まれてもよい。
【００７２】
貯留部１１６Ａは、エアロゾル源を収容するタンクとして構成されてもよい。この場合、エアロゾル源は、例えば、グリセリンやプロピレングリコールといった多価アルコール、水などの液体である。エアロゾル生成装置１００Ａが電子たばこである場合、貯留部１１６Ａ内のエアロゾル源は、加熱することによって香喫味成分を放出するたばこ原料やたばこ原料由来の抽出物を含んでいてもよい。保持部１３０は、エアロゾル源を保持する。例えば、保持部１３０は、繊維状又は多孔質性の素材から構成され、繊維間の隙間や多孔質材料の細孔に液体としてのエアロゾル源を保持する。前述した繊維状又は多孔質性の素材には、例えばコットンやガラス繊維、またはたばこ原料などを用いることができる。エアロゾル生成装置１００Ａがネブライザー等の医療用吸入器である場合、エアロゾル源はまた、患者が吸入するための薬剤を含んでもよい。別の例として、貯留部１１６Ａは、消費されたエアロゾル源を補充することができる構成を有してもよい。あるいは、貯留部１１６Ａは、エアロゾル源が消費された際に貯留部１１６Ａ自体を交換することができるように構成されてもよい。また、エアロゾル源は液体に限られるものではなく、固体でも良い。エアロゾル源が固体の場合の貯留部１１６Ａは、空洞の容器であっても良い。
【００７３】
霧化部１１８Ａは、エアロゾル源を霧化してエアロゾルを生成するように構成される。センサ１１２によって吸引動作が検知されると、霧化部１１８Ａはエアロゾルを生成する。例えば、吸引動作は、流量センサや流速センサによって検知されてもよい。この場合は、ユーザが吸口部１２２を咥えて吸引することで生じる空気取込流路１２０内の空気の流量や流速の絶対値や変化量が既定の条件を満たせば、流量センサや流速センサは吸引動作を検知してもよい。また例えば、吸引動作は、圧力センサによって検知されてもよい。この場合は、ユーザが吸口部１１２を咥えて吸引することで空気取込流路１２０内が負圧になるなどの既定の条件が満たされれば、圧力センサは吸引動作を検知してもよい。なお、流量センサ、流速センサ及び圧力センサはそれぞれ空気取込流路１２０内の流量、流速及び圧力を出力するのみで、その出力に基づいて制御部１０６が吸引動作を検知してもよい。
【００７４】
また例えば、押しボタンやタッチパネル、または加速度センサなどを用いることで、吸引動作を検知することなく、または吸引動作の検知を待たずに、霧化部１１８Ａはエアロゾルを生成してもよく、または霧化部１１８Ａは電源１１０からの給電を受けてもよい。このような構成とすることで、例えば霧化部１１８Ａを構成する保持部１３０や負荷１３２、またはエアロゾル源そのものの熱容量が大きい場合であっても、実際にユーザがエアロゾルを吸引するタイミングにおいて、霧化部１１８Ａは適切にエアロゾルを生成できる。なお、センサ１１２は押しボタンやタッチパネルに対する操作を検知するセンサや、加速度センサを含んでいてもよい。
【００７５】
例えば、保持部１３０は、貯留部１１６Ａと霧化部１１８Ａとを連結するように設けられる。この場合、保持部１３０の一部は貯留部１１６Ａの内部に通じ、エアロゾル源と接触する。保持部１３０の他の一部は霧化部１１８Ａへ延びる。なお、霧化部１１８Ａへ延びた保持部１３０の他の一部は、霧化部１１８Ａに収められてもよく、あるいは、霧化部１１８Ａを通って再び貯留部１１６Ａの内部に通じてもよい。エアロゾル源は、保持部１３０の毛細管効果によって貯留部１１６Ａから霧化部１１８Ａへと運ばれる。一例として、霧化部１１８Ａは、電源１１０に電気的に接続された負荷１３２を含むヒータを備える。ヒータは、保持部１３０と接触又は近接するように配置される。吸引動作が検知されると、制御部１０６は、霧化部１１８Ａのヒータ又は当該ヒータへの給電を制御し、保持部１３０を通じて運ばれたエアロゾル源を加熱することによって当該エアロゾル源を霧化する。霧化部１１８Ａの別の例は、エアロゾル源を超音波振動によって霧化する超音波式霧化器であってもよい。霧化部１１８Ａには空気取込流路１２０が接続され、空気取込流路１２０はエアロゾル生成装置１００Ａの外部へ通じている。霧化部１１８Ａにおいて生成されたエアロゾルは、空気取込流路１２０を介して取り込まれた空気と混合される。エアロゾルと空気の混合流体は、矢印１２４で示されるように、エアロゾル流路１２１へと送り出される。エアロゾル流路１２１は、霧化部１１８Ａにおいて生成されたエアロゾルと空気との混合流体を吸口部１２２まで輸送するための管状構造を有する。
【００７６】
吸口部１２２は、エアロゾル流路１２１の終端に位置し、エアロゾル流路１２１をエアロゾル生成装置１００Ａの外部に対して開放するように構成される。ユーザは、吸口部１２２を咥えて吸引することにより、エアロゾルを含んだ空気を口腔内へ取り込む。
【００７７】
通知部１０８は、ＬＥＤなどの発光素子、ディスプレイ、スピーカ、バイブレータなどを含んでもよい。通知部１０８は、必要に応じて、発光、表示、発声、振動などによって、ユーザに対して何らかの通知を行うように構成される。
【００７８】
電源１１０は、通知部１０８、センサ１１２、メモリ１１４、負荷１３２、回路１３４などのエアロゾル生成装置１００Ａの各コンポーネントに電力を供給する。電源１１０は、エアロゾル生成装置１００Ａの所定のポート（図示せず）を介して外部電源に接続することにより充電することができてもよい。電源１１０のみを本体１０２又はエアロゾル生成装置１００Ａから取り外すことができてもよく、新しい電源１１０と交換することができてもよい。また、本体１０２全体を新しい本体１０２と交換することによって電源１１０を新しい電源１１０と交換することができてもよい。
【００７９】
センサ１１２は、回路１３４の全体又は特定の部分に印加される電圧の値、負荷１３２の抵抗値に関する値又は温度に関する値などを取得するために用いられる１つ又は複数のセンサを含んでもよい。センサ１１２は回路１３４に組み込まれてもよい。センサ１１２の機能が制御部１０６に組み込まれてもよい。センサ１１２はまた、空気取込流路１２０及び／又はエアロゾル流路１２１内の圧力の変動を検知する圧力センサ又は流量を検知する流量センサを含んでもよい。センサ１１２はまた、貯留部１１６Ａなどのコンポーネントの重量を検知する重量センサを含んでもよい。センサ１１２はまた、エアロゾル生成装置１００Ａを用いたユーザによるパフの回数を計数するように構成されてもよい。センサ１１２はまた、霧化部１１８Ａへの通電時間を積算するように構成されてもよい。センサ１１２はまた、貯留部１１６Ａ内の液面の高さを検知するように構成されてもよい。制御部１０６及びセンサ１１２はまた、電源１１０のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ，充電状態）、電流積算値、電圧などを求める又は検知するように構成されてもよい。ＳＯＣは、電流積算法（クーロン・カウンティング法）やＳＯＣ−ＯＣＶ（Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ，開回路電圧）法等によって求められてもよい。センサ１１２はまた、ユーザが操作可能な操作ボタンなどであってもよい。
【００８０】
制御部１０６は、マイクロプロセッサ又はマイクロコンピュータとして構成された電子回路モジュールであってもよい。制御部１０６は、メモリ１１４に格納されたコンピュータ実行可能命令に従ってエアロゾル生成装置１００Ａの動作を制御するように構成されてもよい。メモリ１１４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどの記憶媒体である。メモリ１１４には、上記のようなコンピュータ実行可能命令のほか、エアロゾル生成装置１００Ａの制御に必要な設定データ等が格納されてもよい。例えば、メモリ１１４は、通知部１０８の制御プログラム（発光、発声、振動等の態様等）、霧化部１１８Ａの制御プログラム、センサ１１２により取得及び／又は検知された値、霧化部１１８Ａの加熱履歴等の様々なデータを格納してもよい。制御部１０６は、必要に応じてメモリ１１４からデータを読み出してエアロゾル生成装置１００Ａの制御に利用し、必要に応じてデータをメモリ１１４に格納する。
【００８１】
図１Ｂは、本開示の一実施形態に係るエアロゾル生成装置１００Ｂの構成の概略的なブロック図である。
【００８２】
図示されるように、エアロゾル生成装置１００Ｂは、図１Ａのエアロゾル生成装置１００Ａと類似した構成を有する。但し、第２の部材１０４Ｂ（以下、「エアロゾル発生物品１０４Ｂ」又は「スティック１０４Ｂ」と呼ぶ）の構成は第１の部材１０４Ａの構成とは異なっている。一例として、エアロゾル発生物品１０４Ｂは、エアロゾル基材１１６Ｂ、霧化部１１８Ｂ、空気取込流路１２０、エアロゾル流路１２１、吸口部１２２を含んでもよい。本体１０２内に含まれるコンポーネントの一部がエアロゾル発生物品１０４Ｂ内に含まれてもよい。エアロゾル発生物品１０４Ｂ内に含まれるコンポーネントの一部が本体１０２内に含まれてもよい。エアロゾル発生物品１０４Ｂは、本体１０２に対して挿抜可能に構成されてもよい。あるいは、本体１０２及びエアロゾル発生物品１０４Ｂ内に含まれるすべてのコンポーネントが、本体１０２及びエアロゾル発生物品１０４Ｂに代えて、同一の筐体内に含まれてもよい。
【００８３】
エアロゾル基材１１６Ｂは、エアロゾル源を担持する固体として構成されてもよい。図１Ａの貯留部１１６Ａの場合と同様に、エアロゾル源は、例えば、グリセリンやプロピレングリコールといった多価アルコール、水などの液体であってもよい。エアロゾル基材１１６Ｂ内のエアロゾル源は、加熱することによって香喫味成分を放出するたばこ原料やたばこ原料由来の抽出物を含んでいてもよい。エアロゾル生成装置１００Ａがネブライザー等の医療用吸入器である場合、エアロゾル源はまた、患者が吸入するための薬剤を含んでもよい。エアロゾル基材１１６Ｂは、エアロゾル源が消費された際にエアロゾル基材１１６Ｂ自体を交換することができるように構成されてもよい。エアロゾル源は液体に限られるものではなく、固体でも良い。
【００８４】
霧化部１１８Ｂは、エアロゾル源を霧化してエアロゾルを生成するように構成される。センサ１１２によって吸引動作が検知されると、霧化部１１８Ｂはエアロゾルを生成する。霧化部１１８Ｂは、電源１１０に電気的に接続された負荷を含むヒータ（図示せず）を備える。吸引動作が検知されると、制御部１０６は、霧化部１１８Ｂのヒータ又は当該ヒータへの給電を制御し、エアロゾル基材１１６Ｂ内に担持されたエアロゾル源を加熱することによって当該エアロゾル源を霧化する。霧化部１１８Ｂの別の例は、エアロゾル源を超音波振動によって霧化する超音波式霧化器であってもよい。霧化部１１８Ｂには空気取込流路１２０が接続され、空気取込流路１２０はエアロゾル生成装置１００Ｂの外部へ通じている。霧化部１１８Ｂにおいて生成されたエアロゾルは、空気取込流路１２０を介して取り込まれた空気と混合される。エアロゾルと空気の混合流体は、矢印１２４で示されるように、エアロゾル流路１２１へと送り出される。エアロゾル流路１２１は、霧化部１１８Ｂにおいて生成されたエアロゾルと空気との混合流体を吸口部１２２まで輸送するための管状構造を有する。なお、エアロゾル生成装置１００Ｂにおいては、エアロゾル発生物品１０４Ｂは、その内部に位置する又はその内部に挿入される霧化部１１８Ｂによって、その内部から加熱されるよう構成されている。これに代えて、エアロゾル発生物品１０４Ｂは、自身を包囲又は収納するように構成した霧化部１１８Ｂによって、その外部から加熱されるよう構成されていてもよい。
【００８５】
制御部１０６は、本開示の実施形態に係るエアロゾル生成装置１００Ａ及び１００Ｂ（以下、まとめて「エアロゾル生成装置１００」とも呼ぶ）を様々な方法で制御するように構成される。
【００８６】
エアロゾル生成装置においてエアロゾル源が不足しているときにユーザが吸引を行うと、ユーザに対して十分なエアロゾルを供給できない。加えて、電子たばこや加熱式たばこの場合、意図しない香喫味を有するエアロゾルが放出され得る（このような現象を「意図しない挙動」とも呼ぶ）。本願発明者らは、エアロゾル源が枯渇又は不足するときに適切な制御を実行するエアロゾル生成装置並びにそれを動作させる方法及びプログラムを発明した。以下では、主として、エアロゾル生成装置が図１Ａに示す構成を有する場合を想定して、本開示の各実施形態について詳しく説明する。但し、必要に応じて、エアロゾル生成装置が図１Ｂに示す構成を有する場合についても併せて説明する。エアロゾル生成装置が図１Ａ及び図１Ｂの構成以外の様々な構成を有する場合にも本開示の実施形態を適用できることは当業者にとって明らかであろう。
【００８７】
＜第１の実施形態＞
図２は、本開示の第１の実施形態による、エアロゾル生成装置１００Ａの一部に関する例示的な回路構成を示す図である。
【００８８】
図２に示す回路２００は、電源１１０、制御部１０６、センサ１１２Ａ乃至Ｄ（以下、まとめて「センサ１１２」とも呼ぶ）、負荷１３２（以下、「ヒータ抵抗」とも呼ぶ）、第１回路２０２、第２回路２０４、第１電界効果トランジスタ（ＦＥＴ，Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）２０６を含むスイッチＱ１、変換部２０８、第２ＦＥＴ２１０を含むスイッチＱ２、抵抗２１２（以下、「シャント抵抗」とも呼ぶ）を備える。なお、センサ１１２は、制御部１０６や変換部２０８などの他の構成要素に内蔵されていてもよい。例えばＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，正の温度係数特性）ヒータやＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，負の温度係数特性）ヒータを用いることで、負荷１３２の電気抵抗値は温度に応じて変化する。シャント抵抗２１２は、負荷１３２と直列に接続され、既知の電気抵抗値を有する。シャント抵抗２１２の電気抵抗値は温度に対して実質的に不変であってもよい。シャント抵抗２１２は負荷１３２より大きな電気抵抗値を有する。実施形態に応じて、センサ１１２Ｃ、１１２Ｄは省略されてもよい。ＦＥＴだけでなく、ｉＧＢＴ、コンタクタなどの様々な素子をスイッチＱ１及びＱ２として用いることができることは当業者にとって明らかであろう。
【００８９】
変換部２０８は、例えばスイッチング・コンバータであり、ＦＥＴ２１４、ダイオード２１６、インダクタンス２１８及びキャパシタ２２０を含み得る。変換部２０８が電源１１０の出力電圧を変換して、変換された出力電圧が回路全体に印加されるように、制御部１０６は変換部２０８を制御してもよい。また、図２に示した降圧型のスイッチング・コンバータに代えて、昇圧型のスイッチング・コンバータや昇降圧型のスイッチング・コンバータ、又はＬＤＯ（Ｌｉｎｅａｒ  ＤｒｏｐＯｕｔ）レギュレータなどを用いてもよい。なお、変換部２０８は必須のコンポーネントではなく、省略することも可能である。さらに、制御部１０６とは別体の不図示の制御部が、変換部２０８を制御するように構成されていてもよい。この不図示の制御部は、変換部２０８に内蔵されていてもよい。
【００９０】
図１Ａに示される回路１３４は、電源１１０と負荷１３２とを電気的に接続し、第１回路２０２及び第２回路２０４を含み得る。第１回路２０２及び第２回路２０４は、電源１１０及び負荷１３２に対して並列接続される。第１回路２０２はスイッチＱ１を含み得る。第２回路２０４はスイッチＱ２及び抵抗２１２（及び、オプションとして、センサ１１２Ｄ）を含み得る。第１回路２０２は第２回路２０４よりも小さい抵抗値を有してもよい。この例において、センサ１１２Ｂ及び１１２Ｄは電圧センサであり、それぞれ、負荷１３２及び抵抗２１２の両端の電圧値を検知するように構成される。しかし、センサ１１２の構成はこれに限定されない。例えば、センサ１１２は既知抵抗を用いた又はホール素子を用いた電流センサであってもよく、負荷１３２及び／又は抵抗２１２を流れる電流の値を検知してもよい。
【００９１】
図２において点線矢印で示すように、制御部１０６は、スイッチＱ１、スイッチＱ２等を制御することができ、センサ１１２により検知された値を取得することができる。制御部１０６は、スイッチＱ１をオフ状態からオン状態に切り替えることにより第１回路２０２を機能させ、スイッチＱ２をオフ状態からオン状態に切り替えることにより第２回路２０４を機能させるように構成されてもよい。制御部１０６は、スイッチＱ１及びＱ２を交互に切り替えることにより、第１回路２０２及び第２回路２０４を交互に機能させるように構成されてもよい。
【００９２】
第１回路２０２はエアロゾル源の霧化に用いられる。スイッチＱ１がオン状態に切り替えられて第１回路２０２が機能するとき、ヒータ（すなわち、ヒータ内の負荷１３２）に電力が供給され、負荷１３２は加熱される。負荷１３２の加熱により、霧化部１１８Ａ内の保持部１３０に保持されているエアロゾル源（図１Ｂのエアロゾル生成装置１００Ｂの場合、エアロゾル基材１１６Ｂに担持されたエアロゾル源）が霧化されてエアロゾルが生成される。
【００９３】
第２回路２０４は、負荷１３２に印加される電圧の値、負荷１３２の抵抗値に関連する値、負荷１３２の温度に関連する値、抵抗２１２に印加される電圧の値等を取得するために用いられる。一例として、図２に示すように、センサ１１２Ｂ及び１１２Ｄが電圧センサである場合を考える。スイッチＱ２がオンであり第２回路２０４が機能しているとき、電流はスイッチＱ２、抵抗２１２及び負荷１３２を流れる。センサ１１２Ｂ及び１１２Ｄにより、それぞれ、負荷１３２に印加される電圧の値及び／又は抵抗２１２に印加される電圧の値が得られる。また、センサ１１２Ｄにより取得された抵抗２１２に印加される電圧の値と、抵抗２１２の既知の抵抗値Ｒｓｈｕｎｔとを用いて、負荷１３２を流れる電流の値を求めることができる。変換部２０８の出力電圧Ｖｏｕｔと当該電流値とに基づいて、抵抗２１２及び負荷１３２の抵抗値の合計値を求めることができるので、当該合計値から既知の抵抗値Ｒｓｈｕｎｔを差し引くことにより、負荷１３２の抵抗値ＲＨＴＲを求めることができる。負荷１３２が温度に応じて抵抗値が変わる正又は負の温度係数特性を有している場合、予め知られている負荷１３２の抵抗値と温度との間の関係と、上述のようにして求められたと負荷１３２の抵抗値ＲＨＴＲとに基づいて、負荷１３２の温度を推定することができる。負荷１３２を流れる電流の値に代えて、抵抗２１２を流れる電流の値を用いても負荷１３２の抵抗値や温度を推定できることが当業者に理解されよう。この例における負荷１３２の抵抗値に関連する値は、負荷１３２の電圧値、電流値等を含み得る。センサ１１２Ｂ及び１１２Ｄの具体例は電圧センサに限定されず、電流センサ（例えば、ホール素子）などの他の素子を含み得る。
【００９４】
センサ１１２Ａは、電源１１０の放電時又は無負荷時における出力電圧を検知する。センサ１１２Ｃは、変換部２０８の出力電圧を検知する。あるいは、変換部２０８の出力電圧は、予め定められた目標電圧であってもよい。これらの電圧は、回路全体に印加される電圧である。
【００９５】
負荷１３２の温度がＴＨＴＲであるときの負荷１３２の抵抗値ＲＨＴＲは、以下のように表すことができる。
ＲＨＴＲ（ＴＨＴＲ）＝（ＶＨＴＲ×Ｒｓｈｕｎｔ）／（ＶＢａｔｔ−ＶＨＴＲ）
ここで、ＶＢａｔｔは回路全体に印加される電圧である。変換部２０８を用いない場合、ＶＢａｔｔは電源１１０の出力電圧である。変換部２０８を用いる場合、ＶＢａｔｔは変換部２０８の目標電圧に該当する。ＶＨＴＲはヒータに印加される電圧である。ＶＨＴＲに代えて、シャント抵抗２１２に印加される電圧を用いてもよい。
【００９６】
図３は、貯留部１１６Ａ（又は、エアロゾル基材１１６Ｂ）内のエアロゾル源が十分にあるとき及びエアロゾル源が枯渇しているときのそれぞれについて、スイッチＱ１がオフにされて負荷１３２（ヒータ）への給電が停止した後の負荷１３２の冷却過程を概略的に示す。横軸は時間を示し、縦軸は負荷１３２の温度を示す。
【００９７】
曲線３０２は、エアロゾル源が十分にあるときの負荷１３２の冷却曲線を示す。エアロゾル源が十分にある限り、負荷１３２の温度は、電源１１０から負荷１３２に給電を継続しても、ある温度（以下、「正常時に到達するエアロゾル源の最高温度」や「エアロゾル生成温度」とも呼ぶ）付近で収束する。つまり、負荷１３２への給電が停止されたときの負荷１３２の温度は、正常時に到達するエアロゾル源の最高温度である。これは、負荷１３２およびエアロゾル源の昇温に用いられていた熱エネルギーが、エアロゾル源の蒸発（相転移）に用いられるために生じる現象である。エアロゾル源が単一溶媒から構成される場合、正常時に到達するエアロゾル源の最高温度は、当該溶媒の沸点と一致する。一方、エアロゾル源が混合溶媒から構成される場合、正常時に到達するエアロゾル源の最高温度は、混合溶媒を構成する各種溶媒の組成とそのモル比に応じて変化する。混合溶媒における正常時に到達するエアロゾル源の最高温度は、実験によって求めてもよいし、ラウールの法則などを用いて解析的に求めてもよい。一例として、図３に示すように、スイッチＱ１がオフにされて負荷１３２への給電が停止されたときの負荷１３２の温度は約２００℃である。負荷１３２の温度は曲線３０２で示すように時間の経過とともに低下し、室温（ここでは、２５℃）に達する。
【００９８】
曲線３０４は、エアロゾル源が枯渇している（又は、不足している）ときの負荷１３２の冷却曲線を示す。エアロゾル源が枯渇しているので、負荷１３２への給電が停止されたとき、負荷１３２の温度がエアロゾル生成温度よりも高いため、負荷１３２は過熱状態にある。一例として、図３に示すように、負荷１３２の温度は３５０℃に達し得る。給電が停止すると、負荷１３２の温度は曲線３０４で示すように時間の経過とともに低下し、やがて室温に達する。
【００９９】
ＲＨＴＲ（ｔ＝０）は、負荷１３２への給電が停止されたときの負荷１３２の電気抵抗値を示す。ＲＨＴＲ（ＴＨＴＲ＝Ｒ．Ｔ．）は、負荷１３２の温度が室温に達したときの負荷１３２の電気抵抗値を示す。
【０１００】
図３に示すように、エアロゾル源が枯渇しているときに負荷１３２の温度が室温まで低下するのに要する時間は、エアロゾル源が十分にあるときに負荷１３２の温度が室温まで低下するのに要する時間よりも長い。負荷１３２は主に空冷効果によって冷却されるところ、エアロゾル源が枯渇しているときは、エアロゾル源が十分にあるときに比べてスイッチＱ１がオフにされて負荷１３２への給電が停止されたときの負荷１３２の温度が高いためである。なお、エアロゾル源が十分にあるとき、負荷１３２は、負荷１３２より低温なエアロゾル源や貯留部１１６Ａから新たに供給されるエアロゾル源によっても冷却され得るため、エアロゾル源が枯渇しているときと十分にあるときで、負荷１３２の温度が室温まで低下するのに要する時間に違いが生じやすい。
【０１０１】
図４は、本開示の一実施形態による、負荷１３２の冷却過程を監視し、エアロゾル源が枯渇しているか否かを判定するための処理のフローチャートである。ここでは、制御部１０６がすべてのステップを実行するものとして説明を行う。しかし、一部のステップがエアロゾル生成装置１００の別のコンポーネントによって実行されてもよいことに留意されたい。
【０１０２】
図４の処理の前まで、ユーザによるエアロゾル生成要求が継続している。処理はステップ４０２において開始し、制御部１０６は、エアロゾル生成要求が終わったか否かを判定する。一例として、制御部１０６は、圧力センサの出力等に基づいて、ユーザによる吸引が終わったか否かを判定してもよい。別の例において、制御部１０６は、負荷１３２への給電を行うためにエアロゾル生成装置１００に備え付けられているボタンが押されなくなったか否かに基づいて、エアロゾル生成要求が終わったか否かを判定してもよい。また別の例において、制御部１０６は、負荷１３２への給電を行うためにエアロゾル生成装置１００に備え付けられているボタンの押下などのユーザ・インターフェースに対する操作を検知してから、所定時間が経過したか否かに基づいて、エアロゾル生成要求が終わったか否かを判定してもよい。
【０１０３】
エアロゾル生成要求が続いている場合（ステップ４０２の「Ｎ」）、処理はステップ４０２の前に戻る。エアロゾル生成要求が終わると（ステップ４０２の「Ｙ」）、処理はステップ４０４に進む。ステップ４０４において、制御部１０６は、スイッチＱ１をオフにし、負荷１３２への給電を停止する。
【０１０４】
処理はステップ４０６に進み、制御部１０６はタイマを起動する。制御部１０６は、タイマの値を初期値ｔ＝０に設定してもよい。
【０１０５】
処理はステップ４０８に進み、制御部１０６は時間が所定の値Δｔだけ進むのを待つ。また別の例として、後述するステップ４１６からステップ４０８に戻ってきた場合、制御部１０６は、ステップ４１６を実行した最新の時間からの経過時間をΔｔとして、ｔに加算（インクリメント）してもよい。
【０１０６】
処理はステップ４１０に進み、制御部１０６は、スイッチＱ２をオンにして、第２回路２０４を機能させる。制御部１０６は、図２に関連して述べたような方法で負荷１３２の電気抵抗値ＲＨＴＲ（ｔ）を計測することができる。ステップ４１２において、制御部１０６は、負荷１３２の電気抵抗値を検出するセンサから電気抵抗値を取得してもよい。あるいは、制御部１０６は、電気抵抗に関連する電気的な値（電流値など）を検出するセンサから取得した値を用いて電気抵抗値を求めてもよい。次いでステップ４１４において、制御部１０６はスイッチＱ２をオフにする。
【０１０７】
処理はステップ４１６に進み、制御部１０６は、ステップ４１２において得られた値ＲＨＴＲ（ｔ）が所定の値ＲＨＴＲ（ＴＨＴＲ＝Ｒ．Ｔ．）に等しいか否かを判定する。図３に示すように、負荷１３２がＰＴＣヒータならば、負荷１３２の抵抗値は、スイッチＱ１がオフにされた時点での温度に対応する値ＲＨＴＲ（ｔ＝０）から、時間の経過とともに小さくなる。負荷１３２の温度が室温に達すると、負荷１３２の抵抗値はＲＨＴＲ（ＴＨＴＲ＝Ｒ．Ｔ．）になる。したがって、ステップ４１６において実行される、負荷１３２の抵抗値に関する上述の判定により、負荷１３２の温度が室温まで低下したか否かを判定することができる。
【０１０８】
負荷１３２の抵抗値が所定の値に達しない場合（ステップ４１６の「Ｎ」）、処理はステップ４０８の前に戻る。負荷１３２の抵抗値が所定の値に達した場合（ステップ４１６の「Ｙ」）、処理はステップ４１８に進む。ステップ４１８において、制御部１０６は、このときのタイマの値ｔ（すなわち、スイッチＱ１がオフにされてから経過した時間）が所定の閾値Ｔｈｒｅを超えるか否かを判定する。図３に示すように、Ｔｈｒｅは、エアロゾル源が十分にあるときに負荷１３２の温度が室温に下がるまでに要する冷却時間である。
【０１０９】
タイマの値が閾値を超える場合（ステップ４１８の「Ｙ」）、処理はステップ４２０に進む。これは負荷１３２の温度が室温に下がるまでに閾値Ｔｈｒｅを超える時間を要したことを意味するので、図３の説明からも分かるように、スイッチＱ１がオフにされた時点で負荷１３２は過熱状態にあったと理解される。したがって、ステップ４２０において、制御部１０６は、エアロゾル源が枯渇していると判定する。
【０１１０】
タイマの値が閾値以下である場合（ステップ４１８の「Ｎ」）、処理はステップ４２２に進む。ステップ４２２において、制御部１０６は、エアロゾル源の残量が十分であると判定する。
【０１１１】
図４の実施形態によれば、センサ１１２により検出される値の時系列的な変化に基づき、エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで負荷が昇温した後の負荷の冷却過程を監視することができる。この監視は、センサ１１２により検出される値の時系列的な変化と負荷の温度の低下とが相関関係を保持する態様で実施される。例えば、負荷１３２がＰＴＣヒータならば、負荷１３２の電気抵抗値の変化と負荷１３２の温度は相関関係を有し、負荷１３２の温度が時間の経過とともに低下すると、負荷１３２の電気抵抗値も低下する。このような構成により、専用の温度センサを用いなくても、負荷（ヒータ）の冷却過程を高精度に観測できる。
【０１１２】
また、図４の実施形態によれば、制御部１０６は、冷却過程に基づき、貯留部１１６Ａ又はエアロゾル基材１１６Ｂにおけるエアロゾル源の枯渇の発生を判断するよう構成される。したがって、ユーザによる吸引などの外乱が少ない状態でエアロゾル源の枯渇を検知することができる。
【０１１３】
図５は、サージ電流（又は残留電流）の発生により、計測される負荷１３２の抵抗値が大きく変動し得ることを示す。曲線５０２はエアロゾル源が十分にあるときの負荷１３２の冷却曲線を示す。曲線５０４はエアロゾル源が枯渇している（又は、不足している）ときの負荷１３２の冷却曲線を示す。参照番号５０６はサージ電流（又は残留電流）が収まるのに要する時間を示す。回路１３４は少なからずインダクタ（誘導）成分を有するため、スイッチＱ１をオフにした直後は、第１回路２０２を流れる電流が急変することにより、電流の急変の度合い（時間微分値）とインダクタンスの積に応じた大きさを持つサージ電流が発生する。したがって、スイッチＱ１をオフにした直後にスイッチＱ２をオンにして負荷１３２の抵抗値を測定すると、抵抗値計測用の電流にサージ電流が重畳される。これにより、測定される負荷１３２の抵抗値が大きく変動するなどの不都合が生じる。換言すれば、前述した負荷１３２の電気抵抗値の変化と負荷１３２の温度が持つ相関関係が保持されず、これらが乖離する虞がある。したがって、負荷１３２の冷却過程を精度よく観測することや、負荷１３２の温度が室温に達するまでの時間を正確に測定することが困難になる。なお、回路１３４はインダクタ成分に加えてキャパシタ（容量）成分も少なからず有するため、スイッチＱ１をオフにした後に回路を流れる残留電流も、サージ電流と同様に不都合を生じさせる虞がある。
【０１１４】
図６は、上記の問題を解決し得る、本開示の一実施形態による処理を示すフローチャートである。ステップ６０２及び６０４の処理は図４のステップ４０２及び４０４の処理と同様であるので説明を省略する。
【０１１５】
ステップ６０６において、制御部１０６は、所定時間（例えば、１０ｍｓなど）の間、スイッチＱ１及びスイッチＱ２の両方をオフにしたまま待機する。すなわち、負荷１３２の冷却過程の開始時又は開始直後に、冷却過程の監視が行われないか又は監視された冷却過程に基づく枯渇の発生の判断が行われない不感帯が設けられる。このときの所定時間は、例えば、図５において示される、サージ電流が収まるまでの時間５０６であってもよい。前述した通り、サージ電流は電流の給電の度合い（時間微分値）に応じた大きさを持つため、時間経過と共に徐々に低減する。同様に、残留電流も時間経過と共に徐々に低減する。当該時間に関する情報は予めメモリ１１４に格納されていてもよし、センサ１１２の出力値に応じて可変的に設定されてもよい。不感帯を設けることにより、図５に示すようにスイッチＱ２をオンにするタイミングが上記所定時間だけ遅れる。ステップ６０８から６２４の処理は図４のステップ４０６から４２２の処理と同様であるので説明を省略する。なお、ステップ６０８の処理はステップ６０６の前に実行されてもよい。
【０１１６】
図６の実施形態によれば、制御部１０６は、冷却過程の開始時又は開始直後に、冷却過程の監視が行われないか又は監視された冷却過程に基づくエアロゾル源の枯渇の発生の判断が行われない不感帯を設けるよう構成される。したがって、冷却過程の開始時又は開始直後に負荷１３２の抵抗値を計測した場合に生じ得るセンサ１１２の出力値の揺らぎを観測しにくくなるので、負荷の冷却過程の観測精度が向上する。
【０１１７】
不感帯は、給電の終了時に生じる残留電流とサージ電流のうち少なくとも一方の電流値が閾値以下になるまで設けられてもよい。一例として、制御部１０６は、センサ１１２に含まれる磁気センサによって、残留電流やサージ電流が生じさせる電磁波ノイズを観測し、このノイズの大きさに基づき、残留電流とサージ電流のうち少なくとも一方の電流値を判断するよう構成されてもよい。これにより、残留電流やサージ電流がセンサ１１２の出力値に重畳された状態において冷却過程が観測されることを防止できるので、観測精度が向上する。
【０１１８】
不感帯の時間の長さは、エアロゾル源の枯渇が発生しない場合に冷却過程が完了するまでの時間の長さより短くてもよい。一例として、不感帯の時間の長さは、図５のＴｈｒｅの長さより短くてもよい。これにより、過剰に長い不感帯が設定されて冷却過程の観測が妨げられることを抑制できる。
【０１１９】
図７は、サージ電流（又は残留電流）の発生が及ぼす影響を軽減するための本開示の実施形態を概念的に示す。曲線７０２はエアロゾル源が十分にあるときの負荷１３２の冷却曲線を示す。曲線７０４はエアロゾル源が枯渇している（又は、不足している）ときの負荷１３２の冷却曲線を示す。参照番号７０６はサージ電流（又は残留電流）が収まるまでの時間を示す。この例では、負荷１３２への給電が終了した時に生じる残留電流とサージ電流のうち少なくとも一方の電流値が閾値以下になるのに必要な時間（参照番号７０６で示される時間）より長い周期Ｔで、冷却過程の監視中に、負荷１３２の電気抵抗値に関連する値がセンサ１１２によって検出される。なお、一番左の点線の時点（サージ電流発生時点）においては、上記検出を行ってもよいし、行わなくてもよい。
【０１２０】
図８は、図７に関連する本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。ステップ８０２から８０８の処理は図４のステップ４０２から４０８の処理と同様である。
【０１２１】
ステップ８１０において、制御部１０６は、タイマが示す時間ｔが上述の周期Ｔの整数倍であるか否かを判定する。ｔがＴの整数倍でない場合（ステップ８１０の「Ｎ」）、処理はステップ８０８の前に戻る。
【０１２２】
ｔがＴの整数倍である場合（ステップ８１０の「Ｙ」）、図７において点線で示される計測のタイミングに到達したことになる。処理はステップ８１２に進み、スイッチＱ２がオンにされ、負荷１３２の電気抵抗値又は電気抵抗に関連する値が計測される。ステップ８１２から８２４の処理は図４のステップ４１０から４２２の処理と同様である。
【０１２３】
図７及び図８の実施形態によれば、制御部１０６は、給電の終了時に生じる残留電流とサージ電流のうち少なくとも一方の電流値が閾値以下になるのに必要な時間より長い周期で、冷却過程の監視中にセンサ１１２によって電気抵抗値に関連する値を検出するよう構成される。したがって、負荷１３２の冷却開始時又は冷却開始直後に負荷１３２の抵抗値を計測した場合における、センサ１１２の出力値の揺らぎを観測しにくくなるため、冷却過程の観測精度が向上する。
【０１２４】
図９は、サージ電流の発生が及ぼす影響を軽減するための本開示の一実施形態を概念的に示す。曲線９０２はエアロゾル源が十分にあるときの負荷１３２の冷却曲線を示す。曲線９０４はエアロゾル源が枯渇している（又は、不足している）ときの負荷１３２の冷却曲線を示す。この例では、冷却過程の開始時又は開始直後にセンサ１１２によって検出される値が、当該値の時系列的な変化を平滑化することによって補正される。一例において、図９に数式で示すように、ある計測時点から別のある計測時点までに測定された負荷１３２の抵抗値の平均値をその計測時点における負荷１３２の抵抗値として決定してもよい。例えば、図９で示された数式においてＮ＝５として、図９に示される５つの点線のうち最後の点線に対応する時点における抵抗値は、当該時点及び以前の４つの時点を含む５つの時点で計測された５つの抵抗値の平均値として求められてもよい。なお、ある計測時点（始点）から別のある計測時点（終点）まで測定された負荷１３２の抵抗値の平均値は、終点におけるものとして求めず、始点におけるものとして求めてもよいし、始点と終点の間に含まれる時点のものとして求めてもよい。
【０１２５】
図１０は、図９に関連する本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。ステップ１００２から１０１４の処理は図４のステップ４０２から４１４の処理と同様である。
【０１２６】
ステップ１０１６において、制御部１０６は、所定の整数Ｎを増加（インクリメント）させる。Ｎの初期値は０であってもよく、ステップ１０１６においてＮの値が１だけ増加されてもよい。このＮは図９に示される数式の右辺に登場するＮに対応する。
【０１２７】
処理はステップ１０１８に進み、制御部１０６は、Ｎが所定の閾値Ｔｈｒｅ１と等しくなったか否かを判定する。一例において、５つの計測された抵抗値の平均値を制御に用いる抵抗値として使用する場合、Ｎ＝５である。
【０１２８】
Ｎが閾値に達しない場合（ステップ１０１８の「Ｎ」）、処理はステップ１００８の前に戻る。Ｎが閾値になった場合（ステップ１０１８の「Ｙ」）、処理はステップ１０２０に進む。ステップ１０２０において、制御部１０６は、例えば図９に示される式に基づいてＲａｖｅ（ｔ）を算出する。処理はステップ１０２２に進み、制御部１０６はＮをゼロにリセットする。その後のステップ１０２４から１０３０の処理は図４のステップ４１６から４２２の処理と同様である。
【０１２９】
図９及び図１０の実施形態によれば、制御部１０６は、冷却過程の開始時又は開始直後にセンサ１１２によって検出される値を、センサ１１２により検出される値の時系列的な変化を平滑化することによって補正し、補正された値に基づいて冷却過程を監視するよう構成される。図９及び図１０の例においては、複数の得られた値の単純平均を行っているが、別の例において、複数の計測値の移動平均を求めてもよい。これらの構成によれば、ユーザの吸引などの外乱の影響が少ない状態でエアロゾル源の枯渇を検知できる。また、制御部１０６は、平均化処理とローパスフィルタのうち少なくとも一方を用いて、センサ１１２によって検出される値を補正するよう構成されてもよい。これにより、より簡便な方法で平滑化処理を実現することができる。
【０１３０】
図１１から図１５を参照しつつ、負荷の冷却過程を監視するための値の適切な計測タイミングについて説明する。図２に関連して述べたような負荷１３２の電気抵抗値を計測する方法によれば、専用の温度センサを用いずに負荷１３２の冷却過程を監視することができる。しかし、負荷１３２の電気抵抗値を計測しようとすると回路１３４へ通電する必要があるため、負荷１３２の電気抵抗値の計測の度に、自身を流れる電流によって負荷１３２が少なからず発熱する。従って、不適切な計測タイミングによる負荷の冷却過程の監視は外乱となり、負荷の冷却過程の観測精度を低下させてしまう虞がある。
【０１３１】
図１１は、本開示の一実施形態による、負荷の冷却過程を監視するための値の計測タイミングを概念的に示す。曲線１１０２はエアロゾル源が十分にあるときの負荷１３２の冷却曲線を示す。曲線１１０４はエアロゾル源が枯渇している（又は、不足している）ときの負荷１３２の冷却曲線を示す。図４の実施形態と同様に、冷却過程の監視は、センサ１１２により検出される値の時系列的な変化と負荷１３２の温度の低下とが相関関係を保持する態様で実施することができる。例えば、負荷１３２がＰＴＣヒータならば、負荷１３２の電気抵抗値の変化と負荷１３２の温度は相関関係を有し、負荷１３２の温度が時間の経過とともに低下すると、負荷１３２の電気抵抗値も低下する。このとき、一例において、図１１に示すように、冷却過程の監視中にセンサ１１２が電気抵抗の値又は電気抵抗に関連する電気的な値を検出する周期Ｔは、制御部１０６が達成可能な最小値Ｔｍｉｎより大きくてもよい。給電の終了から所定の時間が経過した後に冷却過程の監視が開始されてもよく、当該所定の時間は制御部１０６が達成可能な最小値Ｔｍｉｎより大きくてもよい。このような構成により、負荷の冷却過程を監視するための値の計測タイミングが適切になるため、専用の温度センサを用いなくても、負荷の冷却過程を高精度に観測できる。
【０１３２】
図１２は、本開示の一実施形態による、負荷の冷却過程を監視するための値の計測タイミングを概念的に示す。曲線１２０２はエアロゾル源が十分にあるときの負荷１３２の冷却曲線を示す。曲線１２０４はエアロゾル源が枯渇している（又は、不足している）ときの負荷１３２の冷却曲線を示す。図示されるように、ｔ＝０の時点で負荷１３２の電気抵抗の値又は電気抵抗に関連する電気的な値を計測した後、所定の期間の不感帯を設け、当該不感帯の終了後に値の計測を再び行ってもよい。不感帯中は、値を計測しなくてもよい。あるいは、不感帯中も値を計測する一方で、不感帯中に計測された値をエアロゾル源が枯渇したかどうかの判断に用いなくてもよい。不感帯終了後に値を計測する周期Ｔは、制御部１０６が達成可能な最小値Ｔｍｉｎより大きくてもよいし、Ｔｍｉｎであってもよい。また、給電の終了から所定の時間が経過した後に冷却過程の監視が開始されてもよい。
【０１３３】
図１３は、図１２に関連する本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。ステップ１３０２から１３０８の処理は図４のステップ４０２から４０８の処理と同様である。
【０１３４】
ステップ１３１０において、制御部１０６は、タイマが示す時間が不感帯の所定の期間ｔｄｅａｄ＿ｚｏｎｅを超えたか否か（すなわち、不感帯が終了したか否か）を判定する。不感帯が終了していない場合（ステップ１３１０の「Ｎ」）、処理はステップ１３０８の前に戻る。不感帯が終了した場合（ステップ１３１０の「Ｙ」）、処理はステップ１３１２に進む。ステップ１３１２から１３２４の処理は図４のステップ４１０から４２２の処理と同様である。図１２及び図１３の実施形態によれば、不感帯を設けることで、負荷の冷却過程を監視するための値の計測タイミングが適切になるため、専用の温度センサを用いなくても、負荷の冷却過程を高精度に観測できる。
【０１３５】
図１４は、本開示の一実施形態による、負荷の冷却過程を監視するための値の計測タイミングを概念的に示す。曲線１４０２はエアロゾル源が十分にあるときの負荷１３２の冷却曲線を示す。曲線１４０４はエアロゾル源が枯渇している（又は、不足している）ときの負荷１３２の冷却曲線を示す。図示されるように、ｔ＝０の時点で負荷１３２の電気抵抗の値又は電気抵抗に関連する電気的な値を最初に計測したときから２度目に値を計測するまでの時間は、２度目の計測時点と３度目の計測時点との間の時間より長くてもよい。図示されるように、その後も、隣接する計測時点間の時間は徐々に短くなるように設定されてもよい。
【０１３６】
図１５は、図１４に関連する本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。ステップ１５０２から１５０６の処理は図４のステップ４０２から４０６の処理と同様である。
【０１３７】
ステップ１５０８において、制御部１０６は、図１４に示す計測周期Ｔの値を決定する。一例において、ステップ１５０８に示すように、計測周期Ｔは、所定の係数αとその時点の負荷１３２の抵抗値との積として求められてもよい。負荷１３２がＰＴＣヒータならば、負荷１３２の温度が低下すると負荷１３２の抵抗値は小さくなるので、上記の例によれば、値が計測されるたびにＴは短くなる。上述のＴの算出方法は一例にすぎない。別の例として、計測周期Ｔは、冷却過程の開始からの経過時間と反比例するように計算されてもよいし、既に行われた計測の回数に反比例するように計算されてもよい。
【０１３８】
ステップ１５１０の処理はステップ４０８の処理と同様である。処理はステップ１５１２に進み、制御部１０６は、ステップ１５０８におけるＴの更新後に時間が当該更新されたＴだけ経過したか否かを判定する。時間がＴだけ経過していない場合（ステップ１５１２の「Ｎ」）、処理はステップ１５１０の前に戻る。時間がＴだけ経過した場合（ステップ１５１２の「Ｙ」）、処理はステップ１５１４に進む。ステップ１５１４から１５２０の処理はステップ４１０から４１６の処理と同様である。
【０１３９】
負荷１３２が室温に達していないと判定される場合（ステップ１５２０の「Ｎ」）、処理はステップ１５０８の前に戻り、新たなＴが設定され、ステップ１５０８から１５２０の処理が繰り返される。負荷１３２が室温に達したと判定される場合（ステップ１５２０の「Ｙ」）、処理はステップ１５２２に進む。ステップ１５２２から１５２６の処理はステップ４１８から４２２の処理と同様である。
【０１４０】
図１４及び図１５の実施形態によれば、制御部１０６は、冷却過程の監視中にセンサ１１２によって電気抵抗の値又は電気抵抗に関連する電気的な値が検出される周期を段階的に短くするよう構成され得る。制御部１０６は、センサ１１２によって検出される値に対応する負荷１３２の温度が低いほど、冷却過程の監視中にセンサ１１２によって電気抵抗の値又は電気抵抗に関連する電気的な値を検出する周期を短くするよう構成されてもよい。このような特徴により、適切な計測頻度を設定することができ、負荷１３２の冷却過程に及ぼす影響が僅かになる。
【０１４１】
図１６は、本開示の一実施形態による、負荷への給電及び給電停止後の負荷の冷却過程を概略的に示す。曲線１６０２はエアロゾル源が十分にあるときの負荷１３２の冷却曲線を示す。曲線１６０４はエアロゾル源が枯渇している（又は、不足している）ときの負荷１３２の冷却曲線を示す。図１６中の星印は、エアロゾル生成開始前又は給電開始直後の負荷１３２の抵抗値に対応する負荷１３２の温度を示す。
【０１４２】
図１７は、図１６に関連する本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。ステップ１７０２において、制御部１０６は、エアロゾル生成要求があったか否かを判定する。一例として、制御部１０６は、圧力センサの出力等に基づいて、ユーザによる吸引が開始されたか否かを判定してもよい。別の例において、制御部１０６は、負荷１３２への給電を行うためにエアロゾル生成装置１００に備え付けられているボタンが押されたか否かを判定してもよい。
【０１４３】
処理はステップ１７０４に進み、制御部１０６は、スイッチＱ１をオンにする前に、スイッチＱ２をオンにする。次いでステップ１７０６において、制御部１０６は、既に述べた様々な方法で負荷１３２の電気抵抗値又は電気抵抗に関連する電気的な値を計測する。ここでは、負荷１３２の電気抵抗値が計測されるものとして以下説明する。制御部１０６は、ステップ１７０６において計測された電気抵抗値を初期値として保持する。ステップ１７０８において制御部１０６はスイッチＱ２をオフにする。処理はステップ１７１０に進み、制御部１０６はスイッチＱ１をオンにして負荷１３２への給電を開始する。
【０１４４】
ステップ１７１２から１７２４までの処理はステップ４０２から４１４までの処理と同様である。
【０１４５】
処理はステップ１７２６に進み、制御部１０６は、ステップ１７２２で計測された抵抗値ＲＨＴＲ（ｔ）がステップ１７０６で計測された初期値と等しいか否かを判定する。両者が等しくない場合（ステップ１７２６の「Ｎ」）、処理はステップ１７１８の前に戻る。両者が等しい場合（ステップ１７２６の「Ｙ」）、処理はステップ１７２８に進む。ステップ１７２８から１７３２の処理はステップ４１８から４２２の処理と同様である。
【０１４６】
図１６及び図１７の実施形態によれば、制御部１０６は、センサ１１２により検出される値が定常状態になるまでの冷却過程に基づき、エアロゾル源の枯渇の発生を判断するよう構成される。負荷１３２の温度が定常状態になるまで冷却過程が観測されるので、冷却過程を適切な終点まで監視することができる。一例において、制御部１０６は、給電を実行する前にセンサ１１２により検出される値と、冷却過程においてセンサ１１２により検出される値との比較に基づき、センサ１１２により検出される値が定常状態に至ったかを判断するよう構成されてもよい。これにより、エアロゾル生成前の抵抗値に基づいて定常状態に至ったか否かが判断される。したがって、既定の閾値に基づいて判断を行う場合と比較して、負荷１３２の固体差を考慮することができ、定常状態に至ったか否かの判断の精度が向上する。また、エアロゾル生成装置１００の使用環境における温度が、一般的な室温（例えば、２５℃）と異なる場合でも、冷却過程の終点を適切に観測できる。
【０１４７】
なお、上述した実施形態に代えて、センサ１１２の測定誤差を考慮し、ステップ１７２６において、ステップ１７２２で計測された抵抗値ＲＨＴＲ（ｔ）が、ステップ１７０６で計測された初期値又は給電を実行する前にセンサ１１２により検出される値に微小な所定値Δを加えた値と等しいか否かを判定してもよい。
【０１４８】
図１８は、本開示の一実施形態による負荷の冷却過程の監視方法を概念的に示す。曲線１８０２はエアロゾル源が十分にあるときの負荷１３２の冷却曲線を示す。曲線１８０４はエアロゾル源が枯渇している（又は、不足している）ときの負荷１３２の冷却曲線を示す。この例では、負荷１３２の温度が完全に室温（例えば、２５℃）にまで下がる理想的な冷却時間に代えて、負荷１３２の温度が室温よりも高い温度（例えば、２５℃＋Δ）にまで下がる近似的な冷却時間を、定常状態に至った時間として用いる。
【０１４９】
図１９は、図１８に関連する本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。ステップ１９０２から１９１４までの処理はステップ４０２から４１４までの処理と同様である。
【０１５０】
ステップ１９１６において、制御部１０６は、ステップ１９１２において計測された負荷１３２の抵抗値を、上記近似的な冷却時間が経過した後の負荷１３２の抵抗値（ＲＨＴＲ（ＴＨＴＲ＝Ｒ．Ｔ．＋Δ））と比較して、両者が一致するか否かを判定する。後者の抵抗値は、メモリ１１４に予め記憶されていてもよい。両者が一致しない場合（ステップ１９１６の「Ｎ」）、処理はステップ１９０８の前に戻る。両者が一致する場合（ステップ１９１６の「Ｙ」）、処理はステップ１９１８に進む。ステップ１９１８から１９２２の処理はステップ４１８から４２２の処理と同様である。
【０１５１】
図１８及び図１９の実施形態によれば、制御部１０６は、センサ１１２により検出される値が定常状態になるまでの冷却過程に基づき、エアロゾル源の枯渇の発生を判断するよう構成される。一例において、制御部１０６は、室温より既定値だけ高い温度に対応するセンサ１１２により検出される値と冷却過程においてセンサ１１２により検出される値との比較に基づき、センサにより検出される値が定常状態に至ったかを判断するよう構成される。
【０１５２】
図１８及び図１９の実施形態において用いられるΔの値は、センサ１１２の誤差に起因する、センサ１１２により検出される値から得られる負荷の温度の誤差より大きくなるように設定されてもよい。一例として、センサ１１２が電圧センサである場合、ゲイン誤差、オフセット誤差、ヒステリシス誤差などの当該電圧センサについて分かっている測定誤差の値から、当該電圧センサを用いて測定することができる抵抗値の誤差を求めることができる。さらに、測定できる抵抗値の誤差と、負荷１３２について分かっている温度−抵抗特性の誤差とから、負荷１３２について推定できる温度の誤差を求めることができる。この場合、Δを、当該推定できる温度の誤差よりも大きくなるように設定すればよい。これにより、室温に相当する２５℃などの既定の閾値に基づいて判断を行う場合と比較して、負荷１３２の固体差を考慮することができ、定常状態に至ったか否かの判断の精度が向上する。
【０１５３】
図２０は、本開示の一実施形態による負荷の冷却過程の監視方法を概念的に示す。曲線２００２は負荷１３２の冷却曲線である。ＲＨＴＲ（ｔｎ−６）、ＲＨＴＲ（ｔｎ−５）、・・・、ＲＨＴＲ（ｔｎ）は、それぞれ、ｔｎ−６、ｔｎ−５、・・・、ｔｎの時点において計測される負荷１３２の抵抗値を表す。抵抗値に代えて、負荷１３２の抵抗に関連する電気的な値を用いてもよい。負荷１３２について計測されるこれらの値の時間微分値、偏差及び分散は、例えば図２０に示す数式を用いて算出することができる。この例では、負荷１３２の推定される温度が室温＋Δに未だ達しなくとも、上記時間微分値、偏差又は分散が所定の条件を満たしたか否かに基づいて、負荷１３２の抵抗値又は抵抗値に関連する電気的な値が定常状態に至ったか否かが判定される。
【０１５４】
図２１は、図２０に関連する本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。ステップ２１０２から２１１６までの処理は図１９のステップ１９０２から１９１６までの処理と同様である。
【０１５５】
ステップ２１１６において、負荷１３２が所定の定常状態に達していないと判定されると（ステップ２１１６の「Ｎ」）、処理はステップ２１１８に進む。ステップ２１１８において、制御部１０６は、負荷１３２の抵抗値（又は、抵抗値に関連する電気的な値）の時間微分値の絶対値が所定の閾値より小さいか否かを判定する。絶対値が閾値以上である場合（ステップ２１１８の「Ｎ」）、処理はステップ２１０８の前に戻る。絶対値が閾値より小さい場合（ステップ２１１８の「Ｙ」）、処理はステップ２１２０に進む。なお、ステップ２１１８における条件は、さらに、上記時間微分値がゼロ以下であることを含んでもよい。これにより、冷却曲線２００２が振動してその傾きがプラスになるときに、定常状態に達したと誤って判断することを避けることができる。ステップ２１２０から２１２４の処理はステップ１９１８から１９２２の処理と同様である。
【０１５６】
図２２は、図２０に関連する本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。ステップ２２０２から２２１６までの処理は図２１のステップ２１０２から２１１６までの処理と同様である。
【０１５７】
ステップ２２１６において、負荷１３２が所定の定常状態に達していないと判定されると（ステップ２２１６の「Ｎ」）、処理はステップ２２１８に進む。ステップ２２１８において、制御部１０６は、負荷１３２の抵抗値（又は、抵抗値に関連する電気的な値）の分散が所定の閾値より小さいか否かを判定する。分散の代わりに偏差が判定に用いられてもよい。分散が閾値以上である場合（ステップ２２１８の「Ｎ」）、処理はステップ２２０８の前に戻る。分散が閾値より小さい場合（ステップ２２１８の「Ｙ」）、処理はステップ２２２０に進む。ステップ２２２０から２２２４の処理はステップ２１２０から２１２４の処理と同様である。
【０１５８】
図２０、図２１及び図２２の実施形態によれば、制御部１０６は、センサ１１２により検出される値の時間微分値、偏差又は分散に基づき、センサ１１２により検出される値が定常状態に至ったかを判断するよう構成される。センサ１１２により検出される値自体を用いる場合と比較して、値の時間変化を考慮するので、定常状態に至ったことを判断し易くなる。
【０１５９】
以上述べたように、本開示の第１の実施形態によれば、制御部１０６は、負荷１３２の温度と電気抵抗の値又は電気抵抗に関連する電気的な値とが乖離しないタイミング、又は、冷却過程における負荷１３２の冷却を妨げない頻度で、冷却過程の監視中、センサ１１２によって値を検出するよう構成することができる。したがって、専用の温度センサを用いなくても、負荷の冷却過程を高精度に観測することができる。
【０１６０】
また、本開示の第１の実施形態によれば、制御部１０６は、冷却過程のうち、負荷１３２の冷却開始時又は冷却開始直後よりも後、かつ負荷１３２が室温に至るよりも前の、センサ１１２により検出される値の時系列的な変化に基づき、貯留部１１６Ａ又はエアロゾル基材１１６Ｂにおけるエアロゾル源の枯渇の発生を判断するよう構成することができる。一例において、制御部１０６は、センサ１１２により検出される値又は該値の時系列的な変化に基づき、センサ１１２により検出される値が定常状態に至ったかを判断し、センサ１１２により検出される値が定常状態に至るまでの冷却過程に基づき、枯渇の発生を判断するよう構成することができる。したがって、専用の温度センサを用いなくても、負荷の冷却過程を高精度に観測することができる。
【０１６１】
上述の説明において、本開示の第１の実施形態は、エアロゾル生成装置及びエアロゾル生成装置を動作させる方法として説明された。しかし、本開示が、プロセッサにより実行されると当該プロセッサに当該方法を実行させるプログラム、又は当該プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体として実施され得ることが理解されよう。
【０１６２】
＜第２の実施形態＞
負荷１３２（又は、ヒータ）が冷却するとき、便宜上、負荷１３２、毛細管効果を利用して貯留部１１６Ａから負荷１３２へエアロゾル源を運ぶ部材（例えば、保持部１３０。以下、「ウィック」と呼ぶ）とウィックが保持するエアロゾル源、大気の間のみで熱交換がなされると仮定すると、ニュートンの冷却の法則を用いて以下の式が成り立つ。
【０１６３】
【数１】
2019244324.tif 000003
ここで、ＱＨＴＲは、負荷１３２の熱量である。αｗｉｃｋ、αｌｉｑｕｉｄ及びαａｉｒは、それぞれ、ウィック、ウィックが保持するエアロゾル源及び大気の熱伝達率である。Ｓｗｉｃｋ、Ｓｌｉｑｕｉｄ及びＳａｉｒは、それぞれ、ウィック、ウィックが保持するエアロゾル源及び大気に対する負荷１３２の表面積である。ＴＨＴＲ、Ｔｗｉｃｋ、Ｔｌｉｑｕｉｄ及びＴａｉｒは、それぞれ、負荷１３２、ウィック、ウィックが保持するエアロゾル源及び大気の温度である。
【０１６４】
また、負荷１３２の熱量については、以下の式が成り立つ。
【０１６５】
【数２】
2019244324.tif 000004
ここで、ＣＨＴＲは、負荷１３２の熱容量である。
【０１６６】
式（１）と式（２）をまとめると、以下の式が成り立つ。
【０１６７】
【数３】
2019244324.tif 000005
【０１６８】
簡略化のため、以下の式（４）〜（６）で緩和時間τを定義する。
【０１６９】
【数４】
2019244324.tif 000006
【０１７０】
式（４）〜（６）を用いれば、式（３）は以下のように書き換えられる。
【０１７１】
【数５】
2019244324.tif 000007
【０１７２】
さらなる簡略化のため、式（７）を以下のように書き換える。
【０１７３】
【数６】
2019244324.tif 000008
【０１７４】
なお、上記の書き換えにあたっては、以下の式（９）と式（１０）で定義される数式を用いた。
【０１７５】
【数７】
2019244324.tif 000009
【０１７６】
微分方程式（８）を解くため、以下の式（１１）を用いて、新たな変数Ｔ１を導入する。
【０１７７】
【数８】
2019244324.tif 000010
【０１７８】
式（１１）を用いて、微分方程式（８）を変数変換する。
【０１７９】
【数９】
2019244324.tif 000011
【０１８０】
負荷１３２の冷却過程で、ウィック、ウィックが保持するエアロゾル源及び大気は、負荷１３２に対してその熱容量が十分に大きいと仮定すれば、負荷１３２の冷却過程におけるウィック、ウィックが保持するエアロゾル源及び大気の温度変化は無視できるほどに小さい。従って、微分方程式（１２）の左辺第１項は０と見做すことができるため、微分方程式（１２）は、以下のように変形できる。
【０１８１】
【数１０】
2019244324.tif 000012
【０１８２】
変数分離を用いて、微分方程式（１３）を解くと、以下の式を得られる。
【０１８３】
【数１１】
2019244324.tif 000013
ここで、Ｃは、積分定数である。
【０１８４】
式（１１）を時間ｔの関数をみなし、ｔ＝０の時の値を求めると、以下の式を得られる。
【０１８５】
【数１２】
2019244324.tif 000014
【０１８６】
ここで、ＴＨＴＲ（０）は、ｔ＝０の時すなわち負荷１３２の冷却過程開始時における負荷１３２の温度である。式（１５）を、式（１４）の境界条件に用いれば、以下の式が成り立つ。
【０１８７】
【数１３】
2019244324.tif 000015
【０１８８】
式（１１）と式（１６）を用いれば、以下のように式（１４）をＴＨＴＲ（ｔ）について解くことができる。
【０１８９】
【数１４】
2019244324.tif 000016
【０１９０】
本願発明者らは、式（１７）を時間微分すれば、負荷１３２の温度の時間微分（冷却速度）を以下の式で近似できることを発見した。
【０１９１】
【数１５】
2019244324.tif 000017
【０１９２】
前述した通り、負荷１３２の冷却過程におけるウィック、ウィックが保持するエアロゾル源及び大気の温度変化は無視できるほどに小さいならば、負荷の温度の時間変化はＴＨＴＲ（０）によって大きく影響を受ける。すなわち、冷却過程開始時における負荷の温度が高いときほど、負荷の温度は下がりやすいことがわかる。
【０１９３】
以上の考察から、本願発明者らは、負荷１３２の冷却速度を用いてエアロゾル源が枯渇したか否かを判定するという技術的思想に想到した。
【０１９４】
図２３は、エアロゾル生成装置１００において負荷１３２への給電を停止した後の負荷１３２の冷却過程を概略的に示すグラフである。横軸は時間を示し、縦軸は負荷の温度を示す。ここでは、正常時に到達するエアロゾル源の最高温度が２００℃であると仮定し、エアロゾル源が枯渇したときに過熱状態となった負荷１３２が達する温度の一例を３５０℃とする。
【０１９５】
上述のように、負荷１３２の温度が高いときほど、負荷１３２の温度の低下速度は大きい。したがって、図２３の例においてエアロゾル源の枯渇を検知するためには、領域２３０２Ａ及び２３０２Ｂなどの、正常時に到達するエアロゾル源の最高温度を超える温度を含む領域において負荷１３２の温度変化の速度を計測することが望ましい。反対に、領域２３０４のように正常に到達するエアロゾル源の最高温度以下の温度のみ含む領域は、エアロゾル源の枯渇を検知するために負荷１３２の温度変化の速度を計測するのには適していない。
【０１９６】
図２４は、実際の負荷１３２の冷却速度を示す図である。図２４の（ａ）は、エアロゾル源が十分にあるときの冷却速度を示している。図２４の（ｂ）は、エアロゾル源が枯渇している（又は、不足している）ときの冷却速度を示している。図２４の（ａ）と（ｂ）において、横軸は時間を示しており、縦軸は負荷１３２の電気抵抗値を介して観測した負荷１３２の冷却速度を示している。なお、図２４の（ａ）と（ｂ）において、縦軸のスケールは同じである。
【０１９７】
約４．８秒付近で負荷１３２の加熱が停止した後、負荷１３２の冷却過程の観測を、時系列順に領域２４０２、領域２４０４、領域２４０６に分けると、次のことが言える。
【０１９８】
領域２４０２では、負荷１３２の加熱が停止した直後のため、負荷１３２の冷却速度は、前述したサージ電流や残留電流などによる外乱の影響を強く受ける。従って、負荷１３２の電気抵抗値を介して冷却速度を観測する場合、領域２４０２における負荷１３２の冷却速度を、エアロゾル源が枯渇したか否かを判定するために用いることは困難である。なお、専用の温度センサを用いて負荷１３２の冷却速度を観測する場合、このような懸念が生じにくいことは、当業者にとって明らかであろう。
【０１９９】
領域２４０４では、（ａ）のエアロゾル源が十分にあるときの冷却速度と、（ｂ）のエアロゾル源が枯渇している（又は、不足している）ときの冷却速度とが、大きく異なっている。これは、前述した負荷の温度の違いが、冷却速度に有意な差をもたらしているためだと考えられる。従って、領域２４０４における負荷１３２の冷却速度は、エアロゾル源が枯渇したか否かを判定するために好適である。
【０２００】
領域２４０６では、（ａ）のエアロゾル源が十分にあるときの冷却速度と、（ｂ）のエアロゾル源が枯渇している（又は、不足している）ときの冷却速度は、殆ど同じである。これは、前述した正常に到達するエアロゾル源の最高温度以下の温度における冷却速度を観測しているためだと考えられる。従って、領域２４０６における負荷１３２の冷却速度は、エアロゾル源が枯渇したか否かを判定するために不適当である。
【０２０１】
図２５は、負荷１３２の冷却速度を計測するのに適したタイミングについて説明する図である。図２３に関連して述べたように、スイッチＱ１がオフにされて負荷１３２の冷却が開始してからできるだけ早いタイミングで冷却速度を計測することにより、エアロゾル源が枯渇したか否かをより正確に判断することができる。しかし、参照番号２５０２で示すようにスイッチＱ１をオフにした直後にスイッチＱ２をオンにすると、サージ電流などの影響により、計測される負荷１３２の温度に関する値が大きく変動する。したがって、冷却速度を正確に計測することが困難である。他方、参照番号２５０６で示すように負荷１３２の温度がエアロゾル源の沸点以下となるタイミングでスイッチＱ２をオンにして計測を行っても、エアロゾル源が枯渇した場合とエアロゾル源が十分にある場合との間で有意な差が生じにくい。これらのことから、本願発明者らは、参照番号２５０４で示すように、スイッチＱ１をオフにしてから所定の時間だけ経過した後（設定された不感帯を過ぎた後）に、エアロゾル源の枯渇が発生するときにのみ到達可能な温度域に負荷１３２の温度が属し得るタイミングで冷却速度を計測することが望ましいとの見解に至った。
【０２０２】
図２６は、本開示の一実施形態による、エアロゾル源の枯渇を検知する処理のフローチャートである。ここでは、制御部１０６がすべてのステップを実行するものとして説明を行う。しかし、一部のステップがエアロゾル生成装置１００の別のコンポーネントによって実行されてもよいことに留意されたい。
【０２０３】
処理はステップ２６０２において開始し、制御部１０６は、エアロゾル生成要求が終わったか否かを判定する。一例として、制御部１０６は、圧力センサの出力等に基づいて、ユーザによる吸引が終わったか否かを判定してもよい。別の例において、制御部１０６は、負荷１３２への給電を行うためにエアロゾル生成装置１００に備え付けられているボタンが押されなくなったか否かに基づいて、エアロゾル生成要求が終わったか否かを判定してもよい。また別の例において、制御部１０６は、負荷１３２への給電を行うためにエアロゾル生成装置１００に備え付けられているボタンの押下などのユーザ・インターフェースに対する操作を検知してから、所定時間が経過したか否かに基づいて、エアロゾル生成要求が終わったか否かを判定してもよい。
【０２０４】
エアロゾル生成要求が続いている場合（ステップ２６０２の「Ｎ」）、処理はステップ２６０２の前に戻る。エアロゾル生成要求が終わると（ステップ２６０２の「Ｙ」）、処理はステップ２６０４に進む。ステップ２６０４において、制御部１０６は、スイッチＱ１をオフにし、負荷１３２への給電を停止する。
【０２０５】
処理はステップ２６０６に進み、制御部１０６は、所定時間の間、スイッチＱ１及びスイッチＱ２の両方をオフにしたまま待機する。すなわち、負荷１３２の冷却過程の開始時又は開始直後に、冷却過程の監視が行われないか又は監視された冷却過程に基づく枯渇の発生が判断されない不感帯が設けられる。不感帯は、サージ電流が減衰した後の時点であって且つ負荷１３２の温度がエアロゾル源の沸点以下になるときよりも前である時点まで、設けられてもよい。
【０２０６】
処理はステップ２６０８に進み、制御部１０６はタイマを起動する。制御部１０６は、タイマの値を初期値ｔ＝０に設定してもよい。
【０２０７】
処理はステップ２６１０に進み、制御部１０６は、スイッチＱ２をオンにして、第２回路２０４を機能させる。処理はステップ２６１２に進み、制御部１０６は、センサ１１２を用いるなどして、時刻ｔ１において、負荷１３２の温度に関連する値を計測する。当該センサ１１２は、負荷１３２の温度、電圧、抵抗値などを検知して出力するように構成されてもよい。ここでは、負荷１３２の電気抵抗値ＲＨＴＲ（ｔ１）が計測される。処理はステップ２６１４に進み、制御部１０６はスイッチＱ２をオフにする。
【０２０８】
処理はステップ２６１６に進み、制御部１０６は、スイッチＱ２を再びオンにして、第２回路２０４を機能させる。処理はステップ２５１８に進み、制御部１０６は、時刻ｔ２において、負荷１３２の温度に関連する値、例えば負荷１３２の電気抵抗値ＲＨＴＲ（ｔ２）を計測する。処理はステップ２６２０に進み、制御部１０６はスイッチＱ２を再びオフにする。
【０２０９】
処理はステップ２６２２に進み、制御部１０６は、ＲＨＴＲ（ｔ１）、ＲＨＴＲ（ｔ２）、ｔ１及びｔ２の値に基づいて、負荷１３２の冷却速度を求める。次いで、ステップ２６２４において、制御部１０６は、得られた冷却速度を所定の閾値と比較する。冷却速度が閾値よりも小さい場合（ステップ２６２４の「Ｙ」）、処理はステップ２６２６に進み、制御部１０６は、エアロゾル源が枯渇していると判定する。他方、冷却速度が閾値以上である場合（ステップ２６２４の「Ｎ」）、処理はステップ２６２８に進み、制御部１０６は、エアロゾル源が十分に残っていると判定する。
【０２１０】
このように、図２６に示す実施形態によれば、制御部１０６は、エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで負荷１３２が昇温した後の冷却過程における、センサ１１２の出力値から導出される冷却速度に基づき、貯留部１１６Ａ又はエアロゾル基材１１６Ｂにおけるエアロゾル源の枯渇の発生を判断するよう構成される。冷却速度に基づいてエアロゾル源の枯渇が発生しているか否かが検知され、エアロゾル源の枯渇が発生しているか否かを迅速かつ高精度に判断することができる。なお、ステップ２６１４とステップ２６１６を省略し、ステップ２６１０でオンにしたスイッチＱ２は、ステップ２６２０までオンにされ続けてもよい。
【０２１１】
また、上述の実施形態によれば、制御部１０６は、冷却過程のうち、エアロゾル源の枯渇が発生するときの冷却速度と該枯渇が発生しないときの冷却速度との間の差が閾値以上である時間帯（例えば、図２３における領域２３０２Ａ又は２３０２Ｂに対応する時間帯）における冷却速度に基づき、枯渇の発生を判断するよう構成される。あるいは、制御部１０６は、冷却過程のうち、枯渇が発生する時のみ到達可能な温度域に負荷１３２の温度が属する時間帯（例えば、領域２３０２Ａに対応する時間帯）における冷却速度に基づき、枯渇の発生を判断するよう構成されてもよい。冷却速度に有意差がある区間において導出された冷却速度に基づいて、エアロゾル源の枯渇が発生しているか否かが判断される。したがって、枯渇が発生しているか否かの判断をより高精度に行うことができる。
【０２１２】
また、上述の実施形態によれば、制御部１０６は、センサ１１２の複数の出力値から冷却速度を導出し、センサ１１２の複数の出力値のうち少なくとも時間軸で最先の値を、冷却過程のうち、枯渇が発生する時のみ到達可能な温度域に負荷１３２の温度が属する時間帯において取得するよう構成されてもよい。あるいは、制御部１０６は、センサ１１２の複数の出力値を、冷却過程のうち、枯渇が発生する時のみ到達可能な温度域に負荷１３２の温度が属する時間帯で取得するよう構成されてもよい。これらの構成によれば、測定期間の始点さえ有意差がある領域に属すればよいので、不感帯の設定を厳格に行わずに済み、さらに、制御周期が極端に早い高性能なマイコンを制御部１０６として用いることが不要となる。
【０２１３】
本開示の第１の実施形態に関連して既に述べたように、負荷１３２は、温度に応じて電気抵抗値が変化してもよい。センサ１１２は、負荷１３２の温度に関連する値として、電気抵抗値に関する値を出力してもよい。この場合、負荷１３２の抵抗値から温度が導出されるので、高価な専用の温度センサが不要となる。また、制御部１０６は、冷却過程の開始時又は開始直後に、電気抵抗値に関する値がセンサ１１２によって取得されないか若しくは冷却速度が導出されない不感帯を設けるように構成されてもよい。あるいは、制御部１０６は、センサ１１２の出力値の時系列的な変化が平滑化されるように補正された、冷却過程の開始時又は開始直後のセンサ１１２の出力値に基づき冷却速度を導出するよう構成されてもよい。この構成によれば、冷却開始時又は冷却開始直後の抵抗値が用いられないので、センサ１１２の出力値の揺らぎを観測しにくくなり、冷却過程の観測精度が向上する。
【０２１４】
一例において、制御部１０６は、冷却過程の前に電源１１０から負荷１３２へ給電される電力が段階的に減少又は漸減するように、電源１１０から負荷１３２への給電を制御するよう構成されてもよい。これにより、エアロゾル生成段階の終期において、回路を流れる電流を小さくすることができる。したがって、前述したサージ電流や残留電流などによって出力値が揺らぐ期間を短くできるので、冷却速度により顕著な有意差が生じる区間を観測することが可能となる。
【０２１５】
一例において、上述の不感帯は、給電の終了時に生じる残留電流とサージ電流のうち少なくとも一方の電流値が閾値以下になるまで続くように設けられてもよい。これにより、不感帯は、サージ電流又は残留電流が消滅するまで又は無視できるほどの大きさになるまでの時間より長くなる。したがって、冷却過程は、残留電流又はサージ電流がセンサの出力値に重畳された状態において観測されないので、観測精度が向上する。
【０２１６】
一例において、不感帯は、枯渇が発生していない場合に冷却過程が完了する長さより短くてもよい。これにより、不感帯が、エアロゾル源が十分にあるときの冷却時間より短くなる。したがって、過剰に長時間の不感帯を必要としないので、冷却過程の観測が妨げられることを抑制できる。
【０２１７】
一例において、給電の終了からセンサ１１２による電気抵抗値に関する値の取得の開始までの時間と、センサ１１２が電気抵抗値に関する値を取得する周期とのうち少なくとも一方は、制御部１０６が達成可能な最小値より大きくてもよい。これにより、抵抗値を介して負荷１３２の冷却過程を観測する際には、観測タイミング又は観測の頻度が意図的に低下させられる。したがって、専用の温度センサを用いなくても、負荷の冷却過程を高精度に観測することができる。
【０２１８】
図２７は、本開示の一実施形態による、エアロゾル源の枯渇を検知する処理のフローチャートである。ステップ２７０２及び２７０４の処理は図２６のステップ２６０２及び２６０４の処理と同様である。
【０２１９】
処理はステップ２７０６に進み、制御部１０６は、スイッチＱ２をオンにする。スイッチＱ２は、スイッチＱ１がオフにされた直後にオンにされてもよい。次いでステップ２７０８において、制御部１０６は、スイッチＱ２をオフにする。スイッチＱ１がオンであるときに負荷１３２を流れる電流と比較して、スイッチＱ２がオンである時に負荷１３２を流れる電流は小さい。したがって、ステップ２７０６及び２７０８におけるスイッチＱ２のオン及びオフの後に生じるサージ電流は、図２５において参照番号２５０２で示した例において生じるサージ電流よりも小さくなる。なお、ステップ２７０４から２７０８は、ステップ２７０２よりも先に行ってもよい。これにより、冷却過程を開始直後から観測できる。
【０２２０】
ステップ２７１０から２７３２の処理はステップ２６０６から２６２８の処理と同様である。
【０２２１】
本開示の第２の実施形態によるエアロゾル生成装置は、一例において、図２に示す回路２００を備えてもよい。回路２００は、電源１１０と負荷１３２の間に直列接続され、第１開閉器（スイッチ）Ｑ１を有する第１回路２０２と、電源１１０と負荷１３２の間に直列接続され、第１回路２０２と並列に接続され，第２開閉器Ｑ２を有し，第１回路２０２より電気抵抗値が大きい第２回路２０４と、を含んでもよい。制御部１０６は、第１開閉器Ｑ１と第２開閉器Ｑ２を制御し、第１開閉器Ｑ１と第２開閉器Ｑ２のうち、第２開閉器Ｑ２のみをオンしている間のセンサの出力値に基づき、冷却速度を導出するよう構成されてもよい。この構成は、専用の高抵抗の抵抗値計測用回路を有する。したがって、抵抗値の計測時に負荷の冷却過程に及ぼす影響を小さくすることができる。図２７に関連して述べたように、制御部１０６は、冷却過程の直前に第２開閉器Ｑ２をオンするよう構成されてもよい。これにより、第１開閉器Ｑ１と第２開閉器Ｑ２が交互にオンにされる。したがって、冷却過程開始時におけるサージ電流と残留電流を緩和することができる。
【０２２２】
図２８は、本開示の一実施形態による、エアロゾル生成装置が備える回路を概略的に示す。回路２８００は、第２回路２０４を備えていない点で図２の回路２００と相違する。図２８の例において、エアロゾル生成装置は、負荷１３２の温度を検知して出力する温度センサ１１２Ｅを備えてもよい。この場合、例えば、制御部１０６は、図２６におけるステップ２６０６から２６２２の処理を行わずに、時点ｔ１及びｔ２における負荷１３２の温度を温度センサ１１２Ｅによって直接的に測定し、測定された温度に基づいて冷却速度を求めてもよい。
【０２２３】
さらに別の例において、エアロゾル生成装置は、図２８に示す回路２８００と同様の構成の回路を備えてもよく、温度センサ１１２Ｅではなく、図２に示されるような、負荷１３２の両端の電圧値を検知する電圧センサ１１２Ｂを備えてもよい。この場合、エアロゾル生成装置はスイッチＱ２を備えない。制御部１０６は、図２６の処理と同様の処理を実行してもよい。但し、この場合、制御部１０６は、ステップ２６０６の代わりに、所定時間、スイッチＱ１をオフにして待機する。制御部１０６はまた、ステップ２６１０及び２６１６の代わりにスイッチＱ１をオンにし、ステップ２６１４及び２６２０の代わりにスイッチＱ１をオフにする。
【０２２４】
上述の説明において、本開示の第２の実施形態は、エアロゾル生成装置及びエアロゾル生成装置を動作させる方法として説明された。しかし、本開示が、プロセッサにより実行されると当該プロセッサに当該方法を実行させるプログラム、又は当該プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体として実施され得ることが理解されよう。
【０２２５】
＜第３の実施形態＞
貯留部１１６Ａ又はエアロゾル基材１１６Ｂ内のエアロゾル源が枯渇しているときにエアロゾル生成要求が行われると、ヒータ（負荷１３２）は大気中に暴露された状態で加熱される。したがって、負荷１３２を構成する材料によっては、負荷１３２が化学変化を起こし、その物性が変化し得る。一例において、酸化などの現象によって負荷１３２の表面に保護膜が形成され、その結果、負荷１３２の電気抵抗値が変化し得る。本願発明者らは、このような現象を利用してエアロゾル生成装置におけるエアロゾル源の枯渇の発生を検知するという技術的思想に想到した。以下、本実施形態について具体的に説明する。
【０２２６】
図２９は、本開示の一実施形態によるエアロゾル源の枯渇の発生を判断する手法を概念的に示す。グラフの横軸は時間を示し、縦軸は負荷１３２の電気抵抗値を示す。負荷１３２の電気抵抗値は、本実施形態において用いられる負荷１３２の物性に関連する値の一例にすぎない。エアロゾル源の枯渇に起因して変化し得る負荷１３２の様々な物性に関連する値を本実施形態において用いることができることが当業者に理解されよう。
【０２２７】
ＲＨＴＲ（ｔ０）は、負荷１３２への給電が行われる前の時刻ｔ０における、室温（ここでは、２５℃）（又は、定常状態）での負荷１３２の抵抗値を示す。スイッチＱ２をオンにして第２回路２０４を機能させることにより、ＲＨＴＲ（ｔ０）を計測することができる。
【０２２８】
この例では、時刻ｔ１においてエアロゾル生成要求が行われる。当該要求に応じて、スイッチＱ１がオンにされ、負荷１３２への給電が開始される。第１の実施形態及び第２の実施形態に関連して述べたように、負荷１３２にＰＴＣヒータを用いるならば、負荷１３２の温度が上がるにつれて、負荷１３２の抵抗値ＲＨＴＲは大きくなる。図２９における曲線２９０２は、エアロゾル源が十分にあるときの負荷１３２の抵抗値の変化を示す。曲線２９０４は、エアロゾル源が枯渇しているときの負荷１３２の抵抗値の変化を示す。
【０２２９】
エアロゾル源が十分にある場合、曲線２９０２で示されるように、負荷１３２の温度が正常時に到達するエアロゾル源の最高温度（ここでは、２００℃）に達すると、負荷１３２の抵抗値は上昇しなくなる。そして、時刻ｔ２においてエアロゾル生成要求が終了し、スイッチＱ１がオフにされると、負荷１３２の温度が低下し、負荷１３２の抵抗値は下降する。負荷１３２の温度が室温（又は、定常状態）に達すると、抵抗値は負荷１３２の加熱前の値ＲＨＴＲ（ｔ０）に戻る。
【０２３０】
エアロゾル源が枯渇している場合、曲線２９０４で示されるように、負荷１３２の温度は、正常時に到達するエアロゾル源の最高温度を超え、エアロゾル源の枯渇が発生するときのみ到達可能な温度（例えば、３５０℃）へとさらに上昇する。この際、負荷１３２の材料によっては、負荷１３２の物性が変化し得る。例えば負荷１３２の表面に保護膜が形成されることもある。この例では、時刻ｔ２における負荷１３２の温度は３５０℃以上にまで達している。スイッチＱ１がオフにされると、負荷１３２の温度が低下し、それに伴って負荷１３２の抵抗値も減少する。しかし、図２９に示されるように、負荷１３２の温度が室温（又は、定常状態）に戻っても、上述した物性の変化の影響により、負荷１３２の抵抗値は加熱前の値には戻らず、当該値よりも大きくなる。本実施形態では、時刻ｔ３における負荷１３２の抵抗値ＲＨＴＲ（ｔ３）と元の抵抗値ＲＨＴＲ（ｔ０）との間の差分ΔＲが所定の閾値以上になるか否かに基づいて、エアロゾル源が枯渇しているか否かが判定される。ここで、ｔ３−ｔ２は、エアロゾル源が十分にあるときに負荷１３２が室温（又は、定常状態）に戻るのに要する時間Δｔｃｏｏｌｉｎｇ以上になるように設定されてもよい。
【０２３１】
図３０は、図２９に関連する、本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。ここでは、制御部１０６がすべてのステップを実行するものとして説明を行う。しかし、一部のステップがエアロゾル生成装置１００の別のコンポーネントによって実行されてもよいことに留意されたい。
【０２３２】
処理はステップ３００２において開始し、制御部１０６は、ヒータ（負荷）の接続を検知したか否かを判定する。例えば、制御部１０６は、カートリッジ１０４Ａが本体１０２に接続されたことを検知したとき、ヒータの接続を検知したと判定する。
【０２３３】
ヒータの接続が検知されない場合（ステップ３００２の「Ｎ」）、処理はステップ３００２の前に戻る。ヒータの接続が検知された場合（ステップ３００２の「Ｙ」）、処理はステップ３００４に進む。ステップ３００４において、制御部１０６は、スイッチＱ２をオンにして、第２回路２０４を機能させる。スイッチＱ２をオンにするタイミングは、図２８における時刻ｔ０からエアロゾル生成が開始される時刻ｔ１までのいずれかの時点とすることができる。スイッチＱ２をオンにするタイミングは、後述するステップ３０１０においてエアロゾル生成要求があると判定した時点でもよい。
【０２３４】
処理はステップ３００６に進み、制御部１０６は、負荷１３２の物性に関連する値を計測する。例えば、制御部１０６は、電圧センサを用いて負荷１３２の両端に印加される電圧を測定し、当該電圧に基づいて負荷１３２の電気抵抗値を計測してもよい。図３０の例では、このようにして負荷１３２の抵抗値ＲＨＴＲ（ｔ０）が計測されるものとして以下説明する。処理はステップ３００８に進み、制御部１０６はスイッチＱ２をオフにする。
【０２３５】
処理はステップ３０１０に進み、制御部１０６は、エアロゾル生成要求があるか否かを判定する。一例として、制御部１０６は、圧力センサの出力等に基づいて、ユーザによる吸引が開始されたか否かを判定してもよい。別の例において、制御部１０６は、負荷１３２への給電を行うためにエアロゾル生成装置１００に備え付けられているボタンが押されたか否かを判定してもよい。エアロゾル生成要求がない場合（ステップ３０１０の「Ｎ」）、処理はステップ３０１０の前に戻る。エアロゾル生成要求があった場合（ステップ３０１０の「Ｙ」）、処理はステップ３０１２に進む。ステップ３０１２において、制御部１０６は、スイッチＱ１をオンにして負荷１３２への給電を開始する。
【０２３６】
ステップ３０１４から３０２０までの処理は図４のステップ４０２から４０８までの処理と同様である。
【０２３７】
処理はステップ３０２２に進み、制御部１０６は、タイマの値ｔが図２９に示すΔｔｃｏｏｌｉｎｇ以上であるか否かを判定する。条件が満たされない場合（ステップ３０２２の「Ｎ」）、処理はステップ３０２０の前に戻る。条件が満たされる場合（ステップ３０２２の「Ｙ」）、処理はステップ３０２４に進む。
【０２３８】
ステップ３０２４において、制御部１０６は、スイッチＱ２をオンにして、第２回路２０４を機能させる。次いでステップ３０２６において、制御部１０６は、負荷１３２の抵抗値ＲＨＴＲ（ｔ３）（図２９を参照）を計測する。次いで、ステップ３０２８において、制御部１０６はスイッチＱ２をオフにする。
【０２３９】
処理はステップ３０３０に進み、制御部１０６は、ＲＨＴＲ（ｔ３）とＲＨＴＲ（ｔ０）との差分が所定の閾値以上であるかどうかを判定する。差分が閾値以上である場合（ステップ３０３０の「Ｙ」）、処理はステップ３０３２に進み、制御部１０６は、エアロゾル源が枯渇していると判定する。他方、差分が閾値未満である場合（ステップ３０３０の「Ｎ」）、処理はステップ３０３４に進み、制御部１０６は、エアロゾル源が十分に残っていると判定する。
【０２４０】
図３１は、負荷１３２（ヒータ）の製造に用いることができる様々な金属の酸化還元電位及び酸化被膜の形成され易さを示す表３１００を示す。酸化還元電位が小さいほど酸化被膜が形成され易く、酸化還元電位が大きいほど酸化被膜が形成されにくい。表３１００においては、Ａｌが酸化被膜が最も形成され易く、Ａｕが酸化被膜が最も形成されにくい。本実施形態においては、エアロゾル源の枯渇が発生するときにのみ到達可能な温度において負荷１３２の物性が変化する現象が、エアロゾル源の枯渇の発生の検知に利用される。したがって、表３１００に示される金属のうち、酸化被膜が形成され得るＡｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｂ及びＣｕが、負荷１３２の製造に適している。したがって、負荷１３２は、銅の酸化還元電位以下の酸化還元電位を持つ金属を含んでもよい。一例として、上記の金属のほか、負荷１３２はＮｉＣｒを含んでもよい。また、酸化が妨げられないよう、負荷１３２は、その表面に不動態被膜を有さないように構成されてもよい。換言すれば、表面に不動態被膜が形成されるステンレスなどは、負荷１３２の製造に適していないと言える。
【０２４１】
図３２は、本開示の一実施形態によるエアロゾル源の枯渇の発生を判断する手法を概念的に示す。ＲＨＴＲ（ｔ１）は、スイッチＱ１がオンにされて負荷１３２への給電が開始されたときの時刻ｔ１における、室温（ここでは、２５℃）（又は、定常状態）での負荷１３２の抵抗値を示す。曲線３２０２は、エアロゾル源が十分にあるときの負荷１３２の抵抗値の変化を示す。曲線３２０４は、エアロゾル源が枯渇しているときの負荷１３２の抵抗値の変化を示す。
【０２４２】
図２９の例と同様に、エアロゾル源が十分にある場合、曲線３２０２で示されるように、負荷１３２の温度が正常時に到達するエアロゾル源の最高温度（ここでは、２００℃）に達すると、負荷１３２の抵抗値は上昇しなくなる。時刻ｔ２においてエアロゾル生成要求が終了し、スイッチＱ１がオフにされると、負荷１３２の温度が低下し、負荷１３２の抵抗値は下降する。負荷１３２の温度が室温（又は、定常状態）に達したときの抵抗値ＲＨＴＲ（ｔ３）は、加熱前の値ＲＨＴＲ（ｔ１）と略等しい。
【０２４３】
図２９の例と同様に、エアロゾル源が枯渇している場合、曲線３２０４で示されるように、負荷１３２の温度は、正常時に到達するエアロゾル源の最高温度を超え、エアロゾル源の枯渇が発生するときのみ到達可能な温度へとさらに上昇する。このとき、負荷１３２の材料によっては、負荷１３２の物性が変化し得る。スイッチＱ１がオフにされると、負荷１３２の温度が低下し、それに伴って負荷１３２の抵抗値も減少する。しかし、負荷１３２の温度が室温（又は、定常状態）に戻っても、物性の変化の影響により、負荷１３２の抵抗値ＲＨＴＲ（ｔ３）は加熱前の値ＲＨＴＲ（ｔ１）よりも大きくなる。
【０２４４】
図３３は、図３２に関連する、本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。ステップ３３０２から３３１６の処理は図３０のステップ３０１４から３０２８の処理と同様である。
【０２４５】
処理はステップ３３１８に進み、制御部１０６は、定常状態に戻ったときの負荷１３２の抵抗値が所定の閾値Ｒｔｈｒｅ以上であるか否かを判定する。当該閾値Ｒｔｈｒｅは、エアロゾル源が十分にある場合における定常状態の抵抗値と、過熱により負荷１３２の物性が変化した場合の負荷１３２の抵抗値について予め分かっている増加量との合計値である。換言すれば、当該閾値Ｒｔｈｒｅは、過熱により負荷１３２の物性が変化した場合の負荷１３２の抵抗値である。閾値Ｒｔｈｒｅは、予めメモリ１１４に記憶されていてもよい。ステップ３３１８において、上記の処理に代えて、制御部１０６は、図３２における時刻ｔ１においても抵抗値を計測し、時刻ｔ３において計測された抵抗値と時刻ｔ１において計測された抵抗値との間の差分が所定の閾値以上であるか否かを判定してもよい。当該所定の閾値は予めメモリに記憶されていてもよい。ステップ３３２０及び３３２２の処理はステップ３０３２及び３０３４の処理と同様である。
【０２４６】
図２９及び図３０の実施形態又は図３２及び図３３の実施形態において、負荷１３２の冷却中に、負荷１３２の温度が室温又は定常状態にまで低下する前にエアロゾル生成要求が再度生じると、負荷１３２の温度及び抵抗値は再び上昇する。この場合、エアロゾル源が枯渇しているか否かを図３０又は図３３の処理によって正確に判断することが困難になる。この問題の解決策として、制御部１０６は、負荷１３２の抵抗値が定常状態に戻るまで、負荷１３２によるエアロゾル源の霧化を禁止してもよい。一例として、制御部１０６は、図２９及び図３２に示すΔｔｃｏｏｌｉｎｇの間にエアロゾル生成要求が生じても、当該要求に応じなくてもよい。
【０２４７】
図３４は、本開示の一実施形態によるエアロゾル源の枯渇の発生を判断する手法を概念的に示す。図３２の場合とは異なり、この例では、時刻ｔ３よりも前の時刻ｔ４の時点で負荷１３２の抵抗値を計測し、エアロゾル源が枯渇しているか否かを判断する。時刻ｔ４は、エアロゾル源が枯渇している場合に、エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで負荷１３２が昇温した後、負荷１３２の温度が定常状態にまで下がる時点よりも前の時点である。
【０２４８】
図３５は、図３２に関連する、本開示の一実施形態による処理のフローチャートである。ステップ３５０２から３５０８の処理は、図３３のステップ３３０２から３３０８の処理と同様である。
【０２４９】
処理はステップ３５１０に進み、制御部１０６は、タイマの値ｔが図３４に示す代替的な冷却時間以上になったか否かを判定する。条件が満たされない場合（ステップ３５１０の「Ｎ」）、処理はステップ３５０８の前に戻る。条件が満たされる場合（ステップ３５１０の「Ｙ」）、処理はステップ３５１２に進む。ステップ３５１２〜３５１６の処理は、図３３のステップ３３１２から３３１６の処理と同様である。
【０２５０】
処理はステップ３５１８に進み、制御部１０６は、ステップ３５１４で計測された負荷１３２の抵抗値ＲＨＴＲ（ｔ４）が所定の値以上であるか否かを判定する。所定の値は、一例としてＲ’ＨＴＲ（ｔ３）＋（Ｒ’ＨＴＲ（ｔ３）−ＲＨＴＲ（ｔ１））−Δ（図３４を参照）であってもよい。これは、センサ１１２による負荷１３２の抵抗値の分解能が、Ｒ’ＨＴＲ（ｔ３）−ＲＨＴＲ（ｔ１）よりも小さければならない点と、補正項としてのΔを考慮したものである。すなわち、定常状態に至る前の負荷１３２の抵抗値と、枯渇が発生した場合の定常状態における負荷１３２の抵抗値に既定値を加えた値とが比較される。後者の値は予めメモリ１１４に記憶されていてもよい。あるいは、定常状態に至る前の負荷１３２の抵抗値から既定値を減じた値と、枯渇が発生した場合の定常状態における負荷１３２の抵抗値とが比較されてもよい。
【０２５１】
条件が満たされる場合（ステップ３５１８の「Ｙ」）、処理はステップ３５２０に進み、制御部１０６は、エアロゾル源が枯渇していると判定する。条件が満たされない場合（ステップ３５１８の「Ｎ」）、処理はステップ３５２２に進み、制御部１０６は、エアロゾル源が十分に残っていると判定する。
【０２５２】
以上述べたように、本開示の第３の実施形態によるエアロゾル生成装置は、貯留部１１６Ａ又はエアロゾル基材１１６Ｂにおけるエアロゾル源の枯渇が発生する時のみ到達可能な温度で加熱されると物性が変化する負荷１３２を備える。負荷１３２の物性に関連する値がセンサ１１２によって出力される。制御部１０６は、エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで負荷１３２が昇温した後のセンサ１１２の出力値に基づき、枯渇の発生を判断するよう構成されてもよい。これにより、エアロゾル源の枯渇に伴う負荷１３２の物性の変化に基づき、エアロゾル源の枯渇が検知される。したがって、エアロゾル源の枯渇の発生を高精度に検知することができる。
【０２５３】
また、上述のように、制御部１０６は、エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで負荷１３２が昇温した後の定常状態におけるセンサ１１２の出力値に基づき、枯渇の発生を判断するよう構成されてもよい。これにより、定常状態における負荷１３２の物性に基づいてエアロゾル源の枯渇が検知される。したがって、誤った検知がなされる可能性が低減される。
【０２５４】
また、上述のように、制御部１０６は、エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで負荷１３２を昇温させる前後におけるセンサ１１２の出力値の変化量に基づき、枯渇の発生を判断するよう構成されてもよい。これにより、負荷１３２への給電の前後の負荷１３２の物性の変化量に基づいて、エアロゾル源の枯渇が検知される。したがって、給電終了後の物性を閾値と比較する場合と比べて、負荷の固体差による影響を受けにくくなる。
【０２５５】
また、上述のように、制御部１０６は、エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで負荷１３２を昇温させる前後の定常状態におけるセンサ１１２の出力値の差に基づき、枯渇の発生を判断するよう構成されてもよい。これにより、給電前後の定常状態における物性の変化量に基づいてエアロゾル源の枯渇が検知される。したがって、給電後の物性を閾値と比較する場合と比べて、負荷１３２の固体差による影響を受けにくくなる。
【０２５６】
また、上述のように、制御部１０６は、エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで負荷１３２が昇温した後、センサ１１２の出力値が定常状態に至るまで、負荷１３２によるエアロゾル源の霧化を禁止するよう構成されてもよい。これにより、定常状態に至るまでのインターバルが規定される。したがって、エアロゾル源の枯渇を判定する頻度を増加することができる。
【０２５７】
また、上述のように、制御部１０６は、エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで負荷１３２が昇温した後の冷却過程において、定常状態に至る前のセンサ１１２の出力値と、枯渇が発生した場合の定常状態における負荷１３２の物性に関連する値に既定値を加えた値との比較に基づき、枯渇の発生を判断するように構成されてもよい。あるいは、制御部１０６は、エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで負荷１３２が昇温した後の冷却過程において、定常状態に至る前のセンサ１１２の出力値に既定値を減じた値と、枯渇が発生した場合の定常状態における負荷１３２の物性に関連する値との比較に基づき、枯渇の発生を判断するよう構成されてもよい。これにより、定常状態に至る時点よりも前の時点で負荷１３２の物性が測定される。したがって、エアロゾル源の枯渇が生じたことを、より早期に特定することが可能となる。
【０２５８】
また、上述のように、センサは、負荷１３２の物性に関連する値として、負荷１３２の電気抵抗値に関する値を出力してもよい。これにより、負荷の抵抗値から温度が導出される。したがって、高価な専用の温度センサが不要となる。
【０２５９】
また、上述のように、制御部１０６は、エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで負荷１３２が昇温した後のセンサ１１２の出力値と、負荷１３２の表面に保護膜（例えば、酸化被膜）が形成された場合の負荷１３２の抵抗値に関連する値との比較に基づき、枯渇の発生を判断するよう構成されてもよい。また、上述のように、制御部１０６は、エアロゾル源を霧化することができる温度以上まで負荷１３２を昇温させる前後におけるセンサ１１２の出力値の変化量と、負荷１３２の表面における保護膜の形成による負荷１３２の抵抗値に関連する値の変化量との比較に基づき、枯渇の発生を判断するよう構成されてもよい。これらの場合、保護膜部分に相当する値が閾値となる。当該閾値は予めメモリ１１４に記憶されていてもよい。したがって、保護膜の形成による抵抗値の変化、すなわちエアロゾル源の枯渇の発生を適切に検知できる。
【０２６０】
本開示の第３の実施形態によるエアロゾル生成装置は、一例において、図２に示す回路２００を備えてもよい。回路２００は、電源１１０と負荷１３２の間に直列接続され、第１開閉器（スイッチ）Ｑ１を有する第１回路２０２と、電源１１０と負荷１３２の間に直列接続され、第１回路２０２と並列に接続され，第２開閉器Ｑ２を有し，第１回路２０２より電気抵抗値が大きい第２回路２０４と、を含んでもよい。制御部１０６は、第１開閉器Ｑ１と第２開閉器Ｑ２を制御し、第１開閉器Ｑ１と第２開閉器Ｑ２のうち、第２開閉器Ｑ２のみをオンしている間のセンサの出力値に基づき、枯渇の発生を判断するよう構成されてもよい。この構成は、専用の高抵抗の抵抗値計測用回路を有する。したがって、抵抗値の計測時に負荷の冷却過程に及ぼす影響を小さくすることができる。
【０２６１】
上述の説明において、本開示の第３の実施形態は、エアロゾル生成装置及びエアロゾル生成装置を動作させる方法として説明された。しかし、本開示が、プロセッサにより実行されると当該プロセッサに当該方法を実行させるプログラム、又は当該プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体として実施され得ることが理解されよう。
【０２６２】
以上、本開示の実施形態が説明されたが、これらが例示にすぎず、本開示の範囲を限定するものではないことが理解されるべきである。本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、実施形態の変更、追加、改良などを適宜行うことができることが理解されるべきである。本開示の範囲は、上述した実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、特許請求の範囲及びその均等物によってのみ規定されるべきである。
【符号の説明】
【０２６３】
１００Ａ、１００Ｂ…エアロゾル生成装置、１０２…本体、１０４Ａ…カートリッジ、１０４Ｂ…エアロゾル発生物品、１０６…制御部、１０８…通知部、１１０…電源、１１２…センサ、１１４…メモリ、１１６Ａ…貯留部、１１６Ｂ…エアロゾル基材、１１８Ａ、１１８Ｂ…霧化部、１２０…空気取込流路、１２１…エアロゾル流路、１２２…吸口部、１３０…保持部、１３２…負荷、１３４…回路、２００…回路、２０２…第１回路、２０４…第２回路、２０８…変換部、２１２…シャント抵抗
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【国際調査報告】
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