(57)【要約】  喫煙材を加熱するよう構成された装置におけるヒータ構成体を制御するための方法と装置に関する。この方法は、ヒータ制御ループを実施することを含み、ヒータ制御ループは、一つ以上の連続する制御期間において次のステップを実行する。すなわち、その制御ステップは、喫煙材を加熱するよう構成された装置の一つのゾーンの現在の温度変化率、目標温度及び現在の温度に基づいてヒータ構成体の加熱要素についての現在の残余オン時間を決定することを含む。【選択図】図１４
2019531049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるために前記喫煙材を加熱するよう構成された装置におけるヒータ構成体を制御する方法であって、
前記ヒータ構成体の加熱要素を制御して前記装置の一つのゾーンを目標温度に加熱するようヒータ制御ループを実施することを含み、
前記ヒータ制御ループが、一つ以上の連続する制御期間において、
前記ゾーン内の現在の温度を決定するステップと、
前記ゾーン内の現在の温度変化率を決定するステップと、
前記ゾーンの前記現在の温度変化率、前記ゾーンの前記目標温度及び前記ゾーンの前記現在の温度に基づいて前記ゾーンを前記目標温度に加熱するために前記ヒータ構成体の前記加熱要素についての現在の残余オン時間を決定するステップと
を実行する、方法。
【請求項２】
前記ゾーンを加熱している前記加熱要素についての前記現在の残余オン時間が終了した場合に前記ヒータ構成体に前記加熱要素をオフにさせることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記現在の制御期間において算出された、前記ゾーンを加熱している前記加熱要素についての前記現在の残余オン時間が、前記現在の制御期間中に終了した場合に、前記ヒータ構成体に前記加熱要素をオフにさせることをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記加熱要素がオフにされていた前記制御期間に続く制御期間において、
前記ゾーン内の現在の温度を決定し、前記ゾーン内の前記現在の温度が前記目標温度よりも低い場合に、前記加熱要素をオンに戻し、前記ゾーンの現在の温度変化率、前記ゾーンの前記目標温度及び前記ゾーンの前記現在の温度に基づいて前記ゾーンを前記目標温度に加熱するために前記加熱要素についての現在の残余オン時間を決定することをさらに含む、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記現在の温度が前記目標温度以上であることが判定された場合に、前記ヒータ構成体に、前記ゾーンを加熱している前記加熱要素をオフにさせることと、
次いで、保持温度モードに入ることと
をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記保持温度モードにおいて、前記現在の温度が、前記目標温度よりも低い少なくとも第１の温度閾値であることに加えて、
次の条件、すなわち
現在の温度が前回の温度測定値よりも低いこと、
前記加熱要素がオフにされてから第１の時間閾値よりも長い時間が経過しており、前記現在の温度が前記目標温度よりも低い少なくとも第２の温度閾値であること、
前記加熱要素がオフにされてから第２の時間閾値よりも長い時間が経過していること
のうちの一つ又は複数を満足した場合に、前記加熱要素をオンに戻すことをさらに含み、
前記第２の温度閾値が前記第１の温度閾値を上回っており、
前記第２の時間閾値が前記第１の時間閾値を上回っている、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記装置の使用セッション中に前記目標温度を変えることをさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
第１の所定の時間間隔にて前記ゾーン内の前記現在の温度を決定することをさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記制御期間が第２の所定の時間間隔の間持続し、前記第２の所定の時間間隔が前記第１の所定の時間間隔を上回っている、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ヒータ構成体が複数の加熱要素を備え、
当該方法が、
前記複数の加熱要素のそれぞれと関連される少なくとも一つの温度センサを用意することと、
前記複数の加熱要素のそれぞれについて、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法を独立して実施することと
をさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるために前記喫煙材を加熱するよう構成された装置であって、
加熱要素を備えるヒータ構成体と、
前記ヒータ構成体の前記加熱要素を制御して当該装置の一つのゾーンを目標温度に加熱するようヒータ制御ループを実施するように構成されたコントローラと
を具備し、
前記ヒータ制御ループが、一つ以上の連続する制御期間において、
前記ゾーン内の現在の温度を決定するステップと、
前記ゾーン内の現在の温度変化率を決定するステップと、
前記ゾーンの前記現在の温度変化率、前記ゾーンの前記目標温度及び前記ゾーンの前記現在の温度に基づいて前記ゾーンを前記目標温度に加熱するために前記加熱要素についての現在の残余オン時間を決定するステップと
を実行する、装置。
【請求項１２】
前記コントローラが、前記ゾーンを加熱している前記加熱要素についての前記現在の残余オン時間が終了した場合に前記ヒータ構成体に前記加熱要素をオフにさせるように構成されている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記コントローラが、前記現在の制御期間において算出された、前記ゾーンを加熱している前記加熱要素についての前記現在の残余オン時間が、前記現在の制御期間中に終了した場合に、前記ヒータ構成体に前記加熱要素をオフにさせるように構成されている、請求項１１又は１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記コントローラが、
前記加熱要素がオフにされていた前記制御期間に続く制御期間において、
前記ゾーン内の現在の温度を決定し、前記ゾーン内の前記現在の温度が前記目標温度よりも低い場合に、前記加熱要素をオンに戻し、前記ゾーンの現在の温度変化率、前記ゾーンの前記目標温度及び前記ゾーンの前記現在の温度に基づいて前記ゾーンを前記目標温度に加熱するために前記加熱要素についての現在の残余オン時間を決定するように構成されている、請求項１２又は１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記コントローラが、前記現在の温度が前記目標温度以上であることが判定された場合に、前記ヒータ構成体に、前記ゾーンを加熱している前記加熱要素をオフにさせ、
次いで、保持温度モードに入るように構成されている、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記コントローラが、
前記保持温度モードにおいて、前記現在の温度が、前記目標温度よりも低い少なくとも第１の温度閾値であることに加えて、
次の条件、すなわち
現在の温度が前回の温度測定値よりも低いこと、
前記加熱要素がオフにされてから第１の時間閾値よりも長い時間が経過しており、前記現在の温度が前記目標温度よりも低い少なくとも第２の温度閾値であること、
前記加熱要素がオフにされてから第２の時間閾値よりも長い時間が経過していること
のうちの一つ又は複数を満足した場合に、前記加熱要素をオンに戻すように構成されており、
前記第２の温度閾値が前記第１の温度閾値を上回っており、
前記第２の時間閾値が前記第１の時間閾値を上回っている、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記コントローラが、当該装置の使用セッション中に前記目標温度を変えるように構成されている、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
前記コントローラが、第１の所定の時間間隔にて前記ゾーン内の前記現在の温度を決定するように構成されている、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
前記制御期間が第２の所定の時間間隔の間持続し、前記第２の所定の時間間隔が前記第１の所定の時間間隔を上回っている、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記ヒータ構成体を収容するハウジングと、
マウスピースと
をさらに備える、請求項１１〜１９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
一組のコンピュータ可読命令が記憶された持続性コンピュータ可読記憶媒体であって、
前記一組のコンピュータ可読命令が、処理システムによって実行された場合に、喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるために前記喫煙材を加熱するよう構成された装置におけるヒータ構成体を制御する方法を実行させ、
前記方法が、前記ヒータ構成体の加熱要素を制御して前記装置の一つのゾーンを目標温度に加熱するようヒータ制御ループを実施することを含み、
前記ヒータ制御ループが、一つ以上の連続する制御期間において、
前記ゾーン内の現在の温度を決定するステップと、
前記ゾーン内の現在の温度変化率を決定するステップと、
前記ゾーンの前記現在の温度変化率、前記ゾーンの前記目標温度及び前記ゾーンの前記現在の温度に基づいて前記ゾーンを前記目標温度に加熱するために前記ヒータ構成体の前記加熱要素についての現在の残余オン時間を決定するステップと
を実行する、持続性コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、喫煙材を加熱するよう構成された装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙巻タバコ、葉巻タバコ等の物品は、使用の間、タバコを燃焼してタバコ煙を発生させる。燃焼せずに化合物を放出する製品を創出することによって、タバコを燃焼させるこれらの物品に代わるものを提供する試みがなされている。そのような製品の例としては、タバコ加熱製品又はタバコ加熱装置としても知られているいわゆる非燃焼・加熱式（ｈｅａｔ−ｎｏｔ−ｂｕｒｎ）製品がある。これらは、材料を燃焼するのではなく加熱することで化合物を放出する。その材料は、例えば、タバコでもよいし、他の非タバコ製品でもよいし、ブレンドされた混合物等の組み合わせたものでもよく、それらは、ニコチンを含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の第１の態様によれば、喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるために喫煙材を加熱するよう構成された装置におけるヒータ構成体を制御する方法が提供され、この方法は、ヒータ構成体の加熱要素を制御して装置の一つのゾーンを目標温度に加熱するようヒータ制御ループを実施することを含む。ここで、ヒータ制御ループは、一つ以上の連続する制御期間において、前記ゾーン内の現在の温度を決定するステップと、前記ゾーン内の現在の温度変化率を決定するステップと、前記ゾーンの現在の温度変化率、前記ゾーンの目標温度及び前記ゾーンの現在の温度に基づいて前記ゾーンを目標温度に加熱するためにヒータ構成体の加熱要素についての現在の残余オン時間を決定するステップとを実行するものである。
【０００４】
本発明の第２の態様によれば、喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるために喫煙材を加熱するよう構成された装置が提供され、この装置は、加熱要素を備えるヒータ構成体と、ヒータ構成体の加熱要素を制御してこの装置の一つのゾーンを目標温度に加熱するようヒータ制御ループを実施するように構成されたコントローラとを具備する。ここで、ヒータ制御ループは、一つ以上の連続する制御期間において、前記ゾーン内の現在の温度を決定するステップと、前記ゾーン内の現在の温度変化率を決定するステップと、前記ゾーンの現在の温度変化率、前記ゾーンの目標温度及び前記ゾーンの現在の温度に基づいて前記ゾーンを目標温度に加熱するために加熱要素についての現在の残余オン時間を決定するステップとを実行するものである。
【０００５】
本発明の第２の態様によれば、一組のコンピュータ可読命令が記憶された持続性コンピュータ可読記憶媒体が提供される。一組のコンピュータ可読命令は、処理システムによって実行された場合に、喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるために喫煙材を加熱するよう構成された装置におけるヒータ構成体を制御する方法を実行させ、方法は、ヒータ構成体の加熱要素を制御して装置の一つのゾーンを目標温度に加熱するようヒータ制御ループを実施することを含む。ここで、ヒータ制御ループは、一つ以上の連続する制御期間において、前記ゾーン内の現在の温度を決定するステップと、前記ゾーン内の現在の温度変化率を決定するステップと、前記ゾーンの現在の温度変化率、前記ゾーンの目標温度及び前記ゾーンの現在の温度に基づいて前記ゾーンを目標温度に加熱するためにヒータ構成体の加熱要素についての現在の残余オン時間を決定するステップとを実行するものである。
【０００６】
以下、添付図面を参照してなされる、例としてのみ与えられる本発明の実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】喫煙材を加熱するための装置の例を示す斜視図である。
【図２】消耗品が挿入された状態の図１の装置の横断面図である。
【図３】消耗品が挿入されていない状態の図１の装置の横断面図である。
【図４】図１の装置の内部構成要素を示すために外側パネルが取り除かれた状態の図１の装置を示す斜視図である。
【図５ａ】図１の装置の内部構成要素を示す側面図である。
【図５ｂ】図１の装置の内部構成要素を示す第１の斜視図である。
【図５ｃ】図１の装置の内部構成要素を示す第２の斜視図である。
【図５ｄ】図１の装置の内部構成要素を示す背面図である。
【図６】図１の装置の別の内部構成要素を示す背面図である。
【図７】喫煙材を加熱するための装置における正面パネルを示す平面図である。
【図８】図７の装置の正面パネルを示す側面図である。
【図９】図７の装置の正面パネルを示す斜視図である。
【図１０】消耗品が挿入された状態の図７の正面パネルを示す平面図である。
【図１１】喫煙材を加熱するための装置におけるヒータ構成体の斜視図である。
【図１２】図１１のヒータ構成体内での目標温度と対応の測定温度との時間経過に伴う変化を示すグラフである。
【図１３】喫煙材を加熱するための装置における別のヒータ構成体の斜視図である。
【図１４】図１３のヒータ構成体内での目標温度と対応の測定温度との時間経過に伴う変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本書で用いられる場合、用語「喫煙材」は、加熱されると揮発成分を、典型的にはエアロゾルの形態で供する材料を含む。「喫煙材」は任意のタバコ含有材料を含み、例えば、タバコ自体、タバコ派生物、膨張タバコ、再生タバコ、又はタバコ代替品のうちの一つ以上を含んでもよい。「喫煙材」はまた、他の非タバコ製品を含んでいてもよい。この非タバコ製品は、製品によってニコチンを含んでもよいし、含まなくてもよい。「喫煙材」は、例えば、固体、液体、ゲル、又は蝋等の形態をとることができる。「喫煙材」はまた、例えば、材料を組み合わせたもの、又はブレンドしたものであってもよい。
【０００９】
典型的には、喫煙材を燃やさずに又は燃焼させずに吸引することができるエアロゾルを形成するために、喫煙材を加熱して喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させる装置が知られている。このような装置は、「非燃焼加熱式」装置、又は「タバコ加熱製品」、又は「タバコ加熱装置」、又はこれらと類似するものとしても説明される。同様に、いわゆるｅシガレット装置（電子タバコ装置）もあり、これは、典型的には、液体の形態の喫煙材（ニコチンを含むものも含まないものあり得る）を気化する。喫煙材は、装置内に挿入され得るロッド、カートリッジ又はカセット等の形態をとる場合や、これらの一部として提供される場合もある。喫煙材を加熱し揮発させるためのヒータは装置の「永久」部品として提供されてもよく、或いは喫煙品の一部、又は使用後破棄され交換される消耗品として提供されてもよい。これに関連して「喫煙品」は、使用時に喫煙材を含み又は収容しており、使用時に加熱されて、喫煙材及び任意選択的に他の成分を揮発させる装置、物品又は他の構成部品である。
【００１０】
図１〜図４を参照すると、喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるために、典型的には吸引することができるエアロゾルを形成するために、喫煙材を加熱するよう構成された装置の一例が示されている。装置１は、喫煙材を燃焼させることなく加熱することによって化合物を放出する加熱装置１である。
【００１１】
第１の端部３は、本書では、装置１の口側端部（使用者の口側となる端部）又は近位端３とも称され、第２の端部５は、本書では、装置１の遠位端５とも称される。装置１には、装置１全体が使用者の所望に応じてオン・オフを切り換えられるようにするオン・オフボタン７が設けられている。
【００１２】
装置１は、装置１の様々な内部構成要素を配置し保護するためのハウジング９を含む。図示の例では、ハウジング９は、装置１の周りを囲む一体型スリーブ１１を備え、このスリーブ１１は、装置１の「上部」を概ね規定する上部パネル１７と、装置１の「底部」を概ね規定する底部パネル１９とで閉じられている。他の例では、ハウジングは、上部パネル１７と底部パネル１９に加えて、前部パネル、後部パネル及び一対の互いに対向する側部パネルを備える。
【００１３】
上部パネル１７及び／又は底部パネル１９は、装置１の内部への容易なアクセスを可能にするために、一体型スリーブ１１に取外し可能に固定されてもよく、又は、例えば装置１の内部に使用者がアクセスすることができないように、一体型スリーブ１１に「永久的に」固定されてもよい。一例では、パネル１７，１９は、プラスチック材料（例えば、射出成形によって形成されるガラス充填ナイロン等）から作られ、一体型スリーブ１１はアルミニウムから作られるが、他の材料や他の製造プロセスが使用されてもよい。
【００１４】
装置１の上部パネル１７は、装置１の口側端部３に開口２０を有し、この開口２０を通して、使用時に、喫煙材を含む消耗品２１を使用者が装置１に挿入し、また装置１から取り出すことができる。
【００１５】
ハウジング９内には、ヒータ構成体２３と、制御回路２５と、電源２７とが配置され又は固定されている。この例では、ヒータ構成体２３、制御回路２５及び電源２７は、制御回路２５が概ねヒータ構成体２３と電源２７との間に配置された状態で、横方向に隣り合っているが（すなわち、一端から見て隣り合っているが）、他の配置としても可能である。
【００１６】
制御回路２５２は、以下でさらに説明するように、消耗品２１内の喫煙材の加熱を制御するように構成され配置されたマイクロプロセッサ構成体のようなコントローラを含むことができる。
【００１７】
電源２７４は、例えば、再充電可能なバッテリー又は再充電できないバッテリーのようなバッテリーであってもよい。適切なバッテリーの例には、例えば、リチウムイオン電池、（ニッケル−カドミウム電池のような）ニッケル電池、アルカリ電池等が含まれる。バッテリー２７は、必要時に電力を供給するために、また制御回路２５の制御下において消耗品内の喫煙材を加熱するために（上述したように、喫煙材を燃焼させることなく、喫煙材を揮発させるために）、ヒータ構成体２３に電気的に接続されている。
【００１８】
電源２７をヒータ構成体２３の側方に隣接して配置する利点は、装置１全体を過度に長くさせることなく、物理的に大きな電源２７を使用できることである。理解されるように、一般に、物理的に大きな電源２７は、より高い容量（すなわち、供給可能な総電気エネルギー、多くの場合はアンペア時等で測定されるもの）を有し、したがって、装置１のバッテリー寿命をより長くすることができる。
【００１９】
一例では、ヒータ構成体２３は、概ね、中空の内部加熱チャンバ２９を有する円筒形の中空管の形態をとり、加熱チャンバ２９内に、喫煙材を含む消耗品２１が使用時に加熱のために挿入される。ヒータ構成体２３は別の異なる構成とすることもできる。例えば、ヒータ構成体２３は、単一の加熱要素からなるものとしてもよいし、ヒータ構成体２３の長手方向軸線に沿って整列された複数の加熱要素から形成されてもよい。加熱要素は、環状であってもよいし、管状であってもよく、又はその周りにおいて少なくとも部分的に環状であっても、部分的に管状であってもよい。一例では、加熱要素は薄膜ヒータとすることができる。他の例では、加熱要素はセラミックス材料から作られたものでもよい。適切なセラミックス材料の例には、アルミナ、窒化アルミニウム及び窒化ケイ素セラミックスがあり、これらは積層され焼結されてもよい。他の加熱装置も可能であり、例えば、誘導加熱、赤外線を放射することによって加熱する赤外線加熱要素、又は例えば抵抗電気巻線によって形成された抵抗加熱要素等がある。
【００２０】
一つの特定の例では、ヒータ構成体２３は、ステンレス鋼製の支持管によって支持され、ポリイミド加熱要素を備える。ヒータ構成体２３は、装置１内に消耗品２１が挿入された場合に、実質的に喫煙材の全体が使用時に加熱されるように、寸法が定められている。
【００２１】
加熱要素は、喫煙材の選択された部分が、例えば、必要に応じて順番に（徐々に）又は一緒に（同時に）、個別的に加熱されるように配置構成され得る。
【００２２】
この例のヒータ構成体２３は、熱絶縁体３１によってその長さの少なくとも一部に沿って囲まれている。熱絶縁体３１は、ヒータ構成体２３から装置１の外部に伝わる熱を減少させるのに役立つ。これは、一般に熱損失を低減するので、ヒータ構成体２３の電力条件を低く抑えるのに役立つ。熱絶縁体３１はまた、ヒータ構成体２３の動作中に装置１の外部を低温に維持するのに役立つ。一例では、熱絶縁体３１は二重壁型のスリーブであり、これはスリーブの二つの壁の間に低圧領域を有するとよい。すなわち、熱絶縁体３１は、例えば、「真空」管、すなわち熱伝導及び／又は対流による伝熱を最小限にするために少なくとも部分的に排気された管であるとよい。二重壁型のスリーブに加えて又はその代わりに、例えば適当な発泡型の材料を含む断熱材料を使用すること等、熱絶縁体３１のための他の配置構成も可能である。
【００２３】
ハウジング９は、ヒータ構成体２３だけでなく、すべての内部構成要素を支持するための様々な内部支持構造３７（図４に明示されている）をさらに備えることができる。
【００２４】
装置１は、開口部２０の周りに延び開口部２０からハウジング９の内部に突出するカラー３３と、カラー３３と真空スリーブ３１の一端との間に配置された略管状のチャンバ３５とをさらに備える。
【００２５】
チャンバ３５の一端はカラー３３に結合され、このカラー３３により支持され、チャンバ３５の他端は真空スリーブ３１の一端に結合されて真空スリーブ３１を支持している。したがって、図３に明示されるように、カラー３３、チャンバ３５及び真空管３１／ヒータ構成体２３は同軸に配置されているので、図２に明示されるように、消耗品２１が装置１内に挿入された場合、消耗品２１は、カラー３３及びチャンバ３５を通ってヒータチャンバ２９内に延びる。
【００２６】
上述したように、この例では、ヒータ構成体２３は、一般に、円筒形の中空管の形態であり、この中空管は、チャンバ３５及びカラー３３を通って装置１の口側端部３における開口部２０と流体連通している。
【００２７】
ここで図５ａ〜図５ｄを参照すると、この例では、チャンバ３５は、第１の開口端３５ｂ及び第２の開口端３５ｃを有する管状本体３５ａを備える。管状本体３５ａは、第１の開口端３５ｂから管状本体３５ａに沿ってほぼ半分のところまで延びる第１の部分３５ｄと、管状本体３５ａに沿っておよそ半分離れたところから第２の開口端３５ｃへと延びる第２の部分３５ｅとを備える。第１の部分３５ｄは実質的に一定の内径を有し、第２の部分３５ｅは第２の開口端３５ｃに向かって先細になる内径を有する。
【００２８】
チャンバ３５は冷却構造３５ｆをさらに備え、冷却構造３５ｆは、この例では、管状本体３５ａに沿って互いに離間した複数の冷却フィン３５ｆを含み、各冷却フィン３５ｆは、管状本体３５ａの周りに周方向に配置されている。
【００２９】
チャンバ３５はまた、第２の開口端３５ｃの周囲に設けられたフランジ部３５ｇと、第２の開口端３５ｃの周囲に配置された複数の突起又はクリップ３５ｈとを備える。各クリップ３５ｈは、略「Ｌ」字形であり、フランジ部分３５ｇに接合された第１の部分３５ｈ１と、第１の部分３５ｈ１に対してほぼ垂直であり且つ管状本体３５の長手方向軸線に概ね平行な方向に延びる第２の部分３５ｈ２とを備える。各第２の部分３５ｈ２は、管状本体３５ａの長手方向軸線に沿って延びる軸線に面する段差面３５ｉを備え、段差面３５ｉはわずかに湾曲している。
【００３０】
図３に明示されるように、この例では、チャンバ３５は、カラー３３と真空管３１／ヒータ２３との間のハウジング９内に配置されている。より詳細には、（ｉ）第２の端部３５ｃにおいて、フランジ３５ｇはヒータ構成体２３のポリイミド管の一端部に接し、クリップ３５ｈは段差面３５ｉを介してポリイミド管と弾性的に係合すると共に、クリップの外面は真空スリーブ３１の内面と噛み合う。（ｉｉ）第１の端部３５ｂにおいて、チャンバ３５は、カラー３３の一部をなしチャンバ３５内に突出する隆起部６０によってカラー３３に結合する。隆起部６０は、カラー３３の第１の端部６２から、カラー３３の第２の端部６３まで、カラー３３及びチャンバ３５の長手方向軸線に沿って延びる軸線に向かって角度が付けられている。隆起部は、チャンバ３５の内面と同一面上にあり、ぴったりとした嵌合をなすようになっている。
【００３１】
図２から最も良く分かるように、中空チャンバ３５の第１の部分３５ｄの内径は消耗品２の外径よりも大きい。したがって、消耗品２が中空チャンバ３５の長さの少なくとも一部にわたって装置内に挿入されたとき、中空チャンバ３５と消耗品２との間には空隙３６空隙３６が形成される。空隙３６は、その領域において消耗品２１の全周の周りにある。
【００３２】
図５ｃ及び図５ｄに明示されるように、第２の開口端３５ｃにおいて、チャンバ３５は、第２の開口端３５ｃの周縁にてチャンバ３５の内面に沿って周方向に配置された複数の（この例では三つの）小さな突出部又は隆起部３５ｊを含む。突出部３５ｊの各々は、チャンバ３５の長手方向軸線に平行な方向にわずかな距離で延びており、また、第２の開口端３５ｃにて半径方向にわずかな量で延びている。複数の突出部３５ｊは協働して、消耗品２１が装置１内にあるときに、チャンバ３５内にある消耗品２１の部分を正確に配置し保持するために、消耗品２１を把持する把持部分を提供する。突出部３５ｊは、それらの間で、突出部３５ｊによって接触される消耗品の領域内にて消耗品２１を緩やかに圧し又は挟み込む。突出部３５ｊは、消耗品２１が装置１内に挿入されたときに消耗品を良好に把持するように、また、消耗品２１が装置１から取り出されたときには元の形状に戻るよう、わずかに変形する（例えば圧縮する）ように弾性材料からなる（又は弾性である）とよい。突出部３５ｊは、チャンバ３５と一体的に形成されていてもよいし、チャンバ３５内に取り付けられた別個の構成要素であってもよい。突出部周りの内径は、例えば５．３７７ｍｍとすることができる。
【００３３】
図６に示す別の例では、中空チャンバ３５内の弾性把持部分３５ｋは、略楕円形の開口３５ｌを画定し、この開口３５ｌは、中空チャンバ３５の長手方向軸線に沿って延び、消耗品２１が装置１内に挿入されたとき、楕円形開口３５ｌ内にある消耗品２１の部分が、円形断面から楕円形断面に変形するように、その部分を穏やかに圧縮又は挟み込む。一例では、把持部分３５ｋは、第１の開口端３５ｂに向かって配置されている。一例では、挿入／保持力を増減させるために楕円形部分の幅を増減することができる。さらなる例では、楕円形開口３５１の全表面領域ではなく、消耗品２１と接する楕円形開口３５１の表面には、小さな溝（図示せず）を追加することができる。これは、把持部分３５ｋを通過する様々な消耗品構成要素（タバコ、チップペーパー、紙管）の移動に対して挿入／取出しの感度を最小にする。
【００３４】
さらなる例では、突出部３５ｊと楕円形把持部分３５ｋとの組み合わせを使用して消耗品２１を中空チャンバ３５内に保持することができる。例えば、楕円形把持部分３５ｋと複数の突出部３５ｊとは、中空チャンバ３５内で長手方向に互いに離間して配置され、挿入された消耗品２１を適所に保持するために別個に作用させてもよいし、突出部３５ｊは楕円形把持部分３５ｋの表面の周りに配置されてもよい。
【００３５】
チャンバ３５は、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等を含むプラスチック材料で形成することができる。
【００３６】
再び図２〜図４を参照すると、一例では、加熱チャンバ２９は、遠位端５に向かって内径が縮小する領域３８を有する。この領域３７は、口側端部３の開口部を通過した消耗品２１のエンドストッパを提供する。内径が縮小するこの領域３８は、例えば、２０１５年６月２６日付けで出願された本願出願人による同時係属中の米国仮特許出願第６０／１８５２２７号に詳細に記載されたタイプの中空管によって提供されるものである。なお、この仮特許出願の記載内容は参照により本書に援用される。
【００３７】
装置１は、加熱チャンバ２９を清掃することができるよう、加熱チャンバ２９に対してアクセスすることを可能とするために後部パネルの開口部を開閉する蓋３９が遠位端５に設けられている。好適な蓋の例は、同時係属中の米国仮特許出願第６２／１８５２２７号により詳細に説明されている。
【００３８】
次にも特に図７〜図１０を参照すると、装置１の上部パネル１７の一例が示されている。上部パネル１７は、一般に、装置のハウジング９の前端部３を形成する。上部パネル１７は、使用時に消耗品２１が装置１内に取出し可能に挿入される開口部２０の形態にて挿入点を画定するカラー３３を支持する。
【００３９】
カラー３３は、開口部２０の周りで延び、開口部２０からハウジング９の内部に突出している。一例では、カラー３３は、カラー３３と上部パネル１７とが単一部材となるように、ハウジングの上部パネル１７と一体化されている。代替的な例では、カラー３３は、上部パネル１７とは別個の要素であり、ロック機構、接着剤、ねじ等の取付手段を介して上部パネル１７に取り付けられ得る。カラー３３を上部パネル１７に取り付けるのに適した他の取付け具を使用することもできる。
【００４０】
この例では、カラー３３は、開口部２０の周りに周方向に配置され且つ開口部２０内に突出する複数の隆起部６０を備える。隆起部６０は、隆起部６０の位置における開口部２０の開放スパンが、隆起部６０のない位置における開口部２０の開放スパンよりも小さくなるように、開口部２０内の空間を占める。隆起部６０は、装置１内に消耗品２１を固定するのを助けるために、装置１に挿入された消耗品２１と係合するように構成されている。
【００４１】
一例では、隆起部６０は、開口部２０の周りに周方向に等間隔で配置されている。一例では、四つの隆起部６０があり、他の例では、五つ以上又は三つ以下の隆起部６０がある場合もある。
【００４２】
図１０は、消耗品２１が開口部２０に挿入された状態の装置の上部パネル１７の平面図を示す。隆起部６０は、消耗品２１と係合するように開口部２０内に突出している。隣り合う一対の隆起部６０と消耗品２１とによって画定される開放空間６１は、消耗品２１の外面の周りに通気路６１を形成する。これらの通気路６１は、以下により詳細に説明するように、消耗品２１から放散された高温の蒸気が装置１を出て、消耗品２１の周囲の装置１内に冷却空気を流入させる。図１０の例は、消耗品２１の周囲に配置された四つの通気路６１を示しており、このような通気路６１が多くても又は少なくても、装置１の通気を可能とする。
【００４３】
上述したように、隆起部６０は、開口部２０内に半径方向に突出しているが、図８から最も良く分かるように、上部パネル１７からもハウジング９内に延びている。隆起部６０の突出部は、隆起部６０がハウジング内に延びるとき、隆起部６０間の距離が減少するように、互いに向かって角度が付けられている。図３に明示されるように、ハウジング内への隆起部６０の突出部によって、カラー３３を、チャンバ３５の第１の開口端３５ｂを通って延びる隆起部６０によって、チャンバ３５に結合させることができ、チャンバ３５の内壁面と係合する。
【００４４】
再び図２を詳細に参照すると、一例では、消耗品２１は、円筒状ロッドの形態をしており、消耗品２１が装置１に挿入された場合にヒータ構成体２３内にある消耗品２１の部分において、後端部に喫煙材２１を有し又は含有する。消耗品２１の前端部は、装置１から突出し、エアロゾルを濾過するためのフィルタ及び／又はエアロゾルを冷却するための冷却要素２１ｃのうちの一つ以上を含むマウスピースアセンブリ２１ｂとして機能する。フィルタ／冷却要素２１ｃは、空間２１ｄによって喫煙材２１ａから離間されており、また、別の空間２１ｅによってマウスピースアセンブリ２１ｂの先端から離間されている。消耗品２１は、外側被覆層（図示せず）内に周方向に被包されている。一例では、消耗品２１の外側被覆層は、喫煙材からの加熱された揮発成分の一部を消耗品２１から放散させることができるよう透過性となっている。
【００４５】
作動中、ヒータ構成体２３は、消耗品２１を加熱して、喫煙材２１ａの少なくとも一つの成分を揮発させる。
【００４６】
喫煙材２１ａからの加熱された揮発成分の主流路は、消耗品２１を軸線方向に通って、空間２１ｄ、フィルタ／冷却要素２１ｃ及び別の空間２１ｅを通り、最終的には、マウスピースアセンブリ２１ｂの開放端を通って使用者の口内に入る。しかし、揮発成分の一部は、消耗品２１の透過性の外側被覆層を通って消耗品２１から放散され、チャンバ３５内の消耗品２１を囲む空間３６内に入ることがある。
【００４７】
消耗品２１からチャンバ３５内に流入する揮発成分が、フィルタ／冷却要素２１ｃを通過せず、したがって濾過されず冷却もされないので、使用者が吸引することは望ましくない。
【００４８】
チャンバ３５内の消耗品２１とチャンバ３５のフィン冷却式の内壁面とを取り囲む空気によって、消耗品２１の外側被覆層を通って消耗品２１から放散される揮発成分の少なくとも一部を冷却し、チャンバ３５の内壁面上に凝縮させ、これらの揮発成分が使用者によって吸引されることを防止することが有効である。
【００４９】
この冷却効果は、装置１の外部から、流体を装置に対して出し入れする通気路６１を経てチャンバ３５内の消耗品２１を囲む空間３６に入り込むことのできる低温の空気によって助長される。通気路６１は、挿入点で消耗品２１の外側の周りで通気を行うために、複数の隣り合う隆起部６０の対の間に形成される。
【００５０】
一例では、少なくとも一つの加熱された揮発成分が第２の位置にて消耗品２１から流れるために、第２の隣り合う隆起部の対の間に第２の通気路６１が設けられる。したがって、第１及び第２の通気路６１によって、挿入点において消耗品２１の外側の周りで通気が行われる。
【００５１】
さらに、消耗品２１の外側被覆層を通って消耗品２１から放散する加熱された揮発成分は、チャンバ３５の内壁面に凝縮せず、使用者が吸引することなく、通気路６１を経て装置１から安全に流出することができる。
【００５２】
チャンバ３５及び通気手段は、喫煙材からの加熱された揮発成分中に放出される水蒸気組成物の温度及び含有量を低減するのを助ける。
【００５３】
次に、勾配に基づくヒータ制御方式（制御ループ）（ｓｌｏｐｅ−ｂａｓｅｄ  ｈｅａｔｅｒ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｓｃｈｅｍｅ（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｌｏｏｐ））の例を詳細に説明する。勾配に基づくヒータ制御ループは、加熱チャンバ２９の一つのゾーンを加熱するようにヒータ構成体２３の動作を制御するために、制御回路２５に含まれるコントローラによって実施することができる。
【００５４】
上述したように、ヒータ構成体２３は複数の加熱要素から形成されてもよい。ヒータ構成体２３における種々の加熱要素は、コントローラによって個別に制御され得る。
【００５５】
ここで図１１を参照すると、この例では、ヒータ構成体２３は加熱要素２３ａを含み、加熱チャンバ２９は加熱要素２３ａによって加熱される加熱ゾーン２９ａを含む。この例では、加熱要素２３ａは加熱ゾーン２９ａ内に配置された喫煙材を加熱するように動作する。加熱要素２３ａは、その加熱要素に関連する対応の温度センサ１１１ａを有する。この例では、コントローラは、センサ１１１ａからの温度測定値を使用して加熱要素２３ａの動作を制御する。
【００５６】
この例では、加熱要素２３ａはその温度を上昇させるように構成されており、それによって、その加熱要素が動作しているときに加熱ゾーン２９ａ内の温度を上昇させる。加熱要素２３ａが動作している状態を、加熱要素２３ａが「オン」である状態と称する。逆に、加熱要素２３ａが動作していないとき、それは「オフ」であると称する。加熱要素２３ａがスイッチオンされている間の期間は、以下、加熱要素オン期間と称する。
【００５７】
この例では、コントローラは、加熱要素をオン又はオフにするように構成されたスイッチ（図示せず）を制御することによって加熱要素２３ａの制御を行う。
【００５８】
勾配に基づくヒータ制御ループに使用される温度センサ１１１ａは、適切な温度センサであるならばいかなるものであってもよい。一例では、温度センサ１１１ａは、抵抗温度検出器又は熱電対である。一例では、温度センサ１１１ａは、少なくとも３００℃までの温度を検出することができるセンサである。
【００５９】
この例では、コントローラは温度センサ１１１ａとデータ通信し、加熱要素２３ａ内の温度センサ１１１ａから温度測定値を取得するように構成されている。コントローラは、第１の所定の時間間隔で温度センサ１１１ａから温度測定値を取得することによってゾーン２９ａの現在の温度を決定する。この例では、第１の所定の時間間隔は一定の時間間隔である。特定の例では、コントローラは、例えば１０ｍｓごとに温度センサ１１１ａから温度測定値を取得する。１０ｍｓ以外の任意の一定の時間間隔とすることもできる。他の例では、第１の所定の時間間隔は不規則な時間間隔である。一例では、コントローラは、１０ｍｓごとに取得される測定値を用いて複数の温度測定値を取得し、最新の温度測定後、１０ｍｓより実質的に遅い時間まで、さらなる温度測定値の取得を中止する。
【００６０】
以下、この例では、第１の所定の時間間隔、すなわちコントローラが温度センサ１１１ａによって測定された温度を監視する時間間隔は、１０ｍｓ続く一定の時間間隔であると仮定する。
【００６１】
第１の所与の時間間隔は、コントローラが温度センサ１１１ａから温度測定値を取得する頻度を定義する。すなわち、加熱ゾーン２９ａ内の温度が決定される頻度が定められる。
【００６２】
一例では、コントローラは、温度センサ１１１ａから第１の所定の時間間隔で取得された複数の温度測定値に基づいて、時間に対する温度変化率、すなわち「温度勾配」を算出する。温度勾配は、加熱要素２３ａがオンにされたときに取得された温度測定値を使用して算出される。この算出された温度勾配は、加熱要素２３ａがオンのときの加熱ゾーン２９ａ内の温度の変化率に対応する。この例では、コントローラは二つの温度測定値に基づいて温度勾配を算出する。加熱要素オン期間が３００ｍｓである場合、温度勾配を算出するために、コントローラは、この３００ｍｓの期間の開始時に取得された温度測定値と、３００ｍｓの期間の終了時に取得された測定値とを使用することができる。他の例では、コントローラは、加熱要素オン期間中における任意の適切な時間間隔内の温度勾配を算出する。この例では、コントローラは、最新の加熱要素オン期間中に温度センサ１１１ａから取得した温度測定値を使用することによって、ゾーン２９ａ内の現在の温度変化率を決定する。
【００６３】
この例では、コントローラは次の式を使用して勾配を算出する。
算出された勾配＝（Ｔ２−Ｔ１）／（ｔ２−ｔ１）        （１）
ここで、Ｔ２はｔ２で示される時間に取得された温度測定値を表し、Ｔ１はｔ１で示される時間に取得された温度測定値を表す（ｔ２はｔ１よりも遅い時間である）。（ｔ２−ｔ１）が加熱要素オン期間中の時間間隔である例では、算出された勾配は、スイッチがオンにされているときに加熱要素２３ａが得ることができる温度変化率の指標を提供する。
【００６４】
一例では、コントローラは温度設定値を設定し、その温度設定値は、装置１の使用セッション中に加熱ゾーン２３ａで望まれる目標温度である。この目標温度は、加熱ゾーン２９ａ内の喫煙材２１ａがどのように加熱されるべきかに依存する。この例では、温度設定値は１６０℃〜２４０℃の範囲内の温度である。コントローラはまた、装置１の使用セッション中に温度設定値を変えることもできる。
【００６５】
この例では、装置１の使用セッションの開始時に、コントローラは１６０℃〜２４０℃の範囲内の温度設定値を設定し、加熱要素２３ａをオンにする。加熱要素２３ａがオンにされると、コントローラは、上述のようにゾーン２９ａの現在の温度及びゾーン２９ａ内の現在の温度勾配を繰り返し決定する。
【００６６】
この例では、現在の温度が目標温度よりも低い場合、コントローラは、ゾーン２９ａ内の現在の温度勾配及び現在の温度を使用して目標温度に到達させるため、所望の全加熱要素オン期間を、すなわち加熱要素２３ａがスイッチオンされるべき加熱要素２３ａの残余オン時間を算出する。言い換えるならば、残余オン時間は、現在の温度から温度設定値までの温度変化を得るために加熱要素２３ａを作動させる必要がある時間である。この例では、現在の温度は、温度センサ１１１ａからコントローラによって取得された最新の温度測定値とされる。
【００６７】
残余オン時間は、加熱要素２３ａがオンであるときに達成されると予想される勾配を算出された勾配（加熱要素２３ａがスイッチオンとされていたときの時間中に、温度センサ１１１ａからコントローラによって取得された温度測定値を用いて上述のように算出されるもの）に設定することによって算出され得る。
【００６８】
残余オン時間は、ｔｏｎ＝ｔｔａｒｇｅｔ−ｔｃとして表すことができ、ここで、ｔｃは現在の時刻を表し、ｔｔａｒｇｅｔは温度設定値／目標温度に達すると予想される時刻を表す。以下の式を使用して、目標温度に到達すると予想される残余オン時間を算出することができる。
（Ｔｔａｒｇｅｔ−Ｔｃ）／（ｔｏｆｆ−ｔｃ）＝（Ｔ２−Ｔ１）／（ｔ２−ｔ１）    （２）
ｔｏｎ＝（ｔ２−ｔ１）×（Ｔｔａｒｇｅｔ−Ｔｃ）／（Ｔ２−Ｔ１）        （３）
上式において、Ｔｃは時間ｔｃにおける測定温度を表し、Ｔｔａｒｇｅｔは、時間ｔｃの後の時間ｔｏｆｆにおいて到達すると予想される温度設定値／目標温度である。添え字「ｃ」は、Ｔｃ及びｔｃがそれぞれゾーン２９ａの現在の温度、及び現在の時間に関連することを示す。
【００６９】
この例では、コントローラは、加熱ゾーン２９ａの現在の温度Ｔｃを決定するステップと、加熱ゾーン２９ａの現在の温度勾配を決定するステップと、現在の温度Ｔｃが目標温度Ｔｔａｒｇｅｔを下回る場合には上述したように加熱要素２３ａについての残余オン時間を決定するステップとを繰り返し実行することによって、勾配に基づくヒータ制御ループを実施する。以下、これらのステップを制御ステップと称することとする。
【００７０】
一例では、コントローラは、第２の所定の時間間隔で上記のステップを繰り返す。この特定の例では、コントローラは３００ｍｓごとにこれらのステップを実行する。したがって、第２の所定の時間間隔は、勾配に基づくヒータ制御ループの制御期間を定める。多くの例において、第２の所定の時間間隔（制御期間）は、コントローラが温度センサ１１１ａから温度測定値を取得する第１の所定の時間間隔を上回っていることが理解されよう。
【００７１】
この例では、コントローラは、決定された残余オン時間ｔｏｎの間、オンになるように加熱要素２３ａを制御するように構成されている。決定された残余オン時間ｔｏｎが制御期間よりも長い場合、加熱要素２３ａは制御期間の全期間にわたってオンに保たれ、制御期間の終わりに、コントローラは制御ステップを繰り返す。しかし、制御期間内に残余オン時間Ｔｏｎが経過すると、コントローラは加熱要素２３ａをオフにする。例えば、制御期間が３００ｍｓであり、決定された残り時間が２００ｍｓである場合、コントローラは、３００ｍｓの制御期間中に２００ｍｓの加熱要素のオン期間が終了すると、加熱要素２３ａをオフに切り換える。したがって、この３００ｍｓの間隔内では、加熱要素はその時間間隔の一部でのみオンになるが、同じ時間間隔の別の部分ではオフになる。このような制御期間の終了時及び次の制御期間の開始時に、コントローラは現在の温度Ｔｃを決定し、現在の温度Ｔｃが目標温度Ｔｔａｒｇｅｔ未満である場合、コントローラは、加熱要素２３ａを再びオンにし、現在の温度勾配、現在の温度Ｔｃ及び目標温度Ｔｔａｒｇｅｔに基づいて残余オン時間を算出する。その後、ヒータがオンにされてから、コントローラは上述の制御ステップを適用することによって加熱要素２３ａの動作を制御する。
【００７２】
勾配に基づく制御ループの上記の実施は、目標温度に近づくにつれてゾーン２９ａの温度の変化を遅くする効果を有する。残余オン時間ｔｏｎが制御期間よりも短くなると、ゾーン２９ａにおける時間に対する温度変化は、制御期間の一部について加熱要素２３ａがスイッチオフされるので、温度勾配よりも遅くなる。このようにして、温度Ｔｃが目標Ｔｔａｒｇｅｔを大きく超過することなく目標温度Ｔｔａｒｇｅｔが得られる。
【００７３】
この例では、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔに達すると、コントローラは、保持温度モードを実行する。このモードでは、コントローラは、ゾーン２９ａを目標温度Ｔｔａｒｇｅｔに維持するよう加熱要素２３ａを制御する。コントローラは、現在の温度Ｔｃが目標温度Ｔｔａｒｇｅｔ以上である場合には、加熱要素２３ａをオフに切り換える。保持温度モードにおいて、コントローラは、現在の温度Ｔｃが設定値Ｔｔａｒｇｅｔ未満の少なくとも第１の温度閾値であることに加えて、以下に列挙される条件のうちの一つ以上が満たされる場合、加熱要素２３ａをオンにする。
（ｉ）現在の温度Ｔｃが前回の温度測定値よりも低いこと。
（ｉｉ）加熱要素２３ａがオフにされてから第１の時間閾値よりも長い時間が経過しており、現在の温度Ｔｃが目標温度Ｔｔａｒｇｅｔを下回る少なくとも第２の温度閾値であること。
（ｉｉｉ）加熱要素２３ａがオフにされてから第２の時間閾値より長い時間が経過していること。
【００７４】
一例では、現在の温度Ｔｃが設定値Ｔｔａｒｇｅｔよりも１℃以上低く、且つ、現在の温度Ｔｃが前の温度測定値よりも低い場合に、コントローラが加熱要素２３ａをオンにするように、第１の温度閾値を１℃としている。また、一例では、加熱要素２３ａがオフにされてから３００ｍｓよりも長い時間が経過し、且つ、現在の温度が設定値Ｔｔａｒｇｅｔよりも少なくとも１０℃低い場合に、コントローラが加熱要素２３ａをオンにするように、第１の時間閾値を３００ｍｓとし、第２の温度閾値を１０℃としている。一例では、加熱要素２３ａがオフにされてから５００ｍｓよりも長い時間が経過し、且つ、設定値Ｔｔａｒｇｅｔよりも少なくとも１℃低いことであるという温度の必要条件が満たされる場合に、コントローラが加熱要素２３ａをオンにするように、第２の時間閾値を５００ｍｓとしている。このようにして、コントローラは、保持温度モードにおいて現在の温度を実質的に温度設定値に維持することができる。すなわち、コントローラは、温度閾値に達するとそれを維持するように構成されている。加熱要素２３ａがオンにされるたびに、コントローラは制御ステップを実行し、勾配に基づく制御ループを実行することは理解されよう。
【００７５】
装置１の動作中、コントローラは、前述のように、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔを変更することができる。一例では、コントローラは、所望の温度プロファイルに従って目標温度Ｔｔａｒｇｅｔを変更する。この温度プロファイルは時間に応じての温度である（時間的温度プロファイル）。別の例では、コントローラは、他の様々な要因、例えば喫煙材加熱装置１の使用のセッションの開始から経過した時間や、チャンバ２９内に残っている喫煙材の量などに基づいて、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔを変更する。
【００７６】
コントローラが目標温度Ｔｔａｒｇｅｔを上昇させ、現在の温度Ｔｃが目標温度Ｔｔａｒｇｅｔ未満である場合、この例では、コントローラは、加熱要素２３ａをオンにし、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔを得るために上述の勾配に基づく制御方式を使用する。一方、コントローラが目標温度Ｔｔａｒｇｅｔを低下させると、温度Ｔｃが新たな設定値Ｔｔａｒｇｅｔを下回るまで加熱要素２３ａがオフにされ、その後、加熱要素２３ａが、保持温度モード中にヒータがオンにされるための上述の条件リストに基づいてオンにされる。
【００７７】
次に、図１２を参照して、勾配に基づくヒータ制御の具体例について説明する。図１２は、時間に応じての加熱要素２３ａの目標温度Ｔｔａｒｇｅｔと、時間に応じて温度センサ１１１ａからコントローラによって取得された現在の温度Ｔｃとを示す。コントローラは、１０ｍｓごとに温度センサから温度測定値を取得する。装置１の使用セッションの開始時に、加熱ゾーン２９ａ内の喫煙材２１ａを加熱するためにヒータがオンとされる。この例では、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔは２４０℃に設定されている。セッション時間０秒において温度センサ１１１ａからコントローラによって取得された温度は７２℃である。コントローラは、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔを得るために勾配に基づくヒータ制御を実行する。測定された温度Ｔｃの部分１２１は、勾配に基づく制御の実施中に設定値に向かう温度変化を示す。測定温度Ｔｃが目標温度Ｔｔａｒｇｅｔに近づくにつれて、加熱ゾーン２３ａのセッション時間に伴う測定温度Ｔｃの全体的な変化は、この例では、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔが近づくにつれて決定された残り時間ｔｏｎが３００ｍｓの制御期間よりも短くなる結果として、減少することが分かる。これは、図１２の目標温度Ｔｔａｒｇｅｔの２４０℃に近い測定温度Ｔｃの部分１２１で最も容易に見ることができる。言い換えれば、測定された温度Ｔｃの時間経過に伴う変化は、Ｔｃが目標温度Ｔｔａｒｇｅｔに近づくにつれて平坦化する。測定された現在の温度Ｔｃの部分１２２は、コントローラが保持温度モードにおいて温度を２４０℃の目標温度Ｔｔａｒｇｅｔに維持していることを示している。装置１の動作開始から１４５秒後に、コントローラは目標温度Ｔｔａｒｇｅｔを２２０℃に下げる。次いで、コントローラは加熱要素２３ａをオフに切り換え、測定された現在の温度Ｔｃが２２０℃の新たなより低い目標温度Ｔｔａｒｇｅｔを下回るまで、「１２３」で示されるように測定された現在の温度Ｔｃを時間とともに低下させる。その後、コントローラは、２２０℃の新しい目標温度Ｔｔａｒｇｅｔに達すると、部分１２４によって示されるように、保持温度モードを開始する。上述したように、コントローラは、複数の加熱要素２３ａ，２３ｂを個別に制御するように構成されてもよく、それによって複数の対応する加熱ゾーン２９ａ，２９ｂ内の温度が制御される。一例では、図１３に示すように、ヒータ構成体２３は二つの加熱要素２３ａ，２３ｂを含み、加熱チャンバ２９は二つの加熱ゾーン２９ａ，２９ｂを備え、加熱要素２３ａ，２３ｂはそれぞれ加熱ゾーン２９ａ，２９ｂ内に配置された喫煙材を加熱するように動作する。図１３の例では、コントローラは、センサ１１１ａ，１１１ｂからそれぞれ取得された温度測定値に基づいて加熱要素２３ａ，２３ｂの動作を制御するように構成されている。
【００７８】
いくつかの例では、コントローラは、加熱要素２３ａ，２３ｂのそれぞれに対して別個の制御ループ／方式を実施することによって、複数の加熱要素２３ａ，２３ｂの動作を制御する。図１３の例では、コントローラは、各加熱要素２３ａ，２３ｂの対応の温度センサ１１１ａ，１１１ａからの温度測定値を使用して、各加熱要素２３ａ，２３ｂについて上述した勾配に基づくヒータ制御ループを実施する。加熱要素２３ａ，２３ｂのそれぞれにスイッチ（図示せず）を設けることができ、各スイッチは対応の加熱要素をオフ状態からオン状態に、及びその逆に切り換えるように構成されている。コントローラは、加熱要素２３ａ，２３ｂのオン・オフを切り換えるために、対応のスイッチを制御することによって各加熱要素２３ａ，２３ｂを制御することができる。各加熱要素の対応の制御ループの出力は、加熱要素２３ａ，２３ｂを制御するように構成された対応のスイッチを制御することができる。一例では、各制御ループの出力は、対応の加熱要素２３ａ，２３ｂのそれぞれについてコントローラを有効にしたり無効にしたりする。
【００７９】
一例では、コントローラが加熱要素２３ａ，２３ｂを制御することを可能にするスイッチは、トランジスタであり、又はスイッチの機能を果たすのに適した他の任意の電子機器である。対応の加熱要素のそれぞれに対して個々のスイッチを有効又は無効にするメインスイッチを設けることもできる。
【００８０】
図１４は、コントローラによる二つの加熱要素２３ａ，２３ｂの動作の制御を示す。各加熱要素２３ａ，２３ｂについて、目標温度Ｔａｔａｒｇｅｔ，Ｔｂｔａｒｇｅｔを個別に設定することができる。測定された現在の温度Ｔａｃ，Ｔｂｃは、加熱要素２３ａ，２３ｂのそれぞれに関連する温度センサ１１１ａ，１１１ｂからコントローラによって取得される。この例では、ゾーン２９ａに対応する加熱要素２３ａに属する設定目標温度Ｔａｔａｒｇｅｔ及び現在の温度Ｔａｃの時間経過に伴う変化は、先に図１２に関連して説明した通りである。ゾーン２３ｂの目標温度Ｔｂｔａｒｇｅｔは最初ゼロである。しかし、現在の温度Ｔｂｃの部分１４１によって示されるように、目標温度Ｔｂｔａｒｇｅｔがゼロのままで現在の温度Ｔｂｃが徐々に上昇する。  これは、加熱要素２３ａを目標温度Ｔａｔｅｒｇｅｔに到達させるよう加熱要素２３ａの動作がコントローラによって制御されるので、隣接する加熱要素２３ａ（及びゾーン２９ａ）の温度が上昇することによる影響と考えられる。目標温度Ｔｂｔａｒｇｅｔがゼロ以外の値に設定されているとき、ゾーン２９ｂの現在の温度Ｔｂｃは、図１２に関連して説明されたものと同様な挙動を示す。
【００８１】
少なくとも一つの温度センサ１１１ａ，１１１ｂをヒータ構成体２３の複数の加熱要素２３ａ，２３ｂの各々と関連させることは、加熱要素２３ａ，２３ｂに関連する少なくとも一つの温度センサ１１１ａ，１１１ｂからの温度測定値に基づいて、コントローラが加熱要素２３ａ，２３ｂの動作を個別に制御し、それによって対応のゾーン２９ａ，２９ｂの現在の温度Ｔａｃ，Ｔｂｃをそれぞれ制御するためであり、全体としてチャンバ２９内の温度の全体的な制御をより良いものとし、ひいては喫煙材２１ａを加熱する。さらに、コントローラは、制御順でチャンバ２９の長さに沿って喫煙材２１ａを加熱してもいよ。例えば、図１３を参照すると、コントローラは、加熱要素２３ｂの動作を開始する前のある期間にわたって加熱要素２３ａを動作させてもよい。この例では、コントローラは、異なる時間に各ゾーンに対して適切な目標温度を設定することによって要素２３ａ，２３ｂを順番に動作させることができる。
【００８２】
複数の加熱要素２３ａ，２３ｂのそれぞれに少なくとも一つの温度センサ１１１ａ，１１１ｂを設けることによって、暴走する加熱要素に対するフェイルセーフを提供することもできる。例えば、加熱要素２３ａ内の温度センサ１１１ａが機能を停止し、温度の値を測定しない場合、コントローラは、その目標温度Ｔａｔｅｒｇｅｔに到達しようとして加熱要素２３ａを動作させ続けるおそれがある。このため、加熱要素２３ａは、予想よりもはるかに高い温度となるおそれがあり、例えば、加熱要素２３ａの温度は２４０℃を超えるかもしれない。この例では、隣接する加熱要素２３ｂ内の温度センサ１１１ｂもまた、暴走ゾーン２３ａからの熱のために予想よりも高い温度を検出することがある。一例では、コントローラは、要素２３ｂ内の温度センサから取得された温度測定値を、要素２３ｂに供給されている現在の電力に基づいて予想される温度と比較して、隣接する暴走ヒータの可能性を判定する。コントローラはまた、加熱チャンバ２９内の他の故障又は望ましくない状態を検出するために同様な比較を実行することができる。
【００８３】
勾配に基づくヒータ制御方式／ループは、喫煙材加熱装置１の使用ショッション中又は使用セッションと使用セッションとの間に、制御パラメータの調整を必要としないという利点を与える。これに関しては、勾配に基づくヒータ制御ループは、例えば比例積分微分（ＰＩＤ）制御ループよりも実施することが単純で容易である制御ループを提供することができる。したがって、より単純な勾配に基づく温度制御ループは、設定及び実施がより容易でありながら、温度に対する十分な制御を提供することができる。
【００８４】
一実施形態において、制御回路２５は、メモリと、本発明による適用可能な方法ステップを実行するように構成された少なくとも一つのプロセッサとを備える。さらに、本発明による方法は、少なくとも一つのプロセッサ又はコントローラによって実行することができる一つ又は複数のコンピュータプログラムを用いて実施することができる。
【００８５】
一実施形態において、本発明による方法ステップ、装置、及びコンピュータプログラムは、少なくとも一つの別個の又は組み込まれたハードウェアモジュールによって実施することができる。
【００８６】
コンピュータプログラムは、例えば、メモリ回路、メモリカード、磁気ディスク又は光学ディスクなどの少なくとも一つのコンピュータ可読媒体に記憶させることができる。いくつかの機能エンティティは、他の機能エンティティにリンクされたプログラムモジュールとして実装されてもよい。機能エンティティはまた、別々のメモリに記憶され、例えばメッセージバスを介して通信する別個のプロセッサによって実行されてもよい。そのようなメッセージバスの例は、周辺機器相互接続（ＰＣＩ）バスである。
【００８７】
本書で説明した様々な実施形態は、特許請求される特徴の理解と教示を助けるためだけに提示されている。これらの実施形態は単に実施形態のうちの代表的な例として提供されており、包括的及び／又は排他的なものではない。本書で説明した利点、実施形態、例、機能、特徴、構造、及び／又は他の態様は、特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲を限定するもの、或いは特許請求の範囲の均等物を限定するものと考えるべきではなく、特許請求される発明の範囲から逸脱することなく他の実施形態を利用し、変形を施すことができることを理解されたい。本発明の様々な実施形態は、本書で特に説明されたもの以外の開示された要素、構成部品、特徴、部品、ステップ、手段等の適切な組合せを好適に備え、それらから構成され、或いは実質的にそれらから構成されてもよい。さらに、本開示は、特許請求の範囲に現在は記載されていないが将来記載される可能性のある他の発明を含む可能性がある。
【図１】
2019531049.tif 000003
【図２】
2019531049.tif 000004
【図３】
2019531049.tif 000005
【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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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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【国際調査報告】
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