(57)【要約】  エアロゾル形成基材（１０５、２０５）を収容する電気加熱式喫煙システム（１０３、２０３）が提供される。本システムは、基材を加熱してエアロゾルを生じさせるヒータを備え、ヒータは、加熱素子（１１３、２１３、２１４）を備える。電気加熱式喫煙システム（１０３、２０３）及び加熱素子（１１３、２１３、２１４）は、エアロゾル形成基材（１０５、２０５）が電気加熱式喫煙システムに収容される場合、加熱素子（１１３、２１３）がエアロゾル形成基材の長さに沿った一部の距離だけ延び、加熱素子がエアロゾル形成基材の下流端部の方へ位置決めされるように配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアロゾル形成基材（１０５、２０５）を収容する電気加熱式喫煙システム（１０３、２０３）は、前記基材を加熱して前記エアロゾルを生じさせるヒータを備え、前記ヒータは、加熱素子（１１３、２１３）を備え、
前記電気加熱式喫煙システム（１０３、２０３）及び前記加熱素子（１１３、２１３）は、前記エアロゾル形成基材（１０５、２０５）が前記電気加熱式喫煙システムに収容される場合、前記加熱素子（１１３、２１３）が前記エアロゾル形成基材の長さに沿った一部の距離だけ延び、前記加熱素子が前記エアロゾル形成基材の下流端部の方へ位置決めされるように配置される、電気加熱式喫煙システム。
【請求項２】
前記加熱素子（１１３、２１３）は、前記エアロゾル形成基材（１０５、２０５）の周囲に実質的に完全に広がる、請求項１に記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項３】
前記加熱素子（１１３、２１３）は、前記エアロゾル形成基材（１０５、２０５）に挿入されるように配置される、請求項１〜請求項２のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項４】
前記加熱素子（１１３、２１３）の下流端部（１２５、２２５）は、前記エアロゾル形成基材（１０５、２０５）の下流端部（１２１、２２１）よりも１ｍｍと同じか又はそれ以上の距離だけ上流側にある、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項５】
前記加熱素子（１１３）の上流端部（１２３）は、前記エアロゾル形成基材（１０５）の上流端部（１１９）よりも２ｍｍと６ｍｍの間の距離だけ下流側にある、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項６】
前記加熱素子（１１３）の上流端部（１２３）は、前記エアロゾル形成基材（１０５）の上流端部（１１９）よりも約４ｍｍの距離だけ下流側にある、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項７】
前記エアロゾル形成基材の長さに対する、前記エアロゾル形成基材に沿って延びる前記加熱素子の距離の比は、０．３５と０．６の間である、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項８】
前記エアロゾル形成基材の長さに対する、前記エアロゾル形成基材に沿って延びる前記加熱素子の距離の比は、約０．５である、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項９】
前記ヒータは、前記エアロゾル形成基材（２０５）が前記電気加熱式喫煙システムに収容される場合、前記エアロゾル形成基材の長さに沿った一部の距離だけ延び、前記第１の加熱素子（２１３）の上流側にある、第２の加熱素子（２１４）を更に備える、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項１０】
前記第１の加熱素子（２１３）の上流端部（２２５）と前記第２の加熱素子（２１４）の下流端部（２２７）との間の隔離距離は、０．５ｍｍに等しいか又はそれ以上である、請求項９に記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項１１】
前記第２の加熱素子（２１４）の上流端部（２２９）は、前記エアロゾル形成基材（２０５）の上流端部（２１９）よりも２ｍｍと４ｍｍの間の距離だけ下流側にある、請求項９又は請求項１０に記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項１２】
前記第２の加熱素子（２１４）の上流端部（２２９）は、前記エアロゾル形成基材（２０５）の上流端部（２１９）よりも約３ｍｍの距離だけ下流側にある、請求項９〜請求項１１のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項１３】
前記エアロゾル形成基材の長さに対する、前記エアロゾル形成基材に沿って延びる前記第１の加熱素子及び前記第２の加熱素子の全体の距離の比は、０．５と０．８の間である、請求項９〜請求項１２のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項１４】
前記エアロゾル形成基材は固体基材である、請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項１５】
前記エアロゾル形成基材は液体基材である、請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアロゾル形成基材を加熱するためのヒータを含む電気加熱式喫煙システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許公開０３５８００２公報には、シガレットのタバコ材料を加熱する抵抗発熱体を有するシガレットを備える喫煙システムが開示されている。シガレットは、再利用可能な携帯型コントローラに接続するための電気接続プラグを有する。携帯型コントローラは、バッテリ及びシガレットの抵抗発熱体への電力供給を制御する電流制御回路を含む。
【０００３】
この提案された喫煙システムの１つの問題点は、タバコの煙がシステムの内壁に凝縮し易いことである。このことはシステムの内壁に堆積した凝縮体により性能が低下する場合があるので望ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許公開０３５８００２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、使用時に煙又はエアロゾルが内壁に凝縮するリスクを最小限にする電気加熱式喫煙システムを提供することは好都合である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、エアロゾル形成基材を収容する電気加熱式喫煙システムが提供され、システムは、基材を加熱してエアロゾルを生じさせるヒータを備え、ヒータは加熱素子を備え、電気加熱式喫煙システム及び加熱素子は、エアロゾル形成基材が電気加熱式喫煙システム内に収容される場合、加熱素子がエアロゾル形成基材の長さに沿った一部の距離だけ延びると共に、加熱素子がエアロゾル形成基材の下流端部の方へ位置決めされるように配置される。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、エアロゾル形成基材を収容する電気加熱式喫煙システムが提供され、システムは、基材を加熱してエアロゾルを生じさせるヒータを備え、ヒータは加熱素子を備え、電気加熱式喫煙システム及び加熱素子は、エアロゾル形成基材が電気加熱式喫煙システム内に収容される場合、加熱素子がエアロゾル形成基材の長さに沿った一部の距離だけを延びるように配置される。
【０００８】
本発明の別の態様によれば、エアロゾル形成基材を収容する電気加熱式喫煙システムが提供され、システムは、基材を加熱してエアロゾルを生じさせるヒータを備え、ヒータは加熱素子を備え、電気加熱式喫煙システム及び加熱素子は、エアロゾル形成基材が電気加熱式喫煙システム内に収容される場合、加熱素子がエアロゾル形成基材の下流端部の方へ位置決めされるように配置される。
【０００９】
加熱素子をエアロゾル形成基材の長さに沿った一部の距離だけ延びるように位置決めすると、基材を加熱してエアロゾルを生じさせるのに必要な電力が低減する。
【００１０】
更に、加熱素子をエアロゾル形成基材の下流端部の方へ位置決めすると、喫煙システムの内壁にエアロゾルが凝縮するリスクが最小になる。これは加熱素子から離れて配置されるエアロゾル形成基材の非加熱部分（例えば、タバコロッド）が濾過ゾーンとして機能して、結果的にエアロゾルがエアロゾル形成基材の上流端部から離れるリスクが最小になるからである。
【００１１】
更に、加熱素子をエアロゾル形成基材の下流端部の方へ位置決めすると、加熱素子の下流端部とエアロゾル形成基材の下流端部との間に含まれるゾーンが短くなる。これによりユーザ用のエアロゾルを発生するのに必要なエネルギが著しく低減する。また、これにより、最初の吸煙までの時間、換言すると加熱素子に通電してからユーザにエアロゾルを提供するまでの時間が短くなる。
【００１２】
加熱素子は外部加熱素子とすることができる。加熱素子は、エアロゾル形成基材の周囲に完全に又は部分的に広がることが好ましい。１つの実施形態において、加熱素子は、エアロゾル形成基材の周囲に実質的に完全に広がる。
【００１３】
もしくは、加熱素子は内部加熱素子とすることができる。１つの実施形態において、加熱素子は、エアロゾル形成基材に挿入されるように配置される。内部加熱素子は、エアロゾル形成基材中又はその内部に少なくとも部分的に配置できる。
【００１４】
エアロゾル形成基材は略円筒形であることが好ましい。エアロゾル形成基材は略細長い形状とすることができる。また、エアロゾル形成基材は、長さと、該長さに略直交する周囲をもつことができる。電気加熱式喫煙システムは、エアロゾル形成基材を含むことが好ましく、エアロゾル形成基材の長さは電気加熱式喫煙システムの空気流方向に略平行である。
【００１５】
電気エネルギは、加熱素子が約２５０℃と４４０℃の間に達するまで加熱素子（又は、別の加熱素子が含まれる実施形態の場合は１つ又はそれ以上の加熱素子）に供給されることが好ましい。約２５０℃と４４０℃の間の温度に達するよう加熱素子の加熱を制御するために、任意の適切な温度センサ及び制御回路を使用できる。これはタバコ及びシガレットラッパーの燃焼温度が８００℃に達する従来のシガレットとは対照的である。
【００１６】
電気加熱式喫煙システムの上流端部及び下流端部は、ユーザが吸煙する場合に空気流に関して定義される。典型的に、流入空気は上流端部から電気加熱式喫煙システムに入り、エアロゾルと混合し、空気流中のエアロゾルを下流端部でユーザの口元へ運ぶ。当業者であれば分かるように、エアロゾルは、空気等のガス中の固体粒子又は液滴、又は固体粒子及び液滴の両方の浮遊物である。
【００１７】
基材は、別々の喫煙物品の一部を形成することが好ましく、ユーザは喫煙物品上で直接吸煙できる。喫煙物品は、略円筒形とすることができる。喫煙物品は、略細長い形状とすることができる。喫煙物品は、長さと、該長さに略直交する周囲をもつことができる。喫煙物品は、約３０ｍｍと約１００ｍｍの間の全長をもつことができる。喫煙物品は、約５ｍｍと約１２ｍｍの間の外径をもつことができる。喫煙物品はフィルタプラグを含むことができる。フィルタプラグは喫煙物品の下流端部に配置できる。フィルタプラグは酢酸セルロースフィルタプラグとすることができる。フィルタプラグは長さ約７ｍｍであることが好ましいが、約５ｍｍと約１０ｍｍの間の長さとすることができる。
【００１８】
喫煙物品はシガレットであることが好ましい。好ましい実施形態において、喫煙物品は全長約４５ｍｍである。喫煙物品は、外径約７．２ｍｍであることが好ましい。エアロゾル形成基材はタバコを含有することが好ましい。更に、エアロゾル形成基材は長さ約１０ｍｍとすることができる。しかしながら、エアロゾル形成基材は、長さ約１２ｍｍであることが最も好ましい。更に、エアロゾル形成基材の直径は、約５ｍｍと約１２ｍｍの間とすることができる。喫煙物品は、外側包装紙を含むことができる。更に、喫煙物品は、エアロゾル形成基材とフィルタプラグとの間に隔離距離をもつことができる。隔離距離は約１８ｍｍとすることができるが、約５ｍｍから約２５ｍｍの範囲とすることができる。
【００１９】
エアロゾル形成基材の下流端部の方へ位置決めされる加熱素子は、加熱素子の下流端部とエアロゾル形成基材の下流端部との間の隔離距離で定義でき、加熱素子の上流端部とエアロゾル形成基材の上流端部との間の隔離距離よりも小さい。
【００２０】
加熱素子の下流端部は、約１ｍｍに等しいか又はそれ以上の距離だけエアロゾル形成基材の下流端部の上流にあることが好ましい。約１ｍｍに等しいか又はそれ以上の距離ｄ（ｄ＝０ではない）を有することで、ヒータが、タバコプラグ下流のシガレットの非タバコ部（シガレットペーパを除く）等の喫煙物品の非エアロゾル形成部に直接隣接することを防ぐ。これにより非タバコ材料を介した熱放散を低減できる。更に、この間隙により主流煙温度を低下できる。
【００２１】
加熱素子の上流端部は、約２ｍｍと約６ｍｍの間の距離だけエアロゾル形成基材の上流端部の下流にあることが好ましい。加熱素子の上流端部は、約４ｍｍの距離だけエアロゾル形成基材の上流端部の下流にあることがより好ましい。
【００２２】
エアロゾル形成基材の上流端部と加熱素子の上流端部との間で、エアロゾル形成基材の上流端部に配置される非加熱部は、効率的な濾過ゾーンを提供する。これにより、エアロゾルが電気加熱式喫煙システムのエアロゾル形成基材の上流端部から離れるリスクが最小になる。また、これにより、電気加熱式喫煙システム内部にエアロゾルが凝縮するリスクが最小になり、喫煙システムの耐用年数を通して必要とされる清掃作業の回数を最小にできる。更に、エアロゾル形成基材の非加熱上流部は、喫煙行動の間に基材を介した熱伝導により利用できる、持続放出エアロゾルリザーバとして機能する。
【００２３】
加熱素子がエアロゾル形成基材に沿って延びる距離ｗとエアロゾル形成基材の長さｌの比ｗ／ｌは、約０．３５と約０．６の間であることが好ましく、約０．５であることがより好ましい。
【００２４】
約０．３５と約０．６の間の比ｗ／ｌには、ユーザに送達されるエアロゾル容量を最大にしながらエアロゾル形成基材の上流部から離れるエアロゾル量を最小にするという利点がある。これにより喫煙システム内にエアロゾルが凝縮するリスクが最小になる。更に、この比には、非タバコ材料を介した熱損失を最小にするという利点がある。このことは、喫煙システムが必要とするエネルギが少ないことを意味する。
【００２５】
加熱素子がエアロゾル形成基材に沿って延びる距離とエアロゾル形成基材の長さの比は約０．５であることがより好ましい。約０．５の比は（１０ｍｍ又は１２ｍｍのタバコプラグ等のエアロゾル形成基材に対する）、エアロゾル送達、エアロゾルがエアロゾル形成基材の上流端部から離れるリスクの最小化、及びエアロゾル温度の観点から最良のバランスをもたらす。
【００２６】
電気加熱式喫煙システムの１つの実施形態において、ヒータは、エアロゾル形成基材が電気加熱式喫煙システムに収容され場合、エアロゾル形成基材の長さｌに沿って部分的に距離ｙだけ延び、第１の加熱素子の上流に配置される第２の加熱素子を更に備える。第１の加熱素子、第２の加熱素子、又は両方の加熱素子は、エアロゾル形成基材の周囲に実質的に完全に又は部分的に広がることができる。
【００２７】
別の実施形態において、ヒータは、エアロゾル形成基材が電気加熱式喫煙システムに収容され場合、エアロゾル形成基材の長さｌに沿って部分的に距離ｙだけ延びる第２の加熱素子を更に備える。
【００２８】
第２の加熱素子を第１の加熱素子の上流に配置すると、エアロゾル形成基材の別の場所を別の時間に加熱できる。このことは、例えばユーザが喫煙行動を中止及び再開したいと望む場合にエアロゾル形成基材は再加熱する必要がないので、やはり好都合である。更に、２つの別個の加熱素子を配置すると、エアロゾル形成基材に沿う温度勾配の制御、従ってエアロゾル発生の制御をより直接的に行うことができる。加熱素子は独立に制御可能であることが好ましい。
【００２９】
更に別の加熱素子を第１の加熱素子と第２の加熱素子との間に設けることができる。例えば、ヒータは、３個、４個、５個、６個、又はそれ以上の加熱素子を備えることができる。
【００３０】
第１の加熱素子と第２の加熱素子との間の隔離距離は、約０．５ｍｍに等しいか又はそれ以上とすることが好ましい。つまり、第１の加熱素子の上流端部と第２の加熱素子の下流端部の間の隔離距離は、約０．５ｍｍに等しいか又はそれ以上とすることが好ましい。しかしながら、第１の加熱素子と第２の加熱素子が相互に電気接触しない限りにおいて、第１の加熱素子と第２の加熱素子の間は任意の隔離距離を使用できる。
【００３１】
第２の加熱素子の上流端部は、約２ｍｍと約４ｍｍの間の距離だけエアロゾル形成基材の上流端部の下流にあることが好ましい。第２の加熱素子の上流端部は、約３ｍｍの距離だけエアロゾル形成基材の上流端部の下流にあることがより好ましい。
【００３２】
上流端部、つまりエアロゾル形成基材の上流端部と第２の加熱素子の上流端部との間に配置されるエアロゾル形成基材の非加熱部は、同様に効率的な濾過ゾーンをもたらす。これによりエアロゾルが電気加熱式喫煙システムのエアロゾル形成基材の上流端部から離れるリスクが最小になる。また、これにより、電気加熱式喫煙システム内部にエアロゾルが凝縮するリスクが最小になり、喫煙システムの耐用年数を通して必要とされる清掃作業の回数を最小にできる。更に、エアロゾル形成基材の非加熱上流部は、喫煙行動の間に基材を介した熱伝導により利用できる、持続放出エアロゾルリザーバとして機能する。
【００３３】
２つの加熱素子を有する本発明の実施形態に関して、第２の加熱素子の上流にエアロゾル形成基材の加熱部よりも低温のゾーンを確保するために、及び第１の加熱素子の下流にエアロゾル形成基材の加熱部よりも低温のゾーンを確保するために、各加熱素子の両方の長さは僅かに低減できる（１つの加熱素子だけを有する本発明の実施形態の加熱素子の長さに比べて）。つまり、単一の加熱素子だけを有する本発明の実施形態に関して、加熱素子は約４ｍｍの長さとすることができる。一方で、２つの加熱素子を有する本発明の実施形態に関して、各加熱素子の長さは例えば約３ｍｍに低減できる。長さの減少は高い電気出力で補償できる。
【００３４】
もしくは、（下流の）第１の加熱素子は、単一の加熱素子だけを有する喫煙システムの加熱素子と実質的に同じ寸法とすることができるが、（上流の）第２の加熱素子は、第１の加熱素子の長さよりも短い長さとすることができる。換言すると、第１の加熱素子の長さは第２の加熱素子の長さよりも大きい。例えば、第１の加熱素子の長さは約４ｍｍであるが、第２の加熱素子の長さは約３ｍｍとすることができる。
【００３５】
このことは、第１の加熱素子及び第２の加熱素子によって、ほぼ同じエアロゾル収量及び最初の吸煙までの時間がもたらされることを意味する。
【００３６】
第１の加熱素子及び第２の加熱素子がエアロゾル形成基材に沿って全体として延びる距離（ｘ＋ｙ）とエアロゾル形成基材の長さｌの比（ｘ＋ｙ／ｌ）は、約０．５と約０．８の間であることが好ましい。
【００３７】
本発明者は、比（ｘ＋ｙ／ｌ）が喫煙行動の利点を最大にすることを見いだした。この比には、エアロゾル送達量を最大にするが、エアロゾル形成基材の上流部から漏出するエアロゾル量を最小にするという利点がある。このことは喫煙システム内のエアロゾルが凝縮するリスクを最少にする。更に、この比には非タバコ材料を介した熱損失を最少にするという利点もある。このことは、喫煙システムが必要とするエネルギが少ないことを意味する。約０．７の比は（１０ｍｍ又は１２ｍｍのタバコプラグに関して）、エアロゾル送達、エアロゾルがエアロゾル形成基材の上流端部から離れるリスクの最小化、及びエアロゾル温度の観点から最良のバランスをもたらす。
【００３８】
各加熱素子は、エアロゾル形成基材の周囲に実質的に完全に又は部分的に広がるリングの形態とすることができる。各加熱素子の位置は電気加熱式喫煙システムに対して、従ってエアロゾル形成基材に対して固定されることが好ましい。ヒータは、エアロゾル形成基材の上流端部を加熱する端部をもたないことが好ましい。このことはエアロゾル形成基材の上流端部に非加熱部をもたらす。
【００３９】
各加熱素子は電気抵抗材料を含むことが好ましい。各加熱素子は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ2０3）及び窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）等のセラミック焼結材料、又はプリント基板又はシリコンゴムの非弾性材料を含むことができる。もしくは、各加熱素子は、例えば、鉄合金又はニッケル・クロム合金の弾性金属材料を含むことができる。
【００４０】
他の最適な電気抵抗材料としては、ドープセラミックス等の半導体、導電セラミックス（例えば、二珪化モリブデン）、炭素、黒鉛、金属、金属合金、及びセラミック材料と金属材料の複合材料を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。この複合材料は、ドープセラミックス又は非ドープセラミックスを含むことができる。適切なドープセラミックスの例としてはドープ炭化ケイ素を挙げることができる。適切な金属の例としては、チタニウム、ジルコニウム、タンタル、及び白金族の金属を挙げることができる。適切な金属合金の例としてはステンレス鋼、ニッケル合金、コバルト合金、クロム合金、アルミニウム−チタニウム−ジルコニウム合金、ハフニウム合金、ニオブ合金、モリブデン合金、タンタル合金、タングステン合金、スズ合金、ガリウム合金、及びマンガン合金、及びニッケル、鉄、コバルト、ステンレス鋼、Ｔｉｍｅｔａｌ（登録商標）、及び鉄−マンガン−アルミニウムベース合金をベースにした超合金を挙げることができる。Ｔｉｍｅｔａｌ（登録商標）は、Ｔｉｔａｎｉｕｍｕ  Ｍｅｔａｌｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（１９９９  Ｂｒｏａｄｗａｙ  Ｓｕｉｔｅ  ４３００，Ｄｅｎｖｅｒ，Ｃｏｌｏｒａｄｏ）の登録商標である。複合材料において、電気抵抗材料は、所要のエネルギ伝達動力学及び外部物理化学的特性に応じて、随意的に絶縁材料に埋め込む、カプセル化する、又はコーティングすることができ、逆もまた同様である。
【００４１】
もしくは、各加熱素子は、赤外線加熱素子、フォトニックソース、又は誘導加熱素子を含むことができる。
【００４２】
各加熱素子は、ヒートシンク又は吸熱及び蓄熱可能であり、続いて所定時間にわたってエアロゾル形成基材に対して放熱できる材料を含むヒートリザーバを含むことができる。ヒートシンクは、適切な金属又はセラミック材料等の任意の適切な材料で形成できる。この材料は、高い熱容量をもつこと（顕熱蓄熱材料）、高温相変化等の吸熱した後に可逆プロセスで放熱できる材料であることが好ましい。顕熱蓄熱材料としては、シルカゲル、酸化アルミニウム、炭素、グラスマット、グラスファイバ、無機物、アルミニウム、銀、又は鉛等の金属又は合金、及び紙等のセルロース材料を挙げることができる。可逆相変化により放熱する他の適切な材料としては、パラフィン、酢酸ナトリウム、ナフタレン、ワックス、ポリエチレンオキシド、金属、金属塩、共晶塩の混合物、又は合金を挙げることができる。
【００４３】
エアロゾル形成基材は、加熱すると基材から放出される揮発性タバコ香味化合物を含有するタバコ含有材料を含むことが好ましい。もしくは、エアロゾル形成基材は非タバコ材料を含むことができる。
【００４４】
エアロゾル形成基材は、更にエアロゾルフォーマを含むことが好ましい。適切なエアロゾルフォーマの例はグリセリン及びプロピレングリコールである。
【００４５】
１つの実施形態において、エアロゾル形成基材は、固体の又は実質的に固体の基材である。固体基材としては、例えば、ハーブ葉、タバコ葉、タバコリブ片、再構成タバコ、均質化タバコ、押出タバコ、及び膨張タバコの１つ又はそれ以上を含有する、粉体、粒体、ペレット、断片、スパゲティ、ストリップ、シートの形態の１つ又はそれ以上を含むことができる。固体基材は、エアロゾル形成基材の円筒形プラグとして提供できる。もしくは、固体基材は、適切なコンテナ又はカートリッジで提供できる。随意的に、固体基材は、基材を加熱すると放出される追加のタバコ又は非タバコ揮発性香味化合物を含有できる。
【００４６】
随意的に、固体基材は、熱的に安定な担体上で又はそれに組み込んで提供できる。担体は、粉体、粒体、ペレット、断片、スパゲティ、ストリップ、シートの形態とすることができる。もしくは、担体は、その外面に又はその内面及び外面の両面に堆積された固体基材の薄膜を有する管状担体とすることができる。このような管状担体は、例えば、紙、紙様材料、不織炭素繊維マット、低質量オープンメッシュ金属スクリーン、又は有孔金属箔、又は他の熱的に安定なポリマーマトリクスの形態とすることができる。固体基材は、例えば、シート、泡、ゲル、又はスラリーの形態で担体表面に堆積可能である。固体基材は、担体の表面全体に堆積可能であり、もしくは喫煙時に不均一な香味送達をもたらすパターンでもって堆積可能である。
【００４７】
もしくは、担体は、タバコ成分が組み込まれた不織布又は繊維束とすることができる。不織布又は繊維束は、例えば、炭素繊維、天然セルロース繊維、又はセルロース派生繊維を含むことができる。
【００４８】
もしくは、エアロゾル形成基材は、液体基材とすることができる。液体基材を使用する場合、電気加熱式喫煙システムは、液体を保持する手段を有することが好ましい。例えば、液体基材は、コンテナ内に保持できる。別の方法として又は追加的に、液体基材は、多孔性担体材料中に吸収することができる。多孔性担体材料は、例えば、発泡金属又はプラスチック材料、ポリプロピレン、テリレン、ナイロン繊維、又はセラミックである、任意の適切な吸収プラグ又は吸収体から作ることができる。液体基材は、電気加熱式喫煙システムの使用前に多孔性担体材料に保持することができ、もしくは、液体基材材料は、使用中又は使用直前に多孔性担体材料に放出することができる。例えば、液体基材はカプセルで提供できる。カプセルの殻は加熱すると溶けて、多孔性担体材料に液体基材を放出することが好ましい。カプセルは、随意的に液体エアロゾル形成基材と一緒に固体エアロゾル形成基材を含有できる。
【００４９】
別の方法として又は追加的に、エアロゾル形成基材が液体基材の場合、電気加熱式喫煙システムは、液体基材ソースと接触して加熱素子を含むアトマイザを更に備える。アトマイザは、液体をエアロゾル又は粒子の霧状ミストに変える。アトマイザは、チューブに接続された液体源を含むことができる。チューブは、該チューブに隣接するか又はチューブに接触する電気ヒータで加熱できる。チューブがヒータへの電気エネルギの供給によって加熱されると液体は噴霧される。
【００５０】
加熱素子に加えて、アトマイザは圧電素子等の１つ又はそれ以上の電気機械素子を含むことができる。別の方法として又は追加的に、アトマイザは、静電気、電磁気、又は空圧作用を利用する素子を含むこともできる。電気加熱式喫煙システムは、更に凝縮チャンバを備えることができる。
【００５１】
もしくは、エアロゾル形成基材は、例えば、ガス基材、又は他の種々の形式の基材の組み合わせである、任意の他の種類の基材とすることができる。使用時に、基材は電気加熱式喫煙システム内に完全に収容できる。この場合、ユーザは電気加熱式喫煙システムのマウスピース上で吸煙することができる。もしくは、使用時に、基材は電気加熱式喫煙システム内に部分的に収容できる。この場合、基材は、別々の喫煙物品の一部を形成でき、ユーザは、喫煙物品上で直接吸煙できる。
【００５２】
電気加熱式喫煙システムは、加熱素子に電力を供給する電源を更に備えることが好ましい。電源は、ＤＣ電源等の任意の電源とすることができる。１つの実施形態において、電源はリチウムイオンバッテリである。もしくは、電源は、ニッケル水素バッテリ又はニッケルカドミウムバッテリとすることができる。
【００５３】
電気加熱式喫煙システムは、電源及び加熱素子に接続するように配置される電子回路を更に含むことが好ましい。２つ以上の加熱素子を備える場合、電子回路は、加熱素子を独立して制御できることが好ましい。電子回路はプログラム可能である。
【００５４】
１つの実施形態において、システムは、ユーザが吸煙したことを示す空気流を検出するセンサを更に備える。センサは、電気機械デバイスとすることができる。もしくは、センサは、任意の機械デバイス、光デバイス、光−機械デバイス、及び微小電子機械（ＭＥＭＳ）式センサとすることができる。この実施形態において、センサは電源に接続され、システムはユーザが吸煙したことをセンサで検出すると加熱素子を作動させるように構成される。別の実施形態において、システムは、ユーザが吸煙を開始するための手動操作スイッチを更に備える。
【００５５】
システムは、エアロゾル形成基材を収容してユーザが把持できるようデザインされたハウジングを更に備えることが好ましい。
本発明の１つの態様に関して説明した特徴は、本発明の他の態様にも適用可能である。本発明は、例示的に添付の図面を参照して以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】喫煙物品と一緒に使用する電気加熱式喫煙システムの第１の実施形態を示す概略図である。
【図２】喫煙物品と一緒に使用する電気加熱式喫煙システムの第２の実施形態を示す概略図である。
【図３】図１又は図２と共に使用できる、本発明の１つの実施形態の外部加熱素子の詳細断面図である。
【図４】図１又は図２と共に使用できる、本発明の１つの実施形態の外部加熱素子の平らに広げた詳細図である。
【図５】図１又は図２と共に使用できる、本発明の別の実施形態の外部加熱素子の平らに広げた詳細図である。
【図６】本発明の別の実施形態の内部ヒータを形成する方法を示す。
【図７】本発明の別の実施形態の内部ヒータを形成する方法を示す。
【図８】本発明の別の実施形態の内部ヒータを形成する方法を示す。
【図９】本発明の別の実施形態の内部ヒータを形成する方法を示す。
【図１０】本発明の別の実施形態の内部ヒータを形成する方法を示す。
【図１１】本発明の別の実施形態の内部ヒータを形成する方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
図１は、本発明の第１の実施形態による、電気加熱式喫煙システム１０３に収容される喫煙物品１０１を示す。本実施形態において、喫煙物品１０１は細長い円筒形であり、連続的に配置され同軸に位置合わせされた、エアロゾル形成基材１０５及びフィルタプラグ１０７を備える。構成要素１０５及び１０７は、外側包装紙１０９で包装されている。本実施形態において、エアロゾル形成基材１０５は、固体基材の円筒形プラグの形態である。プラグの長さｌは、喫煙物品の長さに対して略平行であり、同様にユーザが喫煙物品を吸煙する場合の電気加熱式喫煙システム内の空気流（図示せず）の方向に対して略平行である。プラグの周囲は長さに対して略直交する。フィルタプラグ１０７は、喫煙物品１０１の下流端部に配置され、本実施形態ではエアロゾル形成基材１０５から隔離距離１１１だけ離間している。
【００５８】
前述のように、本発明では種々の形式喫煙物品を使用できる。喫煙物品は、図１に示す形態である必要はない。詳細には、喫煙物品は、エアロゾル形成基材がその周囲に略直交する長さをもつ必要はない。
【００５９】
図１に示す第１の実施形態において、電気加熱式喫煙システム１０３は、加熱素子１１３を有するヒータを備える。加熱素子は抵抗であり、電流が加熱素子を流れると発熱する。本実施形態において、加熱素子１１３は、幅ｗで直径ｈのリング状である。
【００６０】
図１において、喫煙物品１０１の上流端部は１１５で表記され、喫煙物品の下流端部は１１７で表記される。更に、エアロゾル形成基材の上流端部は１１９で表記され、エアロゾル形成基材の下流端部は１２１で表記される。最後に、加熱素子の上流端部は１２３で表記され、加熱素子の下流端部は１２５で表記される。
【００６１】
別の実施形態において、ヒータは内部ヒータとすることができる。内部ヒータはエアロゾル形成基材内に設置され、例えば、本出願人の同時係属出願の２００９年１０月２９日出願の欧州特許出願番号０９２５２５０１．３であり、その開示内容は引用により本明細書に組み込まれている。内部ヒータは図６から１１を参照して以下に説明する方法で製造できる。
【００６２】
別の実施形態において、ヒータは、エアロゾル形成基材内に設置され内部ヒータとして使用される温度センサを含むことができる。適切な内部ヒータの一例は、内部ヒータとして使用可能なＰＴ抵抗温度センサである。ＰＴ抵抗温度センサは、Ｈｅｒａｅｕｓ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｒｅｉｎｈａｒｄ−Ｈｅｒａｅｕｓ−Ｒｉｎｇ，２３Ｄ−６３８０１，Ｋｌｅｉｎｏｓｔｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ）が製造している。
【００６３】
内部及び外部ヒータの場合、加熱素子１１３は、エアロゾル形成基材１０５の円筒形プラグの長さｌに沿ってその一部だけに延びる。つまり、加熱素子１１３の幅ｗはエアロゾル形成基材１０５のプラグの長さｌよりも短い。加熱素子１１３は、エアロゾル形成基材１０５の下流端部１２１の方へ位置決めされる。
【００６４】
図１に示す実施形態において、加熱素子１１３の下流端部１２５はエアロゾル形成基材１０５の円筒形プラグの下流端部１２１の上流にある。本実施形態において、加熱素子１１３の下流端部１２５とエアロゾル形成基材１０５の円筒形プラグの下流端部１２１との間の隔離距離はｄである。また、本実施形態において、加熱素子１１３の上流端部１２３は、エアロゾル形成基材１０５の円筒形プラグの上流端部１１９の下流にある。本実施形態において、加熱素子１１３の上流端部１２３とエアロゾル形成基材１０５の円筒形プラグの上流端部１１９との間の隔離距離はｅである。
【００６５】
本発明の発明者は、加熱素子１１３及びエアロゾル形成基材１０５のプラグの寸法、並びに加熱素子１１３とエアロゾル形成基材１０５のプラグの相対位置は、喫煙行動を実質的に改善するために調節可能であることを見出した。詳細には、最初の吸煙までの時間を短くすることができる。つまり、加熱素子が作動される時間とユーザが喫煙物品上で最初に吸煙できる時間との間の時間を低減できる。更に、エアロゾルを発生して、エアロゾルの発生を維持すために必要な電力を低減できる。更に、これによりエアロゾル形成基材の上流部からエアロゾルが漏出するリスクが最小になる。更に、電気加熱式喫煙システム内部に形成される凝縮物及び残余物を最小にでき、必須の清掃が最小となる。
【００６６】
前述のように、加熱素子１１３は、エアロゾル形成基材の下流端部１０５の方へ位置決めされる。つまりｄ＜ｅである。タバコを含有するエアロゾル形成基材に関して、加熱素子１１３をエアロゾル形成基材の下流端部１０５の方へ位置決めすると加熱素子１１３の下流端部とエアロゾル形成基材１０５のプラグの下流端部との間のタバコ濾過ゾーンが短くなる（つまり、ｄが短くなる）。これにより心地よい煙の発生に必要なエネルギが著しく低下し、最初の吸煙に必要な時間が短くなる。しかしながら、前述のようにｄはゼロまで減少させないことが望ましい。実際には喫煙行動の利点を最大にするために、加熱素子１１３の下流端部とエアロゾル形成基材１０５の円筒形プラグの下流端部の間の隔離距離ｄは１ｍｍに等しいか又はそれ以上とする必要があることが分かっている。
【００６７】
更に、喫煙行動の利点を最大にするためには、加熱素子１１３の上流端部１２３とエアロゾル形成基材１０５の（好ましくは）円筒形プラグの上流端部１１９との間の隔離距離ｅは、２ｍｍと６ｍｍの間、より好ましくは４ｍｍであることが分かっている。この上流端部の円筒形プラグの非加熱部は、エアロゾルが喫煙物品のエアロゾル形成基材の上流端部から漏出するリスクを最小にするための効率的な濾過ゾーンをもたらす。結果的に、これにより電気加熱式喫煙システム１０３の内壁の内部にタバコの煙等のエアロゾルが凝縮するリスクが最小になり、喫煙システムの耐用年数を通して必要とされる清掃作業の回数を最小にできる。更に、エアロゾル形成基材の非加熱ゾーンは、喫煙行動の間にプラグ内部の熱伝導により利用できる、持続放出な喫煙材料リザーバとして機能する。
【００６８】
更に、喫煙行動の利点を最大にするために、エアロゾル形成基材１０５のプラグの長さｌに対する加熱素子１１３の幅、並びにエアロゾル形成基材１０５のプラグに対する加熱素子１１３の位置は調節可能であることが分かっている。詳細にはエアロゾル形成基材のプラグの長さｌに対する加熱素子の幅ｗの比ｗ／ｌは、０．３５と０．６の間、より好ましくは０．５であることが分かっている。この比ｗ／ｌ並びにｗ自体は、所望の吸煙回数まで適切にエアロゾルを送達するように調節可能である。
【００６９】
図２は、本発明の第２の実施形態による電気加熱式喫煙システム２０３に収容される喫煙物品２０１を示す。本実施形態において、図１と同様に、喫煙物品２０１は細長い円筒形であり、連続的に配置され同軸に位置合わせされた、エアロゾル形成基材２０５及びフィルタプラグ２０７を備える。構成要素２０５及び２０７は、外側包装紙２０９で包装されている。本実施形態において、エアロゾル形成基材２０５は、固体基材の円筒形プラグの形態である。プラグの長さｌは、喫煙物品の長さに対して略平行であり、同様にユーザが喫煙物品を吸煙する場合の電気加熱式喫煙システム内の空気流（図示せず）の方向に対して略平行である。プラグの周囲は長さに対して略直交する。フィルタプラグ２０７は、喫煙物品２０１の下流端部に配置され、本実施形態においはエアロゾル形成基材２０５から隔離距離２１１だけ離間している。
【００７０】
前述のように、本発明では種々の形式喫煙物品を使用できる。喫煙物品は、図２に示す形態である必要はない。例えば、喫煙物品は、エアロゾル形成基材がその周囲に略直交する長さをもつ必要はない。
【００７１】
図２に示す第２の実施形態において、電気加熱式喫煙システム２０３は、第１の加熱素子２１３及び該第１の加熱素子の上流の第２の加熱素子２１４を有するヒータを備える。本実施形態において、加熱素子２１３及び２１４はリング状である。つまり、ヒータは外部加熱素子である。加熱素子は抵抗であり、電流が加熱素子を流れると発熱する。
【００７２】
図２において、喫煙物品２０１の上流端部は２１５で表記され、喫煙物品の下流端部は２１７で表記される。更に、エアロゾル形成基材の上流端部は２１９で表記され、エアロゾル形成基材の下流端部は２２１で表記される。更に、第１の加熱素子２１３の上流端部は２２３で表記され、第１の加熱素子２１３の下流端部は２２５で表記される。最後に、第２の加熱素子２１４の上流端部は２２７で表記され、第２の加熱素子２１４の下流端部は２２９で表記される。
【００７３】
別の実施形態において、１つ又はそれ以上のヒータは内部ヒータとすることができる。内部ヒータはエアロゾル形成基材内に設置され、例えば、本出願人の同時係属出願の２００９年１０月２９日出願の欧州特許出願番号０９２５２５０１．３であり、その開示内容は引用により本明細書に組み込まれている。内部ヒータは図６から１１を参照して以下に説明する方法で製造できる。
【００７４】
別の実施形態において、ヒータは、エアロゾル形成基材内に設置され内部ヒータとして使用される温度センサを含むことができる。適切な内部ヒータの一例は、内部ヒータとして使用可能なＰＴ抵抗温度センサである。ＰＴ抵抗温度センサは、Ｈｅｒａｅｕｓ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｒｅｉｎｈａｒｄ−Ｈｅｒａｅｕｓ−Ｒｉｎｇ，２３Ｄ−６３８０１，Ｋｌｅｉｎｏｓｔｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ）が製造している。
【００７５】
２つのヒータは、互いに隣接して設置することができ、ホルダー内の所定位置に固定又は保持され、第１の加熱素子２１３及び該第１の加熱素子の上流の第２の加熱素子２１４を形成するようになっている。
【００７６】
内部及び外部ヒータに関して、第１の加熱素子２１３の幅はｘ、第２の加熱素子２１４の幅はｙである。本実施形態において、加熱素子２１３及び２１４は、同じ直径ｈをもつが、直径は同じである必要はない。加熱素子２１３及び２１４は、エアロゾル形成基材２０５の円筒形プラグの周囲を実質的に取り囲んで延びることができる。もしくは、前述のように、１つ又はそれ以上の加熱素子は、エアロゾル形成基材の内部に挿入された内部ヒータとすることができる。しかしながら、各加熱素子は、エアロゾル形成基材２０５の円筒形プラグの長さｌに沿ってその一部だけに延びる。つまり、第１の加熱素子２１３の幅ｘはエアロゾル形成基材２０５のプラグの長さｌよりも短く、第２の加熱素子２１４の幅ｙもエアロゾル形成基材２０５のプラグの長さｌよりも短い。更に、両方の加熱素子は、全体としてエアロゾル形成基材２０５の円筒形プラグの長さに沿ってその一部だけを延びる。つまり、（ｘ＋ｙ）はエアロゾル形成基材２０５のプラグの長さｌよりも短い。第１の加熱素子２１３は、エアロゾル形成基材２０５の下流端部２２１の方へ位置決めされ、第２の加熱素子２１４は第１の加熱素子２１３の上流側にあり、第１の加熱素子から距離ｓだけ離れている。換言すると、第１の加熱素子２１３の上流端部２２３は、第２の加熱素子２１４の下流端部２２９から距離ｓだけ離れている。
【００７７】
本実施形態において、第１の加熱素子２１３の下流端部２２５は、エアロゾル形成基材２０５のプラグの下流端部２２１の上流側にある。本実施形態において、第１の加熱素子２１３の下流端部２２５とエアロゾル形成基材２０５の円筒形プラグの下流端部２２１との間の隔離距離はｆである。また、本実施形態において、第２の加熱素子２１４の上流端部２２７は、エアロゾル形成基材２０５の円筒形プラグの上流端部２１９の下流側にある。本実施形態において、第２の加熱素子２１４の上流端部２２７とエアロゾル形成基材２０５の円筒形プラグの上流端部２１９との間の隔離距離はｇである。前述のように、加熱素子２１３と２１４との間の隔離距離はｓである。
【００７８】
本発明の発明者は、加熱素子２１３、２１４及びエアロゾル形成基材２０５のプラグの種々の寸法、並びに加熱素子２１３、２１４及びエアロゾル形成基材２０５のプラグの相対位置は、喫煙行動を実質的に改善するために調節可能であることを見出した。詳細には、最初の吸煙までの時間を短くすることができる。つまり、加熱素子が作動される時間とユーザが喫煙物品上で最初に吸煙できる時間との間の時間を低減できる。更に、エアロゾルを発生して、エアロゾルの発生を維持すために必要な電力を低減できる。更に、これによりエアロゾル形成基材の上流部からエアロゾルが漏出するリスクが最小になる。更に、電気加熱式喫煙システム内部に形成される凝縮物及び残余物を最小にでき、必須の清掃が最小となる。
【００７９】
前述のように、加熱素子２１３、２１４は、エアロゾル形成基材の下流端部２０５の方へ位置決めされる。つまりｆ＜ｇである。タバコを含有するエアロゾル形成基材に関して、加熱素子２１３、２１４をエアロゾル形成基材の下流端部２０５の方へ位置決めすると加熱素子２１３の下流端部とエアロゾル形成基材２０５のプラグの下流端部との間のタバコ濾過ゾーンが短くなる（つまり、ｆが短くなる）。これにより心地よい煙の発生に必要なエネルギが著しく低下し、最初の吸煙に必要な時間が短くなる。しかしながら、前述のようにｆはゼロまで減少させないことが望ましい。実際には喫煙行動の利点を最大にするために、加熱素子２１３の下流端部とエアロゾル形成基材２０５の円筒形プラグの下流端部の間の隔離距離ｆは１ｍｍに等しいか又はそれ以上とする必要があることが分かっている。
【００８０】
更に、喫煙行動の利点を最大にするためには、加熱素子２１４の上流端部２２７とエアロゾル形成基材２０５の（好ましくは）円筒形プラグの上流端部２１９との間の隔離距離ｇは、２ｍｍと４ｍｍの間、より好ましくは３ｍｍであることが分かっている。このエアロゾル形成基材の上流端部２１９の円筒形プラグの非加熱部は、エアロゾルが喫煙物品のエアロゾル形成基材の上流部から漏出するリスクを最小にするための効率的な濾過ゾーンをもたらす。結果的に、これにより電気加熱式喫煙システム２０３の内壁の内部にタバコの煙等のエアロゾルが凝縮するリスクが最小になる。これにより喫煙システムの耐用年数を通して必要とされる清掃作業の回数を最小にできる。更に、エアロゾル形成基材の非加熱ゾーンは、喫煙行動の間にプラグ内部の熱伝導により利用できる、持続放出な喫煙材料リザーバとして機能する。
【００８１】
効率的な濾過ゾーンを提供するようにｇを最大にすると共に、電力要求を低減するようにｆを最小にするために、加熱素子２１３、２１４の隔離距離ｓは最小にする必要がある。しかしながら、前述のように、ｓはゼロまで低減してはいけないことが分かっている。実際には、喫煙行動の利点を最大にするために、第１の加熱素子２１３の上流端部２２３と第２の加熱素子２１４の下流端部２２９との間の隔離距離ｓは、０．５ｍｍに等しいかそれよりも大きいことが必要である。
【００８２】
更に、喫煙行動の利点を最大にするために、エアロゾル形成基材２０５のプラグの長さｌに対する加熱素子２１３、２１４の組み合わせた幅（ｘ＋ｙ）、並びにエアロゾル形成基材２０５のプラグに対する加熱素子２１３、２１４の位置は調節可能であることが分かっている。詳細には、エアロゾル形成基材のプラグの長さｌに対する加熱素子の幅の比（ｘ＋ｙ）／ｌは、０．５と０．８の間であることが分かっている。この比（ｘ＋ｙ）／ｌ、並びにｘ、ｙは、所望の吸煙回数まで適切にエアロゾルを送達するように調節可能である。
【００８３】
図３は、本発明の１つの実施形態による外部加熱素子の詳細断面図である。図４は、本発明の１つの実施形態の外部加熱素子の平らに広げた詳細図である。図５は、本発明の別の実施形態の外部加熱素子の平らに広げた詳細図である。図３，４、及び５の外部加熱素子は、図１及び図２の実施形態と共に使用できる。明瞭化のために図１、２、３、４、及び５のスケール比は同じではないことに留意されたい。
【００８４】
図３は外部加熱素子１１３、２１３、２１４を通る断面である。図３に示すように、加熱素子１１３、２１３、２１４は直径ｈの不完全なリング状とすることができる。電圧Ｖ＋の電気接続点はＡであり、電圧Ｖ−の電気接続点はＢである。リングは不完全であり、間隙又は隔離距離を形成して電気接続点Ａ、Ｂを提供できる。図３において、２つの接続点ＡとＢの間の間隙は、明瞭化のために誇張されている。しかしながら、２つの接続点の間隙又は間隔は、可能な限り小さいことが好ましいが、２つの接続点の電気的短絡は許されない。２つの接続点の間隙は０．５ｍｍ又は１ｍｍとすることができる。
【００８５】
図３において、エアロゾル形成基材１０５、２０５は、外部加熱素子の内部又はその内側に配置できる。図３において、エアロゾル形成基材１０５、２０５は、包装紙１０９、２０９で取り囲まれる。しかしながら、これは実際には任意である。エアロゾル形成基材が外側包装紙で取り囲まれる場合、加熱素子は、外側包装紙に対して物理的に接触でき、包装紙を介してエアロゾル形成基材に熱を効率的に伝達できる。包装紙が無い場合、加熱素子１１３、２１３、２１４はエアロゾル形成基材に対して物理的に接触でき、エアロゾル形成基材に直接的に熱を伝達する。
【００８６】
図４は、詳細構造を示すためにリングが平らに広げられた加熱素子を示す。加熱素子は、１つ又はそれ以上の略Ｕ形セグメントを備え、各Ｕ形セグメントは、半円部で電気的に相互接続された２つの略直線部を有する。１つ又はそれ以上のＵ形要素は、該Ｕ形要素の直線部の一端で相互連結され、図４に示す構造を形成するようになっている。各直線部は略平行である。使用時に、直線部は、喫煙物品の長さ方向軸線に対して略平行になるように位置決めできる。加熱素子は、エアロゾル形成基材の周囲に完全に広がることができる。加熱素子は、図３に示すように適切なシート材料から型抜きしてリング状に形成することができる。
【００８７】
図５は、詳細構造を示すためにリングが平らに広げられた加熱素子の別の実施形態を示す。図５に示す加熱素子は矩形シート材料を含む。加熱素子図３に示すように適切なシート材料から型抜きして、スタンピング成型又は曲げ成型によりリング状に形成することができる。
【００８８】
加熱素子は、各リングが隣接リングと電気接続される、１つ又はそれ以上の半円形リング等の他の形状とすることができ、平らに広げると半円形リングは所定の方向に広がる細長い構造となる。加熱素子は、適切に成形された打ち抜き型を用いて、適切な材料から平らに型抜きできる。加熱素子は、その後、図３に示すような適切な形状に曲げることができる。また、加熱素子は、ハウジング及びヒータの相対移動を防止するために、喫煙システムの残りの部分に機械的に取り付けることができる。
【００８９】
接続点Ａ及びＢへの電圧の印加を制御する制御回路を備えることが好ましい。接続点Ａ及びＢへ電位差を与えると、電流は加熱素子を通って接続点ＡからＢに又はＢからＡに流れてジュール熱効果により加熱素子が発熱する。別の実施形態において、加熱素子はＵ形要素を備える必要はなく、略環状とすることができ、環状部の取り除かれた一部が電位差の電気接続をもたらすようになっている。
【００９０】
図２の実施形態の２つの加熱素子を備えると、ユーザは、基材のいずれかの部位を再加熱することなく、喫煙行動を中止及び再開することができる。１つの可能な使用方法を以下に示す。最初に、第１の加熱素子２１３（下流側）を喫煙行動の開始時に作動させる。その後、加熱素子２１３は以下の１つの事象で作動停止する。（１）第１の加熱素子２１３の吸煙回数が所定の制限に達する。（２）ユーザが喫煙行動を終了する。又は（３）喫煙物品２０１が電気加熱式喫煙システム２０３から取り外される。その後、第２の加熱素子２１４（上流側）は以下の１つの事象で作動できる。（１）ユーザが短時間の又は長時間の中断後に喫煙行動を再開したいと希望する。（２）第１の加熱素子２１３の吸煙回数が所定の制限に達しているので、基材の新しい部位を加熱開始するために第２の加熱素子２１４を作動させる必要がある。
【００９１】
この方法により各加熱シーケンスにおいて基材の新鮮な部位を加熱することが可能になる。下流側加熱素子と上流側加熱素子との間に、１つ又はそれ以上の別の加熱素子を設けることができる。
【００９２】
図１、２、３、４、及び５に示す加熱素子は、例えば電気抵抗材料である、任意の材料から作ることができる。好ましい材料としては、酸化アルミニウム（Ａｌ2０3）及び窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）等のセラミック焼結材料、プリント基板、シリコンゴム、鉄合金、又はニッケル−クロム合金を挙げることができる。
【００９３】
図１、２、３、４、及び５に示すエアロゾル形成基材は、任意の適切な形態で提供できる。例示的な実施形態において、基材は、喫煙物品の一部を形成する円筒プラグ形の固体基材である。もしくは、基材は、電気加熱式喫煙システムに直接的に挿入できる別個の基材とすることができる。
【００９４】
図６から１１は、スクリーン印刷に使用されるのと同じ技術を用いる内部ヒータの製造工程を示す。図６を参照すると、最初に、電気絶縁基材６０１を準備する。電気絶縁基材は、マイカ等のセラミック、ガラス、又は紙等の適切な電気絶縁材料を含むが、これに限定されるものではない。もしくは、電気絶縁基材は、表面を酸化又は陽極酸化処理することで導電性トラックから絶縁される導電体を含むことができる（図７で説明する）。１つの実施例は陽極酸化アルミである。もしくは、電気絶縁基材は、グレーズと呼ばれる中間被膜が付与された導電体を含むことができる。この場合、グレーズには２つの機能がある。つまり、導電性トラックから基材を電気的に絶縁する機能と、基材の曲げを低減する機能である。電気絶縁基材にしわが発生すると導電性ペースト（図７で塗布され以下に説明する）に割れが発生して、欠陥のある抵抗がもたらされる。
【００９５】
図７を参照すると、電気絶縁基材は、例えば真空によってしっかりと保持され、金属ペースト７０１は切り欠き７０３を用いて電気絶縁基材上に塗布される。任意の適切な金属ペーストを使用できるが、１つの実施例において、金属ペーストは銀ペーストである。１つの特定の好都合な実施例において、ペーストは２０％から３０％の結合剤及び可塑剤、及び７０％から８０％の金属粒子、典型的には銀粒子を含有する。切り欠き７０３は、所望の導電性トラックのテンプレートを提供する。金属ペースト７０１を電気絶縁基材６０１上に被覆した後、電気絶縁基材及びペーストは例えば焼結炉で焼成される。２００℃から４００℃の間の最初の焼成段階で、有機結合剤及び溶剤は焼失する。３５０℃から５００℃の間の第２の焼成段階で、金属粒子が焼結される。
【００９６】
図８を参照すると、結果的に電気絶縁基材６０１の上には導電性トラック８０１が形成される。導電性トラックは、加熱抵抗及び必須の接続パッドを含む。最後に、電気絶縁基材６０１及び導電性トラック８０１は、電気加熱式喫煙システムのヒータとして使用するのに適する適切な形状に成形される。
【００９７】
図９を参照すると、電気絶縁基材６０１は、導電性トラックは電気絶縁基材の内部に横たわるように管状形に巻くことができる。この場合、チューブはエアロゾル形成材料の固体プラグ用の外部ヒータとして機能する。チューブの内径はエアロゾル形成プラグの外径と同じか又は僅かに大きくすることができる。
【００９８】
もしくは、図１０を参照すると、電気絶縁基材６０１は、導電性トラックは電気絶縁基材の内部に横たわるように管状形に巻くことができる。この場合、チューブは内部ヒータとして機能し、エアロゾル形成基材に直接挿入できる。これはエアロゾル形成基材がタバコマット等のタバコ材料のチューブの形態をとる場合に上手く機能する。この場合、チューブの外径はエアロゾル形成基材チューブの内径と同じか又は僅かに小さくすることができる。
【００９９】
もしくは、図１１を参照すると、電気絶縁基材６０１が十分に剛体であるか又は何らかの方法で補強される場合、電気絶縁基材及び導電性トラックの一部又は全部は、単に電気絶縁基材及び導電性トラックを直接エアロゾル形成基材に挿入することで、内部ヒータとして直接使用できる。
【図１】
2013511962.tif 000003
【図２】
2013511962.tif 000004
【図３】
2013511962.tif 000005
【図４】
2013511962.tif 000006
【図５】
2013511962.tif 000007
【図６】
2013511962.tif 000008
【図７】
2013511962.tif 000009
【図８】
2013511962.tif 000010
【図９】
2013511962.tif 000011
【図１０】
2013511962.tif 000012
【図１１】
2013511962.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月31日(2012.5.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアロゾル形成基材（１０５、２０５）を収容する電気加熱式喫煙システム（１０３、２０３）は、前記基材を加熱して前記エアロゾルを生じさせるヒータを備え、前記ヒータは、加熱素子（１１３、２１３）を備え、
前記電気加熱式喫煙システム（１０３、２０３）及び前記加熱素子（１１３、２１３）は、前記エアロゾル形成基材（１０５、２０５）が前記電気加熱式喫煙システムに収容される場合、前記加熱素子（１１３、２１３）が前記エアロゾル形成基材の長さに沿った一部の距離だけ延び、前記加熱素子が前記エアロゾル形成基材の下流端部の方へ位置決めされるように配置され、前記エアロゾル形成基材の長さに対する、前記エアロゾル形成基材に沿って延びる前記加熱素子の距離の比は、０．３５と０．６の間である電気加熱式喫煙システム。
【請求項２】
前記加熱素子（１１３、２１３）は、前記エアロゾル形成基材（１０５、２０５）の周囲に実質的に完全に広がる、請求項１に記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項３】
前記加熱素子（１１３、２１３）は、前記エアロゾル形成基材（１０５、２０５）に挿入されるように配置される、請求項１〜請求項２のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項４】
前記加熱素子（１１３、２１３）の下流端部（１２５、２２５）は、前記エアロゾル形成基材（１０５、２０５）の下流端部（１２１、２２１）よりも１ｍｍと同じか又はそれ以上の距離だけ上流側にある、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項５】
前記加熱素子（１１３）の上流端部（１２３）は、前記エアロゾル形成基材（１０５）の上流端部（１１９）よりも２ｍｍと６ｍｍの間の距離だけ下流側にある、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項６】
前記加熱素子（１１３）の上流端部（１２３）は、前記エアロゾル形成基材（１０５）の上流端部（１１９）よりも約４ｍｍの距離だけ下流側にある、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項７】
前記エアロゾル形成基材の長さに対する、前記エアロゾル形成基材に沿って延びる前記加熱素子の距離の比は、約０．５である、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項８】
前記ヒータは、前記エアロゾル形成基材（２０５）が前記電気加熱式喫煙システムに収容される場合、前記エアロゾル形成基材の長さに沿った一部の距離だけ延び、前記第１の加熱素子（２１３）の上流側にある、第２の加熱素子（２１４）を更に備える、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項９】
前記第１の加熱素子（２１３）の上流端部（２２５）と前記第２の加熱素子（２１４）の下流端部（２２７）との間の隔離距離は、０．５ｍｍに等しいか又はそれ以上である、請求項８に記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項１０】
前記第２の加熱素子（２１４）の上流端部（２２９）は、前記エアロゾル形成基材（２０５）の上流端部（２１９）よりも２ｍｍと４ｍｍの間の距離だけ下流側にある、請求項８又は請求項９に記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項１１】
前記第２の加熱素子（２１４）の上流端部（２２９）は、前記エアロゾル形成基材（２０５）の上流端部（２１９）よりも約３ｍｍの距離だけ下流側にある、請求項８〜請求項１０のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項１２】
前記エアロゾル形成基材の長さに対する、前記エアロゾル形成基材に沿って延びる前記第１の加熱素子及び前記第２の加熱素子の全体の距離の比は、０．５と０．８の間である、請求項８〜請求項１１のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項１３】
前記エアロゾル形成基材は固体基材である、請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【請求項１４】
前記エアロゾル形成基材は液体基材である、請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の電気加熱式喫煙システム。
【国際調査報告】
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