(57)【要約】エアロゾル供給デバイスは、電源と、エアロゾルを生成するための少なくとも１つの加熱要素と、加熱要素の温度を監視するように構成された温度監視手段とを備える。動作可能な構成では、デバイスは、加熱要素に電力を供給して、加熱要素の温度を第１の閾値温度まで最初に上昇させ、温度監視手段が、加熱要素の温度が第１の閾値温度であることを検出したとき、加熱要素に供給される電力を取り除くことで、加熱要素の温度が第２の閾値温度まで低下し、温度監視手段が、加熱要素の温度が第２の閾値温度まで低下したことを検出したとき、加熱要素に電力を供給することで、加熱要素の温度が第１の閾値温度に向けて上昇するように、加熱要素への電力の供給を制御するように構成されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と、エアロゾルを生成するための少なくとも１つの加熱要素と、前記加熱要素の温度を監視するように構成された温度監視手段とを備えるエアロゾル供給デバイスであって当該エアロゾル供給デバイスが、動作可能な構成にあるとき、
前記加熱要素に電力を供給して、前記加熱要素の前記温度を第１の閾値温度まで最初に上昇させ、
前記温度監視手段が、前記加熱要素の前記温度が前記第１の閾値温度であることを検出したとき、前記加熱要素に供給される電力を取り除くことで、前記加熱要素の前記温度が第２の閾値温度まで低下し、
前記温度監視手段が、前記加熱要素の前記温度が前記第２の閾値温度まで低下したことを検出したとき、前記加熱要素に電力を供給することで、前記加熱要素の前記温度が前記第１の閾値温度に向けて上昇するように、
前記加熱要素への電力の供給を制御するように構成されている、エアロゾル供給デバイス。
【請求項２】
前記加熱要素がコイルである、請求項１に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項３】
前記デバイスが、パフ検出器をさらに備え、前記デバイスが、前記パフ検出器からの入力に基づいて、前記動作可能な構成又は非動作可能な構成に構成されている、請求項１又は請求項２に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項４】
前記デバイスが、ひとたび前記加熱要素の前記温度が前記第１の閾値温度に到達すると、前記加熱要素の前記温度が、前記第２の閾値温度以上であって、前記第１の閾値温度以下に留まるように、前記請求項１の１つ又は複数のステップを繰り返すように構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項５】
エアロゾル生成デバイス用の加熱要素に電力を供給する方法であって、
前記加熱要素の温度を監視するステップと、
前記加熱要素に電力を最初に供給して、前記加熱要素の前記温度を第１の閾値温度まで上昇させるステップと、
前記加熱要素の前記温度が前記第１の閾値温度に到達したとき、前記加熱要素に供給される電力を取り除くことで、前記加熱要素の前記温度が第２の閾値温度まで低下するステップと、
前記加熱要素の前記温度が前記第２の閾値温度に到達したとき、前記加熱要素に供給される前記電力を増加させることで、前記加熱要素の前記温度が前記第１の閾値温度に向けて上昇するステップと
を含む、方法。
【請求項６】
パフ検出器によって、ユーザが前記デバイスを吸っていることが検出されたとき、ヒーターに電力を最初に供給するステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ひとたび前記加熱要素の前記温度が前記第１の閾値温度に到達すると、前記加熱要素の前記温度が、前記第２の閾値温度以上であって、前記第１の閾値温度以下に留まるように、請求項１の１つ又は複数のステップを繰り返すステップをさらに含む、請求項５又は請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸入可能な媒体を生成するためのエアロゾル供給デバイスに関する。
【背景】
【０００２】
紙巻タバコ、葉巻タバコなどの喫煙品は、使用中にタバコを燃焼させて、タバコの煙を生み出す。
【０００３】
燃焼させずに、吸入可能な媒体を生成する製品を作り出すことによって、タバコを燃焼させるこういった製品に対する代替品を提供しようとする試みがなされてきた。
【０００４】
そのような製品の例は、いわゆるｅシガレットデバイスである。このようなデバイスは、典型的には液体であるエアロゾル化可能物質を収容しており、これは、加熱され気化されて、吸入可能な蒸気又はエアロゾルを生成する。この液体は、ニコチン及び／又は香味料及び／又はエアロゾル生成物質、例えばグリセロールなどを含有し得る。そのような既知のｅシガレットデバイスは、典型的には、タバコを含有せず、又はタバコを使用しない。
【概要】
【０００５】
本発明の第１の態様によると、電源と、エアロゾルを生成するための少なくとも１つの加熱要素と、加熱要素の温度を監視するように構成された温度監視手段とを備えるエアロゾル供給デバイスであって、動作可能な構成にあるとき、デバイスは、加熱要素に電力を供給して、加熱要素の温度を第１の閾値温度まで最初に上昇させ、温度監視手段が、加熱要素の温度が第１の閾値温度であることを検出したとき、加熱要素に供給される電力を取り除くことで、加熱要素の温度が第２の閾値温度まで低下し、温度監視手段が、加熱要素の温度が第２の閾値温度まで低下したことを検出したとき、加熱要素に電力を供給することで、加熱要素の温度が第１の閾値温度に向けて上昇するように、加熱要素への電力の供給を制御するように構成されている、エアロゾル供給デバイスが提供される。
【０００６】
加熱要素は、コイルであってもよい。エアロゾル供給デバイスは、パフ検出器をさらに備えてもよく、デバイスは、パフ検出器からの入力に基づいて、動作可能な構成又は非動作可能な構成に構成されてもよい。
【０００７】
デバイスは、ひとたび加熱要素の温度が第１の閾値温度に到達すると、加熱要素の温度が、第２の閾値温度以上であって、第１の閾値温度以下に留まるように、本発明の第１の態様による方法の１つ又は複数のステップを繰り返すように構成されてもよい。
【０００８】
本発明の第２の態様によると、エアロゾル生成デバイス用の加熱要素に電力を供給する方法が提供されており、方法は、加熱要素の温度を監視するステップと、加熱要素に電力を最初に供給して、加熱要素の温度を第１の閾値温度まで上昇させるステップと、加熱要素の温度が第１の閾値温度に到達したとき、加熱要素に供給される電力を取り除くことで、加熱要素の温度が第２の閾値温度まで低下するステップと、加熱要素の温度が第２の閾値温度に到達したとき、加熱要素に供給される電力を増加させることで、加熱要素の温度が第１の閾値温度に向けて上昇するステップとを含む。
【０００９】
方法は、パフ検出器によって、ユーザがデバイスを吸っていることが検出されたとき、ヒーターに電力を最初に供給するステップを含んでもよい。
【００１０】
方法は、ひとたび加熱要素の温度が第１の閾値温度に到達すると、加熱要素の温度が、第２の閾値温度以上であって、第１の閾値温度以下に留まるように、第２の態様による１つ又は複数のステップを繰り返すステップをさらに含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、エアロゾル供給デバイスの一例の概略的な長手方向の図である。
【図２】図２は、従来技術のエアロゾル供給デバイスの一例における、時間に対するコイルの温度及びバッテリー電荷の例示的な概略的グラフ図である。
【図３】図３は、例示的なエアロゾル供給デバイスにおける、時間に対するコイルの温度及びバッテリー電荷の概略的グラフ図である。
【図４】図４は、本発明の一態様によるエアロゾル供給デバイスを動作させる例示的な方法の概略的フローチャート図である。
【詳細な説明】
【００１２】
図１を参照すると、例示的なエアロゾル供給デバイス１００が示されている。エアロゾル供給デバイス１００は、吸入デバイスであり（すなわち、ユーザはそれを使用して、デバイス１００によって供給されるエアロゾルを吸入する）、デバイス１００は手持ち式デバイスである。デバイス１００は、電子デバイスである。
【００１３】
おおまかな概略においては、デバイス１００は、エアロゾル生成材料２０を揮発させて、ユーザによる吸入のための蒸気又はエアロゾルを生成する。この例では、エアロゾル生成材料２０は、液体であり、例えばｅシガレット液体であるが、他の例では、エアロゾル生成材料は、別のタイプのエアロゾル化可能物質、例えばゲルであってもよい。
【００１４】
いくつかの例では、デバイスは、その中で生成されたエアロゾルが、ユーザによって吸入される前に追加の物質を通過するハイブリッドデバイスであってもよい。デバイスがハイブリッドデバイスであるいくつかの例では、追加の物質は、香料成分を含んでもよい。追加の物質は、物質を通過するエアロゾルの特性に風味を与え、又はその特性を変えてもよい。追加の物質は、例えばタバコを含んでも、又はタバコで構成されてもよい。追加の物質がタバコを含む場合、エアロゾルは、この物質からの有機化合物及び／又は他の化合物若しくは組成物を伴うことで、エアロゾルに風味を与え、又はそれ以外の方法でエアロゾルの特性を変える場合もある。
【００１５】
少なくともいくつかの例では、蒸気が生成され、蒸気はその後、エアロゾル供給デバイス１００を出て行く前に、少なくとも一部が凝縮してエアロゾルを形成する。
【００１６】
この点において、一般に、蒸気は、その臨界温度を下回る温度では気相の物質であることにまず留意されたく、このことは、例えば蒸気は、温度を低下させることなく、その圧力を高めることによって液体に凝縮させることができることを意味している。一方で、一般に、エアロゾルは、空気中又は別の気体中では微細な固体粒子又は液滴のコロイドである。「コロイド」は、顕微鏡で見ると分散した不溶性の粒子が別の物質内に隈なく懸濁した物質である。
【００１７】
簡便性の理由のために、本明細書で使用される際、エアロゾルという用語は、エアロゾル、蒸気、又はエアロゾルと蒸気との組み合わせとして理解されるべきである。
【００１８】
図１に戻ると、この例のデバイス１００は、本体部分３００と、カートリッジ２００と、マウスピース５０とを備える。いくつかの例では、カートリッジ２００は、本体部分３００から切り離すことが可能であり得るが、他の例では、カートリッジ２００は、デバイス１００から切り離すことができなくてもよく、又はデバイス１００は、カートリッジ２００を含まず、代わりに、デバイスの別の部分に、例えば本体部分３００の中に、エアロゾル化可能な物質を含有する特定の区画を備えてもよい。
【００１９】
カートリッジ２００は、エアロゾル生成材料２０を収容するためのものであり、エアロゾル生成材料２０は、このケースでは、液体２０であるが、別のタイプのエアロゾル化可能な物質であってもよく、その一方で本体部分３００は、デバイス１００に電力を供給し、これを制御するためのものである。デバイス１００は、エアロゾル生成材料（図１の例では、液体２０）を加熱して、ユーザによる吸入のためのエアロゾルの流れ３０を生成するための加熱手段２４０をさらに備える。
【００２０】
カートリッジ２００は、液体２０を収容するためのリザーバ２２０を備える。リザーバ２２０は、生成されたエアロゾルが中を通ってユーザによる吸入のためにマウスピース５０から流れ出る中央開口２９０を取り巻く環状チャンバであってもよい。図１の例では、液体２０をエアロゾル化するための加熱手段２４０は、カートリッジ２００内に配置されるが、いくつかの例では、加熱手段２４０は、カートリッジ２００とは切り離されてもよい。いくつかの例では、加熱手段２４０は、デバイス１００の本体部分３００の中に配置されてもよい。いくつかの例では、加熱手段２４０は、例えば加熱手段２４０を交換することが望まれるときに、取り外して交換するためにデバイス１００から別々に取り外し可能であってもよい。この例では、加熱手段２４０は、少なくとも１つの加熱要素２５０と、液体リザーバ２２０から少なくとも１つの加熱要素２５０に液体２０を供給するための少なくとも１つのウィック（図示せず）とを備える。
【００２１】
加熱構成体２４０は、いくつかの例では、「アトマイザー」と呼ばれてもよく、「アトマイザー」を備える液体カートリッジ、例えばカートリッジ２００は、「カートマイザー」と呼ばれてもよい。
【００２２】
デバイス１００の本体部分３００は、加熱手段２４０を含めた、デバイス１００の種々の構成要素に電気的に接続されることで、前記構成要素に電力を供給する電源３２０を備える。電源３２０は、充電式バッテリー又は使い捨てバッテリーなどのバッテリーであってもよく、本明細書ではバッテリー３２０と呼ばれる場合もある。
【００２３】
コントローラ３３０は、マイクロチップと、関連する回路とを備えることができ、これもまた、以下でより詳細に考察されるように、加熱手段２４０への電力の供給を含め、デバイス１００の種々の構成要素の動作を制御するために本体部分３００に設けられる。ユーザ入力手段３４０、例えば１つ又は複数の制御ボタンが、ユーザがコントローラ３３０を操作するために第２の筐体３１０の外部に設けられてもよい。
【００２４】
液体２０は、好ましくは、システム１００の電力消費を低く維持するのに役立つように、好ましくは１００〜３００℃の範囲内の、又はより詳細には１５０〜２５０℃あたりの妥当な温度で揮発することが可能な液体である。好適な材料には、例えばプロピレングリコール及びグリセロール（グリセリンとしても知られる）を含めた、ｅシガレットデバイスで簡便に使用されるものが含まれる。いくつかの例では、エアロゾル生成材料はニコチンを含有するが、その他の例では、エアロゾル生成材料はニコチンを含有しない。エアロゾル生成材料は、いくつかの例では香味料を含有してもよい。
【００２５】
したがって、使用中、ユーザはマウスピース５０を吸い込み、空気が、１つ又は複数の空気入り口１１１から引き込まれる。加熱手段２４０を含めたデバイス１００は、制御ボタン３４０を操作するユーザによって動作可能な構成に構成されてもよい。いくつかの例では、それ自体既知であるようなパフ検出器（図示せず）からの入力を使用して、デバイス１００が動作可能な構成であるかどうかを判定してもよい。動作中、液体２０は、液体リザーバ２２０から、少なくとも１つのウィックを介して引き込まれ、液体２０は、加熱することによって加熱手段２４０によって揮発されてエアロゾルを生成する。生成されたエアロゾルは、空気入り口１１１から流れ込む空気と混ざり合ってエアロゾルの流れ３０を生成する。
【００２６】
加熱要素２５０は、抵抗性の加熱要素であってもよく、例えば線形加熱要素又はコイルであってもよい。本明細書に記載される好ましい例では、少なくとも１つの加熱要素２５０は、加熱コイル２５０である。いくつかの例では、加熱手段２４０は、２つ以上の加熱要素を備えてもよく、そのような例では、各加熱要素が加熱コイルであってもよい。デバイス１００は、加熱要素２５０の温度を監視するための温度監視手段２６０を備える。温度監視手段２６０は、任意の好適な温度感知手段、例えば電気サーモメータ又は加熱要素２５０の抵抗率を測定する手段を備えてもよい。
【００２７】
コントローラ３３０は、温度監視手段２６０を介して加熱要素２５０の温度を監視し、デバイス１００を動作可能な構成に構成するかどうかを判定するために制御手段３４０及び／又はパフ検出器を監視する。好ましい例では、コントローラ３３０は、制御手段３４０から、又はパフ検出器から、ユーザがデバイス１００を作動させたことを示す入力を受け取る。コントローラ３３０は、その後、加熱要素２５０に電力を供給して、温度制御手段２６０によって測定されるとき、その温度をエアロゾルを生成するための動作温度まで上昇させるように機能する。
【００２８】
図２は、従来技術の構成体における加熱要素、すなわち加熱コイルの温度プロファイルの概略図を示す。そのような例では、例えばパフ検出器によって、又はユーザ制御手段３４０によって、デバイス１００の作動が検出されたとき（時間０）、デバイス１００は、加熱コイル２５０に電力を供給して、その温度を開始温度から動作温度５１０まで上昇させるように構成されている。動作温度５１０は、コイル２５０がエアロゾルを生成するのに適した温度であってもよい。この従来技術の構成体では、デバイス１００が継続的にコイル２５０に電力を供給することで、コイル２５０の温度は、動作温度に到達した後も上昇し続け、温度は、デバイス１００が動作したままである間、例えばパフ検出器が、ユーザがデバイス１００をふかしていることを継続して検出する間、上昇し続けることがある。図２は、この従来技術の構成体において、電力が加熱コイル２５０に継続的に供給されているために、どのようにして電源３２０から供給されるエネルギーが、デバイス１００が動作される時間にわたって増加し続けるかを概略的に示している。これは、デバイス１００が動作される時間にわたって継続的に消耗するバッテリー３２０の電荷レベルとして図２に示されている。
【００２９】
図３は、本発明による加熱コイル２５０の温度プロファイルを概略的に示す図である。この例では、コントローラ３３０は、加熱手段２５０、この例では加熱コイル２５０に電力を供給して、加熱コイル２５０の温度を開始温度（時間０）から第１の閾値温度６１０まで上昇させるように構成されている。コントローラ３３０は、好ましくはユーザ制御手段３４０を通して、又はいくつかの例ではパフ検出器を介するデバイスからの吸入を試みるユーザの検出を通して、ユーザによるデバイス１００の作動を検出するように構成されている。
【００３０】
デバイス１００の作動が検出されると（時間０）、コントローラ３３０は、加熱コイル２５０に電力を供給して、コイル２５０の温度を上昇させて液体２０をエアロゾル化するように構成されている。コントローラ３３０は、電力を供給して加熱コイル２５０の温度を第１の閾値温度６１０まで上昇させるように構成されている。
【００３１】
コントローラ３３０は、温度監視手段２６０を介してコイル２５０の温度を監視するように構成されており、コントローラがコイル２５０の温度が第１の閾値温度６１０である（図３における７００）ことを検出したとき、コントローラ３３０は、コイル２５０に供給される電力を取り除くように構成されている。コイル２５０の温度が、この例での第１の閾値温度６１０に到達したときのこの電力の除去によって、コイルの温度が第２の閾値温度６２０まで低下することを可能にする。
【００３２】
いくつかの例では、デバイス１００は、コイルが第１の閾値温度６１０に到達する７００においてエアロゾルの生成を開始し得ることに留意されたい。しかしながらデバイス１００は、コイルの温度が第１の閾値温度６１０に到達する前にエアロゾルを生成する場合もある。いくつかの例では、第２の閾値温度６２０は、コイル２５０がエアロゾルを生成するのに適した最低温度であってもよい、又は他の例では、第２の閾値温度６２０は、この最低温度と異なる場合もある。例えば第２の閾値温度６２０は、エアロゾルを生成するのに適した最低温度より高くてもよい。
【００３３】
この例では、７００から７２０の間で、デバイス１００は動作したままであり、コイル２５０が液体２０をエアロゾル化する間、コイル２５０の温度は低下することが可能になる（コイル２５０に供給される電力が取り除かれるため）。測定されるコイルの温度が、第２の閾値温度６２０に到達したとき（７２０において）、コントローラ３３０は、コイル２５０への電力の供給を再開する。この電力の再開は、コイル２５０の温度を第２の閾値温度６２０から第１の閾値温度６１０まで上昇させるように機能する。
【００３４】
コイル２５０の温度が上昇して、再び第１の閾値温度６１０に到達したとき（７２０において）、電力は再び、コイルから取り除かれ、コイル２５０の温度は再び、第２の閾値温度６２０に向かって低下することが可能になる。コイルへの電力の供給と、コイルからの電力の除去のサイクルが繰り返されることで、デバイス１００が動作したままの間、例えばパフ検出器がユーザがデバイス１００をふかしていることを検出する間、又は他の例では、ユーザが制御手段３４０を介してデバイス１００を継続的に作動させている間、コイルの温度が、第１の閾値温度６１０と第２の閾値温度６２０との間で変動することを可能にし得る。電力は、図３の例では継続的に供給されないため、電源３２０からのエネルギーは、より低い平均速度で使用期間にわたって使用可能であり、バッテリー３２０の電荷は、電力が加熱コイル２５０に継続的に供給される図２に示されるものなどの例示的な構成体よりも低い速度で消耗する。
【００３５】
図４は、デバイス１００を動作させる例示的な方法のフロー図を示す。デバイス１００は、１００１において（図３に示される時間０に相当する時間に）作動され、１００２において、電力がコイル２５０に供給されて、コイル２５０の温度を上昇させる。１００３において、デバイス１００は、パフ検出器を監視し、パフが検出された場合、デバイス１００を動作可能な構成に維持する。１００３においてパフが検出されない場合、デバイス１００のスイッチをオフにする。１００４において、コントローラ３３０は、コイル２５０が第１の閾値温度６１０であるかをチェックする。１００４において、コントローラ３３０が、コイル２５０が第１の閾値温度６１０であることを検出した場合、コントローラ３３０は、（１００５において）コイル２５０への電力の供給を取り除き、コイルの温度が第１の閾値温度６１０から第２の閾値温度６２０に向かって低下することを可能にする（エアロゾルの生成を続けながら）。１００６において、コントローラ３３０は再び、パフ検出器をチェックし、パフが検出された場合、継続して動作する。１００６においてパフが検出されない場合、デバイス１００のスイッチをオフにする。１００７において、コントローラ３３０は、コイル２５０が第２の閾値温度６２０であるかをチェックし、コイル２５０が第２の閾値温度６２０であることを検出した場合、コイル２５０への電力供給を再開し、方法は１００２から続く。
【００３６】
いくつかの例では、方法は、デバイス１００が使用中であることを、図４を参照して記載されるものより少ない頻度で、例えば１００３のみで、又は１００６のみでチェックすることを含む場合もあることに留意されたい。上記で述べたように、いくつかの例では、デバイス１００はパフ検出器を備えていない場合もあり、代わりに、デバイス１００が使用中であるかを検出するためにユーザ制御手段３４０を使用する場合もある。
【００３７】
本明細書で説明され、図３及び図４に示される本発明による例示的な構成体では、コイル２５０は、バッテリー３２０から周期的に電力を受け取るわけではない。それ故、デバイス１００が動作している間、コイル２５０に供給される平均電力レベルは、図２によって示される従来技術の構成体においてコイルに供給される平均電力レベルより低くなる。したがって、バッテリー電荷レベルは、よりゆっくりと消耗し得、バッテリーの寿命は、記載される構成体の使用によって延長され得る。加えて、加熱コイル２５０の温度は、規定の範囲内（第２の閾値温度６２０と第１の閾値温度６１０との間）に維持され、この温度の規定の範囲は、例えば、液体２０を揮発させるのにより適した温度を提供し、及び／又はデバイス１００の安全性の向上を実現し得る。加熱要素２５０への電力送達は、本発明によるデバイス１００の動作において「パルス式」であると述べられる場合もある。
【００３８】
本明細書に記載される例において電力が加熱要素２５０に供給された場合、供給される電力は、それが供給される時間にわたって、すなわち７００から７２０の間、及び７２０から７１０の間、一定の値ではなくてもよいことに留意されたい。例えば、いくつかの例では、保護回路モジュール（ＰＣＭ）が利用されてもよく、７００から７２０の間、及び７２０から７１０の間に加熱要素２５０に送達される電力は、パルス式の電力送達を含んでもよい。
【図０１】
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【図０２】
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【図０３】
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【図０４】
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【国際調査報告】
2021506242.tif 000007
2021506242.tif 000008
2021506242.tif 000009
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