(57)【要約】  本発明は、改良された霧化装置を備えた電子タバコを開示する。該電子タバコは、吸引ノズル（２０１）及び本体（２０２）を含み、本体（２０２）には霧化コア取り付け溝（２０４）が設けられ、霧化コア取り付け溝（２０４）内には、霧化コア（１００）が収容され、吸引ノズル（２０１）及び本体（２０２）は、一体的に又は分解可能に連結され、霧化コア（１００）は、ケーシング（１０１）、貯液部材（１０２）、及び発熱部材（１０３）を含みワイヤー（１０２３）は、第１のワイヤー孔（１０１１）を貫通して電源及び制御システムに電気接続され、第１の通気孔（１０１２）と第２の通気孔（１０３７）は、気体連結されている。本発明は、マイクロ電気機械技術を採用して、貯液槽内のタバコ液の対象を絞った一部又は全部を加熱霧化して、消費者は、個人の好みに基づいて好みの味のタバコ液を選択して加熱霧化することができ、電子タバコのカスタマイズされた喫煙体験を真に実現する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
改良された霧化装置を備えた電子タバコであって、貯液部材（１０２）及び発熱部材（１０３）を含む、霧化コア（１００）を含み、前記貯液部材（１０２）は、貯液コアチップ（１０２１）、PCB基板（１０２２）、及び貯液コアチップ支持体（１０２４）を含み、前記貯液コアチップ支持体（１０２４）には、前記PCB基板（１０２２）を収容するPCB基板収容溝（１０２６）が設けられ、前記貯液コアチップ（１０２１）は、前記PCB基板（１０２２）に固定され、前記発熱部材（１０３）は、発熱要素（１０３１）及び発熱要素支持体（１０３２）を含み、前記発熱要素（１０３１）にはピン（１０３４）が設けられ、前記発熱要素支持体（１０３２）には、前記発熱要素（１０３１）を収容する発熱要素収容溝（１０３６）及び第２の通気孔（１０３７）が設けられ、前記発熱要素収容溝（１０３６）の溝壁には、ピン穿孔（１０３５）が設けられ、前記発熱要素（１０３１）は、前記ピン（１０３４）が前記ピン穿孔（１０３５）に嵌ることによって前記発熱要素支持体（１０３２）と可動に連結され、前記貯液コアチップ（１０２１）と前記発熱要素（１０３１）は、対応する位置で設けられている、ことを特徴とする、改良された霧化装置を備えた電子タバコ。
【請求項２】
前記貯液コアチップ（１０２１）が、順次、以下の各層を含み、すなわち、絶縁層（１０２１２）、シリコン基板層（１０２１５）又はポリマー基板層（１０２２１）、及び絶縁密封層（１０２１６）であり、前記貯液コアチップ（１０２１）には、前記絶縁層（１０２１２）及び前記シリコン基板層（１０２１５）又は前記ポリマー基板層（１０２２１）を貫通する幾つかの貯液槽（１０２１４）が設けられ、前記貯液槽（１０２１４）の開口端は、膜で密封固定され、前記貯液槽（１０２１４）の閉止端には、注油孔（１０２１８）が設けられている、ことを特徴とする、請求項１に記載の改良された霧化装置を備えた電子タバコ。
【請求項３】
前記貯液コアチップ（１０２１）が、以下の２つの層を含み、すなわち、ポリマー基板層（１０２２１）と絶縁密封層（１０２１６）であり、前記ポリマー基板層（１０２２１）には、該層を貫通する幾つかの貯液槽（１０２１４）が設けられ、前記貯液槽（１０２１４）の開口端は、膜で密封固定され、前記貯液槽（１０２１４）の閉止端には、注油孔（１０２１８）が設けられている、ことを特徴とする、請求項１に記載の改良された霧化装置を備えた電子タバコ。
【請求項４】
前記貯液槽（１０２１４）の開口端に用いられる密封膜が、金属膜（１０２１１）又はポリマー膜（１０２２０）である、ことを特徴とする、請求項２又は３に記載の改良された霧化装置を備えた電子タバコ。
【請求項５】
前記発熱要素（１０３１）が、一体型の単一の発熱要素、又は互いに独立して動作するマイクロニードル発熱ユニット（１０３３）から成る発熱ユニットのアレイである、ことを特徴とする、請求項１に記載の改良された霧化装置を備えた電子タバコ。
【請求項６】
各金属膜が、各自独立して電源の陰極と陽極に接続されている、ことを特徴とする、請求項４に記載の改良された霧化装置を備えた電子タバコ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子タバコの技術分野に属し、特に、改良された霧化装置を備えた電子タバコに関する。
【背景技術】
【０００２】
既存の電子タバコ霧化器は、貯液綿式又は貯液槽式であるか、それとも閉止式又は詰め替え可能かに関わらず、以下の問題を有する。すなわち、（１）喫煙中にタバコ液の味を変えたいときは、霧化器を取り替えるか又は新たにタバコ液を補充する必要があり、前者では、製品中に複数の霧化器を配置する必要があるので、製品全体の体積及び重量が増え、消費者が携帯して随時取り替えるのは不便であり、後者では、通常同じ味のタバコ液を補充することができるのみであり、一方では消費者がタバコ液を補充するステップが増加し、他方では異なる味を喫煙したい場合、異なる味の製品を購入する必要があり、消費コストが増加する。（２）霧化器の貯液装置内でのタバコ液の保存中及び使用中に、全体的な特性は制御できず、特にニコチンなどの物質は容易に酸化して劣化し、味の変化が頻繁に生じ、この場合に霧化器を取り替えるか又は更にタバコ液を補充できるのみである。（３）現在、多くの消費者は、混合味を選択する傾向があり、主として異なる味のタバコ液を購入して味の混合後に喫煙するが、この方法は、電子タバコの初心者又は熟練していない調香師よりも、電子タバコのベテラン又は熟練した調香師に適しており、操作の難易度が比較的高い。（４）霧化器内の液体ガイド綿、貯液綿などの材料は、高温下で燃焼する可能性があり、喫煙の味わいに影響するだけでなく、健康上のリスクをもたらす。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の目的は、改良された霧化装置を備えた電子タバコを提供することであり、それは、既存の電子タバコの体積が大きく携帯するのに不便であり、喫煙の味が単一であり、電子タバコ液の特性が不安定であり、霧化器内に液体ガイド綿があり、貯液綿が高温下で焼け焦げるという問題を有効に解決する。
【０００４】
本発明の目的は、以下の技術的解決策により実現される。すなわち、
本発明の第１の態様は、改良された霧化装置を備えた電子タバコに関する。それは、
吸引ノズル２０１及び本体２０２を含み、本体２０２には、霧化コア取り付け溝２０４が設けられ、霧化コア取り付け溝２０４内には、霧化コア１００が収容され、吸引ノズル２０１と本体２０２は、一体的に又は分解可能に連結されている。霧化コア１００は、ケーシング１０１、貯液部材１０２、及び発熱部材１０３を含み、ケーシング１０１には、第１のワイヤー孔１０１１及び第１の通気孔１０１２が設けられている。貯液部材１０２は、貯液コアチップ１０２１、PCB基板１０２２、ワイヤー１０２３、及び貯液コアチップ支持体１０２４を含み、貯液コアチップ支持体１０２４には、PCB基板１０２２を収容するPCB基板収容溝１０２６が設けられ、貯液コアチップ１０２１は、ワイヤー１０２３を介してPCB基板１０２２に固定されている。発熱部材１０３は、発熱要素１０３１及び発熱要素支持体１０３２を含み、発熱要素１０３１には、ピン１０３４が設けられ、発熱要素支持体１０３２には、発熱要素１０３１を収容する発熱要素収容溝１０３６及び第２の通気孔１０３７が設けられ、発熱要素収容溝１０３６の溝壁には、ピン穿孔１０３５が設けられ、発熱要素１０３１は、ピン１０３４がピン穿孔１０３５に嵌ることによって発熱要素支持体１０３２と可動に連結されている。貯液コアチップ１０２１と発熱要素１０３１は、対応する位置で設けられている。ワイヤー１０２３は、第１のワイヤー孔１０１１を貫通して電源及び制御システムに電気接続され、第１の通気孔１０１２と第２の通気孔１０３７は、気体連結されている。
【０００５】
本発明では、貯液コアチップ１０２１が、MEMS技術と原理を採用して製造され、貯液コアチップ１０２１の材料は、シリコン又はポリマーであり、シリコンは、好ましくは単結晶シリコンであり、ポリマーは、好ましくはガラス転移温度が摂氏２５０度を超えるポリマー（典型的には、フルオロポリマー、ポリイミド、高温耐性ポリベンズイミダゾール）である。貯液コアチップ１０２１は、幾つかの貯液槽１０２１４を含み、貯液槽１０２１４の容積は、ナノレベルからマイクロレベルである。貯液コアチップ１０２１のサイズ及び貯液槽１０２１４の数は、霧化器及び電子タバコのサイズに基づいて設計される。
【０００６】
本発明の好ましい実施形態では、貯液コアチップ１０２１が、（図６で示されているように）順次、以下の各層を含む。すなわち、絶縁層１０２１２、シリコン基板層１０２１５又はポリマー基板層１０２２１、及び絶縁密封層１０２１６であり、貯液コアチップ１０２１には、絶縁層１０２１２及びシリコン基板層１０２１５又はポリマー基板層１０２２１を貫通する幾つかの貯液槽１０２１４が設けられ、貯液槽１０２１４の開口端は、膜で密封固定され、貯液槽１０２１４の閉止端には、注油孔１０２１８が設けられている。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態では、貯液コアチップ１０２１が、以下の２つの層を含む。すなわち、ポリマー基板層１０２２１と絶縁密封層１０２１６であり、ポリマー基板層１０２２１には、該層を貫通する幾つかの貯液槽１０２１４が設けられ、貯液槽１０２１４の開口端は、ポリマー膜１０２２０で密封固定され、貯液槽１０２１４の閉止端には、注油孔１０２１８が設けられている。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態では、貯液槽１０２１４の開口端で使用される密封膜が、金属膜１０２１１又はポリマー膜１０２２０である。
【０００９】
本発明では、外部電源が、リチウム電池又は他の種類の再充電可能な小型の電池である。制御システムは、タイマー、信号分離器、マイクロプロセッサ及び入力源（例えば、メモリ源）、単一チャネル受信機などを含み、自動試験機を採用することもでき、プログラムすることによりコンデンサの電圧を放電し、電流の減少を検出すると、設定時間後又は貯液槽のトリガが誘発された直後に電流が遮断される。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態では、密封材と支持体の全てが、高温及び腐食に耐える断熱絶縁材料から作製され、貯液部材１０２が発熱部材１０３と連結されたときに、貯液槽１０２１４の開口端を密封する密封膜と、発熱要素１０３１上のマイクロニードル発熱ユニット１０３３とが、一対一に対応して設けられることが好適である。
【００１１】
本発明の好適な実施形態では、発熱要素１０３１が、一体型の単一の発熱要素、又は互いに独立して動作するマイクロニードル発熱ユニット１０３３から成る発熱ユニットのアレイである。発熱要素１０３１又はマイクロニードル発熱ユニット１０３３の形状は、ワイヤー状、線状、又はシート状であり、これらに使用される材料は、金属発熱ワイヤー、金属発熱線、発熱セラミックチップ、折り畳み発熱抵抗器、半導体発熱コアチップ、ナノ材料などの、電熱材料であってよい。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態では、霧化コア１００内に、油吸収材料及び／又は断熱材料が選択的に充填されてもよい。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態では、ケーシング１０１が、ネジ１０１３によって、第１のネジ孔１０２５と第２のネジ孔１０３８を介して、貯液部材１０２及び発熱部材１０３に固定連結されている。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態では、発熱要素１０３１が、非刺破型発熱要素と刺破型発熱要素を含み、非刺破型発熱要素は、通電後に貯液槽１０２１４の開口端を密封している膜を加熱して溶かす熱量を生成し、その後、貯液槽１０２１４内のタバコ液１０２１３を加熱霧化する発熱要素１０３１を指し、刺破型発熱要素は、その上に設けられたマイクロニードル発熱ユニット１０３３が貯液槽１０２１４の開口端を密封する膜を刺し破ることによって、貯液槽１０２１４内のタバコ液１０２１３を加熱霧化する発熱要素１０３１を指す。
【００１５】
本発明の好ましい実施形態では、非刺破型発熱要素が、刺破機構を有さず、貯液槽１０２１４の開口端の密封膜（金属膜又はポリマー膜）の材質、発熱要素１０３１の材質、発熱温度と発熱効率、及びタバコ液霧化効果のみに基づいて、貯液コアチップ１０２１と発熱要素１０３１の間の距離を調整し、電気制御によって貯液槽１０２１４の開口端の密封膜を電気化学的に溶解させ又は熱的に溶融させてタバコ液を放出し、適切な発熱及び霧化効果を実現する。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態では、刺破型発熱要素が、基板と、基板上に突出する幾つかのマイクロニードル発熱ユニット１０３３を含み、マイクロニードル発熱ユニット１０３３は、円錐形又は他の形状の中空構造であり、その材質は、シリコン又は金属であり、その直径は基板の底端から遠位端に向かって徐々に減少し、遠位端部は、金属膜１０２１１又はポリマー膜１０２２０を刺し破ることができる。該マイクロニードル発熱ユニット１０３３は、MEMS生産技術を使用して製造され、マイクロニードル発熱ユニット１０３３の内径寸法は、ナノメートルからマイクロメートルの間などまちまちである。マイクロニードル発熱ユニット１０３３は、選択的に伸縮しないように基板上に固定することができるか、又は選択的に伸縮するように基板上に固定することができ、マイクロニードル発熱ユニット１０３３の針をそれぞれ単独で駆動させて、対応する位置の金属膜１０２１１又はポリマー膜１０２２０を刺し破ることができる。刺破型発熱要素が選択的に伸縮できないときに、貯液部材１０２が発熱部材１０３と接触した後で、全てのマイクロニードル発熱ユニットは、均しく金属膜１０２１１又はポリマー膜１０２２０を刺し破り、刺破型発熱要素が選択的に独立して伸縮でき且つ単独で駆動できるときに、選択的に駆動可能な伸縮するマイクロニードル発熱ユニット１０３３は、対応する位置の金属膜１０２１１又はポリマー膜１０２２０を刺し破る。
【００１７】
本発明では、貯液槽１０２１４の容積が、ナノリットルからマイクロリットルまでのレベルであってよく、内径及び深さは数十マイクロメートル又は数百マイクロメートルまでであり、金属膜１０２１１とポリマー膜１０２２０の厚さは、数マイクロメートルから数百マイクロメートルまでであり、貯液槽１０２１４の数は、１つから数千の間などまちまちである。
【００１８】
本発明では、金属膜シリコンベースの貯液コアチップが取り付けられた霧化コアの動作原理は、以下の通りである。すなわち、
（１）非刺破型発熱要素１０３１の場合、電源、制御回路が、非刺破型発熱要素１０３１及び貯液コアチップ１０２１に電気接続され、金属膜１０２１１の陽極の一部又は全部に選択的に電圧が印加され、金属膜１０２１１の一部又は全部が電気化学的に溶解した後で、貯液槽１０２１４内のタバコ液１０２１３が放出され、同時に、溶解した金属膜１０２１１に対応するマイクロニードル発熱ユニット１０３３が選択されて通電し、タバコ液を加熱霧化して、タバコ液の定点定量放出を実現し、タバコ液放出量の選択性を大幅に改善する。
（２）刺破型発熱要素の場合、電源、制御回路が、刺破型発熱要素１０３１及び貯液コアチップ１０２１に電気接続され、マイクロニードル発熱ユニット１０３３の伸縮運動を選択的に駆動することによって金属膜１０２１１を突き刺し、貯液槽１０２１４を開いてタバコ液１０２１３を放出させるか、又は伸縮しないマイクロニードル発熱ユニット１０３３の全てを駆動して金属膜１０２１１を突き刺し、貯液槽１０２１４を開いてタバコ液１０２１３を放出し、同時に、マイクロニードル発熱ユニット１０３３がタバコ液１０２１３を加熱して、タバコ液の定点定量放出を実現し、タバコ液放出量の選択性を大幅に改善する。
【００１９】
本発明では、ポリマー膜シリコンベースの貯液コアチップが取り付けられた霧化コアの動作原理は、以下の通りである。すなわち、
（１）非刺破型発熱要素の場合、電源、制御回路が、発熱要素１０３１に電気接続され、マイクロニードル発熱ユニット１０３３の一部又は全部を選択的に加熱し、ポリマー膜１０２２０の一部又は全部が熱を受けて溶融した後で、貯液槽１０２１４内のタバコ液１０２１３が放出され、タバコ液の定点定量放出を実現する。
（２）刺破型発熱要素の場合、電源、制御回路が、刺破型マイクロニードル発熱ユニット１０３３に電気接続され、マイクロニードル発熱ユニット１０３３の伸縮運動を選択的に駆動することによって、ポリマー膜１０２２０を突き刺し、貯液槽１０２１４を開いてタバコ液１０２１３を放出させるか、又は伸縮できないマイクロニードル発熱ユニット１０３３の全てを駆動してポリマー膜１０２２０を突き刺し、貯液槽１０２１４を開いてタバコ液１０２１３を放出させ、同時に、マイクロニードル発熱ユニット１０３３がタバコ液１０２１３を加熱して、タバコ液の定点定量放出を実現し、タバコ液放出の選択性を大幅に改善する。
【００２０】
本発明の貯液コアチップ１０２１は、固体、液体、又はゲル状態などの様々な異なる形態のタバコ液を貯蔵することができ、貯液コアチップ１０２１は、可動部材がない完全に閉じた貯液コアチップであり、機械的な摩擦がもたらす損失を大幅に低減させる。貯液コアチップ１０２１の開口端は、金属膜１０２１１又はポリマー膜１０２２０を使用して密封固定され、タバコ液を放出する前に外界から隔離された状態にあり、タバコ液中の酸化し易い物質（例えば、ニコチン）が酸化することを防止し、消費者によって吸引される前に変質せず、味わいが変化することはない。
【００２１】
本発明では、貯液コアチップに幾つかの貯液槽１０２１４が設けられ、貯液槽１０２１４内に異なる味の電子タバコのタバコ液１０２１３を配置することができ、１つの霧化器で複数の異なる味のタバコ液１０２１３を霧化することを実現し、消費者の喫煙体験を改善し、同時に、霧化コア１００の体積を小さくし（５mm×５mm×１mm程度又はそれ以下）、電子タバコの体積を大幅に低減させ、その携帯性が向上し、霧化コアの構造及び装置が更にモジュール化及び統合され、標準化されたアセンブリを容易に実現する。
【００２２】
本発明は、液体ガイド綿を使用してタバコ液１０２１３を導出し、次いで発熱要素を利用してタバコ液１０２１３を加熱霧化する、従来の方法を放棄し、非刺破型発熱要素１０３１を採用して貯液槽１０２１４の開口端の密封膜を電気化学的に溶解させ取り除き若しくはその受熱を利用してタバコ液１０２１３を加熱霧化するか、又は刺破型発熱要素を採用して貯液槽１０２１４の開口端の密封膜を刺し破りタバコ液１０２１３を加熱霧化し、液体ガイド綿の使用に伴う高温下での液体ガイド綿の焼け焦げというリスクを避ける。
【００２３】
本発明は、マイクロ電気機械技術を採用して、貯液槽１０２１４内のタバコ液１０２１３の対象を絞った一部又は全部を加熱霧化して、消費者は、個人の好みに基づいて好みの味のタバコ液１０２１３を選択して加熱霧化することができ、電子タバコのカスタマイズされた喫煙体験を真に実現する。
【００２４】
本発明では、霧化コア又はその構成要素は、一回だけ使用するもの（使い捨て）であってよく、簡単に分解交換することができ、消費者に様々な利便性を提供し、貯液コアチップ内のポリマー材料は、選択的に分解することができ、費用削減と環境保護の両方に貢献する。
【００２５】
本発明の第２の態様は、改良された霧化装置を備えた電子タバコを組み立てる方法に関し、それは、以下のステップを含む。すなわち、
ａ、発熱要素１０３１内のピン１０３４を発熱要素支持体１０３２内のピン穿孔１０３５に嵌めて、発熱要素１０３１を発熱要素収容溝１０３６の中に入れ子にして、発熱部材１０３を構成する。
ｂ、貯液コアチップ１０２１をPCB基板１０２２に固定し、PCB基板１０２２をワイヤー１０２３と電気接続し、その後、PCB基板１０２２をPCB基板収容溝の中に入れ子にして、貯液部材１０２を構成する。
ｃ、ステップｂのワイヤー１０２３を第１のワイヤー孔１０１１に通し、その後、第１のネジ孔１０２５及び第２のネジ孔１０３８を通してネジ１０１３を挿入することによって、ケーシング１０１を貯液部材１０２及び発熱部材１０３と固定連結する。
【００２６】
本発明の第３の態様は、金属膜シリコンベースの貯液コアチップの製造方法に関し、それは、以下のステップを含む。すなわち、
（ａ）、シリコン基板の両側面上に絶縁材料層を堆積させる。
（ｂ）、フォトリソグラフィ用の絶縁材料層の一方の面を選択して、シリコン基板を露出させる。
（ｃ）、露出したシリコン基板上で化学エッチングを実行して、貯液槽１０２１４をエッチングする。
（ｄ）、フォトリソグラフィパターンが施されていない絶縁材料層の表面に導電性金属膜１０２１１を作製し、導電性金属膜１０２１１を陽極層として使用する。
（ｅ）、陽極層の周りに陰極層を形成する。
（ｆ）、貯液槽１０２１４の下部にある絶縁材料層を除去する。
（ｇ）、貯液槽１０２１４の中にタバコ液１０２１３を追加する。
（ｈ）、貯液槽１０２１４の開口端を絶縁層１０２１６で密封し、タバコ液１０２１３を含んだ金属膜シリコンベースの貯液コアチップを得る。
【００２７】
上述のステップにおいて、ステップ（ｈ）では、絶縁層１０２１６で貯液槽１０２１４を密封し、金属膜１０２１１を陽極として用い、金属膜で区切られた絶縁材料層を陰極として用いる。
【００２８】
本発明では、注入、インクジェット印刷、又はスピンコーティングなどの方法によって貯液槽の中にタバコ液を充填することができ、貯液槽１０２１４はウエハボンディング又はその他の方法によって密封され、貯液コアチップ１０２１内部にはマイクロ液体レベル（液位）のセンサ、流量センサ、粘度センサ、温度センサなどを設けることができ、貯液槽の中のタバコ液の特性の変化を監視して、オンオフ回路又は電極に印加される電圧若しくは電流の大きさを制御する。金属膜１０２１１の表面は、コアチップ内部の回路を保護するために、セラミックなどの保護層で覆われてもよい。
【００２９】
本発明では、シリコンベースの貯液コアチップが、貯液槽の封止膜に使用される材料に基づいて、金属膜シリコンベースの貯液コアチップとポリマー膜シリコンベースの貯液コアチップに分けられる。金属膜シリコンベースの貯液コアチップは、貯液槽１０２１４の封止膜として金属膜１０２１１を採用し、金属膜は、銅、金、銀、亜鉛、白金、チタンなどの導電性の薄膜でできており、機械、電子、磁気、レーザー、又はその他の方法で、タバコ液の放出を制御することができる。ポリマー膜シリコンベースの貯液コアチップは、貯液槽１０２１４の封止膜としてポリマー膜１０２２０を採用し、該ポリマー膜は、分解性コポリマー材料（例えば、PLGA（ポリ乳酸‐グリコール酸コポリマー））を用いて製造され、機械又は熱溶解などの方法によって、タバコ液の放出を制御することができる。
【００３０】
本発明の好ましい実施形態では、基板材料が、セラミック、半導体及びポリイミド、シリコンゴム、パリレン、ポリエチレンテレフタレート、シリコン樹脂などであってよく、その中で、多結晶シリコンと単結晶シリコン、ガラス又はプラスチック材料は、エッチング又は機械加工に適しており、本発明では、基板材料としてシリコンが好ましい。
【００３１】
本発明では、貯液槽１０２１４が、エッチング又は機械加工によって形成されてよく、その形状は、四角錘又は円錐などであってよい。必要とされる幾何学的な構成に基づいて貯液槽１０２１４の開口端に金属が堆積され、密封膜として金属膜１０２１１が得られ、それが貯液槽１０２１４からのタバコ液１０２１３の放出時間を制御し、同時に、金属膜１０２１１は陽極として使用される。本発明は、機械、電子、磁気、レーザー、又はその他の方法によって、貯液槽１０２１４の中のタバコ液１０２１３の放出を制御する。金属膜１０２１１を密封膜として採用したときに、本発明は、刺破熱溶融（刺破型発熱要素）又は電気化学溶解（非刺破型発熱要素）の方法を採用して、金属膜１０２１１を開き、ポリマーを貯液槽１０２１４の開口端の密封膜として採用したときに、刺破熱溶融（刺破型発熱要素）又は非刺破熱溶融（非刺破型発熱要素）の方法を採用して、貯液槽１０２１４内のタバコ液１０２１３の放出を制御する。
【００３２】
本発明の好適な実施形態では、刺破熱溶融は、刺破型発熱要素１０３１上の凸型マイクロニードル発熱ユニット１０３３が、対応する金属膜１０２１１又はポリマー膜１０２２０を刺し破り、貯液槽１０２１４内のタバコ液１０２１３が、マイクロニードル発熱ユニット１０３３の中空チャネル内に流入して熱を受けて霧化することを指す。電気化学溶解方法は、金属膜（陽極）１０２１１と陰極１０２１２の間に電圧が印加され、金属膜１０２１１が溶解して開くように触発し、貯液槽１０２１４内のタバコ液１０２１３が、非刺破型発熱要素の加熱下で、貯液槽１０２１４内で霧化するか、又は非刺破型発熱要素の表面に流れて熱を受けて霧化することを指す。非刺破熱溶融方法は、ポリマー膜１０２２０が非刺破型発熱要素の熱量を吸収して自ずから破裂溶融し、貯液槽１０２１４内のタバコ液１０２１３が、熱を受けて霧化するか、又は発熱要素の表面に流れて熱を受けて霧化することを指す。
【００３３】
本発明では、陰極を、装置及び電極制御方法に基づいて、異なるサイズ及びレイアウトで設計することができ、貯液コアチップ１０２１の全面上の絶縁層１０２１２を陰極として使用することができ、金属膜（陽極）１０２１１と陰極は、貯液コアチップ回路を共に形成する。電極制御方法には、定電圧制御及び定電流制御の方法があり、定電圧制御は、金属膜１０２１１が開いた後のプロセス中に電圧を一定に保ち、定電流制御は、金属膜１０２１１が開いた後のプロセス中に電流を一定に保つ。各金属膜は、各自独立して電源の陰極と陽極に接続されている。
【００３４】
本発明では、タバコ液１０２１３が、マイクロニードル発熱ユニット１０３３の中空チャネル内で霧化するか、貯液槽１０２１４内で霧化するか、それとも発熱要素１０３１の表面に流れて霧化が生じるかであり、それは、タバコ液１０２１３の特性（例えば、粘度、沸点、重量）、タバコ液１０２１３とマイクロニードル発熱ユニット１０３３の中空チャネルの内壁又は貯液槽１０２１４の内壁との間の摩擦力及び表面張力、発熱要素１０３１の発熱温度、発熱要素１０３１と貯液コアチップ１０２１の間の距離などの、要因と関係する。
【００３５】
本発明では、貯液槽１０２１４内のタバコ液１０２１３は、固体、液体、又はゲル状であってよい。貯液槽１０２１４内のタバコ液１０２１３の味は、１種類であってよく、又は多種類であってよい。
【００３６】
本発明の第４の態様は、ポリマー膜シリコンベースの貯液コアチップの製造方法に関し、それは、以下のステップを含む。すなわち、
（ａ）、シリコン基板の両側面上に絶縁材料層を堆積させる。
（ｂ）、フォトリソグラフィ用の絶縁材料層を選択して、シリコン基板の一方の面を露出させる。
（ｃ）、露出したシリコン基板上で化学エッチングを実行して、貯液槽１０２１４をエッチングする。
（ｄ）、ポリマー膜１０２２０の溶液とタバコ液１０２１３を、貯液層１０２１４内に注入する。
（ｅ）、貯液槽１０２１４の注油孔端を絶縁密封膜１０２１６で密封し、タバコ液１０２１３のポリマー膜シリコンベースの貯液コアチップを得る。
（ｆ）、貯液槽１０２１４のポリマー膜１０２２０端の絶縁材料を除去する。
【００３７】
本発明の第５の態様は、ポリマー膜シリコンベースの貯液コアチップの製造方法に関し、それは、以下のステップを含む。すなわち、
（ａ）、アルミニウム型枠を使用して、ポリマー基板に円錐形の貯液槽１０２１４を押し出し成形する。
（ｂ‐ｃ）、ポリマー基板を研磨した後で、両端が開いた円錐台形の貯液槽を得る。
（ｄ）ポリマー膜１０２２０溶液を、貯液槽１０２１４の小さい方の開口端の中に注入する。その後、
（ｅ）、貯液槽１０２１４の中にタバコ液１０２１３を追加する。
（ｆ）、貯液槽１０２１４の大きい方の開口端が、絶縁密封層１０２１６で密封されて、タバコ液１０２１３を含んだポリマーベースの貯液コアチップを得る。
【００３８】
本発明では、ポリマー膜１０２２０が、PLGA（ポリ乳酸‐グリコール酸コポリマー）などの分解性コポリマーから選択されてよい。装置の特性（例えば、寸法やポリマーの種類）、貯液槽の数と容積、貯液槽の膜の特性（例えば、膜厚、重量、材料、コポリマー比率など）を変更することにより、貯液コアチップの性能を調整でき、様々な電子タバコの用具や様々な消費者グループに適合させることができる。
【００３９】
本発明の有益な効果。すなわち、
１．本発明の貯液コアチップは、固体、液体、又はゲル状態などの様々な異なる形態のタバコ液を貯蔵することができ、貯液コアチップは、可動部材がない完全に閉じた貯液コアチップであり、機械的な摩擦がもたらす損失を大幅に低減させる。貯液コアチップの開口端は、金属膜又はポリマー膜を使用して密封固定され、タバコ液を放出する前に外界から隔離された状態にあり、タバコ液中の酸化し易い物質（例えば、ニコチン）が酸化することを防止し、消費者によって吸引される前に変質せず、味わいが変化することはない。
２．本発明では、貯液コアチップに幾つかの貯液槽が設けられ、貯液槽内に異なる味の電子タバコのタバコ液を配置することができ、１つの霧化器で複数の異なる味のタバコ液を霧化することを実現し、消費者の喫煙体験を改善し、同時に、霧化コアの体積を小さくし（５mm×５mm×１mm程度又はそれ以下）、電子タバコの体積を大幅に低減させ、その携帯性が向上し、霧化コアの構造及び装置が更にモジュール化及び統合され、標準化されたアセンブリを容易に実現する。
３．本発明は、液体ガイド綿を使用してタバコ液を導出し、次いで発熱要素を利用してタバコ液を加熱霧化する、従来の方法を放棄し、非刺破型発熱要素を採用して貯液槽の開口端の密封膜を電気化学的に溶解させ取り除き若しくはその受熱を利用してタバコ液を加熱霧化するか、又は刺破型発熱要素を採用して貯液槽の開口端の密封膜を刺し破りタバコ液を加熱霧化し、液体ガイド綿の使用に伴う高温下での液体ガイド綿の焼け焦げというリスクを避ける。
４．本発明は、マイクロ電気機械技術を採用して、各金属膜は独立して電源の陰極と陽極に接続されるか、又は各マイクロニードル発熱ユニットが互いに独立して動作し、貯液槽内のタバコ液の対象を絞った一部又は全部を加熱霧化して、消費者は、個人の好みに基づいて好みの味のタバコ液を選択して加熱霧化することができ、電子タバコのカスタマイズされた喫煙体験を真に実現する。
５．本発明では、霧化コア又はその構成要素は、一回だけ使用するもの（使い捨て）であってよく、簡単に分解交換することができ、消費者に様々な利便性を提供し、貯液コアチップ内のポリマー材料は、選択的に分解することができ、費用削減と環境保護の両方に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の装置の全体構造の概略図である。
【図２】本発明の装置の分解構造の概略図である。
【図３】本発明の装置における霧化コアの全体構造の概略図である。
【図４】本発明の装置における霧化コアの分解構造の概略図である。
【図５】本発明の装置における刺破発熱要素の構造の概略図である。
【図６】図６ａは、実施例１におけるシリコンベースの貯液コアチップの構造の概略図あり、図６ｂは、貯液槽の拡大構造の概略図である。
【図７】実施例２におけるシリコンベースの貯液コアチップの構造の概略図である。
【図８】実施例３におけるシリコンベースの貯液コアチップの構造の概略図である。
【図９】図９ａは、ポリマーベースの貯液コアチップの構造の概略図あり、図９ｂは、貯液槽の拡大構造の概略図である。
【図１０】貯液槽の密封膜が金属膜であるシリコンベース貯液コアチップの製造のフローチャートである。
【図１１】貯液槽の密封膜がポリマー膜であるシリコンベース貯液コアチップの製造のフローチャートである。
【図１２】貯液槽の密封膜がポリマー膜であるポリマーベース貯液コアチップの製造のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下の実施例は、本発明の内容を説明するが、本発明の保護範囲を更に限定するものではない。
【００４２】
実施例１
本実施例は、改良された霧化装置を備えた電子タバコに関する。それは、
吸引ノズル２０１及び本体２０２を含み、本体２０２には、霧化コア取り付け溝２０４が設けられ、霧化コア取り付け溝２０４内には、霧化コア１００が収容され、吸引ノズル２０１と本体２０２は、一体的に又は分解可能に連結されている。
霧化コア１００は、ケーシング１０１、貯液部材１０２、及び発熱部材１０３を含み、ケーシング１０１には、第１のワイヤー孔１０１１及び第１の通気孔１０１２が設けられている。貯液部材１０２は、貯液コアチップ１０２１、PCB基板１０２２、ワイヤー１０２３、及び貯液コアチップ支持体１０２４を含み、貯液コアチップ支持体１０２４には、PCB基板１０２２を収容するPCB基板収容溝１０２６が設けられ、貯液コアチップ１０２１は、ワイヤー１０２３を介してPCB基板１０２２に固定されている。発熱部材１０３は、発熱要素１０３１及び発熱要素支持体１０３２を含み、発熱要素１０３１には、ピン１０３４が設けられ、発熱要素支持体１０３２には、発熱要素１０３１を収容する発熱要素収容溝１０３６及び第２の通気孔１０３７が設けられ、発熱要素収容溝１０３６の溝壁には、ピン穿孔１０３５が設けられ、発熱要素１０３１は、ピン１０３４がピン穿孔１０３５に嵌ることによって発熱要素支持体１０３２と可動に連結されている。貯液コアチップ１０２１と発熱要素１０３１は、対応する位置で設けられている。
ワイヤー１０２３は、第１のワイヤー孔１０１１を貫通して電源及び制御システムに電気接続され、第１の通気孔１０１２と第２の通気孔１０３７は、気体連結されている。
【００４３】
本実施例では、貯液コアチップ１０２１が、（図６で示されているように）順次、以下の各層を含む。すなわち、絶縁層１０２１２、シリコン基板層１０２１５、及び絶縁密封層１０２１６であり、貯液コアチップ１０２１には、絶縁層１０２１２及びシリコン基板層１０２１５を貫通する幾つかの貯液槽１０２１４が設けられ、貯液槽１０２１４の開口端は、金属膜１０２１１で密封固定され、貯液槽１０２１４の閉止端には、注油孔１０２１８が設けられている。
【００４４】
本実施例では、金属膜１０２１１に接続された導電路が、絶縁層１０２１２の下に埋め込まれている。
【００４５】
実施例２
本実施例は、改良された霧化装置を備えた電子タバコに関する。それは、
吸引ノズル２０１及び本体２０２を含み、本体２０２には、霧化コア取り付け溝２０４が設けられ、霧化コア取り付け溝２０４内には、霧化コア１００が収容され、吸引ノズル２０１と本体２０２は、一体的に又は分解可能に連結されている。
霧化コア１００は、ケーシング１０１、貯液部材１０２、及び発熱部材１０３を含み、ケーシング１０１には、第１のワイヤー孔１０１１及び第１の通気孔１０１２が設けられている。貯液部材１０２は、貯液コアチップ１０２１、PCB基板１０２２、ワイヤー１０２３、及び貯液コアチップ支持体１０２４を含み、貯液コアチップ支持体１０２４には、PCB基板１０２２を収容するPCB基板収容溝１０２６が設けられ、貯液コアチップ１０２１は、ワイヤー１０２３を介してPCB基板１０２２に固定されている。発熱部材１０３は、発熱要素１０３１及び発熱要素支持体１０３２を含み、発熱要素１０３１には、ピン１０３４が設けられ、発熱要素支持体１０３２には、発熱要素１０３１を収容する発熱要素収容溝１０３６及び第２の通気孔１０３７が設けられ、発熱要素収容溝１０３６の溝壁には、ピン穿孔１０３５が設けられ、発熱要素１０３１は、ピン１０３４がピン穿孔１０３５に嵌ることによって発熱要素支持体１０３２と可動に連結されている。貯液コアチップ１０２１と発熱要素１０３１は、対応する位置で設けられている。
ワイヤー１０２３は、第１のワイヤー孔１０１１を貫通して電源及び制御システムに電気接続され、第１の通気孔１０１２と第２の通気孔１０３７は、気体連結されている。
【００４６】
本実施例では、貯液コアチップ１０２１が、（図７で示されているように）順次、以下の各層を含む。すなわち、絶縁層１０２１２、シリコン基板層１０２１５、及び絶縁密封層１０２１６であり、貯液コアチップ１０２１には、絶縁層１０２１２及びシリコン基板層１０２１５を貫通する幾つかの貯液槽１０２１４が設けられ、貯液槽１０２１４の開口端は、金属膜１０２１１で密封固定され、貯液槽１０２１４の閉止端には、注油孔１０２１８が設けられている。
【００４７】
本実施例では、金属膜１０２１１に接続された導電路が、絶縁層１０２１２の上に埋め込まれている。
【００４８】
実施例３
本実施例は、改良された霧化装置を備えた電子タバコに関する。それは、
吸引ノズル２０１及び本体２０２を含み、本体２０２には、霧化コア取り付け溝２０４が設けられ、霧化コア取り付け溝２０４内には、霧化コア１００が収容され、吸引ノズル２０１と本体２０２は、一体的に又は分解可能に連結されている。
霧化コア１００は、ケーシング１０１、貯液部材１０２、及び発熱部材１０３を含み、ケーシング１０１には、第１のワイヤー孔１０１１及び第１の通気孔１０１２が設けられている。貯液部材１０２は、貯液コアチップ１０２１、PCB基板１０２２、ワイヤー１０２３、及び貯液コアチップ支持体１０２４を含み、貯液コアチップ支持体１０２４には、PCB基板１０２２を収容するPCB基板収容溝１０２６が設けられ、貯液コアチップ１０２１は、ワイヤー１０２３を介してPCB基板１０２２に固定されている。発熱部材１０３は、発熱要素１０３１及び発熱要素支持体１０３２を含み、発熱要素１０３１には、ピン１０３４が設けられ、発熱要素支持体１０３２には、発熱要素１０３１を収容する発熱要素収容溝１０３６及び第２の通気孔１０３７が設けられ、発熱要素収容溝１０３６の溝壁には、ピン穿孔１０３５が設けられ、発熱要素１０３１は、ピン１０３４がピン穿孔１０３５に嵌ることによって発熱要素支持体１０３２と可動に連結されている。貯液コアチップ１０２１と発熱要素１０３１は、対応する位置で設けられている。
ワイヤー１０２３は、第１のワイヤー孔１０１１を貫通して電源及び制御システムに電気接続され、第１の通気孔１０１２と第２の通気孔１０３７は、気体連結されている。
【００４９】
本実施例では、貯液コアチップ１０２１が、（図９で示されているように）以下の２つの層を含む。すなわち、ポリマー基板層１０２２１と絶縁密封層１０２１６であり、ポリマー基板層１０２２１には、該層を貫通する幾つかの貯液槽１０２１４が設けられ、貯液槽１０２１４の開口端は、膜で密封固定され、貯液槽１０２１４の閉止端には、注油孔１０２１８が設けられている。
【符号の説明】
【００５０】
図中、１００：霧化コア、１０１：ケーシング、１０１１：第１のワイヤー孔、１０１２：第１の通気孔、１０１３：ネジ、１０２：貯液部材、１０２１：貯液コアチップ、１０２１１：金属膜、１０２１２：絶縁層、１０２１３：タバコ液、１０２１４：貯液槽、１０２１５：シリコン基板層、１０２１６：絶縁密封層、１０２１７：貯液槽側壁、１０２１８：注油孔、１０２１９：金属導電路、１０２２０：ポリマー膜、１０２２１：ポリマー基板層、１０２２：PCB基板、１０２３：ワイヤー、１０２４：貯液コアチップ支持体、１０２５：第１のネジ孔、１０２６：PCB基板収容溝、１０３：発熱部材、１０３１：発熱要素、１０３２：発熱要素支持体、１０３３：マイクロニードル発熱ユニット、１０３４：ピン、１０３５：ピン穿孔、１０３６：発熱要素収容溝、１０３７：第２の通気孔、１０３８：第２のネジ孔、２００：霧化装置、２０１：吸引ノズル、２０２：本体、２０３：電極針、２０４：霧化コア取り付け溝、２０５：第２のワイヤー孔、３：ポリマー基板、４：アルミニウム型枠
【図１】
2021512588.tif 000003
【図２】
2021512588.tif 000004
【図３】
2021512588.tif 000005
【図４】
2021512588.tif 000006
【図５】
2021512588.tif 000007
【図６】
2021512588.tif 000008
【図７】
2021512588.tif 000009
【図８】
2021512588.tif 000010
【図９】
2021512588.tif 000011
【図１０】
2021512588.tif 000012
【図１１】
2021512588.tif 000013
【図１２（ａ）】
2021512588.tif 000014
【図１２（ｂ）】
2021512588.tif 000015
【図１２（ｃ）】
2021512588.tif 000016
【図１２（ｄ）】
2021512588.tif 000017
【図１２（ｅ）】
2021512588.tif 000018
【図１２（ｆ）】
2021512588.tif 000019
【国際調査報告】
2021512588.tif 000020
2021512588.tif 000021
2021512588.tif 000022
2021512588.tif 000023