特許 7345629 吸引器と吸引器の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-07

(45)【発行日】2023-09-15

(54)【発明の名称】吸引器と吸引器の製造方法

(51)【国際特許分類】

   A24F 40/57 20200101AFI20230908BHJP

   A24F 40/50 20200101ALI20230908BHJP

   A24F 40/70 20200101ALI20230908BHJP

   A24F 40/40 20200101ALI20230908BHJP

【ＦＩ】

A24F40/57

A24F40/50

A24F40/70

A24F40/40

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2022505852

(86)(22)【出願日】2021-02-10

(86)【国際出願番号】 JP2021005000

(87)【国際公開番号】W WO2021181993

(87)【国際公開日】2021-09-16

【審査請求日】2022-04-26

(31)【優先権主張番号】P 2020043279

(32)【優先日】2020-03-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004569

【氏名又は名称】日本たばこ産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】丸橋 啓司

(72)【発明者】

【氏名】藤木 貴司

(72)【発明者】

【氏名】藤田 創

【審査官】木戸 優華

(56)【参考文献】

【文献】特許第６６１３００８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３６０７８６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１９－５２４０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０００１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５１７２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５０５６９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５２４８３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ２４Ｆ ４０／１０

Ａ２４Ｆ ４０／４０

Ａ２４Ｆ ４０／５０

Ａ２４Ｆ ４０／７０

Ａ２４Ｆ ４７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エアロゾル源を加熱するためのヒータに電力を供給するための電圧を生成する電圧レギュレータと、
前記ヒータと前記電圧レギュレータに直列に接続された抵抗と、
前記ヒータへの電力の供給量を切り替えるトランジスタと、
前記ヒータに印加されるヒータ電圧を測定するために、前記ヒータの第１端に接続された非反転入力端子と、前記ヒータの第２端に接続された反転入力端子とを有するオペアンプと、
前記オペアンプの出力端子と前記トランジスタの制御端子との間に接続された駆動回路と、を備え、
前記駆動回路は、前記オペアンプの出力信号を閾値に近づけるために、
前記出力信号が前記閾値よりも大きい場合に、前記出力信号が前記閾値よりも小さくなるまで前記制御端子にオフ信号を供給し続け、
前記出力信号が前記閾値よりも小さい場合に、前記出力信号が前記閾値よりも大きくなるまで前記制御端子にオン信号を供給し続ける、
吸引器。

【請求項2】

前記閾値をデジタル形式で格納するメモリをさらに備え、
前記駆動回路は、デジタル形式に変換された前記出力信号と、前記メモリに格納された前記閾値とを比較し、比較結果に基づいて、前記制御端子にオン信号を供給するかオフ信号を供給するかを判定する、
請求項１に記載の吸引器。

【請求項3】

エアロゾル源を加熱するためのヒータに電力を供給するための電圧を生成する電圧生成回路と、
前記ヒータと前記電圧生成回路との間に接続された抵抗と、
前記ヒータに印加されているヒータ電圧を監視し、監視中のヒータ電圧と閾値との大小関係に基づいて、前記ヒータ電圧が前記閾値に近づくように、前記電圧生成回路から前記ヒータに供給される電力を制御する制御回路と、
を備える吸引器。

【請求項4】

前記閾値をデジタル形式で格納するメモリをさらに備え、
前記制御回路は、前記メモリに格納された前記閾値をアナログ形式に変換し、アナログ形式の前記閾値と前記監視中のヒータ電圧とを比較することによって前記大小関係を判定する、
請求項３に記載の吸引器。

【請求項5】

前記閾値は、前記ヒータの温度が前記吸引器からエアロゾルを生成可能な範囲に含まれるように前記電圧生成回路から前記ヒータに電力が供給されている状態における前記ヒータ電圧の値に等しい、請求項４に記載の吸引器。

【請求項6】

前記エアロゾル源は、前記ヒータが前記吸引器に結合した状態で前記吸引器から取り外し可能であり、
前記閾値は、前記ヒータの温度が前記吸引器からエアロゾルを生成可能な範囲に含まれるように前記電圧生成回路から前記ヒータに電力が供給されている状態における、新品時の前記ヒータ電圧の値に等しい、
請求項４に記載の吸引器。

【請求項7】

前記制御回路は、
前記監視中のヒータ電圧が前記閾値より小さい場合に、前記監視中のヒータ電圧が前記閾値に達するまで第１量の電力を前記ヒータに供給し続け、
前記監視中のヒータ電圧が前記閾値より大きい場合に、前記監視中のヒータ電圧が前記閾値に下がるまで、前記ヒータに供給される電力を前記第１量よりも低い第２量に維持する、
請求項３乃至６の何れか１項に記載の吸引器。

【請求項8】

前記制御回路は、前記監視中のヒータ電圧が、前記閾値よりも高い上限値を超えた場合に、前記ヒータへの電力の供給を停止する、請求項３乃至７の何れか１項に記載の吸引器。

【請求項9】

前記吸引器は、前記エアロゾル源を保持するエアロゾル基材を有するエアロゾル発生物品を挿抜可能な凹部を含み、
前記ヒータは、前記凹部に挿入された前記エアロゾル発生物品を加熱可能なように構成される、
請求項３乃至８の何れか１項に記載の吸引器。

【請求項10】

前記制御回路は、前記ヒータが前記エアロゾル発生物品を加熱している間に、吸引器の使用状況に基づいて前記閾値を別の値に切り替える、請求項９に記載の吸引器。

【請求項11】

前記使用状況は、吸引の回数と、吸引の長さと、吸引の量とのうちの少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の吸引器。

【請求項12】

前記制御回路は、前記ヒータの温度変化率を変化させるために、前記電圧生成回路が生成する前記電圧の値を別の値に切り替える、請求項３乃至１１の何れか１項に記載の吸引器。

【請求項13】

前記制御回路は、前記ヒータの温度変化率を変化させるために、前記閾値を漸減または漸増する、請求項３乃至１１の何れか１項に記載の吸引器。

【請求項14】

前記制御回路は、
前記ヒータと前記電圧生成回路との間に接続されたトランジスタを備え、
前記ヒータ電圧が前記閾値より小さい場合、前記トランジスタをオンにし、
前記ヒータ電圧が前記閾値より大きい場合、前記トランジスタをオフにする、
請求項３に記載の吸引器。

【請求項15】

前記抵抗は第１抵抗であり、
前記制御回路は、
前記電圧生成回路と前記ヒータの第１端との間に直列に接続された前記第１抵抗および第１トランジスタと、
前記電圧生成回路と前記ヒータの前記第１端との間に直列に接続された第２抵抗および第２トランジスタと、
前記閾値が供給される非反転入力端子と、前記ヒータの前記第１端に接続された反転入力端子とを有する第１コンパレータと、
前記ヒータの前記第１端に接続された非反転入力端子と、前記閾値が供給される反転入力端子とを有する第２コンパレータと、を含み、
前記第２抵抗の抵抗値は、前記第１抵抗の抵抗値よりも高く、
前記第１コンパレータの出力は、前記第１トランジスタの制御端子に供給され、
前記第２コンパレータの出力は、前記第２トランジスタの制御端子に供給される、請求項１４に記載の吸引器。

【請求項16】

前記抵抗は第１抵抗であり、
前記制御回路は、
前記ヒータの第２端に直列に接続された前記第１抵抗および第１トランジスタと、
前記ヒータの前記第２端に直列に接続された第２抵抗および第２トランジスタと、
前記閾値が供給される非反転入力端子と、前記ヒータの第１端に接続された反転入力端子とを有する第１コンパレータと、
前記ヒータの前記第１端に接続された非反転入力端子と、前記閾値が供給される反転入力端子とを有する第２コンパレータと、を含み、
前記第２抵抗の抵抗値は、前記第１抵抗の抵抗値よりも高く、
前記第１コンパレータの出力は、前記第１トランジスタの制御端子に供給され、
前記第２コンパレータの出力は、前記第２トランジスタの制御端子に供給される、請求項１４に記載の吸引器。

【請求項17】

前記制御回路は、デジタル形式でメモリに格納された前記閾値をアナログ形式に変換し、アナログ形式の前記閾値を前記第１コンパレータおよび前記第２コンパレータに供給するマイクロコントローラを含み、
前記メモリは、第１閾値と、前記第１閾値よりも小さい第２閾値とを格納し、
前記マイクロコントローラは、
前記閾値として前記第１閾値を前記第１コンパレータに供給し、
前記閾値として前記第２閾値を前記第２コンパレータに供給し、
前記制御回路は、第３トランジスタおよび第４トランジスタをさらに含み、
前記第１閾値は、前記第３トランジスタを通じて前記マイクロコントローラから前記第１コンパレータに供給され、
前記第２閾値は、前記第４トランジスタを通じて前記マイクロコントローラから前記第２コンパレータに供給され、
前記第１コンパレータの出力は、前記第３トランジスタの制御端子にさらに供給され、
前記第２コンパレータの出力は、前記第４トランジスタの制御端子にさらに供給される、請求項１５または１６に記載の吸引器。

【請求項18】

前記制御回路は、前記第１コンパレータの非反転入力端子へ入力される電圧または前記第１コンパレータの出力端子から出力される電圧を方形波にする方形波発生回路をさらに含む、請求項１５乃至１７の何れか１項に記載の吸引器。

【請求項19】

前記制御回路は、前記方形波発生回路をバイパスする経路に切り替え可能なパイパス回路をさらに含む、請求項１８に記載の吸引器。

【請求項20】

エアロゾル源を加熱するためのヒータと、
前記ヒータに電力を供給するための電圧を生成する電圧生成回路と、
前記ヒータと前記電圧生成回路との間に接続された抵抗と、
閾値を格納するメモリと、
前記ヒータに印加されているヒータ電圧を監視し、監視中のヒータ電圧と前記閾値との大小関係に基づいて、前記ヒータ電圧が前記閾値に近づくように、前記電圧生成回路から前記ヒータに供給される電力を制御する制御回路と、
を備える吸引器の製造方法であって、
前記ヒータの温度が前記吸引器からエアロゾルを生成可能な範囲に含まれるように前記電圧生成回路から前記ヒータに電力が供給されている状態における、新品時の前記ヒータ電圧の値を決定する工程と、
前記決定された値を前記閾値として前記メモリに格納する工程と、
を有する、製造方法。

【請求項21】

エアロゾル源を加熱するためのヒータと、
前記ヒータに電力を供給するための電圧を生成する電圧生成回路と、
前記ヒータと前記電圧生成回路との間に接続された抵抗と、
閾値を格納するメモリと、
前記ヒータに印加されているヒータ電圧を監視し、監視中のヒータ電圧と前記閾値との大小関係に基づいて、前記電圧生成回路から前記ヒータに供給される電力を制御する制御回路と、
を備える吸引器であって、
前記閾値は、前記ヒータの温度が前記吸引器からエアロゾルを生成可能な範囲に含まれるように前記電圧生成回路から前記ヒータに電力が供給されている状態における前記ヒータ電圧の値に等しく、
前記閾値は、前記吸引器の各構成要素を有する他の吸引器の前記閾値と異なる、吸引器。

【請求項22】

エアロゾル源を加熱するためのヒータと、
前記ヒータに電力を供給するための電圧を生成する電圧生成回路と、
前記ヒータと前記電圧生成回路との間に接続された抵抗と、
閾値を格納するメモリと、
前記ヒータに印加されているヒータ電圧を監視し、監視中のヒータ電圧と前記閾値との大小関係に基づいて、前記ヒータ電圧が前記閾値に近づくように、前記電圧生成回路から前記ヒータに供給される電力を制御する制御回路と、
を備える吸引器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吸引器と吸引器の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電子たばこ等の吸引器のヒータの温度を制御するために様々な方法が提案されている。特許文献１には、ヒータの実際の作動温度を所定の最高作動温度よりも低く保つために、ヒータに供給される電気エネルギーを調節する技術が記載されている。特許文献２には、香味原料の成形体を加熱するヒータの抵抗値の変化に基づいて、ヒータへの通電のオン・オフを制御する技術が記載されている。特許文献３には、温度プロファイルに従ってヒータの温度を変更する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５７３９８００号公報

【文献】特開２０００－０４１６５４号公報

【文献】特許第６１２５００８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

吸引器から排出される気体の香喫味を意図したものにするために、ヒータの温度を意図したとおりに制御することが望ましい。本発明は、吸引器のヒータの温度を精度良く制御するために有利な技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題に鑑みて、第１構成によれば、
エアロゾル源を加熱するためのヒータに電力を供給するための電圧を生成する電圧レギュレータと、
前記ヒータと前記電圧レギュレータに直列に接続された抵抗と、
前記ヒータへの電力の供給量を切り替えるトランジスタと、
前記ヒータに印加されるヒータ電圧を測定するために、前記ヒータの第１端に接続された非反転入力端子と、前記ヒータの第２端に接続された反転入力端子とを有するオペアンプと、
前記オペアンプの出力端子と前記トランジスタの制御端子との間に接続された駆動回路と、を備え、
前記駆動回路は、前記オペアンプの出力信号を閾値に近づけるために、
前記出力信号が前記閾値よりも大きい場合に、前記出力信号が前記閾値よりも小さくなるまで前記制御端子にオフ信号を供給し続け、
前記出力信号が前記閾値よりも小さい場合に、前記出力信号が前記閾値よりも大きくなるまで前記制御端子にオン信号を供給し続ける、
吸引器が提供される。

【0006】

第２構成によれば、
前記閾値をデジタル形式で格納するメモリをさらに備え、
前記駆動回路は、デジタル形式に変換された前記出力信号と、前記メモリに格納された前記閾値とを比較し、比較結果に基づいて、前記制御端子にオン信号を供給するかオフ信号を供給するかを判定する、
第１構成に記載の吸引器が提供される。

【0007】

第３構成によれば、
エアロゾル源を加熱するためのヒータに電力を供給するための電圧を生成する電圧生成回路と、
前記ヒータと前記電圧生成回路との間に接続された抵抗と、
前記ヒータに印加されているヒータ電圧を監視し、監視中のヒータ電圧と閾値との大小関係に基づいて、前記ヒータ電圧が前記閾値に近づくように、前記電圧生成回路から前記ヒータに供給される電力を制御する制御回路と、
を備える吸引器が提供される。

【0008】

第４構成によれば、
前記閾値をデジタル形式で格納するメモリをさらに備え、
前記制御回路は、前記メモリに格納された前記閾値をアナログ形式に変換し、アナログ形式の前記閾値と前記監視中のヒータ電圧とを比較することによって前記大小関係を判定する、
第３構成に記載の吸引器が提供される。

【0009】

第５構成によれば、
前記閾値は、前記ヒータの温度が前記吸引器からエアロゾルを生成可能な範囲に含まれるように前記電圧生成回路から前記ヒータに電力が供給されている状態における前記ヒータ電圧の値に等しい、第４構成に記載の吸引器が提供される。

【0010】

第６構成によれば、
前記エアロゾル源は、前記ヒータが前記吸引器に結合した状態で前記吸引器から取り外し可能であり、
前記閾値は、前記ヒータの温度が前記吸引器からエアロゾルを生成可能な範囲に含まれるように前記電圧生成回路から前記ヒータに電力が供給されている状態における、新品時の前記ヒータ電圧の値に等しい、
第４構成に記載の吸引器が提供される。

【0011】

第７構成によれば、
前記制御回路は、
前記監視中のヒータ電圧が前記閾値より小さい場合に、前記監視中のヒータ電圧が前記閾値に達するまで第１量の電力を前記ヒータに供給し続け、
前記監視中のヒータ電圧が前記閾値より大きい場合に、前記監視中のヒータ電圧が前記閾値に下がるまで、前記ヒータに供給される電力を前記第１量よりも低い第２量に維持する、
第３構成乃至第６構成の何れか１つに記載の吸引器が提供される。

【0012】

第８構成によれば、
前記制御回路は、前記監視中のヒータ電圧が、前記閾値よりも高い上限値を超えた場合に、前記ヒータへの電力の供給を停止する、第３構成乃至第７構成の何れか１つに記載の吸引器が提供される。

【0013】

第９構成によれば、
前記吸引器は、前記エアロゾル源を保持するエアロゾル基材を有するエアロゾル発生物品を挿抜可能な凹部を含み、
前記ヒータは、前記凹部に挿入された前記エアロゾル発生物品を加熱可能なように構成される、
第３構成乃至第８構成の何れか１つに記載の吸引器が提供される。

【0014】

第１０構成によれば、
前記制御回路は、前記ヒータが前記エアロゾル発生物品を加熱している間に、吸引器の使用状況に基づいて前記閾値を別の値に切り替える、第９構成に記載の吸引器が提供される。

【0015】

第１１構成によれば、
前記使用状況は、吸引の回数と、吸引の長さと、吸引の量とのうちの少なくとも１つを含む、第１０構成に記載の吸引器が提供される。

【0016】

第１２構成によれば、
前記制御回路は、前記ヒータの温度変化率を変化させるために、前記電圧生成回路が生成する前記電圧の値を別の値に切り替える、第３構成乃至第１１構成の何れか１つに記載の吸引器が提供される。

【0017】

第１３構成によれば、
前記制御回路は、前記ヒータの温度変化率を変化させるために、前記閾値を漸減または漸増する、第３構成乃至第１１構成の何れか１つに記載の吸引器が提供される。

【0018】

第１４構成によれば、
前記制御回路は、
前記ヒータと前記電圧生成回路との間に接続されたトランジスタを備え、
前記ヒータ電圧が前記閾値より小さい場合、前記トランジスタをオンにし、
前記ヒータ電圧が前記閾値より大きい場合、前記トランジスタをオフにする、
第３構成に記載の吸引器が提供される。

【0019】

第１５構成によれば、
前記抵抗は第１抵抗であり、
前記制御回路は、
前記電圧生成回路と前記ヒータの第１端との間に直列に接続された前記第１抵抗および第１トランジスタと、
前記電圧生成回路と前記ヒータの前記第１端との間に直列に接続された第２抵抗および第２トランジスタと、
前記閾値が供給される非反転入力端子と、前記ヒータの前記第１端に接続された反転入力端子とを有する第１コンパレータと、
前記ヒータの前記第１端に接続された非反転入力端子と、前記閾値が供給される反転入力端子とを有する第２コンパレータと、を含み、
前記第２抵抗の抵抗値は、前記第１抵抗の抵抗値よりも高く、
前記第１コンパレータの出力は、前記第１トランジスタの制御端子に供給され、
前記第２コンパレータの出力は、前記第２トランジスタの制御端子に供給される、第１４構成に記載の吸引器が提供される。

【0020】

第１６構成によれば、
前記抵抗は第１抵抗であり、
前記制御回路は、
前記ヒータの第２端に直列に接続された前記第１抵抗および第１トランジスタと、
前記ヒータの前記第２端に直列に接続された第２抵抗および第２トランジスタと、
前記閾値が供給される非反転入力端子と、前記ヒータの第１端に接続された反転入力端子とを有する第１コンパレータと、
前記ヒータの前記第１端に接続された非反転入力端子と、前記閾値が供給される反転入力端子とを有する第２コンパレータと、を含み、
前記第２抵抗の抵抗値は、前記第１抵抗の抵抗値よりも高く、
前記第１コンパレータの出力は、前記第１トランジスタの制御端子に供給され、
前記第２コンパレータの出力は、前記第２トランジスタの制御端子に供給される、第１４構成に記載の吸引器が提供される。

【0021】

第１７構成によれば、
前記制御回路は、デジタル形式でメモリに格納された前記閾値をアナログ形式に変換し、アナログ形式の前記閾値を前記第１コンパレータおよび前記第２コンパレータに供給するマイクロコントローラを含み、
前記メモリは、第１閾値と、前記第１閾値よりも小さい第２閾値とを格納し、
前記マイクロコントローラは、
前記閾値として前記第１閾値を前記第１コンパレータに供給し、
前記閾値として前記第２閾値を前記第２コンパレータに供給し、
前記制御回路は、第３トランジスタおよび第４トランジスタをさらに含み、
前記第１閾値は、前記第３トランジスタを通じて前記マイクロコントローラから前記第１コンパレータに供給され、
前記第２閾値は、前記第４トランジスタを通じて前記マイクロコントローラから前記第２コンパレータに供給され、
前記第１コンパレータの出力は、前記第３トランジスタの制御端子にさらに供給され、
前記第２コンパレータの出力は、前記第４トランジスタの制御端子にさらに供給される、第１５構成または第１６構成に記載の吸引器が提供される。

【0022】

第１８構成によれば、
前記制御回路は、前記第１コンパレータの非反転入力端子へ入力される電圧または前記第１コンパレータの出力端子から出力される電圧を方形波にする方形波発生回路をさらに含む、第１５構成乃至第１７構成の何れか１つに記載の吸引器が提供される。

【0023】

第１９構成によれば、
前記制御回路は、前記方形波発生回路をバイパスする経路に切り替え可能なパイパス回路をさらに含む、第１８構成に記載の吸引器が提供される。

【0024】

第２０構成によれば、
エアロゾル源を加熱するためのヒータと、
前記ヒータに電力を供給するための電圧を生成する電圧生成回路と、
前記ヒータと前記電圧生成回路との間に接続された抵抗と、
閾値を格納するメモリと、
前記ヒータに印加されているヒータ電圧を監視し、監視中のヒータ電圧と前記閾値との大小関係に基づいて、前記ヒータ電圧が前記閾値に近づくように、前記電圧生成回路から前記ヒータに供給される電力を制御する制御回路と、
を備える吸引器の製造方法であって、
前記ヒータの温度が前記吸引器からエアロゾルを生成可能な範囲に含まれるように前記電圧生成回路から前記ヒータに電力が供給されている状態における、新品時の前記ヒータ電圧の値を決定する工程と、
前記決定された値を前記閾値として前記メモリに格納する工程と、
を有する、製造方法が提供される。

【0025】

第２１構成によれば、
エアロゾル源を加熱するためのヒータと、
前記ヒータに電力を供給するための電圧を生成する電圧生成回路と、
前記ヒータと前記電圧生成回路との間に接続された抵抗と、
閾値を格納するメモリと、
前記ヒータに印加されているヒータ電圧を監視し、監視中のヒータ電圧と前記閾値との大小関係に基づいて、前記電圧生成回路から前記ヒータに供給される電力を制御する制御回路と、
を備える吸引器であって、
前記閾値は、前記ヒータの温度が前記吸引器からエアロゾルを生成可能な範囲に含まれるように前記電圧生成回路から前記ヒータに電力が供給されている状態における前記ヒータ電圧の値に等しく、
前記閾値は、前記吸引器の各構成要素を有する他の吸引器の前記閾値と異なる、吸引器が提供される。

【0026】

第２２構成によれば、
エアロゾル源を加熱するためのヒータと、
前記ヒータに電力を供給するための電圧を生成する電圧生成回路と、
前記ヒータと前記電圧生成回路との間に接続された抵抗と、
閾値を格納するメモリと、
前記ヒータに印加されているヒータ電圧を監視し、監視中のヒータ電圧と前記閾値との大小関係に基づいて、前記ヒータ電圧が前記閾値に近づくように、前記電圧生成回路から前記ヒータに供給される電力を制御する制御回路と、
を備える吸引器が提供される。

【発明の効果】

【0027】

上記手段により、吸引器のヒータの温度を精度良く制御するために有利な技術が提供される。

【0028】

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

【図面の簡単な説明】

【0029】

添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。

【図1A】本発明の実施形態の吸引器の構成例を説明する図。

【図1B】本発明の実施形態の吸引器の構成例を説明する図。

【図2】本発明の実施形態のヒータの温度プロファイル例を説明する図。

【図3】本発明の実施形態の電気部品の構成例を説明する図。

【図4A】本発明の実施形態の電気部品の動作例を説明する図。

【図4B】本発明の実施形態の電気部品の動作例を説明する図。

【図5】本発明の第１構成例の制御回路を説明する図。

【図6】本発明の第１構成例の制御回路の動作を説明する図。

【図7】本発明の第２構成例の制御回路を説明する図。

【図8】本発明の第３構成例の制御回路を説明する図。

【図9】本発明の第４構成例の制御回路を説明する図。

【図10】本発明の第５構成例の制御回路を説明する図。

【図11】本発明の第６構成例の制御回路を説明する図。

【図12】本発明の目標値の漸増および漸減の例を説明する図。

【図13】本発明の第７構成例の制御回路を説明する図。

【図14】本発明の方形波発生回路の構成例を説明する図。

【図15】本発明の第８構成例の制御回路を説明する図。

【図16】本発明のヒータ電圧の目標値の決定方法例を説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴は任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0031】

図１Ａには、一実施形態の吸引器１００の構成が模式的に示されている。吸引器１００は、ユーザによる吸引動作に応じて、エアロゾルを含む気体、または、エアロゾルおよび香味物質を含む気体を吸口部１３０を通してユーザに提供するように構成されうる。吸引器１００は、コントローラ１０２と、霧化器１０４とを備えうる。吸引器１００は、霧化器１０４を取り外し可能な状態で保持する保持部１０３を備えうる。コントローラ１０２は、吸引器用コントローラとして理解されてもよい。霧化器１０４は、エアロゾル源を霧化するように構成されうる。エアロゾル源は、例えば、グリセリンまたはプロピレングリコール等の多価アルコール等の液体でありうる。あるいは、エアロゾル源は、薬剤を含んでもよい。エアロゾル源は、液体であってもよいし、固体であってもよいし、液体および固体の混合物であってもよい。エアロゾル源に代えて、水等の蒸気源が用いられてもよい。

【0032】

吸引器１００は、香味源１３１を含むカプセル１０６を更に備えてもよく、霧化器１０４は、カプセル１０６を取り外し可能な状態で保持するカプセルホルダ１０５を含みうる。香味源１３１は、例えば、たばこ材料を成形した成形体でありうる。あるいは、香味源１３１は、たばこ以外の植物（例えば、ミント、ハーブ、漢方、コーヒー豆等）によって構成されてもよい。香味源には、メントールなどの香料が付与されていてもよい。香味源１３１は、エアロゾル源に添加されてもよい。なお、カプセルホルダ１０５は、霧化器１０４ではなくコントローラ１０２に設けられていてもよい。

【0033】

コントローラ１０２は、電気部品１１０を含みうる。電気部品１１０は、ユーザインターフェース１１６を含みうる。あるいは、コントローラ１０２は、電気部品１１０およびユーザインターフェース１１６を含むものとして理解されてもよい。ユーザインターフェース１１６は、例えば、表示部ＤＩＳＰ（例えば、ＬＥＤ等の発光素子、および／または、ＬＣＤ等の画像表示器）、および／または、操作部ＯＰ（例えば、ボタンスイッチ等のスイッチ、および／または、タッチディスプレイ)を含みうる。

【0034】

コントローラ１０２の保持部１０３は、第１電気接点１１１および第２電気接点１１２を含みうる。保持部１０３によって霧化器１０４が保持された状態において、保持部１０３の第１電気接点１１１は、霧化器１０４の第３電気接点１１３に接し、また、保持部１０３の第２電気接点１１２は、霧化器１０４の第４電気接点１１４に接しうる。コントローラ１０２は、第１電気接点１１１および第２電気接点１１２を通して霧化器１０４に電力を供給しうる。

【0035】

霧化器１０４は、前述の第３電気接点１１３および第４電気接点１１４を含みうる。また、霧化器１０４は、エアロゾル源を加熱するヒータ１２７と、液体のエアロゾル源を保持する容器１２５と、容器１２５によって保持されたエアロゾル源をヒータ１２７による加熱領域に輸送する輸送部１２６とを含みうる。輸送部１２６は、ウィックとも呼ばれうる。ヒータ１２７の加熱領域の少なくとも一部は、霧化器１０４内に設けられた流路１２８に配置されうる。第１電気接点１１１、第３電気接点１１３、ヒータ１２７、第４電気接点１１４および第２電気接点１１２は、ヒータ１２７に電流を流すための電流経路を形成する。輸送部１２６は、例えば、繊維素材または多孔質素材で構成されうる。

【0036】

霧化器１０４は、前述のように、カプセル１０６を取り外し可能に保持するカプセルホルダ１０５を含むことができる。カプセルホルダ１０５は、一例において、カプセル１０６の一部をカプセルホルダ１０５内または霧化器１０４内に収容し、他の一部を露出させるようにカプセル１０６を保持しうる。ユーザは、吸口部１３０を口で銜えて、エアロゾルを含有する気体を吸引することができる。取り外し可能なカプセル１０６が吸口部１３０を備えることで、吸引器１００を清潔に保つことができる。

【0037】

ユーザが吸口部１３０を銜えて吸引動作を行うと、矢印で例示されるように、霧化器１０４の流路１２８に空気が流入し、ヒータ１２７がエアロゾル源を加熱することによって発生するエアロゾルがその空気によって吸口部１３０に向けて輸送される。そして、香味源１３１が配置されている構成においては、そのエアロゾルに香味源１３１が発生する香味物質が添加されて吸口部１３０に輸送され、ユーザの口に吸い込まれる。

【0038】

図１Ｂには、別の実施形態の吸引器１５０の構成が模式的に示されている。以下では、吸引器１５０のうち吸引器１００と同様の構成要素については同一の参照符号を付し、その説明を省略する。吸引器１５０は、ユーザによる吸引動作に応じて、エアロゾルを含む気体、または、エアロゾルおよび香味物質を含む気体を吸口部１３０を通してユーザに提供するように構成されうる。

【0039】

吸引器１５０は、コントローラ１０２と、エアロゾル発生物品１５１とを備えうる。吸引器１５０は、エアロゾル発生物品１５１を取り外し可能な状態で保持する保持部１５２を備えうる。コントローラ１０２は、吸引器用コントローラとして理解されてもよい。エアロゾル発生物品１５１は、エアロゾル源を保持するエアロゾル基材１５３と、フィルタ１５４とを含んでもよい。エアロゾル基材１５３には、エアロゾル源と、香味源とが混在しうる。一例として、香味源がエアロゾル基材１５３として機能してもよい。香味源は、例えば、たばこ材料を成形した成形体でありうる。あるいは、香味源は、たばこ以外の植物（例えば、ミント、ハーブ、漢方、コーヒー豆等）によって構成されてもよい。香味源には、メントールなどの香料が付与されていてもよい。

【0040】

エアロゾル発生物品１５１は、棒状の形状を有しうる。ヒータ１２７は突起状（例えば、針状やブレード状）の形状を有している。保持部１５２は凹部を形成している。保持部１５２の凹部にエアロゾル発生物品１５１を挿入することによって、エアロゾル発生物品１５１のエアロゾル基材１５３にヒータ１２７が差し込まれる。これによって、ヒータ１２７がエアロゾル基材１５３内のエアロゾル源を加熱可能な状態となる。使用し終わったエアロゾル発生物品１５１は、ヒータ１２７が吸引器１５０に結合した状態で吸引器１５０から取り外し可能である。このように、エアロゾル発生物品１５１は、吸引器の凹部に挿抜可能である。

【0041】

ヒータ１２７はコントローラ１０２に結合しており、コントローラ１０２から電力が供給される。ユーザが吸口部１３０を銜えて吸引動作を行うと、矢印で例示されるように、エアロゾル基材１５３に空気が流入し、ヒータ１２７がエアロゾル源を加熱することによって発生するエアロゾルがその空気によって香味物質とともに吸口部１３０に向けて輸送される。

【0042】

エアロゾル発生物品１５１のヒータ１２７は、エアロゾル発生物品１５１を内側から加熱する。これにかえて、ヒータ１２７は、エアロゾル発生物品１５１を外側から加熱するような構造を有していてもよい。例えば、ヒータ１２７はリング状の形状を有し、このリング内にエアロゾル発生物品１５１が挿入されてもよい。さらに、ヒータ１２７は１つであってもよいし、複数に分離されていてもよい。ヒータ１２７が複数に分離される場合は、ヒータ１２７の一部がエアロゾル発生物品１５１を内部から加熱し、ヒータ１２７の残余がエアロゾル発生物品１５１を外側から加熱するようにしてもよい。

【0043】

図２には、ヒータ１２７の目標温度の温度プロファイルの例が示されている。例えば吸引器１５０において、エアロゾル発生物品１５１内部のエアロゾル源の分布は使用状況に応じて変化しうる。一部の実施形態で、コントローラ１０２は、この変化に応じて、適切な値となるようにヒータ１２７の温度を制御する。

【0044】

図２のグラフ２００は、ヒータ１２７の温度プロファイルの一例を示す。グラフ２００の横軸は吸引開始からの経過時間を示し、グラフ２００の縦軸はヒータ１２７の温度を示す。時刻ｔ０において、ヒータ１２７は室温であるとする。

【0045】

時刻ｔ０で、コントローラ１０２は、ヒータ１２７の温度が目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ１}となるようにヒータ１２７を急速に加熱する。時刻ｔ１からｔ２にかけて、コントローラ１０２は、ヒータ１２７の温度を目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ１}に維持する。エアロゾル源が十分に加熱されると、今度はエアロゾルの発生量が過剰になる恐れがある。そこで、コントローラ１０２は、時刻ｔ２からｔ３にかけて、ヒータ１２７の温度が目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ２}となるようにヒータ１２７の温度を低下させる。目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ２}は、目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ１}よりも低い値である。時刻ｔ３からｔ４にかけて、コントローラ１０２は、ヒータ１２７の温度を目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ２}に維持する。

【0046】

エアロゾルの生成開始からある程度時間が経過すると、ヒータ１２７の周囲のエアロゾル源の量が減少するため、ヒータ１２７から遠い位置にあるエアロゾル源を加熱することになる。そこで、コントローラ１０２は、時刻ｔ４以降、ヒータ１２７の温度を上昇させる。時刻ｔ４以降の温度上昇の変化率は、時刻ｔ０からｔ１にかけての温度上昇の変化率よりも低い。

【0047】

このように、コントローラ１０２は、ヒータ１２７の目標温度を適宜切り替えてヒータ１２７の温度を制御する。ヒータ１２７の温度プロファイルはグラフ２００に示すものに限られず、ヒータ１２７の構成やエアロゾル源の種類によって変わりうる。また、ヒータ１２７が複数に分離されている場合に、個別のヒータごとに温度プロファイルが設定されてもよい。

【0048】

図３には、電気部品１１０の構成例が示されている。電気部品１１０は、電源（例えば、バッテリー）３０１と、ヒータ１２７に供給するための電力を生成する電圧生成回路３０２と、ヒータ１２７に供給される電力を制御する制御回路３０３とを備えうる。ヒータ１２７の抵抗値Ｒ_ＨＴＲは、ヒータ１２７の温度によって変化する。例えば、ヒータ１２７の抵抗値Ｒ_ＨＴＲは、ヒータ１２７の温度と正の相関を有する。

【0049】

電圧生成回路３０２は、例えば、電源３０１から供給される電源電圧Ｖｂａｔをヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔに変換する電圧変換器（電圧レギュレータ）３２１を含むことができる。さらに、電圧生成回路３０２は、電源電圧Ｖｂａｔを制御回路３０３内のＭＣＵ（マイクロコントローラユニット）用の電圧Ｖｍｃｕに変換するＬＤＯ（Ｌｏｗ ＤｒｏｐＯｕｔ）等の電圧変換回路３２２を含んでもよい。

【0050】

制御回路３０３は、電気部品１１０の全体的な制御を行う。このような制御の一部として、制御回路３０３は、エアロゾル源を加熱中のヒータ１２７の温度が目標温度に近づくようにフィードバック制御を行う。具体的に、制御回路３０３の目標値算出部３３１は、ユーザが吸引器１００の使用を開始する前に、ヒータ１２７の温度に相関を有する物理量の目標値を算出し、メモリに格納しておく。この物理量は、後述するように、ヒータ１２７に印加されている電圧（ヒータ電圧とも称される）であってもよい。この目標値は、エアロゾル源を加熱中のヒータ１２７の温度が目標温度となるように設定される。その後、制御回路３０３の供給電力制御部３３２は、ユーザが吸引器１００を使用中に、この物理量を監視し、監視中の物理量が目標値に近づくように、電圧生成回路３０２からヒータ１２７に供給される電力を制御する。ヒータ１２７の目標温度の変化に伴い、ヒータ１２７の温度に相関を有する物理量の目標値も変わりうる。

【0051】

電気部品１１０は、電気部品１１０の所定箇所の温度を検出する温度センサ３０４と、ユーザのパフ動作を検出するパフセンサ（例えば、圧力センサ）３０５とをさらに含んでもよい。温度センサ３０４は、パフセンサ３０５または電源３０１に組み込まれていてもよい。

【0052】

図４Ａ及び図４Ｂには、吸引器１００の動作が示されている。この動作は、制御回路３０３によって制御される。制御回路３０３は、プログラムを格納したメモリと、該プログラムに従って動作するプロセッサとを含む。図４Ａ及び図４Ｂの動作は、プロセッサがメモリ内のプログラムを実行することによって処理されてもよい。

【0053】

ステップＳ４０１で、制御回路３０３は、霧化要求を受けることを待ち、霧化要求を受けたら、ステップＳ４０２を実行する。霧化要求は、エアロゾル源からエアロゾルを発生させること、より詳しくは、エアロゾル源からエアロゾルを発生させるようにヒータ１２７を目標温度範囲内に制御することの要求である。霧化要求は、ユーザが吸口部１３０を通して吸引動作（パフ動作）を行ったことをパフセンサ３０５が検出し、その検出をパフセンサ３０５が制御回路３０３に通知する動作でありうる。あるいは、霧化要求は、ユーザが操作部ＯＰを操作したことを操作部ＯＰが制御回路３０３に通知する動作でありうる。

【0054】

ステップＳ４０２で、制御回路３０３は、電源電圧Ｖｂａｔを不図示の電源管理回路から取得し、電源電圧Ｖｂａｔが放電終止電圧Ｖｅｎｄ（例えば３．２Ｖ）を上回っているかどうかを判定する。電源電圧Ｖｂａｔが放電終止電圧Ｖｅｎｄ以下ということは、電源３０１の放電可能残量が十分ではないことを意味する。そこで、電源電圧Ｖｂａｔが放電終止電圧Ｖｅｎｄ以下である場合は、ステップＳ４１９において、制御回路３０３は、ユーザインターフェース１１６の表示部ＤＩＳＰを使って、電源３０１の充電を促す報知を行う。この報知は、表示部ＤＩＳＰがＬＥＤを含む場合において、該ＬＥＤを赤色で点灯させることでありうる。電源電圧Ｖｂａｔが放電終止電圧Ｖｅｎｄを上回っている場合、ステップＳ４０３において、制御回路３０３は、ユーザインターフェース１１６の表示部ＤＩＳＰを使って、正常動作が可能であることを報知しうる。この報知は、表示部ＤＩＳＰがＬＥＤを含む場合において、該ＬＥＤを青色で点灯させることでありうる。

【0055】

ステップＳ４０３に次いで、ステップＳ４０４で、制御回路３０３は、ヒータ１２７に対する給電制御を開始する。ヒータ１２７に対する給電制御は、ヒータ１２７を目標温度範囲内に制御する温度制御を含む。この温度制御の詳細は後述する。

【0056】

次いで、ステップＳ４０５で、制御回路３０３は、吸引時間Ｔ_Ｌを０にリセットし、その後、ステップＳ４０６で、制御回路３０３は、吸引時間Ｔ_ＬにΔｔを加算する。Δｔは、ステップＳ４０６の実行と次のステップＳ４０６の実行との時間間隔に相当する。

【0057】

次いで、ステップＳ４０７で、制御回路３０３は、霧化要求が終了しているかどうかを判定し、霧化要求が終了している場合は、ステップＳ４０９において、制御回路３０３は、ヒータ１２７に対する給電制御を停止する。一方、霧化要求が終了していない場合は、ステップＳ４０８において、制御回路３０３は、吸引時間Ｔ_Ｌ（例えば２．０～２．５ｓｅｃ）が上限時間に達したかどうかを判定し、吸引時間Ｔ_Ｌが上限時間に達していない場合は、ステップＳ４０６に戻る。

【0058】

ステップＳ４０９に次いで、ステップＳ４１０で、制御回路３０３は、青色で点灯させていたＬＥＤを消灯させる。次いで、ステップＳ４１１で、制御回路３０３は、積算時間Ｔ_Ａを更新する。より具体的には、ステップＳ４１１で、現時点での積算時間Ｔ_Ａに吸引時間Ｔ_Ｌを加算する。積算時間Ｔ_Ａは、カプセル１０６が吸引のために使用された積算時間、換言すると、カプセル１０６の香味源１３１を通してエアロゾルが吸引された積算時間でありうる。

【0059】

ステップＳ４１２で、制御回路３０３は、積算時間Ｔ_Ａが吸引可能時間（例えば、１２０ｓｅｃ）を超えていないかどうかを判定する。積算時間Ｔ_Ａが吸引可能時間を超えていない場合は、カプセル１０６が未だ香味物質を提供可能であることを意味し、この場合は、ステップＳ４０１に戻る。積算時間Ｔ_Ａが吸引可能時間を超えている場合は、ステップＳ４１３において、制御回路３０３は、霧化要求の発生を待つ。そして、霧化要求が発生したら、ステップＳ４１４において、制御回路３０３は、霧化要求が所定時間にわたって継続するのを待ち、その後、ステップＳ４１６において、制御回路３０３は、ヒータ１２７に対する給電制御を禁止する。なお、ステップＳ４１４は省略されてもよい。

【0060】

次いで、ステップＳ４１６では、制御回路３０３は、ユーザインターフェース１１６の表示部ＤＩＳＰを使って、消耗品（吸引器１００のカプセル１０６や吸引器１５０のエアロゾル発生物品１５１）の交換を促す報知を行う。この報知は、表示部ＤＩＳＰがＬＥＤを含む場合において、該ＬＥＤを青色で点滅（点灯、消灯の繰り返し）させることでありうる。これを受けて、ユーザは、消耗品を交換しうる。一例において、１個の霧化器１０４と複数個（例えば、５個）のカプセル１０６とが１個のセットとして販売されうる。このような例では、１個のセットの１個の霧化器１０４および全てのカプセル１０６が消費された後、消費されたセットの霧化器１０４と最後のカプセル１０６が新しいセットの霧化器１０４およびカプセル１０６に交換されうる。

【0061】

ステップＳ４１７で、制御回路３０３は、消耗品（吸引器１００のカプセル１０６や吸引器１５０のエアロゾル発生物品１５１）の交換が完了するのを待ち、ステップＳ４１８で、制御回路３０３は、ヒータ１２７に対する給電制御の禁止を解除し、ステップＳ４０１に戻る。

【0062】

続いて、図５を参照して、ヒータ１２７をフィードバック制御するための制御回路３０３の第１構成例について説明する。制御回路３０３は、ＭＣＵ５０１と、スイッチＳＷ１およびＳＷ２と、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}およびＲ_{ｓｈｕｎｔ２}と、オペアンプ５０２とを含みうる。ＭＣＵ５０１は、メモリ５１１と、スイッチ駆動部５１２と、目標値算出部３３１と、比較部５１３と、ＡＤＣ（アナログデジタル変換器）４１５とを含みうる。スイッチ駆動部５１２と、目標値算出部３３１と、比較部５１３とは、汎用プロセッサによって実現されてもよいし、専用回路によって実現されてもよいし、両者の組み合わせによって実現されてもよい。スイッチＳＷ１およびＳＷ２と、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}およびＲ_{ｓｈｕｎｔ２}と、スイッチ駆動部５１２と、比較部５１３とによって、供給電力制御部３３２が構成される。

【0063】

スイッチＳＷ１およびシャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}は、電圧生成回路３０２からのヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ラインとヒータ１２７との間に直列に接続されている。シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}の抵抗値をその符号と同様にＲ_{ｓｈｕｎｔ１}と標記する。以下に説明する他の抵抗についても同様である。図５の例では、スイッチＳＷ１とヒータ１２７との間にシャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}が接続されている。これにかえて、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}とヒータ１２７との間にスイッチＳＷ１が接続されてもよい。

【0064】

スイッチＳＷ１は、例えばトランジスタ、具体的にＦＥＴ（電界効果トランジスタ）ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ）によって構成されてもよい。以下ではスイッチＳＷ１などの様々なスイッチがＦＥＴによって構成される場合について説明するが、ＦＥＴはＩＧＢＴや他のスイッチで構成されてもよい。スイッチＳＷ１の制御端子（例えば、ＦＥＴのゲート）に、スイッチ駆動部５１２から制御信号ＳＷＣ１が供給される。スイッチＳＷ１は、制御信号ＳＷＣ１の値に応じて、オン・オフを切り替える。スイッチＳＷ１をオン（すなわち、導通状態）にする制御信号をオン信号と呼び、スイッチＳＷ１をオフ（すなわち、非導通状態）にする制御信号をオフ信号と呼ぶ。オン信号は例えばハイレベルであり、オフ信号は例えばローレベルである。以下に説明する他のスイッチの制御信号についても同様である。

【0065】

スイッチＳＷ２およびシャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}は、電圧生成回路３０２からのヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ラインとヒータ１２７との間に直列に接続されている。シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}の抵抗値は、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}の抵抗値よりも十分に大きい。図５の例では、スイッチＳＷ２とヒータ１２７との間にシャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}が接続されている。これにかえて、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}とヒータ１２７との間にスイッチＳＷ２が接続されてもよい。スイッチＳＷ２は、例えばトランジスタ、具体的にＦＥＴやＩＧＢＴによって構成されてもよい。スイッチＳＷ２の制御端子（例えば、ＦＥＴのゲート）には、スイッチ駆動部５１２から制御信号ＳＷＣ２が供給される。スイッチＳＷ２は、制御信号ＳＷＣ２の値に応じて、オン・オフを切り替える。

【0066】

オペアンプ（差動増幅器）５０２は、非反転入力端子、反転入力端子および出力端子を有する。オペアンプ５０２の非反転入力端子は、ヒータ１２７の一端（具体的に、第３電気接点１１３）に接続されている。オペアンプ５０２の反転入力端子は、ヒータ１２７の別の一端（具体的に、第４電気接点１１４）に接続されている。オペアンプ５０２の出力端子は、ＡＤＣ４１５の入力端子に接続されている。このように、オペアンプ５０２は、ヒータ１２７に印加されている電圧Ｖ_ＨＴＲをＡＤＣ４１５に供給する。図５の第１構成例で、制御回路３０３は、ヒータの温度に相関を有する物理量として、オペアンプ５０２の出力、すなわち電圧Ｖ_ＨＴＲを監視する。制御回路３０３は、電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値に近づくように、ヒータ１２７に供給される電力を制御する。

【0067】

スイッチ駆動部５１２は、制御信号をスイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２以外のスイッチ（トランジスタ）に供給してもよい。例えば、電圧変換器（電圧レギュレータ）３２１に内蔵されたスイッチ（トランジスタ）の制御端子、又は、ヒータ１２７と接地の間やヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ラインに設けられる不図示のスイッチ（トランジスタ）の制御端子に、スイッチ駆動部５１２から制御信号が供給されてもよい。

【0068】

図１６を参照して、電圧Ｖ_ＨＴＲの目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}の決定方法について説明する。後述するように、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、監視中の電圧Ｖ_ＨＴＲとの比較対象として使用される。そのため、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、閾値と称されてもよい。制御回路３０３は、ヒータ１２７が加熱されていない状態、例えば、図４ＡのステップＳ４０４よりも前に、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を決定する動作を行ってもよい。目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}の決定は、ヒータ１２７が新品時の状態で実行されてもよい。ヒータ１２７が新品であるとは、例えばユーザがエアロゾルを吸引するためにヒータ１２７の使用を開始する前の状態であってもよい。ヒータ１２７が新品である期間に、吸引器１００、１５０の製造時が含まれてもよい。さらに、制御回路３０３は、ヒータ１２７が新品時の状態ではない場合に、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を決定してもよい。

【0069】

ステップＳ１６０１で、目標値算出部３３１は、現時点のヒータ１２７の温度を測定し、この温度を基準温度Ｔ_Ｒｅｆとする。基準温度Ｔ_Ｒｅｆは、吸引器１００内の任意箇所の温度（例えば、温度センサ３０４によって検出される温度）や、室温に基づいて決定されてもよい。

【0070】

ステップＳ１６０２で、目標値算出部３３１は、スイッチＳＷ１をオフにし、スイッチＳＷ２をオンにする。これによって、ヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ラインから、スイッチＳＷ２、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}およびヒータ１２７を経由して接地まで電流が流れる。目標値算出部３３１は、ヒータ１２７に印加されている電圧Ｖ_ＨＴＲをデジタル形式でＡＤＣ４１５から受け取る。目標値算出部３３１は、この電圧Ｖ_ＨＴＲを以下の式（１）に当てはめることによって、基準抵抗値Ｒ_Ｒｅｆを算出する。

【0071】

【数1】

【0072】

式（１）において、ＶｏｕｔおよびＲ_{Ｓｈｕｎｔ２}は規定値である。これらの値は、製造時にメモリ５１１に書き込まれる。

【0073】

ステップＳ１６０３で、目標値算出部３３１は、式（２）に従って目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を算出し、ステップＳ１６０４で目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}をデジタル形式でメモリ５１１に格納する。

【0074】

【数2】

【0075】

式（２）において、α、Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ}は規定値である。これらの値は、製造時にメモリ５１１に書き込まれる。αは、ヒータ１２７の温度係数[ｐｐｍ／℃]である。αは、ヒータ１２７の材質やサイズによって定まる値である。

【0076】

Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、エアロゾル源を加熱中のヒータ１２７の目標温度である。目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、例えば製造時に設定される。目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、ヒータ１２７の温度が目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ}である時点の電圧Ｖ_ＨＴＲに相当する。言い換えると、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、ヒータ１２７の温度が吸引器１００、１５０からエアロゾルを生成可能な範囲に含まれるように電圧生成回路３０２からヒータ１２７に電力が供給されている状態におけるヒータ１２７の電圧Ｖ_ＨＴＲの値に等しい。吸引器１００において、目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、２１０℃以上且つ２３０℃未満の範囲内、例えば２２０℃となるように設定される。電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}に近づくようにフィードバック制御を行うことによって、ヒータ１２７の温度も目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ}に近づくように変動する。

【0077】

制御回路３０３の回路特性は、制御回路３０３を構成する素子の製品公差などにより吸引器ごとに異なりうる。そのため、上述のように決定された目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、製品ごとに異なりうる。言い換えると、１つの吸引器の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、この吸引器と同じ構成要素を有する他の吸引器の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}と異なりうる。

【0078】

上述の例では、式（１）および（２）に分けて目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を算出するように説明している。しかし、目標値算出部３３１は、これらの式を統合した式に従って目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を算出してもよい。

【0079】

図２を用いて上述したように、ヒータ１２７の目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、複数の値を有しうる。そのため、目標値算出部３３１は、複数の目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ}のそれぞれについて目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を決定し、メモリ５１１に格納してもよい。

【0080】

続いて、図６を参照して、ヒータ１２７の温度のフィードバック制御について説明する。制御回路３０３は、このフィードバック制御を、ユーザによる吸引中（例えば、図４Ａ及び図４ＢのステップＳ４０４～Ｓ４０９の間）に実行する。

【0081】

ステップＳ６０１で、比較部５１３は、メモリ５１１からデジタル形式の初期値の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を読み出す。その後、比較部５１３は、読み出したデジタル形式の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}と、デジタル形式でＡＤＣ４１５から受け取った電圧Ｖ_ＨＴＲとを比較し、これらの比較結果をスイッチ駆動部５１２に供給し続ける。このように、比較部５１３は、ヒータ１２７に印加されている電圧Ｖ_ＨＴＲを監視する。図２の例では、目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ１}に相当するヒータ電圧が目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}として読み出される。

【0082】

ステップＳ６０２で、スイッチ駆動部５１２は、制御信号ＳＷＣ１としてオフ信号を供給することによってスイッチＳＷ１をオフにし、制御信号ＳＷＣ２としてオン信号を供給することによってスイッチＳＷ２をオンにする。その後、スイッチ駆動部５１２は、比較部５１３からの出力に基づいて、電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}よりも低いどうかを判定する。この条件を満たす場合（ステップＳ６０２で「ＹＥＳ」）に、スイッチ駆動部５１２は処理をステップＳ６０３に遷移し、それ以外の場合（ステップＳ６０２で「ＮＯ」）に、スイッチ駆動部５１２は処理をステップＳ６０４に遷移する。

【0083】

ステップＳ６０３で、スイッチ駆動部５１２は、制御信号ＳＷＣ１としてオン信号を供給することによってスイッチＳＷ１をオンにし、制御信号ＳＷＣ２としてオフ信号を供給することによってスイッチＳＷ２をオフにする。スイッチ駆動部５１２は、スイッチＳＷ１にすでにオン信号を供給している場合にその状態を維持し、スイッチＳＷ２にすでにオフ信号を供給している場合にその状態を維持する。この状態は、比較部５１３による比較結果が変化するまで維持される。これにより、ヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ラインから、スイッチＳＷ１、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}およびヒータ１２７を経由して接地まで電流が流れる。一方、スイッチＳＷ２を経由する経路には電流が流れない。ヒータ１２７にシャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}経由で電流が流れることによって、ヒータ１２７の加熱に必要な電力が供給され、ヒータ１２７の温度が上昇する。シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}は、ヒータ１２７の温度を上昇可能な電流を流す抵抗値を有する。

【0084】

ステップＳ６０４で、スイッチ駆動部５１２は、制御信号ＳＷＣ１としてオフ信号を供給することによってスイッチＳＷ１をオフにし、制御信号ＳＷＣ２としてオン信号を供給することによってスイッチＳＷ２をオンにする。スイッチ駆動部５１２は、スイッチＳＷ２にすでにオン信号を供給している場合にその状態を維持し、スイッチＳＷ１にすでにオフ信号を供給している場合にその状態を維持する。この状態は、比較部５１３による比較結果が変化するまで維持される。これにより、ヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ラインから、スイッチＳＷ２、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}およびヒータ１２７を経由して接地まで電流が流れる。一方、スイッチＳＷ１を経由する経路には電流が流れない。シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}は十分に大きいため、ヒータ１２７の加熱に必要な電力が供給されず、ヒータ１２７の温度が下降する。すなわち、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}は、ヒータ１２７の温度を下降可能な電流を流す抵抗値を有する。電流がシャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}を流れる場合にヒータ１２７に供給される電力の量は、電流がシャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}を流れる場合にヒータ１２７に供給される電力の量よりも低い。シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}の抵抗値が十分に大きい場合に、ヒータ１２７に供給される電力は実質的にゼロとなる。

【0085】

ステップＳ６０５で、スイッチ駆動部５１２は、目標値の切り替え条件を満たすかどうかを判定する。この条件を満たす場合（ステップＳ６０５で「ＹＥＳ」）に、スイッチ駆動部５１２は処理をステップＳ６０６に遷移し、それ以外の場合（ステップＳ６０５で「ＮＯ」）に、スイッチ駆動部５１２は処理をステップＳ６０２に遷移する。

【0086】

目標値の切り替え条件は、吸引器１００、１５０の使用状況に基づいてもよい。この使用状況は、吸引の回数と、吸引の長さと、吸引の量とのうちの少なくとも１つを含んでもよい。例えば、比較部５１３は、吸引開始からの経過時間をタイマーで測定し、吸引開始から所定の時間が経過したことに応じて目的値を切り替えてもよい。また、比較部５１３は、ユーザが吸引を行った回数をカウントするカウンタを含んでもよく、このカウンタの値が所定値に到達したことに応じて目的値を切り替えてもよい。さらに、吸引器１００、１５０は、ユーザによる吸引の量を測定するセンサをさらに備え、比較部５１３は、このセンサによって検出された吸引の量が所定値に到達したことに応じて目的値を切り替えてもよい。なお、比較部５１３は、ヒータ１２７へ電力の供給を開始してからの経過時間をタイマーで測定し、ヒータ１２７へ電力の供給を開始してから所定の時間が経過したことに応じて目的値を切り替えてもよい。

【0087】

ステップＳ６０６で、比較部５１３は、メモリ５１１から切り替え後の初期値の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を読み出す。その後、比較部５１３は、読み出したデジタル形式の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}と、デジタル形式でＡＤＣ４１５から受け取った電圧Ｖ_ＨＴＲとを比較し、これらの比較結果をスイッチ駆動部５１２に供給し続ける。図２の例では、目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ２}に相当するヒータ電圧が目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}として読み出される。目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}が切り替えられた後は、新たな目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}に近づくようにヒータ電圧が制御される。

【0088】

ステップＳ６０７で、スイッチ駆動部５１２は、加熱処理を終了するかどうかを判定する。この条件を満たす場合（ステップＳ６０７で「ＹＥＳ」）に、スイッチ駆動部５１２は処理を終了し、それ以外の場合（ステップＳ６０７で「ＮＯ」）に、スイッチ駆動部５１２は処理をステップＳ６０２に遷移する。加熱処理を終了するための条件は、上述の図４ＢのステップＳ４０９に遷移するための条件である。

【0089】

以上のように、制御回路３０３は、電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}に近づくようにヒータ１２７に供給する電力を制御する。具体的に、制御回路３０３は、監視中の電圧Ｖ_ＨＴＲと目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}との比較結果に基づいて、電圧生成回路３０２からヒータ１２７への電力の供給量を切り替える。上述のように、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、ヒータ１２７の温度が目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ}となるように設定されているため、このフィードバック制御によって、エアロゾル源を加熱中のヒータ１２７の温度が所望の範囲に維持される。上述のステップＳ６０４およびＳ６０５において、等号が成立する場合にＮＯに分岐するが、これにかえてＹＥＳに分岐してもよい。また、制御回路３０３は、監視中の電圧Ｖ_ＨＴＲを他の値に変換することなく、直接、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}と比較し、フィードバック制御を行う。そのため、フィードバック制御における追従性が高まる。

【0090】

続いて、図７を参照して、ヒータ１２７をフィードバック制御するための制御回路３０３の第２構成例について説明する。第２構成例では、図５の第１構成例においてＭＣＵ５０１が実行していたフィードバック制御をアナログ回路によって実行する。以下、第１構成例との相違点について主に説明する。

【0091】

第２構成例の制御回路３０３は、第１構成例の制御回路３０３と比較して、コンパレータＣＭＰおよび論理反転のためのインバータ７０２をさらに有する。また、第２構成例のＭＣＵ５０１は、スイッチ駆動部５１２および比較部５１３を含まず、ＤＡＣ（デジタルアナログ変換器）７０１を含む。

【0092】

コンパレータＣＭＰの反転入力端子は、ヒータ１２７のヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ライン側の端部（すなわち、第３電気接点１１３）に接続されている。したがって、コンパレータＣＭＰの反転入力端子には、ヒータ１２７に印加されている電圧Ｖ_ＨＴＲが供給される。コンパレータＣＭＰの非反転入力端子には、ＭＣＵ５０１（具体的に、ＤＡＣ７０１）からアナログ形式の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}が供給される。したがって、コンパレータＣＭＰは、電圧Ｖ_ＨＴＲと目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}との比較結果を出力する。すなわち、コンパレータＣＭＰは、ヒータ１２７の温度に相関を有する物理量として、電圧Ｖ_ＨＴＲを監視する。

【0093】

コンパレータＣＭＰからの出力信号は、分圧回路を経由してスイッチＳＷ１の制御端子に供給される。また、コンパレータＣＭＰからの出力信号は、インバータ７０２および分圧回路を経由してスイッチＳＷ２の制御端子に供給される。なお、これら分圧回路の双方または一方は省略されてもよい。ＤＡＣ７０１は、メモリ５１１からデジタル形式の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を読み出し、アナログ形式に変換してコンパレータＣＭＰに供給する。

【0094】

第２構成例において、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}の決定方法は第１構成例と同じであるため、説明を省略する。第２構成例におけるヒータ１２７の温度のフィードバック制御について説明する。制御回路３０３は、このフィードバック制御を、ユーザによる吸引中（例えば、図４Ａ及び図４ＢのステップＳ４０４～Ｓ４０９の間）に実行する。このフィードバック制御中に、ＭＣＵ５０１は、図６のステップＳ６０１、Ｓ６０５およびＳ６０６と同様の処理を行って、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を切り替えてもよい。

【0095】

ヒータ１２７への電力供給を開始するために、ＤＡＣ７０１は、メモリ５１１から目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を読み出し、アナログ形式に変換してコンパレータＣＭＰに供給し続ける。吸引直後はヒータ１２７の温度が低く、それゆえ電圧Ｖ_ＨＴＲも低いため、コンパレータＣＭＰは、比較結果としてハイレベルを出力する。その結果、スイッチＳＷ１の制御端子にハイレベルが供給され、スイッチＳＷ１がオンになる。また、スイッチＳＷ２の制御端子に、インバータ７０２によって論理反転されたローレベルが供給され、スイッチＳＷ２がオフになる。これにより、第１構成例と同様にヒータ１２７に電流が流れ、ヒータ１２７の温度が上昇する。

【0096】

ヒータ１２７の温度が上昇し、電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を上回ると、コンパレータＣＭＰは、比較結果としてローレベルを出力する。その結果、スイッチＳＷ１の制御端子にローレベルが供給され、スイッチＳＷ１がオフになる。また、スイッチＳＷ２の制御端子に、インバータ７０２によって論理反転されたハイレベルが供給され、スイッチＳＷ２がオンになる。これにより、第１構成例と同様に電流が流れ、ヒータ１２７の温度が下降する。その後、電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を下回ると、ヒータ１２７の温度が上昇するようにヒータ１２７に電力が供給される。

【0097】

以上のように、制御回路３０３は、電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}に近づくようにヒータ１２７に供給する電力を制御する。第２構成例では、ＭＣＵ５０１に含まれないアナログ回路（具体的に、コンパレータＣＭＰ）によって電圧Ｖ_ＨＴＲおよび目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}の大小比較を行っているため、ＭＣＵ５０１の動作クロックに束縛されずに電力制御を行える。そのため、いっそう高速な制御が可能となる。また、ＭＣＵ５０１が大小比較を行わないため、ＭＣＵ５０１の処理負担が軽減する。

【0098】

続いて、図８を参照して、ヒータ１２７をフィードバック制御するための制御回路３０３の第３構成例について説明する。図７の第２構成例ではコンパレータを１系統有していたのに対して、第３構成例では、コンパレータを２系統有する。以下、第２構成例との相違点について主に説明する。

【0099】

第３構成例の制御回路３０３は、第２構成例の制御回路３０３と比較して、コンパレータＣＭＰおよびインバータ７０２を含まず、コンパレータＣＭＰ１およびＣＭＰ２ならびにスイッチＳＷ３およびＳＷ４を含む。また、第３構成例のＭＣＵ５０１は、ＤＡＣ７０１を含まず、ＤＡＣ８０１および８０２を含む。

【0100】

コンパレータＣＭＰ１の反転入力端子は、ヒータ１２７のヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ライン側の端部（すなわち、第３電気接点１１３）に接続されている。したがって、コンパレータＣＭＰ１の反転入力端子には、ヒータ１２７に印加されている電圧Ｖ_ＨＴＲが供給される。コンパレータＣＭＰ１の非反転入力端子には、アナログ形式の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}が供給される。したがって、コンパレータＣＭＰ１は、電圧Ｖ_ＨＴＲと目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}との比較結果を出力する。コンパレータＣＭＰ１からの出力信号は、分圧回路を経由してスイッチＳＷ１の制御端子に供給される。

【0101】

コンパレータＣＭＰ２の非反転入力端子は、ヒータ１２７のヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ライン側の端部（すなわち、第３電気接点１１３）に接続されている。したがって、コンパレータＣＭＰ２の非反転入力端子には、ヒータ１２７に印加されている電圧Ｖ_ＨＴＲが供給される。コンパレータＣＭＰ２の反転入力端子には、アナログ形式の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}が供給される。したがって、コンパレータＣＭＰ２は、電圧Ｖ_ＨＴＲと目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}との比較結果を出力する。コンパレータＣＭＰ２からの出力信号は、分圧回路を経由してスイッチＳＷ２の制御端子に供給される。以上のように構成されたコンパレータＣＭＰ１とコンパレータＣＭＰ２とは、互いに異なるレベルの信号を出力する。

【0102】

ＤＡＣ８０１は、メモリ５１１からデジタル形式の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}を読み出し、アナログ形式に変換し、スイッチＳＷ３を介してコンパレータＣＭＰ１およびＣＭＰ２に供給する。ＤＡＣ８０２は、メモリ５１１からデジタル形式の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}を読み出し、アナログ形式に変換し、スイッチＳＷ４を介してコンパレータＣＭＰ１およびＣＭＰ２に供給する。コンパレータＣＭＰ１とコンパレータＣＭＰ２とが互いに異なるレベルの信号を出力するため、スイッチＳＷ３およびＳＷ４は、一方のみがオンになる。そのため、スイッチＳＷ３がオン（すなわち、スイッチＳＷ４がオフ）の場合に、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}が目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}としてコンパレータＣＭＰ１およびＣＭＰ２に供給される。スイッチＳＷ４がオン（すなわち、スイッチＳＷ３がオフ）の場合に、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}が目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}としてコンパレータＣＭＰ１およびＣＭＰ２に供給される。

【0103】

目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}は、スイッチＳＷ１がオン且つスイッチＳＷ２がオフの場合の電圧Ｖ_ＨＴＲの目標値である。目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}は、スイッチＳＷ１がオフ且つスイッチＳＷ２がオンの場合の電圧Ｖ_ＨＴＲの目標値である。目標値算出部３３１は、上述の式（１）ならびに以下の式（３）および（４）に従ってこれらの目標値を算出し、メモリ５１１に格納する。

【0104】

【数3】

【0105】

【数4】

【0106】

式（３）および式（４）において、α、Ｖｏｕｔ、Ｒ_{Ｓｈｕｎｔ１}およびＲ_{Ｓｈｕｎｔ２}は規定値であり、例えば製造時にメモリ５１１に書き込まれる。目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、式（２）について上述したとおりである。Ｒ_{Ｓｈｕｎｔ１}＞Ｒ_{Ｓｈｕｎｔ２}であるため、Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}＜Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}となる。

【0107】

第１構成例と同様にして、目標値算出部３３１は、式（１）に従って基準抵抗値Ｒ_Ｒｅｆを算出し、この値を式（３）および式（４）に当てはめることによって目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}および目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}を算出する。目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ}が複数ある場合に、複数の目標温度Ｔ_{Ｔａｒｇｅｔ}のそれぞれについて、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}および目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}が算出される。

【0108】

第３構成例におけるヒータ１２７の温度のフィードバック制御について説明する。制御回路３０３は、このフィードバック制御を、ユーザによる吸引中（例えば、図４Ａ及び図４ＢのステップＳ４０４～Ｓ４０９の間）に実行する。このフィードバック制御中に、ＭＣＵ５０１は、図６のステップＳ６０１、Ｓ６０５およびＳ６０６と同様の処理を行って、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}および目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}を切り替えてもよい。

【0109】

ヒータ１２７への電力供給を開始するために、ＤＡＣ８０１は、メモリ５１１から目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}を読み出し、アナログ形式に変換してスイッチＳＷ３に供給し続ける。また、ＤＡＣ８０２は、メモリ５１１から目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}を読み出し、アナログ形式に変換してスイッチＳＷ４に供給し続ける。この時点で、スイッチＳＷ３がオンであり、スイッチＳＷ４がオフであるとする。そのため、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}として目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}がコンパレータＣＭＰ１およびＣＭＰ２に供給される。

【0110】

吸引直後はヒータ１２７の温度が低く、それゆえ電圧Ｖ_ＨＴＲも低いため、コンパレータＣＭＰ１は比較結果としてハイレベルを出力し、コンパレータＣＭＰ２は比較結果としてローレベルを出力する。その結果、スイッチＳＷ１の制御端子およびスイッチＳＷ３の制御端子にハイレベルが供給され、スイッチＳＷ１およびＳＷ３がオンになる。また、スイッチＳＷ２の制御端子およびスイッチＳＷ４の制御端子にローレベルが供給され、スイッチＳＷ２およびＳＷ４がオフになる。これにより、第１構成例と同様にヒータ１２７に電流が流れ、ヒータ１２７の温度が上昇する。また、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}として目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}がコンパレータＣＭＰ１およびＣＭＰ２に供給され続ける。

【0111】

ヒータ１２７の温度が上昇し、電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を上回ると、コンパレータＣＭＰ１は、比較結果としてローレベルを出力し、コンパレータＣＭＰ２は、比較結果としてハイレベルを出力する。その結果、スイッチＳＷ１の制御端子およびスイッチＳＷ３の制御端子にローレベルが供給され、スイッチＳＷ１およびＳＷ３がオフになる。また、スイッチＳＷ２の制御端子およびスイッチＳＷ４の制御端子にハイレベルが供給され、スイッチＳＷ２およびＳＷ４がオンになる。これにより、第１構成例と同様にヒータ１２７に電流が流れ、ヒータ１２７の温度が下降する。また、目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}として目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}がコンパレータＣＭＰ１およびＣＭＰ２に供給されるようになる。その後、電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を下回ると、ヒータ１２７の温度が上昇するようにヒータ１２７に電力が供給される。

【0112】

以上のように、制御回路３０３は、電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}に近づくようにヒータ１２７に供給する電力を制御する。第３構成例では、ヒータ１２７の温度が上昇中であるか下降中であるかに応じて目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}の値を切り替えるため、一層細やかなフィードバック制御が行える。

【0113】

続いて、図９を参照して、ヒータ１２７をフィードバック制御するための制御回路３０３の第４構成例について説明する。第４構成例は、第３構成例と比較して、遅延回路９０１および９０２をさらに有する。以下、第３構成例との相違点について主に説明する。

【0114】

遅延回路９０１は、コンパレータＣＭＰ１の出力端子とスイッチＳＷ１の制御端子との間のノードに接続されている。遅延回路９０２は、コンパレータＣＭＰ２の出力端子とスイッチＳＷ２の制御端子との間のノードに接続されている。遅延回路９０１および９０２によって、切り替えの速度を調整できる。これにより、ヒータ１２７の温度変化を滑らかにしたり、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２の寿命を延長したりすることができる。

【0115】

続いて、図１０を参照して、ヒータ１２７をフィードバック制御するための制御回路３０３の第５構成例について説明する。第５構成例は、第３構成例と比較して、コンデンサＣＰ１およびＣＰ２と、スイッチＳＷ５およびＳＷ６をさらに有する。以下、第３構成例との相違点について主に説明する。

【0116】

コンデンサＣＰ１は、マイクロコントローラ５０１（具体的に、ＤＡＣ８０１）とスイッチＳＷ３との間のノードに接続されている。スイッチＳＷ５は、コンデンサＣＰ１に並列に接続されている。コンデンサＣＰ１は、ＤＡＣ８０１が出力したアナログ形式の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}を保持できる。そのため、ＭＣＵ５０１は、ＤＡＣ８０１が出力した目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}をコンデンサＣＰ１が保持した後、ＤＡＣ８０１を停止できる。目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}の値が更新された場合に、ＭＣＵ５０１は、スイッチＳＷ５をオンにすることによって、コンデンサＣＰ１に保持された値をリセットし、その後、更新後の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ１}をコンデンサＣＰ１に保持させる。

【0117】

コンデンサＣＰ２は、マイクロコントローラ５０１（具体的に、ＤＡＣ８０２）とスイッチＳＷ４との間のノードに接続されている。スイッチＳＷ６は、コンデンサＣＰ２に並列に接続されている。コンデンサＣＰ２は、ＤＡＣ８０２が出力したアナログ形式の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ２}を保持できる。その他のコンデンサＣＰ２の機能についてはコンデンサＣＰ１の機能と同様である。第５構成例によれば、フィードバック制御におけるＭＣＵ５０１の関与を一層軽減でき、ＭＣＵ５０１の負担が一層軽減する。

【0118】

続いて、図１１を参照して、ヒータ１２７をフィードバック制御するための制御回路３０３の第６構成例について説明する。第６構成例は、第３構成例と比較して、コンパレータＣＭＰ３およびＤＡＣ１１０１をさらに有する。以下、第３構成例との相違点について主に説明する。

【0119】

コンパレータＣＭＰ３の反転入力端子は、ヒータ１２７のヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ライン側の端部（すなわち、第３電気接点１１３）に接続されている。したがって、コンパレータＣＭＰ３の反転入力端子には、ヒータ１２７に印加されている電圧Ｖ_ＨＴＲが供給される。コンパレータＣＭＰ３の非反転入力端子には、アナログ形式の上限値Ｖ_{Ｕｐｐｅｒ}が供給される。したがって、コンパレータＣＭＰ３は、電圧Ｖ_ＨＴＲと上限値Ｖ_{Ｕｐｐｅｒ}との比較結果を出力する。コンパレータＣＭＰ３からの出力信号は、分圧回路を経由してスイッチＳＷ２の制御端子に供給される。スイッチＳＷ２の制御端子につながる分圧回路は、コンパレータＣＭＰ２の出力とコンパレータＣＭＰ３の出力との少なくとも一方がローレベルである場合にスイッチＳＷ２の制御端子にローレベルが供給され、コンパレータＣＭＰ２の出力とコンパレータＣＭＰ３の出力との両方がハイレベルである場合にスイッチＳＷ２の制御端子にハイレベルが供給されるように構成される。

【0120】

上限値Ｖ_{Ｕｐｐｅｒ}は、ヒータ１２７の温度が２３０℃以上である場合の電圧Ｖ_ＨＴＲと等しくなるように設定され、メモリ５１１に格納される。上限値Ｖ_{Ｕｐｐｅｒ}は、上述のいずれの目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}よりも高い値となる。監視中の電圧Ｖ_ＨＴＲが上限値Ｖ_{Ｕｐｐｅｒ}未満である場合に、コンパレータＣＭＰ３の出力信号はハイレベルとなる。この場合に、第３構成例と同様にして、ヒータ１２７に電力が供給される。

【0121】

監視中の電圧Ｖ_ＨＴＲが上限値Ｖ_{Ｕｐｐｅｒ}に達すると、スイッチＳＷ１の制御端子へローレベルが供給されるとともに、スイッチＳＷ２の制御端子へもローレベルが供給される。そのため、電圧生成回路３０２からヒータ１２７への電力の供給が停止する。このように、第６構成例によれば、ヒータ１２７の過熱が抑制される。

【0122】

図２を用いて上述したように、吸引開始直後のヒータ１２７の温度上昇率と、吸引中の温度上昇率とは互いに異なっている。要求される温度プロファイルによっては、温度上昇率の場合だけでなく、温度降下率を異ならせる場合もある。そこで、ヒータ１２７の温度変化率を変更する方法を以下に説明する。

【0123】

図１２のグラフ１２００は、ヒータ１２７の温度変化の一例を示す。グラフ２００の横軸は時間を示し、グラフ２００の縦軸はヒータ１２７の温度を示す。時刻ｔ０で目標温度がＴＧＴ１からＴＧＴ２に切り替わったとする。この場合に、ヒータ１２７の温度は、時刻ｔ１に温度ＴＧＴ２となる。一方、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて、目標温度が５段階に漸増している。そのため、ヒータ１２７の温度がＴＧＴ１からＴＧＴ２まで切り替わる時間（ｔ４－ｔ３）は、目標温度を直接切り替えた場合の時間（ｔ１－ｔ０）よりも長くなる。そこで、制御回路３０３は、ヒータ１２７の温度上昇率を低減したい場合に、上述の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を漸増する（すなわち、複数段階に分けて増加する）。また、制御回路３０３は、ヒータ１２７の温度降下率を低減したい場合に、上述の目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}を漸減する（すなわち、複数段階に分けて減少する）。この方法は、上述の構成例に何れについても適用可能である。

【0124】

ヒータ１２７の温度変化率を変更する別の方法を以下に説明する。以下に説明する方法では、ヒータ１２７の温度の上昇させるためにヒータ１２７に供給する電力を切り替えることによって、ヒータ１２７の温度上昇率を変更する。

【0125】

図１３を参照して、ヒータ１２７をフィードバック制御するための制御回路３０３の第７構成例について説明する。この構成例で、制御回路３０３は、ヒータ１２７の温度上昇率を変更可能である。第７構成例は、第３構成例と比較して、方形波発生回路１３００をさらに含む。方形波発生回路１３００は、入力された信号（例えば、電圧信号）を方形波にして出力する回路である。方形波発生回路１３００は、コンパレータＣＭＰ１の非反転入力端子に接続されている。そのため、スイッチＳＷ３から供給される目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、方形波発生回路１３００を介してコンパレータＣＭＰ１の非反転入力端子に入力される。

【0126】

図１４を参照して、方形波発生回路１３００の具体的な回路構成を示す。方形波発生回路１３００は、図１４に示すような構成を有する。方形波発生回路１３００に入力された目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、グラフ１４００に示すような方形波として出力される。そのため、ヒータ電圧Ｖ_ＨＴＲが目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}よりも低い場合であっても、スイッチＳＷ１は、オンに維持されるわけではなく、オン・オフが周期的に切り替わる。これに応じて、ヒータ１２７に供給される電力量が低下するため、ヒータ１２７の温度上昇率が低減する。

【0127】

制御回路３０３は、方形波発生回路１３００をバイパスする経路に切り替え可能なパイパス回路１４０１をさらに含んでもよい。パイパス回路１４０１は、例えばスイッチＳＷ７で構成される。スイッチＳＷ７がオンになると、コンパレータＣＭＰ１の非反転入力端子に目標値Ｖ_{Ｔａｒｇｅｔ}が供給され続ける。そのため、スイッチＳＷ７がオフ（すなわち、方形波が供給される）場合と比較して、ヒータ１２７に供給される電力量が多くなり、ヒータ１２７の温度上昇率が増加する。このように、制御回路３０３は、スイッチＳＷ７のオン・オフを切り替えることによって、ヒータ１２７の温度上昇率を変化させることが可能になる。

【0128】

方形波発生回路１３００は、コンパレータＣＭＰ１の非反転入力端子に接続されるかわりに、コンパレータＣＭＰ１の出力端子（例えば、図１３のノード１３０１の位置）に接続されてもよい。この場合であっても、図１４で説明したのと同様にして、ヒータ１２７の温度上昇率を変化させることが可能になる。

【0129】

図１５を参照して、ヒータ１２７をフィードバック制御するための制御回路３０３の第８構成例について説明する。この構成例で、制御回路３０３は、ヒータ１２７の温度上昇率を変更可能である。第８構成例は、第３構成例と比較して、スイッチＳＷ８をさらに含む。また、電圧生成回路３０２は、Ｖｏｕｔ１およびＶｏｕｔ２の２種類の定電圧を生成可能である。ここで、電圧Ｖｏｕｔ１が電圧Ｖｏｕｔ２よりも大きいとする。

【0130】

制御回路３０３は、ヒータ１２７の温度上昇率を高い方の値にしたい場合に、電圧Ｖｏｕｔ１からヒータ１２７に電力を供給する。制御回路３０３は、ヒータ１２７の温度上昇率を低い方の値にしたい場合に、電圧Ｖｏｕｔ２からヒータ１２７に電力を供給する。このようにして、制御回路３０３は、ヒータ１２７の温度上昇率を変化させることが可能になる。

【0131】

ヒータ１２７の温度変化率の変更はどのタイミングで行われてもよい。例えば、目標温度の変更と同時に行われてもよいし、目標温度に向かってヒータ１２７の温度が変化している途中に行われてもよい。

【0132】

本発明の第１構成例から第８構成例のいずれの制御回路においても、電圧生成回路３０２からのヒータ駆動電圧Ｖｏｕｔの供給ラインとヒータ１２７との間に、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}が設けられている。これに代えて、接地とヒータ１２７との間に、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ１}、シャント抵抗Ｒ_{ｓｈｕｎｔ２}を設けてもよい。

【0133】

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

【0134】

本願は、２０２０年３月１２日提出の日本国特許出願特願２０２０－０４３２７９を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】