特許 7348314 エアロゾル生成装置の電源ユニット及びカートリッジ、並びにカートリッジの種別を判定する方法

(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】2023-09-11

(45)【発行日】2023-09-20

(54)【発明の名称】エアロゾル生成装置の電源ユニット及びカートリッジ、並びにカートリッジの種別を判定する方法

(51)【国際特許分類】

   A24F 40/51 20200101AFI20230912BHJP

   A24F 40/40 20200101ALI20230912BHJP

   A24F 40/50 20200101ALI20230912BHJP

   A24F 40/42 20200101ALI20230912BHJP

【ＦＩ】

A24F40/51

A24F40/40

A24F40/50

A24F40/42

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2021572145

(86)(22)【出願日】2020-01-21

(86)【国際出願番号】 JP2020001794

(87)【国際公開番号】W WO2021149125

(87)【国際公開日】2021-07-29

【審査請求日】2022-01-27

(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】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100173565

【弁理士】

【氏名又は名称】末松 亮太

(72)【発明者】

【氏名】小野 泰弘

(72)【発明者】

【氏名】手塚 寛

【審査官】土屋 正志

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１９－５００８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－２０１１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２１３１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１６３２６２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－０１００３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２４２４６３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１９－５２８７１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ２４Ｆ ４０／５１

Ａ２４Ｆ ４０／４０

Ａ２４Ｆ ４０／５０

Ａ２４Ｆ ４０／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
当該電源ユニットがカートリッジに接続されるとき又は接続された後に、前記カートリッジに設けられた反射部に光を発光する発光素子と、
前記反射部によって反射された前記光を受光する受光素子と、
前記受光素子が受光した光に基づき前記カートリッジの種別を判定する制御部と、
物理スイッチと、
を備え、当該電源ユニットが前記カートリッジに接続されるときに、前記物理スイッチが前記カートリッジによって押下され、
前記制御部は、前記物理スイッチが押下されたのに応じて、前記発光素子に発光を開始させる、電源ユニット。

【請求項2】

請求項１に記載の電源ユニットにおいて、
前記カートリッジの反射部が前記電源ユニットとの接続面に設けられ、
前記反射部の部材が有する光の反射率が前記カートリッジの種別に応じて異なり、
前記受光された光の信号強度に基づき前記カートリッジの種別が判定される、電源ユニット。

【請求項3】

請求項２記載の電源ユニットにおいて、前記部材の色の明度が前記カートリッジの種別に応じて異なる、電源ユニット。

【請求項4】

請求項２又は３記載の電源ユニットにおいて、前記部材の加工態様が前記カートリッジの種別に応じて異なる、電源ユニット。

【請求項5】

請求項２から４の何れか一項記載の電源ユニットにおいて、
前記反射部において、前記部材の配置パターンが前記カートリッジの種別に応じて異なり、
前記配置パターンが、複数の反射率を有する複数の種別の前記部材の組み合わせで構成される、電源ユニット。

【請求項6】

請求項５記載の電源ユニットにおいて、前記複数の種別の部材が光の無反射部材を含む、電源ユニット。

【請求項7】

請求項５又は６記載の電源ユニットにおいて、前記制御部は、当該電源ユニットがカートリッジに接続されるときに、
第１種別の前記部材を介して前記受光素子が第１信号強度の光を受光したのに応じて、前記制御部が前記カートリッジを検知する動作を開始し、
引き続き、第２種別の前記部材を介して前記受光素子が第２信号強度の光を受けたのに応じて、前記制御部が前記動作を終了する、電源ユニット。

【請求項8】

請求項１から７の何れか一項に記載の電源ユニットにおいて、
前記制御部は、前記物理スイッチが前記カートリッジによって再び押下されたのに応じて、前記発光素子に発光を終了させる、電源ユニット。

【請求項9】

請求項１から７の何れか一項に記載の電源ユニットにおいて、
前記制御部は、前記カートリッジの種別が判定されたのに応じて、前記発光素子に発光を終了させる、電源ユニット。

【請求項10】

請求項１から９の何れか一項に記載の電源ユニットにおいて、
前記制御部は、前記発光素子による発光が開始された後、所定の期間にわたり前記受光素子により受光されない場合に、当該電源ユニットの前記カートリッジへの接続失敗と判定して、前記発光素子に発光を終了させる、電源ユニット。

【請求項11】

請求項１０に記載の電源ユニットであって、更に、報知部を備えており、
前記制御部は、前記報知部に前記接続失敗を報知させる、電源ユニット。

【請求項12】

請求項１１に記載の電源ユニットにおいて、
前記報知部は、前記接続失敗の報知によって、当該電源ユニットの前記カートリッジへの再度の接続の操作をユーザに促す、電源ユニット。

【請求項13】

請求項１から１２の何れか一項に記載の電源ユニットにおいて、
前記制御部は、前記カートリッジの種別を判定することができない場合に、前記カートリッジへの電力供給を禁止する、電源ユニット。

【請求項14】

カートリッジの種別を判定する方法であって、前記カートリッジがエアロゾル生成装置の電源ユニットに軸方向に沿って接続されるとき又は接続された後に、
前記電源ユニットの発光素子により、前記カートリッジに設けられた反射部に光を発光するステップと、
前記電源ユニットの受光素子により、前記反射部によって反射された前記光を受光するステップと、
前記受光素子が受光した光に基づき前記カートリッジの種別を判定するステップと、
を含み、前記反射部の部材が有する光の反射率が前記カートリッジの種別に応じて異なり、
当該方法が更に、前記カートリッジが前記電源ユニットに接続されるときに、前記電源ユニットが備える物理スイッチが前記カートリッジによって押下されることに応じて、前記発光素子が発光を開始するステップを含む、方法。

【請求項15】

請求項１４記載の方法において、前記部材の色及び／又は加工態様が前記カートリッジの種別に応じて異なる、方法。

【請求項16】

請求項１４又は１５の何れか一項記載の方法において、
前記反射部において、前記部材の配置パターンが前記カートリッジの種別に応じて異なり、
前記配置パターンが、複数の反射率を有する複数の種別からなる前記部材の組み合わせで構成される、方法。

【請求項17】

請求項１６記載の方法において、前記部材が光の無反射部材を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、エアロゾル生成装置の電源ユニット及びカートリッジ、並びにカートリッジの種別を判定する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電子タバコやネブライザなど、ユーザに吸引される香味成分が付与された気体を生成するエアロゾル生成装置が普及している。エアロゾル生成装置には、例えば、エアロゾルを生成するためのエアロゾル源やエアロゾルに香味を付与するための香味源などの、香味成分が付与された気体の生成に寄与する要素が装着される。そして、これら要素に蓄積された内容物が気体生成の度に消費される。ユーザは、これらエアロゾル生成装置により生成された、香味成分が付与された気体を吸引する（以下、パフとも称する。）ことで、気体と共に香味を味わうことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０１８－５１２１４１

【文献】特表２０１７－５３８４２０

【文献】特表２０１２－５１３７５０

【文献】特表２０１５－５３５７６０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ユーザに対し十分な吸引体験を提供しつつ要素の有効活用を図ることが望ましく、そのためには、要素がエアロゾル生成装置に装着される際に要素の種別を判定可能とするのがよい。例えば、特許文献３では、吸煙物品上に印刷された識別情報を検出して吸引物品を他の物品と区別する。しかしながら、このような検出手法は、印字状態に依存することも多い。つまり、吸煙物品上に識別情報を鮮明に印刷する必要があり、また、識別情報を誤認識することなく読み取るための高精度な処理が必要であった。そこで、本開示は、要素及びエアロゾル生成装置の機構を工夫し、要素がエアロゾル生成装置に装着される際に要素の種別を容易に判定可能とすることを目的の１つとする。また、種別に応じてエアロゾル生成装置の動作を制御可能とすることを目的の１つとする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上述した課題を解決するために、第１観点によれば、エアロゾル生成装置の電源ユニットが提供される。かかる電源ユニットは、当該電源ユニットがカートリッジに接続されるとき又は接続された後に、カートリッジに設けられた反射部に光を発光する発光素子と、反射部によって反射された光を受光する受光素子と、受光素子が受光した光に基づきカートリッジの種別を判定する制御部と、を備える。

【0006】

かかるエアロゾル生成装置の電源ユニットによれば、例えば特定の印字情報を正確に読み取るための素子を配置するのと比べて、カートリッジの種別を簡易、安価、かつ高精度に判定することができる。また、種別に応じてエアロゾル生成装置の動作を制御可能とすることができる。これにより、ユーザに対し十分な吸引体験を提供することができる。

【0007】

第２観点の電源ユニットは、第１観点の電源ユニットにおいて、カートリッジの反射部が電源ユニットとの接続面に設けられ、反射部の部材が有する光の反射率がカートリッジの種別に応じて異なり、受光された光の信号強度に基づきカートリッジの種別が判定される。

【0008】

第３観点の電源ユニットは、第２観点の電源ユニットにおいて、部材の色の明度がカートリッジの種別に応じて異なってよい。

【0009】

第４観点の電源ユニットは、第２観点又は第３観点の電源ユニットにおいて、部材の加工態様がカートリッジの種別に応じて異なってよい。

【0010】

第５観点の電源ユニットは、第２観点から第４観点の何れかの電源ユニットにおいて、反射部において、部材の配置パターンがカートリッジの種別に応じて異なり、配置パターンが、複数の反射率を有する複数の種別の部材の組み合わせで構成されてよい。

【0011】

第６観点の電源ユニットは、第５観点の電源ユニットにおいて、複数の種別の部材が光の無反射部材を含んでよい。

【0012】

第７観点の電源ユニットは、第５観点又は第６観点の電源ユニットにおいて、制御部は、当該電源ユニットがカートリッジに接続されるときに、第１種別の部材を介して受光素子が第１信号強度の光を受光したのに応じて、制御部がカートリッジを検知する動作を開始し、引き続き、第２種別の部材を介して受光素子が第２信号強度の光を受けたのに応じて、制御部が当該動作を終了してよい。

【0013】

第８観点の電源ユニットは、第１観点から第７観点の何れかの電源ユニットであって、更に、物理スイッチを備えており、当該電源ユニットがカートリッジに接続されるときに、物理スイッチがカートリッジによって押下され、制御部は、物理スイッチが押下されたのに応じて、発光素子に発光を開始させてよい。

【0014】

第９観点の電源ユニットは、第８観点の電源ユニットにおいて、制御部は、物理スイッチがカートリッジによって再び押下されたのに応じて、発光素子に発光を終了させてよい。

【0015】

第１０観点の電源ユニットは、第１観点から第８観点の何れかの電源ユニットにおいて、制御部は、カートリッジの種別が判定されたのに応じて、発光素子に発光を終了させてよい。

【0016】

第１１観点の電源ユニットは、第１観点から第７観点の何れかの電源ユニットにおいて、制御部は、発光素子による発光が開始された後、所定の期間にわたり受光素子により受光されない場合に、当該電源ユニットのカートリッジへの接続失敗と判定して、発光素子に発光を終了させてよい。

【0017】

第１２観点の電源ユニットは、第１１観点の電源ユニットであって、更に、報知部を備えており、制御部は、報知部に接続失敗を報知させてよい。

【0018】

第１３観点の電源ユニットは、第１２観点の電源ユニットにおいて、報知部は、接続失敗の報知によって、当該電源ユニットのカートリッジへの再度の接続の操作をユーザに促してよい。

【0019】

第１４観点の電源ユニットは、第１観点から第１３観点の何れかの電源ユニットにおいて、制御部は、カートリッジの種別を判定することができない場合に、カートリッジへの電力供給を禁止してよい。

【0020】

また、第１５観点によれば、エアロゾル生成装置のカートリッジが提供される。かかるカートリッジは、当該カートリッジの種別に応じて異なる部材が設けられる反射部を備え、当該カートリッジがエアロゾル生成装置の電源ユニットに接続されるとき又は接続された後に、電源ユニットの発光素子から発光された光を反射部が反射して、電源ユニットの受光素子に受光させ、受光素子によって受光された光に基づき種別が判定される。

【0021】

かかるエアロゾル生成装置のカートリッジによれば、例えば特定の印字情報を正確に読み取るための素子を配置するのと比べて、カートリッジの種別が簡易、安価、かつ高精度に判定されることができる。また、種別に応じてエアロゾル生成装置の動作を制御可能とすることができる。これにより、ユーザに対し十分な吸引体験を提供することができる。

【0022】

第１６観点のカートリッジは、第１５観点のカートリッジにおいて、エアロゾル生成装置が、軸方向に沿って電源ユニットに組み付けられる、カートリッジを保持するためのカートリッジケースを備え、軸方向から見て、当該カートリッジの断面が凹形状を有し、カートリッジケースの空洞部の一部の断面の凸形状に対応し、当該カートリッジの断面が、カートリッジケースの空洞部の一部の断面に周方向に位置合わせされて、軸方向に沿ってカートリッジケースの空洞部に挿入されてよい。

【0023】

更に、第１７観点によれば、カートリッジの種別を判定する方法が提供される。かかる方法は、カートリッジがエアロゾル生成装置の電源ユニットに軸方向に沿って接続されるとき又は接続された後に、電源ユニットの発光素子により、カートリッジに設けられた反射部に光を発光するステップと、電源ユニットの受光素子により、反射部によって反射された光を受光するステップと、受光素子が受光した光に基づきカートリッジの種別を判定するステップと、を含み、反射部の部材が有する光の反射率がカートリッジの種別に応じて異なる。

【0024】

かかる方法によれば、例えば特定の印字情報を正確に読み取るための素子を配置するのと比べて、カートリッジの種別を簡易、安価、かつ高精度に判定することができる。また、種別に応じてエアロゾル生成装置の動作を制御可能とすることができる。これにより、ユーザに対し十分な吸引体験を提供することができる。

【0025】

第１８観点の方法は、第１７観点の方法において、部材の色及び／又は加工態様がカートリッジの種別に応じて異なってよい。

【0026】

第１９観点の方法は、第１７観点又は第１８観点の方法において、反射部において、部材の配置パターンがカートリッジの種別に応じて異なり、配置パターンが、複数の反射率を有する複数の種別からなる部材の組み合わせで構成されてよい。

【0027】

第２０観点の方法は、第１９観点の方法において、部材が光の無反射部材を含んでよい。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】エアロゾル生成装置の斜視図である。

【図2】図１のエアロゾル生成装置の他の斜視図である。

【図3】図１のエアロゾル生成装置の断面図である。

【図4】一実施形態の電源ユニットの斜視図である。

【図5】一実施形態の電源ユニットのブロック図である。

【図6】エアロゾル生成装置の分解図である。

【図7】一実施形態の電源ユニットに設けたフォトセンサ及びカートリッジの概略動作を示す。

【図8A】一実施形態の電源ユニットの概略斜視図である。

【図8B】図８Ａの電源ユニットを軸方向から見た平面図である。

【図9A】一実施形態のカートリッジを軸方向から見た平面図の一例である。

【図9B】一実施形態のカートリッジを軸方向から見た平面図の一例である。

【図10A】一実施形態のカートリッジを軸方向から見た平面図の一例である。

【図10B】一実施形態のカートリッジを軸方向から見た平面図の一例である。

【図11】一実施形態によるカートリッジの種別の判定動作を示すフロー図である。

【図12A】一実施形態のカートリッジを軸方向から見た平面図の変形例である。

【図12B】一実施形態のカートリッジを軸方向から見た平面図の変形例である。

【図12C】一実施形態のカートリッジを軸方向から見た平面図の変形例である。

【図13A】変形例のカートリッジケース２７を軸方向から見た断面図である。

【図13B】変形例のカートリッジ２００を軸方向から見た断面図である。

【図14】物理スイッチを設けた電源ユニットの変形例である。

【図15】他の実施形態の電源ユニットのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、図面を参照しながら本開示の実施形態について説明する。添付図面において、同一又は類似の要素には同一又は類似の参照符号が付され、各実施形態の説明において同一又は類似の要素に関する重複する説明は省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。更に、図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。

【0030】

なお、本開示の実施形態において、エアロゾル生成装置には電子たばこやネブライザが含まれるが、これらに限定されない。つまり、エアロゾル生成装置は、ユーザが吸引するエアロゾル又は香味が付与されたエアロゾルを生成するための様々な吸引装置を含み得る。また、生成される吸引成分源は、エアロゾル以外にも不可視の蒸気も含み得る。

【0031】

（１）エアロゾル生成装置の構成
図１から図５は、電源ユニット１０が装着されたエアロゾル生成装置１を示している。図１及び図２はエアロゾル生成装置１の斜視図であり、図３はエアロゾル生成装置１の断面図である。また、図４はエアロゾル生成装置１が備える電源ユニット１０の斜視図であり、図５は電源ユニット１０の構成例を示すブロック図である。

【0032】

エアロゾル生成装置１は、燃焼を伴うことなく香味をユーザに吸引させるための器具であり、所定方向（以下、長手方向Ａと称する。）に沿って延びる棒形状を有する。エアロゾル生成装置１は、図１及び図２に示されるように、長手方向Ａに沿って電源ユニット１０と、カートリッジ・ユニット２０と、カプセル・ユニット３０と、がこの順に設けられる。カートリッジ・ユニット２０は、電源ユニット１０に対して着脱可能であり、カプセル・ユニット３０は、カートリッジ・ユニット２０に対して着脱可能である。言い換えると、カートリッジ・ユニット２０及びカプセル・ユニット３０は、相互に交換可能である。

【0033】

（１－１）電源ユニット
本実施形態の電源ユニット１０は、図３及び図４に示されるように、円筒状の電源ユニットケース１１の内部に電源１２、充電器１３、制御部５０、各種センサ等を収容する。電源１２は、充電可能な二次電池、電気二重層キャパシタ等であり、好ましくは、リチウムイオン電池である。

【0034】

電源ユニットケース１１の長手方向Ａの一端側（カートリッジ・ユニット２０側）に位置するトップ部１１ａには、放電端子４１が設けられる。放電端子４１は、トップ部１１ａの上面からカートリッジ・ユニット２０に向かって突出するように設けられ、カートリッジ・ユニット２０の負荷２１と電気的に接続可能に構成される。

【0035】

また、トップ部１１ａの上面には、放電端子４１の近傍に、カートリッジ・ユニット２０の負荷２１に空気を供給する空気供給部４２が設けられている。本実施形態の電源ユニット１０は、後述するように、トップ部１１ａの上面には、更に、一対の発光素子１７１及び受光素子１７２を備えるフォトセンサ１７を備える。

【0036】

トップ部１１ａは、接続キャップ（不図示）によってキャップされている。接続キャップは、長手方向Ａに沿って電源ユニット１０がカートリッジ・ユニット２０と接続する接続面を形成する。接続キャップは、シリコーン樹脂よりも軟らかく、かつ弾性を有する樹脂材料により形成され、放電端子４１、空気供給部４２、フォトセンサ１７は各先端側が接続キャップからカートリッジ・ユニット２０に向かって突出している。

【0037】

電源ユニットケース１１の長手方向の他端側（カートリッジ・ユニット２０と反対側）に位置するボトム部１１ｂには、電源１２を充電可能な外部電源（不図示）と電気的に接続可能な充電端子４３が設けられる。充電端子４３は、ボトム部１１ｂの側面に設けられ、ＵＳＢ端子、ｍｉｃｒｏＵＳＢ端子、Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ端子の少なくとも１つが接続可能である。

【0038】

なお、充電端子４３は、外部電源から送電される電力を非接触で受電可能な受電部であってもよい。このような場合、充電端子４３（受電部）は、受電コイルから構成されていてもよい。非接触による電力伝送（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）の方式は、電磁誘導型でもよいし、磁気共鳴型でもよい。また、充電端子４３は、外部電源から送電される電力を無接点で受電可能な受電部であってもよい。別の一例として、充電端子４３は、ＵＳＢ端子、ｍｉｃｒｏＵＳＢ端子、Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ端子の少なくとも１つが接続可能であり、且つ上述した受電部を有してもよい。

【0039】

すなわち、電源ユニット１０は、放電端子４１と充電端子４３とが別体に構成され、且つ、長手方向Ａにおいて離間して配置されるので、充電端子４３には、放電端子４１を介した電源１２の放電が可能な状態で、外部電源６０を電気的に接続することができるように構成される。

【0040】

また、電源ユニットケース１１には、ユーザが操作可能な操作部１４が、トップ部１１ａの側面に充電端子４３とは反対側を向くように設けられる。より詳しくは、操作部１４と充電端子４３は、操作部１４と充電端子４３を結ぶ直線と長手方向Ａにおける電源ユニット１０の中心の軸線Ｌの交点について点対称の関係にある。操作部１４は、ボタン式のスイッチ、タッチパネル等から構成され、ユーザの使用意思を反映して制御部５０及び各種センサを起動／遮断する際等に利用される。操作部１４の近傍には、制御部５０及びパフ動作を検出する吸気センサ１５が設けられている。

【0041】

充電器１３は、充電端子４３に近接して配置され、充電端子４３から電源１２へ入力される充電電力を制御する。充電器１３は、充電端子４３に接続される充電ケーブルに搭載された交流を直流に変換するインバータ６１等からの直流を大きさの異なる直流に変換するコンバータ、電圧計、電流計、プロセッサ等を含む。

【0042】

制御部５０は、図５に示されるように、操作部１４、パフ（吸気）動作を検出する吸気センサ１５、電源１２の電圧を測定する電圧センサ１６、フォトセンサ１７等の各種センサ装置、及びパフ動作の回数又は負荷２１への通電時間等を記憶するメモリ１８に接続され、エアロゾル生成装置１の各種の動作制御を行う。吸気センサ１５は、コンデンサマイクロフォンや圧力センサ等から構成されていてもよい。フォトセンサ１７は、発光素子１７１及び受光素子１７２を含んで構成されるのがよいがこれに限定されない。

【0043】

制御部５０は、具体的にはプロセッサ（コンピュータ）である。このプロセッサの構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路である。制御部５０の詳細については後述する。

【0044】

また、電源ユニットケース１１には、内部に外気を取り込む空気取込口（不図示）が設けられている。なお、空気取込口は、操作部１４の周囲に設けられていてもよく、充電端子４３の周囲に設けられていてもよい。

【0045】

（１－２）カートリッジ・ユニット
カートリッジ・ユニット２０は、図３に示されるように、円筒状のカートリッジケース２７の内部に、エアロゾル源２２を貯留するリザーバ２３と、エアロゾル源２２を霧化する電気的な負荷２１と、リザーバ２３から負荷２１へエアロゾル源を引き込むウィック２４と、エアロゾル源２２が霧化されることで発生したエアロゾルがカプセル・ユニット３０に向かって流れるエアロゾル流路２５と、カプセル・ユニット３０の一部を収容することができるエンドキャップ２６と、を備える。

【0046】

ここでは、リザーバ２３と、負荷２１と、ウィック２４と、エアロゾル流路２５と、を具備する部材をカートリッジ２００として構成することができる。カートリッジ２００は、その一方の端部を電源ユニット１０に接続し、他方の端部をエンドキャップ２６に接続することができる。

【0047】

リザーバ２３は、エアロゾル流路２５の周囲を囲むように区画形成され、エアロゾル源２２を貯留する。リザーバ２３には、樹脂ウェブや綿等の多孔体が収容され、且つ、エアロゾル源２２が多孔体に含浸されていてもよい。エアロゾル源２２は、グリセリン、プロピレングリコール、水などの液体を含む。

【0048】

ウィック２４は、リザーバ２３から毛管現象を利用してエアロゾル源２２を負荷２１へ引き込む液保持部材であって、例えば、ガラス繊維や多孔質セラミックなどによって構成される。

【0049】

負荷２１は、電源１２から放電端子４１を介して供給される電力によって燃焼を伴わずにエアロゾル源２２を霧化する。負荷２１は、所定ピッチで巻き回される電熱線（コイル）によって構成されている。なお、負荷２１は、エアロゾル源２２を霧化してエアロゾルを発生可能な素子であればよく、例えば、発熱素子、又は超音波発生器である。発熱素子としては、発熱抵抗体、セラミックヒータ、及び誘導加熱式のヒータ等が挙げられる。

【0050】

エアロゾル流路２５は、負荷２１の下流側であって、電源ユニット１０の軸線Ｌ上に沿って設けられる。

【0051】

エンドキャップ２６は、カプセル・ユニット３０の一部を収容するカートリッジ収容部２６ａと、エアロゾル流路２５とカートリッジ収容部２６ａとを連通させる連通路２６ｂと、を備える。

【0052】

（１－３）カプセル・ユニット
カプセル・ユニット３０は、カートリッジ・ユニット２０側の端部がカートリッジ・ユニット２０のエンドキャップ２６に設けられたカートリッジ収容部２６ａに着脱可能に収容される。カプセル・ユニット３０は、カートリッジ・ユニット２０側とは反対側の端部が、ユーザの吸口３２となっている。なお、吸口３２は、カプセル・ユニット３０と一体不可分に構成される場合に限らず、カプセル・ユニット３０と着脱可能に構成されてもよい。このように吸口３２を電源ユニット１０とカートリッジ・ユニット２０とは別体に構成することで、吸口３２を衛生的に保つことができる。

【0053】

カプセル・ユニット３０は、負荷２１によってエアロゾル源２２が霧化されることで発生したエアロゾルを香味源３１に通すことによってエアロゾルに香味を付与する。香味源３１を構成する原料片としては、刻みたばこ、たばこ原料を粒状に成形した成形体を用いることができる。香味源３１は、たばこ以外の植物（例えば、ミント、漢方、ハーブ等）によって構成されてもよい。香味源３１には、メントールなどの香料が付与されていてもよい。

【0054】

エアロゾル生成装置１は、エアロゾル源２２と香味源３１と負荷２１とによって、香味が付加されたエアロゾルを発生させることができる。つまり、エアロゾル源２２と香味源３１は、エアロゾルを発生させるエアロゾル生成源と言うことができる。

【0055】

エアロゾル生成装置１に用いられるエアロゾル生成源の構成は、エアロゾル源２２と香味源３１とが別体になっている構成の他、エアロゾル源２２と香味源３１とが一体的に形成されている構成、香味源３１が省略されて香味源３１に含まれ得る物質がエアロゾル源２２に付加された構成、香味源３１の代わりに薬剤等がエアロゾル源２２に付加された構成等であってもよい。

【0056】

このように構成されたエアロゾル生成装置１では、図３中、矢印Ｂで示されるように、電源ユニットケース１１に設けられた取込口（不図示）から流入した空気が、空気供給部４２からカートリッジ・ユニット２０の負荷２１付近を通過する。負荷２１は、ウィック２４によってリザーバ２３から引き込まれたエアロゾル源２２を霧化する。霧化されて発生したエアロゾルは、取込口から流入した空気と共にエアロゾル流路２５を流れ、連通路２６ｂを介してカプセル・ユニット３０に供給される。カプセル・ユニット３０に供給されたエアロゾルは、香味源３１を通過することで香味が付与され、吸口３２に供給される。

【0057】

（１－４）電源ユニットの制御部
次に制御部５０の構成について、図５を参照して具体的に説明する。制御部５０は、エアロゾル生成要求検出部５１と、操作検出部５２と、電力制御部５３と、報知制御部５４と、カートリッジ検知判定部５５と、を備える。

【0058】

エアロゾル生成要求検出部５１は、吸気センサ１５の出力結果に基づいてエアロゾル生成の要求を検出する。吸気センサ１５は、吸口３２を通じたユーザの吸引により生じた電源ユニット１０内の圧力変化の値を出力するよう構成されている。吸気センサ１５は、例えば、取込口から吸口３２に向けて吸引される空気の流量（すなわち、ユーザのパフ動作）に応じて変化する気圧に応じた出力値（例えば、電圧値又は電流値）を出力する圧力センサである。

【0059】

操作検出部５２は、ユーザによる操作部１４の操作を検出する。
電力制御部５３は、エアロゾル生成要求検出部５１がエアロゾル生成の要求を検出した際に放電端子４１を介した電源１２の放電を制御する。一例では、電力制御部５３は、負荷２１によってエアロゾル源が霧化されることで生成されるエアロゾルの量が所望範囲に収まり、つまり、電源１２から負荷２１に供給される電力量が一定範囲となるように制御する。

【0060】

より詳しくは、電力制御部５３は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）制御、又はＰＦＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス周波数変調）制御によって制御してもよい。電圧センサ１６の出力結果を用いてもよい。

【0061】

また、電力制御部５３は、充電端子４３と外部電源６０との電気的な接続を検出し、充電端子４３を介した電源１２の充電を制御する。

【0062】

報知制御部５４は、各種情報を報知するように報知部４５を制御する。例えば、報知制御部５４は、カプセル・ユニット３０の交換タイミングの検出に応じて、カプセル・ユニット３０の交換タイミングを報知するように報知部４５を制御する。報知制御部５４は、メモリ１８に記憶されたパフ動作の回数又は負荷２１への累積通電時間に基づいて、カプセル・ユニット３０の交換タイミングを報知する。報知制御部５４は、カプセル・ユニット３０の交換タイミングの報知に限らず、カートリッジ２０の交換タイミングの報知、電源１２の交換タイミング、電源１２の充電タイミング、動作時のエラー等を報知してもよい。

【0063】

なお、エアロゾル生成装置１には、各種情報を報知する報知部４５が設けられ、報知制御部５４と協働する。報知部４５は、発光素子によって構成されていてもよく、振動素子によって構成されていてもよく、音出力素子によって構成されていてもよい。また、報知部４５は、発光素子、振動素子及び音出力素子のうち、２以上の素子の組合せであってもよい。報知部４５は、電源ユニット１０、カートリッジ・ユニット２０、及びカプセル・ユニット３０のいずれに設けられてもよいが、電源ユニット１０に設けられることが好ましい。例えば、操作部１４の周囲が透光性を有し、ＬＥＤ等の発光素子によって発光するように構成される。

【0064】

カートリッジ検知判定部５５は、後述するように、電源ユニット１０とカートリッジ２００とが接続されるときに、カートリッジ２００に設けられた反射部２２０を介して、発光素子１７１から発光された光を受光素子１７２が受光することによって、フォトセンサ１７にカートリッジ２００を検知させる。また、カートリッジ検知判定部５５は、カートリッジ２００の検知の結果に基づいて、接続されたカートリッジ２００の種別を判定する。

【0065】

（２）エアロゾル生成装置の組立方法
エアロゾル生成装置１の組立方法について説明する。図６は、エアロゾル生成装置１の分解図である。図示されるように、エアロゾル生成装置１は、電源ユニット１０と、カートリッジケース２７と、カートリッジ２００と、エンドキャップ２６と、カプセル・ユニット（カプセル）３０と、を組み立てることで構成される。

【0066】

最初に、電源ユニット１０に、カートリッジ・ユニット２０のカートリッジケース２７を組み付ける（手順Ａ）。具体的には、軸線Ｌに沿って、電源ユニット１０の第１回転接続部１１０にカートリッジケース２７の内側を差し込み、その後に、電源ユニット１０に対しカートリッジケース２７を、軸線Ｌの回りに相対回転させる。

【0067】

その結果、電源ユニット１０とカートリッジケース２７とは、軸方向及び周方向での位置決めがなされた状態で、互いに組み付けられる。なお、電源ユニット１０に対してカートリッジケース２７を取り外す際は、この動作と逆の動作を行えばよい。

【0068】

続いて、カートリッジケース２７内にカートリッジ２００を挿入する（手順Ｂ）。具体的には、カートリッジ２００の底面に設けられた接続電極部２１０をカートリッジケース２７側に向けた状態で、カートリッジケース２７内の空洞にカートリッジ２００を挿入する。これにより、カートリッジ２００が電源ユニット１０に組み付けられる。

【0069】

より詳しくは、電源ユニット１０の放電端子４１とカートリッジ２００の接続電極部２１０とが接触により接続される。この接続電極部２１０を介し、負荷２１の電熱線に通電可能となる。また、電源ユニット１０の接続面と、カートリッジ２００の電極面と、カートリッジケース２７とによって、電源ユニット１０とカートリッジ２００の間にバッファ空間が画成される。

【0070】

なお、カートリッジ２００が電源ユニット１０に接続されるときに、電源ユニット１０の接続面に対してカートリッジ２００の電極面が周方向に位置合わせされるように、カートリッジケース２７の空洞の内壁に位置合わせ用のガイド（不図示）が設けられている。

【0071】

次に、エンドキャップ２６をカートリッジケース２７に第２回転接続部２６０によって組み付ける（手順Ｃ）。具体的には、エンドキャップ２６の雄ねじ部分をカートリッジケース２７の内壁に設けた雌ねじ部分に螺着させる。この状態で、エンドキャップ２６を締め付けると、カートリッジ２００は、電源ユニット１０側に向けて軸方向に押し付けられた状態でカートリッジケース２７内に保持される。

【0072】

より詳しくは、エンドキャップ２６がカートリッジ２００と当接する面には、カートリッジ２００を、電源ユニット１０に対し軸線Ｌ回りに回転させる滑り止め部材２６１が設けられている。滑り止め部材２６１は、エンドキャップ２６がカートリッジケース２７に接続される途中で、カートリッジ２００の底面に当接する。そして、滑り止め部材２６１がカートリッジ２００に当接した状態で、カートリッジ２００がエンドキャップ２６と共に軸線Ｌ回りに回転可能となる。

【0073】

ここでは、エンドキャップ２６を回転させることによりエンドキャップ２６をねじ込むと、カートリッジ２００は、電源ユニット１０に対し軸線Ｌ回りに所定の範囲内で回転する。この際に、後述するように、本実施形態によるカートリッジ２００の判定動作が実行される。カートリッジ２００が所定の範囲内で回転する結果、カートリッジ２００の係合凹部（不図示）と、電源ユニット１０の係合凸部（不図示）とが位置合わせされて、カートリッジ２００と電源ユニット１０とが係合する構成となっている。

【0074】

カートリッジ２００と電源ユニット１０とが係合されると、カートリッジ２００は電源ユニット１０に対する周方向の移動が規制される。つまり、エンドキャップ２６の滑り止め部材２６１とカートリッジ２００との間に作用する摩擦力のために、カートリッジ２００がエンドキャップ２６に連れ回らない構成となっている。

【0075】

更に、エンドキャップ２６の滑り止め部材２６１は、エンドキャップ２６がカートリッジケース２７に螺着した状態で、カートリッジ２００を電源ユニット１０に向かって押圧している。これにより、カートリッジ２００が電源ユニット１０に対して固定される。

【0076】

最後に、エンドキャップ２６にカプセル・ユニット３０が差し込まれる（手順Ｄ）。具体的には、メッシュ状の開口部３１０をエンドキャップ２６に向けた状態で、エンドキャップ２６内にカプセル・ユニット３０を嵌合させる。以上により、エアロゾル生成装置１の組み立てが完了する。

【0077】

（３）カートリッジの種別の判定
図７から図１１を参照して、本実施形態により、電源ユニット１０に接続されるカートリッジ２００の種別の判定について説明する。図７は、フォトセンサ１７とカートリッジ２００の反射部２２０の動作を示した概略図である。図８Ａは、当該フォトセンサ１７を備えた本実施形態の電源ユニット１０の概略斜視図であり、図８Ｂは、電源ユニット１０を軸方向にカートリッジ２００側から見た平面図である。また、図９Ａから図１０Ｂは、本実施形態の電源ユニット１０に接続されるカートリッジ２００を軸方向から見た平面図の一例である。そして、図１１は、このような電源ユニット１０及びカートリッジ２００を用いて、カートリッジ２００の種別を判定する方法を示すフロー図である。

【0078】

本実施形態によれば、制御部５０によるカートリッジ２００の種別の判定は、所定の信号強度で発光素子１７１から光を発光すること、カートリッジ２００に設けられた反射部２２０を介して（すなわち、発光素子１７１から照射された光を反射部２２０が反射して）、受光素子１７２が受光すること、及び、受光した光の信号強度を測定することによって実行される。

【0079】

（３－１）電源ユニットに設けられるフォトセンサ
フォトセンサ１７が電源ユニット１０に設けられる。具体的には、図７に示されるように、フォトセンサ１７は一対の発光素子１７１と受光素子１７２とを備え、電源ユニット１０の接続面８０（前述の接続キャップ）に設けられている。一例では、フォトセンサ１７の発光素子１７１はＧａＡｓ赤外線発光ダイオードで構成され、受光素子１７２はフォトトランジスタ（フォトＩＣ）で構成されるのがよい。

【0080】

発光素子１７１及び受光素子１７２は、照射される光信号の伝搬方向に沿って直列に配列される。発光素子１７１は、フォトセンサ１７が発光の開始の指示を受けたのに応じて、予め規定された信号強度の光を、所定の角度で照射するよう発光を行う。次いで、フォトセンサ１７の近傍において光の照射方向の位置をカートリッジ２００が通過する。その際に、カートリッジ２００の反射部２２０は、発光素子１７１からの光を、受光素子１７２に向けて所定の反射率（例えば、８０％）で反射する。そして、反射された光を受光素子１７２が受光することにより、フォトセンサ１７はカートリッジ２００の通過を検知する。

【0081】

より詳しくは、本実施形態では、電源ユニット１０がカートリッジ２００に接続されるときに、フォトセンサ１７がカートリッジ２００を検知するように構成される。具体的には、前述のとおり、電源ユニット１０がカートリッジ２００に接続されるときに、カートリッジ２００は、電源ユニット１０に対して軸線Ｌの回りに所定の範囲内で回転する（図６：手順Ｃ）。この際、にカートリッジ２００に設けられた反射部２２０の部材がフォトセンサ１７の近傍の照射方向の位置を移動することにより、前述のようにカートリッジ２００の通過が検知される。

【0082】

図８Ａ及び図８Ｂに示されるように、フォトセンサ１７は、電源ユニット１０のカートリッジ２００との接続面８０に設けられている。フォトセンサ１７は、接続面８０の周縁部近傍において、放電端子４１及び空気供給部４２と重複しない領域に配置されている。また、点線で示される一対の発光素子１７１及び受光素子１７２は、接続面８０上において周方向に沿って直列に配列されている。接続面８０において、軸線Ｌからフォトセンサ１７までの径方向の距離は、発光素子１７１及び受光素子１７２の配列に沿って反射部２２０が移動できるように、カートリッジ２００の電極面上における軸線Ｌから反射部２２０（より詳しくは、反射部２２０の部材）までの径方向の距離と関連付けられる。

【0083】

このように、本実施形態では、フォトセンサ１７は、消耗品であるカートリッジ２００上ではなく、電源ユニット１０上に設けられる。すなわち、フォトセンサ１７をカートリッジ２００側に設けるのに比べて、フォトセンサ１７に関して発生するコスト（例えば、初期コスト及び／又はランニングコスト）を削減することができる。また、フォトセンサ１７が電源ユニット１０に設けられる結果、フォトセンサ１７は、カートリッジ２００の負荷２１やリザーバ２３の位置から離れて配置されることになり、熱や液漏れ等の影響を受けにくく、安定的に動作可能となる。そして、故障のリスクを低減することができる。

【0084】

また、フォトセンサ１７は、カートリッジ２００に設けられる反射部２２０の位置に合うように接続面８０に設置されればよく、例えば特定の印字情報を正確に読み取るための素子を配置するのと比べて、配置が容易であると共に安価に実現できる。更に、カートリッジ２００の表面に反射部２２０が設置されればよく、例えば情報を印字する必要がないので、カートリッジ２００の素材に拘わらず安価にカートリッジ２００の検知を実現できる。

【0085】

なお、フォトセンサ１７の接続面８０上における配置位置、一対の発光素子１７１及び受光素子１７２の配置関係及び形状は図示したものに限定されないことが当業者にとって理解される。また、発光素子１７１及び受光素子１７２は一対に限らず、複数対有してもよく、つまり、電源ユニット１０は複数のフォトセンサ１７を備えてもよい。また、フォトセンサ１７は、必ずしも、一対の発光素子１７１及び受光素子１７２を１つの部材として構成し、或いは１つの筐体に収容することなく、別個の部材として構成し、個別に配置可能であることが当業者によって理解される。

【0086】

（３－２）カートリッジに設けられる反射部
図９Ａ及び図９Ｂ、並びに図１０Ａ及び図１０Ｂに示されるように、照射された光を反射するための反射部２２０がカートリッジ２００の電極面２８０上に設けられている。反射部２２０は、１つ以上の部材（図示される例では２つの部材２２１_１，２２１_２）を含んで形成される。例えば、反射部２２０の部材は光吸収部材で形成されるのがよい。また、電極面２８０には、電源ユニット１０側の一対の放電端子４１と接触して通電するために、一対の接続電極部２１０が設けられている。

【0087】

反射部２２０は、電極面２８０のうち、接続電極部２１０が占有している領域と重複しない任意の領域に設けられている。図示される例では、電極面２８０の中心（軸線Ｌ）に関して対向する２つの反射部領域ＡＲ_１，ＡＲ_２が設けられており、反射部領域ＡＲ_１に１つの部材２２１_１と、反射部領域ＡＲ_２に１つの部材２２１_２とが配置されている。なお、部材２２１_１，２２１_２は、反射部領域ＡＲ_１，ＡＲ_２の全部に配置される必要はなく、任意の位置に配置されるのでもよい。電極面２８０上において、軸線Ｌから部材２２１_１，２２１_２までの径方向の距離は、電源ユニット１０の接続面８０における軸線Ｌからフォトセンサ１７までの径方向の距離と関連付けられる。

【0088】

本実施形態では、カートリッジ２００の種別を判定するために、反射部２２０の部材は、カートリッジ２００の種別に応じて光の反射率（又は光の吸収率）が異なる要素が採用される。一例では、色の明度は光の鏡面反射の反射率に関係することが当業者には知られており、部材の色の明度がカートリッジ２００の種別に応じて異なるように構成するのがよい。具体的には、種別「ミント風味カートリッジ」の場合は光の明度を低く抑えるよう部材の色を黒にして（図９Ａ）、受光素子１７２で受光される単位面積あたりの信号強度（又は受光率）を相対的に小さくする（例えば１０％）。また、種別「コーヒー風味カートリッジ」の場合は光の明度を高くするよう部材の色を白にして（図９Ｂ）、受光素子１７２で受光される単位面積あたりの信号強度（又は受光率）を相対的に大きくする（例えば９０％）。

【0089】

これに加えて、又はこれに替えて、他の例では、形状加工した部材を採用して、カートリッジ２００の種別に応じて光の拡散反射（乱反射）の反射率が異なるような加工態様とするのがよい。具体的には、種別「ミント風味カートリッジ」の場合は、部材を極めて細かく（ざらざらとした）加工して（図１０Ａ）、光の乱反射率を高めて受光素子で受光する信号強度（又は受光率）を相対的に小さくする（例えば１０％）。また、種別「コーヒー風味カートリッジ」の場合は荒く加工して（図１０Ｂ）、光の乱反射率を低くして受光素子で受光する信号強度（又は受光率）を相対的に大きくする（例えば９０％）。

【0090】

上記以外にも、カートリッジ２００の種別に応じて、フォトセンサ１７の受光素子１７２が受け取る光の信号強度が異なって調整されるように、部材２２１の形状及び／又は素材を異なる任意のものとしてもよい。つまり、前述の例では、種別「ミント風味カートリッジ」の場合の反射部２２０の部材は、光の信号強度が相対的に小さく（例えば１０％）になるように構成され、種別「コーヒー風味カートリッジ」の場合の反射部２２０の部材は、光の信号強度が相対的に大きく（例えば９０％）になるように構成されるのであれば任意の構成でよい。

【0091】

前述のように、カートリッジ２００の種別に応じて光の反射率が異なるように反射部の部材を構成することにより、制御部５０のカートリッジ検知判定部５５は、カートリッジ２００の種別を判定することが可能となる。つまり、カートリッジ検知判定部５５は、受光素子１７２で受光した光の（単位面積あたりの）信号強度に応じてカートリッジ２００の種別を判定するように構成される。

【0092】

このように、本実施形態では、カートリッジ２００の反射部２２０の構成、特に部材２２１の構造をその種別に応じて異なるものとする。すなわち、反射部２２０と電源ユニット１０のフォトセンサ１７との協働によるカートリッジ２００の種別の判定の動作を容易にし、判定の精度を向上させることができる。また、光の信号強度を測定することでカートリッジ２００の種別を判定することができるので、種別に関する情報をリフィルの表面に印字してこれを認識する場合と比べて、カートリッジ２００の種別の判定が容易となる。

【0093】

なお、反射部２２０及び部材２２１の電極面２８０上における配置位置、反射部領域の面積、配置関係及び個数、各部材の配置関係、個数及び形状は図示したものに限定されないことが当業者にとって理解される。

【0094】

（３－３）カートリッジの種別の判定動作
図１１には、カートリッジ２００の種別の判定に関する一連の動作が示される。一連の動作は、カートリッジ２００がエアロゾル生成装置１の電源ユニット１０に軸線Ｌの方向に沿って接続されるときに、主に、カートリッジ検知判定部５５及び報知制御部５４が、フォトセンサ１７、メモリ１８、及び報知部４５と協働することによって実行される。

【0095】

最初に、ステップＳ１０において、カートリッジ２００の挿入が検出される。具体的には、カートリッジケース２７が電源ユニット１０に組み付けられた状態（図６：手順Ａ）で、カートリッジ２００がカートリッジケース２７内に挿入され、電源ユニット１０に接触された（図６：手順Ｂ）ことが検出される。より詳しくは、カートリッジ検知判定部５５は、電源ユニット１０の放電端子４１とカートリッジ２００の接続電極部２１０とが接触され、負荷２１の電熱線に通電可能となったことを検出すればよい。なお、カートリッジ２００は、電源ユニット１０の接続面８０に対して電極面２８０が周方向に位置合わせされてカートリッジケース２７に挿入されるよう、カートリッジケース２７によってガイドされる。

【0096】

ステップＳ１０でカートリッジ２００の挿入を検出したのに応じて、ステップＳ２０において、フォトセンサ１７が活性化される。具体的には、フォトセンサ１７の発光素子１７１が光の照射による発光状態となる。より詳しくは、電源ユニット１０がカートリッジ２００に接続されたことを契機として、制御部５０は発光素子１７１に発光させるのがよく、同時に、受光素子１７２が受光待機状態とするのがよい。

【0097】

次いで、ステップＳ３０において、カートリッジ検知判定部５５により、カートリッジ２００に設けられた反射部２２０の検知が開始される。これにより、エンドキャップ２６が締め付けられ、カートリッジ２００が電源ユニット１０に対し軸線Ｌの回りに所定の距離にわたり回転する間に（図６：手順Ｃ）、カートリッジ検知判定部５５は、フォトセンサ１７に反射部２２０を検知させる。

【0098】

なお、ステップＳ２０のフォトセンサ１７の活性化の動作の実行と、ステップＳ３０の反射部２２０の検知の開始動作の実行とは、同一のタイミングとしても、別個のタイミングとしてもよい。（ステップＳ２０の実行とは異なる特定のトリガに応じてステップＳ３０の動作を実行する例は、変更例において後述する。）

【0099】

そして、ステップＳ４０において、電源ユニット１０に対してカートリッジ２００が所定の距離（又は角度）だけ回転している間に、反射部２２０がフォトセンサ１７の近傍を移動することで、反射部２２０が反射した光を受光素子１７２が受光したかが判定される。

【0100】

発光素子１７２による受光が検知された場合（Ｓ４０：Ｙｅｓ）、ステップＳ５０において光の信号強度が測定される。ここで測定される光の信号強度は、受光素子１７２が受光した単位面積あたりの光の信号強度であり、これにより、発光素子１７１が発光した光の信号強度に対する相対的な光の受光率が決定される。一例では、信号強度の測定は、カートリッジ２００が電源ユニット１０に対して所定の距離の回転を終えるまで繰り返し継続してもよい。

【0101】

ステップＳ５０で光の信号強度が特定されたのに応じて、次いで、ステップＳ６０において、ステップＳ５０で測定された光の信号強度に基づいて、カートリッジ２００の種別が判定される。前述のとおり、反射部２２０における光の反射率はカートリッジ２００の種別に応じて異なっているので、カートリッジ検知判定部５５は、受光素子１７２が受光した光の信号強度に応じてカートリッジ２００の種別を判定することができる。

【0102】

なお、カートリッジ２００の種別の判定のための規則が予め規定されており、一例では、カートリッジ２００の種別毎に、信号強度の値がレンジで関連付けられてもよい。規則は、例えばテーブル形式でメモリ１８に予め格納されるのがよい。すなわち、本実施形態では、受光素子１７２が受光した光の信号強度が特定されさえすれば、カートリッジ検知判定部５５は、その信号強度がどのレンジ内にあるかによって容易にカートリッジ２００の種別を判定することができる。なお、メモリに格納されるのは、信号強度の値のレンジに限定されず、他にも、カートリッジ２００の反射部２２０の部材が有する反射率等を格納してもよい。

【0103】

次いで、ステップＳ７０において、発光素子１７１による発光が終了する。具体的には、ステップＳ６０においてカートリッジ２００の種別を判定したのに応じて、カートリッジ検知判定部５５は、フォトセンサ１７に、発光素子１７１による発光を終了させるよう非活性化する。

【0104】

このように、発光素子１７１による発光の終了のタイミングを、カートリッジ２００の種別の判定終了時に限定することにより、フォトセンサ１７の発光制御を自動化することができる。これにより、発光に伴う消費電力を削減することができる。なお、発光の終了は、カートリッジ２００が所定の距離にわたり回転したとき等、任意のタイミングでもよい。

【0105】

引き続き、ステップＳ８０において、ステップＳ６０でのカートリッジ２００の種別の判定の結果が正常であったかを判定する。例えば、カートリッジ２００が第三者による模倣品であるような場合には、種別の判定の結果が正常ではない場合がある。より詳しくは、カートリッジ検知判定部５５は、メモリ１８に予め格納されている規則に基づいて実際にカートリッジ２００の種別が判定されたか、つまり、種別が一意に特定されたかについて更に判定する。

【0106】

そして、カートリッジ２００の種別が正常に判定されない場合（Ｓ８０：Ｎｏ）には、ステップＳ８５において、カートリッジ検知判定部５５は、電力制御部５３と協働して、接続されているカートリッジ２００の負荷２１への電力供給を禁止する。

【0107】

前述のとおり、電源ユニット１０にカートリッジ２００が接続されているものの、その種別が判定できない場合、そのカートリッジ２００は模倣品である、或いは不良品である可能性が高い。このようなカートリッジ２００に電力供給を行うと、エアロゾル生成装置１が故障することも想定される。このような故障を未然に防ぐためにも、カートリッジ２００の負荷２１への電力供給を禁止するのがよい。

【0108】

他方、カートリッジ２００の種別が正常に判定された場合（Ｓ８０：Ｙｅｓ）は、引き続きステップＳ９０において、当該種別に応じて、メモリ１８に格納されているプロファイル情報の設定が行われる。例えば、カートリッジ検知判定部５５は、カートリッジ２００の種別に応じた加熱プロファイルの設定、及び寿命管理用の設定を行うのがよい。これにより、カートリッジ２００の種別に応じてエアロゾル生成装置１の動作を個別に制御することができ、ユーザに対し十分な吸引体験を提供しつつカートリッジの有効活用を図ることができる。

【0109】

具体的には、カートリッジ２００の種別に応じて負荷２１の加熱温度を制御することにより、カートリッジ２００の種別により適した量の香味成分を付与して、ユーザにデリバリすることができる。また、カートリッジ２００毎に吸引回数を管理することにより、ユーザによってカートリッジ２００が取り替えられた場合であっても、カートリッジ２００毎の寿命を適切なタイミングで通知することができる。

【0110】

なお、前述のステップＳ４０において、メモリ１８に予め設定されている所定の期間にわたり受光素子１７２が受光せずにカートリッジ２００が検知されなかった場合には（Ｓ４０：Ｎｏ）、カートリッジ２００は電源ユニット１０への接続に失敗したものと判定される。この場合は、ステップＳ７５において、カートリッジ検知判定部５５は、発光素子１７１に発光を終了させるのがよい。すなわち、カートリッジ２００が検知されない場合でも、発光を自動停止させることにより、発光に伴う消費電力を削減することができる。

【0111】

ステップＳ７５に引き続き、ステップＳ９５において、カートリッジ２００の電源ユニット１０への接続の失敗を報知部４５に報知させる。具体的には、カートリッジ検知判定部５５は、報知制御部５４と協働して、報知部４５の発光素子、振動素子、及び音出力素子等の任意の組み合わせを通じて、接続の失敗があった旨をユーザに提示する。特に、電源ユニット１０とカートリッジ２００との接続を一旦解除し、再度接続の操作を行う旨をユーザに促すように提示するのがよい。

【0112】

このように、本実施形態では、電源ユニット１０上に設けたフォトセンサ１７を使用して、カートリッジ２００に設けた反射部２２０と協働してカートリッジ２００を検知することにより、カートリッジ２００の種別を容易に判定することができる。すなわち、コストを削減しつつ、カートリッジの種別を高精度に判定する手法を提供することができる。

【0113】

（４）変形例
（変形例１）
前述の説明においては、反射部２２０の部材２２１は、カートリッジ２００の種別に応じて光の反射率が異なるように構成するものとした。本変形例では、電極面２８０において反射部２２０が有する複数の部材２２２の配置パターンがカートリッジ２００の種別に応じて異なるように構成してもよい。例えば、図１２Ａから図１２Ｃそれぞれ示されるように、当該配置パターンは、複数の反射率を有する複数の種別の部材２２２の組み合わせで構成されてもよい。

【0114】

図１２Ａの例では、反射部２２０は５つの円形の部材２２２_１～２２２_５の組み合わせによる配置パターンで構成される。一例では、部材２２２_１の光の反射率は９０％、部材２２２_２の光の反射率は７０％、部材２２２_３の光の反射率は５０％、部材２２２_４の光の反射率は３０％、及び部材２２２_５の光の反射率は１０％であるような配置パターンである。各部材２２２_１～２２２_５は光の反射率が異なるので、受光を検知する期間（図１１：Ｓ４０）にわたり受光素子１７２は複数の信号強度の光を受光することになる。

【0115】

すなわち、カートリッジ２００が電源ユニット１０に対し所定の距離にわたり回転する間（図６：手順Ｃ）に受光素子１７２が受光した光の信号強度のパターンの記録と、予め定義されメモリ１８に格納された規則とをカートリッジ検知判定部５５が照合する。ここでの規則は、前述の例では、“反射率が９０％、７０％、５０％、３０％、そして１０％の光をこの順に受光部１７２が受光すること”である。このようなパターン照合により、カートリッジ２００の種別が判定される。すなわち、光の信号強度のパターンを多様化することができるので、判定可能なカートリッジ２００の種別の数を増やすことができる。

【0116】

図１２Ｂの例では、複数の種別の部材が光の無反射部材を含むような配置パターンで構成される。無反射部材は光の反射率が０％の素材で形成される。一例では、部材２２１_１の光の反射率は９０％であり、配置領域の内部に無反射部材である円形の部材２２２_６が２つ配置される。つまり、受光を検知する期間（図１１のステップＳ４０）において、部材２２１_１で反射された光を受光素子１７２が受光する途中に、部材２２２_６によって反射されることなく受光しない２つ期間を有するように、受光素子１７２での受光有無が切り替わることになる。

【0117】

すなわち、カートリッジ２００が電源ユニット１０に対し所定の距離にわたり回転する間（図６：手順Ｃ）に受光素子１７２が受光する／しないの切り替えパターンの記録と、予め定義されメモリ１８に格納された規則とをカートリッジ検知判定部５５が照合する。ここでの規則は、前述の例では、“受光の有、無、有、無、有の順序で受光部１７２が光を検知すること”である。このようなパターン照合により、カートリッジ２００の種別が判定される。すなわち、光の信号強度のパターンを多様化することができるので、判定可能なカートリッジ２００の種別の数を増やすことができる。なお、更なる変更例として、部材２２１_１と部材２２２_６の反射率を逆にして、部材２２１_１を無反射部材とし、部材２２１_６を反射部材（例えば反射率９０％）とするように、受光素子１７２での受光有無の切り替えパターンが特定されてもよい。

【0118】

図１２Ｃの例では、図１２Ａの５つの円形の部材２２２_１～２２２_５の両端の円形の部材２２２_１，２２２_５を図１２Ｂの円形の無反射部材２２２_６とした配置パターンで構成される。図１２Ｃの例のように、無反射部材２２２_６のような特定の部材を反射部２２０に含めることにより、特に、カートリッジ検知判定部５５がカートリッジ２００を検知及び判定する動作を開始及び終了させるための契機を与えることができる。つまり、図１２Ｃの例では、図１１のステップＳ３０において、一方の無反射部材２２２_６のために光が受光されないことを契機にしてカートリッジ検知判定部５５がカートリッジ２００の検知を開始するのがよい。同様に、他方の無反射部材２２２_６のために光が再度受光されないことを契機にしてカートリッジ検知判定部５５がカートリッジ２００の検知を終了するのがよい。

【0119】

ここでは、カートリッジ検知判定部５５にカートリッジ２００の検知の契機を与えるための部材は、２つの無反射部材２２２_６に限定されないことが当業者には理解される。つまり、カートリッジ検知判定部５５は、反射部２２０の第１種別の部材を介して受光素子１７２が第１信号強度の光を受光したのに応じて、カートリッジ２００の検知の動作を開始させるのがよい。また、第２種別の部材を介して受光素子１７２が第２信号強度の光を受けたのに応じて、カートリッジ２００の検知の動作を終了させるのがよい。

【0120】

そして、２つの無反射部材２２２_６の間に配置される３つの部材２２２_２，２２２_３，２２２_４の配置パターンに基づく受光素子１７２での光の信号強度のパターンの記録にしたがい、予め定義されメモリ１８に格納された規則をカートリッジ検知判定部５５と照合する。ここでの規則は、前述の例では、“反射率が７０％、５０％、そして３０％の光をこの順に受光部１７２が受光すること”である。このようなパターン照合により、カートリッジ２００の種別が判定される。

【0121】

これにより、光の信号強度のパターンを多様化することができるので、判定可能なカートリッジ２００の種別の数を増やすことができる。また、カートリッジ検知判定部５５によるカートリッジ２００の検知の開始及び終了の契機を与えることにより、前述した図１１のステップＳ２０におけるカートリッジ２００の検知のタイミングを更に限定できる。すなわち、誤検知を防止して、カートリッジ２００の種別の判定の精度を向上させることができる。
上記に加え、反射部領域ＡＲ_１，２は、図１０Ａ及び図１０Ｂに図示される以外にも、電極面２８０において電極接続部２１０以外の領域全体そのもの（所定の光の反射率を有する。）としてもよい。

【0122】

（変形例２）
前述の説明においては、フォトセンサ１７の一対の発光素子１７１及び受光素子１７２は、電源ユニット１０のカートリッジ２００との接続面８０から周方向に突出するように設けられるものとした。これ以外にも、一対の発光素子１７１及び受光素子１７２が接続面の下となるように配置されてもよく、この場合、反射部２２０が移動するための溝が接続面８０に設けられてもよい。より詳しくは、接続面８０から下方に延びる溝が電源ユニット１０の接続面８０に設けられており、当該溝の側面にフォトセンサ１７（一対の発光素子１７１及び受光素子１７２）が対向して設けられてもよい。そして、電源ユニット１０にカートリッジ２００を接続させる時に、カートリッジ２００に設けられた反射部２２０が溝内又はその近傍を移動し、フォトセンサで照射された光を反射して、フォトセンサに戻す。そして、受光した光の信号強度を測定することに基づいて、カートリッジの種別を判定することができる。

【0123】

（変形例３）
前述の説明においては、フォトセンサ１７の一対の発光素子１７１及び受光素子１７２は、電源ユニット１０のカートリッジ２００との接続面８０から突出するように設けられるものとした。これ以外にも、フォトセンサ１７は、カートリッジケース２７の内周面に設けてもよい。この場合、カートリッジ２００の反射部２２０は、カートリッジ２００の電極面２８０ではなく、カートリッジ２００の外周面に位置合わせして配置される。つまり、カートリッジ２００の反射部２２０は、カートリッジケース２７の内周面に対向するように、カートリッジ２００の外周面上に、軸方向に沿ってフォトセンサ１７と位置合わせされて配置される。これにより、電源ユニット１０に対してカートリッジ２００が回転を開始するときに（図６：手順Ｃ）、フォトセンサ１７と反射部２２０とが協働して、カートリッジ２００が検知される。

【0124】

（変形例４）
前述の説明においては、カートリッジ２００がカートリッジケース２７に挿入されて電源ユニット１０に接続されるときに（図６：手順Ｂ）、電源ユニット１０の接続面８０に対してカートリッジ２００の電極面２８０が周方向に位置合わせされるものとした。このような位置合わせの精度を向上させるために、本変形例では、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、更に、カートリッジ２００と、カートリッジ２００を保持するカートリッジケース２７の空洞部とに、位置合わせのための機構を設けてもよい。

【0125】

図１３Ａは、変形例のカートリッジケース２７’を軸方向から見た断面図である。また、図１３Ｂは、変形例のカートリッジ２００’を軸方向から見た断面図である。カートリッジケース２７’は、空洞部の内壁の一部に、軸方向に沿って、対向する２つの凸部２７ｃ_１，２７ｃ_２を備えている。凸部２７ｃ_１，２７ｃ_２が配置される内壁内の位置は、軸方向に沿って、電源ユニット１０と反対側のエンドキャップ２６付近（つまり、カプセル・ユニット３０の挿入口付近）に設けるのがよい。

【0126】

また、カートリッジ２００’は、軸方向に沿って、対向する２つの凹部２００ｃ_１，２００ｃ_２を備えている。軸方向から見て、カートリッジ２００’の断面は凹形状を有するように形成され、カートリッジケース２７’の断面の上記凸形状に対応する。そして、カートリッジ２００’の挿入時には、カートリッジ２００’の断面が、カートリッジケース２７’の断面に周方向に位置合わせされることになる。

【0127】

これにより、カートリッジ２００’がカートリッジケース２７’に挿入されるときに（図６：手順Ｂ）、確実に周方向に位置合わせすることができる。すなわち、電源ユニット１０の接続面８０に対してカートリッジ２００’の電極面２８０が周方向に更に確実に位置合わせでき、後続のフォトセンサ１７の発光素子１７１による発光の開始時（図１１：Ｓ２０）の位置をより正確に位置合わせすることができる。

【0128】

（変形例５）
前述の説明においては、発光素子１７１による発光の開始は、電源ユニット１０の接続面８０に対し、カートリッジ２００の電極面２８０が周方向に位置合わせされてカートリッジケース２７に挿入されたタイミングとした（図１１：Ｓ２０）。本変形例では、これ以外にも、図１４に示されるように、物理スイッチを用いて開始のタイミングが特定されるように構成してもよい。

【0129】

図１４は、物理スイッチ１９を設けた電源ユニット１０の変形例の概略斜視図である。フォトセンサ１７、放電端子４１、及び空気供給部４２と同様に、物理スイッチ１９が、接続面８０上に軸線Ｌの方向に沿って突出するように設けられる。物理スイッチ１９は、電源ユニット１０に対してカートリッジ２００が回転を開始した（図６：手順Ｃ）直後に押下されるように、接続面８０上の位置に配置されるのがよい。

【0130】

物理スイッチ１９が押下されたことは、カートリッジ検知判定部５５によって特定可能であればよい。そして、図１１のステップＳ２０では、物理スイッチ１９が押下されたのに応じて、カートリッジ検知判定部５５が発光素子１７１に発光させるのがよい。具体的には、カートリッジ検知判定部５５は、電源ユニット１０がカートリッジ２００に接続されるときに当該物理スイッチ１９がカートリッジ２００によって押下されたことを判定し、これを契機として、発光素子１７１に発光させるように構成するのがよい。

【0131】

なお、電源ユニット１０の物理スイッチ１９に対応して、物理スイッチ１９を押下するための突起をカートリッジ２００に設けるのがよい。これにより、フォトセンサ１７を活性化させる開始のタイミングを制限することができるので、発光に伴う消費電力を更に削減することができる。

【0132】

同様に、物理スイッチ１９が電源ユニット１０に具備される場合に、発光素子１７１が発光した後、物理スイッチ１９が再び押下されたのに応じて、カートリッジ検知判定部５５が発光素子１７１による発光を終了させてもよい。具体的には、電源ユニット１０に対してカートリッジ２００が回転するときに、物理スイッチ１９がカートリッジ２００の突起によって再度押下されるように構成してもよい。

【0133】

発光を終了させるための物理スイッチは、発光素子１７１に発光させるための物理スイッチ１９と同一でも別個でもよい。これらが別個のものとする場合は、カートリッジ２００と電源ユニット１０とが係合する（図６：手順Ｃ）直前に、物理スイッチ１９がカートリッジ２００によって再度押下されるように、物理スイッチ１９は接続面８０上の位置に配置されるのがよい。これにより、フォトセンサ１７を活性化させる終了のタイミングを制限できるので、発光に伴う消費電力を更に削減することができる。

【0134】

（変形例６）
前述の説明においては、発光素子１７１による発光の開始は、電源ユニット１０の接続面８０に対し、カートリッジ２００の電極面２８０が周方向に位置合わせされてカートリッジケース２７に挿入されたタイミングとした（図１１：Ｓ２０）。変形例では、これ以外にも、発光素子１７１による発光の開始は、カートリッジ２００が電源ユニット１０に接続された後、ユーザによる操作部１４の押下を受けたのに応じて動作するように制御されてもよい。つまり、カートリッジ２００が電源ユニット１０に接続された後、ユーザがパフ動作を行うために操作部１４を押下したタイミングで、制御部５０は、発光素子１７１に発光を開始させ、そして、カートリッジの判別のための一連の動作を実行するように動作してもよい。

【0135】

＜他の実施形態＞
本開示の他の実施形態について図１５を参照して説明する。図１５は、本開示の他の実施形態におけるエアロゾル生成装置１の電源ユニット１０ａの構成例を示すブロック図である。電源ユニット１０ａは、制御部５０ａと、フォトセンサ１７ａと、メモリ１８ａとを備える。

【0136】

フォトセンサ１７ａ及びメモリ１８ａは、例えば、図５に示した本開示の一実施形態におけるフォトセンサ１７及びメモリ１８にそれぞれ相当する。また、制御部５０ａは、例えば、図５に示した本開示の一実施形態における制御部５０の一部に相当する。特にカートリッジ検知判定部５５ａは、例えば、図５に示した本開示の一実施形態におけるカートリッジ検知判定部５５に相当する。

【0137】

フォトセンサ１７ａは、一対の発光素子及び受光素子を備える。そして、制御部５０ａは、電源ユニット１０ａがカートリッジ２００に接続するとき又は接続された後に、カートリッジ２００に設けられた反射部２２０を介して、発光素子１７１から発光された光を受光素子１７２が受光することによって、フォトセンサ１７ａにカートリッジ２００を検知させ、検知の結果に基づいてカートリッジ２００の種別を判定するように構成される。

【0138】

上述の説明において、幾らかの実施形態に係るエアロゾル生成装置の電源ユニット及びカートリッジ、並びにカートリッジの種別を判定する方法が図面を参照して説明された。本開示は、プロセッサにより実行されると、当該プロセッサに、カートリッジの種別を判定する方法を実行させるプログラム、又は当該プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体としても実施され得ることが理解される。

【0139】

また、これまで説明してきた本開示の実施形態及びその変更例は例示にすぎず、本開示の範囲を限定するものではないことが理解されるべきである。本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、実施形態の変更、追加、改良等を適宜行うことができることが理解されるべきである。本開示の範囲は、上述した実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、特許請求の範囲及びその均等物によってのみ規定されるべきである。

【符号の説明】

【0140】

１・・・エアロゾル生成装置、１０，１０ａ・・・電源ユニット、１１・・・電源ユニットケース、１１０・・・第１回転接続部、１２・・・電源、１４・・・操作部、１５・・・吸気センサ、１６・・・電圧センサ、１７，１７ａ・・・フォトセンサ、１７１・・・発光素子、１７２・・・受光素子、１８，１８ａ・・・メモリ、１９・・・物理スイッチ、４５・・・報知部、５０，５０ａ・・・制御部、５１・・・エアロゾル生成要求検出部、５２・・・操作検出部、５３・・・電力制御部、５４・・・報知制御部、５５，５５ａ・・・カートリッジ検知判定部、８０・・・接続面、２０・・・カートリッジ・ユニット、２７，２７’・・・カートリッジケース、２７ｃ_１，２７ｃ_２・・・凸部、２００，２００’・・・カートリッジ、２００ｃ_１，２００ｃ_２・・・凹部、２６０・・・第２回転接続部、２１０・・・接続電極部、２２０・・・反射部、２２１（２２１_１，２２１_２），２２２（２２２_１～６）…反射部の部材、２２２_６…無反射部材、２８０・・・電極面、反射部領域・・・ＡＲ_１，ＡＲ_２、２６・・・エンドキャップ、２６１・・・滑り止め部材、３０・・・カプセル・ユニット、３１０・・・開口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図13A】

【図13B】

【図14】

【図15】