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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-09-12
(54)【発明の名称】エアロゾル生成装置
(51)【国際特許分類】
A24F 40/51 20200101AFI20240905BHJP
A24F 40/10 20200101ALI20240905BHJP
【ＦＩ】
A24F40/51
A24F40/10
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024504869
(86)(22)【出願日】2022-09-21
(85)【翻訳文提出日】2024-03-19
(86)【国際出願番号】 EP2022076176
(87)【国際公開番号】W WO2023057206
(87)【国際公開日】2023-04-13
(31)【優先権主張番号】21200724.9
(32)【優先日】2021-10-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】516004949
【氏名又は名称】ジェイティー インターナショナル エスエイ
【住所又は居所原語表記】８，ｒｕｅ Ｋａｚｅｍ Ｒａｄｊａｖｉ，１２０２ Ｇｅｎｅｖａ，ＳＷＩＴＺＥＲＬＡＮＤ
(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】ブーフィギル， レイス スリマン
【テーマコード（参考）】
4B162
【Ｆターム（参考）】
4B162AA03
4B162AA22
4B162AB12
4B162AC01
4B162AC12
4B162AD20
4B162AD27
(57)【要約】
エアロゾル生成装置（１）は、エアロゾル生成物品（１０）が装置（１）の加熱チャンバ（１２）に挿入されるか又は加熱チャンバ（１２）から引き抜かれる時点を検知するための感知手段を含む。ローラー（２６）は、所定の挿入経路に沿って移動する物品（１０）がローラー（２６）の表面に係合してローラー（２６）を回転させるようにローラー軸（２８）回りを回転するために設置されている。感知手段はローラー（２６）の回転方向を判定する。感知手段はローラー（２６）の半径又は磁場等のプロパティに応答し得る。プロパティは、ローラー（２６）に隣接して配置された１つ以上のセンサ（３４）により検知可能な１つ以上の指標（５４）を画定するために、ローラー軸（２８）回りの角度に応じて変化し得る。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の挿入経路（２０）に沿って加熱チャンバ（１２）に挿入され得るか又は同一の前記挿入経路（２０）に沿って前記加熱チャンバ（１２）から引き抜かれ得るエアロゾル生成物品（１０）を受容する、加熱チャンバ（１２）と、前記挿入経路（２０）に沿って移動するエアロゾル生成物品（１０）がローラー（２６）の表面に係合することにより前記ローラー（２６）を回転させるように、前記挿入経路（２０）にほぼ垂直なローラー軸（２８）回りに回転するために設置された、ローラー（２６）と、
前記ローラー（２６）の回転方向を判定するための感知手段（３４）と、
を含むエアロゾル生成装置（１）。
【請求項2】
前記ローラー（２６）が、前記ローラー軸（２８）回りの角度に応じて変化するプロパティを含み、前記感知手段が少なくとも１つのセンサ（３４）を含み、前記センサ（３４）が、前記ローラー（２６）が回転して前記センサ（３４）を通過するときに前記プロパティの前記変化を測定して前記ローラー（２６）の回転方向を判定することができる、
請求項１に記載のエアロゾル生成装置（１）。
【請求項3】
前記ローラー軸（２８）回りの角度に応じた前記ローラー（２６）の前記プロパティの前記変化が、前記ローラー（２６）上の指標角度位置で指標（５４）を画定し、前記感知手段が、前記ローラー軸（２８）回りの第１のセンサ角度位置を通過した前記指標（５４）の移動を検知可能な第１のセンサ（３４）と、前記ローラー軸（２８）回りの第２のセンサ角度位置を通過した前記指標（５４）の移動を検知可能な第２のセンサ（３４）とを含み、
前記第１と第２センサとの角度位置間の角度が１８０°未満である、
請求項２に記載のエアロゾル生成装置（１）。
【請求項4】
前記感知手段が更に、前記ローラー（２６）が回転すると、
前記第１のセンサ角度位置を通過した前記指標（５４）の移動を前記第１のセンサ（３４）が検知する時点から、前記第２のセンサ角度位置を通過した前記指標（５４）の移動を前記第２のセンサ（３４）が検知する時点までの第１の時間間隔と、
前記第２のセンサ角度位置を通過した前記指標（５４）の移動を前記第２のセンサ（３４）が検知する時点から、前記第１のセンサ角度位置を通過した前記指標（５４）の移動を戦記第１のセンサ（３４）が検知する時点までの第２の時間間隔とを測定する、タイマーと、
前記第１の間隔と前記第２の間隔とを比較して前記ローラー（２６）の回転方向を判定する、比較器と、
を含む、請求項３に記載のエアロゾル生成装置（１）。
【請求項5】
前記感知手段が更に、前記ローラー軸（２８）回りの第３のセンサ角度位置を通過した前記指標（５４）の移動を検知可能な、第３のセンサ（３４）と、
前記ローラー（２６）が回転すると、
前記第１のセンサ角度位置を通過した前記指標（５４）の移動を前記第１のセンサ（３４）が検知する第１の時点と、
前記第２のセンサ角度位置を通過した前記指標（５４）の移動を前記第２のセンサ（３４）が検知する第２の時点と、
前記第３のセンサ角度位置を通過した前記指標（５４）の移動を前記第３のセンサ（３４）が検知する第３の時点とを測定する、タイマーと、
前記第１の時点、前記第２の時点、及び前記第３の時点が生じた順序から前記ローラー（２６）の回転方向を判定する比較器と、
を含む、請求項３に記載のエアロゾル生成装置（１）。
【請求項6】
前記ローラー（２６）の前記プロパティが、前記ローラー軸（２８）回りの角度に応じて鏡面非対称なパターンで変化する、請求項２に記載のエアロゾル生成装置（１）。
【請求項7】
前記ローラー軸（２８）回りの角度に応じた前記ローラー（２６）の前記プロパティの前記変化により、前記ローラー（２６）上の第１の指標角度位置における第１の指標（５４）と、前記ローラー（２６）上の第２の指標角度位置における第２の指標（５５）とが画定され、前記センサ（３４）が前記第１及び第２の指標（５４、５５）を区別可能であり、
前記第１及び第２の指標の角度位置の間隔が１８０°未満である、
請求項６に記載のエアロゾル生成装置（１）。
【請求項8】
前記ローラー軸（２８）回りの角度に応じた前記ローラー（２６）の前記プロパティの前記変化が、第１、第２及び第３の指標（５４）を各々前記ローラー（２６）上の第１、第２及び第３の指標角度位置で画定し、前記第１、第２及び第３の指標角度位置間の角度が全て異なる、
請求項６に記載のエアロゾル生成装置（１）。
【請求項9】
前記ローラー軸（２８）回りの角度に応じて変化する前記プロパティが磁気プロパティであり、前記センサ（３４）又は各センサ（３４）が、前記ローラー（２６）が回転して前記センサ（３４）を通過するとき磁場の変化を検知することができる、
請求項２～８のいずれか１項に記載のエアロゾル生成装置（１）。
【請求項10】
前記ローラー（２６）が、前記ローラー軸（２８）回りの角度に応じて変化する前記磁気プロパティを生成するために配置された１つ以上の永久磁石（３８）を含む、請求項９に記載のエアロゾル生成装置（１）。
【請求項11】
前記ローラー軸（２８）回りの角度に応じて変化する前記プロパティが前記ローラー（２６）の半径であり、前記センサ（３４）又は各センサ（３４）が、前記ローラー（２６）が回転して前記センサ（３４）を通過するとき前記ローラー（２６）の半径の変化を検知することができる、請求項２～８のいずれか１項に記載のエアロゾル生成装置（１）。
【請求項12】
前記センサ（３４）又は各センサ（３４）が、前記ローラー（２６）の表面に係合して、前記ローラーが回転するときの前記ローラー（２６）の半径の変化に応じて前記ローラー軸（２８）に近づく及び離れる方向に移動するセンサ素子（４５）を含む、請求項１１に記載のエアロゾル生成装置（１）。
【請求項13】
前記センサ（３４）又は各センサ（３４）が更に、前記センサ素子（４５）が前記ローラー軸（２８）に近づく及び離れる方向に移動するとＯＮ状態とＯＦＦ状態との間で切り換えられる電気スイッチを含む、請求項１２に記載のエアロゾル生成装置（１）。
【請求項14】
前記加熱チャンバ（１２）に受容されたエアロゾル生成物品（１０）を加熱する加熱器（８）と、前記ローラー（２６）の回転数を数えるカウンタと、
前記カウンタが所定の回転数を数えたときに前記加熱器（８）を作動させるコントローラ（６）と、
を更に含む、請求項１～１３のいずれか１項に記載のエアロゾル生成装置（１）。
【請求項15】
エアロゾル生成物品（１０）がエアロゾル生成装置（１）の加熱チャンバ（１２）に挿入されるか又は前記加熱チャンバ（１２）から引き抜かれる時点を判定する方法であって、前記エアロゾル生成物品（１０）を、前記加熱チャンバ（１２）へ、又は前記加熱チャンバ（１２）から所定の挿入経路（２０）に沿って移動させるステップと、
前記挿入経路（２０）にほぼ垂直なローラー軸（２８）回りに回転するために設置されたローラー（２６）の表面に前記エアロゾル生成物品（１０）を係合させることにより、前記ローラー（２６）を回転させるステップと、
前記ローラー（２６）の回転方向を判定するために感知手段を使用するステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は一般に、エアロゾル生成装置の使用者が吸入するエアロゾルを生成するためにエアロゾル生成基材を加熱するためのエアロゾル生成装置に関する。本開示は特に、可搬（携帯）エアロゾル生成装置に適用可能である。このような装置は、使用者が吸入するエアロゾルを生成するために、エアロゾル生成基材、例えばタバコ又は他の適当な材料を燃焼させるのではなく、伝導、対流、及び／又は放射により加熱する。
【背景技術】
【0002】
リスク低減又はリスク修正装置（エアロゾル生成装置又は蒸気生成装置としても知られる）は、従来のタバコ製品の使用に代わるものとして近年人気及び使用が急速に高まっている。使用者が吸入するエアロゾルを生成するためにエアロゾル生成物質を加熱又は加温する様々な装置及びシステムが利用可能である。
【0003】
一般に入手可能なリスク低減又はリスク修正装置は、基材加熱式エアロゾル発生装置又はいわゆる加熱非燃焼式装置である。この種の装置は、エアロゾル生成基材を典型的に１５０℃～３００℃の範囲の温度に加熱することによりエアロゾル又は蒸気を生成する。エアロゾル生成基材を燃焼させることなく、範囲内の温度にエアロゾル生成基材を加熱することで蒸気が生成され、蒸気は典型的に、冷却され、凝縮されて、装置の使用者が吸入するエアロゾルを形成する。
【0004】
一般論として、蒸気は、臨界温度よりも低い温度で気相である物質であり、これは、温度を低下させることなく圧力を増加させることにより、蒸気を液体に凝縮できることを意味する。一方、エアロゾルは、空気中又は別のガス中に微細な固体粒子又は液滴が浮遊しているものである。しかし、本明細書では「エアロゾル」及び「蒸気」という用語を、特に使用者が吸入するために生成される吸入可能な媒体の形式に関して互換的に使用され得ることに留意されたい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
現在入手可能なエアロゾル生成装置は、エアロゾル生成基材に熱を供給するために、多くの異なるアプローチのうちの１つを使用することができる。そのようなアプローチの１つは、誘導加熱システムを採用するものである。このような装置において、誘導コイルが装置内に設けられ、誘導加熱可能なサセプタがエアロゾル生成基材を加熱するために設けられる。ユーザが装置を作動させると、電気エネルギーが誘導コイルに供給され、次いでこれにより交流電磁場が発生する。サセプタは電磁場と結合して熱を生成し、その熱は例えば伝導によりエアロゾル生成基材に伝達され、エアロゾル生成基材が加熱されるとエアロゾルが生成される。別のアプローチは、電流を加熱素子に直接供給する抵抗加熱システムを採用するものである。加熱素子は熱を生成し、熱は、例えば伝導によってエアロゾル生成基材に伝達される。サセプタ又は加熱素子は、エアロゾル生成基材を囲んでエアロゾル生成基材の外面に熱を伝達することができる。代替的に、サセプタ又は加熱素子は、エアロゾル生成基材がエアロゾル生成装置に挿入されるときにエアロゾル生成基材に埋め込まれるブレードの形式であり得る。
【0006】
エアロゾル生成基材は、エアロゾル生成装置に取り外し可能に受容される消耗品の一部を形成する。典型的に、エアロゾル生成基材を含む消耗品の遠位端は、エアロゾル生成装置の加熱チャンバ内に受容されるのに対し、消耗品の近位端は、使用者の口に挟み得るようにエアロゾル生成装置から突出している。装置の特定の機能が適切な仕方で有効化又は無効化されるように、消耗品が装置に挿入されるか又は装置から引き抜かれる時点をエアロゾル生成装置が検知できることは有益である。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、
所定の挿入経路に沿って加熱チャンバに挿入され得るか又は同一の前記挿入経路に沿って加熱チャンバから引き抜かれ得る細長いエアロゾル生成物品を受容する、加熱チャンバと、
挿入経路に沿って移動するエアロゾル生成物品がローラーの表面に係合することによりローラーを回転させるように、挿入経路にほぼ垂直なローラー軸回りに回転するために設置された、ローラーと、
ローラーの回転方向を判定するための感知手段と、
を含むエアロゾル生成装置を提供する。
所定の挿入経路に沿って加熱チャンバに挿入され得るか又は同一の前記挿入経路に沿って加熱チャンバから引き抜かれ得る細長いエアロゾル生成物品を受容する、加熱チャンバと、
挿入経路に沿って移動するエアロゾル生成物品がローラーの表面に係合することによりローラーを回転させるように、挿入経路にほぼ垂直なローラー軸回りに回転するために設置された、ローラーと、
ローラーの回転方向を判定するための感知手段と、
を含むエアロゾル生成装置を提供する。
【0008】
ローラーの使用は、消耗品が挿入又は取り外されるときの直線運動を、多くの代替的な方法を使用して検知することができる回転運動に変換する、便利且つ機械的に簡単な仕方を提供する。ローラーの回転運動はコンパクトな空間内で行われるため、感知手段を携帯式エアロゾル生成装置の限られた容積内に設置できる。ローラーの回転方向を検知することにより、装置は消耗品が挿入されているか又は取り外されているかを判定することができ、これは装置を適切な仕方で制御するために重要である。移動の方向を判定せずに移動を検知する場合、挿入と除去を区別できるのは消耗品の前の状態が既知の場合だけである。換言すれば、消耗品が存在することが以前に知られていた場合、移動は、消耗品が現在取り外されていることを示していなくてはならず、消耗品が存在しないことが以前に知られている場合、移動は、消耗品が現在挿入されていることを示していなくてはならない。本発明により、消耗品の状態を記憶する必要も、又は代替的に消耗品の有無の検知に別のセンサを使用する必要もない。
【0009】
好適には、ローラーは、ローラー軸回りの角度に応じて変化するプロパティを有し、感知手段は少なくとも１つのセンサを含み、センサは、ローラーが回転してセンサを通過するときにプロパティの変化を測定してローラーの回転方向を判定することができる。プロパティは、センサにより測定することができる任意の物理的特性であり得る。測定値は連続値である必要がなく、存在するか又は存在しないプロパティを検知してセンサから２状態（ＯＮ／ＯＦＦ）の出力信号を与えるステップを含む。プロパティは、例えば磁気プロパティのようなローラー内部のプロパティ、明度又は色等の表面プロパティ、又は半径等の外部プロパティ等であり得る。
【0010】
好適には、ローラー軸回りの角度に応じたローラーのプロパティの変化が、ローラー上の指標角度位置で指標を画定し、感知手段は、ローラー軸回りの第１のセンサ角度位置を通過した指標の移動を検知可能な第１のセンサと、ローラー軸回りの第２のセンサ角度位置を通過した指標の移動を検知可能な第２のセンサとを含み、第１と第２のセンサ角度位置間の角度は１８０°未満である。指標は、センサにより測定可能であって、センサを通過して回転するローラー上の角度位置の特定に利用可能な、プロパティの任意の特徴である。指標は、センサ又は感知手段の他の角度（ａｓｐｅｃｔ）との関係でのみ良好に画定できる。指標は、必ずしもローラーの全周にわたり一意である角度位置を特定しなくてもよい。指標は、周長回りの特定可能なパターン（繰り返しパターンを含む）の一部を形成する場合、ローラーの回転方向の判定に依然として有用な場合がある。第１及び第２のセンサを１８０°未満の角度間隔で配置することにより、２つのセンサが指標の通過を検知する順序がローラーの回転方向に応じて変化し、それにより、方向の判定が可能になる。
【0011】
本発明のいくつかの実施形態において、感知手段は更にタイマーと比較器とを含む。ローラーが回転すると、タイマーは、第１のセンサ角度位置を通過した指標の移動を第１のセンサが検知する時点から、第２のセンサ角度位置を通過した指標の移動を第２のセンサが検知する時点までの第１の時間間隔と、第２のセンサ角度位置を通過した指標の移動を第２のセンサが検知する時点から、第１のセンサ角度位置を通過した指標の移動を第１のセンサが検知する時点までの第２の時間間隔とを測定する。比較器は、次いで、第１の間隔と第２の間隔とを比較してローラーの回転方向を判定する。
【0012】
本発明の他の実施形態において、感知手段は更に、タイマーと、比較器と、ローラー軸回りの第３のセンサ角度位置を通過した指標の移動を検知可能な第３のセンサとを含む。ローラーが回転すると、タイマーは、第１のセンサ角度位置を通過した指標の移動を第１のセンサが検知する第１の時点、第２のセンサ角度位置を通過した指標の移動を第２のセンサが検知する第２の時点、及び第３のセンサ角度位置を通過した指標の移動を第３のセンサが検知する第３の時点を測定する。比較器は、第１の時点、第２の時点、第３の時点が生じた順序からローラーの回転方向を判定できる。本実施形態において、判定は時間間隔の測定及び比較に依存しないため、センサを追加する対価として、ローラーの回転速度に生じ得る変化の影響を受け難くなる。
【0013】
本発明のいくつかの実施形態において、ローラーの測定されたプロパティは、好適にはローラー軸回りの角度に応じて鏡面非対称なパターンで変化する。これは単一のセンサだけ、又はより簡単なセンサの配置を使用してローラーの回転方向を判定することができるという利点を有する。
【0014】
本発明のいくつかの実施形態において、ローラー軸回りの角度に応じたローラーのプロパティの非対称な変化により、センサが特定可能な第１及び第２の指標がローラー上で画定され、第１と第２の指標の角度位置の間隔は１８０°未満である。従って、センサが自身を通過した各々の指標の移動を検知する順序がローラーの回転方向に応じて変化するため、方向を判定できるようになる。
【0015】
本発明の他の実施形態において、ローラー軸回りの角度に応じたローラーのプロパティの非対称な変化は、第１、第２及び第３の指標を各々ローラー上の第１、第２及び第３の指標角度位置で画定し、第１、第２及び第３の指標角度位置間の角度はすべて異なる。ローラーがほぼ一定の速度で回転する場合、各々の指標の角度間隔が異なるため、センサが通過して移動する指標を検知する異なる時間間隔のパターンが生じる。感知手段は従って、異なる時間間隔が生じた順序からローラーの回転方向を判定できる。本実施形態には、センサが異なる種類の指標を区別する必要がないという利点がある。例えば指標の有無のみを判定できればよい。
【0016】
本発明のいくつかの実施形態において、ローラー軸の角度に応じて変化するプロパティは磁気プロパティであり、そのセンサ又は各センサは、ローラーが回転してセンサを通過するとき磁場の変化を検知することができる。磁場センサは、動く機械部分を必要とせず、容易に微小電子回路に組み込めるため、エアロゾル生成装置の設計及び製造を簡素化できる。磁場センサは、例えば、ホール効果センサであり得る。ローラーは、ローラー軸回りの角度に応じて変化する磁気プロパティを生成するために配置された１つ以上の永久磁石を含み得る。
【0017】
本発明の他の実施形態において、ローラー軸回りの角度に応じて変化するプロパティはローラーの半径であり、そのセンサ又は各センサは、ローラーが回転してセンサを通過するときローラーの半径の変化を検知することができる。半径が変化するローラーは製造が簡単であり、例えば、永久磁石は互いに引き付けるか又は反発し、金属粒子を引き付ける傾向があるため、製造環境における永久磁石の使用から生じ得る問題を回避できる。
【0018】
ローラーの変化する半径は、ローラーの表面に接触する、又は接触しない様々な方法で測定することができる。例えば、そのセンサ又は各センサは、ローラーの表面に係合して、ローラーが回転するときのローラーの半径の変化に応じてローラー軸に近づく及び離れる方向に移動するセンサ素子を含み得る。このようなセンサは、半径の変化を連続変数として測定することができるか、又はセンサ素子がローラー軸に近づく及び離れる方向に移動するとＯＮとＯＦＦ状態との間で切り替えられる電気スイッチを更に含み得る。従って、センサが出力する測定信号は必然的にアナログ又はデジタルである。
【0019】
エアロゾル生成装置は更に、加熱チャンバに受容されたエアロゾル生成物品を加熱する加熱器と、ローラーの回転数を数えるカウンタと、カウンタが所定の回転数を数えたときに加熱器を作動させるコントローラとを含み得る。エアロゾル生成物品が所定の挿入経路に沿って挿入されるときにローラーの回転数を数えることにより、装置は、物品が移動した距離を測定して、物品が加熱チャンバに完全に挿入された時点を判定することができる。これにより、高温にさらされる恐れがある加熱チャンバの遠位端にセンサを更に設置する必要がなくなる。
【0020】
本発明は更に、エアロゾル生成物品がエアロゾル生成装置の加熱チャンバに挿入されるか又は加熱チャンバから引き抜かれる時点を判定する方法を提供し、本方法は、
エアロゾル生成物品を、加熱チャンバへ、又は加熱チャンバから所定の挿入経路に沿って移動させるステップと、
挿入経路にほぼ垂直なローラー軸回りに回転するために設置されたローラーの表面にエアロゾル生成物品を係合させることにより、ローラーを回転させるステップと、
ローラーの回転方向を判定するために感知手段を使用するステップと、
を含む。
エアロゾル生成物品を、加熱チャンバへ、又は加熱チャンバから所定の挿入経路に沿って移動させるステップと、
挿入経路にほぼ垂直なローラー軸回りに回転するために設置されたローラーの表面にエアロゾル生成物品を係合させることにより、ローラーを回転させるステップと、
ローラーの回転方向を判定するために感知手段を使用するステップと、
を含む。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【発明を実施するための形態】
【0022】
図１に、筐体２内で組み立てられた携帯式エアロゾル生成装置１を示す。筐体２は電池４及び制御回路６を含むが詳細には図示しない。電池４は従来型であり得、装置１の電源として機能する。制御回路６は電池４から電力を受け取り、電池４から消耗品１０を加熱する加熱器８への電力供給を含む装置１の動作を制御する。制御回路６は、以下に例を挙げる１つ以上のセンサから受信する信号に応答して装置１の動作を変化させることができる。装置１はまた、使用者インターフェース（図示せず）を含み得、例えば光、音又はディスプレイ画面を介して使用者に情報を伝達するか、又は例えばボタン又はタッチ画面を介して使用者から指示を受け取るために用いられる。本装置は更に、遠隔装置に情報を送信する、及び／又は遠隔装置から情報を受信する送信器／受信器（図示せず）を含み得る。送信器／受信器は、任意の適当な通信技術、好適にはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又はＷｉＦｉ等の無線技術を使用することができる。遠隔装置は、使用者のスマートフォンであり得、使用者に情報を提供する、使用者から指示を受け取る、又は制御回路６向けにデータ処理を実行するために使用することができる。遠隔装置は代替的に、例えば装置１の製造業者が運用する中央コンピュータであり得、装置１の使用状況に関するデータを収集及び保存する、装置１の制御回路６のデータ処理を実行する、又は装置１にデータを提供するため、例えばソフトウェアのアップグレードに使用することができる。
【0023】
筐体２は、一端が閉じた加熱チャンバ１２を含む。加熱チャンバ１２の他端は筐体２の開口部１４を介して装置の外部に開いている。装置１の不使用時に開口部１４を横断移動して閉鎖できるスライド式カバー１６が設けられ得る。加熱チャンバ１２は、消耗品１０の近位端１９が開口部１４を通って装置１から突出し、喫煙セッション中の使用者の口内に受容できるように、消耗品１０の遠位端１８を受容するサイズ及び形状を有する。例えば、加熱チャンバ１２は、典型的な円筒形の消耗品１０を受容するためにほぼ円形の断面を有し得る。他の形状の消耗品１０も知られており、例えば平坦なカードの形状の場合、加熱チャンバ１２は断面がほぼ矩形のスロットの形式であり得る。加熱チャンバ１２の内部寸法は、使用者が消耗品１０の近位端１９を吸引すると、空気が開口部１４から流れて遠位端１８に引き込まれるための空間が外側の周りに生じるように、消耗品１０の外部寸法よりも僅かに大きくてよい。
【0024】
消耗品１０は、開口部１４を通して加熱チャンバ１２に挿入され、矢印２１で示すように、所定の挿入経路２０に沿って加熱チャンバ１２に完全に挿入されると所望の位置に到達する。開口部１４の断面は、使用者が消耗品１０を開口部１４に挿入し易くするために、加熱チャンバ１２の断面よりも若干大きくてよい。開口部１４と加熱チャンバ１２の間に喉部２２が設けられていてよく、喉部２２の断面は、消耗品１０を挿入経路２０に沿って所望の位置に向けて誘導するために開口部１４から内側に向かって先細にされている。喉部２２は（図示するように）加熱チャンバ１２の壁と一体的に形成され得るか、又は加熱チャンバ１２内の高温に耐える必要のない材料で形成された別個の要素であり得る。喉部２２はローラー２６の回転取り付け場所を提供する。消耗品１０を所望の位置で支持するために突起２３が加熱チャンバ１２の内部に設けられ得る。消耗品１０が、その後、同一の挿入経路２０に沿って反対方向に加熱チャンバ１２から引き抜かれ得ることが理解されよう。
【0025】
消耗品１０は、自身の遠位端１８又はその近傍にエアロゾル生成基材２４を含む。エアロゾル生成基材２４の温度が上昇すると、エアロゾル生成基材は、消耗品の近位端１９を介して使用者の口及び肺に吸入され得る蒸気又はエアロゾルを生成する。エアロゾルは、ニコチン等の活性成分及び香料等の追加的成分を含み得る。エアロゾル生成基材２４と近位端１９との間隙により、エアロゾルが吸入される前に適切な温度まで冷却する機会が与えられる。この間隙はフィルター（図示せず）も含み得る。
【0026】
加熱器８は、加熱チャンバ１２の内部を加熱して、加熱チャンバ１２内に受容された消耗品１０のエアロゾル生成基材２４の温度を上昇させるために構成されている。例えば、加熱器８は、加熱チャンバ１２内のサセプタ（図示せず）に熱を誘導するために起動可能な誘導コイルを加熱チャンバ１２の周囲に含み得る。他の実施形態において、加熱器８は抵抗加熱を使用し得る。加熱器８は、消耗品１０に直接接触してその内部に熱を伝導するブレード又は他の素子（図示せず）を含み得る。追加的又は代替的に、加熱器８は、消耗品１０の遠位端１８に流れ込む前の空気を予熱するために設計され得る。エネルギーを節約し、且つエアロゾル生成物質の温度が過度に上昇するのを防止するために、装置１は、加熱チャンバ１２を通る空気の動きを検知できる圧力センサ又は流量センサ（図示せず）を含み得、これにより制御回路６は、使用者が消耗品１０を吸引していると判定した場合のみ加熱器８を起動する。
【0027】
本発明によれば、ローラー２６が（図２に見られるように）挿入経路２０の線にほぼ垂直な軸２８回りに回転するためにエアロゾル生成装置１に設置されている。ローラー２６の周面３０が、挿入経路２０に置かれた消耗品１０の表面に接触するために加熱チャンバ１２又は喉部２２の内部へ僅かに伸長している。消耗品１０が（矢印２１で示す）挿入経路２０に沿って加熱チャンバ内に挿入されるに伴い、消耗品１０の表面とローラー２６との摩擦により、ローラー２６が一方向（図１に矢印３２で示す反時計回り）に回転する。消耗品１０が挿入経路２０に沿って反対方向に加熱チャンバから引き抜かれたならば、消耗品１０の表面とローラー２６との摩擦により、ローラー２６が反対方向（図１の時計回り）に回転する。ローラー２６の表面３０と消耗品１０の表面との摩擦接触は、ローラー表面３０をテクスチャ化するか、又はゴム等の弾性材料又は高摩擦材料から形成することにより強化され得る。ローラー２６は、好適には、消耗品１０が開口部１４に入った直後に消耗品１０挿入が検知されるように、開口部１４の比較的近くに設置されている。ローラー２６の直径及び位置は、好ましくは、消耗品１０がローラー２６との最初の接触から加熱チャンバ１２に完全に挿入されるまで移動するのに従って、ローラー２６を少なくとも１回全回転させるために駆動するようであるべきである。
【0028】
ローラー２６の全てのプロパティがローラー軸２８回りに完全に円対称であるわけではなく、軸２８回りの角度に応じて変化する少なくとも１つのプロパティ（後述）がある。ローラー２６に隣接して１つ以上のセンサ３４が配置されており、ローラー２６が回転するとプロパティの変化を測定することができる。１つ以上のセンサ３４は、単独で、又は制御回路６が提供する論理と組み合わせてローラー２６の回転方向を検知する感知手段を形成する。回転方向から、制御回路６は、消耗品１０が挿入される又は引き抜かれる時点を認識して、適切な仕方でエアロゾル生成装置１を動作させることにより応答することができる。例えば、消耗品１０が挿入されるときに装置１を起動するか、又は起動する前に、消耗品１０が装置１での使用に適していることを認証する及び／又は使用者を装置１の認可された使用者として認証するステップを実行し得る。消耗品１０が引き抜かれると、制御回路６は装置１を停止し、終了した直後の喫煙セッションの詳細内容の記録又は送信等、他のステップを行うことができる。
【0029】
センサ３４は、ローラー軸２８回りの角度に応じて変化するローラー２６のプロパティを測定することができるので、測定はローラー２６の各回転と共に周期的に繰り返される。従って、感知手段が回転数を数えて、ローラー２６の既知の周長から、消耗品１０が装置内にどの程度挿入されたか（又は装置から引き抜かれたか）を判定することは容易である。これは特に、消耗品１０が加熱チャンバ１２に完全に挿入されていないためエアロゾル生成基材２４が加熱器８による加熱に最適な位置に存在しない場合に、制御回路６がエアロゾル生成装置１の起動を阻止できるようにする。この状況において、制御回路６は、好適には、消耗品１０が正しく挿入されていない旨の警告を使用者に発する。
【0030】
図２は図１の線Ａ－Ａで切った模式的平面図である。同図は円筒状の消耗品１０の軸にほぼ垂直なローラー軸２８回りに回転するために設置されたローラー２６を示している。好適には、ローラー２６の両端はベアリング（図示せず）に設置されているが、ローラーのボア孔を通る軸回りに回転することもできる。図２に、センサ３４が、消耗品１０に接触する表面３０からローラーの軸方向にどの程度ずれ得るかを示している。これにより、センサ３４により検知されるローラー２６の指標部分３６を接触面３０から分離することができる。特に、センサ３４により測定されるローラー２６の変化するプロパティがローラー２６の半径である場合、消耗品１０との良好な接触を維持するために、接触面３０の半径が均一なまま指標部分３６の半径を自由に変化させることができる。代替的に、接触面３０が消耗品１０と高摩擦係合するために設計されているのに対し、センサ３４は指標部分３６と摺動接触するために設計され得る。
【0031】
図２に、消耗品の他の部分よりも半径が僅かに大きいローラー２６の接触面３０を示す。余分な半径は、消耗品１０の包装紙を窪ませることができる浅い歯（図示せず）、又は消耗品１０がローラー２６を通過して移動すると変形して表面を掴むことができるゴム等の弾性材料のスリーブにより占有され得る。他の実施形態において、ローラー２６の接触面３０と指標部分３６とは、互いに軸方向に整列し得、１つ以上のセンサ３４も同様に消耗品１０の通過を妨げないローラー軸２８の角度位置に整列している。更に他の実施形態において、ローラー２６の測定可能なプロパティは、明確な指標部分３６が存在しないように、ローラー２６の軸方向の全長にわたり存在し得る。
【0032】
本明細書において、用語「指標」は、ローラー軸２８回りを角度に応じて変化するローラー２６のプロパティに関連して、センサ３４により測定可能であって、センサ３４を通過して回転するローラー２６の角度位置の特定に使用可能なプロパティの任意の特徴を意味するために用いられる。指標は、使用する感知手段との関連でのみ良好に画定でき、例えば、連続的に変化するプロパティの測定値が所定の閾値を超える角度位置であり得る。これを念頭に、感知手段が指標を検知するか否かもローラー２６の回転方向に依存する場合があり、本発明の所定の実施形態において、プロパティの測定値が閾値を超えて上昇したならば指標が検知されたならば、ローラー２６が反対方向に回転している場合、ローラー２６の同一角度位置において、値は逆に閾値を下回る可能性が高い。更に、指標は必ずしもローラー２６の全周回りで一意な角度位置を特定する必要はなく、指標は、周長回りで特定可能なパターン（繰り返しパターンを含む）の一部を形成する場合も依然として役立ち得る。
【0033】
図３～６に、ローラー２６の指標部分３６の異なる種類のプロパティ、及びそれらを測定するためにセンサ３４の可能な使用方法を模式的に示す。
【0034】
図３において、変化するプロパティは磁場である。永久磁石３８がローラー２６の中央に設置されており、磁石３８の南北軸はローラー軸２８にほぼ垂直であるため、磁石３８のＮ極はローラー２６の一方の半円筒内に、磁石３８のＳ極は他方の半円筒内にある。センサ３４は、ローラー２６の指標部分３６の表面の近傍に配置されたホール効果センサ等の磁場センサ４０であり、ローラー２６の回転に伴い永久磁石３８に起因する磁場の変化を検知できる。指標は、例えば、測定された磁場が負から正（又は南から北）に変化するローラー２６の角度位置として画定できる。永久磁石３８がローラー２６の中央に設置されることは必須でない。ローラー２６がバランスを失うのを防ぐ適切なカウンタウェイトを使用して単一の磁石を中心から外して設置され得るか、又は各々が回転してセンサ３４を通過する際に指標を画定する複数の磁石をローラー２６の周長回りに配置され得る。
【0035】
磁石を使用して回転方向を検知する他の方法も容易に想到される。例えば、図３に示すような永久磁石により生じる回転磁場は、ダイナモとして機能してコイルに電流を誘導できる。このような電流は検知可能であって、その方向がローラー２６の回転方向を示す場合がある。
【0036】
図４においても、変化するプロパティは同様に磁場であり、センサ３４は同様にホール効果センサ等の磁場センサ４０である。しかし、この場合磁場はローラー２６の外部の固定磁石４１により提供され、磁石は永久磁石であっても、又はエアロゾル生成装置１の使用中の場合のみ動作する電磁石であってもよい。この場合、ローラー軸２８回りの角度に応じて変化するローラー２６のプロパティは磁化率又は磁化性である。図４に、鉄等の比較的磁化率が高い材料から形成されている円筒形ローラー２６の一方の半円筒４２を示す一方、ローラー２６の他方の半円筒は比較的磁化率の低い材料から形成されている。ローラー２６の回転に伴い、固定磁石４１からの磁力線はローラー２６の材料を通して様々な程度に逸らされ、磁場センサ４０は自身の固定位置で異なる磁場強度を測定し、そこから１つ以上の指標を判定してローラー２６の角度位置を特定できる。
【0037】
ローラー２６が、磁化率が比較的高い材料と低い材料との間で丁度半分に分割されることは必須ではない。例えば、１回又は複数回挿入された高磁化率材料を本来は均一なローラー材料に埋め込んでローラー２６の周長回りに配置された位置に１つ以上の指標を形成してもよい。
【0038】
図５に、ローラー軸２８回りの角度に応じて変化するプロパティがローラーの半径であるローラー２６を示す。本例において、ローラーの指標部分３６は、周長の大部分でほぼ均一な半径を有している。しかし、狭い範囲の角度では、半径が増大して半径方向の突起４４が形成される。ローラー２６の半径を測定可能なセンサ３４を、ローラー２６の回転に伴いローラー２６の表面上を摺動するピン４５として模式的に示している。ピン４５は、ピン４５を半径方向内側に押し付けるばね４６の力によりローラー表面と接触し続ける。ピン４５は、少なくともローラー軸２８に垂直な面において、半径方向突起４４がセンサ３４を通過して移動したならばピン４５が上に跨ってピン４５をばね４６の力に抗して半径方向外側に向けてずらすために先端が丸く形成されている。手段（図示せず）がピン４５の半径方向の移動に応答して、ローラー２６の変化する半径を表す信号を生成する。ピン４５の半径方向の移動は単に、スイッチ（図示せず）を動作させてＯＮ又はＯＦＦのいずれかの信号を生成してよく、これによりローラー２６の周長回りに配置された複数のこのような突起４４を使用してデジタルコードを信号内に生成できることが理解されよう。
【0039】
ローラー軸２８周りの指標位置を、半径方向突起４４ではなく、図５に破線で示すように半径方向凹部４８により画定することもできる。このような凹部４８が回転してセンサ３４の角度位置を通過するとき、ピン４５は外側ではなく半径方向内側に向かって移動する。凹部４８は、少なくともピン４５の幅を収容するのに充分な広さが必要なため、突起４４よりも大きな角度にわたり伸長している状態で示されている。突起４４と凹部４８を組み合わせての使用は排除されておらず、その結果、センサは３つの可能な状態、例えばゼロ、正又は負を有する信号を生成する。
【0040】
図５に示された突起４４及び凹部４８は、本質的に「正方形」であり、すなわちそれらの角度方向の長さにわたり、各々の半径がほぼ均一に増減することにより形成されている。これは、特徴４４，４８の始点又は終点でピン４５が回転してセンサを通過する際に比較的急速に移動することにつながる。（ピン４５の先端が丸みを帯びていてローラー２６の滑らかな回転を保証するため、センサ３４により生成される信号は、突起４４又は凹部４８と全く同一の正方形プロファイルを有することはない）。このような形状の突起４４又は凹部４８は、２状態（ＯＮ／ＯＦＦ）の出力信号が望まれる場合に適している。図６に、角度に応じて半径がより緩やかに変化する半径方向突起５０の場合の代替的な可能性を示す。これによりローラー２６の回転に対する抵抗が少なくなり、センサ３４が、ピン４５の位置をＯＮ又はＯＦＦ信号ではなく連続的な変数として測定する場合により適している。図６の半径方向突起５０は、依然として本来均一な半径からの離散的な突起として示されているが、半径はローラー２６の全周にわたり滑らかに変化するので、「既定の」半径を指定することが全く不可能であることが理解されよう。
【0041】
図示するもの以外の種類のセンサが、本発明による装置に採用され得る。例えば、図５に示すような半径方向突起４４は、ローラー軸２８に平行に照射される光ビームを遮ることにより検知され得る。その場合、半径方向突起４４は、軸方向に大きい広がりを有していない薄い円板の一部として形成され得、携帯式エアロゾル生成装置１の限られた空間では利点となろう。ローラー軸２８回りの角度に応じて変化し得るプロパティの他の例、及びそれらを測定するセンサの他の例が読者には明らかであろう。
【0042】
上述の例のいくつかにおいて、指標及びセンサの位置を交換することが原理的に可能であり、それにより１つ以上のセンサがローラーと共に回転し、センサは、ローラーを通過して移動するときに、ローラーの周囲の固定角度位置に配置された指標を検知することに留意されたい。実際には、センサに電力を供給してセンサから測定信号を受信することができる電気回路の一部を形成するために回転するローラーに設置されたセンサに電気的に接続することはより困難である。
【0043】
図７～１２に、本発明による指標及びセンサの可能な配置のいくつかの例、並びにローラー２６の回転方向を導出するためにそれらを使用する方法を示す。各々の場合において一対の図面があり、それらのうち図Ａは指標及びセンサの配置を模式的に示し、図Ｂはセンサが出力する信号を時間に対してプロットしたものである。図Ｂが時間に関して鏡面非対称であることが分かり、これは、図示する信号のパターンを使用してローラー２６の回転方向を判定することができることを意味する。
【0044】
図７Ａに、永久磁石（図７Ａに示さず）が、自身の２つの半部分が磁場のＮ極とＳ極として機能するようにローラー２６に設置されている図３と同様のローラー２６を示す。ｓ１及びｓ２とラベル付けされた２つの磁場センサ３４がローラー２６に隣接する固定角度位置に配置されている。センサ３４は１８０°未満の角度間隔で配置されている。本例では、これらは約９０°の角度間隔を空けている。ローラー２６は２つの別個の極に分かれているように示されているが、実際には、各センサ３４が測定する磁場は、ローラー２６が回転して通過するのに伴い、滑らかに変化するであろう。ローラー２６が回転すると、各センサ３４は、図７Ｂの各々の出力信号６１、６２により示すように、ほぼ正弦波として変化する磁場を測定することができる。センサｓ１、ｓ２は異なる角度位置にあるため、２つの波６１、６２は位相がずれており、本例では、センサｓ１からの信号６１は、センサｓ２からの信号６２よりも約９０°だけ先行している。
【0045】
ローラー２６の指標は、各信号６１、６２の周期的曲線上の一貫した特定可能な指標点６５、例えば信号が負値から正値に遷移する点６５により特定することができる。これは実際には、ローラー２６がＳ極からＮ極に遷移するローラー２６の周長上の角度位置に対応し得るが、２つのセンサ３４により一貫して特定することができれば、指標の物理的解釈は重要ではない。感知手段は、制御回路６の一部として、又は自身の専用回路（図示せず）に実装されてもよく、各々の信号における指標６５のタイミングを比較してローラー２６の回転方向を判定する。
【0046】
感知手段は、第１のセンサｓ１が、自身の角度位置を通過した指標の動きを検知してから、第２のセンサｓ２が、自身の角度位置を通過した指標の動きを検知するまでの第１の時間間隔Δｔ１２を判定する。感知手段はまた、第２のセンサｓ２が、自身の角度位置を通過した指標の移動を検知する時点から、第１のセンサｓ１が再び自身の角度位置を通過した指標の移動を検知する時点までの第２の時間間隔Δｔ２１を判定する。ローラー２６の初期位置は未知であるため、２つの時間間隔はどちらの順序で生成してもよい。第１の時間間隔Δｔ１２は必ずしも最初に検知されなくてもよい。図７Ｂから第１の時間間隔Δｔ１２が第２の時間間隔Δｔ２１よりも短いことが分かり、この場合、ローラー２６が時計回りに回転していることを示している。センサｓ１からの信号６１の位相がセンサｓ２からの信号６２より進んでいるのではなく遅れている場合、第１の時間間隔Δｔ１２は第２の時間間隔Δｔ２１よりも長くなり、ローラー２６が反時計回りに移動していることを示す。このことから、第１と第２のセンサｓ１、ｓ２の位置間の角度が１８０°になり得ない理由が理解されよう。その場合、２つの波の位相は１８０°となり、パターンは時間に関して鏡面対称となる。換言すれば、ローラー２６が反対方向に回転している場合も同一のように見え、この配置を用いてローラー２６の回転方向を判定することはできないであろう。
【0047】
図７Ａ及び図７Ｂに示す実施形態は、ローラー２６が全回転する間の２つの時間間隔Δｔ１２とΔｔ２１の比較に依存するため、これら２つの時間間隔が測定される間、ローラー２６がほぼ一定の速度で回転すること、すなわち、消耗品１０がほぼ一定の速度で挿入又は引き抜かれることに依存する。センサｓ１とｓ２の角度間隔が１８０°に近過ぎない場合、これは合理的な仮定である。例えば、図７Ｂに示す実施形態において、ローラー２６が一定速度で回転するとき、第２の時間間隔Δｔ２１は、第１の時間間隔Δｔ１２よりも３倍長い。これにより、使用者は、２つの時間間隔の長さを等しくするために、ローラー２６が１回転する間に消耗品１０の移動速度を極端に変化させる必要があり、その結果回転方向の誤検知が生じるおそれがある。挿入又は引き抜きの速度の変化は移動の開始又は終了付近で生じる可能性が最も高いため、これが懸念される場合、感知手段は、例えば回転方向を判定する前にローラー２６の最初の検知された回転を無視することにより、速度変化を許容するために構成され得る。
【0048】
図８Ａに、引き伸ばした三角形５２により模式的に示すローラー２６の測定されたプロパティが、鏡面非対称なパターンでローラー軸回りの角度に応じて変化するローラー２６を示す。例えば、測定されたプロパティがローラー２６の半径であれば、少なくともある範囲の角度にわたり、半径は徐々に増大して滑らかなランプを形成することができ、傾斜は急峻な段差で終了して初期値に戻る。プロパティが非対称なパターンで変化するため、ローラーが回転してｓ１とラベル付けされた単一のセンサ３４を通過して移動するのに伴いプロパティの変化を測定することにより、ローラー２６の回転方向を判定することができる。
【0049】
図８Ｂに、直前に述べたパターンで変化するローラー２６の半径を測定するセンサ３４からの信号６１の一例を示す。ローラー２６の周長上で半径が変化するランプ状のパターンが、信号６１のランプ状の三角波パターンに反映される。（本例において、センサ３４は、ＯＮ又はＯＦＦの２状態だけでなく、ある範囲のプロパティ値を測定できることが必要である。）信号が高い値から自身の元の値に戻るまで急激に低下する「ランプ」の終点における曲線上の点６５により、指標を特定することができる。ローラー２６が反対方向に回転している場合、このような急降下はなく、ローラー２６の同一角度位置で値が急上昇するであろう。従って、感知手段は信号６１を使用してローラー２６の回転方向を判定することができる。
【0050】
ローラー軸２８に関して鏡面非対称であるプロパティの任意の変化パターンを上述のように使用して、回転方向を判定できることが理解されよう。パターンはランプ状である必要がない。パターンは、図８Ａに見られるように、ローラー２６の全周にわたり伸長し得、又は周長の一部だけにわたり伸長し得る。パターンは、ローラー２６が完全に１回転する前に回転方向を判定できるように周長上で繰り返され得る。
【0051】
図９Ａ～１２Ａにおいて、三角形を使用してローラー２６上の指標位置を模式的に示しているが、記述する原理は、これらの指標が物理的に実装される仕方、例えば、回転軸２８回りの角度に応じて変化するローラー２６のプロパティには依存しない。これらの図において、指標及びセンサ３４の配置だけが重要である。
【0052】
図９Ｂ～１２Ｂにおいて、センサ３４が測定した信号６１、６２、６３は、指標の検知を時間軸上の点６５、６６として模式的に示している。上述の原理は、センサが出力する信号における指標の特定の現れ方に依存しないが、例には、立ち上がりエッジ、立ち下がりエッジ、ゼロ又は別の閾値の交差（いずれかの方向）、ピーク又は谷等が含まれる。これらの図面では信号６１、６２、６３内で検知される指標６５、６６の相対タイミングだけが重要である。
【0053】
図９Ａに、指標５４がローラー２６上の個別の角度位置として示されていること以外は図７Ａと同様の配置を示す。これは例えば、図７Ａに示す磁石のＮ極とＳ極の間の遷移、又はローラー２６の角度変化プロパティにおける他の任意の特定可能な特徴に対応し得る。再び、ｓ１及びｓ２とラベル付けされた２つのセンサ３４がローラー２６に隣接する固定角度位置に配置されている。（ローラー２６の半径等、角度的に変化するいくつかのプロパティの測定については、センサ３４はローラー２６の表面に接触し得ることが理解されよう。）センサ３４は、１８０°未満、例えば約９０°の間隔で配置されている。
【0054】
図９Ｂに、ローラー２６が回転するときに第１のセンサｓ１及び第２のセンサｓ２からの測定において検知される指標のタイミングを各々表す、２つの信号６１、６２を示す。ローラー２６が一定速度で回転する場合、各々の時間軸６１、６２に沿った指標の位置は、ローラー軸２８回りの（任意のゼロ位置に相対的な）２つのセンサ３４の角度位置に対応する。図７Ｂと同様に、感知手段は、第１のセンサｓ１が、自身の角度位置を通過した指標の移動を検知する時点から、第２のセンサｓ２が、自身の角度位置を通過した指標の移動を検知する時点までの第１の時間間隔Δｔ１２を判定する。感知手段はまた、第２のセンサｓ２が、自身の角度位置を通過した指標の移動を検知する時点から、第１のセンサｓ１が再び自身の角度位置を通過した指標の移動を検知する時点までの第２の時間間隔Δｔ２１を判定する。図９Ｂにおいて、第１の時間間隔Δｔ１２は第２の時間間隔Δｔ２１よりも短く、この場合、ローラー２６が時計回りに回転していることを示す。第１の時間間隔Δｔ１２が第２の時間間隔Δｔ２１よりも長ければローラー２６が反時計回りに動いていることを示す。
【0055】
図１０Ａに、ローラー軸２８回りの異なる角度位置でローラー２６に隣接して配置され、ｓ１、ｓ２、ｓ３とラベル付けされた３つのセンサ３４を有する本発明の実施形態を模式的に示す。これらを１２０°のほぼ等しい角度間隔で示しているが、それは必須ではない。
【0056】
図１０Ｂに、ローラー２６が回転するときに第１、第２及び第３のセンサｓ１、ｓ２及びｓ３からの測定値で検知される指標６５のタイミングを各々表す、３つの信号６１、６２、６３を示す。 この場合、指標６５のタイミングではなく、指標６５が生じる順序が重要である。図示する例において、指標６５はｓ１、ｓ２、ｓ３の順序（どれが最初でもよい）で周期的に検知され、この場合ローラー２６が時計回りに回転していることを示している。指標６５が逆の順序ｓ３、ｓ２、ｓ１で周期的に検知された場合、ローラー２６が反時計回りに移動していることを示す。指標６５が３つのセンサ３４により検知される順序は、たとえローラーの回転速度が極端に変化しても（測定中に方向が反転しない限り）同じままであるので、消耗品１０の不均一な挿入又は引き抜きが予想される場合には、３つのセンサ３４を有する配置の方がより堅牢である。
【0057】
図１１Ａに、ローラー２６に隣接する角度位置にｓ１とラベル付けされた単一のセンサ３４が配置されている本発明の一実施形態を模式的に示す。ローラー２６は、センサ３４が識別可能な２つの指標５４、５５を備える。例えば、指標５４、５５は各々、図５の放射状突起４４及び凹部４８、又は図８Ａに関連して記述するランプ状突起の始点及び終点、又は磁場が立ち上がり及び立ち下がり方向で閾値を超えた時点の信号を表し得る。指標５４、５５は、ローラー２６上のローラー軸２８回りの１８０°未満の角度位置に配置される。２つの測定状態しか有していないセンサ３４（例：ＯＮ及びＯＦＦ位置を有するスイッチ）は２種類の指標５４、５５を識別できる可能性は低いことに留意されたい。
【0058】
図１１Ｂに、ローラー２６が回転するときのセンサｓ１からの測定信号における第１の指標５４の検知６５と第２の指標５５の検知６６とのタイミングを表す信号６１を示す。感知手段は、センサｓ１が、自身の角度位置を通過した第１の指標５４の移動を検知する時点から、センサｓ１が、自身の角度位置を通過した第２の指標５５の移動を検知するまでの第１の時間間隔Δｔ１２を判定する。感知手段はまた、センサｓ１が、自身の角度位置を通過した第２の指標５５の移動を検知する時点から、センサｓ１が再び自身の角度位置を通過した第１の指標５４の移動を検知する時点までの第２の時間間隔Δｔ２１を判定する。図１１Ｂにおいて、第１の時間間隔Δｔ１２は第２の時間間隔Δｔ２１よりも短く、この場合、ローラー２６が時計回りに回転していることを示している。第１の時間間隔Δｔ１２が第２の時間間隔Δｔ２１よりも長い場合、それはローラー２６が反時計回りに移動していることを示すであろう。
【0059】
図１２Ａに、ｓ１とラベル付けされた単一のセンサ３４がローラー２６に隣接する角度位置に配置されている、本発明の別の実施形態を模式的に示す。本実施形態において、ローラー２６は３つの指標５４を含み、これらは、センサ３４が区別できないという意味で同一であり得る（従って、簡単なＯＮ／ＯＦＦセンサが使用され得る）。指標５４は、隣接する指標のペア同士の３つの角度が全て異なるようにローラー軸２８回りに分散された角度位置でローラー２６上に配置されている。図示する実施形態において、隣接する指標のペア同士の各々の角度の比率はほぼ１：２：４であるが、これは必須ではない。
【0060】
図１２Ｂに、ローラー２６の回転によりセンサ３４の角度位置を通過して指標５４が搬送されるときのセンサｓ１からの測定信号における指標の検知６５のタイミングを表す、信号６１を示す。各個別の検知６５は、指標５４の任意の１つを表し得るが、（測定中にローラー２６の回転方向が逆転しないと仮定して）周期的に検知されなければならないことが知られている。感知手段は、センサｓ１により指標の４つの連続する検知６５間の３つの時間間隔Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３を判定する。感知手段は、次いで、一連の時間間隔の持続時間を比較してローラー２６の回転方向を判定する。図１２Ｂにおいて、時間間隔Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３は、持続時間の昇順に周期的に生じ（それらのいずれも周期内中に最初に生成され得るが）、ローラー２６が時計回りに回転していることを示している。時間間隔Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３が持続時間の降順に周期的に生じる場合、それは、ローラー２６が反時計回りに移動していることを示すであろう。
【0061】
ローラーが回転するときのセンサ信号における指標の検知間の時間間隔の比較に依存する実施形態において、比較する時間間隔について異なる選択が可能であることに留意されたい。例えば、図７Ｂを参照するに、時間間隔Δｔ１２とΔｔ２１とを相互に比較するのではなく、それらの一方は、ローラーが完全に回転する際に測定される合計時間間隔ΔＴと比較され得る。図９Ｂ、１１Ｂ、１２Ｂの実施形態についても同様の代替策が可能であり、本発明の範囲に含まれるものとする。
【0062】
本発明の図示する実施形態は、ローラー２６上の単一の指標５４と、ローラー軸２８回りに分散配置された複数のセンサ３４との組み合わせた使用、又は、ローラー２６の周囲に分散配置された複数の指標５４、５５と、ローラー２６に隣接する固定角度位置に配置された単一のセンサ３４との組み合わせた使用を開示する。複数のセンサ３４と複数の指標５４、５５とを組み合わせることも可能であるが、生成される信号に曖昧さが生じないように注意する必要がある。例えば、図９Ａを参照すると、図示の指標５４から１８０°の角度位置にあるローラー２６に第２の指標を設けることで、ローラー２６が全回転ではなく半回転しか完了していない時点でローラー２６の回転方向を判定できる利点が得られることが容易に想像できる。これが正しいのは、センサｓ１とｓ２の角度間隔が９０°未満に縮小された場合に限られる。センサの間隔が９０°且つ指標の間隔が１８０°である場合、各々のセンサｓ１、ｓ２は、ローラー２６がいずれかの方向に９０°回転する都度、移動する指標を交互に検知することになり、従ってパターンは対称になり、回転方向を判定することはできないであろう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【国際調査報告】