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特表2024-536795ヒートノットバーン（ＨＮＢ）エアロゾル生成装置のカプセル検証
(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】2024-10-08
(54)【発明の名称】ヒートノットバーン（ＨＮＢ）エアロゾル生成装置のカプセル検証
(51)【国際特許分類】
A24F 40/46 20200101AFI20241001BHJP
A24F 40/53 20200101ALI20241001BHJP
A24F 40/42 20200101ALI20241001BHJP
A24F 40/57 20200101ALI20241001BHJP
H05B 3/00 20060101ALI20241001BHJP
H01H 37/76 20060101ALI20241001BHJP
【ＦＩ】
A24F40/46
A24F40/53
A24F40/42
A24F40/57
H05B3/00 310H
H01H37/76 F
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024517393
(86)(22)【出願日】2022-09-02
(85)【翻訳文提出日】2024-05-08
(86)【国際出願番号】 US2022042474
(87)【国際公開番号】W WO2023043631
(87)【国際公開日】2023-03-23
(31)【優先権主張番号】17/479,274
(32)【優先日】2021-09-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ
(71)【出願人】
【識別番号】517453405
【氏名又は名称】アルトリア クライアント サーヴィシーズ リミテッド ライアビリティ カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】110002789
【氏名又は名称】弁理士法人ＩＰＸ
(72)【発明者】
【氏名】ホーズ・エリック
(72)【発明者】
【氏名】ブラックモン・ザック・ダブリュー
(72)【発明者】
【氏名】キーン・ジャレット
(72)【発明者】
【氏名】サンダー・ランガラージ・エス
(72)【発明者】
【氏名】ラウ・レイモンド・ダブリュー
(72)【発明者】
【氏名】ギャラガー・ナイル
【テーマコード（参考）】
3K058
4B162
5G502
【Ｆターム（参考）】
3K058AA42
3K058AA62
4B162AA03
4B162AA22
4B162AB12
4B162AB22
4B162AB28
4B162AC13
4B162AC22
4B162AC34
4B162AC50
4B162AD06
4B162AD20
4B162AD23
4B162AD40
5G502AA01
5G502AA02
5G502BB07
5G502EE06
5G502EE10
5G502FF10
(57)【要約】
不燃性エアロゾル生成装置のためのヒータシステムは、ヒータ素子と、ヒューズ素子とを備える。ヒータ素子は、加熱領域と第１の端子と第２の端子を有する。ヒューズ素子は、第１の端子と第２の端子との間にヒータ素子と電気的に並列接続される。ヒューズ素子は、第１の端子と第２の端子との間に印加される電力に応じてヒューズ素子を開回路にするように局所的なホットスポットを誘発するように構成される領域を有する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
不燃性エアロゾル生成装置のためのヒータシステムであって、加熱領域と第１の端子と第２の端子を有するヒータ素子と、
前記第１の端子と前記第２の端子との間に前記ヒータ素子と電気的に並列接続されたヒューズ素子であって、前記第１の端子と前記第２の端子との間に印加される電力に応じて当該ヒューズ素子を開回路にするように局所的なホットスポットを誘発するように構成される領域を有するヒューズ素子と、を備える、ヒータシステム。
【請求項2】
請求項１に記載のヒータシステムにおいて、前記ヒューズ素子は、前記ヒューズ素子を作動させるために必要な加熱電力を当該ヒータシステムに流すことを可能にする抵抗を有する、ヒータシステム。
【請求項3】
請求項１に記載のヒータシステムにおいて、局所的なホットスポットを誘発するように構成される前記領域は、挟まれた領域又はくびれた領域である、ヒータシステム。
【請求項4】
請求項１に記載のヒータシステムにおいて、前記ヒューズ素子は、前記第１の端子と前記第２の端子との間で、超音波溶接、電気溶接、又はレーザースポット溶接されている、ヒータシステム。
【請求項5】
請求項１に記載のヒータシステムにおいて、前記ヒューズ素子は、前記ヒータ素子と一体である、ヒータシステム。
【請求項6】
請求項１に記載のヒータシステムにおいて、前記ヒータ素子は、
前記加熱領域と前記第１の端子とを接続する第１の伸長領域と、
前記加熱領域と前記第２の端子を接続する第２の伸長領域と、を含み、
前記ヒューズ素子は、前記第１の伸長領域と前記第２の伸長領域とに電気的に接続される、ヒータシステム。
【請求項7】
不燃性エアロゾル生成装置のカプセルであって、エアロゾル形成基材を含むハウジングと、
前記ハウジング内に配置されたヒータ素子であって、第１の端子と、第２の端子と、エアロゾル形成基材を加熱するように構成される加熱領域とを有するヒータ素子と、
前記ヒータ素子と電気的に並列接続されるヒューズ素子であって、前記第１の端子と前記第２の端子との間に印加される電力に応じて当該ヒューズ素子を開回路にするように局所的なホットスポットを誘発するように構成される領域を有するヒューズ素子と、を備える、
カプセル。
【請求項8】
請求項７に記載のカプセルにおいて、前記ヒューズ素子は、前記ヒューズ素子を作動させるために必要な加熱電力を前記ヒータ素子と前記ヒューズ素子とに流すことを可能にする抵抗を有する、カプセル。
【請求項9】
請求項７に記載のカプセルにおいて、局所的なホットスポットを誘発するように構成される前記領域は、挟まれた領域又はくびれた領域である、カプセル。
【請求項10】
請求項７に記載のカプセルにおいて、前記ヒューズ素子は、前記第１の端子と前記第２の端子との間に超音波溶接、電気溶接、又はレーザースポット溶接されている、カプセル。
【請求項11】
請求項７に記載のカプセルにおいて、前記ヒューズ素子は、前記ヒータ素子と一体である、カプセル。
【請求項12】
請求項７に記載のカプセルにおいて、前記ハウジングは、
第１の端部と第２の端部とを有するスリーブと、
前記第１の端部に係合する第１のエンドキャップと、
前記第２の端部に係合する第２のエンドキャップとをさらに備え、前記第２のエンドキャップは、前記第１の端子、前記第２の端子、及び前記ヒューズ素子の周囲に成形される、カプセル。
【請求項13】
請求項１２に記載のカプセルにおいて、前記第２のエンドキャップは、前記カプセルを通る気流から前記ヒューズ素子を隔離するチャンバを含む、カプセル。
【請求項14】
請求項７に記載のカプセルにおいて、前記ヒータ素子は、
前記加熱領域と前記第１の端子とを接続する第１の伸長領域と、
前記加熱領域と前記第２の端子とを接続する第２の伸長領域と、を含み、
前記ヒューズ素子は、前記第１の伸長領域と前記第２の伸長領域とに電気的に接続される、カプセル。
【請求項15】
不燃性エアロゾル生成装置であって、カプセルを備え、前記カプセルは、
第１の端子と、第２の端子と、エアロゾル形成基材を加熱するように構成される加熱領域と、を有するヒータ素子と、
前記ヒータ素子と電気的に並列接続されたヒューズ素子であって、前記第１の端子と前記第２の端子との間に印加される電力に応じて当該ヒューズ素子を開回路にするために局所的なホットスポットを誘発するように構成される領域を有するヒューズ素子と、
前記カプセルに接続するように構成される装置本体とを含み、前記装置本体は、
当該不燃性エアロゾル生成装置に電力を供給する電源と、
前記ヒータ素子への電力供給を制御するように構成されるコントローラと、を含む、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項16】
不燃性エアロゾル生成装置であって、カプセルを備え、前記カプセルは、
エアロゾル形成基材を含むハウジングと、
前記ハウジング内に配置されたヒータ素子であって、第１の端子と、第２の端子と、前記エアロゾル形成基材を加熱するように構成される加熱領域とを有するヒータ素子と、
前記第１の端子と前記第２の端子の間に電気的に接続されるヒューズ素子と、
前記カプセルに接続するように構成される装置本体と、を備え、前記装置本体は、
前記ヒータ素子に電力を印加するように構成される加熱エンジン制御回路と、
前記ヒータ素子に電力波形を印加するように前記加熱エンジン制御回路を制御し、
前記電力波形に応じて、前記ヒータ素子のの測定抵抗プロファイルに基づいて、前記カプセルが有効であるかを判定する、ように構成されるコントローラとを備える、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項17】
請求項１６に記載の不燃性エアロゾル生成装置において、さらに、予想抵抗プロファイルを記憶するメモリを備え、
前記コントローラは、前記測定抵抗プロファイルと前記メモリに格納された前記予想抵抗プロファイルとの比較に基づいて、前記カプセルが有効であるかを判定するように構成される、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項18】
請求項１６に記載の不燃性エアロゾル生成装置において、前記コントローラは、前記カプセルが有効であると判定したことに応じて、エアロゾルを生成するために前記エアロゾル形成基材を加熱するように前記ヒータ素子への電力供給を可能にするように構成される、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項19】
請求項１６に記載の不燃性エアロゾル生成装置において、前記コントローラは、前記カプセルが有効でないと判定したことに応じて、エアロゾルを生成するために前記エアロゾル形成基材を加熱するように前記ヒータ素子への電力供給を停止するように構成される、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項20】
請求項１６に記載の不燃性エアロゾル生成装置において、前記コントローラは、前記ヒータ素子に前記電力波形を印加するように前記加熱エンジン制御回路を制御し、エアロゾルを生成するために前記エアロゾル形成基材を加熱するように前記ヒータ素子への電力供給の前に、前記カプセルが有効であるかを判定するように構成される、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項21】
請求項１６に記載の不燃性エアロゾル生成装置において、前記コントローラは、前記測定抵抗プロファイルに基づいて前記カプセルの識別情報を取得するように構成される、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項22】
請求項２１に記載の不燃性エアロゾル生成装置において、複数の予想抵抗プロファイルを記憶するメモリをさらに備え、
前記コントローラは、前記測定抵抗プロファイルと前記メモリに記憶された前記複数の予想抵抗プロファイルとの比較に基づいて前記カプセルの前記識別情報を取得するように構成される、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項23】
請求項１６に記載の不燃性エアロゾル生成装置において、前記コントローラは、前記測定抵抗プロファイルに基づいて、前記エアロゾル形成基材を加熱するためのエアロゾル生成パラメータを決定するように構成される、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項24】
請求項２３に記載の不燃性エアロゾル生成装置において、複数の予想抵抗プロファイルを記憶するメモリをさらに備え、
前記コントローラは、前記測定抵抗プロファイルと前記メモリに記憶された前記複数の予想抵抗プロファイルとの間の比較に基づいて、前記エアロゾル生成パラメータを決定するように構成される、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項25】
請求項２３に記載の不燃性エアロゾル生成装置において、前記エアロゾル生成パラメータは、エアロゾルを生成するために前記エアロゾル形成基材を加熱するための、加熱電力プロファイル、目標温度及び目標抵抗のうちの少なくとも１つを含む、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項26】
請求項１６に記載の不燃性エアロゾル生成装置において、有効なカプセルは、真正なカプセル、前記不燃性エアロゾル生成装置への挿入前に損傷していないカプセル、及び無傷のヒューズ素子を有するカプセルの少なくとも１つである、不燃性エアロゾル生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ヒートノットバーン（ＨＮＢ）エアロゾル生成装置、ＨＮＢエアロゾル生成装置用ヒータ、ＨＮＢエアロゾル生成装置用カプセル、カプセルの検証及び／又は識別のための方法、及び／又はＨＮＢエアロゾル生成装置の制御方法に関する。
関連技術の説明
関連技術の説明
【0002】
いくつかの電子デバイスは、植物材料の自立燃焼（ａ ｓｅｌｆ－ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ ｂｕｒｎｉｎｇ）又は自燃（ａ ｓｅｌｆ－ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ）を回避するように（すなわち、火のついた末端のタバコのように植物材料に火がつく場合とは対照的に）、温度をその着火温度未満に維持しながら、植物材料の成分を放出するのに十分な温度まで植物材料を加熱するように構成される。このような装置は、加熱によって放出される成分のエアロゾルを生成することを特徴とし得て、ヒートノットバーンエアロゾル生成装置、又はヒートノットバーン装置と呼ばれることがある。
【発明の概要】
【0003】
１又は複数の例示的な実施形態は、一体型ヒータを含むカプセルと、一体型ヒータに（例えば、直接）接触するエアロゾル形成基材とを用いた、ヒートノットバーン（ＨｎＢ）エアロゾル生成装置を提供する。一体型ヒータは、特徴的な抵抗を有することがあり、カプセルの電源端子を横切って温度ヒューズ素子（例えば、一体型、非復帰性、温度ヒューズ）を取り付け、ヒューズ素子が一体型ヒータの抵抗と並列接続されるようにし得る。
【0004】
少なくともいくつかの例示的な実施形態によれば、ＨｎＢデバイスの加熱制御アルゴリズムは、ある制御された方法でヒューズが溶断（開回路）されるように、最初の電力印加中に一体型ヒータに供給される電力／エネルギーを調整する。定義された電力プロファイル（又は波形）の適用から生じる、（例えば、電圧、電流、及び／又は抵抗の観点からの）ヒュージングプロファイルは、例えば、カプセルの種類を識別し、カプセルが有効なカプセルであるかを判定し、及び／又はカプセルに以前に電力が印加されたかを判定するために、ＨｎＢデバイスによって評価され得る。
【0005】
例えば、ＨｎＢデバイスは、観察された抵抗プロファイルが既知の抵抗プロファイルエンベロープに適合するか（又はその範囲内にあるか）に基づいて、カプセルを識別し、及び／又はカプセルが有効であるかを判定し得る。
【0006】
ヒューズはヒータへの最初の電力印加前にのみ存在し、それ以降は溶断されるため、ＨｎＢデバイスはヒータのインピーダンスチェックに基づいてカプセルに以前に電力が印加されたかを判定し得る。測定された（例えば、瞬間的な）初期抵抗がヒータの公称抵抗と一致する場合、ヒューズは存在せず（開回路にされ）、ＨｎＢデバイスはヒータに電力が以前に印加されたと判定する。少なくとも１つの例示的な実施形態は、不燃性エアロゾル生成装置のためのヒータシステムであって、加熱領域と第１の端子と第２の端子を有するヒータ素子と、前記第１の端子と前記第２の端子との間に前記ヒータ素子と電気的に並列接続されたヒューズ素子であって、前記第１の端子と前記第２の端子との間に印加される電力に応じて当該ヒューズ素子を開回路にするために局所的なホットスポットを誘発するように構成される領域を有するヒューズ素子と、を備える、ヒータシステムを提供する。
【0007】
少なくともいくつかの例示的な実施形態によれば、前記ヒューズ素子は、前記ヒューズ素子を作動させるために必要な加熱電力を当該ヒータシステムに流すことを可能にする抵抗を有していてもよい。
【0008】
局所的なホットスポットを誘発するように構成される前記領域は、挟まれた領域又はくびれた領域であってもよい。
【0009】
前記ヒューズ素子は、前記第１の端子と前記第２の端子との間で、超音波溶接、電気溶接、又はレーザースポット溶接されていてもよい。
【0010】
前記ヒューズ素子は、前記ヒータ素子と一体であってもよい。
【0011】
前記ヒータ素子は、前記加熱領域と前記第１の端子とを接続する第１の伸長領域と、前記加熱領域と前記第２の端子を接続する第２の伸長領域と、を含んでいてもよい。前記ヒューズ素子は、前記第１の伸長領域と前記第２の伸長領域とに電気的に接続されていてもよい。
【0012】
少なくとも１つの例示的な実施形態は、不燃性エアロゾル生成装置のカプセルであって、エアロゾル形成基材を含むハウジングと、前記ハウジング内に配置されたヒータ素子であって、第１の端子と、第２の端子と、エアロゾル形成基材を加熱するように構成される加熱領域とを有するヒータ素子と、前記ヒータ素子と電気的に並列接続されるヒューズ素子であって、前記第１の端子と前記第２の端子との間に印加される電力に応じて当該ヒューズ素子を開回路にするために局所的なホットスポットを誘発するように構成される領域を有するヒューズ素子と、を備える、カプセルを提供する。
【0013】
前記ヒューズ素子は、当該ヒューズ素子を作動させるために必要な加熱電力を、前記ヒータ素子と前記ヒューズ素子とに流すことを可能にする抵抗を有していてもよい。
【0014】
所的なホットスポットを誘発するように構成される前記領域は、挟まれた領域又はくびれた領域であってもよい。
【0015】
前記ヒューズ素子は、前記第１の端子と前記第２の端子との間に超音波溶接、電気溶接、又はレーザースポット溶接されていてもよい。
【0016】
前記ヒューズ素子は、前記ヒータ素子と一体であってもよい。
【0017】
前記ハウジングは、第１の端部と第２の端部とを有するスリーブと、前記第１の端部に係合する第１のエンドキャップと、前記第２の端部に係合する第２のエンドキャップとをさらに備えていてもよい。前記第２のエンドキャップは、前記第１の端子、前記第２の端子、及び前記ヒューズ素子の周囲に成形されていてもよい。
【0018】
前記第２のエンドキャップは、前記カプセルを通る気流から前記ヒューズ素子を隔離するチャンバを含んでいてもよい。
【0019】
前記ヒータ素子は、前記加熱領域と前記第１の端子とを接続する第１の伸長領域と、前記加熱領域と前記第２の端子とを接続する第２の伸長領域と、を含んでいてもよい。前記ヒューズ素子は、前記第１の伸長領域と前記第２の伸長領域とに電気的に接続されていてもよい。
【0020】
少なくとも１つの他の例示的な実施形態は、カプセルと装置本体とを備える不燃性エアロゾル生成装置を提供する。前記カプセルは、第１の端子と、第２の端子と、エアロゾル形成基材を加熱するように構成される加熱領域と、を有するヒータ素子と、前記ヒータ素子と電気的に並列接続されたヒューズ素子であって、前記第１の端子と前記第２の端子との間に印加される電力に応じて当該ヒューズ素子を開回路にするために局所的なホットスポットを誘発するように構成される領域を有するヒューズ素子とを含む。前記装置本体は、前記カプセルに接続するように構成される当該不燃性エアロゾル生成装置に電力を供給する電源と、前記ヒータ素子への電力供給を制御するように構成されるコントローラと、を含む。
【0021】
少なくとも１つの他の例示的な実施形態は、カプセルと装置本体とを備える不燃性エアロゾル生成装置を提供する。
前記カプセルは、エアロゾル形成基材を含むハウジングと、前記ハウジング内に配置されたヒータ素子であって、第１の端子と、第２の端子と、前記エアロゾル形成基材を加熱するように構成される加熱領域とを有するヒータ素子と、前記第１の端子と前記第２の端子の間に電気的に接続されるヒューズ素子と、前記装置本体は、前記カプセルに接続するように構成され、前記ヒータ素子に電力を印加するように構成される加熱エンジン制御回路と、前記ヒータ素子に電力波形を印加するように前記加熱エンジン制御回路を制御し、前記電力波形に応じて、前記ヒータ素子のの測定抵抗プロファイルに基づいて、前記カプセルが有効であるかを判定する、ように構成されるコントローラとを備える。
前記カプセルは、エアロゾル形成基材を含むハウジングと、前記ハウジング内に配置されたヒータ素子であって、第１の端子と、第２の端子と、前記エアロゾル形成基材を加熱するように構成される加熱領域とを有するヒータ素子と、前記第１の端子と前記第２の端子の間に電気的に接続されるヒューズ素子と、前記装置本体は、前記カプセルに接続するように構成され、前記ヒータ素子に電力を印加するように構成される加熱エンジン制御回路と、前記ヒータ素子に電力波形を印加するように前記加熱エンジン制御回路を制御し、前記電力波形に応じて、前記ヒータ素子のの測定抵抗プロファイルに基づいて、前記カプセルが有効であるかを判定する、ように構成されるコントローラとを備える。
【0022】
前記不燃性エアロゾル生成装置は、さらに、予想抵抗プロファイルを記憶するメモリを備えていてもよい。前記コントローラは、前記測定抵抗プロファイルと前記メモリに格納された前記予想抵抗プロファイルとの比較に基づいて、前記カプセルが有効であるかを判定するように構成されていてもよい。
【0023】
前記コントローラは、前記カプセルが有効であると判定することに応じて、エアロゾルを生成するために前記エアロゾル形成基材を加熱するように前記ヒータ素子への電力供給を可能にするように構成されていてもよい。
【0024】
前記コントローラは、前記カプセルが有効でないと判定することに応じて、エアロゾルを生成するために前記エアロゾル形成基材を加熱するように前記ヒータ素子への電力供給を停止するように構成されていてもよい。
【0025】
前記コントローラは、前記ヒータ素子に前記電力波形を印加するように前記加熱エンジン制御回路を制御し、エアロゾルを生成するために前記エアロゾル形成基材を加熱するように前記ヒータ素子への電力供給の前に、前記カプセルが有効であるかを判定するように構成されていてもよい。
【0026】
前記コントローラは、前記測定抵抗プロファイルに基づいて前記カプセルの識別情報を取得するように構成されていてもよい。
【0027】
前記不燃性エアロゾル生成装置は、複数の予想抵抗プロファイルを記憶するメモリをさらに備えていてもよい。前記コントローラは、前記測定抵抗プロファイルと前記メモリに記憶された前記複数の予想抵抗プロファイルとの比較に基づいて前記カプセルの前記識別情報を取得するように構成されていてもよい。
【0028】
前記コントローラは、前記測定抵抗プロファイルに基づいて、前記エアロゾル形成基材を加熱するためのエアロゾル生成パラメータを決定するように構成されていてもよい。
【0029】
前記不燃性エアロゾル生成装置は、複数の予想抵抗プロファイルを記憶するメモリをさらに備えていてもよい。前記コントローラは、前記測定抵抗プロファイルと前記メモリに記憶された前記複数の予想抵抗プロファイルとの間の比較に基づいて、前記エアロゾル生成パラメータを決定するように構成されていてもよい。
【0030】
前記エアロゾル生成パラメータは、エアロゾルを生成するために前記エアロゾル形成基材を加熱するための、加熱電力プロファイル、目標温度及び目標抵抗のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。
【0031】
有効なカプセルは、真正なカプセル、前記不燃性エアロゾル生成装置への挿入前に損傷していないカプセル、又は無傷のヒューズ素子を有するカプセルの少なくとも１つであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0032】
本明細書に記載された非限定的な実施形態の様々な特徴及び利点は、添付図面と併せて詳細な説明を検討することにより、より明らかになるであろう。添付図面は、単に説明のために提供されたものであり、特許請求の範囲を限定するように解釈されるべきではない。添付図面は、明示的に記載されていない限り、縮尺通りに描かれているとはみなされない。明瞭化のため、図面の様々な寸法は誇張されていてもよい。
【0033】
【0034】
【0035】
【0036】
【0037】
【0038】
【0039】
【0040】
【0041】
【0042】
【0043】
【0044】
【0045】
【0046】
【0047】
【0048】
【発明を実施するための形態】
【0049】
いくつかの詳細な例示的な実施形態が本明細書に開示されている。しかし、本明細書に開示された特定の構造的及び機能的な詳細は、例示的な実施形態を説明する目的のために単に代表的なものである。しかし、例示的な実施形態は、多くの代替形態で具体化されてもよく、本明細書に記載された例示的な実施形態のみに限定されると解釈されるべきではない。
【0050】
したがって、例示的な実施形態は、様々な変更及び代替形態が可能であるが、その例示的な実施形態は、図面に例示的に示され、ここでは詳細に説明されることになる。しかし、例示的な実施形態を開示された特定の形態に限定する意図はなく、逆に、例示的な実施形態は、そのすべての変更、等価物、及び代替物を網羅するものであることを理解されたい。図の説明を通じて、同様の番号は、同様の要素を指す。
【0051】
ある要素又は層が、他の要素又は層の「上に（ｏｎ）ある」、「接続されている（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ）」、「結合されている（ｃｏｕｐｌｅｄ ｔｏ）」、「取り付けられている（ａｔｔａｃｈｅｄ ｔｏ）」、「隣接している（ａｄｊａｃｅｎｔ ｔｏ）」、又は「覆っている（ｃｏｖｅｒｉｎｇ）」と呼ばれる場合、それは他の要素又は層の上に直接、接続されている、結合されている、取り付けられている、隣接している、又は覆っていてもよいし、介在する要素又は層が存在していてもよいことを理解すべきである。一方、ある要素が他の要素や層に「直接載っている（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ）」、「直接つながっている（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ）」、「直接結合している（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｔｏ）」と言われる場合は、介在する要素や層が存在しないこととなる。本明細書では、同一番号は同一要素を意味する。本明細書では、「及び／又は（ａｎｄ／ｏｒ）」という用語は、関連する記載項目の１又は複数の任意の及びすべての組み合わせ又はサブコンビネーションを含む。
【0052】
本明細書では、様々な要素、領域、層、及び／又はセクションを説明するために、第１、第２、第３などの用語が使用されてもよいが、これらの要素、領域、層、及び／又はセクションは、これらの用語によって限定されるべきではないことを理解する必要がある。これらの用語は、１つの要素、領域、層、又はセクションを別の領域、層、又はセクションと区別するためにのみ使用される。したがって、以下で説明する第１の要素、領域、層、又はセクションは、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第２の要素、領域、層、又はセクションと呼ぶことができる。
【0053】
本明細書では、説明を容易にするために、空間的に相対的な用語（例えば、「下方に（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下方に（ｂｅｌｏｗ）」、「下方に（ｌｏｗｅｒ）」、「上方に（ａｂｏｖｅ）」、「上方に（ｕｐｐｅｒ）」など）を使用して、図に示されているように、ある要素又は機能と他の要素又は機能との関係を説明することができる。空間的に相対的な用語は、図に描かれている向きに加えて、使用時や操作時におけるデバイスの異なる向きを包含することを意図していることを理解すべきである。例えば、図中のデバイスを裏返した場合、他の要素や特徴の「下方（ｂｅｌｏｗ）」や「下方（ｂｅｎｅａｔｈ）」と記載された要素は、他の要素や特徴の「上方（ａｂｏｖｅ）」に向けられることになる。したがって、「下方（ｂｅｌｏｗ）」という用語は、上と下の両方の向きを包含し得る。また、デバイスは他の方向に向けてもよく（９０度回転させてもよいし、他の方向に向けてもよい）、本明細書で使用される空間的に相対的な記述子はそれに応じて解釈される。
【0054】
本明細書で使用されている用語は、様々な例示的な実施形態を説明するためだけのものであり、例示的な実施形態を限定することを意図したものではない。本明細書で使用される単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈が明確に示す場合を除き、複数形も含むことが意図される。本明細書で使用される用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」及び／又は「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、記載された特徴、整数、ステップ、操作及び／又は要素の存在を特定するが、１又は複数の他の特徴、整数、ステップ、操作、要及び／又はそれらのグループの存在又は追加を排除するものではないことがさらに理解されるであろう。
【0055】
本明細書中で、「約（ａｂｏｕｔ）」及び「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」という言葉が数値と関連して使用されている場合、他に明示的に定義されていない限り、関連する数値には、記載された数値の周囲に±１０％の公差が含まれることが意図される。
【0056】
特に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、例示的な実施形態が属する技術分野における通常の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書で定義されるものを含む用語は、関連する技術の文脈における意味と一致する意味を有するものとして解釈されるべきであり、本明細書で明示的にそのように定義されない限り、理想化された又は過度に形式的な意味で解釈されないことがさらに理解されよう。
【0057】
１又は複数の例示的な実施形態は、カプセルの有効性を決定し、カプセルを識別し、及び／又はエアロゾル生成装置に挿入されたときにカプセルのエアロゾル生成パラメータを決定するために、電気的に作動されたヒューズ素子の統合及び／又は利用を可能にする精密ヒータ制御電子機器と、ヒータ素子とを含むエアロゾル生成装置を提供する。
【0058】
１又は複数の例示的な実施形態は、カプセル内のワンタイムヒューズ素子を利用してもよい。カプセル内のワンタイムヒューズ素子は、ヒューズ素子を作動（例えば、開回路）させるのに必要な抵抗プロファイルの形状（例えば、正確な形状）を検出すること、及び抵抗プロファイルを許容可能な抵抗プロファイルの１又は複数のエンベロープと比較して妥当性を判定することを可能にし得る。
【0059】
ワンタイムヒューズ素子はまた、ヒューズ素子を作動（例えば、溶断又は開回路）するのに必要なヒュージングプロファイルの形状（例えば、正確な形状）を検出する能力、及び検出されたヒュージングプロファイルをヒュージングプロファイルのライブラリと比較して、エアロゾル生成装置に挿入されたカプセルのタイプ（例えば、ＳＫＵ、カプセル内のエアロゾル形成基材又は材料のタイプなど）及び／又はカプセル内のエアロゾル生成基材を加熱するためのエアロゾル生成パラメータを決定する能力を提供してもよい。
【0060】
ワンタイムヒューズ素子はまた、ヒューズが無傷であるかを検出する能力を提供してもよい。これは、カプセルが以前にエアロゾル生成装置に挿入されたことがあるか、及び／又はカプセル内のエアロゾル生成基材が以前に加熱されたことがあるかを示してもよい。
【0061】
図１Ａ～１Ｄは、は、少なくとも１つの例示的な実施形態によるエアロゾル生成装置１００（例えば、ヒートノットバーン（ＨＮＢ）エアロゾル生成装置）の図である。例えば、図１Ａは、エアロゾル生成装置１００の上面斜視図であり、蓋１１０が閉じられている。図１Ｂは、エアロゾル生成装置１００の底面斜視図であり、蓋１１０が閉じられている。図１Ｃは、エアロゾル生成装置１００の底面斜視図であり、蓋１１０が閉じられている。図１Ｄは、エアロゾル生成装置１００の別の上面斜視図であり、蓋１１０が開けられ、カプセル２００がカプセル受容キャビティ１３０によって受容されている。
【0062】
図示されているように、少なくともいくつかの例示的な実施形態では、エアロゾル生成装置１００は、一般的な長方形状又は小石形状を有し、エアロゾル生成装置１００の本体から延びる交換可能なマウスピース１９０を有する。例えば、エアロゾル生成装置１００は、ハウジング１２０を含み得る。ハウジング１２０は、カプセルコネクタ１３２を囲んでもよく、カプセルコネクタ１３２は、ハウジング１２０内のプリント回路基板（ＰＣＢ）に取り付けられてもよい。（図１Ｄに示されるように）カプセルコネクタ１３２は、カプセル受容キャビティ１３０を画定する。さらに、蓋１１０は、ハウジング１２０に対して開閉可能に構成され、交換可能なマウスピース１９０に結合可能である。例えば、蓋１１０は、第１点１２２においてハウジング１２０に固定的に結合されてもよく、第２点１２４においてハウジング１２０に解放可能に結合可能である。ハウジング１２０の第１点１２２は、装置１００の第１側面１０２上にあってもよい。ハウジング１２０の第２点１２４は、エアロゾル生成装置１００の第２側面１０４上にあってもよい。場合によっては、蓋１１０はドアと呼ばれることもある。ハウジング１２０及び／又は蓋１１０の外装は、金属（アルミニウム、ステンレス鋼など）；審美的な食品接触定格プラスチック（ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）材料、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、コポリエステルプラスチック、又はその他の任意の適切なポリマー及び／又はプラスチックなど）；又はそれらの任意の組み合わせから形成されてもよい。交換可能なマウスピース１９０は、同様に、金属（アルミニウム、ステンレス鋼など）；審美的な食品接触定格プラスチック（ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）材料、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、コポリエステルプラスチック、又はその他の任意の適切なポリマー及び／又はプラスチックなど）；及び／又は植物ベースの材料（木材、竹など）から形成されてもよい。１つ以上の内面又はハウジング１２０、及び／又は蓋１１０は、高温プラスチック（例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）など）を用いて形成されても、コーティングされてもよい。蓋１１０及びハウジング１２０は、まとめてエアロゾル生成装置１００の本体とみなし得る。
【0063】
蓋１１０は、第１点１２２において、ヒンジ、又はその他の類似のコネクタによってハウジング１２０に固定的に結合されてもよく、これにより、蓋１１０は、（図１Ｄに図示されているような）開位置から（図１Ａ～１Ｂに図示されているような）閉位置まで移動（例えば、スイング及び回転）し得る。ヒンジは、ねじりばねを含んでいてもよい。図１Ｄに図示されているような、少なくともいくつかの例示的な実施形態では、ハウジング１２０は、第１点１２２に凹部１２６を含む。凹部１２６は、蓋１１０の一部を受け止めるように構成され、蓋１１０の開位置から閉位置（及びその逆）への容易かつ円滑な移動を可能にし得る。凹部１２６は、蓋１１０の相対する部分に対応する構造を有し得る。例えば、図示されているように、凹部１２６は、一般的な凸形状を有する蓋１１０の曲率に対応する一般的な凹形状を有する実質的に曲がった部分１２７を含み得る。
【0064】
蓋１１０は、ラッチ１１４、又は他の類似のコネクタによって、第２点１２４において、ハウジング１２０に解放可能に結合可能であってもよい。これにより、蓋１１０は、閉位置に固定（ｆｉｘ）又は固定（ｓｅｃｕｒｅｄ）され、蓋１１０が固定された閉位置から開位置に移動できるように、容易に解放可能となる。少なくとも１つの例示的な実施形態では、ラッチ１１４は、ラッチ解除機構に結合されていてもよい。ラッチ解除機構は、第１位置又は閉位置から第２位置又は開位置にラッチ１１４を移動させるように構成されていてもよい。例えば、ラッチ１１４は、ハウジング１２０内で下方に延びていてもよく、ラッチ解除機構は、ラッチ１１４の下方長さに対して垂直であってもよい。このように、ラッチ解除機構はラッチ１１４に圧力を加えるように構成される。例えば、ラッチ解除機構は、第１位置と第２位置との間で移動可能であってもよい。第１位置では、ラッチ解除機構はラッチ１１４に対して中立であってもよい。第２位置では、ラッチ解除機構は、固定又はラッチされた閉位置から開位置にラッチ１１４を移動させるように、ラッチ１１４の下方長さに圧力を加えてもよい。
【0065】
少なくとも１つの例示的な実施形態では、ラッチ解除機構は、ラッチ解除機構を作動させる、すなわち、ラッチ１１４を第１位置又は閉位置又は固定位置から第２位置又は圧力印加位置に移動させ、開位置から固定位置又は閉位置にラッチ１１４を移動／復帰させる、ように構成されるラッチ解除ボタン１１８と連通する。少なくとも１つの例示的な実施形態では、ラッチ解除ボタン１１８は、エアロゾル生成装置１００の第２側面１０４に配置された成人消費者インタラクションボタンである。例えば、ラッチ解除ボタン１１８が成人消費者によって押されると、ラッチ解除機構は、固定位置又は閉位置から開位置にラッチ１１４を移動させるように、第１位置又は閉位置又は固定位置から第２位置又は圧力印加位置に移動し得る。ラッチ解除ボタン１１８は、成人消費者によって加えられる圧力を方向付けるように構成される中央の窪み又はくぼみを有する実質的に円形の形状を有していてもよい。ただし、例示的な実施形態はこれに限定されない。蓋１１０の開閉を検出するように構成される１又は複数のセンサ（図示せず）は、ハウジング１２０及び／又はその中の１又は複数の要素（例えば、ラッチ１１４、ラッチ解除機構、ラッチ解除ボタン１１８）内に埋め込まれるか、さもなければ配置されてもよい。
【0066】
少なくともいくつかの例示的な実施形態では、ハウジング１２０、ラッチ解除機構、ならびに電源（例えば、図３に関して後述する電源２１１０）、及び後でさらに詳細に説明する他の電気システムを包囲又は収容する。電源からの電流の供給は、手動操作（例えば、ボタン作動）又は自動操作（例えば、パフ作動）に応じて行われ得る。
【0067】
図１Ａ～１Ｂ及び１Ｄに最もよく示されているような、少なくともいくつかの例示的な実施形態では、ハウジング１２０は、装置１００の第２側面１０４上に配置された消費者インターフェースパネル１４３を含む。例えば、消費者インターフェースパネル１４３は、装置１００の第２側面に沿う楕円形のパネルであってもよい。消費者インターフェースパネル１４３は、上述したようなラッチ解除ボタン１１８のほか、通信画面１４０及び／又は電源ボタン１４２を含み得る。例えば、少なくともいくつかの例示的な実施形態では、消費者インターフェースパネル１４３は、ラッチ解除ボタン１１８と電源ボタン１４２との間に配置された通信画面１４０を含み得る。図示されているように、ラッチ解除ボタン１１８は、エアロゾル生成装置１００の上部に向かって配置されてもよく、電源ボタン１４２は、エアロゾル生成装置１００の下部に向かって配置されてもよい。ラッチ解除ボタン１１８と同様に、電源ボタン１４２も成人消費者インタラクションボタンであってもよい。電源ボタン１４２は、成人消費者によって加えられる圧力を方向付けるように構成される中央の窪み又はくぼみを有する実質的に円形の形状を有していてもよい。ただし、例示的な実施形態はこれに限定されない。電源ボタン１４２は、エアロゾル生成装置１００をオンオフしてもよい。２つのボタンのみが図示されているが、利用可能な機能及び所望の成人消費者インターフェースに応じて、より多くの又はより少ないボタンが提供されてもよいことを理解すべきである。
【0068】
少なくとも１つの例示的な実施形態では、通信画面１４０は、集積薄膜トランジスタ（「ＴＦＴ」）画面である。他の例示的な実施形態では、通信画面１４０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、電子ペーパー（ｅ－ｐａｐｅｒ）ディスプレイ、有機発光ダイオード（「ＯＬＥＤ」）、発光ダイオード（「ＬＥＤ」）画面などであってもよい。通信画面１４０は、成人消費者の関与のために構成され、概して長方形の形状を有していてもよい。
【0069】
少なくともいくつかの例示的な実施形態では、ハウジング１２０は、充電コネクタ又はポート１７０を画定する。例えば、図１Ｂに最もよく示されているように、充電コネクタ１７０は、カプセル受容キャビティ１３０から遠位のハウジング１２０の下端に画定／配置されてもよい。充電コネクタ１７０は、エアロゾル生成装置１００内部の電源を充電するように、外部電源から（例えば、ＵＳＢ／ミニＵＳＢケーブルを介して）電流を受け取るように構成され得る。例えば、図１Ｃに最もよく示されるような少なくとも１つの例示的な実施形態では、充電コネクタ１７０は、キャビティ１７１内に突起１７５を有するキャビティ１７１を画定するアセンブリであってもよい。例示的な実施形態では、突起１７５は、キャビティ１７１の縁を越えて延びていない。さらに、充電コネクタ１７０は、別のエアロゾル生成装置（例えば、ヒートノットバーン（ＨＮＢ）エアロゾル生成装置）及び／又は他の電子装置（例えば、電話、タブレット、コンピュータなど）にデータを送信し、及び／又は（例えば、ＵＳＢ／ミニＵＳＢケーブルを介して）データを受信するように構成されることもある。少なくとも１つの実施形態では、エアロゾル生成装置１００は、代わりに、又は追加的に、そのような他のエアロゾル生成装置及び／又は電子装置と（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを介して）無線通信するように構成されてもよい。
【0070】
図１Ｃに最もよく示されているような、少なくともいくつかの例示的な実施形態では、保護格子１７２が、充電コネクタ１７０の周囲に配置されている。保護格子１７２は、破片の侵入及び／又は流入気流の不注意な遮断を低減又は防止するのに役立つように構成されてもよい。例えば、保護格子１７２は、その長さ又はコースに沿って、複数の孔１７３を画定し得る。図示されているように、保護格子１７２は、充電コネクタ１７０を取り囲む環状の形態を有していてもよい。これに関して、孔１７３は、充電コネクタ１７０の周囲に（例えば、直列に）配置され得る。孔１７３のそれぞれは、これに限定されないが、楕円形又は円形の形状を有していてもよい。少なくとも１つの例示的な実施形態では、保護格子１７２は、認可された食品接触材料を含み得る。例えば、保護格子１７２は、プラスチック、金属（例えば、ステンレス鋼、アルミニウム）、又はそれらの組み合わせを含んでもよい。少なくともいくつかの例示的な実施形態では、保護格子１７２の表面は、例えばプラスチックの薄い層でコーティングされ、及び／又は陽極酸化されてもよい。
【0071】
保護格子１７２の孔１７３は、エアロゾル生成装置１００に引き込まれる空気の入口として機能し得る。エアロゾル生成装置１００の動作中、充電コネクタ１７０の周囲における保護格子１７２の孔１７３をくぐった周囲の空気は、収束して、カプセル２００に移動する複合的な流れを形成する。例えば、孔１７３は、カプセル受容キャビティ１３０と流体的に連通していてもよい。少なくともいくつかの例示的な実施形態では、空気は、孔１７３から、カプセル受容キャビティ１３０を通って吸引されてもよい。例えば、空気は、カプセル受容キャビティ１３０によって受容されたカプセル２００を通って、交換可能なマウスピース１９０から取り出される。
【0072】
図１Ａ～１Ｄに示される例示的な実施形態に関する追加の詳細は、２０２１年１月１８日出願の米国出願第１７／１５１３２７号に記載されており、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【0073】
カプセル２００は、その例示的な実施形態は以下にさらに詳細に説明されるが、一般に、入口開口部、出口開口部、及び入口開口部と出口開口部との間のチャンバを画定するハウジングを含む。エアロゾル形成基材は、ハウジングのチャンバ内に配置される。さらに、ヒータシステムは、その外側からハウジング内に延びていてもよい。ハウジングは、本体部分、上流部分、及び下流部分を含み得る。ハウジングの本体部分は、近位端及び遠位端を含む。ハウジングの上流部分は、本体部分の遠位端と係合するように構成され得る。ハウジングの下流部分は、本体部分の近位端と係合するように構成され得る。以下により詳細に議論されるように、ヒータシステムは、ヒータ（本明細書では、ヒータ素子又は加熱要素とも呼ばれる）及びヒューズ素子を含み得る。
【0074】
図２Ａは、例示的な実施形態によるエアロゾル生成装置のカプセルの斜視図である。図２Ｂは、図２Ａのカプセルの分解斜視図である。図２Ｃは、第２のエンドキャップの外面が除去された、図２Ｂのヒータシステム及び第２のエンドキャップを示す図である。図２Ｄは、図２Ｂ及び図２Ｃに部分的に示されるヒータシステムの拡大図である。
【0075】
図２Ａ～２Ｄを参照すると、カプセル２００は、下流部分、上流部分、及び下流部分と上流部分との間の本体部分を有するハウジングを含む。ハウジングの下流部分は、第１のエンドキャップ３１０（例えば、下流キャップ）の形態であってもよい。ハウジングの上流部分は、第２のエンドキャップ３２０（例えば、上流キャップ）の形態であってもよい。ハウジングの本体部分は、カバー３３０（例えば、スリーブ）の形態であってもよい。
【0076】
カプセル２００は、ハウジング内に配置されたヒータシステム３６をさらに含む。図２Ａ～２Ｄに示す例示的な実施形態では、第２のエンドキャップ３２０は、ヒータシステム３６の上流部分の周囲に成形されている。１又は複数の例示的な実施形態によれば、ヒータシステム３６は、特に、ヒータ３３６及びヒューズ素子４０８を含み得る。
【0077】
第２のエンドキャップ３２０、ヒータシステム３６、及びヒータシステム３６と第２のエンドキャップ３２０の間の係合については、後で詳しく説明する。
【0078】
第１のエンドキャップ３１０は第１の開口部３１２を画定する一方、第２のエンドキャップ３２０は第２の開口部３２２を画定する。第２の開口部３２２は、空気が第２のエンドキャップ３２０を通ってヒータシステム３６に流れるように、第２のエンドキャップ３２０を通って延びている。
【0079】
第１のエンドキャップ３１０は、下流端部において第１のエンドキャップ３１０とカバー３３０との間に確実な係合を提供するように構成される、複数の隆起部３１４を有していてもよい。
【0080】
第２のエンドキャップ３２０は、上流端部において第２のエンドキャップ３２０とカバー３３０との間に確実な係合を提供するように構成される、同様の複数の隆起部３１６を有していてもよい。
【0081】
第１のエンドキャップ３１０、第２のエンドキャップ３２０、及びカバー３３０は、成形プラスチック（例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）プラスチックなど）で形成され得る。
【0082】
ヒータ３３６は、中間部（加熱部又は領域）４０６と、端子４０２，４０４とを含む。伸長領域４１５Ａ，４１５Ｂは、加熱領域４０６をそれぞれの端子４０２，４０４に電気的に接続する。ヒューズ素子（又はヒューズ）４０８は、ヒューズ素子４０８がヒータ３３６（又はヒータ３３６の抵抗）と並列に電気的に接続されるように、端子４０２と端子４０４との間に電気的に接続されている。図２Ｄに示す例では、ヒューズ素子４０８の端部は、伸長領域４１５Ａ，４１５Ｂのそれぞれにスポット溶接されている。
【0083】
端子４０２，４０４は、ヒータシステム３６に電力を印加するために（例えば、予熱中、エアロゾル形成基材を加熱するためのヒータの起動中、及び／又は本明細書で議論される１又は複数の方法中）、加熱エンジン制御回路（後述）を介して電源（例えば、図３の電源２１１０）から電力（例えば、電流）を受け取るように構成される。
【0084】
図２Ａ～図２Ｄに示される例示的な実施形態では、加熱領域４０６は、複数の平行セグメント（例えば、８～１２個の平行セグメント）を有する圧縮振動又はジグザグに似た平面状かつ巻線状の形態を有する。しかし、ヒータ３３６の加熱領域４０６の他の形態（例えば、螺旋形態、花のような形態など）も可能であることを理解されたい。
【0085】
ヒューズ素子４０８は、ワイヤーの形をした１回限りのリセット不能なヒューズであってもよい。ヒューズ素子４０８は、ヒューズ素子４０８を横切る電流の流れに応じてヒューズ素子４０８を開回路にする（溶断する）ために、局所的な「ホットスポット」を誘発するように構成される領域４１２を有していてもよい。少なくとも１つの例示的な実施形態によれば、領域４１２は、ヒューズ素子４０８の「挟まれた」領域（「くびれた」領域とも呼ばれる）であってもよい。ヒューズ素子４０８は、ヒューズ素子４０８を作動させるために必要な加熱電力をヒータシステム３６に流すことを可能にする抵抗を有するように構成されてもよい。
【0086】
一例として、ヒータ３３６の公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬが２Ωで、ヒータ３３６に１０Ｗの加熱電力が印加され、ヒューズ素子４０８を作動させるために５Ｗの加熱電力が必要な場合、ヒューズ素子４０８の抵抗は２Ωに設定されてもよい。この抵抗の大部分は、局所的なホットスポットに加熱効果を集中させる（金属をその気化点まで過熱する）ために、くびれ領域に集中されていてもよく、これにより、ヒータシステム３６に電力が印加されたときにヒューズ素子４０８が開回路となる。
【0087】
この構成例では、ヒータシステム（ヒータ３３６及びヒューズ素子４０８を含む）の初期抵抗は１Ω（並列接続された２つの２Ωの抵抗器）である。電力がヒータシステム３６に印加される場合、ヒューズ素子４０８が開回路化され、ヒータシステム３６（端子４０２，４０４の間）の抵抗が、ヒータ３３６を通過する５Ｗ電力の加熱効果のための比較的小さなデルタ（補正）を伴ってヒータ３３６の公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬに等しくなる又は実質的に等しくなるまで、挟まれた領域が熱くなるにつれてヒータシステム３６の抵抗は増加する。
【0088】
図２Ｂ～２Ｄに示される例示的な実施形態では、ヒューズ素子４０８は、端子４０２，４０４のそれぞれにつながるそれぞれの伸長領域、例えば伸長領域４１５Ａ，４１５Ｂ上の位置４１０Ａ，４１０Ｂに、超音波溶接、電気溶接、又はレーザースポット溶接されていてもよい。別の例示的な実施形態では、ヒューズ素子４０８は、ヒータ３３６と一体的に形成されていてもよい。
【0089】
より詳細な例では、ヒューズ素子４０８はフィラメントワイヤであってもよい。これはそれぞれの伸長領域４１５Ａ，４１５Ｂに超音波溶接されてもよい。この場合、このヒューズ素子４０８は、端子４０２，４０４を横切って電力が印加されたときに過熱される比較的抵抗の高い局所領域を作り出すために、その長さの中間点又はその付近で挟まれていても、くびれていてもよい。挟まれた部分が過熱により気化し、ヒューズ素子４０８を開回路にする。
【0090】
ヒータ３３６（及びヒータ３３６と一体的に形成されている場合はヒューズ素子４０８）を含むヒータシステム３６を製造するために、シート材料は、切断又は他の加工（例えば、スタンピング、電気化学的エッチング、ダイカッティング、レーザー切断など）をされ得る。シート材料は、ジュール加熱（オーミック／抵抗加熱とも呼ばれる）を受けるように構成される１又は複数の導体で形成され得る。シート材料に適した導体は、鉄系合金（例えば、ステンレス鋼、鉄アルミナイド）、ニッケル系合金（例えば、ニクロム）、及び／又はセラミック（例えば、金属で被覆されたセラミック）を含む。例えば、ステンレス鋼は、例示的な実施形態はこれに限定されないが、ＳＳ３１６Ｌとして当該技術分野で知られているタイプであってもよい。シート材料は、約０．１～０．３ｍｍ（例えば、０．１５～０．２５ｍｍ）の厚さを有していてもよい。
【0091】
この例では、ヒューズ素子４０８は、ヒータ３３６と同時又は実質的に同時に形成されてもよく、ヒータ３３６と同じ又は実質的に同じ厚さを有してもよい。
【0092】
ヒューズ素子４０８を形成した後、このより大きな構造を挟む、又は「くびれ」を作る後処理操作は、ヒューズ素子４０８に挟まれた、又はくびれた領域４１２を形成するために用いられてもよい。
【0093】
例示的な実施形態は、図２Ｂ～２Ｄに示されるヒータ構造に関して本明細書で説明されるが、例示的な実施形態はこの例に限定されるべきではない。米国出願第１７／１５１３２７号に開示されているような他のヒータ構造を利用してもよいし、本明細書で論じた例示的な実施形態と組み合わせてもよい。
【0094】
さらに図２Ａ～２Ｄを参照すると、ヒューズ素子４０８は、第２のエンドキャップ３２０の領域内に封入されていてもよい。この領域では、気流及び生成されたエアロゾルは、ヒューズ素子４０８の少なくともくびれた領域４１２を横切って流れたり接触したりしない。少なくとも１つの例示的な実施形態では、第２のエンドキャップ３２０は、プラスチック（例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）プラスチック）を用いて、ヒューズ素子４０８の挟まれた領域又は「くびれた」領域上にオーバーモールドされ得る。
【0095】
一例では、第２のエンドキャップ３２０は、ヒューズ素子４０８を囲むように成形され得る一方で、ヒューズ素子４０８をエアロゾル生成装置を通る気流及びエアロゾル流路から隔離してもよい。ヒューズ素子４０８は、第２のエンドキャップ３２０内のコンパートメント又はチャンバ４１４を用いて隔離され得る。一例では、チャンバ４１４は、複数の第２の開口部３２２の長さのスパン以上の長さを有していてもよい。
【0096】
少なくとも１つの例示的な実施形態では、第２のエンドキャップ３２０は、成形においてチャンバ４１４を含み、ヒューズ素子４０８は、成形が完了した後に取り付けられてもよい。
【0097】
別の例では、ヒューズ素子４０８がヒータ３３６と一体である場合、チャンバ４１４は、第２のエンドキャップ３２０をヒューズ素子４０８の周囲に成形することにより、形成され得る。この例では、成形圧力がヒューズ素子４０８の機械的破壊を誘発しないように、成形パラメータが設定され得る。ヒューズ素子４０８は、例えばＸ線検査又は成形後のヒータシステム３６の抵抗の直接測定を用いて検証され得る。
【0098】
図３は、少なくともいくつかの例示的な実施形態によるエアロゾル生成装置及びカプセルの電気システムを示す。
【0099】
図３を参照すると、電気システムは、エアロゾル生成装置電気システム２１００とカプセル電気システム２２００とを含む。エアロゾル生成装置電気システム２１００は、エアロゾル生成装置１００に含まれてもよく、カプセル電気システム２２００は、カプセル２００に含まれてもよい。
【0100】
図３に示す例示的な実施形態では、カプセル電気システム２２００は、ヒータシステム３６を含む。上述したように、ヒータシステム３６は、ヒータ３３６とヒューズ素子４０８とを含む。ヒータシステム３６は、ヒータ構造とも呼ばれることがある。
【0101】
カプセル電気システム２２００は、エアロゾル生成装置１００とカプセル２００との間で電力及び／又はデータを転送するための本体電気／データインターフェース（図示せず）をさらに含み得る。
【0102】
エアロゾル生成装置電気システム２１００は、コントローラ２１０５と、電源２１１０と、測定回路２１２５と、加熱エンジン制御回路２１２７と、エアロゾルインジケータ２１３５と、オンプロダクト制御部２１５０（例えば、図１Ａ～１Ｄに示すボタン１１８，１４２）と、メモリ２１３０と、クロック回路２１２８と、気流センサ１８５とを含む。いくつかの例示的な実施形態では、コントローラ２１０５と、電源２１１０と、測定回路２１２５と、加熱エンジン制御回路２１２７と、メモリ２１３０と、クロック回路２１２８とは、同じＰＣＢ（例えば、図示されていないメインＰＣＢ）上にあってもよい。エアロゾル生成装置電気システム２１００は、エアロゾル生成装置１００とカプセル２００との間で電力及び／又はデータを転送するためのカプセル電気／データインターフェース（図示せず）をさらに含んでもよい。
【0103】
電源２１１０は、エアロゾル生成装置１００及びカプセル２００に電力を供給するための内部電源であってもよい。電源２１１０からの電力供給は、電力制御回路（図示せず）を介してコントローラ２１０５によって制御されてもよい。電力制御回路は、電源２１１０からの電力出力を調整するための１又は複数のスイッチ又はトランジスタを含み得る。電源２１１０は、１又は複数の電池（例えば、充電式二重電池配置、リチウムイオン電池、燃料電池など）を含んでもよい。
【0104】
コントローラ２１０５は、エアロゾル生成装置１０の全体的な動作を制御するように構成され得る。少なくともいくつかの例示的な実施形態によれば、コントローラ２１０５は、論理回路を含むハードウェアなどの処理回路、ソフトウェアを実行するプロセッサなどのハードウェア／ソフトウェアの組み合わせ、又はそれらの組み合わせを含み得る。例えば、処理回路は、より具体的には、中央処理装置（ＣＰＵ）、算術論理演算装置（ＡＬＵ）、デジタル信号プロセッサ、マイクロコンピュータ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、システムオンチップ（ＳｏＣ）、プログラマブルロジックユニット、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などを含み得るが、これらに限定されない。
【0105】
図３に示す例示的な実施形態では、コントローラ２１０５、汎用入出力（ＧＰＩＯｓ）、集積回路間（Ｉ２Ｃ）インターフェース、シリアル周辺インターフェースバス（ＳＰＩ）インターフェースなどの入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース、マルチチャンネルアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）、及びクロック入力端子を含む、マイクロコントローラとして図示されている。しかし、例示的な実施形態はこの例に限定されるべきではない。少なくとも１つの例示的な実施形態では、コントローラ２１０５は、マイクロプロセッサであってもよい。
【0106】
本明細書では、方法及びアルゴリズムの例示的な実施形態は、コントローラ２１０５によて実行されるものとして開示され得る。しかし、例示的な実施形態は、これらの例に限定されるべきではない。むしろ、１又は複数の例示的な実施形態によれば、方法及びアルゴリズムは、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータ実行可能命令を記憶するメモリとを含むエアロゾル生成装置によって実行されるものとして説明され得、少なくとも１つのプロセッサは、エアロゾル生成装置に方法又はアルゴリズムの動作を実行させるためにコンピュータ読み取り可能命令を実行するように構成される。さらに、コンピュータプログラムコードとして符号化されたプロセッサ、メモリ、及び例示的アルゴリズムは、本明細書で議論される動作を提供又は実行させるための手段として機能し得る。
【0107】
図３では、メモリ２１３０は、コントローラ２１０５の外部にあるように図示されている。ただし、いくつかの例示的な実施形態では、メモリ２１３０は、コントローラ２１０５に搭載されていてもよい。
【0108】
コントローラ２１０５は、測定回路２１２５、加熱エンジン制御回路２１２７、エアロゾルインジケータ２１３５、メモリ２１３０、オンプロダクト制御部２１５０、クロック回路２１２８、電源２１１０、及び気流センサ１８５に通信可能に結合されている。
【0109】
加熱エンジン制御回路２１２７及び気流センサ１８５は、ＧＰＩＯ（汎用入出力）端子を介してコントローラ２１０５に接続されている。メモリ２１３０は、ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）端子を介してコントローラ２１０５に接続されている。クロック回路２１２８は、コントローラ２１０５のクロック入力端子に接続されている。エアロゾルインジケータ２１３５は、Ｉ２Ｃ（集積回路間）インターフェース端子とＳＰＩ／ＧＰＩＯ端子を介してコントローラ２１０５に接続されている。デバイスセンサ２１２５は、マルチチャネルＡＤＣの各端子を介してコントローラ２１０５に接続されている。
【0110】
クロック回路２１２８は、コントローラ２１０５が、エアロゾル生成装置１００のアイドル時間、エアロゾル生成（引き出し）長さ、アイドル時間とエアロゾル生成（引き出し）長さの組み合わせ、カプセル認証中及び／又は識別中のヒータへの電力印加などを追跡できるようにするための、発振回路などのタイミング機構であってもよい。クロック回路２１２８は、エアロゾル生成装置１００のシステムクロックを生成するように構成される専用の外部水晶クロックを含んでいてもよい。
【0111】
メモリ２１３０は、コントローラ２１０５が本明細書で説明するアルゴリズムを実行するための動作パラメータ及びコンピュータ可読命令を格納する不揮発性メモリであってもよい。一例では、メモリ２１３０は、フラッシュメモリなどの電気的消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）であってもよい。
【0112】
さらに図３を参照すると、測定回路２１２５は、センサ情報又は測定情報を示す信号をコントローラ２１０５に提供するように構成される複数のセンサ又は測定回路を含み得る。図３に示す例では、測定回路２１２５は、ヒータ電流測定回路（電流測定回路とも呼ばれる）２１２５８と、ヒータ電圧測定回路（電圧測定回路とも呼ばれる）２１２５２と、補償電圧測定回路２１２５０とを含む。
【0113】
ヒータ電圧測定回路２１２５２は、端子４０２，４０４の間の、ヒータシステム３６を横切る電圧を示す（例えば電圧）信号を出力するように構成されてもよい。ヒータ電圧測定回路２１２５２の例示的な実施形態は、図４に関して後でより詳細に説明される。
【0114】
ヒータ電流測定回路２１２５８は、端子４０２，４０４の間のヒータシステム３６を流れる電流を示す（例えば電圧）信号を出力するように構成されてもよい。ヒータ電流測定回路２１２５８の例示的な実施形態は、図５に関して後でさらに詳しく説明される。
【0115】
補償電圧測定回路２１２５０は、カプセル２００とエアロゾル生成装置１００との間の電力インターフェース（例えば、電気コネクタ）の抵抗を示す（例えば、電圧）信号を出力するように構成されてもよい。いくつかの例示的な実施形態では、補償電圧測定回路２１２５０は、コントローラ２１０５に補償電圧測定信号を提供し得る。補償電圧測定回路２１２５０の例示的な実施形態は、図６に関して後でさらに詳細に説明される。
【0116】
上述したように、補償電圧測定回路２１２５０、ヒータ電流測定回路２１２５８及びヒータ電圧測定回路２１２５２は、マルチチャネルＡＤＣの端子を介してコントローラ２１０５に接続される。エアロゾル生成装置１００並びにカプセル２００の特性及び／又はパラメータ（例えば、ヒータシステム３６の電圧、電流、抵抗、温度など）を測定するために、コントローラ２１０５のマルチチャネルＡＤＣは、測定回路２１２５からの出力信号を、それぞれの測定回路によって測定される所定の特性及び／又はパラメータに適したサンプリングレートでサンプリングしてもよい。
【0117】
気流センサ１８５は、エアロゾル生成装置１００を通る気流を測定する。少なくとも１つの例示的な実施形態では、センサ１８５は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）流量若しくは圧力センサ、又は熱線風速計のような気流を測定するように構成される別のタイプのセンサであってもよい。例示的な実施形態では、センサ１８５からコントローラ２１０５への出力は、デジタルインターフェース又はＳＰＩを介した流量（ｍＬ／ｓ又はｃｍ３／ｓ単位）の瞬時測定である。他の例示的な実施形態では、センサ１８５は、熱線風速計、デジタルＭＥＭＳセンサ、又は他の既知のセンサであってもよい。センサ１８５は、流量値が１ｍＬ／ｓ以上のときにドローを検出し、その後流量値が０ｍＬ／ｓに低下したときにドローを終了することにより、パフセンサとして動作させてもよい。例示的な実施形態では、センサ１８５は、差圧（パスカル単位）がカーブフィッティング較正関数又は（各差圧読み取り値に対する流量値の）ルックアップテーブルを用いて瞬時流量読み取り値（ｍＬ／ｓ単位）に変換される差圧センサに基づくＭＥＭＳ流量センサであってもよい。別の例示的な実施形態では、センサ１８５は、容量式圧力降下センサであってもよい。
【0118】
加熱エンジン制御回路２１２７は、ＧＰＩＯ端子を介してコントローラ２１０５に接続される。加熱エンジン制御回路２１２７は、ヒータシステム３６への電力を制御することにより、エアロゾル生成装置１００の加熱エンジンを制御（有効化及び／又は無効化）するように構成される。加熱エンジン制御回路２１２７はまた、カプセル認証及び／又は識別プロセス中に、ヒータシステム３６に定義された電力プロファイルを適用するように加熱エンジンを制御するように構成される。これは後で詳しく説明される。
【0119】
加熱エンジン制御回路２１２７は、コントローラ２１０５からの制御信号に基づいて、加熱エンジンを無効化してもよい。
【0120】
コントローラ２１０５は、エアロゾルインジケータ２１３５を制御して、エアロゾル生成装置１００の状態及び／又は動作を成人消費者に示してもよい。エアロゾルインジケータ２１３５は、通信画面１４０を介して少なくとも部分的に実装され得る。エアロゾルインジケータ２１３５は、バイブレータ、スピーカ、又は他のフィードバック機構を含むこともあり、成人消費者が制御するエアロゾル生成パラメータ（例えば、エアロゾル量）の現在の状態を示すこともある。
【0121】
さらに図３を参照すると、コントローラ２１０５は、ヒータシステム３６への電力を制御して、加熱プロファイル（例えば、体積、温度、風味などに基づく加熱）に従ってエアロゾル形成基材を加熱してもよい。加熱プロファイルは、経験的データに基づいて決定され、メモリ２１３０に格納され得る。
【0122】
コントローラ２１０５はまた、カプセルの認証及び／又は識別プロセスを実行するために、１又は複数のヒュージングプロファイルに従ってヒータシステム３６への電力を制御し得る。例示的な実施形態によるカプセル識別及び／又は認証のための方法については、後でさらに詳細に説明する。
【0123】
図４は、ヒータ電圧測定回路２１２５２の例示的な実施形態を示している。
【0124】
図４を参照すると、ヒータ電圧測定回路２１２５２は、入力電圧信号ＣＯＩＬ＿ＯＵＴを受信するように構成される端子とアースとの間に分圧構成で接続された、抵抗器３７０２と抵抗器３７０４を含む。抵抗器３７０２と抵抗器３７０４の抵抗は、それぞれ８．２キロオームと３．３キロオームであってもよい。入力電圧信号ＣＯＩＬ＿ＯＵＴは、ヒータシステム３６に入力される電圧（ヒータシステム３６の入力端子における電圧）である。抵抗器３７０２と抵抗器３７０４の間のノードＮ３７１６は、演算増幅器（オペアンプ）３７０８の正入力に結合されている。キャパシタ３７０６は、ノードＮ３７１６とアースとの間に接続され、オペアンプ３７０８の正入力に入力される電圧を安定化させるためのローパスフィルタ回路（Ｒ／Ｃフィルタ）を形成する。キャパシタ３７０６の静電容量は、例えば１８ナノファラッドであってもよい。フィルタ回路はまた、電力を印加してヒータシステム３６に通電するために用いられるパルス幅変調（ＰＷＭ）信号によって誘発されるスイッチングノイズに起因する不正確さを低減し、電流と電圧の両方について同じ位相応答／グループ遅延を有していてもよい。
【0125】
ヒータ電圧測定回路２１２５２は、抵抗器３７１０，３７１２と、キャパシタ３７１４とをさらに含む。抵抗器３７１２は、ノードＮ３７１８と、出力電圧信号ＣＯＩＬ＿ＲＴＮを受信するように構成される端子との間に接続されており、例えば８．２キロオームの抵抗を有していてもよい。出力電圧信号ＣＯＩＬ＿ＲＴＮは、ヒータシステム３６から出力される電圧（ヒータシステム３６の出力端子における電圧）である。
【0126】
抵抗器３７１０及びキャパシタ３７１４は、ノードＮ３７１８とオペアンプ３７０８の出力との間に並列接続されている。抵抗器３７１０は３．３キロオームの抵抗を有し得て、キャパシタ３７１４は、例えば１８ナノファラッドの静電容量を有し得る。オペアンプ３７０８の負入力もノードＮ３７１８に接続されている。抵抗器３７１０，３７１２とキャパシタ３７１４とは、ローパスフィルタ回路構成で接続されている。
【0127】
ヒータ電圧測定回路２１２５２は、オペアンプ３７０８を利用して、入力電圧信号ＣＯＩＬ＿ＯＵＴと出力電圧信号ＣＯＩＬ＿ＲＴＮとの間の電圧差を測定し、端子４０２，４０４との間のヒータシステム３６にかかる電圧を表す、スケーリングされたヒータ電圧測定信号ＣＯＩＬ＿ＶＯＬを出力する。ヒータ電圧測定回路２１２５２は、コントローラ２１０５によるデジタルサンプリング及び測定のために、コントローラ２１０５のＡＤＣ端子にスケーリングされたヒータ電圧測定信号ＣＯＩＬ＿ＶＯＬを出力する。
【0128】
オペアンプ３７０８のゲインは、電圧測定のダイナミックレンジを改善するために、周囲の受動電気素子（例えば、抵抗器及びキャパシタ）に基づいて設定されてもよい。一例では、オペアンプ３７０８のダイナミックレンジは、最大電圧出力がＡＤＣの最大入力範囲（例えば、約２．５Ｖ）に一致するように電圧をスケーリングすることによって達成されてもよい。少なくとも１つの例示的な実施形態では、スケーリングは、１Ｖあたり約４０２ｍＶであってもよく、したがって、ヒータ電圧測定回路２１２５２は、最大約２．５Ｖ／０．４０２Ｖ＝６．２２Ｖを測定し得る。
【0129】
電圧信号ＣＯＩＬ＿ＯＵＴ，ＣＯＩＬ＿ＲＴＮは、それぞれダイオード３７２０，３７２２によってクランプされ、静電気放電（ＥＳＤ）事象による損傷のリスクを低減する。
【0130】
いくつかの例示的な実施形態では、４線／ケルビン測定が使用されることがあり、電圧信号ＣＯＩＬ＿ＯＵＴ，ＣＯＩＬ＿ＲＴＮは、ヒータシステム３６とエアロゾル生成装置１００との間の電力インターフェース（例えば、電気コネクタ）の接触抵抗及びバルク抵抗を考慮に入れるために、測定接点（（主電源接点とは対照的に）電圧検出接続とも呼ばれる）で測定されてもよい。
【0131】
【0132】
図５を参照すると、出力電流信号ＣＯＩＬ＿ＲＴＮ＿Ｉは、グランドに接続された四端子（４Ｔ）測定抵抗器３８０２に入力される。四端子測定抵抗器３８０２にかかる差動電圧は、オペアンプ３８０６によってスケーリングされ、オペアンプ３８０６はヒータシステム３６に流れる電流を示すヒータ電流測定信号ＣＯＩＬ＿ＣＵＲを出力する。ヒータ電流測定信号ＣＯＩＬ＿ＣＵＲは、ヒータシステム３６に流れる電流をコントローラ２１０５でデジタルサンプリング及び測定するために、コントローラ２１０５のＡＤＣ端子に出力される。
【0133】
図５に示す例示的な実施形態では、四端子測定抵抗器３８０２を用いて、４線式／ケルビン電流測定技術を使用した電流測定の誤差を低減し得る。この例では、電流測定経路を電圧測定経路から分離することで、電圧測定経路のノイズを低減し得る。
【0134】
オペアンプ３８０６のゲインは、測定のダイナミックレンジを改善するように設定され得る。この例では、オペアンプ３８０６のスケーリングは約０．８２０Ｖ／Ａであるため、ヒータ電流測定回路２１２５８は最大約２．５Ｖ／（．８２０Ｖ／Ａ）＝３．０５Ａまで測定し得る。
【0135】
図５をより詳細に参照すると、四端子測定抵抗器３８０２の第１の端子は、ヒータシステム３６の端子に接続され、出力電流信号ＣＯＩＬ＿ＲＴＮ＿Ｉを受信する。四端子測定抵抗器３８０２の第２の端子はグランドに接続されている。四端子測定抵抗器３８０２の第３の端子は、抵抗器３８０４、キャパシタ３８０８及び抵抗器３８１０を含むローパスフィルタ回路（Ｒ／Ｃフィルタ）に接続されている。抵抗器３８０４の抵抗は１００Ωであってもよく、抵抗器３８１０の抵抗は８．２キロオームであってもよく、キャパシタ３８０８の容量は例えば３．３ナノファラッドであってもよい。
【0136】
ローパスフィルタ回路の出力は、オペアンプ３８０６の正入力に接続される。ローパスフィルタ回路は、ヒータシステム３６に通電するために印加されるＰＷＭ信号によって誘発されるスイッチングノイズによる不正確さを低減し得て、電流と電圧の両方について同じ位相応答／グループ遅延を有し得る。
【0137】
ヒータ電流測定回路２１２５８は、抵抗器３８１２，３８１４と、キャパシタ３８１６をさらに含む。抵抗器３８１２，３８１４と、キャパシタ３８１６は、四端子測定抵抗器３８０２の第４端子と、オペアンプ３８０６の負入力と、オペアンプ３８０６の出力とにローパスフィルタ回路構成で接続されており、ローパスフィルタ回路の出力は、オペアンプ３８０６の負入力に接続されている。抵抗器３８１２，３８１４は、それぞれ１００オーム及び８．２キロオームの抵抗を有していてもよく、キャパシタ３８１６は、例えば３．３ナノファラッドの静電容量を有していてもよい。
【0138】
オペアンプ３８０６は、コントローラ２１０５によるヒータシステム３６に流れる電流のサンプリング及び測定のために、コントローラ２１０５のＡＤＣ端子にヒータ電流測定信号ＣＯＩＬ＿ＣＵＲとして差動電圧を出力する。
【0139】
少なくともこの例示的な実施形態によれば、ヒータ電流測定回路２１２５８の構成は、抵抗器３８０４，３８１０とキャパシタ３８０８とを含むローパスフィルタ回路が四端子測定抵抗器３８０２の端子に接続され、抵抗器３８１２，３８１４とキャパシタ３８１６とを含むローパスフィルタ回路が四端子測定抵抗器３８０２の別の端子に接続されていることを除けば、ヒータ電圧測定回路２１２５２の構成と同様である。
【0140】
コントローラ２１０５は、エアロゾル生成装置１００で使用される「ティック」時間（制御ループの反復時間）に対応する時間ウィンドウ（例えば、約１ｍｓ）にわたって複数のサンプル（例えば、電圧）を平均し、スケーリング値の適用を通じて、当該平均値を端子４０２，４０４（ヒータシステム３６を通る）間の電圧及び電流の数学的表現に変換してもよい。スケーリング値は、エアロゾル生成装置１００のハードウェアに固有であってもよい、それぞれのオペアンプで実装されるゲイン設定に基づいて決定され得る。
【0141】
コントローラ２１０５は、測定ノイズを減衰させるために、例えば３タップ移動平均フィルタを用いて、変換された電圧及び電流測定値をフィルタリングし得る。この場合、コントローラ２１０５は、フィルタリングされた測定値を用いてヒータシステムの抵抗Ｒｓｙｓｔｅｍ（Ｒｓｙｓｔｅｍ＝ＣＯＩＬ＿ＶＯＬ／ＣＯＩＬ＿ＣＵＲ）、ヒータシステムに適用される電力Ｐｓｙｓｔｅｍ（Ｐｓｙｓｔｅｍ＝ＣＯＩＬ＿ＶＯＬ＊ＣＯＩＬ＿ＣＵＲ）などを計算し得る。
【0142】
【0143】
図６は、１又は複数の例示的な実施形態による別個の補償電圧測定回路を含むエアロゾル生成装置の電気システムを示す。
【0144】
図６に示すように、ヒータシステム３６とエアロゾル生成装置電気システム２１００との間の接触インターフェースは、入力電力接点６１００と、入力測定接点６２００と、出力測定接点６３００と、出力電力接点６４００とを有する４線／ケルビン配置を含む。
【0145】
電圧測定回路２１２５２Ａは、入力測定接点６２００で測定電圧ＣＯＩＬ＿ＯＵＴ＿ＭＥＡＳを受信し、出力測定接点６３００で出力測定電圧ＣＯＩＬ＿ＲＴＮ＿ＭＥＡＳを受信する。ヒータ電圧測定回路２１２５２Ａは、図４に示されたヒータ電圧測定回路２１２５２と同じ回路であり、スケーリングされたヒータ電圧測定信号ＣＯＩＬ＿ＶＯＬを出力する。図４ではＣＯＩＬ＿ＯＵＴ，ＣＯＩＬ＿ＲＴＮが図示されているが、別個の補償電圧測定回路を持たない例示的な実施形態では、ヒータ電圧測定回路２１２５２は、入力及び出力電力接点６１００，６４００の代わりに、入力及び出力測定接点６２００，６３００で電圧を受信し得ることを理解すべきである。
【0146】
図６に示すシステムは、補償電圧測定回路２１２５０をさらに含む。補償電圧測定回路２１２５０は、補償電圧測定回路２１２５０が入力電力接点６１００で電圧ＣＯＩＬ＿ＯＵＴを受信し、出力電源接点６４００で電圧ＣＯＩＬ＿ＲＴＮを受信し、補償電圧測定信号ＶＣＯＭＰを出力する以外は、ヒータ電圧測定回路２１２５２Ａと同様である。
【0147】
ヒータ電流測定回路２１２５８は、電源接点６４００で出力電流信号ＣＯＩＬ＿ＲＴＮ＿Ｉを受信し、ヒータ電流測定信号ＣＯＩＬ＿ＣＵＲを出力する。
【0148】
【0149】
【0150】
昇圧コンバータ回路７０２０は、第１の電源イネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥ（シャットダウン信号とも呼ばれる）に基づいて第１ステージ７０４０に電力を供給するために、電圧源ＢＡＴＴ（例えば、図３の電源２１１０）から電圧信号ＶＧＡＴＥ（例えば、９Ｖ電源）（電源信号又は入力電圧信号とも呼ばれる）を生成するように構成される。コントローラ２１０５は、エアロゾル生成装置１００が使用可能な状態にあるときに論理ハイレベルを有するように、第１の電源イネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥを生成し得る。言い換えれば、第１の電源イネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥは、少なくともコントローラ２１０５が、カプセル２００がエアロゾル生成装置１００に適切に接続されていることを検出する場合に、論理ハイレベルを有する。他の例示的な実施形態では、コントローラ２１０５がカプセル２００がエアロゾル生成装置１００に適切に接続されていることを検出し、コントローラ２１０５がボタンが押されるなどの動作を検出した場合に、第１の電源イネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥは論理ハイレベルになる。
【0151】
第１ステージ７０４０は、昇圧コンバータ回路７０２０からの入力電圧信号ＶＧＡＴＥを利用して、加熱エンジン制御回路２１２７を駆動する。第１ステージ７０４０及び第２ステージ７０６０は、降圧コンバータ回路を形成する。
【0152】
図７Ａに示す例示的な実施形態では、昇圧コンバータ回路７０２０は、第１のイネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥがアサートされている（存在する）場合にのみ、入力電圧信号ＶＧＡＴＥを生成する。コントローラ２１０５は、第１のイネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥをディアサート（停止又は終了）することによって、第１ステージ７０４０への電力をカットするためにＶＧＡＴＥを無効にしてもよい。第１のイネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥは、エアロゾル生成装置１００でエアロゾル生成オフ動作を実行するためのデバイス状態電力信号として機能し得る。この例では、コントローラ２１０５は、第１のイネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥをディアサートすることによってエアロゾル生成オフ動作を実行し、これにより第１ステージ７０４０、第２ステージ７０６０及びヒータ３３６へのすべての電力を無効にし得る。その後、コントローラ２１０５は、エアロゾル生成装置１００で、昇圧コンバータ回路７０２０に第１のイネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥを再度アサートすることにより、エアロゾル生成をイネーブルにし得る。
【0153】
コントローラ２１０５は、エアロゾル生成装置１００におけるエアロゾル生成条件に応じて、昇圧コンバータ回路７０２０がハイレベル（約９Ｖ）を有する入力電圧信号ＶＧＡＴＥを出力して第１ステージ７０４０及びヒータシステム３６への電力を有効にするような論理レベルで、第１のイネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥを生成してもよい。コントローラ２１０５は、昇圧コンバータ回路７０２０がローレベル（又は約０Ｖ）を有する入力電圧信号ＶＧＡＴＥを出力して第１ステージ７０４０及びヒータシステム３６への電力を無効にし、これによりヒータオフ動作を実行するように、別の論理レベルで第１のイネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥを生成してもよい。
【0154】
図７Ａの昇圧コンバータ回路７０２０をより詳細に参照すると、キャパシタＣ３６は、電圧源ＢＡＴＴとアースの間に接続されている。キャパシタＣ３６は、１０マイクロファラッドの静電容量を有していてもよい。
【0155】
インダクタＬ１００６の第１端子は、電圧源ＢＡＴＴとキャパシタＣ３６の間のノードＮｏｄｅ１に接続されている。インダクタＬ１００６は、昇圧コンバータ回路７０２０の主記憶素子として機能する。インダクタＬ１００６のインダクタンスは、１０マイクロヘンリーであってもよい。
【0156】
ノードＮｏｄｅ１は、昇圧コンバータチップＵ１１の電圧入力端子ＶＩＮに接続されている。いくつかの例示的な実施形態では、昇圧コンバータチップはＴＰＳ６１０４６ＹＦＦＲであってもよい。
【0157】
インダクタＬ１００６の第２端子は、昇圧コンバータチップＵ１１のスイッチ端子ＳＷに接続されている。昇圧コンバータチップＵ１１のイネーブル端子ＥＮは、コントローラ２１０５から第１のイネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥを受信するように構成される。
【0158】
図７Ａに示す例では、昇圧コンバータチップＵ１１が、昇圧コンバータ回路７０２０の主スイッチング素子として機能する。
【0159】
抵抗器Ｒ５３は、ブースター・コンバータチップＵ１１のイネーブル端子ＥＮとグランドとの間に接続され、第１のイネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＧＡＴＥが不確定状態にあるときに、ヒータシステム３６の動作が確実に阻止されるようにするためのプルダウン抵抗として機能する。抵抗器Ｒ５３は、いくつかの例示的な実施形態では、１００キロオームの抵抗を有していてもよい。
【0160】
昇圧コンバータチップＵ１１の電圧出力端子ＶＯＵＴは、抵抗器Ｒ４９の第１端子とキャパシタＣ５８の第１端子とに接続されている。キャパシタＣ５８の第２端子は、グランドに接続されている。電圧出力端子ＶＯＵＴによって出力される電圧が、入力電圧信号ＶＧＡＴＥとなる。
【0161】
抵抗器Ｒ４９の第２端子と抵抗器Ｒ５１の第１端子とは、第２のノードＮｏｄｅ２に接続されている。第２のノードＮｏｄｅ２は、昇圧コンバータチップＵ１１のフィードバック端子ＦＢに接続されている。昇圧コンバータチップＵ１１は、抵抗器Ｒ４９の抵抗と抵抗器Ｒ５１の抵抗との比を用いて、約９Ｖの入力電圧信号ＶＧＡＴＥを生成するように構成される。いくつかの例示的な実施形態では、抵抗器Ｒ４９は、６８０キロオームの抵抗を有していてもよく、抵抗器Ｒ５１は、６６．５キロオームの抵抗を有していてもよい。
【0162】
キャパシタＣ３６，Ｃ５８は平滑キャパシタとして動作し、それぞれ１０マイクロファラッドと４．７マイクロファラッドの容量を有していてもよい。インダクタＬ１００６は、所望の出力電圧（例えば、９Ｖ）に基づいて選択されたインダクタンスを有していてもよい。
【0163】
次に図７Ｂを参照すると、第１ステージ７０４０は、入力電圧信号ＶＧＡＴＥと第２のイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｚとを受信する。第２のイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｚはパルス幅変調（ＰＷＭ）信号であり、第１ステージ７０４０への入力である。
【0164】
第１ステージ７０４０は、特に、コントローラ２１０５からの低電流信号を、第１ステージ７０４０のトランジスタのスイッチングを制御するための高電流信号に変換するように構成される統合ゲートドライバＵ６を含む。統合ゲートドライバＵ６はまた、コントローラ２１０５からの電圧レベルを、第１ステージ７０４０のトランジスタが必要とする電圧レベルに変換するように構成される。図７Ｂに示される例示的な実施形態では、統合ゲートドライバＵ６は、ハーフブリッジドライバである。しかし、例示的な実施形態はこの例に限定されるべきではない。
【0165】
より詳細には、昇圧コンバータ回路７０２０からの入力電圧信号ＶＧＡＴＥは、抵抗器Ｒ２２とキャパシタＣ３２とを含むフィルタ回路を介して第１ステージ７０４０に入力される。抵抗器Ｒ２２は１０Ωの抵抗を有し、キャパシタＣ３２は１マイクロファラッドの静電容量を有していてもよい。
【0166】
抵抗器Ｒ２２とキャパシタＣ３２とを含むフィルタ回路は、統合ゲートドライバＵ６のＶＣＣ端子（端子４）と、ノードＮｏｄｅ３のツェナーダイオードＤ２のアノードとに接続されている。キャパシタＣ３２の第２端子は、アースに接続されている。ツェナーダイオードＤ２のアノードは、キャパシタＣ３２の第１端子と、ノードＮｏｄｅ７における統合ゲートドライバＵ６の昇圧端子ＢＳＴ（端子１）に接続されている。キャパシタＣ３１の第２端子は、統合ゲートドライバＵ６のスイッチングノード端子ＳＷＮ（端子７）と、ノードＮｏｄｅ８におけるトランジスタＱ２，Ｑ３の間とに接続されている。図７Ｂに示す例示的な実施形態では、ツェナーダイオードＤ２とキャパシタＣ３１とは、統合ゲートドライバＵ６の入力電圧端子ＶＣＣと昇圧端子ＢＳＴとの間に接続されたブートストラップ・チャージポンプ回路の一部を形成している。キャパシタＣ３１は、昇圧コンバータ回路７０２０からの入力電圧信号ＶＧＡＴＥに接続されているため、ダイオードＤ２を介して入力電圧信号ＶＧＡＴＥとほぼ等しい電圧まで充電される。キャパシタＣ３１は、２２０ナノファラッドの静電容量を有していてもよい。
【0167】
さらに図７Ｂを参照すると、抵抗器Ｒ２５は、ハイサイドゲートドライバ端子ＤＲＶＨ（端子８）とスイッチングノード端子ＳＷＮ（端子７）の間に接続されている。抵抗器Ｒ２９の第１端子は、ノードＮｏｄｅ９におけるローサイドゲートドライバ端子ＤＲＶＬに接続されている。抵抗器Ｒ２９の第２端子は、グランドに接続されている。
【0168】
抵抗器Ｒ２３とキャパシタＣ３３とは、統合ゲートドライバＵ６の入力端子ＩＮ（端子２）に接続されたフィルタ回路を形成している。当該フィルタ回路は、入力端子ＩＮに入力される第２のヒータイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｚから高周波ノイズを除去するように構成される。第２のヒータイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｚは、コントローラ２１０５からのＰＷＭ信号である。このように、フィルタ回路は、ＰＷＭ矩形波パルス列の高周波成分をフィルタリングし、矩形波エッジの立ち上がりと立ち下がりの時間をわずかに短くして、トランジスタが徐々にオンオフされるように設計されている。
【0169】
抵抗器Ｒ２４は、フィルタ回路とノードＮｏｄｅ１０における入力端子ＩＮに接続されている。抵抗器Ｒ２４は、プルダウン抵抗として使用され、第２のヒータイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｚがフローティング（又は不確定）である場合、統合ゲートドライバＵ６の入力端子ＩＮが論理ローレベルに保持され、ヒータシステム３６の起動を防止する。
【0170】
抵抗器Ｒ３０とキャパシタＣ３７とは、統合ゲートドライバＵ６の端子ＯＤ（端子３）に接続されたフィルタ回路を形成している。当該フィルタ回路は、端子ＯＤに入力される入力電圧信号ＶＧＡＴＥから高周波ノイズを除去するように構成される。
【0171】
抵抗器Ｒ３１は、フィルタ回路とノードＮｏｄｅ１１の端子ＯＤとに接続されている。抵抗器Ｒ３１はプルダウン抵抗として使用され、入力電圧信号ＶＧＡＴＥがフローティング（又は不確定）である場合、統合ゲートドライバＵ６の端子ＯＤが論理ローレベルに保持され、ヒータシステム３６の起動を防止する。抵抗器Ｒ３０とキャパシタＣ３７とによる形成されるフィルタ回路によって出力される信号は、フィルタされた信号ＧＡＴＥＯＮと呼ばれる。抵抗器Ｒ３０，Ｒ３１は、信号ＶＧＡＴＥをトランジスタ・ドライバ・チップ入力用の２．５Ｖ以下に分周するような分周回路でもある。
【0172】
トランジスタＱ２，Ｑ３は、電圧源ＢＡＴＴとグランドとの間に直列接続された電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。さらに、インダクタＬ３の第１端子は、電圧源ＢＡＴＴに接続されている。インダクタＬ３の第２端子は、ノードＮｏｄｅ１２におけるキャパシタＣ３０の第１端子と、トランジスタＱ２のドレインとに接続されている。キャパシタＣ３０の第２の端子は、グランドに接続されている。インダクタＬ３とキャパシタＣ３０とは、電圧源ＢＡＴＴからの過渡スパイクを低減及び／又は防止するためのフィルタを形成する。
【0173】
トランジスタＱ３のゲートは、統合ゲートドライバＵ６のローサイドゲートドライバ端子ＤＲＶＬ（端子５）に接続され、トランジスタＱ３のドレインは、ノードＮｏｄｅ８において統合ゲートドライバＵ６のスイッチングノード端子ＳＷＮ（端子７）に接続され、トランジスタＱ３のソースは、グランドＧＮＤに接続される。ローサイドゲートドライバ端子ＤＲＶＬから出力されるローサイドゲート駆動信号がＨｉｇｈのとき、トランジスタＱ３は低インピーダンス状態（ＯＮ）となり、これによりノードＮｏｄｅ８をグランドに接続する。
【0174】
上述したように、キャパシタＣ３１が昇圧コンバータ回路７０２０からの入力電圧信号ＶＧＡＴＥに接続されているため、キャパシタＣ３１は、ダイオードＤ２を介して入力電圧信号ＶＧＡＴＥと等しいか実質的に等しい電圧まで充電される。
【0175】
ローサイドゲートドライバ端子ＤＲＶＬから出力されるローサイドゲート駆動信号がＬｏｗのとき、トランジスタＱ３は、高インピーダンス状態（ＯＦＦ）に切り替わり、ハイサイドゲートドライバ端子ＤＲＶＨ（端子８）は、統合ゲートドライバＵ６内の昇圧端子ＢＳＴに内部接続される。その結果、トランジスタＱ２は、低インピーダンス状態（ＯＮ）となり、これにより、スイッチングノードＳＷＮを電圧源ＢＡＴＴに接続し、スイッチングノードＳＷＮ（ノード８）を電圧源ＢＡＴＴの電圧に引き上げる。
【0176】
この場合、ノードＮｏｄｅ７は、ブートストラップ電圧Ｖ（ＢＳＴ）≒Ｖ（ＶＧＡＴＥ）＋Ｖ（ＢＡＴＴ）まで昇圧され、これにより、トランジスタＱ２のゲート・ソース間電圧を、電圧源ＢＡＴＴからの電圧に関係なく（又は独立に）、入力電圧信号ＶＧＡＴＥの電圧（例えば、Ｖ（ＶＧＡＴＥ））と同一又は実質的に同一にし得る。当該回路配置により、電圧源の電圧が低下してもＢＳＴ電圧が変化しない、すなわち、電圧源ＢＡＴＴの電圧が変化してもトランジスタが効率的にスイッチングされる。
【0177】
その結果、スイッチングノードＳＷＮ（ノード８）は、第２ステージ７０６０への電圧出力（及びヒータ３３６への電圧出力）を生成するために用いられ得る高電流スイッチング信号を提供する。この電圧出力は、バッテリ電圧源ＢＡＴＴに等しい最大値を有するが、それ以外はバッテリ電圧源ＢＡＴＴからの電圧出力とは実質的に独立している。
【0178】
キャパシタＣ３４の第１端子とツェナーダイオードＤ４のアノードとは、ノードＮｏｄｅ１３において、第２ステージ７０６０への出力端子に接続されている。キャパシタＣ３４と抵抗器Ｒ２８とは、直列接続されている。キャパシタＣ３４の第２端子と抵抗器Ｒ２８の第１端子とは、接続されている。ツェナーダイオードＤ４のカソードと抵抗器Ｒ２８の第２端子とは、グランドに接続されている。
【0179】
キャパシタＣ３４とツェナーダイオードＤ４と抵抗器Ｒ２８とは、インダクタＬ４（図７Ｃに示す）からのエネルギーが第１ステージ７０４０に逆流することを防止する、バックＥＭＦ（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄｓ）防止回路を形成する。
【0180】
抵抗器Ｒ２５は、トランジスタＱ２のゲートとトランジスタＱ３のドレインとの間に接続されている。抵抗器Ｒ２５は、トランジスタＱ２がより確実に高インピーダンスに切り替わるようにするためのプルダウン抵抗として機能する。
【0181】
第１ステージ７０４０の出力は、電圧源の電圧に実質的に依存せず、電圧源の電圧以下である。第２のヒータイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｚが１００％ＰＷＭのとき、トランジスタＱ２は常に作動され、第１ステージ７０４０の出力は電圧源の電圧又は実質的に電圧源の電圧となる。
【0182】
図７Ｃは、第２ステージ７０６０を示す。第２ステージ７０６０は、第１ステージ７０４０からの出力信号の電圧を上昇させる。より具体的には、第２のヒータイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｚが一定の論理ハイレベルにあるとき、第３のイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｘが、第１ステージ７０４０の出力を上げるために作動され得る。第３のイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｘは、コントローラ２１０５からのＰＷＭ信号である。コントローラ２１０５は、第１ステージ７０４０の出力を昇圧し、入力電圧信号ＣＯＩＬ＿ＯＵＴを生成するように、第３のイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｘのパルス幅を制御する。第３のイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｘが一定の論理ローレベルのとき、第２ステージ７０６０の出力は、第１ステージ７０４０の出力となる。
【0183】
第２ステージ７０６０は、入力電圧信号ＶＧＡＴＥと、第３のイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｘと、フィルタリングされた信号ＧＡＴＥＯＮとを受信する。
【0184】
第２ステージ７０６０は、特に、コントローラ２１０５からの低電流信号を、第２ステージ７０６０のトランジスタのスイッチングを制御するための高電流信号に変換するように構成される統合ゲートドライバＵ７を含む。統合ゲートドライバＵ７はまた、コントローラ２１０５からの電圧レベルを、第２ステージ７０６０のトランジスタが必要とする電圧レベルに変換するように構成される。図７Ｂに示される例示的な実施形態では、統合ゲートドライバＵ７は、ハーフブリッジドライバである。しかし、例示的な実施形態はこの例に限定されるべきではない。
【0185】
より詳細には、昇圧コンバータ回路７０２０からの入力電圧信号ＶＧＡＴＥは、抵抗器Ｒ１８とキャパシタＣ２８とを含むフィルタ回路を介して第２ステージ７０６０に入力される。抵抗器Ｒ１８は１０オームの抵抗を有し、キャパシタＣ２８は１マイクロファラッドの容量を有していてもよい。
【0186】
抵抗器Ｒ１８とキャパシタＣ２８とを含むフィルタ回路は、統合ゲートドライバＵ７のＶＣＣ端子（端子４）と、ノードＮｏｄｅ１４のツェナーダイオードＤ１のアノードとに接続されている。キャパシタＣ２８の第２端子は、グランドに接続されている。ツェナーダイオードＤ２のアノードは、キャパシタＣ２７の第１端子と、ノードＮｏｄｅ１５における統合ゲートドライバＵ７の昇圧端子ＢＳＴ（端子１）に接続されている。キャパシタＣ２７の第２端子は、ノードＮｏｄｅ１６において、統合ゲートドライバＵ７のスイッチングノード端子ＳＷＮ（端子７）と、トランジスタＱ１，Ｑ４の間とに接続されている。
【0187】
図７Ｃに示す例示的な実施形態では、ツェナーダイオードＤ１とキャパシタＣ２７とは、入力電圧端子ＶＣＣと統合ゲートドライバＵ７の昇圧端子ＢＳＴとの間に接続されたブートストラップ・チャージポンプ回路の一部を形成している。キャパシタＣ２７は、昇圧コンバータ回路７０２０からの入力電圧信号ＶＧＡＴＥに接続されているため、ダイオードＤ１を介して入力電圧信号ＶＧＡＴＥとほぼ等しい電圧まで充電される。キャパシタＣ３１は、２２０ナノファラッドの静電容量を有していてもよい。
【0188】
さらに図７Ｃを参照すると、抵抗器Ｒ２１は、ハイサイドゲートドライバ端子ＤＲＶＨ（端子８）とスイッチングノード端子ＳＷＮ（端子７）の間に接続されている。トランジスタＱ４のゲートは、統合ゲートドライバＵ７のローサイドゲートドライバ端子ＤＲＶＬ（端子５）に接続されている。
【0189】
インダクタＬ４の第１端子は第１ステージ７０４０の出力に接続され、インダクタＬ４の第２端子はノードＮｏｄｅ１６に接続される。インダクタＬ４は、第１ステージ７０４０の出力の主記憶素子として機能する。動作例では、統合ゲートドライバＵ７がローサイドゲートドライバ端子ＤＲＶＬ（端子５）からローレベルの信号を出力する場合、トランジスタＱ４が低インピーダンス状態（オン）に切り替わり、これにより、電流がインダクタＬ４とトランジスタＱ４とに流れるようになる。これによりインダクタＬ４にエネルギーが蓄積され、電流は時間とともに線形に増加する。インダクタの電流は、トランジスタのスイッチング周波数（これは第３のヒータイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｘによって制御される）に比例する。
【0190】
抵抗器Ｒ１０とキャパシタＣ２９とは、統合ゲートドライバＵ７の入力端子ＩＮ（端子２）に接続されたフィルタ回路を形成している。当該フィルタ回路は、入力端子ＩＮに入力される第３のヒータイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｘから高周波ノイズを除去するように構成される。
【0191】
抵抗器Ｒ２０は、フィルタ回路とノードＮｏｄｅ１７の入力端子ＩＮとに接続されている。抵抗器Ｒ２０はプルダウン抵抗として使用され、第３のヒータイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｘがフローティング（又は不確定）である場合、統合ゲートドライバＵ７の入力端子ＩＮが論理ローレベルに保持され、ヒータシステム３６の起動を防止する。
【0192】
抵抗器Ｒ３０とキャパシタＣ３７とは、統合ゲートドライバＵ６の端子ＯＤ（端子３）に接続されたフィルタ回路を形成している。当該フィルタ回路は、端子ＯＤに入力される入力電圧信号ＶＧＡＴＥから高周波ノイズを除去するように構成される。
【0193】
統合ゲートドライバＵ７の端子ＯＤは、フィルタリングされた信号ＧＡＴＥＯＮを受信する。
【0194】
トランジスタＱ１，Ｑ４は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。トランジスタＱ１のゲートと抵抗器Ｒ２１の第１端子とは、ノードＮｏｄｅ１８において統合ゲートドライバＵ７のハイサイドゲートドライバ端子ＤＲＶＨ（端子８）に接続されている。
【0195】
トランジスタＱ１のソースは、抵抗器Ｒ２１の第２端子と、ツェナーダイオードＤ３のアノードと、トランジスタＱ４のドレインと、キャパシタＣ３５の第１端子と、キャパシタＣ２７の第２端子と、ノードＮｏｄｅ１６における統合ゲートドライバＵ７のスイッチングノード端子ＳＷＮ（端子７）とに接続されている。
【0196】
トランジスタＱ４のゲートは、ノードＮｏｄｅ１９において、統合ゲートドライバＵ７のローサイドゲートドライバ端子ＤＲＶＬ（端子５）と抵抗器Ｒ２７の第１端子とに接続されている。トランジスタＱ４のソースと抵抗器Ｒ２７の第２端子は、グランドに接続されている。
【0197】
キャパシタＣ３５の第２端子は、抵抗器Ｒ２９の第１端子に接続されている。抵抗器Ｒ２９の第２端子は、グランドに接続されている。
【0198】
トランジスタＱ１のドレインは、ノードＮｏｄｅ２０において、キャパシタＣ３６の第１端子と、ツェナーダイオードＤ３のカソードと、ツェナーダイオードＤ５のカソードとに接続されている。キャパシタＣ３６の第２端子とツェナーダイオードＤ５のアノードとは、グランドに接続されている。第２ステージ７０６０の出力端子７０６５は、ノードＮｏｄｅ２０に接続され、入力電圧信号ＣＯＩＬ＿ＯＵＴを出力する。出力端子７０６５は、加熱エンジン制御回路２１２７の出力として機能する。
【0199】
キャパシタＣ３５は平滑キャパシタであってもよく、抵抗器は突入電流を制限する。ツェナーダイオードＤ３は、ノードＮｏｄｅ２０の電圧がキャパシタＣ３５に放電するのを阻止するための逆流防止ダイオードである。キャパシタＣ３６は、第２ステージ７０６０によって充電される出力キャパシタであり（ＣＯＩＬ＿ＯＵＴのリップルを低減し）、ツェナーダイオードＤ５はＥＳＤ（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：静電気放電）保護ダイオードである。
【0200】
ローサイドゲートドライバ端子ＤＲＶＬから出力されるローサイドゲート駆動信号がハイレベルの場合、トランジスタＱ４は低インピーダンス状態（オン）となり、これにより、ノードＮｏｄｅ１６をグランドに接続し、インダクタＬ４の磁界に蓄積されるエネルギーを増やす。
【0201】
上述したように、キャパシタＣ２７は昇圧コンバータ回路７０２０からの入力電圧信号ＶＧＡＴＥに接続されているため、キャパシタＣ２７はダイオードＤ１を介して入力電圧信号ＶＧＡＴＥと等しい電圧又は実質的に等しい電圧まで充電する。
【0202】
ローサイドゲートドライバ端子ＤＲＶＬから出力されるローサイドゲート駆動信号がＬｏｗのとき、トランジスタＱ４は、高インピーダンス状態（オフ）に切り替わり、ハイサイドゲートドライバ端子ＤＲＶＨ（端子８）は、統合ゲートドライバＵ７内のブートストラップ端子ＢＳＴに内部接続される。その結果、トランジスタＱ１は低インピーダンス状態（オン）になり、スイッチングノードＳＷＮがインダクタＬ４に接続される。
【0203】
この場合、ノードＮｏｄｅ１５は、ブートストラップ電圧Ｖ（ＢＳＴ）≒Ｖ（ＶＧＡＴＥ）＋Ｖ（ＩＮＤＵＣＴＯＲ）まで昇圧され、これにより、トランジスタＱ１のゲート・ソース間電圧を、インダクタＬ４からの電圧に関係なく（又は独立に）、入力電圧信号ＶＧＡＴＥの電圧（例えば、Ｖ（ＶＧＡＴＥ））と同一又は実質的に同一にし得る。第２ステージ７０６０は昇圧回路であるため、ブートストラップ電圧も昇圧電圧と呼ばれることがある。
【0204】
スイッチングノードＳＷＮ（ノード８）はインダクタ電圧に接続され、出力キャパシタＣ３６は充電され、第１ステージ７０４０から出力される電圧に実質的に依存しない電圧出力信号ＣＯＩＬ＿ＯＵＴ（ヒータ３３６に出力される電圧）を生成する。
【0205】
図８は、少なくともいくつかの例示的な実施形態による温度加熱エンジン制御アルゴリズムを示すブロック図である。
【0206】
図８を参照すると、温度加熱エンジン制御アルゴリズム９００は、比例積分微分（ＰＩＤ）コントローラ９７０を用いて、所望の温度を達成するように、加熱エンジン制御回路２１２７に印加される電力量を制御する。例えば、以下でさらに詳細に説明するように、少なくともいくつかの例示的な実施形態によれば、温度加熱エンジン制御アルゴリズム９００は、決定温度値９７４（例えば、上述のように決定される）を取得すること；メモリ２１３０から目標温度値（例えば、目標温度９７６）を取得すること；及び、ＰＩＤコントローラ（例えば、ＰＩＤコントローラ９７０）を用いて、決定されたヒータ温度値と目標温度値とに基づいて、ヒータに供給される電力レベルを制御すること；を含む。
【0207】
さらに、少なくともいくつかの例示的な実施形態によれば、目標温度９７６は、ＰＩＤコントローラ９７０によって制御されるＰＩＤ制御ループにおける設定値（すなわち、温度設定値）として機能する。
【0208】
その結果、目標温度９７６と決定温度９７４との差（例えば、その差の大きさ）が小さくなるように、あるいは、その差が最小になるように、電力レベル設定操作９４４によって加熱エンジン制御回路２１２７に出力される電力波形９３０（例えば、ＣＯＩＬ＿Ｘ及びＣＯＩＬ＿Ｚ）を制御するように、ＰＩＤコントローラ９７０は、電力制御信号９７２のレベルを連続的に補正する。目標温度９７６と決定温度９７４との差は、ＰＩＤコントローラ９７０が低減又は最小化するように作用する誤差値と見ることもできる。
【0209】
例えば、少なくともいくつかの例示的な実施形態によれば、電力レベル設定操作９４４は、電力波形９３０のレベルが電力制御信号９７２によって制御されるような電力波形９３０を出力する。加熱エンジン制御回路２１２７は、加熱エンジン制御回路２１２７に出力される電力レベル波形の電力レベルの大きさの増減に比例する形で、電源２１１０によってヒータシステム３６に供給される電力量を増減させる。その結果、電力制御信号９７２を制御することにより、ＰＩＤコントローラ９７０は、目標温度値（例えば、目標温度９７６）と決定温度値（例えば、決定温度９７４）との差の大きさが低減されるような、又は代わりに最小化されるように、（例えば、電源２１１０を用いて）ヒータシステム３６に供給される電力レベル（又は電力プロファイル）を制御する。
【0210】
少なくともいくつかの例示的な実施形態によれば、ＰＩＤコントローラ９７０は、既知のＰＩＤ制御方法に従って動作してもよい。少なくともいくつかの例示的な実施形態によれば、ＰＩＤコントローラ９７０は、比例項（Ｐ）、積分項（Ｉ）、及び微分項（Ｄ）の中から２つ以上の項を生成してもよく、ＰＩＤコントローラ９７０は、２つ以上の項を用いて、既知の方法に従って電力制御信号９７２を調整又は補正してもよい。電力プロファイルの例は、図１１～１３に示される。
【0211】
【0212】
図９は、例示的な実施形態によるエアロゾル生成装置を制御するための方法を示すフローチャートである。より具体的には、図９は、例示的な実施形態によるエアロゾル生成装置のカプセルを検証するための方法を示すフローチャートである。例示の目的のために、図９に示されるフローチャートは、本明細書に記載されるデバイス及び電気システムに関して議論される。しかし、例示的な実施形態は、これらの例に限定されるべきではないことが理解されるべきである。むしろ、例示的な実施形態は、他のエアロゾル生成装置及びその電気システムに適用可能であり得る。さらに、図９に示される例示的な実施形態は、コントローラ２１０５によって実行される動作に関して説明される。しかし、例示的な実施形態は、この例に限定されるべきではない。
【0213】
図９に示す例示的な実施形態は、エアロゾル生成装置に挿入されたカプセルが有効であるかを検出及び／又は決定するために実行され得る。本明細書で議論されるように、有効なカプセルは、真正で適切に製造されたカプセル（例えば、適切な品質及び製造公差内のカプセル）、エアロゾル生成装置に挿入される前に損傷又は改ざんされていないカプセル、（例えば、カプセル内のエアロゾル形成基材を加熱するためにエアロゾル生成装置に挿入され、エアロゾル生成装置によって電力を印加することで）ヒューズ素子を開回路にするようにカプセルに印加された電力を有したことが過去にないカプセルなどであってもよい。
【0214】
図９を参照すると、カプセル２００がエアロゾル生成装置１００に挿入され、エアロゾル生成装置１００の電源がオンになると、ステップＳ３０２で、コントローラ２１０５は、メモリ２１３０からカプセル検証情報（カプセル検証情報又はカプセル認証情報とも呼ばれることがある）を取得する。少なくとも１つの例では、カプセル検証情報は、ヒュージングプロファイル（又はヒュージングプロファイルエンベロープ）と、予想ヒュージングプロファイル期間（本明細書ではヒュージングプロファイル期間とも呼ばれることがある）と、ヒータ抵抗パラメータとを含み得る。
【0215】
カプセル２００が挿入されたときにエアロゾル生成装置１００の電源がオンになると、コントローラ２１０５は、蓋の開閉を検出するように構成される１又は複数のセンサ経由で信号を取得することによって、カプセル２００が挿入されたことを判定してもよい。蓋は、図１Ａ～１Ｄに関連して上述されている。他の例示的な実施形態では、エアロゾル生成装置１００は、カプセル検出スイッチ（図示せず）を含んでもよい。カプセル検出スイッチは、カプセルが適切に挿入されているかを検出する（例えば、カプセル検出スイッチは、カプセルが適切に挿入されている場合に押し下げられる／閉じる）。カプセル２００が適切に挿入されると、コントローラ２１０５は、（図７Ａに示される）信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥをハイレベル（例えば、論理ハイレベル）で生成し得る。さらに、コントローラ２１０５は、カプセルが挿入され、ヒータ抵抗が指定範囲内（例えば、約±２０％）であると判定するために、ヒータ導通チェックを実行してもよい。
【0216】
ヒータ抵抗パラメータは、ヒータ３３６の公称抵抗パラメータＲＮＯＭＩＮＡＬと、カプセル２００の短絡パラメータと、開回路パラメータとを含み得る。
【0217】
上述したように、公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬは、ヒューズ素子４０８が開回路にされている（又は存在しない）ヒータ３３６の抵抗を指す。
【0218】
短絡パラメータはヒータシステム３６の短絡抵抗閾値ＴＨＳＣであってもよく、開回路パラメータはヒータシステム３６の開回路抵抗閾値ＴＨＯＣであってもよい。短絡抵抗閾値ＴＨＳＣ及び開回路抵抗閾値ＴＨは、ヒータシステム３６が動作限界又は許容範囲内にあり、欠陥がなく、したがって無効であるかを示す閾値パラメータであってもよい。一例では、欠陥のあるカプセルは、損傷、誤製造、偽造品などであってもよい。一例では、０．１０オームのヒューズ４０８及び２．０オームのヒータ３３６の場合、短絡抵抗閾値ＴＨｓｃは約０．０５オームであってもよく、開回路抵抗閾値ＴＨｏｃは約０．１５オームであってもよい。
【0219】
別の例では、２．０オームのヒータ３３６及び２．０オームのヒューズ４０８の場合、短絡抵抗閾値ＴＨｓｃは約０．５オームであってもよく、開回路抵抗閾値ＴＨｏｃは約１．５オームであってもよい。
【0220】
ヒュージングプロファイルは、カプセル２００を検証するためにヒータシステム３６に適用される定義された電力プロファイル（又は波形）と、ヒータシステム３６への電力プロファイルの適用に応じて観察又は測定されると予想される予想抵抗プロファイル（又は予想抵抗プロファイルエンベロープ）とを含み得る。予想抵抗プロファイルは、ヒュージングプロファイル期間の各１ミリ秒（ｍｓ）時間ステップ又は「ティック」における上限抵抗及び下限抵抗として定義され得る。各１ミリ秒刻みにおける抵抗の上限及び下限は、例えば、既知の真正の、損傷していない、及び／又は以前に加熱されていないカプセルに基づいて得られた経験的証拠又は試験結果に基づいて、任意に設定し得る。別の例では、上限抵抗及び下限抵抗（抵抗限界）は、ヒータ３３６及びヒューズ４０８の予測される製造公差（複数可）に基づいて計算され得る。
【0221】
メモリ２１３０から得られる予想ヒュージングプロファイル期間は、カプセル２００が有効であるかを判定するために、ヒータシステム３６に電力プロファイルが適用される間の予想される時間の長さである。一例では、ヒュージングプロファイル期間は、約５ミリ秒から約４００ミリ秒以上の間であってもよい。各１ｍｓ刻みの間の時間は、ヒュージング（又は抵抗）プロファイル間隔と呼ばれることがあり、予想抵抗プロファイルは、複数の（例えば、約５から約５００以上の間の）抵抗プロファイル間隔を含み得る。例示的な電力プロファイル及び対応する例示的な記録抵抗プロファイルは、図１１～図１３に関してより詳細に後述する。
【0222】
ステップＳ３０４で、コントローラ２１０５は、ステップＳ３０２で得られた電力プロファイルを加熱エンジン制御回路２１２７に適用する。この回路は、端子４０２，４０４の間のヒータシステム３６に対応する電力プロファイルを適用する。
【0223】
またステップＳ３０４では、ヒータシステム３６への電力プロファイルの適用の際に、コントローラ２１０５は、ヒータシステム３６に適用される電力の監視を開始し、ヒータシステム３６にわたる抵抗を各１ｍｓ刻み（時間ステップ）で測定し、記録する。コントローラ２１０５は、よく知られた方程式Ｒ＝Ｖ／Ｉに従って、ヒータシステム３６にわたる測定電圧及び測定電流に基づいて、各１ｍｓ時間ステップで抵抗を測定し得る。ヒータシステム３６にわたる測定電流及び測定電圧は、それぞれヒータ電流測定回路２１２５８及びヒータ電圧測定回路２１２５２によって提供され、又は提供された情報に基づいて決定され得る。
【0224】
ステップＳ３０６において、コントローラ２１０５は、時刻ｔ０におけるヒータシステム３６の瞬時抵抗Ｒ０（ヒータシステム３６の初期抵抗）が、ステップＳ３０２で得られた短絡抵抗閾値ＴＨＳＣ以上、開回路抵抗閾値ＴＨＯＣ以下であるかを判定する。
【0225】
コントローラ２１０５が、瞬時抵抗Ｒ０が短絡抵抗閾値ＴＨＳＣ及び開回路抵抗閾値ＴＨＯＣの範囲外である（短絡抵抗閾値ＴＨＳＣより小さい、又は開回路抵抗閾値ＴＨＯＣより大きい）と判定した場合、ステップＳ３２２で、コントローラ２１０５は、カプセル２００が無効である（例えば、故障している）と判定し、エアロゾルインジケータ２１３５を介して（例えば、通信画面１４０に表示されるメッセージを介して）無効表示を出力する。一例では、無効表示は、音、視覚表示、及び／又は触覚フィードバックの形であってもよい。例えば、表示は、赤色ＬＥＤの点滅、リモート電子デバイス上の接続された「アプリ」に（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを介して）送信されるエラーコードを含むソフトウェアメッセージであってその後にアプリ内の通知を始動させるもの、それらの任意の組み合わせなどであってもよい。この例では、コントローラ２１０５はまた、カプセル２００が無効であることを検出すると、ヒータシステム３６への電力印加を終了する。
【0226】
ステップＳ３０６に戻り、コントローラ２１０５は、瞬時抵抗Ｒ０が短絡抵抗閾値ＴＨＳＣ及び開回路抵抗閾値ＴＨＯＣの範囲内である（短絡抵抗閾値ＴＨＳＣ以上、開回路抵抗閾値ＴＨＯＣ以下）と判定した場合、ステップＳ３０８で、コントローラ２１０５は、瞬時抵抗Ｒ０が、ヒータ３３６の公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬに近似しているかを判定する。一例では、瞬時抵抗Ｒ０が公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬの約１０％の許容範囲内にある場合、瞬時抵抗Ｒ０は公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬの近似と見なされ得る。瞬時抵抗Ｒ０がヒータ３３６の公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬに近似しているかは、ヒューズ素子４０８がヒータシステム３６から溶断している（開回路になっている）又は完全に欠落しているかを示し、これはカプセル２００が無効であること（例えば、欠陥のあるヒータであること又はエアロゾルを生成するためにヒータシステム３６に以前に電力が印加されたこと）を示す。
【0227】
コントローラ２１０５が、瞬時抵抗Ｒ０が公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬに近似していると判定した場合、コントローラ２１０５は、カプセルが無効である（例えば、ヒューズ素子４０８が開回路である、及び／又はエアロゾルを生成するためにヒータシステム３６に電力が以前に印加されている）と判定する。この場合、プロセスはステップＳ３２２に進み、ヒータシステム３６への電力印加の終了を含め、上述したように継続する。
【0228】
ステップＳ３０８に戻り、コントローラ２１０５は、瞬時抵抗Ｒ０が公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬに近似していないと判定した場合、コントローラ２１０５は、ヒューズ素子４０８が存在し、無傷であると判定する。この場合、プロセスはステップＳ３１０に続く。このステップでは、コントローラ２０１５が、加熱エンジン制御回路２１２７に、電力プロファイルに従ってヒータシステム３６に電力を印加し続けさせ（又は許可し）、一方で、各１ｍｓ刻みでヒータシステム３６にわたる測定抵抗を記録する。
【0229】
ステップＳ３１４において、次の（例えば、最初の）１ｍｓ刻みで、コントローラ２１０５は、ヒータシステム３６の測定抵抗Ｒｓｙｓｔｅｍが（加熱効果を考慮する補正オフセット又はデルタを伴う）公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬに達したか（例えば、等しいか又は実質的に等しいか）を（例えば、比較を介して）確認する。補正オフセット（動的補正）の例は、後述される。しかし、補正オフセットは任意の適切な方法で計算されてもよいと理解されるべきである。
【0230】
ヒュージングプロファイル期間中に電力を印加する場合、エネルギーの一部がヒータ３３６を加熱し、これにより、ヒータ３３６の温度、ひいては抵抗が変化する。抵抗補正オフセットの形式の補正オフセットは、この加熱効果を考慮するために使用され得る。
【0231】
比較的低エネルギーのヒュージングプロファイル（例えば、比較的低い電力及び／又は比較的短い印加時間によるヒュージングの提供）の場合、ヒータ３３６の外部からの加熱は無視でき、（例えば、追加の）抵抗の変化は無視されてもよい。この場合、公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬは、さらに抵抗エンベロープで定義された許容誤差範囲内にあるため、補正オフセットは必要ない。
【0232】
より長い（例えば、約１００ｍｓ以上の）電力プロファイルの場合、又は比較的高い（例えば、約１０Ｗ以上の）電力を利用する電力プロファイルの場合、抵抗に対する加熱効果はより重要になり得る。この場合、補正オフセットは、抵抗がエンベロープと公正に比較されることを保証するために（例えば、誤検出を減らすために）測定抵抗に（又は代わりに、抵抗エンベロープに）適用されてもよい。
【0233】
少なくともいくつかの例示的な実施形態によれば、コントローラ２１０５は、補正オフセット（補正係数とも呼ばれる）をアルゴリズム的に、又はルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いて計算してもよい。
【0234】
例示的なアルゴリズム計算に関して、コントローラ２１０５は、加熱プロファイルの経過期間中に印加された加熱エネルギーをジュール単位で計算し、次に（例えば、ヒータ３３６の材料の質量及びそれに関連する比熱容量の事前知識を通じて）加熱エネルギーに基づいてヒータ３３６に誘発された温度上昇を推定することによって、補正オフセットを計算してもよい。次に、コントローラ２１０５は、ヒータ３３６の抵抗温度係数の事前知識とともにこの推定された温度上昇を用いて、各時点での抵抗の増加（補正オフセット）を計算してもよい。精度を高めるために、ヒューズ４０８に印加される加熱エネルギーと、ヒータ３３６に印加される加熱エネルギーの割合を、これらの要素の開始抵抗の事前知識に基づいて配分してもよい。
【0235】
ＬＵＴを利用する例では、コントローラ２１０５は、ヒータシステム３６に適用される加熱エネルギーをジュール単位で計算し、その後、抵抗包絡線内に格納されるパーセンテージフィールドに基づいて、その一部分をヒータ３３６に配分することによって、補正オフセットを計算し得る。この場合、抵抗エンベロープは、アルゴリズムではなくＬＵＴとして定義される。あるいは、コントローラ２１０５は、専用のＬＵＴを使用してもよい。
【0236】
アルゴリズム及びＬＵＴの両方の例において、コントローラ２１０５は、（ヒュージングプロファイル波形で指定された電力とは対照的に）カプセルに実際に供給された電力を測定し、その後、各電力レベルが印加されている間の時間について測定電力を積分することによって、加熱エネルギーをジュール単位で計算し得る。これにより、システムのばらつきにより指定された電力供給よりも多くなったり少なくなったりする実際の電力供給をより正確に考慮することで、精度を向上させ得る。
【0237】
一例として、質量０．０７５ｇの２．０オームのステンレス鋼のヒータ３３６を１２Ｗの配分電力プロファイルで４００ｍｓ加熱した場合、抵抗の増加は約２００ミリオームである。したがって、電力プロファイルのポイント４００ｍｓで公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬ（又は抵抗エンベロープ）に追加される補正オフセットは、２００ミリオームである。
【0238】
少なくともいくつかの例示的な実施形態によれば、補正オフセットはまた、ヒュージングプロファイルの終了時に計算された温度上昇を温度制御の開始点として用いる（例えば、ヒータ開始温度＝周囲温度＋温度上昇）ことで、後続の抵抗ベースの温度制御を通知するために使用され得る。しかし、これは、ヒータ３３６を周囲温度まで冷却させるように成人消費者が製品を操作する前に、ヒュージングプロファイルの完了後の待機期間を強制することによっても管理され得る。
【0239】
さらに図９を参照すると、コントローラ２１０５が、ヒータシステム３６の抵抗Ｒｓｙｓｔｅｍがまだ公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬに達していないと判定した場合、これはヒューズ素子４０８がまだ無傷である（溶断していない）ことを示すが、ステップＳ３１２において、コントローラ２１０５は、予想ヒュージングプロファイル期間が満了したかを判定する。
【0240】
コントローラ２１０５が、予想ヒュージングプロファイル期間がまだ満了していないと判定した場合、プロセスはステップＳ３１４に戻り、コントローラ２１０５は、ヒータシステム３６の抵抗が次の１ｍｓ刻みで公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬに達したかを再確認する。その後、プロセスは、本明細書で述べたように継続する。１又は複数の例示的な実施形態によれば、コントローラ２１０５は、各１ｍｓ刻みで周期的に、ヒータシステム３６の抵抗が公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬに達したかを確認し、再確認してもよい。本明細書では１ｍｓ周期に関して説明するが、例示的な実施形態はこの例に限定されるべきではない。
【0241】
ステップＳ３１２に戻り、（例えば、ヒータシステム３６の抵抗が公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬに達することなく）予想ヒュージングプロファイル期間が満了した場合、ステップＳ３１６において、コントローラ２１０５は、ヒータシステム３６への電力印加を終了する。
【0242】
ステップＳ３１８において、コントローラ２１０５は、予想ヒュージングプロファイル期間中のヒータシステム３６の記録抵抗プロファイルが、ステップＳ３０２にてメモリから取得された予想抵抗プロファイルの範囲内であるかを判定する。一例では、コントローラ２１０５は、記録抵抗プロファイルを、（各１ｍｓ刻みの上限抵抗及び下限抵抗として定義される）予想抵抗プロファイルと比較して、各１ｍｓ刻みで記録された抵抗値が予想抵抗プロファイル内の対応する点における予想抵抗プロファイルの境界内にあるかを判定する。例示的な実施形態によれば、予想抵抗プロファイルは、電力プロファイルの適用がヒュージングプロファイル期間の満了前に終了したか否かに応じて、記録抵抗プロファイルの長さに一致するように必要に応じて補間又は削減されてもよい。
【0243】
コントローラ２１０５が、記録抵抗プロファイルが予想抵抗プロファイルの範囲内にないと判定した場合、プロセスはステップＳ３２２に進み、上述のように無効表示が出力される。
【0244】
ステップＳ３１８に戻り、コントローラ２１０５が、記録抵抗プロファイルが予想抵抗プロファイルの範囲内であると判定した場合、ステップＳ３２０において、コントローラ２１０５は、カプセルが有効であると判定し、エアロゾルを生成するためにヒータシステム３６への電力印加を可能にする。ヒータシステム３６が（例えば、ジュール加熱を受けるように）作動されると、エアロゾル形成基材の温度が上昇し、エアロゾルが生成され、カプセル２００のエアロゾル出口から引き出されるか、又は他の方法で放出され得る。
【0245】
ステップＳ３１４に戻り、コントローラ２１０５が、ヒータシステム３６の抵抗が任意の１ｍｓ刻みで公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬに達した（ヒューズ素子４０８が溶断したことを示す）と判定した場合、プロセスはステップＳ３１６に続き、本明細書で述べられたように進む。この場合、コントローラ２１０５は、予想ヒュージングプロファイル期間の満了前に、ヒータシステム３６への電力プロファイルの適用を終了し、ヒータシステム３６に電力プロファイルが適用された時間の長さに従って、予想抵抗プロファイルエンベロープを削減してもよい。
【0246】
エアロゾルの生成が許可されると、コントローラ２１０５は、上述した検証手順の間にヒータシステム３６に供給された電力プロファイルの割合を推定することによって、ヒータ３３６の開始温度Ｔ０を推定し得る。この場合、加熱用のヒータ３３６の初期抵抗Ｒ０は、記録抵抗プロファイルに従って、ヒータ３３６の最終抵抗に設定される。
【0247】
少なくとも１つの例示的な実施形態によれば、コントローラ２１０５は、図９に関連して上述したように、記録抵抗プロファイルの終了時のヒータシステム３６の最終抵抗を用いて、ヒータ３３６の開始温度Ｔ０を推定してもよい。一例では、コントローラ２１０５は、時刻ｔｅｎｄにおける予想ヒュージングプロファイル期間の終了前の最後に記録された抵抗に基づいて、ヒータ３３６の開始温度Ｔ０を計算してもよい。別の例では、コントローラ２１０５が予想ヒュージングプロファイル期間の終了前にヒータシステム３６への電力印加を終了する場合、コントローラ２１０５は、ヒータシステム３６への電力印加の終了前の最後の１ｍｓ刻みにおける記録された抵抗に基づいて、ヒータ３３６の開始温度Ｔ０を計算してもよい。開始温度Ｔ０を計算するための例示的な方法については後述する。しかし、例示的な実施形態はこの例に限定されるべきではない。むしろ、例示的な実施形態によれば、コントローラ２１０５は、任意の既知の方法で、抵抗に基づいて開始温度Ｔ０を計算してもよい。
【0248】
より詳細には、１又は複数の例示的な実施形態によれば、コントローラ２１０５は、ヒュージングプロファイル中にヒータ３３６に注入されるエネルギー量（例えば、ジュール数）を推定することによって、開始温度Ｔ０を推定してもよい。コントローラ２１０５は、この推定値をアルゴリズム的に計算してもよく、ヒュージングプロファイルに、ヒータ３３６に注入されたエネルギー量（例えば、ジュール数）の数及び／又は割合を配分する余分な列／フィールドを追加することによって計算してもよい。
【0249】
次に、アルゴリズム計算、又はヒュージングプロファイルの「ジュール」フィールドの合計を用いて、ヒータ３３６に注入されたエネルギー量（例えばジュール数）を計算し得る。ヒータ３３６の温度上昇（したがって開始温度Ｔ０）は、おおよそのヒータ質量の事前知識を用いて計算され得る。
【0250】
別の例では、成人消費者に装置の操作を許可する前に、冷却期間（例えば、数秒）が設けられ得る。これにより、ヒータ３３６が冷却され（例えば、周囲温度まで）、初期抵抗Ｒ０及び開始温度Ｔ０が、従来の温度制御ベイピング技術を用いて推定されるようになる。
【0251】
ヒューズ抵抗が比較的低いシステム（例えば、ＲｆｕｓｅがＲｈｅａｔｅｒの約１０％未満）の場合、ヒータシステム３６の抵抗Ｒｓｙｓｔｅｍは比較的低くてもよい。この場合、短絡抵抗閾値ＴＨＳＣ及び開回路抵抗閾値ＴＨＯＣの測定がより困難になり得る。その結果、図９に示されているが、１又は複数の例示的な実施形態によれば、ステップＳ３０６が省略されてもよい。この場合、処理はステップＳ３０４からステップＳ３０８に進んでもよい。
【0252】
図１０は、例示的な実施形態による、装置本体に挿入されたカプセルを検証し識別するためのフローチャートである。例示の目的のために、図１０に示すフローチャートを、本明細書に記載する装置及び電気システムに関して説明する。しかし、例示的な実施形態は、これらの例に限定されるべきではないことが理解されるべきである。むしろ、例示的な実施形態は、他のエアロゾル生成装置及びその電気システムに適用可能であり得る。さらに、図１０に示される例示的な実施形態は、コントローラ２１０５によって実行される動作に関して説明される。しかし、例示的な実施形態は、この例に限定されるべきではない。
【0253】
図１０に示す例示的な実施形態は、エアロゾル生成装置に挿入されたカプセルが有効であるかを検出及び／又は判定し、エアロゾル生成装置に挿入されたカプセルのタイプを識別するために実行されてもよい。挿入されたカプセルの種類を識別することによって、エアロゾル生成装置は、エアロゾルインジケータ２１３５を介して識別情報を出力し、及び／又はカプセル２００に含まれるエアロゾル形成基材の加熱を調整するために加熱パラメータを利用し得る。
【0254】
図１０を参照すると、カプセル２００がエアロゾル生成装置１００に挿入され、エアロゾル生成装置の電源がオンになると、ステップＳ４０２で、コントローラ２１０５は、メモリ２１３０からカプセル検証情報を取得する。カプセル検証情報は、図９のステップＳ３０２に関して上述したカプセル検証情報と同様であってもよいが、定義された電力プロファイル、ヒュージングプロファイル期間、及び複数の予想抵抗プロファイルを含んでもよい。
【0255】
予想抵抗プロファイルのそれぞれは、異なる特性（例えば、各１ｍｓ刻みで異なる上限と下限など）を有し得る。
【0256】
少なくともこの例示的な実施形態によれば、複数の予想抵抗プロファイルのそれぞれは、カプセル識別情報及び対応するエアロゾル生成パラメータと関連付けて、例えばメモリ２１３０内のＬＵＴに格納され得る。カプセル識別情報は、カプセル内のエアロゾル形成基材のタイプ又はブレンドを示す情報、カプセルのタイプ、製造情報（例えば、製造日、場所など）、カプセルのＳＫＵなどの１つ以上を含み得る。エアロゾル生成パラメータは、エアロゾルを生成するためにカプセル内のエアロゾル形成基材を加熱するための加熱電力プロファイル、目標温度及び／又は目標抵抗などのパラメータを含み得る。
【0257】
ステップＳ３０４において、コントローラ２１０５は、図９に関して上述した方法と同一の、又は実質的に同一の方法で、ヒータシステム３６に定義された電力プロファイルを適用する。コントローラ２１０５はまた、図９に関して上述したのと同じか又は実質的に同じ方法で、ヒータシステム３６に印加される電力を監視し、ヒータシステム３６の測定抵抗を１ｍｓの時間ステップで記録し始める。
【0258】
ステップＳ３０６において、コントローラ２１０５は、ヒータシステム３６の瞬時抵抗Ｒ０が、図９に関して上述した方法と同一の又は実質的に同一の方法で、短絡抵抗閾値ＴＨＳＣ及び開回路抵抗閾値ＴＨＯＣの範囲内にあるかを判定する。
【0259】
コントローラ２１０５が、瞬時抵抗Ｒ０が短絡抵抗閾値ＴＨＳＣ及び開回路抵抗閾値ＴＨＯＣの範囲外であると判定した場合、プロセスはステップＳ３２２に進み、図９に関して上述したように継続する。
【0260】
ステップＳ３０６に戻り、コントローラ２１０５が、瞬時抵抗Ｒ０が短絡抵抗閾値ＴＨＳＣ及び開回路抵抗閾値ＴＨＯＣの範囲内であると判定した場合、ステップＳ３０８において、コントローラ２１０５は、瞬時抵抗Ｒ０が、図９に関して上述した方法と同一の、又は実質的に同一の方法で公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬに近似しているかを判定する。
【0261】
コントローラ２１０５が、瞬時抵抗Ｒ０が公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬに近似していると判定した場合、プロセスはステップＳ３２２に進み、図９に関して上述したように継続する。
【0262】
ステップＳ３０８に戻り、コントローラ２１０５が、瞬時抵抗Ｒ０が公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬに近似していないと判定した場合、ステップＳ３１０において、コントローラ２０１５は、図９に関連して上述したように、加熱エンジン制御回路２１２７にヒータシステム３６への電力波形の印加を継続させる。
【0263】
ステップＳ３１４において、次の（例えば、最初の）１ｍｓ刻みで、コントローラ２１０５は、図９に関して上述した方法と同一の、又は実質的に同一の方法で、ヒータシステム３６の測定抵抗が（加熱効果を考慮するための補正オフセット又はデルタを伴う）公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬに達した（例えば、等しい又は実質的に等しい）かを（例えば、比較を介して）確認する。
【0264】
コントローラ２１０５が、ヒータシステム３６の抵抗が公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬに達していないと判定した場合、ステップＳ３１２において、コントローラ２１０５は、予想ヒュージングプロファイル期間が満了したかを判定する。
【0265】
コントローラ２１０５が、予想ヒュージングプロファイル期間がまだ満了していないと判定した場合、プロセスはステップＳ３１４に戻り、コントローラ２１０５は、ヒータシステム３６の抵抗が次の１ｍｓ刻みで公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬに達したかを再確認する。その後、プロセスは、本明細書で論じるように継続する。
【0266】
図９に示される例示的な実施形態と同様に、図１０に示される例示的な実施形態では、コントローラ２１０５、ヒータシステム３６の抵抗が公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬに達したかを１ｍｓ刻みごとに周期的に確認し、再確認してもよい。さらに、本明細書では１ｍｓの周期性に関して説明するが、例示的な実施形態はこの例に限定されるべきではない。
【0267】
ステップＳ３１２に戻り、予想ヒュージングプロファイル期間が満了した場合、ステップＳ３１６において、コントローラ２１０５は、図９に関して上述したように、ヒータシステム３６への電力印加を終了する。
【0268】
ステップＳ４１８において、コントローラ２１０５は、ヒータシステム３６について記録抵抗プロファイルが、ステップＳ４０２においてメモリ２１３０から取得された複数の予想抵抗プロファイルのうちのある予想抵抗プロファイルの範囲内であるかを判定する。一例では、コントローラ２１０５は、記録抵抗プロファイルを複数の予想抵抗プロファイルのそれぞれの１つと比較して、各１ｍｓ刻みで記録された抵抗が、プロファイル内の対応する時点でそれぞれの予想抵抗プロファイルの範囲内にあるかを判定する。図９に示す例示的な実施形態と同様に、例示的な実施形態によれば、予想抵抗プロファイルは、記録抵抗プロファイルの長さに一致するように必要に応じて補間又は削減されてもよい。簡単のために、予想抵抗プロファイルの範囲内にある記録抵抗プロファイルは、本明細書では、その予想抵抗プロファイルに「一致する」と説明される。
【0269】
コントローラ２１０５が、記録抵抗プロファイルが複数の予想抵抗プロファイルのいずれとも一致しないと判定した場合、プロセスはステップＳ３２２に進み、本明細書で説明するように、無効表示が出力される。
【0270】
ステップＳ４１８に戻り、コントローラ２１０５が、記録抵抗プロファイルが複数の予想抵抗プロファイルのうちの予想抵抗プロファイルに一致すると判定した場合、ステップＳ３２０において、コントローラ２１０５は、カプセルが有効であると判定し、図９に関して上述したように、エアロゾルを生成するためにヒータシステム３６への電力印加を可能にする。
【0271】
ステップＳ４２２において、コントローラ２１０５は、一致する予想抵抗プロファイルに基づいて、カプセル２００のカプセル識別情報及び／又はエアロゾル生成パラメータを取得する。一例では、コントローラ２１０５は、メモリ２１３０内の上述のＬＵＴにアクセスして、一致する予想抵抗プロファイルに関連付けられて格納されている識別情報及び／又はエアロゾル生成パラメータを取得することにより、カプセル識別情報及び／又はエアロゾル生成パラメータを取得する。上述したように、カプセル識別情報は、カプセル内のエアロゾル形成基材のタイプ又はブレンドを示す情報、カプセルのタイプ、製造情報（例えば、製造日、場所など）、カプセルのＳＫＵなどのうちの１つ以上を含み得る。エアロゾル生成パラメータは、エアロゾルを生成するためにカプセル内のエアロゾル形成基材を加熱するための加熱電力プロファイル、目標温度及び／又は目標抵抗などのパラメータを含み得る。
【0272】
さらに図１０を参照すると、ステップＳ４２４において、コントローラ２１０５は、エアロゾルインジケータ２１３５を介して（例えば、通信画面１４０を介して）、取得された、カプセルのカプセル識別情報の少なくとも一部を出力する。一例では、コントローラ２１０５は、カプセル識別情報を、遠隔電子機器上の接続された「アプリ」に（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを介して）送信されるソフトウェアメッセージとして出力してもよく、その後、アプリ内の通知をトリガしてもよい。また、ステップＳ４２４において、コントローラ２１０５は、エアロゾルを生成するためにエアロゾル形成基材を加熱する際に、エアロゾル生成パラメータを適用してもよい。
【0273】
ステップＳ３１４に戻り、コントローラ２１０５、ヒータシステム３６の抵抗が公称抵抗ＲＮＯＭＩＮＡＬに達したと判定した場合、プロセスはステップＳ３１６に続き、本明細書で論じるように進む。
【0274】
一旦エアロゾルの生成が許可されると、コントローラ２１０５は、図９に示される例示的な実施形態に関して上述した方法と同一の、又は実質的に同一の方法で、ヒータシステム３６に供給される電力プロファイルの割合を推定することによって、ヒータシステム３６の開始温度Ｔ０を推定し得る。
【0275】
図９に示した例示的な実施形態と同様に、図１０にはステップＳ３０６が示されているが、１又は複数の例示的な実施形態によれば、ステップＳ３０６は省略されてもよい。この場合、処理はステップＳ３０４からステップＳ３０８に進んでもよい。
【0276】
図１１～１３は、例示的な実施形態による、例示的な電力プロファイル及び対応する記録抵抗プロファイルを示すグラフである。図１１は、約２オーム（Ｒｈｅａｔｅｒ＝２Ω）のヒータ抵抗及び約０．０１オーム（Ｒｆｕｓｅ＝０．０１Ω）のヒューズ素子抵抗を有する第１のタイプの真正カプセルについての電力プロファイル及び対応する記録抵抗プロファイルを例示するグラフである。図１２は、約２オームのヒータ抵抗（Ｒｈｅａｔｅｒ＝２Ω）及び約０．０１オームのヒューズ素子抵抗（Ｒｆｕｓｅ＝０．０１Ω）を有する偽造カプセルの電力プロファイル及び対応する記録抵抗プロファイルを示すグラフである。図１３は、約２オームのヒータ抵抗（Ｒｈｅａｔｅｒ＝２Ω）及び約０．０４オームのヒューズ素子抵抗（Ｒｆｕｓｅ＝０．０４Ω）を有する第２のタイプの真正カプセルの電力プロファイル及び対応する記録抵抗プロファイルを示すグラフである。図１１～１３のそれぞれにおいて、電力プロファイルは同一であり、ヒュージングプロファイル周期は約４００ｍｓ（ｔｅｎｄ＝４００ｍｓ）である。例示の目的のため、図１１～１３に示すグラフを、図２Ｄに示すヒータシステム３６に関連して説明する。
【0277】
図１１を参照すると、ヒューズ素子４０８をヒータ３３６と並列に含むヒータシステム３６の抵抗特性は、ヒューズ素子４０８の加熱効果に基づいて非線形であり、ヒューズ素子４０８の抵抗Ｒｆｕｓｅがヒータ３３６の抵抗Ｒｈｅａｔｅｒよりも大きく変化する。ヒューズ素子４０８及びヒータ３３６における抵抗特性の違いは、抵抗の比率及びヒータ３３６に対するヒューズ素子４０８の材料の質量の違い（ヒューズ素子の材料の質量<<ヒータの材料の質量）を示している。
【0278】
ヒータシステム３６の抵抗Ｒｓｙｓｔｅｍは、ヒューズ素子４０８の抵抗Ｒｆｕｓｅ及びヒータ３３６の抵抗Ｒｈｅａｔｅｒの両方の結果として、ヒューズ素子４０８が開回路（溶断）される時間ｔｆｒａｃｔｕｒｅでの破断点まで増加する。時間ｔｆｒａｃｔｕｒｅにおける破断点の後、ヒータシステム３６の抵抗ＲｓｙｓｔｅｍはヒータＲｈｅａｔｅｒの抵抗と等しくなり（Ｒｓｙｓｔｅｍ＝Ｒｈｅａｔｅｒ）、記録抵抗プロファイルのその後の変化はヒータ３３６の温度上昇の結果である。図１１に示す例では、破断点は、ヒータシステムに電力プロファイルを最初に適用してから約１６０ｍｓ後に発生する（ｔｆｒａｃｔｕｒｅ＝～１６０ｍｓ）。
【0279】
破断点に達すると、コントローラ２１０５は、ヒータシステム３６への電力プロファイルの適用をいつでも終了して、ヒータ３３６のジュール加熱を最小限に抑え得る。コントローラ２１０５が予想ヒュージングプロファイル期間の満了前に電力プロファイルの適用を終了する場合、コントローラ２１０５は、実際のヒュージングプロファイル期間の長さに一致するように、予想抵抗プロファイルを削減し得る。
【0280】
コントローラ２１０５が予想ヒュージングプロファイル期間の満了前に電力プロファイルの適用を終了しない場合、電力プロファイルの適用は予想ヒュージングプロファイル期間の終了の際（約４００ｍｓ後）に終了し、ヒータ３３６は冷却し始める。
【0281】
上述したように、図１２は、約２オームのヒータ抵抗（Ｒｈｅａｔｅｒ＝２Ω）及び約０．０１オームのヒューズ素子抵抗（Ｒｆｕｓｅ＝０．０１Ω）を有する偽造（無効）カプセルの電力プロファイル及び対応する記録抵抗プロファイルを示すグラフである。図１２のグラフは、図１１に示したグラフと類似しているため、この図の考察では、図１１と図１２の相違点に焦点を当てる。
【0282】
図１１に示したグラフと比較すると、図１２のヒータシステム３６の抵抗特性は異なる。この例では、ヒューズ素子４０８の抵抗Ｒｆｕｓｅの値は図１１のものと同様であってもよいが、カプセルが本物ではない（例えば、第三者によって粗悪又は不適切に製造されたもの、又は製造上の欠陥がある）ため、ヒューズ素子内の材料の体積が異なる。その結果、加熱効果、ひいては電力プロファイルの適用に対応するヒータシステム３６の抵抗プロファイルが異なる。
【0283】
ヒューズ素子４０８の追加の質量の材料は、図１１に示された例と同様に、挟まれた領域がその融点（例えば、ＳＳ３１６Ｌの場合、約１４００℃）に達するのを防止し、破壊（開回路）しない。したがって、図１１に示す例とは対照的に、図１２に示す記録抵抗プロファイルには破断点が存在しない。
【0284】
上述したように、図１３は、約２オーム（Ｒｈｅａｔｅｒ＝２Ω）のヒータ抵抗と約０．０４オーム（Ｒｆｕｓｅ＝０．０４Ω）のヒューズ素子抵抗を有する第２タイプの真正カプセルの電力プロファイルと対応する記録抵抗プロファイルを示すグラフである。図１３のグラフは、図１１に示したグラフと類似しているため、この図の考察では、図１１と図１３の相違点に焦点を当てる。
【0285】
【0286】
時間ｔｆｒａｃｔｕｒｅにおける破断点の後、ヒータシステム３６の抵抗Ｒｓｙｓｔｅｍは、ヒータ３３６の抵抗Ｒｈｅａｔｅｒと等しくなり（Ｒｓｙｓｔｅｍ＝Ｒｈｅａｔｅｒ）、記録抵抗プロファイルのその後の変化は、ヒータ３３６の温度上昇の結果である。図１３に示す例では、破断点は、ヒータシステム３６（ｔｆｒａｃｔｕｒｅ＝～９０ｍｓ）に電力プロファイルを最初に適用してから約９０ｍｓ後に発生する。
【0287】
図１３に示された例では、図１１に関して上述されたものと比較して、ヒューズ素子４０８の抵抗（したがって質量）が低いため、抵抗がより急速に増加し、その結果、図１１に示された破断点と比較して、破断点が早まる。
【0288】
１又は複数の例示的な実施形態は、カプセルを認証及び／又は検証する比較的低コストの方法を提供し、それによってカプセルが本物であるか偽造品であるかを判定し得る。偽造カプセルが検出された場合、エアロゾル生成装置は、ヒータへの電力印加を防止し得る。
【0289】
１又は複数の例示的な実施形態は、カプセル内のエアロゾル形成基材が以前に加熱されたかを判定する比較的低コストの方法を提供し、それによって電力が枯渇したカプセルに印加される可能性を軽減し得る。
【0290】
１又は複数の例示的な実施形態は、エアロゾル生成装置が認証及び品質管理のための専用の電子機器（例えば、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ））を含む必要がないため、カプセルを含むエアロゾル生成装置に関連するコストを低減し得る。
【0291】
１又は複数の例示的な実施形態は、比較的貧弱なベイピング体験を提供する不正な、以前に加熱された、又は偽造カプセルの使用を防止することによって、感覚体験を改善し得る。
【0292】
本明細書で議論するように、エアロゾル形成基材は、エアロゾルを生成し得る材料又は材料の組み合わせである。エアロゾルは、開示された装置、特許請求の範囲に記載された装置、及びその等価物によって生成又は出力される物質に関する。材料は、化合物（例えば、ニコチン、カンナビノイド）を含み得、材料が加熱されると、化合物を含むエアロゾルが生成される。
【0293】
植物材料をその着火温度未満で加熱すると、状況によっては、付随的かつ実質的でないレベルの酸化又は他の熱分解副生成物が生成され得ることが理解される。しかし、いくつかの実施形態では、エアロゾル生成装置における加熱は、植物材料の熱分解温度以下であり、植物材料の熱分解副生成物のレベルを有さないか、又は実質的でないレベルのエアロゾルを生成する。したがって、例示的な実施形態では、植物材料の熱分解は、加熱及びその結果としてのエアロゾルの生成中に起こらない。他の実施態様では、植物材料の加熱により放出される主要成分に対して取るに足らないレベルの酸化又は他の熱分解副生成物の生成を伴う付随的な熱分解があり得る。
【0294】
エアロゾル形成基材は、繊維材料であり得る。例えば、繊維材料は、植物材料であり得る。繊維材料は、加熱されると化合物を放出するように構成されている。化合物は、繊維材料の成分であって、天然に存在する成分であり得る。例えば、繊維材料は、タバコのような植物であり、放出される化合物は、ニコチンである。「タバコ」という用語は、あらゆるタバコ植物材料を含み、例えば、マルバタバコ（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｒｕｓｔｉｃａ）やタバコ（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ）のような１種以上のタバコ植物由来のタバコの葉、タバコのプラグ、再構成タバコ、圧縮タバコ、成形タバコ、又は粉タバコ、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
【0295】
いくつかの例示的な実施形態において、タバコ材料は、タバコ属（ｇｅｎｕｓ Ｎｉｃｏｔｉａｎａ）の任意のもの由来の材料を含み得る。さらに、タバコ材料は、２種類以上の異なるタバコ品種の混合物を含み得る。使用され得るタバコ材料の好適な種類の例としては、黄色種タバコ（ｆｌｕｅ－ｃｕｒｅｄ ｔｏｂａｃｃｏ）、バーレータバコ（Ｂｕｒｌｅｙ ｔｏｂａｃｃｏ）、ダークタバコ（ｄａｒｋ ｔｏｂａｃｃｏ）、メリーランドタバコ（Ｍａｒｙｌａｎｄ ｔｏｂａｃｃｏ）、オリエンタルタバコ（Ｏｒｉｅｎｔａｌ ｔｏｂａｃｃｏ）、希少（ｒａｒｅ）タバコ、スペシャルティタバコ、それらのブレンド等が挙げられるが、これらに限定されない。タバコ材料は、タバコラミナ、体積膨張もしくは膨化（ｖｏｌｕｍｅ ｅｘｐａｎｄｅｄ ｏｒ ｐｕｆｆｅｄ）タバコなどの加工タバコ材料、裁断圧延又は裁断膨化（ｃｕｔ－ｒｏｌｌｅｄ ｏｒ ｃｕｔ－ｐｕｆｆｅｄ）茎等の加工タバコ茎、再構成タバコ材料、それらの混合等を含むが、これらに限定されない、任意の適切な形態で提供され得る。いくつかの例示的な実施形態において、タバコ材料は、略乾燥したタバコ塊の形態をとる。さらに、いくつかの態様において、タバコ材料は、プロピレングリコール、グリセリン、それらの部分的組合せ、又はそれらの組合せのうちの少なくとも１つと混合及び／又は組合せられ得る。
【0296】
化合物はまた、医学的に治療効果が認められている薬用植物の天然に存在する成分であってもよい。例えば、薬用植物は、大麻植物であってもよく、化合物は、カンナビノイドであってもよい。カンナビノイドは、体内の受容体と相互作用し、さまざまな作用をもたらす。その結果、カンナビノイドは、さまざまな薬用目的（例えば、痛み、吐き気、てんかん、精神疾患等の治療）に使用されてきた。繊維材料は、アサ（Ｃａｎｎａｂｉｓ ｓａｔｉｖａ）、インドアサ（Ｃａｎｎａｂｉｓ ｉｎｄｉｃａ）、カンナビス・ルデラリス（Ｃａｎｎａｂｉｓ ｒｕｄｅｒａｌｉｓ）等の１種以上の大麻植物の葉及び／又は花の材料を含み得る。いくつかの態様において、繊維材料は、６０～８０％（例えば、７０％）のアサ（Ｃａｎｎａｂｉｓ ｓａｔｉｖａ）と、２０～４０％（例えば、３０％）のインドアサ（Ｃａｎｎａｂｉｓ ｉｎｄｉｃａ）との混合物である。
【0297】
カンナビノイドの例としては、テトラヒドロカンナビノール酸（ＴＨＣＡ）、テトラヒドロカンナビノール（ＴＨＣ）、カンナビジオール酸（ＣＢＤＡ）、カンナビジオール（ＣＢＤ）、カンナビノール（ＣＢＮ）、カンナビシクロール（ＣＢＬ）、カンナビクロメン（ＣＢＣ）、及びカンナビゲロール（ＣＢＧ）が挙げられる。テトラヒドロカンナビノール酸（ＴＨＣＡ）は、テトラヒドロカンナビノール（ＴＨＣ）の前駆体であり、カンナビジオール酸（ＣＢＤＡ）は、カンナビジオール（ＣＢＤ）の前駆体である。テトラヒドロカンナビノール酸（ＴＨＣＡ）及びカンナビジオール酸（ＣＢＤＡ）は、加熱によってそれぞれテトラヒドロカンナビノール（ＴＨＣ）及びカンナビジオール（ＣＢＤ）に変換され得る。例示的な実施形態では、ヒーター（例えば、図２Ｂに示すヒーター３３６）からの熱は、カプセル２００中のテトラヒドロカンナビノール酸（ＴＨＣＡ）をテトラヒドロカンナビノール（ＴＨＣ）に変換するように、及び／又はカプセル２００中のカンナビジオール酸（ＣＢＤＡ）をカンナビジオール（ＣＢＤ）に変換するように、脱炭酸を引き起こし得る。
【0298】
カプセル２００中にテトラヒドロカンナビノール酸（ＴＨＣＡ）とテトラヒドロカンナビノール（ＴＨＣ）との双方が存在する場合、脱炭酸及びその結果生じる変換により、テトラヒドロカンナビノール酸（ＴＨＣＡ）が減少し、テトラヒドロカンナビノール（ＴＨＣ）が増加する。テトラヒドロカンナビノール酸（ＴＨＣＡ）の少なくとも５０％（例えば、少なくとも８７％）は、カプセル２００の加熱中にテトラヒドロカンナビノール（ＴＨＣ）に変換され得る。同様に、カンナビジオール酸（ＣＢＤＡ）とカンナビジオール（ＣＢＤ）との双方がカプセル２００中に存在する場合、脱炭酸及びそれに伴う変換により、カンナビジオール酸（ＣＢＤＡ）が減少し、カンナビジオール（ＣＢＤ）が増加する。カンナビジオール酸（ＣＢＤＡ）の少なくとも５０％（例えば、少なくとも８７％）は、カプセル２００の加熱中にカンナビジオール（ＣＢＤ）に変換され得る。
【0299】
さらに、化合物は、その後に繊維材料に導入される非天然由来の添加剤を含んでいてもよいし、追加的に含んでいてもよい。一例では、繊維材料は、綿、ポリエチレン、ポリエステル、レーヨン、それらの組み合わせ等のうちの少なくとも１つを（例えば、ガーゼの形態で）含み得る。別の例では、繊維材料は、セルロース材料（例えば、非タバコ及び／又は非大麻材料）であり得る。いずれの例でも、導入される化合物は、ニコチン、カンナビノイド、及び／又は香味剤（ｆｌａｖｏｒａｎｔｓ）を含み得る。香味剤は、植物抽出物（例えば、タバコ抽出物、大麻抽出物）のように天然由来であっても、及び／又は人工由来であってもよい。さらに別の例では、繊維材料がタバコ及び／又は大麻を含む場合、化合物は、１つ以上の香味剤（例えば、メントール、ミント、バニラ）であってもよいし、１つ以上の香味剤を追加的に含んでもよい。したがって、エアロゾル形成基材内の化合物は、天然に存在する成分及び／又は天然に存在しない添加物を含み得る。この点に関して、エアロゾル形成基材の天然に存在する成分の存在レベルは、補充によって増加し得ることを理解されたい。例えば、ニコチンを含む抽出物を補充することで、ある量のタバコに含まれるニコチンの存在レベルを増加させ得る。同様に、ある量の大麻に含まれる１つ以上のカンナビノイドの存在レベルは、そのようなカンナビノイドを含む抽出物を補充することによって増加され得る。
【0300】
本明細書に記載される非限定的な実施形態に加えて、本明細書で議論される基材、カプセル、装置、及び方法の追加の詳細はまた、２０１９年６月２５日に出願された米国出願第１６／４５１６６２号（名称は「ＣＡＰＳＵＬＥＳ，ＨＥＡＴ－ＮＯＴ－ＢＵＲＮ（ＨＮＢ）ＡＥＲＯＳＯＬ－ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧＤＥＶＩＣＥＳ，ＡＮＤＭＥＴＨＯＤＳＯＦＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧＡＮＡＥＲＯＳＯＬ」、代理人整理番号は２４０００ＮＶ－０００５２２－ＵＳ）、２０１９年１月２１日に出願された米国出願第１６／２５２，９５１号（名称は「ＣＡＰＳＵＬＥＳ，ＨＥＡＴ－ＮＯＴ－ＢＵＲＮ（ＨＮＢ）ＡＥＲＯＳＯＬ－ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧＤＥＶＩＣＥＳ，ＡＮＤＭＥＴＨＯＤＳＯＦＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧＡＮＡＥＲＯＳＯＬ」、代理人整理番号は２４０００ＮＶ－０００５２１－ＵＳ）、２０１７年１２月１８日に出願された米国出願第１５／８４５，５０１号（名称は「ＶＡＰＯＲＩＺＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＩＮＧ Ａ ＣＯＭＰＯＵＮＤ ＵＳＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ」、代理人整理番号は２４０００ＤＭ－００００１２－ＵＳ）、及び２０１７年９月１８日に出願された米国出願第１５／５５９，３０８号（名称は「ＶＡＰＯＲＩＺＥＲ ＦＯＲ ＶＡＰＯＲＩＺＩＮＧ ＡＮ ＡＣＴＩＶＥ ＩＮＧＲＥＤＩＥＮＴ」、代理人整理番号は２４０００ＤＭ－０００００３－ＵＳ－ＮＰ）に記載されており、ここで、これらの各開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0301】
多くの例示的な実施形態が本明細書に開示されているが、他の変形も可能であることを理解されたい。このような変形は、本開示の趣旨及び範囲から逸脱するものとはみなされず、当業者にとって自明であろうこのような変更はすべて、以下の特許請求の範囲に含まれることが意図される。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【手続補正書】
【提出日】2024-08-22
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
不燃性エアロゾル生成装置のためのヒータシステムであって、加熱領域と第１の端子と第２の端子を有するヒータ素子と、
前記第１の端子と前記第２の端子との間に前記ヒータ素子と電気的に並列接続されたヒューズ素子であって、前記第１の端子と前記第２の端子との間に印加される電力に応じて当該ヒューズ素子を開回路にするように局所的なホットスポットを誘発するように構成される領域を有するヒューズ素子と、
前記ヒータシステムを通る気流から前記ヒューズ素子を隔離するように構成されるチャンバを有するエンドキャップと、を備える、ヒータシステム。
【請求項2】
請求項１に記載のヒータシステムにおいて、前記ヒューズ素子は、前記ヒューズ素子を作動させるために必要な加熱電力を当該ヒータシステムに流すことを可能にする抵抗を有する、ヒータシステム。
【請求項3】
請求項１に記載のヒータシステムにおいて、局所的なホットスポットを誘発するように構成される前記領域は、挟まれた領域又はくびれた領域である、ヒータシステム。
【請求項4】
請求項１に記載のヒータシステムにおいて、前記ヒューズ素子は、前記第１の端子と前記第２の端子との間で、超音波溶接、電気溶接、又はレーザースポット溶接されている、ヒータシステム。
【請求項5】
請求項１に記載のヒータシステムにおいて、前記ヒューズ素子は、前記ヒータ素子と一体である、ヒータシステム。
【請求項6】
請求項１に記載のヒータシステムにおいて、前記ヒータ素子は、
前記加熱領域と前記第１の端子とを接続する第１の伸長領域と、
前記加熱領域と前記第２の端子を接続する第２の伸長領域と、を含み、
前記ヒューズ素子は、前記第１の伸長領域と前記第２の伸長領域とに電気的に接続される、ヒータシステム。
【請求項7】
不燃性エアロゾル生成装置のカプセルであって、エアロゾル形成基材を含むハウジングと、
前記ハウジング内に配置されたヒータ素子であって、第１の端子と、第２の端子と、エアロゾル形成基材を加熱するように構成される加熱領域とを有するヒータ素子と、
前記ヒータ素子と電気的に並列接続されるヒューズ素子であって、前記第１の端子と前記第２の端子との間に印加される電力に応じて当該ヒューズ素子を開回路にするように局所的なホットスポットを誘発するように構成される領域を有するヒューズ素子と、を備え、
前記ハウジングは、第１のエンドキャップを備え、
前記第１のエンドキャップは、当該カプセルを通る気流から前記ヒューズ素子を隔離するように構成されるチャンバを含む、
カプセル。
【請求項8】
請求項７に記載のカプセルにおいて、前記ヒューズ素子は、前記ヒューズ素子を作動させるために必要な加熱電力を前記ヒータ素子と前記ヒューズ素子とに流すことを可能にする抵抗を有する、カプセル。
【請求項9】
請求項７に記載のカプセルにおいて、局所的なホットスポットを誘発するように構成される前記領域は、挟まれた領域又はくびれた領域である、カプセル。
【請求項10】
請求項７に記載のカプセルにおいて、前記ヒューズ素子は、前記第１の端子と前記第２の端子との間に超音波溶接、電気溶接、又はレーザースポット溶接されている、カプセル。
【請求項11】
請求項７に記載のカプセルにおいて、前記ヒューズ素子は、前記ヒータ素子と一体である、カプセル。
【請求項12】
請求項７に記載のカプセルにおいて、前記ハウジングは、
第１の端部と第２の端部とを有するスリーブと、
前記第２の端部に係合する第２のエンドキャップとをさらに備え、
前記第１のエンドキャップは、前記第１の端部に係合し、
前記第１のエンドキャップは、前記第１の端子、前記第２の端子、及び前記ヒューズ素子の周囲に成形される、カプセル。
【請求項13】
請求項７に記載のカプセルにおいて、前記ヒータ素子は、
前記加熱領域と前記第１の端子とを接続する第１の伸長領域と、
前記加熱領域と前記第２の端子とを接続する第２の伸長領域と、を含み、
前記ヒューズ素子は、前記第１の伸長領域と前記第２の伸長領域とに電気的に接続される、カプセル。
【請求項14】
不燃性エアロゾル生成装置であって、エンドキャップを有するカプセルを備え、前記カプセルは、
第１の端子と、第２の端子と、エアロゾル形成基材を加熱するように構成される加熱領域と、を有するヒータ素子と、
前記ヒータ素子と電気的に並列接続されたヒューズ素子であって、前記第１の端子と前記第２の端子との間に印加される電力に応じて当該ヒューズ素子を開回路にするために局所的なホットスポットを誘発するように構成される領域を有するヒューズ素子と、
前記カプセルに接続するように構成される装置本体とを含み、前記装置本体は、
当該不燃性エアロゾル生成装置に電力を供給する電源と、
前記ヒータ素子への電力供給を制御するように構成されるコントローラと、を含み、
前記エンドキャップは、前記カプセルを通る気流から前記ヒューズ素子を隔離するように構成されるチャンバーを有する、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項15】
不燃性エアロゾル生成装置であって、カプセルを備え、前記カプセルは、
エアロゾル形成基材を含むハウジングと、
前記ハウジング内に配置されたヒータ素子であって、第１の端子と、第２の端子と、前記エアロゾル形成基材を加熱するように構成される加熱領域とを有するヒータ素子と、
前記第１の端子と前記第２の端子の間に電気的に接続されるヒューズ素子と、
前記カプセルに接続するように構成される装置本体と、を備え、前記装置本体は、
前記ヒータ素子に電力を印加するように構成される加熱エンジン制御回路と、
前記ヒータ素子に電力波形を印加するように前記加熱エンジン制御回路を制御し、
前記電力波形に応じて、前記ヒータ素子のの測定抵抗プロファイルに基づいて、前記カプセルが有効であるかを判定する、ように構成されるコントローラとを備える、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項16】
請求項１５に記載の不燃性エアロゾル生成装置において、さらに、予想抵抗プロファイルを記憶するメモリを備え、
前記コントローラは、前記測定抵抗プロファイルと前記メモリに格納された前記予想抵抗プロファイルとの比較に基づいて、前記カプセルが有効であるかを判定するように構成される、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項17】
請求項１５に記載の不燃性エアロゾル生成装置において、前記コントローラは、前記カプセルが有効であると判定したことに応じて、エアロゾルを生成するために前記エアロゾル形成基材を加熱するように前記ヒータ素子への電力供給を可能にするように構成される、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項18】
請求項１５に記載の不燃性エアロゾル生成装置において、前記コントローラは、前記カプセルが有効でないと判定したことに応じて、エアロゾルを生成するために前記エアロゾル形成基材を加熱するように前記ヒータ素子への電力供給を停止するように構成される、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項19】
請求項１５に記載の不燃性エアロゾル生成装置において、前記コントローラは、前記ヒータ素子に前記電力波形を印加するように前記加熱エンジン制御回路を制御し、エアロゾルを生成するために前記エアロゾル形成基材を加熱するように前記ヒータ素子への電力供給の前に、前記カプセルが有効であるかを判定するように構成される、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項20】
請求項１５に記載の不燃性エアロゾル生成装置において、前記コントローラは、前記測定抵抗プロファイルに基づいて前記カプセルの識別情報を取得するように構成される、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項21】
請求項２０に記載の不燃性エアロゾル生成装置において、複数の予想抵抗プロファイルを記憶するメモリをさらに備え、
前記コントローラは、前記測定抵抗プロファイルと前記メモリに記憶された前記複数の予想抵抗プロファイルとの比較に基づいて前記カプセルの前記識別情報を取得するように構成される、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項22】
請求項１５に記載の不燃性エアロゾル生成装置において、前記コントローラは、前記測定抵抗プロファイルに基づいて、前記エアロゾル形成基材を加熱するためのエアロゾル生成パラメータを決定するように構成される、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項23】
請求項２２に記載の不燃性エアロゾル生成装置において、複数の予想抵抗プロファイルを記憶するメモリをさらに備え、
前記コントローラは、前記測定抵抗プロファイルと前記メモリに記憶された前記複数の予想抵抗プロファイルとの間の比較に基づいて、前記エアロゾル生成パラメータを決定するように構成される、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項24】
請求項２２に記載の不燃性エアロゾル生成装置において、前記エアロゾル生成パラメータは、エアロゾルを生成するために前記エアロゾル形成基材を加熱するための、加熱電力プロファイル、目標温度及び目標抵抗のうちの少なくとも１つを含む、不燃性エアロゾル生成装置。
【請求項25】
請求項１５に記載の不燃性エアロゾル生成装置において、有効なカプセルは、真正なカプセル、前記不燃性エアロゾル生成装置への挿入前に損傷していないカプセル、及び無傷のヒューズ素子を有するカプセルの少なくとも１つである、不燃性エアロゾル生成装置。
【国際調査報告】