JP2022504876A - ヒーターアレイ - Google Patents

Abstract

ヒーターアレイ（１２０）を含むエアロゾル発生装置（１００）およびそれで使用するための方法は、エアロゾル発生物品（１３０）を使用してエアロゾルを発生しうる。ヒーターアレイは、エアロゾル発生装置に周りに配設されて、それに結合されたエアロゾル発生物品に熱を方向付ける複数の発熱体（１２２）を含む。エアロゾル発生物品の少なくとも一つの特性が識別され、エアロゾル発生物品は、識別された少なくとも一つの特性に基づいて、ヒーターアレイを使用して加熱されうる。【選択図】図１

Description

本発明は、エアロゾル発生物品で使用するためのヒーターアレイを含む装置、およびその使用方法に関する。ヒーターアレイは、それぞれエアロゾル発生物品を様々な方法で加熱するために、別個にまたは協働で使用される複数の発熱体を含みうる。装置は、エアロゾル発生物品の少なくとも一つの特性を識別することと、エアロゾル発生物品の識別された少なくとも一つの特性に基づいて、ヒーターアレイを使用してエアロゾル発生物品を加熱することとを含む方法を実行しうる。

こうした装置および方法は、エアロゾル発生物品を燃焼することなく、エアロゾルを発生させるようエアロゾル発生物品を十分に加熱するように構成されることが好ましい。これらは「加熱非燃焼式」装置として知られ、たばこまたはたばこ由来製品の消費のためにしばしば使用される。例えば、これらの装置は、ニコチンおよび芳香物質を含有するエアロゾルを放出するために、たばこ由来エアロゾル発生物品を加熱しうる。

概して、二つのタイプの発熱体は、エアロゾル発生物品または消耗品、例えば、内部ヒーターおよび外部ヒーターに対する発熱体の配設に基づいて区別されうる。内部ヒーターは、使用中にエアロゾル発生物品内に収容され、エアロゾル発生物品を内部から加熱する。外部ヒーターは、典型的には、エアロゾル発生物品の周りに配設され、エアロゾル発生物品を、外部から内部を加熱する。

一つの例示的な加熱非燃焼式内部加熱装置は、従来の紙巻たばこに似たたばこ含有物品を加熱する。こうした加熱装置は、たばこ含有物品を突き刺してたばこ基体と接触し、たばこ基体を加熱する加熱ブレードを含む。ユーザーは、吸入のために、装置の口側端を吸い、たばこ含有物品を通したエアロゾルの流れを引き起こしうる。基体は燃焼されないため、燃焼および熱分解の副産物はエアロゾル中に含まれず、それ故に吸入のためにユーザーに送達されない。

内部ヒーターを有する場合でも、外部ヒーターを有する場合でも、すべてのエアロゾル発生装置は、エアロゾル発生物品、または消耗品を必要なエアロゾル発生温度まで加熱するのに一定の時間を必要とする。この間、ユーザーは装置を使用することができず、待つ必要がある。ＰＣＴ特許出願公開ＷＯ２０１５０６２９８３号に記載される当該分野の一つの公知の解決法は、長軸方向に配設された複数のセクションを有する外部発熱体を備えることである。これらのセクションのうちの少なくとも一つは、その他のセクションよりも小さく、したがって、エアロゾル発生物品の小さな部分を、その他のセクションよりも速く加熱することができ、初期加熱時間が低減する。

エアロゾル発生装置における別の課題は、エアロゾル発生物品の消耗品材料を全体積にわたって加熱することである。通常、エアロゾル発生物品は円筒形状を有し、中心内から（例えば、内部発熱体を使用）、または外表面から（例えば、外部発熱体を使用）のいずれかで加熱される。どちらの場合でも、熱を、材料を通して消耗品の直径の半分に等しい距離まで浸透させる必要がある。さらに、効果的で持続可能なエアロゾル発生を達成するために、エアロゾル発生物品の特定の部分を他の部分とは異なる時間で加熱する必要がある場合がある。

この熱浸透を達成し、発熱体から最も離れているエアロゾル発生物品の消耗品材料の領域をエアロゾル発生温度まで加熱するために、発熱体に近い材料は通常、必要または最適であるよりも長時間かつ高温に加熱される。異なる温度では異なる揮発性物質が放出されうるため、高温に加熱することにより、望ましくない揮発性物質が放出され、エアロゾルの味が変化する場合がある。ＰＣＴ特許出願公開ＷＯ２０１５０６２９８３号に記載される当該技術分野における一つの公知の解決法は、エアロゾル発生物品の構成要素を異なる特定の温度に加熱するために、複数の加熱領域を有する複数構成要素エアロゾル発生装置を使用することである。

米国特許出願公開第２０１５／１８１９３５号は、エアロゾル発生物品または消耗品（例えば、喫煙可能材料）の漸進的加熱を生じさせるために、変化する形状を有する温度感受性発熱体を使用しうる。これは、いつでもエアロゾル発生物品の未使用の部分が加熱されることを確実にするが、エアロゾル発生物品の既に消費された部分を加熱し続けることにもなり、不必要なエネルギー消費につながりうる。

したがって、こうしたエアロゾル発生装置は、エアロゾル発生装置が、エアロゾル発生物品からエアロゾルを発生させる際に最も効果的または効率的に動作しない場合があるため、ユーザーにとって望ましくない経験を提供しうる。さらに、こうしたエアロゾル発生装置は、非効果的または非効率的な加熱のために、エアロゾル発生物品の一つ以上の部分を無駄にしうる。さらに、こうしたエアロゾル発生装置は、エアロゾル発生物品全体の加熱を試みる際に、エアロゾル発生物品の一つ以上の部分を過熱する可能性があり、これにより望ましくないエアロゾルが放出され、エネルギーを無駄にする場合がある。

高度に構成可能な効率的な様式で、エアロゾル発生物品を加熱することができる装置を製造することが望ましい。また、実質的な無駄なくエアロゾル発生物品を加熱することが望ましい。さらに、エアロゾル発生物品の一部の部分を過熱することなく、かつエアロゾル発生物品の他の部分を加熱不足にすることなく、エアロゾル発生物品を均等に加熱することが望ましい。

本発明の実施例の一つの目的は、高度に構成可能、または高度にカスタマイズ可能なエアロゾル発生物品の加熱を提供することである。本発明の実施例の別の目的は、エアロゾル発生物品全体にわたる一貫した熱送達を維持することである。

本発明の実施例の別の目的は、エアロゾル発生または生成を増大させ、エアロゾル発生効率を増大させ、そして異なるエアロゾル発生物品に対して発生されるエアロゾルの風味プロファイルの提供を調整する（例えば、最大化することを含む）ことである。

一態様では、例示的な装置および方法は、エアロゾル発生加熱非燃焼式装置のための加熱システムを提供する。加熱システムは、セッション全体の間に消耗品の異なるセクションを連続的に加熱するように構成された個々に指定可能な発熱体のアレイから成る。これにより、加熱時間を速め、いつでも未使用の材料からエアロゾルを放出することができ、材料の過熱または不必要なエネルギー使用が回避される。

様々な態様では、エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生物品を受容するくぼみを画定し、くぼみ軸に沿って延びるハウジングと、くぼみ内に配置されたヒーターアレイとを含みうる。ヒーターアレイは、くぼみ内に位置付けられたエアロゾル発生物品を加熱するように動作可能な複数の発熱体を含む。複数の発熱体は、少なくとも三つの発熱体を含みうる。一態様では、複数の発熱体のうちの二つ以上の発熱体は、くぼみ軸に直交する平面内に位置付けられ、複数の発熱体のうちの二つ以上の発熱体は、くぼみ軸に直交する平面内に置かれないように、くぼみ軸に沿った異なる位置に位置付けられる。この態様では、少なくとも二つの発熱体が、くぼみ軸に沿ったエアロゾル発生物品の同じセクションを加熱するように構成され、少なくとも一つの発熱体が、くぼみ軸に沿った異なる位置に位置するエアロゾル発生物品の異なるセクションを加熱するように構成されうる。様々な態様では、例示的なヒーターアレイ、または加熱システムは、各グループが少なくとも一つの発熱体を含む少なくとも二つの別個のグループで制御されうる、少なくとも三つの別個の発熱体を含みうる。各発熱体は、抵抗発熱体、赤外線発熱体、誘導発熱体、熱電発熱体、またはフォトニック発熱体であってもよいが、これらに限定されない。

本明細書に記載する本発明は、こうしたヒーターアレイの使用を通して、エアロゾル発生物品の高度に構成可能または高度にカスタマイズ可能な加熱を提供することができうる。例えば、各発熱体は、エアロゾル発生または生成を増大させ、エアロゾル発生効率を増大させ、発生したエアロゾルの風味プロファイルの提供を調整し（例えば、最大化することを含む）、エアロゾル発生物品全体にわたる一貫した熱伝達を維持するように、エアロゾル発生物品の小さな領域を加熱するように選択的に構成されうる。さらに、本明細書に記載の本発明は、エアロゾル発生または生成を増大させ、エアロゾル発生効率を増大させ、発生したエアロゾルの風味プロファイルの提供を調整（例えば、最大化することを含む）するように、エアロゾル発生物品の識別に応じて、エアロゾル発生物品の、加熱動作特性、またはパラメータ、および加熱期間および位置を修正、カスタマイズ、または最適化しうる。

一実施形態において、発熱体は、電気抵抗性材料を含む。適切な電気抵抗性の材料には例えば、ドープされたセラミックなどの半導体、導電性のセラミック（例えば、二ケイ化モリブデンなど）、炭素、黒鉛、金属、金属合金、セラミック材料製・金属材料製の複合材料が挙げられるが、これらに限定されない。こうした複合材料は、ドープされたセラミックまたはドープされていないセラミックを含んでもよい。適切なドープされたセラミックの例としては、ドープ炭化ケイ素が挙げられる。適切な金属の例としては、チタン、ジルコニウム、タンタル、および白金族の金属が挙げられる。適切な金属合金の例としては、ステンレス鋼、ニッケル含有、コバルト含有、クロム含有、アルミニウム含有、チタン含有、ジルコニウム含有、ハフニウム含有、ニオビウム含有、モリブデン含有、タンタル含有、タングステン含有、スズ含有、ガリウム含有、マンガン含有、および鉄含有合金、ならびにニッケル系、鉄系、コバルト系、ステンレス鋼系の超合金、ならびに鉄－マンガン－アルミニウム系合金が挙げられる。複合材料において、電気抵抗性材料は随意に、必要とされるエネルギー伝達の動態学および外部の物理化学的特性に応じて、断熱材料中に包埋、断熱材料中に封入、もしくは断熱材料で被覆されてもよく、またはその逆も可である。

様々な態様では、エアロゾル発生装置は、一つ以上のプロセッサを含み、複数の発熱体のうちのいずれによってエアロゾル発生物品を加熱するかを選択するようにヒーターアレイに動作可能に結合されるコントローラをさらに含む。言い換えれば、様々な態様において、指定可能なヒーターアレイの実装は、コントローラを利用して、ヒーターアレイの個々の要素を制御する。コントローラは、エアロゾル発生物品の少なくとも一つの特性を識別し、次に、エアロゾル発生物品の識別された少なくとも一つの特性に基づいて、ヒーターアレイを使用してエアロゾル発生物品を加熱するように構成されうる。

さらに、ヒーターアレイを使用したエアロゾル発生物品の加熱方法が本開示によって企図されている。一態様において、方法は、エアロゾル発生物品を、くぼみ軸に沿って延びるハウジングのくぼみ内に位置付けることと、くぼみ内に位置付けられたエアロゾル発生物品の少なくとも一つの特性を識別することとを含むことが好ましい。方法は、エアロゾル発生物品の識別された少なくとも一つの特性に基づいて、くぼみ内に配置されたヒーターアレイを使用してエアロゾル発生物品を加熱することをさらに含む。少なくとも一つの実施形態では、ヒーターアレイを使用してエアロゾル発生物品を加熱することは、くぼみ軸に直交する第一の平面内に位置付けられた少なくとも二つの発熱体を使用してエアロゾル発生物品を加熱するが、複数の発熱体のうちの少なくとも一つの他の発熱体を用いてエアロゾル発生物品を加熱しないことを含みうる。

様々な態様において、複数の発熱体は、複数の発熱体の列および複数の発熱体の行を画定するグリッドで配設されることが好ましい。各列の発熱体は、他の列とは異なるくぼみ軸に直交する平面内に位置付けられ、異なる行それぞれの発熱体は、くぼみ軸に平行な異なる軸に沿って位置付けられる。言い換えれば、複数の発熱体は、領域の周りに間隙を介した複数の熱「ピクセル」として記述されうる。

本発明による装置および方法の様々な態様は、現在入手可能なエアロゾル発生装置およびこれに関連付けられた方法に対して一つ以上の利点を提供する場合がある。例示的な装置および方法は、消耗品が、エアロゾル発生物品からエアロゾルを発生させるためにより効率的かつ効果的に使用されうるため、ユーザーにより望ましい経験を提供しうる。さらに、例示的なエアロゾル発生装置および方法は、エアロゾル発生物品の識別に基づいて、ヒーターアレイの動作特性またはパラメータを修正し、特に識別されたエアロゾル発生物品でエアロゾルを効率的かつ効果的に生成しうる。エアロゾルの効率的かつ効果的な生成は、エアロゾルが最適に生成され、それによって満足のいくエアロゾル送達経験を提供しうるため、ユーザーの経験を向上しうる。

さらに、例示的な装置および方法は、エアロゾル発生物品をより完全に使用して、エアロゾル発生物品のエアロゾル発生基体の無駄を最小化する能力を提供しうる。さらに、例示的な装置および方法によって提供される高度に構成可能な熱送達エアロゾル発生物品を使用して、一貫した構成可能な風味プロファイルを送達しうる。例示的な装置および方法は、エアロゾル発生物品のより小さな過熱されるエリアまたは領域を提供し、それによって望ましくないエアロゾルの放出を減少させうる。

例示的な装置および方法は、エアロゾル発生物品または消耗品の、エアロゾル発生に必要な温度へのより速い「加熱」時間を可能にしうる。例示的な装置および方法は、いつでも未使用の材料からエアロゾルを放出することを可能にする一方で、熱浸透を達成するための材料の過熱を回避しうる。これらの特性は、エアロゾル中の良好な芳香をもたらし、したがって、良好なユーザー経験をもたらしうる。

過熱を避けることによって、例示的な装置および方法は、より少ないエネルギーを使用してエアロゾルを放出し、加熱非燃焼式装置は、よりエネルギー効率が良くなりうる。効率の向上は、負荷が低いため、一回の充電による長時間使用をもたらし、電池寿命を改善しうる。

「エアロゾル生成基体」とは本明細書で使用されるとき、加熱されると揮発性化合物を放出しうる可能な任意の物質であって、エアロゾルを形成しうるものである。本開示によるエアロゾル生成基体から発生するエアロゾルは、見えてもまたは見えなくてもよく、蒸気（例えば、気状である物質の微粒は室温にて通常、液体または固体である）、ならびに気体および凝縮された蒸気の液体の液滴を含んでもよい。

「エアロゾル発生物品」とは本明細書で使用されるとき、エアロゾル発生装置がエアロゾル生成基体からエアロゾルを発生させることができるように、エアロゾル生成基体を含む（例えば、保持、含有、所有、保存）ことができ、エアロゾル発生装置と取り外し可能にインターフェースする、またはドッキングすることができる、任意の使い捨て製品である。エアロゾル発生物品は、エアロゾル生成基体を含有する固体であってもよい。

「エアロゾル発生装置」とは本明細書で使用されるとき、揮発性化合物を放出してユーザーによって吸入されうるエアロゾルを形成するエアロゾル生成物品を使用、または利用するように構成される任意の装置である。エアロゾル発生装置は、エアロゾル生成基体を含むエアロゾル発生物品とインターフェースしうる。

「発熱体」とは本明細書で使用されるとき、エアロゾル生成基体を含有するエアロゾル発生物品に熱または熱エネルギーを提供し、エアロゾル発生物品から揮発性化合物を放出して、ユーザーによって吸入されうるエアロゾルを形成するように構成された任意の装置、器具、またはその一部である。

「ヒーターアレイ」とは本明細書で使用されるとき、エアロゾルを発生させるためにエアロゾル発生物品に熱を提供または送達するために、エアロゾル発生装置内またはその周りに特定の様態で配設される複数の発熱体である。ヒーターアレイは、少なくとも三つの発熱体を含みうる。

用語「コントローラ」および「プロセッサ」とは本明細書で使用されるとき、例えば、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、等価のディスクリートまたは集積論理回路、またはそれらの任意の組み合わせなどの、本明細書に記載の方法、プロセス、および技術を実施するのに適切な計算能力および制御能力を提供することができる、またはそのように構成可能である、および、書き込みおよび読み取り可能でありうるデジタルビット（例えば、二進または三進等にコードされた）を含有する任意の媒体（例えば、揮発性または不揮発性メモリ、ＣＤ－ＲＯＭ、ディスクまたはテープなどの磁気記録媒体等）を含む適切なデータストレージ能力を提供することができる、任意の装置または器具を意味する。

本発明は、エアロゾル生成基体（例えば、ニコチン含有材料を備える）を含有するエアロゾル発生物品を使用してニコチンなどのエアロゾル含有粒子状物質を発生するように構成されるエアロゾル発生装置およびそれによって実施可能な方法に関する。本明細書に記載した通り、エアロゾル発生物品は、エアロゾル生成基体を含有する液体または固体を含みうる。例えば、エアロゾル発生物品は、「スティック」（例えば、たばこキャストリーフを有するスティック）とすることができる。

エアロゾル発生物品からエアロゾルを発生させるために、エアロゾル発生物品に熱が送達されるが、これは「加熱非燃焼式」プロセスと記述される。熱は、エアロゾル発生物品が受容されるか、または別の方法でエアロゾル発生装置に動作可能に結合された時に、エアロゾル発生装置によって発生されて、エアロゾル発生物品に送達される。

例示的なエアロゾル発生装置は、エアロゾル発生装置の構成要素を保持または含有するように構成されてもよく、エアロゾル発生物品を受容するためのくぼみを画定する、ハウジングまたは本体を含む。くぼみは、くぼみ軸と呼ばれる軸に沿って延びる、または配向される。くぼみは概して、エアロゾル発生物品と嵌合するように構成された任意の構造として画定されてもよい。くぼみは、ユーザーに送達するためのエアロゾルの発生ためのチャンバーを提供するために、エアロゾル発生物品を封入する内部空間を画定することが好ましい。本明細書に記載する例示的なヒーターアレイは、ハウジングに結合され、くぼみ内でエアロゾルを発生するように位置付けられるように構成される。一実施形態では、ヒーターアレイは、エアロゾル発生物品に熱を送達するためにくぼみまたはくぼみ内に位置付けられる。例えば、例示的なヒーターアレイは、くぼみの一つ以上の表面上に位置付けられてもよい。

ハウジングは、空気を吸入するためにくぼみ内に延びる少なくとも一つの入口と、空気を放出するためにくぼみ内に延びる少なくとも一つの出口とをさらに画定しうる。気流経路は、少なくとも一つの入口から、くぼみ軸に沿って延びる少なくとも一つの出口へと画定されうる。空気がエアロゾル発生装置のユーザーによって吸入されると、空気は、少なくとも一つの入口に入り、くぼみ（およびその中に含有されるエアロゾル発生物品）を通り、少なくとも一つの出口を通してくぼみを出て、気流経路に沿ってユーザーへと通過する。気流経路は必ずしも直線である必要はない。気流経路は、一つ以上の曲線または湾曲に追従してもよい。

くぼみは、複数の異なる形状およびサイズを有するエアロゾル発生物品を受容するように構成可能であるように、複数の異なる形状およびサイズであってもよく、またはこれらを画定してもよい。例えば、くぼみは、管状、円筒状、または「スティック」形状のエアロゾル発生物品を受容するためのくぼみ軸に沿って延びる管（例えば、管状形状を画定する）であってもよい。管は、その中に位置するエアロゾル発生物品に「面する」円筒状の内表面を画定する。エアロゾル発生物品を加熱するように構成される場合、円筒状の内表面は、使用中にエアロゾル発生物品と接触するか、またはこれに隣接しうる。

言い換えれば、エアロゾル発生物品が円筒形状を有するこの例示的な実施形態では、ヒーターアレイも、エアロゾル発生物品の外径にほぼ等しくてもよい内径を有する管状形状を有しうる。別の例示的な実施形態では、エアロゾル発生物品およびヒーターアレイは、一致する管状形状を有してもよい。二つのうちのいずれかが、他方の外側にあってもよい。言い換えれば、ヒーターアレイが管の中心軸から半径方向に離れて面して位置付けられ（例えば、中心軸から半径方向に離れて熱を送達するために）、エアロゾル発生物品がヒーターアレイの外側に位置付けられてもよく、または、ヒーターアレイが管の中心軸に向かって面して位置付けられ（例えば、中心軸に向かって熱を送達するために）、エアロゾル発生物品がヒーターアレイの内側に位置付けられてもよい。

くぼみは、平坦な薄いボックス形状のエアロゾル発生物品を受容するためにくぼみ軸に沿って延びるボックスまたはボックス形状であってもよい。例えば、ハウジングは、少なくとも一つの平面を画定してもよい。ハウジングは、エアロゾル発生物品がヒンジ付きドアと少なくとも一つの平面との間に位置する場合にエアロゾル発生物品を中心として下方に動くヒンジ付きドアを含みうる。さらに、ヒンジ付きドアが、別の平面を画定し、よって、エアロゾル発生物品がハウジングの少なくとも一つの平面とヒンジ付きドアの平面との間に挟まれてもよい。言い換えれば、ハウジングは、くぼみ内に位置するエアロゾル発生物品を加熱するように構成される場合、互いに対向して位置付け可能な二つの平面をさらに含みうる。一態様では、ハウジングの一つ以上の平面は、エアロゾル発生物品を加熱するように構成される場合、その中に位置するエアロゾル発生物品と接触するか、またはこれに隣接している。一つ以上のヒーターアレイは、こうした設計で利用されうる。例えば、一つのヒーターアレイが一つの平面上に位置付けられ、反対側にある別の平面はヒーターアレイを含まない場合がある。さらに、例えば、互いに対向する二つの平面の各々がヒーターアレイを含み、エアロゾル発生物品のいずれかの側面上の二つの対向するヒーターアレイをもたらしてもよい。

言い換えれば、エアロゾル発生物品は、主に平坦な形状であってもよく、主に平坦な形状のエアロゾル発生物品の少なくとも一つの側面は、ヒーターアレイに対して保持されてもよい。さらに、平坦な形状のエアロゾル発生物品はまた、その長さよりも小さい幅、および長さまたは幅と比較して実質的に平坦な厚さを有する、または画定するボックス様または長方形であると説明されうる。平坦な形状のエアロゾル発生物品は、最適化された表面対体積比を有し、良好な熱伝達を可能にすると同時に、加熱するためにエアロゾル発生物品の材料を通って熱が移動する必要がある距離を低減することを可能にするものと説明されうる。

さらに、例えば、くぼみは、くぼみ軸に沿って延び、円錐状の内表面または円錐状の外表面を画定する円錐状または円錐台状であってもよい。円錐状または円錐台状は、その中に位置するエアロゾル発生物品に面する円錐状の内表面または外表面を画定する。一態様では、円錐状の内表面または外表面は、エアロゾル発生物品を加熱するように構成される場合、その中に位置するエアロゾル発生物品と接触するか、またはこれに隣接している。

言い換えれば、このより好ましい実施形態では、エアロゾル発生物品は、概して円錐台状、または充円錐状、またはその他の形状である。この例示的な実施形態におけるヒーターアレイは、エアロゾル発生物品の円錐形状に一致する、充円錐状または円錐台状または勾配付き形状として形作られる。この場合、エアロゾル発生物品、または消耗品、およびヒーターアレイは最適な接触を有するように常に一致されるが、最小限の労力でなおも取り外し可能でありうる。

ヒーターアレイは、可能な限り、エアロゾル発生物品または消耗品の形状に適合するように形作られうる。これは、ヒーターアレイとエアロゾル発生物品または消耗品との間の接触領域を増大させ、熱伝導の改善をもたらし、したがって、エアロゾル発生物品または消耗品のより速く、より効率的な加熱をもたらしうる。

エアロゾル発生物品がエアロゾル発生装置のくぼみ内に位置付けられた時にエアロゾル発生物品を加熱するために、エアロゾル発生装置はヒーターアレイを含む。ヒーターアレイは、複数の発熱体を含む。発熱体の各々は、本明細書にさらに記載されるようにくぼみ内に位置付けられた時、熱または熱エネルギーをエアロゾル発生物品の異なる領域または一部分に送達するように構成されてもよい。

ヒーターアレイは、３個の発熱体～約２５０個の発熱体を含みうる。ヒーターアレイは、約１５個の発熱体～約８０個の発熱体を含むことが好ましい。発熱体は、様々な位置、くぼみ軸に沿った様々な距離、およびくぼみ軸に沿った同じ位置におけるくぼみを中心とした様々な位置または領域に熱を供給する、または送達するように、エアロゾル発生装置のくぼみの周りに配設されることが好ましい。複数の発熱体のうちの二つ以上の発熱体は、くぼみ軸に直交する平面内に位置付けられ、複数の発熱体のうちの二つ以上の発熱体は、くぼみ軸に直交する平面内に置かれないように、くぼみ軸に沿った異なる位置に位置付けられる。言い換えれば、少なくとも二つの発熱体は、くぼみ軸に沿って同じ距離に位置付けられ、少なくとも二つの発熱体は、くぼみ軸に沿った異なる距離に位置付けられる。

一態様では、ヒーターアレイの発熱体は、列および行のグリッドで配設されてもよい。発熱体の列は、くぼみ軸に沿って同じ、またはほぼ同じ距離に位置付けられてもよく、発熱体の行は、くぼみ軸に沿って異なる距離に位置付けられるが、なおもくぼみ軸に平行な線または軸に沿って整列されるように位置付けられてもよい。ヒーターアレイの発熱体のグリッドは、エアロゾル発生装置のくぼみの一つ以上の表面の周りを巻く、またはこれに適合してもよい。このように、ヒーターアレイのグリッドは、二次元的な用語を使用して本明細書で説明されうるが、当然のことながら、グリッドは、三次元形状を画定する表面上に位置付けられてもよい。例えば、くぼみが円筒である例示的な実施形態では、発熱体のグリッドは、円筒の外表面または内表面の周りに巻かれてもよく、ここで、列は、円筒表面の周りに円筒の軸に対して垂直に整列し、行は、円筒表面の周りに軸に対して垂直に延びる。

これらの方法では、ヒーターアレイは、くぼみ内に位置付けられたエアロゾル発生物品の複数の異なるが重複する可能性がある領域または部分に熱を提供するために、くぼみの周りの広範な被覆を提供するものとして説明されうる。

くぼみが管状である場合、複数の発熱体は、円筒状の内表面上に位置付けられてくぼみ内に位置付けられたエアロゾル発生物品を加熱し、二つ以上の発熱体は、くぼみ軸に直交し、円筒状の内表面の周りに円周方向に位置付けられる。くぼみが少なくとも二つの平面によって画定される場合、ゼロ以上の発熱体が少なくとも二つの平面のうちの一つに位置付けられ、複数の発熱体が、その間に位置するエアロゾル発生物品を「挟む」ように、少なくとも二つの平面のうちの他方に位置付けられる。別の態様では、二つの平面のうちの一方のみが発熱体を含んでもよい。くぼみが円錐状である場合、複数の発熱体は、円錐状の内表面または外表面上に位置付けられて、くぼみ内に位置付けられたエアロゾル発生物品を加熱し、二つ以上の発熱体は、軸に直交する平面内に位置付けられて、円錐状の内表面または外表面の周りに円周方向に位置付けられる。

エアロゾル発生装置は、加熱回路を含みうる。エアロゾル発生装置は、電源を含みうる。加熱回路は、ヒーターアレイの発熱体のそれぞれが、エアロゾル発生物品に熱を提供または送達しうるように、ヒーターアレイに動作可能に結合されて、電源から発熱体に電力を提供する。加熱回路は、ヒーターアレイが様々な異なる方法で構成可能であるように、様々な異なる方法で構成されてもよい。

一態様では、加熱回路は、発熱体が、熱をエアロゾル発生物品に提供するように「オンにされ」るまたは通電される、または熱をエアロゾル発生物品に提供しないように「オフにされ」るまたは作動停止される、という少なくとも二つの状態に個々に構成可能にすることを可能にしうる。言い換えれば、加熱回路は、発熱体のそれぞれを他の発熱体とは独立して制御することができるように構成されうる。この態様では、複数の発熱体のそれぞれは、発熱体のそれぞれを電源と結合または電源から分離することによって、発熱体のそれぞれを個々に制御するように、一対のコンダクタ（例えば、ワイヤまたはトレース）を介して、電源に直接動作可能に結合されうる。

さらに、一態様では、加熱回路は、ヒーターアレイに動作可能に結合されて、複数の発熱体のグループを提供し、複数のグループの各グループが、個々に、または他の発熱体と同時にエアロゾル発生物品を加熱することを可能にし、各グループの各発熱体は、グループの他の発熱体と同時にエアロゾル発生物品を加熱する。言い換えれば、加熱回路は、「グループ」または「ゾーン」と呼ばれる発熱体の組において、一度に二つ以上の発熱体を起動または「オンにする」ように構成されうる。例えば、各グループまたはゾーンが少なくとも二つの発熱体を含む一つ以上の発熱体のグループまたはゾーンが、同時に「オンにされ」てもよい。この態様では、グループの複数の発熱体のそれぞれは、単一の一対のコンダクタ（例えば、ワイヤまたはトレース）がグループを電源に動作可能に結合するように、電源に並列に直接的に動作可能に結合されてもよい。

さらに、加熱回路は、例えば、多重化スキームを使用して、選択された時間の間、発熱体のそれぞれまたは発熱体のグループに電力を提供するように構成されてもよい。より具体的には、一態様では、加熱回路は、ヒーターアレイに動作可能に結合され、複数の発熱体のそれぞれが、エアロゾル発生物品の識別された少なくとも一つの特性に基づいて、時間分割パルス駆動を使用してエアロゾル発生物品を個々に、または他の発熱体と同時に加熱することを可能にする。この態様では、すべての発熱体は、マトリクス形式で配設および配線され（てもよく例えば、ワイヤまたはトレース）、電圧は、特定の垂直信号電極および特定の水平走査電極の交点に印加されて、発熱体を個々にまたは同時に使用しうる。

エアロゾル発生装置の電源は、ハウジングの内部にありうることが好ましい。エアロゾル発生装置は任意の適切な電源を含みうる。例えば、エアロゾル発生装置の電源は、一組の電池または任意のその他の電源であってもよい。電池は再充電可能であってもよく、同様に取り外し可能かつ交換可能であってもよい。任意の適切な電池が使用されてもよい。

エアロゾル発生装置は、一つ以上のプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ）を備えるコントローラを含みうる。一つ以上のプロセッサは、処理プログラムまたはルーチンおよび例示的な方法を実行するのに使用され得る一つ以上のタイプのデータにアクセスするために、関連付けられたデータストレージまたはメモリで動作し得る。例えば、データストレージに保存された処理プログラムまたはルーチンは、ヒーターアレイを制御し、ヒーターアレイの発熱体のそれぞれを個々に制御し、ヒーターアレイを使用して加熱プログラムまたはスキームを実施し、エアロゾル発生物品を分析または識別し、識別されたエアロゾル発生物品の一つ以上の特性を呼び出し、識別されたエアロゾル発生物品の一つ以上の特性に関連付けられた一つ以上の加熱プログラムを呼び出し、通電する発熱体の時間量を制御するためのプログラムまたはルーチン、行列計算、標準化アルゴリズム、比較アルゴリズム、または本明細書に記載の一つ以上の例示的な方法およびプロセスを実施するのに使用される任意のその他の処理を含みうる。データストレージ、またはメモリは、エアロゾル発生物品の一つ以上のタイプ、サイズ、形状、含有量、経時変化、ブランド、および密度に関連するデータ、エアロゾル発生物品の一つ以上の他の特性、様々なエアロゾル発生物品を加熱するためにヒーターアレイを使用するための一つ以上の加熱プロセスまたはスキーム、エアロゾル生成物品および基体の一つ以上のタイプに関連する、電力値および時間値などのエアロゾル生成または発生パラメータ、エアロゾル発生物品または基体を使用した粒子状物質の発生に関連するデータおよび式、および本明細書に記載のプロセスおよび方法を実施するのに必要な任意のその他のデータまたは式を保存するようにさらに構成されうる。

一つ以上の態様では、エアロゾル発生装置は、処理能力（例えば、マイクロコントローラ、プログラマブル論理デバイス）、データストレージ（例えば、揮発性または不揮発性メモリ、または記憶素子）、入力装置、および出力装置を含む一つ以上のプログラム可能なプロセッサ上で実行される一つ以上のコンピュータプログラムを使用して実装されるものとして記載されうる。本明細書に記載されるプログラムコードまたは論理は、入力データに適用されて、本明細書に記載の機能を実施し、所望の出力情報を生成しうる。出力情報は、本明細書に記載される一つ以上の他の装置または工程への入力として適用されてもよく、または公知の様式で適用されうる。

本明細書に記載の工程を実施するのに使用されるコンピュータプログラム製品は、任意のプログラム可能な言語、例えば、コンピュータシステムとの通信に適した、高レベル手続型またはオブジェクト指向型プログラム言語を使用して提供されうる。任意のこうしたプログラム製品は、例えば任意の適切な装置、例えば汎用または特定用途プログラムによって読み出し可能な記憶媒体、本明細書に記載の手順を遂行するために適切な装置が読み出された時にコンピュータを構成および動作させるためのコントローラ装置上に保存されてもよい。言い換えれば、少なくとも一実施形態において、エアロゾル発生装置は、コンピュータプログラムを有して構成された非一時的コンピュータ可読記憶媒体を使用して実装されてもよく、そのように構成された記憶媒体は、本明細書に記載の機能を遂行するために、コンピュータを特定のかつ所定の様式で動作させる。

エアロゾル発生装置のコントローラの正確な構成は限定されるものではなく、本質的に、本明細書に記載の例示の方法を実施するのに適切な計算能力および制御能力を提供することができる任意の装置が使用されうる。上記を考慮すると、本発明による一つ以上の実施形態で説明される通りの機能が、当業者には周知であろう任意の様式で実施されてもよいことは容易に明らかであろう。このため、コンピュータ言語、コントローラ、または本明細書に記載の工程を実施するのに使用される任意のその他のソフトウェア／ハードウェアは、本明細書に記載のシステム、工程、またはプログラム（例えば、こうした工程またはプログラムによって提供される機能）の範囲に限定されるものではない。本システムに起因するものを含む、本開示に記載する方法および処理、または様々な構成要素は、少なくとも部分的に、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせで実装され得る。例えば、本技術の様々な態様は、一つ以上のマイクロプロセッサ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、マイクロコントローラ、またはその他の任意の同等の集積回路もしくは個別の論理回路、ならびにこうした構成要素の任意の組み合わせを含む、一つ以上のプロセッサ内で実装され得る。ソフトウェア内に実装される場合、本開示で説明されるシステム、装置、および方法に属する機能は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＮＶＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨメモリ、磁気データ記憶媒体、光データ記憶媒体、またはこれに類するものなどのコンピュータ可読媒体上の命令として具体化されてもよい。命令は、一つ以上のプロセッサによって実行され、機能の一つ以上の態様をサポートしうる。

エアロゾル発生装置のコントローラは、ヒーターアレイを制御するために、電源および加熱回路に動作可能に結合されてもよい。よって、コントローラは、加熱回路および電源を使用して、ヒーターアレイの発熱体のそれぞれを通電（「オンにする」）または作動停止（「オフにする」）しうる。加熱回路の構成に応じて、コントローラは、発熱体のそれぞれを独立して個々に制御してもよく、または二つ以上の発熱体を、他の発熱体とは独立してグループとして同時に制御してもよい。さらに、コントローラは、時間、または期間を調整してもよく、発熱体のそれぞれは、様々なエアロゾル発生物品を使用してエアロゾルを発生させるために様々な加熱パターン、プロセスまたはスキームを実施するよう通電または起動（「オンにされ」）てもよい。

一態様では、コントローラは、複数の発熱体のうちのいずれを使用してエアロゾル発生物品を加熱するかを選択するために、ヒーターアレイに動作可能に結合されているとして説明されうる。言い換えれば、発熱体の各々は、コントローラによって指定可能であってもよい。さらに、コントローラは、くぼみ軸に直交する第一の平面内に位置付けられた少なくとも二つの発熱体を使用してエアロゾル発生物品を加熱するが、複数の発熱体のうちの少なくとも一つの他の発熱体を用いてエアロゾル発生物品を加熱しない、エアロゾル発生物品の加熱を実行するように構成されうる。言い換えれば、エアロゾル発生装置内の気流経路に直交する列に位置付けられた少なくとも二つの発熱体が、エアロゾル発生物品の一部分または領域を加熱するために「オンにされ」うる。

コントローラは、エアロゾル発生物品からエアロゾルを効率的かつ効果的に発生させるために、ある期間にわたって異なる発熱体を起動しうる。エアロゾル発生物品は、近位端または上流端から遠位端または下流端に延びうる。例えば、コントローラは、一つ以上の発熱体を使用して、エアロゾル発生物品の近位端を加熱してもよく、また経時的に、コントローラは、エアロゾル発生物品に沿って熱を直線状に移動させるために、最初に使用されたものよりも、エアロゾル発生物品の近位端からさらに離れて遠位端の近くに位置する発熱体を使用しうる。他の実施例は、ヒーターアレイを使用した熱送達の異なる移動を利用しうる。様々な態様において、コントローラは、選択された発熱体を使用して、一つ以上の伝播パターンに従ってエアロゾル発生物品を加熱するようにさらに構成される。伝播パターンは、直線移動、半径方向移動、角度移動、伸張移動、拡張移動、収縮移動、およびランダム移動のうちの一つ以上を含みうる。こうした移動パターンは、発熱体のグリッドを画定するヒーターアレイに関連して説明されうる。例えば、複数の発熱体は、複数の発熱体の列および複数の発熱体の行を画定するグリッドで配設されてもよい。各列の発熱体は、他の列とは異なるくぼみ軸に直交する平面内に位置付けられ、異なる行それぞれの発熱体は、くぼみ軸に平行な異なる軸に沿って位置付けられる。コントローラは、コントローラによって提供される一つ以上の伝播パターンに従ってグリッドにわたって移動しうる、選択された発熱体のグループまたはゾーンを使用して、エアロゾル発生物品を加熱するようにさらに構成されてもよい。選択されたグループまたはゾーンは、線、曲線、交差線、ジグザグ、ヘリックス、正方形、正方形の周囲、長方形、円、三角形、八角形、およびグリッドの周りの星形のうちの一つ以上を画定しうる。一態様では、そして好ましくは、エアロゾル発生物品の識別された少なくとも一つの特性に基づいて、伝播パターンおよび選択されたゾーンまたはグループのうちの一方または両方を使用してもよく、これは、エアロゾル発生物品からの効果的かつ効率的なエアロゾル生成をもたらしうる。

複数の発熱体は、複数の発熱体の列で配設されうる。発熱体の各列は、二つ以上の発熱体を含み、各列の二つ以上の発熱体は、他の列とは異なる軸に直交する平面内に位置付けられる。さらに、コントローラは、複数の列の各々がエアロゾル発生物品を加熱するまで、一列のみの二つ以上の発熱体を同時に使用してエアロゾル発生物品を加熱するようにさらに構成されてもよい。エアロゾル発生物品は、複数の列の各々がエアロゾル発生物品を加熱するまで、二列のみの少なくとも二つ以上の発熱体を同時に使用して加熱されてもよい。エアロゾル発生物品を二つの列で同時に加熱する場合、二つの列の第一の列の温度は、二つの列の第二の列の温度よりも大きい場合がある。これらの方法では、エアロゾル発生物品は、効率的かつ効果的に消費され、同時に、無駄になる基体の量も制限しうる。

一態様では、コントローラは、複数の発熱体のうちの第一の数または量の発熱体を使用してエアロゾル発生物品を最初に加熱し、その後、複数の発熱体のうちの第二の数または量の発熱体を使用してエアロゾル発生物品を加熱するように構成されうることが好ましく、ここで第二の数は第一の数よりも大きい。言い換えれば、エアロゾル発生装置は、いくつかの発熱体を使用してエアロゾル発生物品の一部分を加熱し、次いで、最初に使用されたよりも多い別の異なる数の発熱体を使用して、エアロゾル発生物品の別の異なる部分を加熱してもよい。別の態様では、第一の数は第一の数に等しい。このようにして、コントローラは、エアロゾル発生物品を加熱するために二つ以上の量または数の発熱体を利用する加熱プログラムまたはプロセスを提供してもよく、これは効果的かつ効率的なエアロゾル生成をもたらしうる一方で、無駄を潜在的に最小化しうる。

よって、アレイ内の各発熱体は、同じ装置内の様々な異なる加熱プログラムまたはプロセスを使用して別個に制御されてもよい。好ましい加熱プログラムでは、一つ以上の発熱体からなる初期加熱ゾーンまたはグループは、プログラムの後続の工程における加熱ゾーンよりも小さい。この小さな初期加熱ゾーンは、利用可能な電力が小さな領域に集中しうるため、より速い加熱を可能にする。したがって、材料の初期加熱はより速くなり、ユーザーの待ち時間が短くなる。

加熱プログラムの後続の工程における加熱ゾーンまたはグループは、互いに隣接または重複してもよい。消耗品材料を通した熱伝導のため、特定の加熱されたセクションからの熱は、材料の隣接したセクションを部分的に加熱する。この部分的に予熱されたセクションをエアロゾル発生温度に加熱することは、より少ないエネルギーを使用し、エネルギー効率を改善し、このセクションを必要な温度に加熱する時間を短縮しうる。

ヒーターアレイの構成に応じて、加熱ゾーンまたはグループは、異なる（近似した）形状を有してもよい。加熱ゾーンの形状は、点、線、曲線、二つ以上の交差線、ヘリックス、正方形または輪郭、長方形、円、三角形、八角形、および星形でありうるが、これらに限定されない。加熱ゾーンおよびヒーターアレイ構成の初期形状に応じて、加熱ゾーンの伝播は、直線移動、半径方向移動、角度移動、伸張移動、拡張移動、収縮移動であってもよいが、これらに限定されない。

一つ以上の好ましいプログラムでは、二つ以上の隣接する加熱ゾーンまたはグループが起動、または通電されて、重複したタイミングでエアロゾル発生物品に熱を送達する。後続のゾーンは、エアロゾル発生物品の後続部分を予熱し、経験全体を通して一貫したエアロゾル発生を維持するために、前のゾーンの加熱サイクルの終了前に、エアロゾル発生物品に熱を送達するために起動または通電されてもよい。さらに、各ゾーンの加熱サイクルは、予熱、エアロゾル生成および冷却プロセスを最適化するために、異なる温度プロファイルを有する複数の相から成ってもよい。

ユーザーは、エアロゾル密度と経験の持続時間との間のトレードオフを決定してもよく、または決定することができる。ユーザー選択は、起動加熱ゾーンまたはグループの領域に変換される。より大きな総加熱ゾーンまたはグループは、高密度のエアロゾルをもたらすが、その上、材料をより速く消費し、経験の長さを短くする。

少なくとも二つの加熱ゾーンまたはグループは、同時に起動されて、異なる揮発性物質を放出するために、異なる位置で異なる温度で動作してもよい。これにより、エアロゾルの組成に影響を与え、ユーザー経験の期間にわたるエアロゾルの組成を変化させることが可能になる。

エアロゾル発生物品が識別され、エアロゾル発生装置は、こうした識別に基づいて、ヒーターアレイを使用してエアロゾル発生物品を加熱する方法を調整しうる。例えば、コントローラは、エアロゾル発生物品の少なくとも一つの特性を識別するように構成されることが好ましい。エアロゾル発生物品の少なくとも一つの特性は、エアロゾル発生物品のサイズ、形状、タイプ、密度、含有量、経時変化、およびブランドのうちの一つ以上を含みうる。エアロゾル発生物品の少なくとも一つの特性のうちの一つ以上に基づいて、エアロゾル発生装置は、それに応じてエアロゾル発生物品を加熱しうる。例えば、エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生物品の少なくとも一つの識別された特性に基づいて、ヒーターアレイを調整または構成しうる。例えば、一態様では、コントローラは、例えば、エアロゾル発生物品のサイズおよび形状などの、識別された少なくとも一つの特性に基づいて、選択されたグループまたはゾーンの発熱体を使用して、エアロゾル発生物品を加熱するように構成される。別の態様では、コントローラは、エアロゾル発生物品のタイプに基づいて、選択された発熱体のゾーンを使用して、エアロゾル発生物品を加熱するように構成される。別の態様では、複数のグループの各グループは、エアロゾル発生物品の識別された少なくとも一つの特性に基づいて、エアロゾル発生物品を個々に、または他の発熱体と同時に加熱してもよい。別の態様では、複数の発熱体の各々は、エアロゾル発生物品の識別された少なくとも一つの特性に基づいて、時間分割パルス駆動を使用して、エアロゾル発生物品を個々にまたは他の発熱体と同時に加熱してもよい。したがって、発熱体の異なるグループまたはゾーンは、エアロゾル発生物品の少なくとも一つの識別された特性に基づいて、特定のパターンまたはプロセスでエアロゾル発生物品を加熱してもよく、これは、効率的かつ効果的なエアロゾル生成をもたらしうる。

したがって、一つ以上の例示的な実施形態では、加熱ゾーンまたはグループは、エアロゾル発生物品または消耗品のサイズ、形状、または別の特性に対して調整されてもよい。調整は、ユーザー入力によって、またはセンサーによる識別のいずれかによって行われうる。このセンサーは、光学センサー、赤外線センサー、静電容量センサー、および無線周波数識別（ＲＦＩＤ）センサーであってもよいが、これらに限定されない。エアロゾル発生物品に対する加熱ゾーンの調整は、異なるサイズまたは形状のエアロゾル発生物品の使用を可能にする一方で、エネルギー効率および最適なエアロゾル発生を維持する。

一つ以上の例示的な実施形態では、加熱温度およびプログラムは、エアロゾル発生物品のタイプまたは別の特性に対して調整される。調整は、ユーザー入力によって、または例えば、センサーによる、エアロゾル発生物品の少なくとも一つの特性の識別のいずれかによって行われうる。このセンサーは、光学センサー、赤外線センサー、静電容量センサー、およびＲＦＩＤセンサーであってもよいが、これらに限定されない。消耗品に対する加熱温度およびプログラムの調整は、異なるタイプのエアロゾル発生物品の使用を可能にする一方で、各タイプのエアロゾル発生物品について最適なエアロゾル発生を維持する。

一つ以上の例示的な実施形態では、エアロゾル発生物品と接触しているすべての発熱体が加熱プログラム全体の間に起動されるわけではない。これは、エアロゾル発生物品のセクションが加熱されないまま、したがって消費されない場合があることを意味している。一つ以上の例示的な実施形態では、加熱ゾーンの少なくとも一つの発熱体は、加熱プログラム全体の間に複数回起動されてもよい。これは、エアロゾル発生物品の既に消費されたセクションが再び加熱されて、望ましくない揮発性物質が放出されうることを意味する。

本明細書で使用されるすべての科学的用語および技術的用語は、別途指定のない限り、当技術分野で一般的に使用されている意味を有する。本明細書で提供されている定義は、本明細書で頻繁に使用される特定の用語の理解を容易にするためのものである。本明細書で使用される単数形（「一つの（ａ）」、「一つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」）は、複数形の対象を有する実施形態を包含するが、その内容によって明らかに別途定められている場合はその限りではない。本明細書で使用される「または」は概して、「および／または」を含む意味で使用されるが、その内容によって明らかに別途定められている場合はその限りではない。本明細書で使用される「有する（ｈａｖｅ）」、「有している（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、またはこれに類するものは、その制約のない意味で使用され、概して「含むが、これに限定されない」を意味する。当然のことながら、「から本質的に成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」、「から成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」、およびこれに類するものは、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」およびこれに類するものに包摂される。「好ましい」および「好ましくは」という語は特定の状況下で、特定の利点をもたらす場合がある本発明の実施形態を指す。しかしながら、同一の状況下または他の状況下で、他の実施形態もまた好ましいものである場合がある。その上、一つ以上の好ましい実施形態の列挙は、その他の実施形態が有用ではないことを暗示するものではなく、また特許請求の範囲を含む本開示の範囲からその他の実施形態を除外することを意図するものではない。

本開示に記載の一つ以上の態様を描写する図面をこれから参照する。しかし当然のことながら、図面に描写されていないその他の態様も本開示の範囲および趣旨の中に収まる。図内で使用されている類似の番号は、類似の構成要素、工程、およびこれに類するものを指す。しかしながら、当然のことながら、所与の図において一つの構成要素を指すために一つの番号を使用することは、別の図において同一の番号が付けられた構成要素を制限することを意図しない。加えて、異なる図において構成要素を指すための異なる番号の使用は、異なる番号付きの構成要素が他の番号付きの構成要素と同一または同様であることはできないと示すことを意図しない。

図１は、例示的なエアロゾル発生装置１００の斜視図である。 図２は、図１のエアロゾル発生装置１００の概略断面図である。 図３は、例示的なヒーターアレイ１２０および加熱回路１４５の概略図である。 図４は、別の例示的なヒーターアレイ１２０および加熱回路１４５の概略図である。 図５は、さらに別の例示的なヒーターアレイ１２０および加熱回路１４５の概略図である。 図６は、ヒーターアレイ１２０およびエアロゾル発生物品１３０を含む例示的な管状くぼみ１０５の斜視図である。 図７は、内表面上に位置付けられたヒーターアレイ１２０およびエアロゾル発生物品１３０を含む、例示的な円錐台状くぼみ１０５の斜視図である。 図８は、外表面上に位置付けられたヒーターアレイ１２０およびエアロゾル発生物品１３０を含む、例示的な円錐台状くぼみ１０５の斜視図である。 図９は、ヒーターアレイ１２０上の例示的な加熱伝播パターンの概略図である。 図１０は、ヒーターアレイ１２０上の別の例示的な加熱伝播パターンの概略図である。 図１１は、ヒーターアレイ１２０上の別の例示的な加熱伝播パターンの概略図である。 図１２は、ヒーターアレイ１２０上の別の例示的な加熱伝播パターンの概略図である。 図１３は、ヒーターアレイ１２０上の別の例示的な加熱伝播パターンの概略図である。 図１４は、ヒーターアレイ１２０上の別の例示的な加熱伝播パターンの概略図である。 図１５は、ヒーターアレイ１２０上の別の例示的な加熱伝播パターンの概略図である。 図１６は、ヒーターアレイを制御する例示的な方法の概略図である。

示されるように、例示的なエアロゾル発生装置１００は、ハウジング１１０を含みうる。図１～２のこの例示的な実施形態では、ハウジング１１０は、遠位端１０７から近位端１０８へ延びてもよい。ハウジング１１０は、エアロゾル発生物品１３０を受容するためのくぼみ１０５を含む、またはこれを画定してもよく、それに応じてサイズ設定および形作られてもよい。例えば、図１～２の装置１００のくぼみ１０５は、実質的に薄い長方形のエアロゾル発生物品１３０を受容するための長方形またはボックス様のくぼみ１０５を画定する。

例示的なエアロゾル発生装置１００で使用されうる他のくぼみを図６～８に示す。図６に示すように、くぼみ１０５は、円筒状エアロゾル発生要素１３０を受容するための管である。図７～８に示すように、くぼみ１０５は、円錐台形状のエアロゾル発生要素１３０を受容するために円錐台状である。

エアロゾル発生装置１００のくぼみ１３０の形状を問わず、くぼみ１３０は、くぼみ軸１０１に沿って整列されうる。ハウジング１１０は、空気の進入のためにくぼみ１３０の外側からくぼみの内側へ延びる一つ以上の入口１０２、および空気の放出のためにくぼみ１３０の外側からくぼみの内側へ延びる一つ以上の出口１０４を含みうる。このようにして、ユーザーは、エアロゾル発生装置１００の近位端１０８から吸入して、くぼみ１３０を通して一つ以上の入口１０２から気流を引き出し、エアロゾル発生物品１３０に近接し、これにわたり、またはこれを通り、出口１０４を出てユーザーにエアロゾルを送達しうる。例えば、気流経路は、図２に矢印１１９で示される。図１～２に示すような一つ以上の例示的な実施形態では、気流経路は、実質的にくぼみ軸１０１に沿って延びうる。

エアロゾル発生装置１００のハウジング１１０は、くぼみ１０５内にエアロゾル発生物品１３０を捕捉または封入しうるヒンジ付きドア１１１をさらに含みうる。言い換えれば、エアロゾル発生物品１３０は、二つの平面の間にハウジング１１０内に挟まれうるが、表面のうちの一つは、ヒンジドア１１１によって画定されている。

例示的なエアロゾル発生装置１００は、一つ以上のヒーターアレイ１２０をさらに含む。図１に示すように、ヒーターアレイ１２０は、エアロゾル発生装置１００のくぼみ１３０内のハウジング１１０の平面上に複数の列および行で位置付けられた複数の発熱体１２２を含む。よって、ヒンジ付きドア１１１は、くぼみ１０５内に位置付けられたエアロゾル発生物品上で下方に動き、エアロゾル発生物品を、ハウジング１１０の平面上に複数の発熱体を含むヒーターアレイ１２０に近接させて位置付けうる。

図２の例示的なエアロゾル発生装置１００は、エアロゾル発生物品がその間に「挟まれる」ように、互いに面して位置付けられた二つのヒーターアレイ１２０を含む。ヒーターアレイ１２０の各々は、加熱回路１４５、および電池１１５に動作可能に結合されるコントローラ１０９に動作可能に結合される。一つの例示的な実施形態では、二つのヒーターアレイ１２０のうちの一方は、ハウジング１１０のヒンジ付きドア１１１の一部であってもよく、またはその上に位置付けられてもよい。

様々な例示的なヒーターアレイ１２０、加熱回路１４５、およびコントローラ１０９の概略図を図３～５に示す。図３の構成は、発熱体１２２のそれぞれの個々の制御を可能にする加熱回路１４５を含む。よって、コントローラ１０９は、発熱体１２２のそれぞれを個々に制御して、エアロゾル発生物品に熱を送達することができうる。発熱体１２２それぞれは、コントローラ１０９へ延びて発熱体１２２をそれに動作可能に結合する専用の回路またはワイヤを含みうる。さらに、二つ以上の発熱体１２２は、個々に制御されているにもかかわらず、同じ接地線または回路を共有してもよい。より具体的には、言い換えれば、アレイ１２０内の発熱体１２２それぞれは、コントローラまたはドライバ１０９に個々に配線されて発熱体１２２の状態を制御し、個々の電気回路１４５を効果的に生成しうる。発熱体１２２は、個々の接地線を有してもよく、または複数の発熱体が共通の接地を共有してもよい。

図４の構成は、発熱体１２２のグループ制御を可能にする加熱回路１４５を含む。示されるように、発熱体１２２は、発熱体１２２の四つのグループ１２４（各グループ１２４は破線で示されている）に組織化されている。加熱回路１４５は、コントローラがグループ１２４または複数のグループ１２４の発熱体１２２の全てを同時に通電するように、グループ１２４のそれぞれをコントローラ１０９に動作可能に結合する。より具体的には、言い換えれば、発熱体１２２は、発熱体１２２の少なくとも二つのグループ１２４に分割されてもよい。発熱体１２２の各グループ１２４は、コントローラまたはドライバ１０９に配線されて、グループ１２４を制御する。これらのグループ１２４内で、発熱体１２２は、並列または直列のいずれかで接続されうる。各グループ１２４は、個々の接地線を有してもよく、または複数のグループ１２４が共通の接地を共有してもよい。

図５の構成は、様々な時間ベースのスキームまたはプロセスを介して、発熱体１２２のそれぞれの制御を可能にする加熱回路１４５を含む。例えば、すべての発熱体１２２は、マトリクス形式で配設および配線される。アレイ１２０の発熱体１２２を制御するために、特定の垂直信号電極および特定の水平走査電極の交点に電圧が印加される。この方法では、いくつかの発熱体１２２は、パルス駆動で時間分割によって（また、多重化または動的駆動方法とも呼ばれうる）同時に起動されてもよい。個々またはグループの発熱体１２２の温度を制御するために、回路１４５に印加される電圧が制御されてもよく、または一定の電圧が制御可能な間隔で印加されてもよい（この方法はパルス幅変調と呼ばれる）。

ヒーターアレイ１２０上の例示的な加熱伝播プログラムの概略図を図９～１０に示す。プログラムは、左から右への時間シーケンスで三つのフレームで示されている。図９の第一のフレームに示されるように、起動された発熱体１２２のゾーンまたはグループ１２１は、くぼみ軸１０１に直交する四つの発熱体１２２の線または列である。第二のフレームでは、くぼみ軸１０１に直交する起動された発熱体１２２のゾーンは、第一のフレームの起動された発熱体１２２のゾーンから一列離れて右にシフトしている。言い換えれば、起動された発熱体１２２のゾーンは、軸１０１に沿って直線状にシフトしている。直線状のシフトは、プログラムに応じて、軸１０１の近位端または遠位端に向かって起こる可能性がある。フレーム２で、起動された発熱体１２２のゾーンが右にシフトすると、起動された発熱体１２２の初期ゾーンは作動停止されうる。さらに、起動された発熱体１２２のゾーンは、フレーム３で再びシフトし、フレーム２の起動された発熱体１２２の前のゾーンは作動停止される。このプログラムは、起動された発熱体１２２のゾーンの全てが起動されるまで、軸１０１に沿ってアレイ１２０に沿ってシフトし続けうる。

図１０に示すプログラムは、同時ではあるが異なる温度またはエネルギーを使用して、二つのグループまたはゾーンを起動する。図１０の第一のフレームに示されるように、起動された発熱体１２２の第一のゾーンまたはグループ１２３は、くぼみ軸１０１に直交し、より高い温度またはエネルギーで通電される四つの発熱体１２２の列であり、起動された発熱体１２２の第二のゾーンまたはグループ１２５は、くぼみ軸１０１に直交し、より低い温度またはエネルギー（すなわち、第一のゾーン１２３よりも低い）で通電された四つの発熱体１２２の列である。図９に示すプログラムと同様に、ゾーンは右にシフトしうる。第二のフレームでは、起動された発熱体１２２のゾーン１２３、１２５は、一列ずつ右にシフトしている。第二のゾーン１２５とみなされた発熱体１２２の前の列は、ここでは第一のゾーン１２３であり、第二のゾーン１２５は、発熱体１２２の新しい列をカバーしている。言い換えれば、起動された発熱体１２２のゾーン１２３、１２５は、軸１０１に沿って直線状にシフトしている。このプログラムは、起動された発熱体１２２のゾーンの全てが起動されるまで、軸１０１に沿ってアレイ１２０に沿ってシフトし続けうる。言い換えれば、少なくとも二つの加熱ゾーンが同時に起動され、異なる揮発性物質を放出するために、異なる位置において異なる温度で動作し、これにより、エアロゾルの組成に影響を及ぼし、ユーザーの経験期間にわたるエアロゾルの組成を変化させることを可能にしうる。

図１１に示すプログラムは、アレイ１２０にわたって移動または動くのと同時に、二つのグループまたはゾーンを起動する。二つのグループまたはゾーンのそれぞれは、垂直線である。図１１の第一のフレームに示されるように、起動された発熱体１２２の第一のゾーンまたはグループ１２６は、くぼみ軸１０１に直交する四つの発熱体１２２の列である。ゾーン１２６は、第二のフレームおよび第三のフレームに示すように右にシフトしうる。第三のフレームでは、ゾーン１２６から一列間隙を介した新しいゾーン１２７が、アレイ１２０の左側に入り、その後、ゾーン１２６と類似の様式およびタイミングでくぼみ軸１０１に沿って移動する。第四のフレームでは、ゾーン１２６、１２７は一列ずつ右にシフトしている。第五のフレームでは、第一のゾーン１２６はアレイから移動し、ゾーン１２７から一列間隙を介したアレイの左側に新しいゾーン１２８が起こっており、こうしたゾーン１２７、１２８は、第六のフレームに示すように、くぼみ軸１０１に沿って移動し続けうる。

図１２に示すプログラムは、発熱体１２２の線を画定するゾーンが間隙を介しており、アレイ１２０にわたって動くという点で、図１１のプログラムと類似している。図１２の実施例では、ゾーン１２９、１３１、１３２は、アレイ１２０の第一の角部からアレイ１２０の反対側の角部へ移動する。例えば、第一のゾーン１２９は、第一のフレームの左上角で開始し、後続のフレームで右下角に向かって移動する。第四のフレームに示されるように、第一のゾーン１２９が、左上角から離れて二つの列または線に到達すると、第二のゾーン１３１が左上角で開始し、第一のゾーン１２９と同じ方向および様式で進みうる。第七のフレームに示されるように、第一のゾーン１２９が右下角に到達すると、第二のゾーン１３１は、左上角から離れた二つの列または線に位置し、そのため、第三のゾーン１３２が、第一のゾーン１２９および第二のゾーン１３１と同じ様態で伝播する左上角に導入される。

図１３に示すプログラムは、第七のフレームでゾーン１３３が開始した角部に戻るように収縮し始める対向する角部に到達するまで、アレイ１２２の角部から拡張、または増大する単一のグループまたはゾーン１３３を起動する。図１４に示すプログラムは、くぼみ軸１０１に沿って左から右にアレイ１２０にわたって移動するジグザグゾーン１３４を起動する。図１５に示すプログラムは、第一のフレームに示されるように、アレイ１２０の周囲の周りに延び、その後、第二のフレームに示されるように中央に収縮し、第３のフレームで周囲に戻る、周囲ゾーン１３５を起動する。

エアロゾル発生装置のヒーターアレイを制御する例示的な方法２００を図１６に示す。方法２００は、エアロゾル発生物品２０２の少なくとも一つの特性を識別することを含みうる。少なくとも一つの特性は、エアロゾル発生物品のタイプ、サイズ、形状、含有量、経時変化、ブランド、密度、および任意の他の特性を含みうる。一態様では、エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生物品がエアロゾル発生装置に動作可能に結合された時に、エアロゾル発生物品を検出するように構成されうる。例えば、エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生物品を識別するセンサーを含みうる。エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生物品の複数の特性を含むか、または記憶するデータストレージを含んでもよく、エアロゾル発生物品の識別時に、エアロゾル発生装置は、識別されたエアロゾル発生物品に合致する特性を識別しうる。

方法２００は、２０４で、識別された少なくとも一つの特性に基づいて、例示的なヒーターアレイを使用してエアロゾル発生物品を加熱することをさらに含みうる。例えば、ヒーターアレイおよびヒータープログラムの様々な態様は、識別された少なくとも一つの特性に基づいて変化しうる。例えば、伝播パターンおよび熱値は、エアロゾル発生物品の識別された少なくとも一つの特性に応じて変化しうる。

よって、ヒーターアレイを使用する例示的な装置および方法が記載される。本発明の様々な改変および変形が、本発明の範囲および趣旨を逸脱することなく、当業者に明らかになるであろう。特定の好ましい実施形態に関連付けて本発明を説明してきたが、特許請求される本発明は、このような特定の実施形態に過度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。実際に、コンピュータ技術、電子技術およびエアロゾル発生装置製造または関連分野の当業者にとって明らかである、本発明を実行するための記述された方法の様々な修正は、以下の特許請求の範囲の範囲内に収まるものであることが意図される。

Claims (15)

1. エアロゾル発生装置であって、
   エアロゾル発生物品を受容するためのくぼみを画定し、くぼみ軸に沿って延びるハウジングと、
   前記ハウジングに結合され、前記くぼみ内に位置付けられたエアロゾル発生物品を加熱するように動作可能な複数の発熱体を含む、ヒーターアレイと、
   一つ以上のプロセッサを含み、前記ヒーターアレイに動作可能に結合されて、前記複数の発熱体のいずれによって前記くぼみ内に位置付けられた前記エアロゾル発生物品を加熱するかを選択するコントローラであって、前記コントローラが、
   前記エアロゾル発生物品の少なくとも一つの特性を識別し、
   前記エアロゾル発生物品の前記識別された少なくとも一つの特性に基づいて、前記ヒーターアレイを使用して前記エアロゾル発生物品を加熱するように構成される、コントローラと、を備える、エアロゾル発生装置。
2. 前記複数の発熱体のうちの二つ以上の発熱体が、前記くぼみ軸に直交する平面内に位置付けられ、前記複数の発熱体のうちの二つ以上の発熱体が、前記くぼみ軸に直交する平面に置かれないように、前記くぼみ軸に沿った異なる位置に位置付けられる、請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
3. 前記ハウジングが、空気を吸入するために前記くぼみ内に延びる少なくとも一つの入口と、空気を放出するために前記くぼみ内に延びる少なくとも一つの出口とをさらに画定し、前記少なくとも一つの入口から前記少なくとも一つの出口への気流経路が前記くぼみ軸に沿って延びる、請求項１または２のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
4. 前記エアロゾル発生物品の前記少なくとも一つの特性が、サイズ、形状、タイプ、含有量、経時変化、およびブランドのうちの少なくとも一つを含み、前記コントローラが、前記エアロゾル発生物品の前記識別された少なくとも一つの特性に基づいて、選択された発熱体のゾーンを使用して前記エアロゾル発生物品を加熱するようにさらに構成される、請求項１～３のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
5. 前記エアロゾル発生物品を識別して前記識別されたエアロゾル発生物品の前記識別された少なくとも一つの特性を提供するためのセンサーをさらに備え、前記センサーが、光学センサー、赤外線センサー、静電容量センサー、および無線周波数識別（ＲＦＩＤ）センサーのうちの少なくとも一つを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
6. 前記ヒーターアレイに動作可能に結合されて、複数の発熱体のグループを提供し、複数のグループの各グループが、エアロゾル発生物品の前記識別された少なくとも一つの特性に基づいて、個々に、または他の発熱体と同時に前記エアロゾル発生物品を加熱することを可能にする加熱回路をさらに備え、各グループの各発熱体が、前記グループの他の発熱体と同時に前記エアロゾル発生物品を加熱する、請求項１～５のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
7. 前記くぼみが、前記くぼみ軸に沿って延びる管状、円錐状、または円錐台状であり、円錐台状の内表面または外表面を画定しており、前記複数の発熱体が、前記くぼみ内に位置付けられたエアロゾル発生物品を加熱するために円筒状または円錐状の内表面または外表面上に位置付けられ、前記くぼみ軸に直交する平面内に位置付けられた前記複数の発熱体の前記二つ以上の発熱体が、前記円筒状または円錐状の内表面または外表面の周りに円周方向に位置付けられる、請求項１～６のいずれかに記載のエアロゾル発生装置。
8. 前記複数の発熱体が、複数の発熱体の列で配設され、発熱体の各列が、二つ以上の発熱体を含み、各列の前記二つ以上の発熱体が、前記他の列とは異なる前記くぼみ軸に直交する平面内に位置付けられ、前記コントローラが、
   前記エアロゾル発生物品の前記識別された少なくとも一つの特性に基づいて、前記複数の列の各々が前記エアロゾル発生物品を加熱するまで、一列のみの前記二つ以上の発熱体を使用して前記エアロゾル発生物品を同時に加熱するようにさらに構成される、請求項１～７のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
9. 前記複数の発熱体が、複数の発熱体の列で配設され、発熱体の各列が、二つ以上の発熱体を含み、各列の前記二つ以上の発熱体が、前記他の列とは異なる前記くぼみ軸に直交する平面内に位置付けられ、前記コントローラが、
   前記エアロゾル発生物品の前記識別された少なくとも一つの特性に基づいて、前記複数の列の各々が前記エアロゾル発生物品を加熱するまで、二列のみの少なくとも二つ以上の発熱体を使用して前記エアロゾル発生物品を同時に加熱するようにさらに構成される、請求項１～８のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
10. 前記エアロゾル発生物品を同時に加熱する時に、前記二つの列のうちの第一の列の温度が、前記二つの列の第二の列の温度よりも大きい、請求項９に記載のエアロゾル発生装置。
11. 前記コントローラが、
    前記エアロゾル発生物品の前記識別された少なくとも一つの特性に基づいて、前記複数の発熱体のうちの第一の数の発熱体を使用して前記エアロゾル発生物品を最初に加熱し、
    その後、前記エアロゾル発生物品の前記識別された少なくとも一つの特性に基づいて、前記複数の発熱体のうちの第二の数の発熱体を使用して前記エアロゾル発生物品を加熱するようにさらに構成され、前記第二の数が前記第一の数よりも大きい、請求項１～１０のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
12. 前記複数の発熱体が、複数の発熱体の列および複数の発熱体の行を画定するグリッドで配設され、各列の前記発熱体が、他の列とは異なる前記くぼみ軸に直交する平面内に位置付けられ、異なる行それぞれの前記発熱体が、前記くぼみ軸に平行な異なる軸に沿って位置付けられる、請求項１～１１のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
13. 前記コントローラが、
    選択された発熱体のゾーンを使用して前記エアロゾル発生物品を加熱するようにさらに構成され、前記選択されたゾーンが、前記エアロゾル発生物品の前記識別された少なくとも一つの特性に基づいて、線、曲線、交差線、ジグザグ、ヘリックス、正方形、正方形の周囲、長方形、円、三角形、八角形、およびグリッドの周りの星形のうちの一つ以上を画定する、請求項１２に記載のエアロゾル発生装置。
14. 前記コントローラが、
    選択された発熱体を使用して伝播パターンに従って前記エアロゾル発生物品を加熱するようにさらに構成され、前記伝播パターンが、前記エアロゾル発生物品の前記識別された少なくとも一つの特性に基づく、前記グリッドの周りの、直線移動、半径方向移動、角度移動、伸張移動、および収縮移動のうちの一つ以上を含む、請求項１２または１３のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
15. エアロゾル発生物品を加熱する方法であって、
    エアロゾル発生物品をくぼみ軸に沿って延びるハウジングのくぼみ内に位置付けることと、
    前記くぼみ内に位置付けられた前記エアロゾル発生物品の少なくとも一つの特性を識別することと、
    前記エアロゾル発生物品の前記識別された少なくとも一つの特性に基づいて、前記くぼみ内に配置されたヒーターアレイを使用して前記エアロゾル発生物品を加熱することであって、前記ヒーターアレイが、前記くぼみ内に位置付けられたエアロゾル発生物品を加熱するように動作可能な複数の発熱体を含む、加熱することと、を含む、方法。

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