JP2021500020A - ジェット分注カートリッジを使用するｅベイピング装置、およびｅベイピング装置を動作させる方法 - Google Patents

Abstract

ｅベイピング装置（１０）は、ハウジング（１６）と、ハウジング（１６）内の気化ヒーター（４０）と、を含む。装置（１０）内のカートリッジ（３０）は、プレベイパー製剤を収容する貯蔵部（２１ａ）を画定する。カートリッジ（３０）の端のチップ（４１）は、貯蔵部（２１ａ）と流体連通するビア（４１ａ）を画定する。チップ（４１）は、ビア（４１ａ）と流体連通するイジェクター（４１ｃ）を含み、ここでイジェクター（４１ｃ）は、プレベイパー製剤の液滴を気化ヒーター（４０）に向けて噴出するように構成される。装置（１０）を作製する方法は、チップ（４１）をカートリッジ（３０）の端に接続することを含み、イジェクター（４１ｃ）はプレベイパー製剤の液滴を気化ヒーター（４０）に向けて噴出する。装置（１０）を動作させる方法は、第一の電流を気化ヒーター（４０）に供給して気化ヒーター（４０）を活性化することと、第二の電流をイジェクター（４１ｃ）に供給してイジェクター（４１ｃ）を活性化して、プレベイパー製剤の液滴をイジェクター（４１ｃ）から気化ヒーター（４０）に向けて噴出することと、を含む。【選択図】図１

Description

例示的な実施形態は概して、ジェット分注カートリッジを使用する電子ベイピング（ｅベイピング）装置に関する。

電子ベイピング（ｅベイピング）装置は一般に、プレベイパー製剤を加熱および気化するために使用される。これらの装置は、プレベイパー製剤を貯蔵部からヒーターに輸送するのに芯に依存することが多く、ここでヒーターは、プレベイパー製剤を加熱し、その後、気化しうるが、これは装置内の気流に混入されうる。

少なくとも一つの例示的な実施形態は、ｅベイピング装置に関する。

一実施形態では、ｅベイピング装置は、装置ハウジングと、装置ハウジング内の気化ヒーターと、装置ハウジング内の、プレベイパー製剤を収容するように構成された貯蔵部を画定するカートリッジと、カートリッジの第一の端上にあり、貯蔵部と流体連通する少なくとも一つのビアを画定し、少なくとも一つの第一のイジェクターを含む、チップと、を含み、少なくとも一つの第一のイジェクターは、少なくとも一つのビアと流体連通し、プレベイパー製剤の液滴を気化ヒーターに向けて噴出するように構成され、気化ヒーターは、プレベイパー製剤の液滴を気化するように構成される。

一実施形態では、ｅベイピング装置はさらに、チップ上にあり、チップを加熱するように構成された少なくとも一つの基体ヒーターと、電源と、電源に電気的に接続された制御回路と、を含み、制御回路は、チップが第一の温度に達すると、気化ヒーターを活性化し、少なくとも一つの基体ヒーターを活性化してチップを第一の温度に加熱し、少なくとも一つの第一のイジェクターを活性化してプレベイパー製剤の液滴を気化ヒーターに向けて噴出するために、電源から、少なくとも一つの第一のイジェクター、気化ヒーター、および少なくとも一つの基体ヒーターへの電力の供給を制御するように構成される。

一実施形態では、制御回路はさらに、気化ヒーターを約１００〜２００℃の予熱温度である第二の温度に第一の加熱を行い、そして、気化ヒーターを約２００〜４００℃の標的噴射温度である第三の温度に第二の加熱を行うように構成され、少なくとも一つの第一のイジェクターを活性化することは、チップが第一の温度に達し、かつ気化ヒーターが第三の温度に達すると、達成される。

一実施形態では、カートリッジは装置ハウジングから取り外し可能である。

一実施形態では、少なくとも一つの第一のイジェクターは、少なくとも一つのビアに隣接して位置付けられるマトリクスで複数のイジェクターを含み、複数のイジェクターのそれぞれは、チップ上の表面によって画定されるノズルと、ノズルおよび少なくとも一つのビアと流体連通するチャンバー構造と、チャンバーの表面上の噴出ヒーターとを含み、噴出ヒーターは、プレベイパー製剤を加熱して部分的に気化し、ノズルを通して気化ヒーターに向けて噴出される液滴を形成するように構成される。

一実施形態では、複数のイジェクターは、直径が約２５〜２９マイクロメートルである液滴サイズのプレベイパー製剤の液滴を噴出するように構成され、また装置は、約５秒の吸煙期間の間、吸煙当たり約６〜１６ミリグラムの生成レートで、直径が約０．４〜５マイクロメートルの蒸気粒子サイズの蒸気を生成するよう構成される。

一実施形態では、少なくとも一つのビアは、チップによって画定される第一のビアおよび第二のビアを含む。

一実施形態では、プレベイパー製剤は約４０センチポアズ〜１００センチポアズの粘度を有し、第一の温度は約５０〜８０℃である。

一実施形態では、カートリッジはさらに、カートリッジハウジングと、カートリッジハウジング内の、チャネルを画定する、突出部と、カートリッジの第一の端上でチップを保持し、チャネルに当接する基体と、貯蔵部内にあり、プレベイパー製剤を保持するように構成された多孔性構造と、を含む。

一実施形態では、チップはカートリッジの第一の端から分離可能であり、装置はカートリッジが装置ハウジングから取り外された場合にチップを保持するように構造化される。

一実施形態では、ｅベイピング装置はさらに、装置ハウジング内にトングを含み、トングは、気化ヒーターの端を掴んで、気化ヒーターを少なくとも一つの第一のイジェクターの近くでサスペンドさせるように構成され、少なくとも一つの第一のイジェクターは、プレベイパー製剤の液滴を気化ヒーターに、または気化ヒーターにわたって噴出するように構成される。

少なくとも別の例示的な実施形態は、ｅベイピング装置の動作方法に関する。

一実施形態では、ｅベイピングの動作方法は、第一のハウジング内の気化ヒーターと、第一のハウジング内にあり、プレベイパー製剤を保持するように構成された貯蔵部を画定するカートリッジと、カートリッジの第一の端上にあり、少なくとも一つの第一のイジェクターを含むチップと、チップ内にあり、貯蔵部と流体連通し、少なくとも一つの第一のイジェクターが流体連通する少なくとも一つのビアと、少なくとも一つのビアと流体連通する少なくとも一つの第一のイジェクターと、少なくとも一つの第一のイジェクターおよび気化ヒーターに電気的に接続された電源と、を含む、ｅベイピング装置を提供することと、電源から気化ヒーターに第一の電流を供給して、気化ヒーターを活性化することと、電源から少なくとも一つの第一のイジェクターに第二の電流を供給して少なくとも一つの第一のイジェクターを活性化し、少なくとも一つの第一のイジェクターから気化ヒーターに向けてプレベイパー製剤の液滴を噴出することと、を含む。

一実施形態では、提供することは、ｅベイピング装置がチップに接続された少なくとも一つの基体ヒーターを含むようにｅベイピング装置を提供することを含み、方法はさらに、電源から少なくとも一つの基体ヒーターに第三の電流を供給して少なくとも一つの基体ヒーターを活性化し、チップを第一の温度に加熱することを含み、第三の電流は、第一の電流が供給された後に供給される。

一実施形態では、第二の電流を供給することは、チップが第一の温度に達すると、生じる。

一実施形態では、第一の電流を気化ヒーターに供給することは、気化ヒーターを、約１００〜２００℃の予熱温度である第二の温度に活性化するが、方法はさらに、電源から気化ヒーターに第四の電流を供給して、気化ヒーターを、約２００〜４００℃である第三の温度に活性化することを含み、第四の電流は気化ヒーターが第二の温度に達した後に供給され、第二の電流を供給することは、チップが、約５０〜８０℃の第一の温度に達し、かつ気化ヒーターが第三の温度に達すると生じる。

図１は、例示的な実施形態による、ジェット分注カートリッジを備えたｅベイピング装置の斜視図である。 図２は、例示的な実施形態による、図１のｅベイピング装置の上面図である。 図３は、例示的な実施形態例による、図１のｅベイピング装置の断面図である。 図４は、例示的な実施形態による、図１の装置のためのジェット分注カートリッジの側面図である。 図５は、例示的な実施形態による、図４のジェット分注カートリッジの正面図である。 図６は、例示的な実施形態による、図４のジェット分注カートリッジの底面図である。 図７は、例示的な実施形態による、図６のＰＣＢ基板内の分注チップの底面図である。 図８は、例示的な実施形態による、図７のイジェクターの断面図である。 図９は、例示的な実施形態による、図４のジェット分注カートリッジのＰＣＢ基板の上面図である。 図１０は、例示的な実施形態による、図４のジェット分注カートリッジの断面図である。 図１１は、例示的な実施形態による、図４のジェット分注カートリッジの分解図である。 図１２は、例示的な実施形態による、図４のジェット分注カートリッジの俯瞰図である。 図１３は、例示的な実施形態による、図４のジェット分注カートリッジの分解断面図である。 図１４は、例示的な実施形態による、図１のｅベイピング装置の分解図である。 図１５は、例示的な実施形態による、図１のｅベイピング装置の別の側面図である。 図１６は、例示的な実施形態による、図１のｅベイピング装置の正面図である。 図１７は、例示的な実施形態による、図１のｅベイピング装置の背面図である。 図１８Ａは、例示的な実施形態による、ジェット分注カートリッジを備えたｅベイピング装置のタイミングチャート図である。 図１８Ｂは、例示的な実施形態による、連続的な順序で活性化される分注チップの例示的な噴出ヒーターの図である。 図１９Ａは、例示的な実施形態例による、図３に示す装置の代替的な実施形態の断面図である。 図１９Ｂは、例示的な実施形態例による、図３に示す装置の別の代替的な実施形態の断面図である。 図２０は、例示的な実施形態による、ｅベイピング装置のためのカートリッジの別の代替的な実施形態の図である。

いくつかの詳細な例示的な実施形態が本明細書で開示されている。しかしながら、本明細書に開示されている特定の構造面および機能面の詳細は、例示的な実施形態を説明することを目的とした単なる典型にすぎない。しかしながら、例示的な実施形態は、数多くの代替的な形態で具体化されてもよく、本明細書に記載の実施形態のみに限定されるものと解釈されるべきではない。

その結果、例示的な実施形態は、様々な修正および代替的形態が可能である一方で、その実施形態は一例として図面に示され、また本明細書で詳細に説明されることになる。しかし当然のことながら、開示された特定の形態に対する例示的な実施形態に限定する意図はなく、反対に、例示的な実施形態は、例示的な実施形態の範囲の中に収まるすべての修正、均等物、代替物を網羅するものである。同様の数字は、図の説明の全体を通して同様の要素を指す。

要素または層が別の要素もしくは層「の上にある」、「に接続される」、「に連結される」、または「を覆う」と言及される時、これはもう一方の要素もしくは層の上に直接あってもよく、それに直接的に接続されてもよく、それに直接的に連結されてもよく、またはそれを直接的に覆ってもよく、あるいは介在する要素もしくは層が存在してもよいことが理解されるべきである。対照的に、要素が別の要素もしくは層「の上に直接ある」、「に直接的に接続される」、または「に直接的に連結される」と言及される時、介在する要素もしくは層は存在しない。同様の数字は、本明細書の全体を通して同様の要素を指す。

第一の、第二の、第三のなどの用語は、様々な要素、構成要素、領域、層、またはセクションを記述するために本明細書で使用されてもよいが、これらの要素、構成要素、領域、層、またはセクションはこれらの用語によって限定されないことが理解されるべきである。これらの用語は、一つの要素、構成要素、領域、層、またはセクションを別の領域、層、またはセクションと区別するためにのみ使用される。従って、以下で説明されている第一の要素、構成要素、領域、層、またはセクションは、例示的な実施形態の教示内容から逸脱することなく、第二の要素、構成要素、領域、層、またはセクションと呼ぶこともできる。

本明細書において「約」という用語を数値と組み合わせて使用する場合、それに伴う数値は明示した数値の前後±１０％の許容度を含むことが意図される。さらに、本明細書において百分率に言及する場合、それらの百分率は重量に基づく、すなわち重量百分率であることが意図される。

空間的関係の用語（例えば、「下に」、「下方に」、「下部」、「上方に」、「上部」、およびこれに類するもの）は、図中で図示する際に、一つの要素または特徴と他の要素または特徴との間の関係を説明しやすくするために本明細書で使用されてもよい。空間的関係の用語は、図に描写されている方向に加えて、使用時または動作時に装置の異なる方向を包含することが意図されていると理解されるべきである。例えば、図中の装置をひっくり返した場合、他の要素または特徴の「下方に」または「下に」と説明されている要素は、その後は他の要素または特徴の「上方に」方向付けられることになる。従って、「下方に」という用語は上方および下方の両方の向きを包含する場合がある。装置は、別の方法で（９０度回転して、または他の向きで）向きが決められる場合があり、本明細書で使用される空間的関係の記述語は適宜に解釈される。

本明細書で使用される用語は、様々な実施形態を説明する目的のみのものであり、例示的な実施形態の限定を意図しない。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）」は複数形も含むことが意図されているが、文脈によって明らかにそうではないことが示される場合は、その限りではない。「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は本明細書で使用される時、述べられた特徴、整数、工程、動作、要素、または構成要素の存在を特定するが、一つ以上の他の特徴、整数、工程、動作、要素、構成要素、またはこれらの群の存在または追加を除外しないことがさらに理解されるであろう。

例示的な実施形態は、例示的な実施形態の理想的な実施形態（および中間構造）の概略図である断面図を参照して本明細書で説明される。このように、例えば製造技法または公差の結果としてもたらされた図の形状からの変形が予想される。従って、例示的な実施形態は、本明細書に図示された領域の形状を限定するものとして解釈されるべきでなく、例えば製造の結果としてもたらされる形状の逸脱を含むものである。従って、図に図示された領域は本質的に概略的なものであり、それらの形状は装置の領域の実際の形状を図示することを意図せず、例示的な実施形態の範囲を限定することを意図しない。

別の方法で定義されない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術的用語および科学的用語を含む）は、例示的な実施形態が属する当該技術分野の当業者が一般的に理解しているものと同じ意味を有する。用語（一般的に使用されている辞書で定義された用語を含む）は、関連する技術分野の文脈でのそれらの用語の意味と一致する意味を有するものと解釈されるべきであり、理想的なまたは過度に正式な意味で解釈されないが、本明細書で明示的にそのように定義されている場合はその限りではないことがさらに理解されるであろう。

一般的な方法：
例示的な実施形態は、ｅベイピング装置内の蒸気生成を正確に制御するために、発熱体上にプレベイパー製剤の高速液滴を正確に制御して均一に分配しうるジェット分注を利用する。ジェット分注のタイミングと同期化される、温度制御された発熱体と組み合わせたジェット分注の使用はいくつかの利点を提供しうるが、これには、１）ｅベイピング装置内のプレベイパー製剤の効率的な連通、２）一貫した蒸気生成のための正確なプレベイパー製剤噴射、３）「低いプレベイパー製剤レベル」の改善された検出、４）ｅベイピング装置の保管および非使用時のプレベイパー製剤と発熱体との間の接触を無くすこと、５）プレベイパー製剤の飛び散りを減少するために発熱体のテクスチャ加工された加熱表面の使用を可能にすること（これがさらに、装置内の蒸気生成の精度を制御する）、６）ｅベイピング装置から容易に分離される交換可能なカートリッジの使用を可能にすること、および７）ｅベイピング装置によって発生される蒸気の量に対して低容積量のプレベイパー製剤を必要としうる、高粘度、高密度のプレベイパー製剤の使用を可能にすること、が含まれる。

例示的な構造実施形態：
図１は、例示的な実施形態による、ジェット分注カートリッジ３０（図３参照）を備えたｅベイピング装置１０の斜視図である。装置１０はハウジング１２を含む。ハウジング１２の側面上に電力スイッチ１８が含まれてもよく、ここで電力スイッチ１８は装置をオンおよびオフする能力を有する（以下でさらに詳述する通り）。また、加熱起動スイッチ２０がハウジング１２上に含まれてもよい。

装置１０は、カートリッジハウジング１６を含み、ハウジング１６はカートリッジ３０を覆う場合がある（図３参照）。スタック１５は、カートリッジハウジング１６から発出する。マウスピース１４は、ハウジングスタック１５に接続可能であってもよく、マウスピース１４の基部１４ａは、摩擦嵌めを介してスタック１５上に嵌合する（または別の方法として、基部１４ａは、ねじ山、スナップ嵌め接続、バヨネット式接続、またはその他の同等の構造を介してスタック１５上に嵌合する）。カートリッジハウジング１６は、取り付けねじ２６を介して装置ハウジング１２に接続される、または別の方法として、カートリッジハウジング１６は、その他の構造（摩擦嵌め、スナップ嵌め接続など）を介して装置ハウジング１２に接続されうる。一実施形態では、カートリッジハウジング１６は、カートリッジ３０の一つの位置にアクセスするために、装置１０のメインハウジング１２から容易に取り外し可能であってもよい（以下でより詳述する）。

電源コネクター２２、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）コネクター２４、またはその両方は、装置１０の背面に取り外し可能に接続可能であってもよい（図３により詳細に示し、以下に説明する）。

図２は、例示的な実施形態による、図１のｅベイピング装置１０の上面図である。線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った装置１０の断面図を図３に示す（以下に説明する）。

図３は、例示的な実施形態による、図１のｅベイピング装置１０の断面図（図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った）である。プレベイパー製剤２１を収容する発泡体内側インサート４３を保持するカートリッジ３０は、カートリッジハウジング１６内に存在する。以下でさらに詳述する通り（特に図４〜１３に関連して）、一実施形態では、カートリッジ３０はジェット分注カートリッジである。具体的には、ジェット分注カートリッジ３０は、プレベイパー製剤２１が装置１０の発熱体（ヒーター）４０の表面上に均等に分配されて加熱されるように、ヒーターハウジング（チムニー）４８内に収容されるヒーター４０の上側表面上にあるオリフィス４９を通る放出方向３０ｚに、プレベイパー製剤２１の液滴を放出する能力を有する。通気孔４２は、ヒーターハウジング４８の下側表面上に位置付けられ、通気孔４２は、周囲空気が装置１０に入り、ヒーター４０によってヒーターハウジング４８内で発生した気化したプレベイパー製剤と混合する。一実施形態では、ヒーター４０は、それぞれ、カートリッジ３０から噴出されるプレベイパー製剤２１の予想される方向に対しておよそ直角を成し、ベント４２から装置１０に入る気流の予想される方向に対しておよそ直角を成しうる、主表面（すなわち、上部面および下部面）を有しうる。気流カバー７２は、通気孔４２を覆いうる。ヒーター４０がプレベイパー製剤２１を気化することを可能にするために、装置１０が周囲空気をヒーターハウジング４８内に入れる必要がある期間中に通気孔４２を露出させるために、気流カバー７２は、装置１０の底部に沿って手動でスライド可能であってもよい。ヒーター４０は、本明細書内では「気化ヒーター」として言及される。

ヒーター４０は、ヒータートング４４を介して所定位置（ヒーターハウジング４８内のオリフィス４９と通気孔４２との間）に保持され、トング４４はヒーター４０をヒーター電力コネクター６４に電気的に接続するのに役立つ。特に、トング４４はヒーターホルダー４６から発出し、導電性ヒーターコネクター５４は、ヒーターホルダー４６のトング４４をヒーター電力コネクター６４に電気的に接続する。一実施形態では、トング４４は、チムニー４８によって画定される開いた空間内のヒーター４０の全表面（トング４４に接触するヒーター４０の接触面以外）をサスペンドさせるために、ヒーター４０の端のみを掴む。電源２８の電極２８ａ（図１４に示す）は、ヒーター電力コネクター６４に電気的に接続され、ここでヒーター電力コネクター６４はヒーターコネクター５４に電気的に接続される。

電源コネクター２２は、装置１０のプリント回路基板（ＰＣＢ）６１に電力源を提供するために、装置１０の背面に取り外し可能に取り付け可能であってもよく、ＰＣＢ６１のマイクロコントローラ（ＭＣＵ）６３またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）６８は、この電流をオンボード電圧調整器（図示せず）に分配する。次に、電圧調整器は、電池（電源）入力６６を介して電源２８を再充電する、またはＭＣＵ６３／ＦＰＧＡ６８がＰＣＢコネクター６２およびヒーター電力コネクター６４に電流を直接分配してもよい（以下により詳述する通り）。一実施形態では、電源コネクター２２はヒーター電力コネクター６４に電気的に接続され、電源コネクター２２は、ヒーター電力コネクター６４に直接電流の供給を送り、それによって電源２８を迂回するために使用される。一実施形態では、電源コネクター２２は、壁充電器２２ｃに接続されたケーブル２２ｂを含む。随意に、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）コネクター２４は、装置１０の背面に接続可能であり（または、ＵＳＢコネクター２４は電源コネクター２２の代わりに含まれる）、コネクター２４はＤ／Ｃ電流をＰＣＢ６１に提供する。ＵＳＢケーブル２４ｂは、壁充電器２４ｃに接続可能であってもよく、または随意にケーブル２４ｂは、電流をＰＣＢ６１に提供するために、モバイル装置（図示せず）に接続可能であってもよい。

ジェット分注カートリッジ３０は、ＰＣＢインターフェース３４がカートリッジ３０の下側部分上にあるために（図４、７、９、１０、１１および１２により詳細に示す）所定位置に保持されうるが、ＰＣＢインターフェース３４の遠位端は、リレーボードハウジング５０に対してしっかりと保持されるために、プリント回路基板（ＰＣＢ）のメスエッジコネクター５８に嵌合される。入力／出力（Ｉ／Ｏ）パッド３４ａ（図９に示す）の列は、ＰＣＢインターフェース３４の遠位端上に含まれ、Ｉ／Ｏパッド３４ａはＰＣＢインターフェース３４をＰＣＢメスコネクター５８に電気的に接続する。ＰＣＢメスコネクター５８は、リレーボードハウジング５０内に収容され、ハウジング５０はリレーボード５６を保護および被覆する。リレーボード５６は、ＰＣＢメスコネクター５８およびＰＣＢオスコネクター６０に対する物理的取り付け位置を提供する。ＰＣＢオスコネクター６０は、リレーボード５６の表面上に取り付けられ、ここでＰＣＢメスコネクター６２は、二つのコネクター６０／６２を電気的に接続するためにＰＣＢオスコネクター６０上にスナップする。ＰＣＢオスコネクター６０は、電源２８に電気的に接続され、ここでＰＣＢオスコネクター６０は、リレーボード５６およびＰＣＢメスコネクター６２を介して、電源２８からＰＣＢエッジコネクター５８に電流を供給する（以下により詳述する通り）。

一実施形態では、カートリッジ３０は、メインハウジング１２から着脱可能であり、カートリッジ３０は、装置１０のメインハウジング１２からのカートリッジハウジング１６の取り外しによって、容易にアクセス可能である。これにより、カートリッジ３０は装置１０の交換可能な要素とし、使用済み（例えば、使用した）カートリッジ３０を装置１０から取り外し、プレベイパー製剤２１を完全に充填された貯蔵部２１ａを備えたカートリッジ３０と交換することが可能となる。

ＰＣＢ６１は、ハウジング１２内に位置付けられる（図１４も参照）。ＰＣＢ６１は、ＭＣＵ６３およびＦＰＧＡ６８を含む（ここでＭＣＵ６３およびＦＰＧＡ６８は集合的に「制御回路」と呼ばれる）。ＭＣＵ６３は、三つの基本的な機能、１）成人ｅベイピング装置使用者が装置パラメータ（噴出頻度、パルス期間、システム電圧、予熱温度、気化温度等）を設定することを可能にしうる、ＵＳＢレセプタクル２４ａ（図３）を通してアクセス可能な制御および構成アプリケーションプログラムへのインターフェースを提供する、２）装置の基本的な動作を制御するために、電力スイッチ１８および加熱起動スイッチ２０に対する入力を提供する、および３）制御パラメータを作動させてＦＰＧＡ６８に送信する、を有する。一実施形態では、ＭＣＵ６３は、例えば、電力をカートリッジ３０に供給する（以下に説明するように）など、装置１０の機能を制御するために、ナノ秒解像度内で正確なパルスを生成しうる、一般的な、低コストコントローラでありうる。一方、ＦＰＧＡ６８は、分注チップ４１と直接インターフェースする制御要素であってもよい。特に、ＦＰＧＡ６８は、分注チップ４１の正確な制御のために、１０ナノ秒〜５０ナノ秒のタイミング解像度内で、噴出パルスを生成する（以下に詳述する通り）。随意に、ＭＣＵ６３およびＦＰＧＡ６８は、二つの別個の要素ではなく、単一のプロセッサ／コントローラであってもよい。

電源コネクター２２、ＵＳＢコネクター２４、またはその両方は、装置１０の背面に挿入可能であってもよく、コネクター２２／２４は、ＰＣＢ６１上に含まれる電源入力６６に電気的に接続されている。具体的には、電力入力レセプタクル２２ａまたはＵＳＢレセプタクルは、この電気的接続を部分的に形成するために使用され、ここで電源入力６６は電源２８に電気的に接続される。電源２８が再充電可能である場合（電源２８の初期枯渇後の装置１０の継続的な使用のために）、電源入力６６は、電源コネクター２２またはＵＳＢコネクター２４が電源２８を再充電することを可能にする。

電源２８は電池であってもよい。特に、電源２８は、リチウムイオン電池またはその別形のうちの一つ、例えばリチウムイオンポリマー電池であってもよい。別の方法として、電池は、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムマンガン電池、リチウムコバルト電池、または燃料電池であってもよい。一実施形態では、ｅベイピング装置１０は、電源２８のエネルギーが消耗するまで使用可能である。別の方法として、装置１０は、電源２８が電源コネクター２２またはＵＳＢコネクター２４を介して充電可能であるように、再充電可能および再使用可能であってもよい。

一実施形態では、電力スイッチ１８はＰＣＢ６１に接続され、ここで電力スイッチ１８は装置１０を「オン」および「オフ」する。具体的には、電力スイッチ１８が押下されて装置１０を「オン」すると、ＰＣＢ６１上のＭＣＵ６３／ＦＰＧＡ６８は、電源コネクター２２、ＵＳＢコネクター２４または電源２８からＰＣＢコネクター６２に電流を送る。ＰＣＢコネクター６２は、カートリッジ３０の分注チップ４１（図７および９参照）に電力供給するために、ＰＣＢコネクター６０、リレーボード５６を通し、ＰＣＢエッジコネクター５８を通して、ＰＣＢインターフェース３４に電流を送る（以下により詳述する通り）。電力スイッチ１８が「オン」の時、ＰＣＢ６１上のＭＣＵ６３／ＦＰＧＡ６８はさらに、電源コネクター２２、ＵＳＢコネクター２４または電源２８からヒーター電力コネクター６４に電流を送る。ヒーター電力コネクター６４は、ヒーターコネクター５４を通し、ヒータートング４４を通して電流をヒーター４０に送る。電力スイッチ１８が押下されて装置１０を「オフ」すると、ＰＣＢ６１は電流をＰＣＢコネクター６２およびヒーター電力コネクター６４に送るのを止める。

一実施形態では、加熱起動スイッチ２０はまた、ＰＣＢ６１に接続され、ここで加熱起動スイッチ２０はカートリッジ３０およびヒーター４０の機能を制御する。具体的には、装置１０が「オン」構成になると（上記の通り）、ＭＣＵ６３／ＦＰＧＡ６８は、カートリッジ３０がプレベイパー製剤２１を同時に放出するために加熱起動スイッチ２０を押下する一方で（カートリッジ３０の機能に関して以下でより詳述する通り）、さらに、ヒーター４０にカートリッジ３０からヒーター４０上に噴射されるプレベイパー製剤２１を加熱および気化させるために、ヒーター４０を電気的に活性化することを可能とするように構成される。一実施形態では、ＭＣＵ６３／ＦＰＧＡ６８は、カートリッジ３０およびヒーター４０を電気的に作動させるように構成され（加熱起動スイッチ２０の押下によって生じる）、この電気的作動は、１０秒間などの所定の期間（または、カートリッジ３０からのプレベイパー製剤２１の放出、およびヒーター４０によるプレベイパー製剤２１の気化を可能にするのに適切でありうる別のこうした期間）の間生じる。

随意に、加熱起動スイッチ２０がＰＣＢ６１に接続されるのではなく、代わりに、装置１０が電力スイッチ１８を介してオンになると、カートリッジ３０およびヒーター４０の作動を自動化するために、センサー８０および制御回路８２がＰＣＢ６１上に含まれる。具体的には、センサー８０は、ヒーターハウジング４８の後部壁上に一つ以上のビア８１が存在するため、ヒーターハウジング４８の内側チャンバーと流体連通しており、センサー８０は「ベイピング条件」を検出する（以下に説明する）。センサー８０がベイピング条件を検出すると回路８２は、カートリッジ３０がプレベイパー製剤２１をヒーター４０上に放出し、その後ヒーター４０がプレベイパー製剤２１を気化するために、電源２８からカートリッジ３０（コネクター６０／６２を通って）およびヒーター４０（ヒーターコネクター５４を通って）に電流を提供する。

センサー８０は、気流（ヒーターハウジング４８を通って流れる）の大きさおよび方向を示す出力を生成するように構成され、ここで回路８２はセンサー８０の出力を受信し、以下の「ベイピング条件」、（１）気流の方向が（マウスピース１４を通って吹き付けられる空気に対する）マウスピース１４での引き出しを示す、および（２）気流の大きさが閾値を超える、が存在するかどうかを判定する。装置１０のこれらの内部ベイピング条件が満たされている場合、回路８２は、電源２８をカートリッジ３０およびヒーター４０に電気的に接続し、それによってカートリッジ３０およびヒーター４０の両方を作動する。代替的な実施形態では、センサー８０は、ハウジング１２内の圧力降下（通気孔４２を通ってヒーターハウジング４８に入り、マウスピース１４を通って装置１０を出る空気の引き出しによって生じる）を示す出力を生成し、それに伴い、回路８２は、それに応答してカートリッジ３０およびヒーター４０を作動させる。センサー８０は、「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｍｏｋｅ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」（２０１５年７月７日出願の米国特許出願第１４／７９３，４５３号）に開示されるセンサー、または「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｍｏｋｅ」（２０１５年７月７日に発行された米国特許第９，０７２，３２１号）に開示されるセンサーであってもよく、それらの全内容が参照によって本明細書に組み込まれる。

電源２８は、装置が電力スイッチ１８を介してオンにされると、装置１０の動作を自動的に制御するために、センサー８０および回路８２に電気的に接続されうる。一実施形態では、装置１０は、電力スイッチ１８が装置１０をオンおよびオフにする必要がないように、センサー８０および回路８２を介してのみ自動的に電気的に作動される。一実施形態において、回路８２は時間リミッターを含む。カートリッジ３０およびヒーター４０への電流供給の時間は、気化される望ましいプレベイパー製剤２１の量に応じて、設定されてもよく、または予め設定されてもよい。

随意のセンサー８０および回路８２が装置１０に含まれていない場合でも、装置１０はなおも、空気がハウジング１２の内側からチムニー４８に入ることを可能にするために、一つ以上のビア８１（これらは随意に、ヒーターホルダー４６に隣接していてもよい）を随意に含みうる。ビア８１は、通気孔４２を介してチムニー４８内に導入される空気を補充するために、チムニー４８への空気の補足的供給を提供する。代替的な実施形態では、ビア８１は、ビア８１が随意に装置１０の動作使用中にチムニー４８内に導入される唯一の空気供給源となりうるように、通気孔４２の代わりに提供される。ビア８１が装置１０に含まれる場合、ハウジング１２は、装置１０のための必要な引き出し抵抗（ＲＴＤ）を大幅に増大させることなく、空気がハウジング１２に入ることを可能にするために気密でないものとする。

カートリッジ３０は、プレベイパー製剤２１をヒーター４０上に噴射することによって（以下に詳述する通り）、プレベイパー製剤２１の一貫した確実な分配をヒーター４０上に提供する。カートリッジ３０の使用により、装置１０は、プレベイパー製剤２１、または任意の構造が、特にｅベイピング装置１０の長期間の保管または非使用時に、ヒーター４０と連続的または直接的に接触することを必要としないことを確実にする。

プレベイパー製剤
装置１０のジェット分注カートリッジ３０は、プレベイパー製剤２１を収容および放出する。一実施形態では、プレベイパー製剤２１は、蒸気に変換される材料または材料の組み合わせである、比較的高粘度で高密度の製剤である。例えば、プレベイパー製剤２１は、水、ビーズ、溶剤、活性成分、エタノール、植物抽出物、天然風味または人工風味、グリセリンおよびプロピレングリコールなどのベイパー形成体、ならびにこれらの組み合わせ（ただしこれらに限定されない）を含む、液体製剤、固体製剤、またはゲル製剤のうちの少なくとも一つであってもよい。一実施形態では、プレベイパー製剤２１は、約１センチポアズ〜１００センチポアズ（または、好ましくは、４０センチポアズ〜１００センチポアズ、またはより好ましくは４０センチポアズ〜８０センチポアズ）の範囲の粘度、および約１．０ｇ／ｍｍ³〜１．３ｇ／ｍｍ³（２５℃の温度で）の範囲の密度を有する。

一実施形態では、プレベイパー製剤２１は、加熱すると放出される揮発性たばこ風味化合物を含む。プレベイパー製剤２１はまた、製剤１６全体に分散されたたばこ要素を含んでもよい。たばこ要素がプレベイパー製剤２１内に分散される時、たばこ要素の物理的整合性は保持される。例えば、たばこ要素は、プレベイパー製剤２１中の２〜３０重量パーセントである。別の方法として、プレベイパー製剤２１は、たばこ風味以外の香味、またはたばこ風味に加えて、香味付けされうる。

一実施形態では、プレベイパー製剤２１の少なくとも一つのベイパー形成体は、ジオール（プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、またはその両方）、グリセリンおよびその組み合わせを含む群から選択されうる。ベイパー形成体は、プレベイパー製剤２１の重量に基づき約２０重量パーセント〜プレベイパー製剤２１の重量に基づき約９０重量パーセントの範囲の量で含まれる。（例えば、ベイパー形成体は、約５０パーセント〜約８０パーセント、より好ましくは約５５パーセント〜約７５パーセント、または最も好ましくは約６０パーセント〜約７０パーセントの範囲である）さらに、一実施形態では、プレベイパー製剤２１は、約１：４〜４：１の範囲の重量比でジオールおよびグリセリンを含み、ここでジオールはプロピレングリコール、または１，３−プロパンジオールまたはその組み合わせである。この比は約３：２であることが好ましい。

プレベイパー製剤２１はまた、水を含む。水は、プレベイパー製剤２１の重量に基づき約５重量パーセント〜プレベイパー製剤２１の重量に基づき約４０重量パーセントの範囲の量で、より好ましくはプレベイパー製剤２１の重量に基づき約１０重量パーセント〜プレベイパー製剤２１の重量に基づき約１５重量パーセントの範囲の量で含まれる。一実施形態では、水（およびニコチンまたは風味剤）ではないプレベイパー製剤２１の残りの部分は、ベイパー形成体（上述）であり、ベイパー形成体は３０重量パーセント〜７０重量パーセントのプロピレングリコールであり、ベイパー形成体の残りはグリセリンである。

プレベイパー製剤２１は随意に、風味剤を約０．２重量パーセント〜約１５重量パーセント（例えば約１パーセント〜約１２パーセント、より好ましくは約２パーセント〜約１０パーセント、最も好ましくは約５パーセント〜約８パーセント）の範囲の量で含んでもよい。少なくとも一つの風味剤は天然風味剤でもよく、または人工風味剤でもよい。例えば、少なくとも一つの風味剤は、たばこ風味、メントール、ウインターグリーン、ペパーミント、薬草風味剤、果物風味剤、ナッツ風味剤、リカーフレーバ、ロースト系、ミント風、香辛シナモン、クローブ、およびこれらの組み合わせを含む群から選択されうる。

一実施形態では、プレベイパー製剤２１はニコチンを含む。ニコチンは、約１重量パーセント〜約１０重量パーセントの範囲の量でプレベイパー製剤２１に含まれる（例えば、ニコチンは、約２パーセント〜９パーセント、より好ましくは約２パーセント〜８パーセント、または最も好ましくは約２パーセント〜６パーセントの範囲である）。一実施形態では、ニコチンまたは風味剤ではないプレベイパー製剤２１の一部分は、１０〜１５重量パーセントの水を含み、製剤の非ニコチンおよび非風味部分の残りの部分は、６０：４０〜４０：６０の範囲の重量比のプロピレングリコールとベイパー形成体の混合物である。

ヒーター
一実施形態では、ヒーター４０は、カートリッジ３０から放出されるプレベイパー製剤２１の放出方向３０ｚ（図３に示す）に対しておよそ直角を成すように位置付けられた主表面または主軸を有する。ヒーター４０は、平面状の本体またはセラミック本体の形態であってもよい。代替的な実施形態において、ヒーター４０は、ワイヤーコイル、単線、抵抗線のカゴ、またはプレベイパー製剤２１を気化するように構成されるその他の任意の適切な形態でありうる。一実施形態では、ヒーター４０は、ヒーター４０と、カートリッジ３０によってヒーター４０の上側表面にわたって広がる分散されたプレベイパー製剤２１との間により大きな接触面を提供する、丸みのある、またはテクスチャ加工された表面を有する。一実施形態では、ヒーター４０は、以下の特許出願、「Ｔｈｒｅｅ−Ｐｉｅｃｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｖａｐｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ ｗｉｔｈ Ｐｌａｎａｒ Ｈｅａｔｅｒ」（２０１７年３月１３日出願の米国出願第１５／４５７，９１７号）内に開示されるヒーターなどの平面状ヒーターであり、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。別の実施形態では、ヒーター４０は非平面状の表面を有し、ここでヒーター４０は、例えば、可撓性の基体上に印刷されたヒーターである。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、ヒーター４０は任意の適切な電気抵抗性材料で形成される。適切な電気抵抗性材料の例には、銅、チタン、ジルコニウム、タンタル、および白金族由来の金属が挙げられるが、これらに限定されない。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、クロミウム含有、アルミニウム−チタン−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、およびステンレス鋼系の超合金が挙げられるが、これらに限定されない。例えば、ヒーター１４は、ニッケルアルミナイド、表面上にアルミナの層をもつ材料、鉄アルミナイドおよび他の複合材料で形成されてもよく、電気抵抗性の材料は、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性質に応じて、随意に断熱材料に埋め込み、封入、または断熱材料で被覆されてもよく、もしくはその逆であってもよい。ヒーター４０は、ステンレス鋼、銅、銅合金、ニッケルクロム合金、超合金、およびこれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも一つの材料を含みうる。例示的な実施形態において、ヒーター４０は窒化アルミニウム、セラミック、ニッケルクロム合金または鉄クロム合金で形成されてもよい。一実施形態において、ヒーター４０は、ヒーター４０の内表面、ヒーター４０の外表面、またはその両方上に電気抵抗性の層を有するセラミックヒーターでもよい。

別の実施形態では、ヒーター４０は、鉄アルミナイド（例えば、ＦｅＡｌまたはＦｅ₃Ａｌ）で構成される。鉄アルミナイドの使用は、それらが高い比抵抗を示すという点で有利でありうる。ＦｅＡｌは、約１８０マイクロオームの比抵抗を示し、一方で、ステンレス鋼は、約５０〜９１マイクロオームを示す。高い比抵抗は、ヒーター４０を活性化するのに必要な電流を低下させる。

ヒーター４０、または発熱体は、ヒーター４０上に堆積したプレベイパー製剤２１を気化するための温度を達成および維持する。最適な温度は、プレベイパー製剤２１の化学的特性および組成に応じて変化する。一実施形態では、プレベイパー製剤２１を気化するための好ましい温度範囲は、約２２０〜３６０℃である。別の実施形態では、閉ループ制御機構（本明細書の以下の「ｅベイピング装置の動作使用」節で説明する通り）は、プレベイパー製剤２１を気化するための好ましい温度範囲でヒーター４０を維持するのに使用される。

ジェット分注カートリッジ−例示的な構造実施形態：
ジェット分注カートリッジ３０（図４〜１３に詳細に示し、以下に説明する）は、ジェット分注を使用して、プレベイパー製剤２１の小さな液滴をヒーター４０上に噴出する（図３参照）。具体的には、カートリッジ３０は、プレベイパー製剤２１の「バブルジェット（登録商標）」分注を使用して小さな液滴を作り出すが、カートリッジ３０は、プレベイパー製剤２１を加熱および気化して小さな気泡を作り出し、気泡の膨張がカートリッジ３０から噴出される液滴を作り出す。特に、カートリッジ３０は、熱ドロップオンデマンド式バブルジェット（登録商標）カートリッジ」とみなされうるが、ここでプレベイパー製剤２１は、熱励起されて、気泡を形成するプレベイパー製剤２１の高速気化を作り出し、その後の大きな圧力増加（気泡の形成に起因する）を用いて、カートリッジ３０から排出されるプレベイパー製剤２１の高速液滴を放出する。一実施形態では、カートリッジ３０は、プレベイパー製剤２１の高い表面張力（プレベイパー製剤２１の高粘度特性によって作り出された）、ならびに凝縮に関連付けられた力およびその結果生じるカートリッジ３０内の気化された気泡の収縮が、液滴を正確かつ確実にヒーター４０の表面上に噴出するために、プレベイパー製剤２１ａ（カートリッジ３０内の）と連通する一つ以上のビア４１ａ（図７〜９参照）を通して一回分のプレベイパー製剤２１を引き出すよう作用する際に、比較的高粘度のプレベイパー製剤２１を使用する。

図４は、例示的な実施形態による、図１の装置のためのジェット分注カートリッジ３０の側面図である。カートリッジ３０は、カートリッジ３０の端をシールするノーズ３６を備えたハウジング３１を含む。ＰＣＢインターフェース３４は、ハウジング３１の底部部分から離れるように突出する。図４には円筒形のハウジング３１が示されているが、当然のことながら、ハウジング３１は、立方形状、長方形状、正方形形状などを含むがこれらに限定されない他の形状を取りうる。

図５は、例示的な実施形態による、図４のジェット分注カートリッジ３０の正面図である。カートリッジ３０のノーズ３６は、ＰＣＢインターフェース３４、ならびにＰＣＢ基板３２の残りの部分を保護および守るために、ハウジング３１の底部部分から延びる隆起したリップ３６ａを含む（少なくとも図６、９および１１に示す）。

図６は、例示的な実施形態による、図４のジェット分注カートリッジ３０の下面図または底面図である。ＰＣＢ基板３２は、カートリッジ３０の端に保持され、ここで、チップ４１上のイジェクター４１ｃの噴出ノズル４１ｃ２（図７および８参照）は、プレベイパー製剤２１の気泡（すなわち、固体液滴）をカートリッジ３０から離れるように噴出するために、下向きに面している（本明細書により詳述する通り）。すなわち、一実施形態では、噴出ノズル４１ｃは、カートリッジ３０に、カートリッジ３０の長軸方向の長さにおよそ平行な方向（カートリッジ３０の放出方向３０ｚによって図３に図示するように）にプレベイパー製剤２１の気泡を随意に噴出させるために、カートリッジ３０の下に位置付けられる。

ＰＣＢ基板３２は、カートリッジ３０のノーズ３６の隆起したリップ３６ａの閉鎖空間内に保持され、ここでリップ３６ａ上のスタブ３６ｃは、基板３２をカートリッジ３０の底部上で固定した方向内に維持するために、基板３２のノッチ３２ａと嵌合する。さらに、基板３２は、接着剤（例えば、シリコーン系の接着剤など）、溶接、ねじ、戻り止め、物理的な停止部、またはその他任意の適切な構造、接着剤物質またはその両方を含みうる任意の周知の手段を介して、リップ３６ａの閉鎖空間内にカートリッジ３０の底部に固定される。線Ｘ−Ｘに沿ったカートリッジ３０の断面図を図１０に示す（以下に説明する）。

図７は、例示的な実施形態による、図６のＰＣＢ基板３２内に保持される分注チップ４１の底面（活性要素側４１ｇ）の図である。チップ４１は、噴出ヒーター４１ｃ１（図８）、基板ヒーター４１ｄ（図８）、およびチップ４１の回路（すなわち、図７に示すＩ／Ｏ制御論理４１ｅ、および熱制御４１ｆ）をＰＣＢ基板３２のＩ／Ｏパッド３４ａ（図９）に電気的に接続するＩ／Ｏパッド４１ｂの列を含みうる。チップ４１は、ノズル４１ｃ２を通してヒーター４０に向かってプレベイパー製剤２１の気泡を放出する一つ以上のイジェクター４１ｃ（図８にも図示）を含む。イジェクター４１ｃ、およびイジェクター４１ｃのビア４１ａは、以下の特許「Ｉｎｋ Ｊｅｔ Ｐｒｉｎｔｈｅａｄｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｔｈｅｒｅｆｏｒ」（米国特許 ６，９０２，８６７号）、および「Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ Ｆｌｏｗ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｆｌｕｉｄｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌｓ」（米国特許７，０４１，２２６号）に記載された工程によって形成されてもよく、それらの全内容が参照によって本明細書に組み込まれる。一実施形態では、チップ４１は二つのビア４１ａを含み、ここで、ビア４１ａは、ビア４１ａの長軸方向の長さがチップ４１上で相互に平行であるように位置付けられる。当然のことながら、チップ４１上のビア４１ａを形成する周知の任意の方法も、上述の例示的な工程とは別に実施されてもよい。

イジェクター４１ｃの列は、ビア４１ａの長軸方向の長さに沿って、ビア４１ａの側面に並ぶ。イジェクター４１ｃのアレイは、気泡を形成するために、熱励起してカートリッジの貯蔵部２１ａからのプレベイパー製剤２１を高速で気化し、以後の大きな圧力増加（気泡の形成および成長に起因する）は、プレベイパー製剤２１の高速液滴をノズル４１ｃ２からヒーター４０に向けて排出するために、プレベイパー製剤２１がチャネル３３から噴出ヒーター４１ｃ１（図８参照）のイジェクター流体チャンバー４１ｃ３内に入るよう強制する。この気泡形成および排出に応答して、追加的なプレベイパー製剤２１が、正の変位力を介してチャネル３３を通して引き出される。一実施形態では、３２個のイジェクター４１ｃの列がビア４１ａのそれぞれの両側に並び（その結果１２８個のイジェクター４１ｃがチップ４１上に存在する）、合計８個の噴出ヒーター４１ｃ１が、ビア４１ａそれぞれに対して同時に活性化され（２キロヘルツの噴出頻度で）、その結果、全ての１２８個のイジェクター４１ｃが組み合わされて最大で約１０マイクロリットル／秒のプレベイパー製剤２１、または好ましくは約３〜６マイクロリットル／秒のプレベイパー製剤２１、または最も好ましくは約３．２マイクロリットル／秒のプレベイパー製剤２１を噴出しうる。一実施形態では、噴出ヒーター４１ｃ１（図８にも示す）は高速加熱を提供し、ここで噴出ヒーター４１ｃ１は、１マイクロ秒未満で約３２０度の温度に達する。イジェクター４１ｃによるプレベイパー製剤２１のこの気化に基づいて、ｅベイピング装置１０のヒーター４０によって生成される蒸気質量は、装置１０からの引き出し蒸気あたり約２〜３ミリグラムである。

一実施形態では、チップ４１の活性要素側４１ｇの上側表面の有意な部分は、Ｉ／Ｏパッド４１ｂおよびノズル穴４１ｃ２（イジェクター４１ｃの）がチップ４１の活性要素側４１ｇ上に露出される唯一の要素であるように、ノズルプレート１０２（図８にも図示）で覆われる。

一実施形態において、イジェクター４１ｃ（図８）およびヒーター４０（図３）は、約１００℃である、装置１０に対する蒸気出口温度を生成する（マウスピース１４において）。イジェクター４１ｃは、以下の特許「Ｉｎｋ Ｊｅｔ Ｈｅａｔｅｒ Ｃｈｉｐ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ Ｔｈｅｒｅｆｏｒ」（米国特許第６，９５１，３８４号）、および「Ｍｉｃｒｏ−Ｆｌｕｉｄ Ｅｊｅｃｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ ｈａｖｉｎｇ Ｈｉｇｈ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｈｅａｔｅｒ Ｆｉｌｍ」（米国特許第７，０８０，８９６号）を含んでもよく、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。「マイクロノズル」と言及されうるイジェクター４１ｃのノズル４１ｃ２は、以下の特許「Ｎｏｚｚｌｅ Ｍｅｍｂｅｒｓ，Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏ−Ｆｌｕｉｄ Ｅｊｅｃｔｉｏｎ Ｈｅａｄｓ」（米国特許第７，３６４，２６８号）、「Ｍｉｃｒｏ−Ｆｌｕｉｄ Ｅｊｅｃｔｉｏｎ Ｈｅａｄ ａｎｄ Ｓｔｒｅｓｓ Ｒｅｌｉｅｖｅｄ Ｏｒｉｆｉｃｅ Ｐｌａｔｅ ｔｈｅｒｅｆｏｒ」（米国特許第８，１０９，６０８号、「Ｐｈｏｔｏｉｍａｇｅａｂｌｅ Ｄｒｙ Ｆｉｌｍ Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ」（米国特許第８，２９２，４０２号）、および「Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ Ｎｏｚｚｌｅ Ｐｌａｔｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏ−Ｆｌｕｉｄ Ｅｊｅｃｔｉｏｎ Ｈｅａｄｓ」（米国特許第７，９５４，９２６号）に記載される工程によって形成されてもよく、それらの内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。一実施形態では、イジェクター４１ｃの各々は、一つのノズル４１ｃ２を含む。当然のことながら、バブルジェット（登録商標）チップ４１上にイジェクター４１ｃを形成する任意の周知の方法、およびイジェクター４１ｃ内にマイクロノズル４１ｃ２を形成する任意の周知の方法も、上述の例示的な工程とは別に実施されてもよい。

また、分注チップ４１は、一つ以上の基板ヒーター４１ｄを含む。基板ヒーター４１ｄは、噴出ヒーター４１ｃ１の作動および使用の直前、または作動および使用中の期間において分注チップ４１を温めるのに使用される。一実施形態では、四つの基板ヒーター４１ｄがチップ４１上に含まれており、ここで基板ヒーター４１ｄはチップ４１上で相互から幾分間隙を介している。チップ４１はまた、ヒーター４１ｃ１／４１ｄの作動を制御すること、およびチップ４１のＩ／Ｏパッド４１ｂとＰＣＢ基板３２のＩ／Ｏパッドとの間の制御信号の伝送および受信を制御することを含む、チップ４１の全体的動作を制御するＩ／Ｏ制御論理４１ｅを含みうる。分注チップ４１はまた、チップ４１の開始および動作使用中に基板ヒーター４１ｄの温度を能動的に制御する熱制御回路４１ｆを含んでもよい。当然のことながら、バブルジェット（登録商標）分注チップの任意の周知の構成は、図７に示し、上述する、分注チップ４１と共に、またはその代わりに用いられてもよい。

図８は、例示的な実施形態例による、図７のイジェクター４１ｃのうちの二つの断面図である。イジェクター４１ｃは、チップ４１上にあり、イジェクター４１ｃのそれぞれは、噴出ヒーター４１ｃ１、イジェクター流体チャンバー４１ｃ３、およびノズル４１ｃ２を含む。イジェクター流体チャンバー４１ｃ３は、ノズルプレート１０２、厚いフィルム層１００およびチップ４１の活性要素側４１ｇによって画定されるチャンバー構造である。チャンバー４１ｃ３は、ビア４１ａと流体連通し、ここでビア４１ａは、カートリッジ３０のチャネル３３と流体連通する（図１０参照）。イジェクター４１ｃは、ビア４１ａを通してイジェクター流体チャンバー４１ｃ３内に引き出されるプレベイパー製剤２１の高速気化を生じるように構成され、ここで気化は、イジェクターヒーター４１ｃ１によって生じる。イジェクター流体チャンバー４１ｃ３内のプレベイパー製剤２１の高速気化は、チャンバー４１ｃ３内に形成され、その後ノズル４１ｃ２を通して噴出されるプレベイパー製剤２１の固体気泡を生じ、それによって、ビア４１ａを通して追加的なプレベイパー製剤２１をプレベイパー製剤２１の正の変位を介してイジェクター流体チャンバー４１ｃ３内に引き出す。一実施形態では、ノズル４１ｃ２は、放出された端を先細りにする円錐状の放出端（図８に示す）を有する。別の実施形態では、ノズル４１ｃ２は、ノズル４１ｃ２の放出端を先細りにしない、直線のノズル壁（すなわち、ノズル４１ｃ２が均一な穴の直径を有する）を備えた放出端を有する。

チップ４１の活性要素側４１ｇは、厚いフィルム層１００によって有意に覆われてもよく、ここでノズルプレート１０２は次に厚いフィルム層１００を覆う。ノズルプレート１０２および厚いフィルム層１００は集合的に、イジェクター流体チャンバー４１ｃ３、ノズル４１ｃ２、またはその両方を画定するのに役立つ。一実施形態では、イジェクター４１ｃの構造は、「Ｍｉｃｒｏ−Ｆｌｕｉｄ Ｅｊｅｃｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ」 （２００７年１月２３日発行の米国特許第７，１６５，８３１号）に従って作製されてもよく、その全内容が参照によって本明細書に組み込まれる。

図９は、例示的な実施形態による、ジェット分注カートリッジ３０のＰＣＢ基板３２、およびチップ４１（図７も参照）の非活性要素の側面４１ｈの上面図である。ＰＣＢ基板３２は、基板３２のＰＣＢインターフェース３４の遠位端上にＩ／Ｏパッド３４ａを含みうる。Ｉ／Ｏパッド３４ａは、カートリッジ３０をリレーボードハウジング５０内のコネクター５８に電気的に接続し、ここでＩＯ制御論理４１ｅは、本明細書に記載するように、カートリッジ３０およびヒーター４０の機能を調整するために、パッド３４ａにも情報およびコマンドを分注チップ４１およびＦＰＧＡ６８との間で通信させる。

分注チップ４１は、基板３２のチップ窓３７内に保持される。特に、カートリッジ３０の組立中に、基板３２はカートリッジのノーズ３６に取り付けられ（図６および１１も参照）、それに伴い、チップ４１がチップ窓３７内に挿入され、接着剤（シーラント）３７ａを介して所定位置に保持される。接着剤３７ａは、シリコーン系の接着剤、またはチップ窓３７と分注チップ４１との間の接合部の少なくとも一部分の間に塗布されるその他任意の適切な液体不透過性のシーラントであってもよい。接着剤３７ａはまた、チップ４１の上部面をノーズ３６の底部部分に接着して接続するために使用されうる。分注チップ４１（図７でより詳細に示す）は、カートリッジ３０の作動に伴い、貯蔵部２１ａからプレベイパー製剤２１を放出するイジェクター４１ｃを含む。

図１０は、例示的な実施形態による、図６のジェット分注カートリッジ３０の（図６の線Ｘ−Ｘに沿った）断面図である。貯蔵部２１ａは、カートリッジ３０のハウジング３１によって画定され、ここで、発泡体インサート４３は、貯蔵部２１ａ内に位置付けられる。発泡体インサート４３は、プレベイパー製剤２１を収容する低密度発泡体であってもよい。発泡体インサート４３は、貯蔵部２１ａから分注チップ４１に放出されるプレベイパー製剤２１の安定した供給を促進する背圧を提供するための毛細管力を作り出すすきま空間を含む、多孔性構造でありうる（少なくとも蒸気の図７および９を参照）。当然のことながら、貯蔵部２１ａ内のマイクロ流体チャネルなどのその他の構造が、発泡体インサート４３と共に、またはその代わりに使用されてもよい。チャネル３３は、貯蔵部２１ａの底部とノーズ３６の上部との間に存在する。イジェクター４１ｃ（図７および８に示す）は、アレイで配置され、ここでイジェクター４１ｃは、以下により詳述するように、プレベイパー製剤２１の気泡をヒーター４０に向けて噴出するために、プレベイパー製剤２１をチャネル３３から噴出する。

図１１は、例示的な実施形態による、図４のジェット分注カートリッジ３０の分解図である。簡潔とするために、前述のカートリッジ３０の要素はここでは再び説明しない。カートリッジ３０は、カートリッジ３０の上部端をシールするベント３５ａを備えたリッド３５を含む。ベント３５ａは、プレベイパー製剤２１がカートリッジ３０から分配される際に、周囲空気が貯蔵部２１ａに入ることを可能にするために、一方向の通気を提供する。ノーズ３６の上部部分は、貯蔵部２１ａの下側部分に当接するチャネル３３（図１０）を画定する円筒形の突出部３６ｂを含む。フィルター３９は、ノーズ３６と貯蔵部２１ａとの間に存在してもよく、ここでフィルター３９は、プレベイパー製剤２１がカートリッジ３０から噴出される際にプレベイパー製剤２１内の不純物を細かくスクリーニングするのに適した高効率のフィルターでありうる。

一実施形態では、ＰＣＢ基板３２は、チップ窓３７を画定し、チップ窓３７は、分注チップ４１を保持する。分注チップ４１は、非活性要素側４１ｈ（図９に詳細に示す）が上方に（すなわち、貯蔵部２１ａに向かって）面し、活性要素側４１ｇ（図７に詳細に示す）が下方に（すなわち、カートリッジ３０から離れるように）面するように、窓内に嵌合される。

図４〜１１のジェットカートリッジ３０は、プレベイパー製剤貯蔵部２１ａおよび分注チップ４１を単一のカートリッジユニット内に組み込むが、代替的な実施形態では、複数の貯蔵部２１ａが単一の分注チップ４１と共に使用されるようにする（例えば図２０に示すように）ために、貯蔵部２１ａと分注チップ４１は分離されてもよい。すなわち、装置１０内で、カートリッジ３０の貯蔵部２１ａおよびハウジング３１のうちの少なくとも一つは、装置１０から取り外し可能であってもよく、貯蔵部２１ａおよびハウジング３１のうちの少なくとも一つは、交換可能および再充電可能のうちの少なくとも一方でありうる。貯蔵部２１ａおよびハウジング３１のうちの少なくとも一つは、分注チップ４１と接触するように、そして分注チップ４１と協働するために、装置１０内に挿入可能である（ここで、分注チップ４１は、装置１０内に永久的に、または半永久的に固定される）。

図１２は、例示的な実施形態による、図４のジェット分注カートリッジ３０の俯瞰図である。上述のように、カートリッジ３０のリッド３５はベント３５ａを含む。一方向ベント３５ａは、カートリッジ３０からのプレベイパー製剤２１の放出中に貯蔵部２１ａから枯渇する流体の容積を変位させるために、周囲空気がカートリッジ３０のハウジング３１に入ることを可能にする。

図１３は、例示的な実施形態による、図４のジェット分注カートリッジ３０の分解断面図である。簡潔とするために、前述のカートリッジ３０の要素はここで再び説明しない。高効率フィルター３９の幅は、フィルター３９が円筒形の突出部３６ｂによって部分的に画定されるチャネル３３を覆うために、カートリッジ３０のノーズ３６の円筒形の突出部３６ｂの幅よりも幾分幅広い場合がある。カートリッジ３０が組み立てられると、ノーズ３６の隆起したリップ３６ａがＰＣＢ基板３２の下側表面より下に延び、かつ分注チップ４１の下側表面より下に延びて、隆起したリップ３６ａが基板３２およびチップ４１の下側表面を保護するように、ＰＣＢ基板３２はノーズ３６下に嵌合する（図１０に示すように）。

図１４は、例示的な実施形態による図１および３のｅベイピング装置１０の分解図である。簡潔とするために、図３に関連して（上記で）説明した装置１０の要素は、ここで再び説明しない。一実施形態では、装置１０はリレーボードハウジング５０を含み、ハウジング５０は開口部５３を含む。ヒーターハウジング４８の近位端４８ｂは、装置１０が組み立てられた時に、ヒーターハウジング４８の近位端４８ｂがマウスピース１４の遠位端と接触できるようにするために、開口部５３を通して嵌合しうる。カートリッジハウジングシール（ガスケット）５１は、カートリッジハウジング１６とリレーボードハウジング５０との間に液密シールを提供するために、カートリッジハウジング１６をガスケット５１に対して押し上げることを可能するために、リレーボードハウジング５０の外周の周りに嵌合される。リレーボードハウジング５０はまた、スロット５５を含む。スロット５５は、カートリッジ３０がカートリッジハウジング１６内に取り付けられた時に、カートリッジ３０のＰＣＢインターフェース３４の遠位端を受け入れる。リレーボード５６は、ＰＣＢメスエッジコネクター５８を含み、ＰＣＢメスエッジコネクター５８は、リレーボードハウジング５０のスロット５５に当接し、それによってＰＣＢインターフェース３４がＰＣＢエッジコネクター５８内に嵌合することを可能にする。したがって、ＰＣＢエッジコネクター５８は、カートリッジ３０がカートリッジハウジング１６内に取り付けられた時に、カートリッジ３０をリレーボードハウジング５０に対して保持するために、カートリッジ３０のＰＣＢインターフェース３４をしっかりと保持する。

液体ポート（オリフィス）４９は、ヒーターハウジング４８の上部面によって画定される。ポート４９は、カートリッジ３０がヒーターハウジング４８内のヒーター４０上にプレベイパー製剤２１を放出することを可能にする。ヒーターハウジング４８の遠位端４８ａは、ヒーターハウジング基部５２の内部表面上のねじ山と結合可能であるねじ山を含む。ヒーターコネクター５４は、ヒーターホルダー４６の遠位端がヒーターコネクター５４と接触し、その内に保持されることを可能とするために、ヒーターハウジング基部５２内に挿入可能である。ヒーターコネクター５４は、電気接点７０を介してヒーター電力コネクター６４からヒーターホルダー４６へ電流を提供するために導電性である。ヒーターホルダー４６からの電流は、ヒーター４０がプレベイパー製剤２１を気化することを可能にするために（以下でより詳述するように）、ヒーター４０を電気的に作動させるためにヒータートング４４を通ってヒーター４０に通る。

図１５は、例示的な実施形態による、図１のｅベイピング装置１０の側面図である。具体的には、図１５は装置１０の一般的なレイアウトを図示し、ここでマウスピース１４、マウスピーススタック１５、およびカートリッジハウジング１６は、装置１０の一方の端に位置付けられており、二つの電力入力（電源コネクター２２およびＵＳＢコネクター２４）は、装置１０の他方の端上に位置付けられる。

図１６は、例示的な実施形態による、図１のｅベイピング装置１０の正面図である。具体的には、図１６は、装置１０の端のレイアウトを図示し、ここでマウスピース１４はカートリッジハウジング１６の下端から発出する。取り付けねじ２６は、カートリッジハウジング１６を装置１０のハウジング１２に接続するのに使用されうる。

図１７は、例示的な実施形態による、図１のｅベイピング装置１０の背面図である。具体的には、図１７は、装置１０の他方の端のレイアウトを図示し、ここで電力入力（電源コネクター２２、およびＵＳＢコネクター２４）は、装置１０の端の上部の近くに位置付けられる。

ｅベイピング装置の動作使用：
図１８Ａは、例示的な実施形態による、ジェット分注カートリッジ３０を備えたｅベイピング装置１０のタイミングチャート図である。このタイミングチャートは図１の装置１０に関して（以下に）記述しているが、当然のことながら、図１８と関連して説明する時間チャート、放出レート、温度、およびその他のパラメータは、本明細書に記載されるその他のｅベイピング装置の実施形態にも等しく適用される。

図１８Ａのタイミングチャートに関して、装置１０は、工程Ｓ１００に示す通り、電力スイッチ１８を押すことによって電力がオンになる。装置１０がオンになると、装置１０は「スタンバイ」モードにあると考えられる。スタンバイモードでは、ＭＣＵ６３／ＦＰＧＡ６８は、電源２８から、ヒーター電力コネクター６４、ヒーターコネクター５４、およびトング４４を通ってヒーター４０に電流を送り、それに伴い、ヒーター４０が約３〜５秒の「予熱」期間の間「高電力」設定で電気的に活性化される（ステップＳ１０２で）。

ヒーター４０の予熱中に発生する、ヒーター４０の「高電力」期間の後に、ヒーター４０は約１００〜２００℃の予熱温度に上昇し（ステップＳ１０２ａで）、この温度がＭＣＵ６３によって検出される。例えば、一実施形態では、ＭＣＵ６３は、ヒーター４０の抵抗を測定するためにヒーター４０に送られる電流の大きさを感知するように構成されるが、ＭＣＵ６３は、ヒーター４０に、ヒーター４０の抵抗によって指標付けされる温度を提供する内部ルックアップテーブルを含みうる。別の方法として、任意の周知の温度感知方法またはセンサーを使用してもよい。初期の「高電力」期間の後に、ＭＣＵ６３は、電流が「中間電力」範囲で留まるように、ヒーター４０への電流を低減する（ステップＳ１０４で）。当然のことながら、実際の「スタンバイ」期間は変化しうるため、ＭＣＵ６３は、ヒーター４０の「スタンバイ」（予熱）温度を１００〜２００℃の所望の範囲内に維持するために、「高電力」範囲と「中間電力」範囲との間でヒーター４０を変動させることで、ヒーター４０への電流を調整し続ける。

工程Ｓ１０６で、装置１０は「加熱」モードに入り、このモードは、１）ヒータースイッチ２０が手動でオンになる、または２）センサー８０が随意に「ベイピング条件」（上述の）を満たす、装置１０を通る気流を感知する、の二つの方法のうちの一つで開始しうる。特に、「加熱」モードでは、ＭＣＵ６３は、ヒータースイッチ２０が押されることに起因してヒーター４０への電流を増加させる、または、随意に、ＭＣＵ６３は、回路８２がＭＣＵ６３に、センサー８０が「ベイピング条件」を満たす、チムニー４８を通って移動する気流を感知したことを通知することに起因して、ヒーター４０への電流を増加させる。「加熱」モードを開始するためにセンサー８０および回路８２が使用される場合、センサー８０は、「ベイピング条件」（上述の）を感知することを助けるように構成される。具体的には、センサー８０は、気流の大きさおよび方向を示す出力を生成し、ここで回路８２はセンサー８０の出力を受信し、「ベイピング条件」が存在するかどうかを判定する。これらの内部「ベイピング条件」が装置１０内に存在する場合、回路８２はＭＣＵ６３に、電源２８からヒーター４０へ電力の電流を増加させる。

装置１０が「加熱」モードにあると、ＭＣＵ６３は、ヒーターが再び「高電力」設定となるように電源２８からヒーター４０への電流の流れを増加させ（工程Ｓ１０６ａ）、これが、ヒーター４０に、約１００〜２００℃で約２００〜４００℃の標的「噴射」温度範囲に温度を増加させる（工程Ｓ１０６ｂで）。「加熱」モードの開始と「噴射」モード（以下に説明）の開始との間の期間は、約３〜５秒である。

工程Ｓ１０８で、装置１０は「噴射」モードに入る。「噴射」モードは、ＭＣＵ６３がヒーター４０が２００〜４００℃の標的温度に達したと判定したことに起因して開始し、それに伴い、カートリッジ３０内の基板ヒーター４１ｄを電気的に活性化させるために、ＭＣＵ６３が電源２８に、コネクター６０／６２、リレーボード５６、コネクター５８、およびＰＣＢインターフェース３４を通して電力を送らせる（工程Ｓ１０８ａで）。特に、電流は、カートリッジ３０の制御論理４１ｅに基板ヒーター４１ｄを活性化させてチップ４１が約５０〜８０℃の予熱温度、または好ましくは約８０℃の予熱温度に達するようにするが（ステップＳ１０８ａで）、この温度は、「噴射」モード中に放出されうるプレベイパー製剤２１の効果的な粘度を低減するのに役立つ。当然のことながら、プレベイパー製剤がチップ４１内のビア４１ａと接触してこれを通過する際の、プレベイパー製剤２１のこの粘度の低減は、ヒーター４０上に放出されるプレベイパー製剤２１の量の精度を制御するのに役立つ。チップ４１が「予熱」温度に達すると（熱制御４１ｆによって確認されるように）、分注チップ４１の制御論理４１ｅは、カートリッジ３０に、「噴射モード」の残りを通してプレベイパー製剤２１を分注させる。

プレベイパー製剤２１の放出は、制御論理４１ｅによって達成され、連続的な対の噴出ヒーター４１ｃ１（一実施形態では、チップ４１上の合計で八個の噴出ヒーター４１ｃ１が一度に噴出される、これは、一実施形態では、各ビア４１ａに対して最大で四個の噴出ヒーター４１ｃ１が一度に活性化されることを意味する）が、イジェクター４１ｃの全てが各ビア４１ａに対して放出された製剤２１を有するまで、イジェクター４１ｃのそれぞれを通してプレベイパー製剤２１の液滴を連続的に噴出させる。すなわち、噴出ヒーター４１ｃ１は、各ビア４１ａの噴出ヒーター４１ｃ１のそれぞれが、噴出ヒーター４１ｃ１の噴出シーケンスが繰り返される前に活性化されるように、個々に、またはグループで活性化されうる（噴出ヒーター４１ｃ１の噴出シーケンスは、ＭＣＵ６３／ＦＰＧＡ６８からの入力信号に応答して制御論理４１ｅによって制御される）。

図１８Ｂは、例示的な実施形態による、連続的な順序で活性化される分注チップ４１の例示的な噴出ヒーター４１ｃ１の図である。実施例において、二対の噴出ヒーター４１ｃ１ａが最初にビア４１ａのそれぞれに対して活性化され（第一のシーケンスにおいて合計で８個の噴出ヒーター４１ｃ１が最初に活性化する）、その後続けて、別のヒーター４１ｃ１ｂのグループが、初期噴出ヒーター４１ｃ１ａが活性化された後に直接活性化される。一実施形態では、噴出ヒーター４１ｃ１の連続的な活性化は、噴出ヒーター４１ｃ１のそれぞれが製剤２１を放出するまで続けられ、それに伴い、噴出ヒーター４１ｃ１の活性化シーケンスが繰り返される。噴出ヒーター４１ｃ１の正確な活性化タイミングおよび作動シーケンスは、任意の周知のジェット分注方法を使用して達成されうる。

図１８Ａに戻ると、「噴射」モードの期間中、ＭＣＵ６３は、「高電力」設定にヒーター４０を維持し続け（工程Ｓ１０８ｂに示すように）、これが次にヒーター温度を約２００〜４００℃の標的範囲に維持する（ステップＳ１０８ｃで）。この望ましいヒーター４０の温度において、ヒーター４０は、ヒーター４０上のプレベイパー製剤２１の液滴を気化し、液滴を、約０．４〜５マイクロメートルの直径、または好ましくは約１マイクロメートルの直径の蒸気粒子に気化させることが予想される。

一実施形態では、「噴射」モード中、カートリッジ３０はプレベイパー製剤２１の液滴（すなわち、気泡）を噴出し、液滴それぞれは、２５〜２９マイクロメートルの直径、または８〜１３ピコリットルの容積であり、これらの液滴サイズは、従来的なｅベイピング装置で見い出される典型的な蒸気粒子サイズよりも大きい（ジェット分注を使用しない従来的な装置は、約１マイクロメートルの直径の蒸気粒子サイズを生成することが多い）。単一の流れまたはジェットでは、プレベイパー製剤２１の大きな液滴は、サイズを連続的に減少させる一連の小さい液滴によってトレーリングされる。すなわち、ジェット液滴は連続的に分配されるのではなく、パルスされる。一実施形態では、パルス周波数または噴射周波数は、１〜４キロヘルツの範囲であり、噴射された気泡のそれぞれ間で約３１．２５μｓである。一実施形態では、「噴射」モードを通したプレベイパー製剤２１の放出の平均レートは、約０．５〜３．５マイクロリットル／秒の範囲である（この範囲は、チップ４１に対して１２８個のイジェクター４１ｃがあると想定した場合に、カートリッジ３０の分注チップ４１によって放出される製剤２１の合計を表す）。各々のイジェクター４１ｃに対する分注レートの範囲は、約３．９〜２７．３ピコリットル／秒である。周囲空気および蒸気が装置１０のマウスピース１４を通して放出される蒸気出口温度は、約４０〜５０℃である。

当然のことながら、噴射されるプレベイパー製剤２１の量は、製剤２１の粘度によって影響を受けうるが、粘度は、熱コントローラ４１ｆによって調節される、分注チップ４１の温度（基板ヒーター４１ｄによって維持される）に依存する。特に、熱制御４１ｆは、所望の基板ヒーター４１ｄの温度、およびジェット分注チップ４１が装置１０の通常または長期動作中に加熱されるようになる期間中であっても噴射される正確かつ一貫した量のプレベイパー製剤２１を確実にするように設計された閉じた制御ループを維持するために、チップ４１の温度を示す信号を制御論理４１ｅに送信するように構成された、温度センサーまたは温度インジケータを含む。

ステップＳ１１０は、別の「スタンバイ」モードを開始する。「スタンバイ」では、装置は再び電力をオフにして（工程Ｓ１１０ａを参照）、ＭＣＵ６３にヒーター４０への電流を切断させる（工程Ｓ１１０ｂを参照）。装置１０の電力が再びオンされた場合（工程Ｓ１１２）、装置１０にカートリッジ３０からより多くのプレベイパー製剤２１を放出および気化させるために、工程（Ｓ１００〜Ｓ１０８）を再び繰り返す。

一実施形態では、ＵＳＢコネクター２４は、成人ｅベイピング装置使用者が、ＭＣＵ６３／ＦＰＧＡ６８のプログラミングを調節することで装置１０のパラメータを調節することを可能にするために使用される。これらの調節可能なパラメータには、例えば、噴出頻度、パルス期間、システム電圧、予熱温度、気化温度などが含まれる。一実施形態では、ＭＣＵ６３／ＦＰＧＡ６８に対するプログラミング調整は、選択可能な範囲内でこれらのパラメータを変更するために、コネクター２４を介してＭＣＵ６３／ＦＰＧＡ６８とインターフェースするモバイル装置またはコンピュータ（図示せず）の使用を通して達成される。

ｅベイピング装置に対する追加的な性能データ：
図１の装置１０（ならびに以下に記述する他の開示装置）は、約３０〜４５インチの水の全体的な引き出し抵抗（ＲＴＤ）を有する。一実施形態では、電源２８は、電源２８が再充電または交換される前に、約１２００回の吸煙の有用な寿命を有する。一実施形態では、予想される蒸気生成は、吸煙（ここで各吸煙期間は約５秒持続する）当たり約６〜１６ミリグラムであり、予想されるプレベイパー製剤２１の送達レートは、装置１０に対して約０．５〜４．０マイクロリットル／秒である。

追加的な構造実施形態：
図１９Ａは、例示的な実施形態による、図３に示す装置１０の代替的な実施形態の断面図である。一実施形態では、図１９Ａの装置１０ａは、図３に示す装置１０とは幾分異なる位置に方向付けられたヒーター４０ａを含む。特に、ヒーター４０ａは、噴射されたプレベイパー製剤２１ｂの入ってくる流れおよび入口空気４２ａの（通気孔４２を通過して）入ってくる流れのうちの少なくとも一つに対して直角を成さない主表面を有する。一実施形態では、ヒーター４０ａは、噴射されたプレベイパー製剤２１ｂおよび入口空気４２ａの入ってくる空気のうちの少なくとも一つに対して、約４５度の角度にある主表面を有する。ヒーター４０ａを離れる混入された蒸気２１ｃはまた、ヒーター４０ａの主表面（上面および下面）に対して約４５度の角度で移動する。別の実施形態では、ヒーター４０ａは、ヒーター４０ａの主表面が、噴射されたプレベイパー製剤２１ｂおよび混入された蒸気２１ｃのうちに少なくとも一つに対して直角を成す（図３に示す）または４５度（図１９Ａに示す）以外の何かしらの角度となるように方向付けられる。

図１９Ｂは、例示的な実施形態による、図３に示す装置１０の別の代替的な実施形態の断面図である。一実施形態では、装置１０ｂは、図３に示す装置１０とは幾分異なる位置に方向付けられたヒーター４０ｂを含む。特に、ヒーター４０ｂは、噴射されたプレベイパー製剤２１ｂの入ってくる流れおよび入口空気４２ａの（通気孔４２を通過して）入ってくる流れのうちの少なくとも一つとほぼ平行な主表面を有する。ヒーター４０ａを離れる混入された蒸気２１ｃは、ヒーター４０ｂの主表面に対してほぼ直角を成す角度で移動する。

図２０は、例示的な実施形態による、ｅベイピング装置のためのカートリッジ３０ａの別の代替的実施形態の図である。この実施形態では、ノーズ３６および分注チップ４１は、カートリッジ３０ａのハウジング３１から分離されてもよい。したがって、こうした実施形態では、分注チップ４１（基板３２上の）は、ｅベイピング装置内に永久的または半永久的に保持され、カートリッジ３０ａは交換可能であるか、再充電可能であるかの少なくとも一方であってもよい。分注チップ４１をノーズ３６およびカートリッジ３０ａから分離することによって、この実施形態ではｅベイピング装置の有用な寿命中に製造および消費される必要のある分注チップ４１の全体的な数が低減されるため、ｅベイピング装置の全体的なコストが低くなる。

一実施形態では、ノーズ３６および分注チップ４１は、カートリッジ３０ａがｅベイピング装置内に挿入されて取り付けられた時に、ノーズ３６およびチップ４１がカートリッジ３０ａの底部に接触するような方向でｅベイピング装置内に永久的に保持される。カートリッジ３０ａが装置内に取り付けられると、カートリッジ３０ａのノーズ３６は、カートリッジハウジング３１に対する分注チップ４１の適切な方向を確実にする。ノーズ３６およびチップ４１がカートリッジ３０ａのハウジング３１に接続されると、カートリッジ３０ａおよび分注チップ４１は、（カートリッジ３０の動作機能を説明する図１８Ａおよび１８Ｂの記載に関連して）上述するのと同一の様式で噴射機能を実施する。

一実施形態では、カートリッジ３０ａの構造、およびカートリッジハウジング３１からのノーズ３６およびチップ４１の分離（すなわち、カートリッジの「二部品構造」）は、「Ｓｕｐｐｌｙ Ｉｔｅｍ ｆｏｒ Ｖａｐｏｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ」 （２０１６年１０月２８日出願の米国出願第１５／３３６，８６３号）に従って作製することができ、その全内容が参照によって本明細書に組み込まれる。

例示的な実施形態が説明されているため、これらは多くの方法で変形されうることが明らかであろう。こうした変形は、例示的な実施形態の意図する範囲から逸脱するものとして見なされるべきではなく、当業者であれば明らかであるようなこうした修正のすべては、以下の特許請求の範囲内に含めるべきであることを意図している。

Claims (15)

1. 装置ハウジングと、
   前記装置ハウジング内の気化ヒーターと、
   前記装置ハウジング内のカートリッジであって、プレベイパー製剤を収容するように構成された貯蔵部を画定する、カートリッジと、
   前記カートリッジの第一の端上のチップであって、前記貯蔵部と流体連通している少なくとも一つのビアを画定する、チップと、を備え、
   前記チップが、少なくとも一つの第一のイジェクターを含み、前記少なくとも一つの第一のイジェクターが、前記少なくとも一つのビアと流体連通しており、前記少なくとも一つの第一のイジェクターが、前記プレベイパー製剤の液滴を前記気化ヒーターに向けて噴出するように構成され、前記気化ヒーターが、前記プレベイパー製剤の前記液滴を気化するように構成される、ｅベイピング装置。
2. 前記チップ上の少なくとも一つの基板ヒーターであって、前記チップを加熱するように構成される、少なくとも一つの基板ヒーターと、
   電源と、
   前記電源に電気的に接続された制御回路であって、前記制御回路が、
   前記気化ヒーターを活性化し、
   前記少なくとも一つの基板ヒーターを活性化して前記チップを第一の温度に加熱し、
   前記チップが前記第一の温度に達すると、前記少なくとも一つの第一のイジェクターを活性化して前記プレベイパー製剤の前記液滴を前記気化ヒーターに向けて噴出するために、前記電源から前記少なくとも一つの第一のイジェクター、前記気化ヒーター、および前記少なくとも一つの基板ヒーターへの電力供給を制御するように構成される制御回路と、をさらに備える、請求項１に記載のｅベイピング装置。
3. 前記制御回路がさらに、
   前記気化ヒーターを第二の温度に第一の加熱をすることであって、前記第二の温度が約１００〜２００℃の予熱温度である、第一の加熱を行い、
   前記気化ヒーターを第三の温度に第二の加熱をすることであって、前記第三の温度が約２００〜４００℃の標的噴射温度である、第二の加熱を行うように構成され、
   前記少なくとも一つの第一のイジェクターを前記活性化することが、前記チップが前記第一の温度に達し、かつ前記気化ヒーターが前記第三の温度に達すると達成される、請求項２に記載のｅベイピング装置。
4. 前記カートリッジが、前記装置ハウジングから取り外し可能である、請求項１、２または３に記載のｅベイピング装置。
5. 前記少なくとも一つの第一のイジェクターが、前記少なくとも一つのビアに隣接して位置付けられたマトリクスに複数のイジェクターを含み、前記複数のイジェクターのそれぞれが、
   前記チップ上の表面によって画定されるノズルと、
   前記ノズルおよび前記少なくとも一つのビアと流体連通するチャンバー構造と、
   前記チャンバーの表面上の噴出ヒーターであって、前記プレベイパー製剤を加熱して部分的に気化し、前記ノズルを通して前記気化ヒーターに向けて噴出される前記液滴を形成するように構成される噴出ヒーターと、を含む、請求項１〜４のいずれかに記載のｅベイピング装置。
6. 前記複数のイジェクターが、直径が約２５〜２９マイクロメートルである液滴サイズの前記プレベイパー製剤の前記液滴を噴出するように構成され、また前記装置が、約５秒の吸煙期間の間、吸煙当たり約６〜１６ミリグラムの生成レートで、直径が約０．４〜５マイクロメートルの蒸気粒子サイズの蒸気を生成するよう構成される、請求項５に記載のｅベイピング装置。
7. 前記少なくとも一つのビアが、前記チップによって画定される第一のビアおよび第二のビアを含む、請求項１〜６のいずれかに記載のｅベイピング装置。
8. 前記プレベイパー製剤が約４０センチポアズ〜１００センチポアズの粘度を有し、前記第一の温度が約５０〜８０℃である、請求項１〜７のいずれかに記載のｅベイピング装置。
9. 前記カートリッジがさらに、
   カートリッジハウジング、
   前記カートリッジハウジング内の突出部であって、前記突出部がチャネルを画定する、突出部、
   前記カートリッジの前記第一の端上で前記チップを保持する基体であって、前記基体が前記チャネルに当接する、基体、および、
   前記貯蔵部内の多孔性構造であって、前記プレベイパー製剤を保持するように構成される、多孔性構造、を含む、請求項１〜８のいずれかに記載のｅベイピング装置。
10. 前記チップが、前記カートリッジの前記第一の端から分離可能であり、前記装置が、前記カートリッジが前記装置ハウジングから取り外された場合、前記チップを保持するような構造とされる、請求項４に記載のｅベイピング装置。
11. 前記装置ハウジング内にトングをさらに備え、前記トングが、前記気化ヒーターの端を掴んで、前記気化ヒーターを少なくとも一つの第一のイジェクターの近くでサスペンドするように構成され、前記少なくとも一つの第一のイジェクターが、前記プレベイパー製剤の前記液滴を前記気化ヒーターに、または前記気化ヒーターを横切るように噴出するように構成される、請求項１〜１０のいずれかに記載のｅベイピング装置。
12. ｅベイピング装置を動作させる方法であって、
    第一のハウジング内の気化ヒーターと、
    前記ハウジング内のカートリッジであって、プレベイパー製剤を収容するように構成された貯蔵部を画定する、カートリッジと、
    前記カートリッジの第一の端上のチップであって、前記チップが少なくとも一つの第一のイジェクターを含む、チップと、
    前記チップ内の少なくとも一つのビアであって、貯蔵部と流体連通し、前記少なくとも一つの第一のイジェクターが、前記少なくとも一つのビアと流体連通する、少なくとも一つのビアと、
    前記少なくとも一つの第一のイジェクターおよび前記気化ヒーターに電気的に接続される電源と、を含む、ｅベイピング装置を提供することと、
    前記電源から前記気化ヒーターに第一の電流を供給して前記気化ヒーターを活性化することと、
    前記電源から前記少なくとも一つの第一のイジェクターに第二の電流を供給して前記少なくとも一つの第一のイジェクターを活性化し、前記少なくとも一つの第一のイジェクターから前記気化ヒーターに向けて前記プレベイパー製剤の液滴を噴出することと、を含む、方法。
13. 前記提供することが、前記ｅベイピング装置が前記チップに接続された少なくとも一つの基体ヒーターを含むように、前記ｅベイピング装置を提供することを含み、前記方法がさらに、
    前記電源から前記少なくとも一つの基体ヒーターに第三の電流を供給して前記少なくとも一つの基体ヒーターを活性化し、前記チップを第一の温度に加熱することであって、前記第三の電流が、前記第一の電流が供給された後に供給される、供給することを含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記第二の電流を前記供給することが、前記チップが前記第一の温度に達すると生じる、請求項１３に記載の方法。
15. 前記第一の電流を前記気化ヒーターに前記供給することが、前記気化ヒーターを活性化して第二の温度にし、前記第二の温度が、約１００〜２００℃の予熱温度であり、前記方法がさらに、
    前記電源から前記気化ヒーターに第四の電流を供給して前記気化ヒーターを活性化して第三の温度にすることであって、前記第三の温度は約２００〜４００℃であり、前記第四の電流が、前記気化ヒーターが前記第二の温度に達した後に供給される、供給することを含み、
    前記第二の電流を前記供給することが、前記チップが前記第一の温度に達し、かつ前記気化ヒーターが前記第三の温度に達すると生じ、前記第一の温度が約５０〜８０℃である、請求項１４に記載の方法。