(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーヒー豆の粉末原料と湯の混合体を飲料抽出部へ供給して所定の抽出圧でコーヒー飲料を抽出するコーヒー飲料の自動販売機において、
前記所定の抽出圧を発生する抽出圧発生手段と、
前記コーヒー飲料の販売側への供給状態および前記コーヒー飲料の抽出時間を検出する検出手段と、
前記抽出圧発生手段を制御して前記所定の抽出圧を前記供給状態および前記抽出時間に基づいて許容される最低の抽出圧に制御する制御手段を有することを特徴とするコーヒー飲料の自動販売機。
【請求項２】
前記検出手段は、前記コーヒー飲料を販売側に供給する飲料供給管に所定の間隔で配置された複数の電極であり、前記コーヒー飲料を介して前記複数の電極が導通することによって前記コーヒー飲料の供給状態を検出する構成の請求項第１項記載のコーヒー飲料の自動販売機。
【請求項３】
前記制御手段は、予め定められた所定の抽出時間と前記検出手段によって検出された前記コーヒー飲料の抽出時間との時間差に基づいて次の抽出の抽出圧を設定する構成の請求項第１項記載のコーヒー飲料の自動販売機。
【請求項４】
前記制御手段は、前記複数の電極によって構成される検出範囲の通電状態に基づいてろ過不良が認められたとき前記所定の抽出圧を所定のレベルで増加させる構成の請求項第２項記載のコーヒー飲料の自動販売機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコーヒー飲料の自動販売機に関し、特に、ろ過不良を生じることなくコーヒーの苦味や渋味を低減するコーヒー飲料の自動販売機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動販売機として、所定の粒度に粉砕したコーヒー豆の粉末原料と湯の混合体を加圧空気でろ過して得たコーヒー飲料（以下、単にコーヒーという）を販売するものがある。このような自動販売機では、設定された時間内に所定の抽出圧の加圧空気を供給して粉末原料と湯の混合体をろ過し、抽出されたコーヒーを抽出圧に基づいて販売側に圧送している。
【０００３】
加圧空気を使用したコーヒーの抽出動作において、混合体のろ過時に高圧の抽出圧が加わると、コーヒー豆が圧搾されて苦味や渋味等の不純物がコーヒーに混入する。このような不純物を多く含むコーヒーは品質の劣化が早いことから、１回の抽出で複数杯のコーヒーを抽出して貯蔵槽に貯蔵するバッチ抽出や、苦味や渋味を抑えたコーヒーを抽出するときには抽出圧を小にして低圧でろ過を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の自動販売機によると、ろ過に要する時間は温度や湿度の不確定要素によって変動するため、たとえ低圧でもろ過速度に応じた抽出圧以上の圧力が加わると結果的に混合体が圧搾されてコーヒー豆から苦味や渋味が搾り出されることになる。一方、抽出圧を低くし過ぎると、ろ過時間が長くなり、また、抽出されたコーヒーの圧送不良等のろ過不良を生じることがある。
従って、本発明の目的はろ過不良を生じることなく、混合体を圧搾しない抽出圧でコーヒーを抽出することができるコーヒー飲料の自動販売機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、コーヒー豆の粉末原料と湯の混合体を飲料抽出部へ供給して所定の抽出圧でコーヒー飲料を抽出するコーヒー飲料の自動販売機において、
前記所定の抽出圧を発生する抽出圧発生手段と、
前記コーヒー飲料の販売側への供給状態および前記コーヒー飲料の抽出時間を検出する検出手段と、
前記抽出圧発生手段を制御して前記所定の抽出圧を前記供給状態および前記抽出時間に基づいて許容される最低の抽出圧に制御する制御手段を有するコーヒー飲料の自動販売機を提供する。
【０００６】
本発明のコーヒー飲料の自動販売機において、検出手段は、コーヒー飲料を販売側へ供給する飲料供給管に所定の間隔で配置された複数の電極であり、コーヒー飲料を介して複数の電極が導通することによって飲料の供給状態を検出する構成とすることが好ましい。制御手段は、予め定められた所定の抽出時間と検出手段によって検出されたコーヒー飲料の抽出時間との時間差に基づいて次の抽出の抽出圧を設定する構成としても良く、複数の電極で構成される検出範囲の通電状態に基づいてろ過不良が認められたとき所定の抽出圧を所定のレベルで増加させても良い。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のコーヒー飲料の自動販売機を図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明の実施の形態に係るコーヒー飲料の自動販売機を示し、コーヒーの粉末原料と湯の混合体を加圧空気でろ過することによってコーヒーを抽出する飲料抽出部１０と、飲料抽出部１０に所定の抽出圧の加圧空気を供給する抽出ポンプ６０と、抽出されたコーヒーを貯蔵する貯蔵槽２０、３０と、抽出されたコーヒーの供給先を切り替える切替弁４０が飲料供給管１１、２１、および３１を介して接続されており、飲料供給管１１、２１、および３１にはセンサ１２、１３、２２、および３２が設けられている。
【０００９】
飲料抽出部１０は、抽出ポンプ６０から供給される加圧空気に基づいて混合体をろ過する。飲料供給管１１、２１、および３１に設けられたセンサ１２、１３、２２、および３２は、隣接するセンサがコーヒーを介して通電する特性を利用して飲料の供給状態を検出する。切替弁４０は、飲料抽出部１０あるいは貯蔵槽２０、３０から供給される飲料を飲料供給管４１を介して販売側に供給する。センサ１２、１３、２２、および３２の検出信号は抽出制御部５０に出力され、抽出制御部５０は、飲料供給管１１、２１、および３１内の飲料の供給状態に基づいて抽出ポンプ６０の回転を制御する。
【００１０】
抽出ポンプ６０は、モータの回転数によって飲料抽出部１０に供給する空気量の調節を行うものであり、抽出制御部５０から出力される制御信号によって回転数が制御される。
【００１１】
図２は、本実施の形態のコーヒー飲料の自動販売機の抽出動作を示すフローチャートであり、このフローチャートに基づいて抽出されたコーヒーを貯蔵槽を介さずに販売する都度販売の動作を説明する。
【００１２】
最初に、飲料抽出部１０に供給する加圧空気の抽出圧と、抽出動作を行う時間（以下、抽出時間という）を初期値として設定する（ステップ１００）。図３に示すタイミングチャートの時刻ｔ1 において抽出動作が開始されると、抽出ポンプ６０がＯＮになり、飲料抽出部１０に初期値に基づく加圧空気が供給されて混合体のろ過が行われる（ステップ１０１）。混合体からろ過されたコーヒーは飲料供給管１１から切替弁４０を介して飲料供給管４１へ流出する。
【００１３】
抽出制御部５０は、抽出動作を開始して２秒後の時刻ｔ2 において、飲料供給管１１に設けられているセンサ１２、１３間の通電状態を検出する（ステップ１０２）。これは、抽出を開始してもすぐには飲料供給管１１にコーヒーが来ないことによる。抽出開始後はセンサ１２、１３間の通電状態が２秒間隔で検出される。
【００１４】
初期値の抽出圧は、例えば、経験値等に基づいて設定することができるが、抽出開始時の温度や湿度等の環境条件に必ずしも適しているとは限らない。図３に示す抽出開始後の時刻ｔ3 において、センサ１２、１３間が非通電状態となる場合には、初期値の抽出圧が低過ぎてコーヒーを圧送できないことが考えられる。このような場合には、抽出ポンプ６０の回転数を高めることにより抽出圧を所定の１レベルだけ上昇させる。抽出圧の変更後、センサ１２、１３間の通電が得られないときは更に所定の１レベルだけ抽出圧を上昇させる。時刻ｔ4 おいてセンサ１２、１３間の通電が確認されると、以降の抽出動作はセンサ１２、１３間の通電が確認されたときの抽出圧で続行される。
【００１５】
図３に示す時刻ｔ5 では、センサ１２、１３間が通電状態にあり、混合体のろ過が継続して行われていることから、初期値に基づく設定時間で抽出終了のタイミングであっても抽出動作は続行される。このような状態では、コーヒーのろ過速度が予測されたろ過速度よりも遅いので、抽出ポンプ６０の回転数を制御して抽出圧を所定の１レベルだけ上昇させる。時刻ｔ5 以降は５秒毎に抽出圧を上記した所定の１レベル単位で増加させる。
【００１６】
抽出動作の最終段階では、泡状となったコーヒーがセンサ１２、１３間を通過することによる通電抵抗の増大（時刻ｔ6 ）を生じる。この通電抵抗の増大を検出してから２秒間のエアブローを行って管内の液体を除去した後、時刻ｔ7 において抽出ポンプ６０をＯＦＦにする（ステップ１０３）。
【００１７】
また、自動販売機に異常が生じて抽出時間が異常に長くなるような場合に備えて、強制的に抽出動作を終了させる時間（最長抽出時間）を予め設定しておき、最長抽出時間を超えても抽出動作が続くときには異常と判断して強制的に終了させる。
【００１８】
抽出制御部５０は、抽出動作の終了後に、初期値に基づく抽出時間と実際の抽出時間の時間差を演算し（ステップ１０４）、この時間差が予め設定された抽出時間より５秒以上長いときは、次回の抽出圧を初期値の抽出圧より１レベル高い抽出圧に設定する（ステップ１０５）。
【００１９】
図４は、初期値に基づく抽出時間より短時間で実際の抽出時間が完了したときのタイミングチャートを示し、時刻ｔ3 から飲料供給管１１、４１のエアブローを行って時刻ｔ4 で抽出ポンプ６０がＯＦＦとなっており、初期値に基づく抽出時間の時刻ｔ5 に対して時間差を生じている。この時間差が予め設定された抽出時間より５秒以上早いときは、次回の抽出圧を初期値の抽出圧より１レベル低い抽出圧に設定する。
【００２０】
上記した構成によると、初期値に基づく抽出時間と実際の抽出時間との時間差に基づいて抽出圧を変更するようにしたので、混合体を圧搾することがなく、コーヒー豆から苦味や渋味を搾り出すことがない。また、飲料供給管に設けられたセンサの通電状態から抽出圧不足を検出することによって、ろ過不良を防止することができる。
【００２１】
次に、抽出されたコーヒーを貯蔵槽（貯蔵槽２０）に貯蔵する抽出動作を、図２に示すフローチャート、および図５に示すタイミングチャートに基づいて説明する。
【００２２】
最初に、飲料抽出部１０に供給する加圧空気の抽出圧と抽出時間を初期値として設定する（ステップ１００）。図５に示すタイミングチャートの時刻ｔ1 において抽出動作が開始されると、抽出ポンプ６０がＯＮになり、飲料抽出部１０に初期値に加圧空気が供給されて混合体のろ過が行われる（ステップ１０１）。混合体からろ過されたコーヒーは飲料供給管１１から切替弁４０を介して飲料供給管２１へ流出する。
【００２３】
抽出制御部５０は、抽出動作を開始して２秒後の時刻ｔ2 において、飲料供給管１１に設けられているセンサ１２、１３間（以下、区間Ａという）の通電状態を検出する。区間Ａの通電が検出されると、時刻ｔ3 において、センサ１３、２２間（以下、区間Ｂという）の通電状態を検出する。区間Ｂの通電が検出された後は、区間Ａおよび区間Ｂの通電状態が２秒間隔で検出される。
【００２４】
時刻ｔ4 において、区間Ａが通電状態であり、区間Ｂが非通電状態となっているが、この場合は初期値の抽出圧が低過ぎてコーヒーを区間Ａより貯蔵槽側に圧送できないことが考えられる。従って、都度販売時の抽出動作と同様に、抽出ポンプ６０の回転数を高めることによって抽出圧を所定の１レベルだけ上昇させる。抽出圧の変更後、区間Ｂの通電が得られないときは更に所定の１レベルだけ抽出圧を上昇させる。時刻ｔ5 おいて区間Ｂの通電が確認されると、以降の抽出動作は区間Ｂの通電が確認されたときの抽出圧で続行される。
【００２５】
時刻ｔ6 では、区間Ａおよび区間Ｂ共に通電状態にあり、混合体のろ過が継続して行われていることから、初期値に基づく設定時間で抽出終了のタイミングであっても抽出動作は続行される。このような状態では、コーヒーのろ過速度が予測されたろ過速度よりも遅いので、抽出ポンプ６０の回転数を制御して抽出圧を所定の割合の１レベルだけ上昇させる。時刻ｔ5 以降は５秒毎に抽出圧を上記した１レベルの割合で増加させる。
【００２６】
抽出動作の最終段階では、泡状となったコーヒーが区間Ａを通過することによる通電抵抗の増大（時刻ｔ7 ）が生じた後、区間Ｂについても同様の現象による通電抵抗の増大（時刻ｔ8 ）が生じる。この区間Ａおよび区間Ｂの通電抵抗の変化を検出してから２秒間のエアブローを行って管内の液体を除去した後、時刻ｔ9 において抽出ポンプ６０をＯＦＦにする（ステップ１０３）。
【００２７】
また、都度販売時の抽出動作と同様に、自動販売機に異常が生じて抽出時間が異常に長くなるような場合に備えて、最長抽出時間を予め設定しておき、最長抽出時間を超えても抽出動作が続くときには異常と判断して強制的に終了させる。
【００２８】
抽出制御部５０は、抽出動作の終了後に初期値に基づく抽出時間と実際の抽出時間の時間差を演算し（ステップ１０４）、この時間差が予め設定された抽出時間より５秒以上長いときは、次回の抽出圧を初期値の抽出圧より１レベル高い抽出圧に設定する（ステップ１０５）。
【００２９】
図６は、初期値に基づく抽出時間より短時間で実際の抽出時間が完了したときのタイミングチャートを示し、時刻ｔ4 において区間Ａが非通電状態となり、続いて時刻ｔ5 に区間Ｂが非通電状態となることでろ過の終了が確認され、飲料供給管１１、２１のエアブローを行った後の時刻ｔ6 に抽出ポンプ６０がＯＦＦとなっており、初期値に基づく抽出時間の時刻ｔ7 に対して時間差を生じている。この時間差が予め設定された抽出時間より５秒以上早いときは、次回の抽出圧を初期値の抽出圧より１レベル低い抽出圧に設定する。
【００３０】
この抽出動作は、貯蔵槽３０にろ過されたコーヒー貯蔵する場合についても同様であり、貯蔵槽３０への貯蔵時にはセンサ１２、１３間およびセンサ１３、３２間の通電状態に基づいて抽出動作を制御する。
【００３１】
上記した構成によると、貯蔵槽に貯蔵されるコーヒーを抽出する際に混合体を圧搾しないことから、コーヒーの品質低下を早める苦味や渋味の少ないコーヒーを抽出することができる。また、飲料供給管に設けられたセンサの通電状態から抽出圧不足を検出することによって、ろ過不良を防止することができる。
【００３２】
また、本発明ではコーヒーを抽出する際の抽出圧制御について説明したが、お茶等の他の抽出飲料の抽出圧制御に適用することもできる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のコーヒー飲料の自動販売機によると、コーヒー飲料の供給状態および抽出時間を飲料供給管に設けられたセンサで検出し、抽出圧を制御するようにしたため、ろ過不良を生じることなく抽出動作を行うことができる。また、センサの検出信号に基づいて次工程における抽出動作の抽出圧を設定するようにしたため、混合体を圧搾しない抽出圧でコーヒーを抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるコーヒー飲料の自動販売機を示す説明図。
【図２】本発明の実施の形態における抽出動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態における都度販売の抽出動作を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施の形態における都度販売の抽出動作を示すタイミングチャートである
【図５】本発明の実施の形態における貯蔵槽への抽出動作を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施の形態における貯蔵槽への抽出動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０，飲料抽出部
１１，飲料供給管
１２，センサ
１３，センサ
２０，貯蔵槽
２１，飲料供給管
２２，センサ
３０，貯蔵槽
３１，飲料供給管
３２，センサ
４０，切替弁
４１，飲料供給管
５０，抽出制御部
６０，抽出ポンプ
【図１】
0003637752.tif 000002
【図２】
0003637752.tif 000003
【図３】
0003637752.tif 000004
【図４】
0003637752.tif 000005
【図５】
0003637752.tif 000006
【図６】
0003637752.tif 000007