(57)【要約】【課題】迅速なサイクル時間で飲料を抽出する装置。【解決手段】ある量の混合可能な材料を保持するためのポッド。ポッドは、円形の側壁およびベースを含むことができる。ベースは、いくつかのアパーチャを含むことができる。実質的に剛性の濾紙をベースの周囲に配置することができる。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある量の混合可能な材料を保持するためのポッドであって、
円形の側壁と、
複数のアパーチャを備えたベースと、
前記ベース上に配置された実質的に剛性の濾紙と、を備えるポッド。
【請求項２】
前記ベースおよび前記円形の側壁は、高さと直径との比率が約０．４３５以下である、請求項１に記載のポッド。
【請求項３】
前記複数のアパーチャがそれぞれ、約１．６ミリメートル（約０．０６３インチ）の直径を備える、請求項１に記載のポッド。
【請求項４】
前記複数のアパーチャが約５４個のアパーチャを備える、請求項３に記載のポッド。
【請求項５】
前記円形の側壁内に配置された凹状の蓋をさらに備える、請求項１に記載のポッド。
【請求項６】
前記実質的に剛性の濾紙が、約４０ｇ／ｍ２という坪量を有する、請求項１に記載のポッド。
【請求項７】
前記実質的に剛性の濾紙が、約６２キロパスカルの湿潤破裂強度を備える、請求項１に記載のポッド。
【請求項８】
前記実質的に剛性の濾紙が複数枚の濾紙を備える、請求項１に記載のポッド。
【請求項９】
前記抽出可能な材料が、前記円形の側壁と直接接触する、請求項１に記載のポッド。
【請求項１０】
前記実質的に剛性の濾紙が、最大約１１バール（約１６０ポンド／平方インチ）の水圧で変形しない、請求項１に記載のポッド。
【請求項１１】
原料から粉砕物を調製し、包装する方法であって、
前記粉砕物の最小１０％（ｄ（０．１））が約４０ミクロンを含むように、前記原料を前記粉砕物にローラ粉砕するステップと、
前記粉砕物を実質的に剛性のポッド内に配置するステップと、
蓋で前記粉砕物をおさえるステップと、を含む方法。
【請求項１２】
前記ローラ粉砕ステップが、
粉砕物の８０％超が約２２０から約２５０ミクロンの間の粒子サイズ分布を含むように、前記粉砕物を粉砕することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ローラ粉砕ステップが、表面積平均直径が少なくとも約１００ミクロンになるように、前記粉砕物を粉砕することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記配置するステップおよび前記おさえるステップの結果、粉砕物密度が約０．３７１グラム／ミリリットルから約０．４２６グラム／ミリリットルになる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
約６から約１４秒の間、前記粉砕物を抽出するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
ある量の混合可能な材料を保持するためのポッドであって、
実質的に剛性の側壁と、
実質的に剛性のベースと、
蓋とを備え、
前記側壁が、内径と、前記ベースから前記蓋まで延びる有効高さとを有し、
前記有効高さと前記内径が、約０．４４未満の比率を有するポッド。
【請求項１７】
前記比率が約０．３以下を含む、請求項１６に記載のポッド。
【請求項１８】
実質的に剛性の側壁と、
実質的に剛性のベースと、
蓋と、
その内部に配置されたコーヒー粉砕物と、を備え、
前記コーヒー粉砕物の７５％超が、約２００から約３００ミクロンの間の粒子サイズ分布を含むコーヒー・ポッド。
【請求項１９】
前記コーヒー粉砕物の８０％超が、約２２０から約２５０ミクロンの間の粒子サイズ分布を含む、請求項１８に記載のコーヒー・ポッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、材料を抽出するための容器に関し、特に、コーヒー、ティーおよび他の飲料を自動的に抽出する際に使用するポッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
種々のタイプのコーヒーおよびティーの自動ディスペンサが周知である。一般的に、これらのディスペンサは、一定量の挽いたコーヒー、茶葉、または他のタイプの抽出可能な材料を何らかの種類の容器内で保持する。通常は、飲料を抽出するように、湯が材料に添加される。材料は、通常、ある種の使い捨て容器内で保持され、この容器は湯が通過できるように開放または貫通していなければならない。
【０００３】
これらの周知の抽出装置の１つの欠点は、抽出材料と接触する装置の要素を通常洗浄しなければならないことである。さらに、材料の容器は、飲料毎にディスペンサに挿入し、位置合わせしなければならない。その結果、飲料ディスペンサは全体として、飲料サイクル間に多少時間がかかることがある。というのは、容器を挿入し、位置合わせし、取り出し、および／またはディスペンサ要素を洗浄しなければならないからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、迅速なサイクル時間で飲料を抽出する装置が望まれる。装置は、比較的低価格で、簡単に使用され、高品質の飲料を生成することが好ましい。同様に、装置は、好適には、異なるタイプの抽出飲料および量の抽出材料に合わせて適応可能であることが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
それ故、本出願は、ある量の混合可能な材料を保持するためのポッドについて説明する。ポッドは、円形の側壁およびベースを含むことができる。ベースは、いくつかのアパーチャを含むことができる。実質的に剛性の濾紙をベースの周囲に配置することができる。
【０００６】
ベースおよび円形の側壁は、約０．４３５以下の高さと直径との比率であってもよい。アパーチャの数は約５４個であってもよい。円形の側壁内には凹状の蓋を配置することができる。
【０００７】
実質的に剛性の濾紙は、１平方メートル当たり約４０グラムの坪量および約６２キロパスカルの湿潤破裂強度を有することができる。濾紙は、最大約１１バールの水圧で約８から約１５秒の間変形しにくい。濾紙は、数枚の濾紙を含むことができる。抽出材料は、円形の側壁と直接接触することができる。
【０００８】
本明細書で説明する方法は、原料から粉砕物を調製し、包装する。方法は、粉砕物の最小１０％（ｄ（０．１））が約４０ミクロンであるように、原料をローラ粉砕するステップと、粉砕物を実質的に剛性のポッド内に配置するステップと、粉砕物を蓋でおさえるステップとを含む。
【０００９】
ローラ粉砕ステップは、粉砕物の８０％超が約２２０から約２５０ミクロンの間の粒子サイズ分布を有するように、粉砕物を粉砕することを含んでもよい。ローラ粉砕ステップは、また、少なくとも約１００ミクロンの表面平均直径を提供することもできる。配置するステップおよびおさえるステップの結果、粉砕物の密度が１ミリリットル当たり約０．３７１グラムから１ミリリットル当たり約０．４２６グラムになる。この方法は、さらに、約６から約１４秒の間、粉砕物を抽出するステップを含むことができる。
【００１０】
本出願は、さらに、ある量の混合可能な材料を保持するためのポッドについても説明する。ポッドは、実質的に剛性の側壁、実質的に剛性のベース、および蓋を含むことができる。側壁は、内径およびベースから蓋まで延びる有効高さを含むことができる。有効高さおよび内径は、約０．４４未満の比率を含むことができる。この比率は約０．３以下でもよい。
【００１１】
本出願はさらにコーヒー・ポッドについて説明する。コーヒー・ポッドは、実質的に剛性の側壁、実質的に剛性のベース、蓋、およびその内部に配置されたコーヒー粉砕物を含むことができる。コーヒー粉砕物の７５％超が、約２００から約３００ミクロンの間の粒子サイズ分布であってもよい。代替的に、コーヒー粉砕物の８０％超が、約２２０から約２５０ミクロンの間の粒子サイズ分布であってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に図面を参照すると、類似の番号はいくつかの図を通して類似の要素を指し、図１および図２は、飲料ディスペンサ・システム１００の１つの用途を示す。これらの図では、ポッド抽出装置３００が図示されている。ポッド抽出装置３００は、図示のように、湯リザーバ１６０内に配置され、注水ノズル２００と連通する熱交換器１５０を含むことができる。この実施形態では、飲料ディスペンサ・システム１００の要素は、全体としてディスペンサ・フレーム３０５に装着される。ディスペンサ・フレーム３０５は、ステンレス鋼、アルミ、他のタイプの金属、または他のタイプの実質的に耐食性の材料で作成することができる。
【００１３】
注水ノズル２００は、カップ２３０または任意の他のタイプの受け器内で所望の飲料を生成するように、１つまたは複数のポッド・カートリッジ２１０と相互作用することができる。ポッド・カートリッジ２１０は、飲料ディスペンサ・システム１００内で、タレット・アセンブリ３１０内に配置することができる。タレット・アセンブリ３１０は、ディスペンサ・フレーム３０５に固定状態で取り付けることができる。図３に示すように、タレット・アセンブリ３１０は、タレット・フレーム３２５内に配置されたタレット板３２０を含むことができる。タレット・フレーム３２５はステンレス鋼、アルミ、他のタイプの従来の金属、または類似のタイプの実質的に耐食性の材料で作成することができる。タレット板３２０は、実質的に円形、または任意の都合のよい形状を有することができる。タレット板３２０は、いくつかのポッド・アパーチャ３３０を含むことができる。ポッド・アパーチャ３３０は、ポッド・カートリッジ２１０を収容するようなサイズにすることができる。タレット板３２０はタレット・ピン３４０の周囲で旋回することができる。タレット・モータ３５０は、タレット・アセンブリ３１０を駆動することができる。タレット・モータ３５０は、従来の交流モータまたは類似のタイプの装置であってもよい。タレット・モータ３５０は、約６から約３０ｒｐｍでタレット・アセンブリ３１０を駆動することができ、約２５ｒｐｍが好ましい。
【００１４】
タレット板３２０は、また、その周囲に配置されたいくつかの回り止め３６０を有することができる。回り止め３６０は、各タレット・アパーチャ３３０の周囲に配置することができる。回り止め３６０は、タレット板３２０の回転を制御するように、１つまたは複数のリミット・スイッチ３６５と協働することができる。リミット・スイッチ３６０が回り止め３６０の１つと遭遇すると、板３２０の回転を停止することができる。板３２０の回転は、類似のタイプの装置で制御することができる。
【００１５】
タレット・アセンブリ３１０の隣には、注水器アセンブリ４００を配置することができる。注水器アセンブリ３１０は、ディスペンサ・フレーム３０５に固定状態で取り付けることができる。注水器アセンブリ４００は、また、タレット・アセンブリ３１０の上方に延びる注水器フレーム４１０を含むことができる。注水器フレーム４１０はステンレス鋼、他のタイプの金属、または類似のタイプの実質的に耐食性の材料で作成することができる。
【００１６】
次に図４および図５を参照すると、注水器アセンブリ４００は、図２に関して上述したような注水ノズル２００を含むことができる。注水ノズル２００は、必要に応じてポッド・カートリッジ２１０を貫通するように狭い先端、またはポット・カートリッジ２１０を収容する広いアパーチャを有することができる。注水器アセンブリ４００は、注水ノズル２００と協働する注水器ヘッド４２０を含むことができる。注水器ヘッド４２０は、直径がポッド・カートリッジ２１０よりわずかに大きくてよい。注水器ヘッド４２０もステンレス鋼、プラスチック、または類似のタイプの実質的に耐食性の材料で作成することができる。注水器ヘッド４２０は、その下部周囲に配置された密封リングを含むことができる。密封リングは、注水器ヘッド４２０とポッド・カートリッジ２１０の間に実質的に水密シールを形成できるように、ゴム、シリコン、または他のタイプの弾性材料で作成することができる。熱交換器１５０は、加圧した湯をポッド・カートリッジ２１０に提供するように、注水器ヘッド４２０と連通することができる。
【００１７】
注水器ヘッド４２０は、カム・システム４４０を介して実質的に垂直面で移動可能であってもよい。（「垂直」および「水平」という用語は、絶対位置に対する基準の前後関係として使用される。注水器ヘッド４２０および本明細書で説明する他の要素は、任意の方向で動作することができる。）カム・システム駆動モータ４５０は、カム・システム４４０を駆動することができる。駆動モータ４５０は、上述したタレット・モータ３５０と類似の従来のＡＣモータを使用することもできる。駆動モータ４５０は、また、くま取りコイル型モータまたはＤＣモータを使用することもできる。駆動モータ４５０は、駆動ベルト・システム４７０を介して偏心カム４６０を回転することができる。駆動モータ４５０および歯車装置４７０は、約６から約３０ｒｐｍで偏心カム４６０を回転することができ、約２５ｒｐｍが好ましい。偏心カム４６０は、その下方位置が約４．１から約４．８センチメートル（約１．６から１．９インチ）の半径を有し、上方位置が約３．５から４．１センチメートル（約１．３から約１．７インチ）を有するように成形することができる。
【００１８】
偏心カム４６０は従動ホイール４８０と協働することができる。従動ホイール４８０は支持板４９０と連絡し、その中に装着することができる。支持板４９０は注水器４１０の周囲で巧みに動くことができる。支持板４９０はステンレス鋼、他のタイプの鋼、プラスチック、または他の材料で作成することができる。支持板４９０は、注水器ヘッド４２０に固定状態で取り付けることができる。支持板４９０は、その上に配置されたいくつかの案内ホイール５００を有することができ、したがって支持板４９０は注水器フレーム４１０内で垂直方向に移動することができる。戻りばね５２０も支持板および注水器フレーム４１０に取り付けることができる。カム４６０の回転が特定の量を超えないように、リミット・スイッチ５３０がその周囲に配置される。
【００１９】
それ故、注水器ヘッド４２０は、カム・システム４４０を介して垂直方向に巧みに動くことができる。具体的には、駆動モータ４５０は歯車装置４７０を介して偏心カム４６０を回転することができる。偏心カム４６０が増加する一方の半径で回転するにつれ、従動ホイール４８０が支持板４９０を押下し、したがって注水器ヘッド４２０がポッド・カートリッジ２１０に接触する。偏心カム４６０は、注水器ヘッド４２０を約６．４から約１２．７ミリメートル（約１／４から約１／２インチ）下げることができる。注水器ヘッド４２０がポッド・カートリッジ２１０に接触すると、カム４６０がリミット・スイッチ５３０に到達するまで、偏心カム４６０が回転し続け、ポッド・カートリッジ２１０にかかる圧力を増加させることができる。注水器ヘッド４２０は、約１３６から１６０キログラム（約３００から３５０ポンド）の下方向の力でポッド・カートリッジ２１０と係合することができる。それ故、密封リングはポッド・カートリッジ２１０の周囲に実質的に気密および水密のシールを形成することができる。駆動モータ４５０は、所定の時間だけカム４６０を所定の位置に保持することができる。次に、注水器ヘッド４２０が元の位置に戻るように、カム・システム４４０が逆転することができる。
【００２０】
注水器ヘッド４２０の注水ノズル２００がポッド・カートリッジ２１０に接触すると、高圧の湯が熱交換器１５０から注水器ヘッド４２０に流入することができる。ポッド・カートリッジ２１０を通って流れる湯の圧力は、中にある抽出材料５５０の性質によって変化することができる。
【００２１】
図６から図１２は、飲料ディスペンサ・システム１００または他のタイプの飲料システムで使用できるポッド・カートリッジ２１０の実施形態を示す。実際、ポッド・カートリッジ２１０は、任意のタイプの混合可能な材料、香料、添加物、および他の物質と一緒に使用することができる。ポッド・カートリッジ２１０は、実質的にカップ６００の形状であってもよい。カップ６００は、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンおよび類似のタイプの材料など、従来の熱可塑性樹脂で作成することができる。代替的に、ステンレス鋼または他のタイプの実質的に耐食性の材料も使用することができる。カップ６００は、異味を与えずに抽出サイクルの熱および圧力に耐えるように、実質的に剛性であってもよい。しかし、以下で説明するように、「剛性」という用語は、カップ６００が圧力下でわずかに屈曲または変形してもよいことを意味する。
【００２２】
カップ６００は、実質的に円形の側壁６１０および実質的に平坦なベース６２０を含むことができる。他の形状も使用することができる。カップ６００の側壁６１０およびベース６２０は、成形して一体要素を形成してもよいし、または別個の側壁６１０および別個のベース６２０を固定状態で相互に取り付けてもよい。側壁６１０およびベース６２０、さらにカップ６００全体は、タレット・アセンブリ３１０のタレット板３２０のポッド・アパーチャ３３０および注水器４００の注水器ヘッド４２０を収容するように、任意の都合のよい直径を有することができる。代替的に、カップ６００の側壁６１０およびベース６２０は、他のタイプの飲料ディスペンサ・システム１００または類似のタイプの装置を収容するように、任意の都合のよい直径を有することができる。
【００２３】
一例をあげると、側壁６１０は、約３９．３ミリメートル（約１．５４９インチ）の内径、および約１．１ミリメートル（約０．０４３インチ）の肉厚を有することができる。側壁６１０は、頂部から底部へとわずかに先細であってもよい。所望に応じて他のサイズまたは寸法を使用することができる。
【００２４】
カップ６００は、全体として、その内部で使用するよう意図されている抽出材料の量に応じて、様々な深さを有することができる。約３５５ミリリットル（約１２オンス）の飲料で使用するよう意図されたカップ６００の場合、カップ６００は、約２８．７ミリメートル（約１．１３インチ）の全高、および約１７．１ミリメートル（約０．６７４インチ）の有効内部高さを有することができる。したがって、３５５ミリリットルのカップ６００の高さと直径との比率は、全高については約０．７３、有効内部高さについては約０．４３５であってもよい。カップ６００は、約６．４グラムのポリプロピレン材料を有することができる。
【００２５】
例えば約２３７ミリリットル（約８オンス）の飲料で使用するカップ６００は、約２２．５ミリメートル（約０．８８７インチ）の高さ、および約１１．８ミリメートル（約０．４６３インチ）の有効内部高さを有することができる。それ故、比率は、全高については約０．５７、有効内部高さについては約０．３でよい。カップ６００は、約５．８グラムのポリプロピレン材料を有することができる。
【００２６】
これらの直径と深さとの比率は、最小量の材料を使用しながら、カップ６００およびカートリッジ２１０に全体として十分な強度および剛性を与える。カートリッジ２１０は、例えばポリプロピレン同種重合体を使用した場合、全体として約５から約８グラムのプラスチック材料を有することができる。その結果、カップ６００およびカートリッジ２１０は全体として、最大６０秒以上、約１０バール（約１５０ポンド／平方インチ）の予想水圧で約９３℃（華氏約２００°）超の温度に耐えることができる。このような比率を有するカップ６００は、多少屈曲または変形することがあるが、カップ６００およびカートリッジ２１０は全体として、自身を通る湯の予想される圧力に耐えなければならない。これらの寸法および特徴は、例示のためにすぎない。カップ６００の側壁６１０およびベース６２０は、所望の、または都合のよいサイズまたは形状でもよい。例えば、側壁６１０は、必要に応じて、直線、先細状、階段状、または曲線であってもよい。
【００２７】
ベース６２０は、これに形成されたいくつかのアパーチャ６４０を含むことができる。アパーチャ６４０は、ベース６２０の幅を通して延びることができる。アパーチャ６４０は、実質的に円形の形状で、直径がそれぞれ約１．６ミリメートル（約０．０６３インチ）でもよい。しかし、任意の望ましい形状またはサイズを使用することができる。この実施形態では、約５４のアパーチャ６４０を使用するが、任意の数を使用することができる。所与の寸法のカップ６００を使用すると、選択された数およびサイズのアパーチャ６４０が、適切な圧力低下を提供する。
【００２８】
ベース６２０は、また、その上に配置されたいくつかの支持リブ６５０を有することができる。円形の内部リブ６６０、円形の外部リブ６７０、およびいくつかの放射状リブ６８０を使用することができる。この実施形態では、リブ６５０は約１ミリメートル（約０．０４インチ）の深さを有することができるが、任意の望ましい厚さを使用することもできる。同様に、任意の望ましい数および／または形状のリブ６５０を使用することができる。リブ６５０の設計も、最小量の材料でカートリッジ２１０全体の支持および安定性を向上させる。
【００２９】
カップ６００の側壁６１０は、また、上部リップ７００を含むことができる。上部リップは、実質的に平坦な頂部部分７１０を含むことができる。平坦な頂部部分７１０は、約３．４５ミリメートル（約０．１３６インチ）の幅、および約３．４ミリメートル（約０．１３５インチ）の垂直方向の高さを有することができる。リップ７００は、可能な限り少ない材料を使用しながら、ポッド・アパーチャ３３０および注水器ヘッド４２０のサイズ、さらに注水器ヘッド４２０によって提供される湯の予想される力に対応するように構成することができる。これは、カートリッジ２１０全体が、一般的に注水プロセス中にそのリップ７００周辺でしか支持されないので、特に真実である。
【００３０】
図１３および図１４は、リップ７００の代替実施形態を示す。この実施形態では、リップ７２０は実質的に平坦な頂部部分７１０および下方向に傾斜し、頂部部分７３０から延びるフランジ７３０を含んでもよい。フランジ７３０は、側壁６１０とともにポケット７４０を形成するように、下方向に延びることができる。ポケット７４０の頂部は湾曲した内径を有することができる。リップ７２０のフランジ７３０およびポケット７４０は、ポッド・アパーチャ３３０のサイズに対応するようなサイズにされる。
【００３１】
再び図６から図１２を参照すると、カップ６００の側壁６１０は、また、これに形成されたいくつかの切り欠き７６０を含んでもよい。この実施形態では、第１切り欠き７７０、第２切り欠き７８０、および第３切り欠き７８５を使用することができる。しかし、任意の数の切り欠き７６０を使用することもできる。例えば、２３７ミリリットル（約８オンス）のカップ６００では、２つの切り欠き７６０しか使用しない。切り欠き７６０は、側壁６１０の内周に連続的であってもよいし、または断続的でもよい。
【００３２】
切り欠き７６０は、蓋７９０と協働することができる。蓋７９０は、切り欠き７６０に挿入するために、周囲が実質的に楔形をした縁部８００を有することができる。切り欠き７６０を使用すると、蓋７９０が確実に所定の位置に留まる。縁部８００は、切り欠き７６０と係合するように連続的であってもよいし、または断続的でもよい。蓋７９０は、内側に弓なりであることが好ましく、またはほぼ凹状の形状であってもよい。蓋７９０は、約０．８グラムのポリプロピレン材料を有することができる。
【００３３】
蓋７９０は、カップに入れるべき抽出材料の量に応じて、切り欠き７６０の１つに入れることができる。蓋７９０は、抽出材料５５０を圧力下で打ち込み、抽出材料をその内部で移動させないようにするように、凹形で下方向に弓なりでもよい。蓋７９０は、抽出材料５５０に適切な打ち込み力を提供することができ、基本的に皿ワッシャの原理で負荷をかけて材料を保持する。抽出材料５５０を打ち込むために蓋７９０を使用すると、抽出材料５５０をカップ６００に装填する場合に、充填速度を上げることもできる。蓋７９０は、また、注水器ヘッド４２０からの湯が通過できるように、内部にいくつかのアパーチャ８１０を有することもできる。注水器ヘッド４２０の性質に応じて、蓋７９０の使用が不要なこともある。
【００３４】
カップ６００は、１つまたは複数の層の濾紙８５０で裏打ちすることができる。濾紙８５０は、飲料の通過を可能にしながら調整材料５５０の収集に使用される標準的な濾紙でよい。しかし、濾紙８５０は、ベース６２０のアパーチャ６４０へと撓まない、および／または抽出材料５５０の細かい粒子がアパーチャ６４０を閉じる、または閉塞できないように、十分な強度、剛性および／または有孔性を有していなければならない。アパーチャ６４０が閉塞すると、カートリッジ２１０における圧力低下が不均衡になることがある。実質的に変形しない剛性紙８５０のせいで、カップ６００のベース６２０のアパーチャ６４０は、そこを通る流れを増加させるために、多少大きい直径を有してもよい。
【００３５】
例えば、濾紙８５０は、セルロースと熱可塑性繊維の組合せで作成することができる。適切な濾紙８５０の例は、ジョージア州GainesvilleのJ. R. Crompton, Ltd.からＰＶ−３７７およびＰＶ３４７Ｃの名称で販売されている。例えば、ＰＶ−３４７Ｃの材料は、１平方メートル当たり約４０グラムの坪量、および約６２キロパスカルの湿潤破裂強度を有することができる。類似のタイプの材料を使用することもできる。複数の枚数の紙を使用してもよい。複数の紙はそれぞれ、同じ特徴または異なる特徴を有することができる。
【００３６】
ポッド・カートリッジ２１０は、フィルタ上層８６０およびフィルタ下層８７０を有することができる。フィルタ下層８６０は、通常、接着剤を使用せずにその中に配置される。フィルタ上層８６０は、下層８７０ほど高い強度を必要としないことがある。フィルタ上層８６０は、通常、湯を分散させ、粉砕物が注水器ヘッド４２０を閉塞するのを防止する。抽出材料５５０自体は、フィルタ上層と下層８６０、８７０の間に配置することができる。抽出材料５５０は、側壁６１０と直接接触することが好ましい。すなわち、カップ６００の内径には濾紙８５０の位置がない。この配置によって、湯が、濾紙８５０を介してカップ６００を通過するのではなく、強制的に抽出材料５５０を通過する。
【００３７】
抽出材料５５０は、箔の囲み、または他のタイプの実質的に非通気性のバリア内に配置することができる。箔の囲み５９０は、その内部の抽出材料５５０を新鮮に維持し、周囲空気と接触させない働きをすることができる。代替的に、カートリッジ２１０の使用の準備が整うまで、ポッド・カートリッジ２１０全体を箔の囲い内に個々に、またはグループで配置することができる。
【００３８】
抽出材料５５０自体は、通常、粉砕機９００で調製する。粉砕機９００は、原料、この実施例ではコーヒー豆を取り入れ、これを粉砕してコーヒー粉砕物にする。図１５に示すように、粉砕機９００はローラ粉砕機であることが好ましい。このような粉砕機９００の例が、イリノイ州シカゴのModern Process Equipment, Inc.によってモデル６６０ＦＸの名称で製造されている。ローラ粉砕機９００は、バー粉砕機のような他のタイプの粉砕機より好ましい。ローラ粉砕機の方が粒子サイズの分布が良好のようである。すなわち、粒子サイズの分布が、より一定している。ローラ粉砕機９００は、抽出不足になって異味を与える大きい粒子が少なく、また、抽出過剰によって最終飲料の味を変化させ、苦みの一因となる傾向がある「微粉」または非常に小さいコーヒー粒子を少なくする。微粉を制限すると、ポッド・カートリッジ２１０内の背圧にも影響を及ぼす。というのは、背圧は粒子サイズの２乗に逆比例するからである。それ故、粒子サイズが小さくなるほど、背圧が上昇する。
【００３９】
ローラ粉砕機とバー粉砕機との比較を以下に示す。ローラ粉砕機の粒子分布（左側にスパイクがある「レイン・フォレスト」粉砕物）は約８．０μｍの粒子サイズで終了し、バー粉砕機（右側にスパイクがある「ミラノ」粉砕物）は約０．１μｍの粒子サイズまで続く。同様に、ローラ粉砕機の方が大きめの粒子が少ない。
【表１】
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【００４０】
図示のように、ローラ粉砕機９００で粉砕した粉砕物の８０％超が、約２２０ミクロンと約２５０ミクロン（マイクロメートル）の間に粒子サイズの分布を有し、９９％超が約８ミクロンと６５０ミクロンの間の粒子サイズの分布を有する。広義には、コーヒー粉砕物の７５％超が、約２００ミクロンと約３００ミクロンの間の粒子サイズの分布を有する。約２５０ミクロンの一定した粒子サイズの分布は、飲料を改善するが、抽出中に抵抗および望ましい圧力を提供するように、特定量の細かい粒子があることが望ましいこともある。十分な微粉がないと、湯の通過が速すぎることがある。したがって、分布の１０から２０％は、約４０ミクロンの範囲にあってもよい。
【００４１】
微粉の数を制御し、背圧および抵抗を制御するために、最小１０％（ｄ（０．１））の粒子サイズの評価を使用することができる。この数が小さいほど、所与の直径より小さい粒子のパーセンテージが大きくなる。ｄ（０．１）の位置を以下に示す。
【表２】
2008539947.tif 000004
一般的に言って、約４３ミクロンのｄ（０．１）は許容可能であるが、２５ミクロンは許容できない。
【００４２】
類似の方法は、表面積平均直径を調べることである。表面積平均直径が有用なのは、粒子サイズが減少するほど、体積に対する表面積の比率が急速に増加するからである。表面積平均直径は、各粒子の直径にそのサイズの全粒子の材料の総表面積を掛け、合計し、全粒子の総表面積によって割ることによって計算される。それ故、以上で示す３，２の座標における直径では、計算は以下のようになる。
【数１】
2008539947.tif 000005
【００４３】
一般的に言って、１１６ミクロンというＤ［３，２］における表面積平均直径は許容可能であり、一方、７８ミクロンの直径は許容できない。
【００４４】
大きめの粒子の存在に的を絞って、類似の計算をすることができる。例えば、体積平均直径Ｄ［４，３］も計算することができる。
【数２】
2008539947.tif 000006
【００４５】
それ故、ローラ粉砕機９００の方が粒子サイズの分布が狭く、一定している。同様に、一定の圧力を維持しながら、苦みを制限するように、微粉の数を監視することができる。このような粒子サイズの分布は、味が改善され、一定したコーヒー飲料を提供する。
【００４６】
粉砕機９００は、また、高密度化装置９１０を含むことができる。高密度化装置９１０は、個々の粉砕物をさらに均一なサイズおよび形状にするように、いくつかのブレードを含むことができる。具体的には、粉砕物は、より均一な球形形状を有し、多少硬化したように見える。粉砕物の高密度化の結果、密度の増加により、粉砕物を通って流れる湯の性質が変化するという点で、抽出性が変化する。
【００４７】
実質的に均一な球を生成することに加えて、高密度化装置９２０は、小さめの粒子を大きめの粒子に「付着」させることによって、微粉または小さい粒子の数も減少させるようである。付着は、粉砕物中の油分、粉砕物に加えられる仕事、または他の原因による。例えば、高密度化すると、コーヒー中の固体が約６パーセントになることがある。しかし、高密度化しないと、固体は約７．５パーセントに達することがあり、こうなると完成した製品が濃すぎてしまう。その正味結果は、より小さく、より均一な粒子サイズの分布である。高密度化は、コーヒーの包装を改善するために使用されてきたが、粉砕物の抽出性を変更するようには使用されてこなかった。
【００４８】
使用時には、濾紙の下層８７０をポッド・カートリッジ２１０のカップ６００とともにベース６２０に沿って配置することができる。次に、ある量の調整材料５５０をその中に配置する。次に、濾紙の上層８６０を、所望に応じて抽出材料５５０に載せる。次に、約１３．６キログラムの力（約３０ポンドの力）で抽出材料５５０をおさえるように、蓋７９０をカップ６００内に配置することができる。力の量は変更することができる。蓋７９０が抽出材料５５０を圧迫すると、蓋７９０の縁部８００が、カップ６００の側壁６１０内の適切な切り欠き７６０内に配置される。次に、ポッド２１０を密封するか、飲料ディスペンサ・システム１００などで使用するために他の方法で輸送することができる。
【００４９】
ポッド２１０は、タレット・アセンブリ３１０内のポッド・アパーチャ３３０の１つに入れることができる。具体的には、ポッド・アパーチャ３３０の外縁がカップ６００のリップ７００と整列し、したがってカップ６００がリップ７００によって支持される。これで、注水器ヘッド４２０をポッド２１０の周囲に配置することができる。注水器ヘッド４２０の密封リングが、カップ６００のリップ７００の頂部部分７１０の周囲を密封することができる。丸くされたリップまたは平坦ではない形状のリップを使用すると、ある量の圧力が加えられると密封リングを破損することがある。すなわち上述したように、注水器ヘッド４２０は、約１３６から約１６０キログラムの力（約３００から約３５０ポンド）の下方向の力でポッド・カートリッジ２１０と係合し、入ってくる湯の流れを約１０から約１４バール（約１４５から２００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ））で加圧することができる。ポッド・カートリッジ２１０を通って流れる湯の圧力は、抽出材料５５０の性質とともに変えることができる。加圧した湯を、任意の供給源からカートリッジ２１０に提供することができる。
【００５０】
注水器ヘッド４２０を通過する湯は、蓋７９０およびそのアパーチャ８１０に広がり、抽出材料５５０に入ることができる。全体としてカートリッジ２１０を通る湯の流れの性質は、一部はカートリッジ２１０の幾何学的形状およびサイズ、抽出材料５５０の性質、サイズおよび密度、水圧、湯温、および抽出時間に依存する。これらのパラメータのいずれかを変更すると、抽出された飲料の性質も変化することがある。抽出された飲料は、次にカップ６００のベース６２０にあるアパーチャ６４０を通過する。
【００５１】
図１２に示すように、ポッド・カートリッジ２１０を異なるタイプの粉砕物、葉、または他のタイプの抽出材料５５０で充填することができる。約３５ミリリットルの１人分のエスプレッソ飲料の場合、約６から８グラムの特別に挽いたコーヒーをポッド・カートリッジ２１０に入れる。同様に、約１８０ミリリットル（約６オンス）の湯を加えるアメリカン・コーヒーの抽出には、同じ量の挽いたコーヒーを使用することができる。約１８０ミリリットル（約６オンス）の１杯のティーを入れるために、約２グラムから約５グラムの茶葉をポッド・カートリッジ２１０に加えることができる。
【００５２】
異なるタイプのコーヒーまたは他のタイプの抽出材料５５０それぞれが、異なるサイズの粉砕物を有する。例えば、典型的なドリップ・フィルタ式のコーヒーでは、１粒のコーヒー豆を約５００から８００の粒子に挽くことができる。エスプレッソを挽くには、同じコーヒー豆を３５００個以上の粒子に挽くことができる。粒子自体も異なるサイズおよび重量を有する。
【００５３】
上述したように、粒子サイズの均一性を維持することが好ましい。適正なサイズではないコーヒー粉砕物の粒子は、通常、コーヒーからの可溶性固形分を過剰抽出するか、抽出不足になってしまう。粉砕機９００の使用は、より一定した粒子サイズの確保に役立つ。高密度化装置９１０の使用も、粒子サイズの均一性の提供を補助する。コーヒー粉砕物をおさえると、カップ６００を通る流体の均一な流れの提供を補助する。上述したように、粒子サイズは、飲料の抽出の「仕事」をする背圧に関連する。
【００５４】
抽出の時間および温度に関しては、抽出温度は通常、約８５から約１００℃（華氏約１８５から約２１２°）、または約１０から約１４バールでこれより高温になることもある。湯リザーバ１６０内の湯は、熱交換器１５０によって約１０２℃（華氏約２１５．６°）まで加熱することができる。湯は、注水器ヘッド４２０を通過し、カートリッジ２１０に入るにつれ、その熱の一部を失う。
【００５５】
例えば、上述したような「ローマ」エスプレッソ飲料は、２３７ミリリットル（８オンス）のカートリッジ２１０に約６グラムのコーヒー粉砕物を入れて使用する。カートリッジ２１０は、約３５ミリリットルの飲料を生成する。湯は約１０２℃（華氏約２１５．６°）で湯リザーバ１６０を出て、約１１バールで約８秒（±２秒）の抽出時間を有する。（粉砕物の高密度化は、抽出時間を加速させ、抽出される材料の量を減少させることができる。）蓋７９０を下部切り欠き７６０内に配置する場合は、３５５ミリリットル（１２オンス）のカートリッジ２１０も使用することができる。「濃い」飲料は、類似の特性を有するが、約７．３グラムの粉砕物を使用する。その結果、抽出時間は約１４秒になる。
【００５６】
「レイン・フォレスト」飲料も、２３７ミリリットル（８オンス）のカートリッジ２１０に約６グラムの粉砕物を入れて使用することができる。しかし、これらの粉砕物は、ローマ式粉砕物より粗く、したがってカートリッジ２１０を通る流速が速くなる。したがって、抽出時間は約７秒（±２秒）になる。抽出後に、特定の量の補給湯（約１８０ミリリットル）を飲料に追加することもできる。「アメリカーノ」飲料は、上述したエスプレッソ粉砕物と、異なる特徴および味を有する種々の粉砕物および混合物を使用することができる。
【００５７】
図示のように、カートリッジ２１０はティーを入れるために使用することもできる。この実施例では、約２．８グラムの茶葉を使用することができる。数分かけてティーを滲出させる伝統的な方法とは異なり、この実施例では、約２１０ミリリットル（約７オンス）の飲料を約６．２秒で抽出する。アイス・ティーも、ある量の補給水を追加して抽出することができる。
【００５８】
抽出パラメータの種々の実施例を下表に示す。
【表３】
2008539947.tif 000007
【００５９】
本明細書で説明した変数の組合せは、一定の味の飲料を生成するポッド・カートリッジ２１０を提供する。具体的には、飲料の味は、任意の数のカートリッジ２１０を使用しても一定である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明で使用する飲料ディスペンサ・システムの一実施形態の斜視図である。
【図２】図１の飲料ディスペンサ・システムの上面図である。
【図３】図１の飲料ディスペンサ・システムのタレット・システムの斜視図である。
【図４】支持板の案内ホイールおよび戻りばねが想像線で図示された、図１の飲料ディスペンサ・システムの注水器アセンブリの斜視図である。
【図５】従動ホイールおよびリミット・スイッチが切り取り図で図示された、図１の飲料ディスペンサ・システムの注水器アセンブリの背面斜視図である。
【図６】本明細書で説明するポッドの斜視図である。
【図７】本明細書で説明するポッドの斜視図である。
【図８】図６のポッドの側断面図である。
【図９】図６のポッドの上面斜視図である。
【図１０】図６のポッドの底面斜視図である。
【図１１】蓋を示すポッドの側断面図である。
【図１２】内部にある量の抽出材料が配置されたポッド・カートリッジの側断面図である。
【図１３】図６のポッドのリップの代替実施形態の側面図である。
【図１４】図１３のポッドの側断面図である。
【図１５】本明細書で説明する本発明で使用する粉砕機の側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008539947.tif 000017
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2008539947.tif 000020
【図１４】
2008539947.tif 000021
【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年12月4日(2006.12.4)
【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】
ある量の混合可能な材料を保持するためのポッドであって、
円形の側壁と、
複数のアパーチャを備えたベースと、
セルロースおよび熱可塑性繊維を有し、前記ベース上に配置された実質的に剛性の濾紙と、を備えるポッド。
【請求項２】
前記ベースおよび前記円形の側壁は、高さと直径との比率が約０．４３５以下である、請求項１に記載のポッド。
【請求項３】
前記複数のアパーチャがそれぞれ、約１．６ミリメートル（約０．０６３インチ）の直径を備える、請求項１に記載のポッド。
【請求項４】
前記複数のアパーチャが約５４個のアパーチャを備える、請求項３に記載のポッド。
【請求項５】
前記円形の側壁内に配置された凹状の蓋をさらに備える、請求項１に記載のポッド。
【請求項６】
前記実質的に剛性の濾紙が、約４０ｇ／ｍ２という坪量を有する、請求項１に記載のポッド。
【請求項７】
前記実質的に剛性の濾紙が、約６２キロパスカルの湿潤破裂強度を備える、請求項１に記載のポッド。
【請求項８】
前記実質的に剛性の濾紙が複数枚の濾紙を備える、請求項１に記載のポッド。
【請求項９】
前記抽出可能な材料が、前記円形の側壁と直接接触する、請求項１に記載のポッド。
【請求項１０】
前記実質的に剛性の濾紙が、最大約１１バール（約１６０ポンド／平方インチ）の水圧で変形しない、請求項１に記載のポッド。
【請求項１１】
原料から粉砕物を調製し、包装する方法であって、
前記粉砕物の最小１０％（ｄ（０．１））が約４０ミクロンを含むように、前記原料を前記粉砕物にローラ粉砕するステップと、
前記粉砕物を実質的に剛性のポッド内に配置するステップと、
蓋で前記粉砕物をおさえるステップと、を含む方法。
【請求項１２】
前記ローラ粉砕ステップが、
粉砕物の８０％超が約２２０から約２５０ミクロンの間の粒子サイズ分布を含むように、前記粉砕物を粉砕することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ローラ粉砕ステップが、表面積平均直径が少なくとも約１００ミクロンになるように、前記粉砕物を粉砕することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記配置するステップおよび前記おさえるステップの結果、粉砕物密度が約０．３７１グラム／ミリリットルから約０．４２６グラム／ミリリットルになる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
約６から約１４秒の間、前記粉砕物を抽出するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
ある量の混合可能な材料を保持するためのポッドであって、
実質的に剛性の側壁と、
実質的に剛性のベースと、
蓋とを備え、
前記側壁が、内径と、前記ベースから前記蓋まで延びる有効高さとを有し、
前記有効高さと前記内径が、約０．４４未満の比率を有するポッド。
【請求項１７】
前記比率が約０．３以下を含む、請求項１６に記載のポッド。
【請求項１８】
実質的に剛性の側壁と、
実質的に剛性のベースと、
蓋と、
その内部に配置されたコーヒー粉砕物と、を備え、
前記コーヒー粉砕物の７５％超が、約２００から約３００ミクロンの間の粒子サイズ分布を含み、約１０％が約１００ミクロン以下の粒子サイズ分布を含むコーヒー・ポッド。
【請求項１９】
前記コーヒー粉砕物の８０％超が、約２２０から約２５０ミクロンの間の粒子サイズ分布を含む、請求項１８に記載のコーヒー・ポッド。
【国際調査報告】
2008539947.tif 000023
2008539947.tif 000024
2008539947.tif 000025
2008539947.tif 000026