(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料の生成に使用するためのカートリッジであって、
第１および第２部分を有する内部空間を画定する容器であって、穿孔要素により穿孔されて前記内部空間から飲料を流出させるように構成された表面を有する容器と、
前記容器に導入された液体と作用して飲料を生成するように準備された飲料媒体であって、前記内部空間の前記第１部分に配置される飲料媒体と、
前記内部空間に少なくとも一部が配置されるフィルタであって、前記内部空間の前記第１部分の前記飲料媒体と作用する液体が前記フィルタを通って前記内部空間の前記第２部分へ流入するように構成されたフィルタと、
前記内部空間に配置されるとともに、穿孔要素により前記容器表面が穿孔されて飲料を前記内部空間から流出させる際に前記穿孔要素と接触して前記フィルタの破損を阻止するように構成されたフィルタガードと、
を有し、
前記フィルタの少なくとも一部分が前記容器に対して変位可能であって、前記フィルタガードの少なくとも一部分が前記穿孔要素との接触により変位する際に前記フィルタの少なくとも一部分を変位させるように前記フィルタガードが構成される、
カートリッジ。
【請求項２】
前記容器表面が穿孔される際に前記穿孔要素と前記フィルタの両方と接触するように前記フィルタガードが構成される、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記フィルタガードが前記容器に移動可能に結合された、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項４】
第２穿孔要素に穿孔されて前記内部空間の前記第１部分へ液体を導入させるように構成された蓋体により閉鎖される開口部を前記容器が有する、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項５】
前回フィルタガードがディスク形状を有する、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項６】
本体に液体を通過させるように構成された少なくとも一つの流路を備える本体を前記フィルタガードが有する、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項７】
穿孔される前記容器表面の少なくとも一部分と前記フィルタとを前記フィルタガードが分離する、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項８】
前記フィルタガードが前記フィルタに固着される、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項９】
側壁と底面とを備える円錐台形状を前記容器が有し、前記フィルタが管状または円錐形状を有し、少なくとも前記容器の側壁に前記フィルタの上縁が溶接され、前記フィルタガードが、前記容器の前記底面にディスク形状の本体を含む、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項１０】
前記フィルタガードに隣接する前記フィルタの少なくとも部分が、容器の前記表面と近接または接触する、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項１１】
前記フィルタの底面が前記容器の前記表面と近接または接触する、請求項１０に記載のカートリッジ。
【請求項１２】
飲料機械とカートリッジを含む飲料システムであって、
前記飲料機械は、
カートリッジを収容するように構成された収容部と、
前記カートリッジに液体を導入するように構成された流体入口と、
前記カートリッジの表面に穿孔するように構成された穿孔要素を含む流体出口と、
を有し、
前記カートリッジは、前記飲料機械の前記収容部により収容されるように構成されたカートリッジであって、
内部空間を画定するとともに穿孔要素により穿孔されるように構成された表面を有する容器と、
前記流体入口により前記容器へ導入される液体と作用して飲料を生成するように準備された前記内部空間の飲料媒体と、
前記内部空間に少なくとも部分的に配置されるとともに、前記内部空間の前記飲料媒体と作用する液体を濾過するように構成されたフィルタと、
前記容器表面が前記穿孔要素により穿孔されて前記容器の前記内部空間から飲料を流出させる際に、前記穿孔要素と接触してフィルタの少なくとも一部分を変位させるように前記穿孔要素によって変位されるように構成されたフィルタガードと、
を有する、
飲料システム。
【請求項１３】
前記フィルタガードは、前記容器の前記内部空間に配置され、前記容器と前記フィルタの間に位置する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記穿孔要素がニードルを含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
カートリッジを収容するように構成された収容部と、前記カートリッジに液体を導入するように構成された流体入口と、前記カートリッジの表面に穿孔するように構成された穿孔要素を含む流体出口とを有する飲料機械を用意することと、
内部空間を備える容器と、前記内部空間内であって前記カートリッジの前記表面付近に両方が配置されるフィルタおよびフィルタガードとを含む前記カートリッジを前記飲料機械の前記収容部に用意することと、
前記表面に開口部を形成して前記容器から飲料を流出させるように、前記穿孔要素で前記カートリッジの前記表面に穿孔することと、
前記穿孔要素を前記フィルタガードと接触させ、この接触により、前記フィルタガードの少なくとも一部分と前記フィルタの少なくとも一部分を容器に対して変位させることと、
を含む、飲料を製造する方法。
【請求項１６】
前記流体入口を経由して前記内部空間に液体を導入することと、
前記穿孔要素により形成された前記開口部を通って前記カートリッジから飲料を流出させることと、
を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記フィルタガードが前記穿孔要素と接触する際に前記穿孔要素の少なくとも一部分と前記フィルタの少なくとも一部分とを前記フィルタガードが分離する、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一杯用コーヒーメーカーなどの飲料生成システムに使用される飲料カートリッジに関連する。
【背景技術】
【０００２】
飲料生成機械に使用するためのカートリッジはよく知られており、挽きコーヒー豆、茶葉、その他などの飲料媒体とともに一つ以上のフィルタを含む。あるカートリッジでは、飲料媒体が配置される一つの部分と、フィルタを通過した液体が流入する第２部分など、カートリッジの内部空間の二つ以上の部分の間に、フィルタが配置される。このようなカートリッジの例は、特許文献１および／または特許文献２に開示されており、特許文献３に記載されているような飲料製造機械に使用され、これらの特許は参考として全体が本願に取り入れられている。使用時に、飲料生成機械は流体をカートリッジへ導入して飲料媒体と作用させる。ある機械では、カートリッジの表面（カートリッジ容器の底壁など）を穿孔して、飲料媒体と作用した液体にフィルタを流通させてカートリッジから流出させるのに、機械の穿孔出口ニードルが使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５，８４０，１８９号明細書
【特許文献２】米国特許第６，６０７，７６２号明細書
【特許文献３】米国特許第７，３９８，７２６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
穿孔要素によって生じるフィルタの破損を防止するには、米国特許出願公開第２００５／００５１４７８号に示されているようなカートリッジの底面の上に程よく離してフィルタの下端部を位置決めすることなどにより、カートリッジ内でフィルタを適切に位置決めすることが役立つが、このような構成では飲料媒体の保持に有効なカートリッジの容量が減少することを、発明者らは認識している。例えば、飲料を飲む人の中には、適切な濃さのコーヒー飲料が単一のカートリッジで作られるように比較的大量の挽きコーヒーの使用を必要とする人もいる。カートリッジサイズ全体を大きくせずにフィルタカートリッジの有効容量を増大させながら、出口ニードルまたは他の穿孔要素により穿孔された時にフィルタが破損する危険を減少させる方法および装置を、発明者らは開発した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ゆえに、本発明の諸態様では、飲料媒体を保持するためのカートリッジの有効容量を以前の構成よりも増加させながら全体的なカートリッジサイズは小型のままであるため、ゴミ削減などの利点が得られる。加えて、カートリッジの全体的サイズを同じままにすることにより、飲料媒体の容量を増加させたカートリッジは既存の飲料機械にも使用可能である。つまり、飲料カートリッジを収容および使用する飲料機械の中には、規定のサイズおよび形状のカートリッジを収容するように構成された抽出室を有するものがあるため、大型（小型）のカートリッジ、また異なる形状のカートリッジは、この機械での使用には適していないのである。カートリッジの全体的なサイズおよび形状を同じままにすることで、飲料媒体容量の増大、ゴミの削減、および／または他の特徴により、顧客がすでに所有および使用している飲料機械での使用にまで拡張が可能である。言うまでもないが、本発明の諸態様により、以前のものに比べてカートリッジの全体的サイズが縮小する。つまり、本発明の諸態様によりカートリッジ容量を一層効率的に使用できるので、全体的なカートリッジサイズが縮小することで容器材料などに関連するゴミもさらに削減する。このような長所は、従来は大型カートリッジのみで得られた飲料媒体容量および／または他の性能特徴を維持しながら、実現可能である。
【０００６】
本発明の一態様では、飲料の生成に使用するためのカートリッジは、第１および第２部分を有する内部空間を画定する容器を含む。容器は、穿孔要素により穿孔されて飲料を内部空間から流出させる（または液体を内部空間へ流入させる）ように構成された、円錐台形状を有する容器の底面などの表面を有する。飲料媒体（挽きコーヒー、茶、その他など）は、容器の内部空間の第１部分に配置されて、容器へ導入された液体と作用して飲料を生成する。フィルタは、円錐台形容器の側壁などで容器に装着され、内部空間の第１部分で飲料媒体と作用した液体がフィルタを通って内部空間の第２部分へ流入するように構成される。フィルタガードが内部空間に配置され、（飲料出口または液体投入口などの）穿孔要素により容器表面が穿孔される時に穿孔要素と接触してフィルタの破損を阻止するように構成されている。例えば、ニードルまたは他の穿孔要素が円錐台形容器の底面を穿孔して飲料をカートリッジから流出させる時にフィルタガードがニードルと接触してニードルがフィルタと接触するのを防止するように容器の底面に配置されたディスク形状要素を、フィルタガードが含むとよい。その結果、フィルタは、通常はニードルが貫入するエリアにある容器の底面の非常に近くに配置されながら、容器への貫入時にニードルにより生じる可能性のある破損を回避できる。
【０００７】
一実施形態において、フィルタガードは、穿孔される容器表面の少なくとも一部分とフィルタとを分離し、場合によっては、容器表面が穿孔される時に穿孔要素とフィルタの両方と接触する。例えば、フィルタガードは、フィルタと容器底面との間に配置されて、穿孔要素が容器の内部空間へ貫入する際にフィルタガードが穿孔要素と接触してこれにより変位される時にフィルタの少なくとも一部分を変位させるように構成される。フィルタガードは適切な構成を有し、例えば、中央開口部を備えるワッシャ形状などのディスク形状、または本体に液体を流通させるように構成された少なくとも一つの流路を備える他の本体を有する。
【０００８】
本発明の別の態様において、飲料抽出機械に使用するためのカートリッジを製造する方法は、フィルタと、フィルタガードと、開口部と内部空間と穿孔されて内部空間から飲料を流出させるように構成された表面と、を有する容器とを用意することを含む。フィルタの少なくとも一部分は容器の内部空間に挿入され、フィルタガードは容器の内部空間に挿入される。フィルタの挿入の前、後、またはこれと同時にフィルタガードが挿入されればよい。フィルタは容器に装着され、飲料材料と作用する液体がフィルタを通って内部空間の第２部分へ流れるように内部空間の第１部分に飲料材料を収容するように構成される。また、フィルタガードは、穿孔要素と接触して、穿孔要素により容器表面が穿孔される時にフィルタの破損を阻止するように構成されるとよい。飲料媒体は容器の内部空間の第１部分に配置され、内部空間の第１部分へ導入される液体と作用して飲料を生成するように準備されるとよい。その後、開口部に蓋体を載せることなどにより容器の開口部が閉鎖されるとよい。蓋体は、第２穿孔要素により穿孔されて内部空間の第１部分に液体を流入させるように構成されるとよい。
【０００９】
発明の別の態様において、飲料システムは、カートリッジを収容するように構成された収容部と、カートリッジへ液体を導入するように構成された流体入口と、カートリッジの表面を穿孔するように構成された穿孔要素を含む流体出口とを有する飲料機械を含む。システムは、飲料機械の収容部により収容されるように構成されたカートリッジも含む。カートリッジは、内部空間を画定するとともに穿孔要素により穿孔されるように構成された表面を有する容器と、流体入口により容器へ導入される液体と作用して飲料を生成するように準備された内部空間内の飲料媒体と、内部空間に少なくとも部分的に配置されるとともに、内部空間内の飲料媒体と作用する液体を濾過するように構成されたフィルタと、容器表面が穿孔要素により穿孔されて容器の内部空間から飲料を流出させる時に穿孔要素と接触してフィルタの破損を阻止するように構成されたフィルタガードとを含む。
【００１０】
発明の別の態様において、飲料を製造する方法は、カートリッジを収容するように構成された収容部と、カートリッジへ液体を導入するように構成された流体入口と、カートリッジの表面を穿孔するように構成された穿孔要素を含む流体出口とを有する飲料機械を用意することを含む。飲料機械の収容部にはカートリッジが用意され、カートリッジは、内部空間を備える容器と、内部空間およびカートリッジの表面付近にともに配置されるフィルタおよびフィルタガードとを含む。カートリッジの表面に開口部を形成して飲料を容器から流出させるように、穿孔要素でこの表面が穿孔され、穿孔要素がフィルタガードと接触してフィルタの破損を阻止するとよい。この方法はまた、流体入口を経由して内部空間へ液体を導入することと、穿孔要素により形成される開口部を通して飲料をカートリッジから流出させることとを含む。
【００１１】
発明の以上および他の態様は、以下の説明および請求項から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
同様の数字が同様の要素を指す以下の図面を参照して、発明の諸態様を以下で説明する。
【図１】本発明の諸態様によるカートリッジの側方断面図である。
【図２】図１のカートリッジの分解斜視図である。
【図３】カートリッジの表面が穿孔要素により穿孔された後の図１のカートリッジの側方断面図である。
【図４】発明の諸態様による多数の流路を有するフィルタガードについての例示的実施形態の平面図である。
【図５】発明の諸態様によるメッシュフィルタガードについての例示的実施形態の平面図である。
【図６】発明の諸態様による多孔材料を含むフィルタガードについての例示的実施形態の平面図である。
【図７】発明の諸態様によるアーチ状流路を有するフィルタガードについての例示的実施形態の平面図である。
【図８】発明の諸態様による、周囲に配置された突出部と流路とを有するフィルタガードについての例示的実施形態の平面図である。
【図９】発明の諸態様による、カートリッジの容器に対して垂直方向および／または水平方向に移動するのに適したフィルタガードについての例示的実施形態の側方断面図である。
【図１０】発明の諸態様による、カートリッジの容器に装着されるのに適した中央部分を有するとともに、カートリッジの容器に対して移動するのに適した延出部を有するフィルタガードの平面図である。
【図１１】カートリッジの容器に装着された図１０のフィルタガードの側方断面図である。
【図１２】発明の諸態様により使用可能な飲料機械の斜視図である。
【図１３】図１２の飲料機械の側面図である。
【図１４】発明の諸態様により使用可能な飲料機械の構成要素を示す概略的ブロック図である。
【図１５】発明の諸態様による、カートリッジを製造する方法の各ステップを示す。
【図１６】発明の諸態様による、飲料を準備する方法の各ステップを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
例示的実施形態を示す図を参照して発明の諸態様を説明することが理解されるべきである。ここで説明する例示的実施形態は、発明のすべての態様を示すことを必ずしも意図したものではなく、むしろわずかな例示的実施形態を説明するのに使用されている。ゆえに、発明の諸態様は、例示的実施形態を考慮して狭く解釈されるものではない。加えて、発明の諸態様が単独または発明の他の態様との適当な組合せで使用されてもよいことが理解されるべきである。
【００１４】
図１および２は、発明の一つ以上の態様が取り入れられた例示的なカートリッジ１０の側方断面図および分解斜視図をそれぞれ示す。カートリッジ１０は、茶、コーヒー、他の煎出タイプの飲料、液状または粉末状の濃縮物から生成される飲料など、適当な飲料を生成する飲料機械で使用されるとよい。ゆえに、挽きコーヒー、茶葉、乾燥ハーブティー、粉末状飲料濃縮物、および／または飲料生成材料（粉ミルクなど）の適当な飲料媒体２０をカートリッジ１０は格納する。一つの例示的実施形態において、カートリッジ１０は、コーヒーおよび／または茶の飲料を生成する機械に使用するように構成された飲料媒体２０を格納するが、発明の諸態様はこの点で限定を受けない。
【００１５】
この例示的実施形態において、カートリッジ１０は、第１部分１４ａと第２部分１４ｂとを有する内部空間１４を含む容器１２を含む。しかし、他の実施形態では内部空間の他の追加部分および／または第１および第２部分の下位部分が設けられてもよいことを理解すべきである。例えば、異なる飲料媒体などをそれぞれ保持する二つの内部空間部分をカートリッジが有することなどが可能である。この実施形態では、容器１２は、側壁１７と開口部１３とを備える円錐台カップ形状を有する。しかし、他の実施形態では、容器１２は管状、円錐形、または円筒形の形状を有しても、方形カップ、ドーム形カップ、球体、または他の適当な形状であっても、縦ひだ状、波形、または他の形状の側壁などを有してもよい。また、容器１２は、飲料の袋状体またはさや状体の場合のように、必ずしも規定の形状を有している必要はない。例えば、この実施形態の容器１２は、容器１２がその形状を維持する傾向を持つように比較的剛性および／または弾性の構造を有しているが、変形可能な材料によるシートから製造される袋状容器などのように、容器１２がより柔軟および／または変形可能な構成を有するようにしてもよい。ゆえに、二つのフィルタペーパー層（容器材料）が１回分の挽きコーヒーの周囲で結合されてカートリッジを形成する時など、飲料媒体、フィルタ、および／または他のカートリッジ構成要素の周囲に容器材料が形成された後で初めて、容器１２により画定される内部空間が形成されてもよい。
【００１６】
容器１２が開口部１３を有する場合には、容器１２の縁部１９に装着される箔およびポリマーラミネート材料などの蓋体３８により、開口部１３が閉鎖されるとよい。言うまでもないが、容器が小袋状タイプまたはさや状タイプの構造で構成される場合などには、蓋体３８は必要ない。容器１２および／または蓋体３８は、水分および／または酸素などの気体に対する遮蔽部材を提供する。ポリスチレンまたはポリプロピレンの層とＥＶＯＨおよび／または他の遮蔽材料の層とを含むシートから形成されるなど、容器１２がポリマーラミネートで製造されるとよい。このような構成は、水分、酸素、および／または他の物質への不要な露出などからの適当な保護を飲料媒体２０に提供する。他の実施形態では、この点で発明が限定を受けるわけではないので、フィルタペーパー、ポリマーシート、メッシュ層、他の透過性材料などの透過性被覆材により、または他の方法で内部空間１４が囲まれてもよい。
【００１７】
カートリッジ１０は、容器１２に装着されて（また装着されずに）内部空間１４に少なくとも部分的に配置されるフィルタ３０も含むとよい。飲料媒体２０と作用した内部空間の第１部分１４ａの液体が、容器１２から流出する前にフィルタ３０を通って内部空間１４の第２部分１４ｂへ向かうように、内部空間１４の第１および第２部分１４ａ，１４ｂの間にフィルタ３０が配設されるとよい。この点で発明の態様は限定を受けないので、フィルタ３０の全体が内部空間１４に配置されても、フィルタ３０の一部分が内部空間１４の外側に延出してもよい。例えば、フィルタ３０の一部分が、蓋体３８および／または蓋体３８と縁部１９との間に結合されることで、内部空間１４の外側に配置されてもよい。加えて、フィルタ３０を通過する液体を濾過するように機能する一つ以上の部分を、不浸透性であるかあるいは流れを制限する部分とともに、フィルタ３０が含んでもよい。フィルタ３０が、第１および第２部分１４ａ，１４ｂあるいは壁部または縁部などの他の構成要素を分離する内部空間１４内の唯一の要素であっても、フィルタ３０に加えて他の構造が内部空間１４の二つ以上の部分を物理的に相互に分離してもよい。しかし、液体の流れの観点からは、フィルタ３０は、内部空間１４の二つ以上の部分を分離または分割する唯一の構成要素であって、例えば、液体は第１部分１４ａから第２部分１４ｂへ通過するのにフィルタ３０を流れる必要がある。言うまでもなく、例えば、比較的大きな粒子を濾過する目の粗いフィルタ部分と、その後の比較的細かい粒子を濾過する目の細かいフィルタ部分など、フィルタ３０が多数の段階を有してもよい。ゆえに、フィルタ３０は所望であれば二つ以上の別々の構成要素を含んでもよい。
【００１８】
この例示的実施形態では、図のように縦ひだ状の側壁と略平坦な底面３１とを備える略円錐台形状をフィルタ３０が有する。しかし、円筒形状、方形カップ形状、ドーム形状、平坦シート、その他など、フィルタ３０が適切な形状を有してもよい。接着剤、熱溶接、機械的締まり嵌めなど、適当な方法でフィルタ３０が容器１２に装着されればよい。この例示的実施形態において、フィルタ３０は、ポリプロピレンとセルロース材料との組合せを含んでも、熱溶接によりフィルタ３０の上方部分で容器側壁１７に装着されてもよいが、フィルタ３０が容器１２の縁部１９または他の適当な箇所に装着されてもよい。
【００１９】
発明の一態様によれば、カートリッジに開口部を形成してカートリッジに対して液体を流入および／または流出させる穿孔要素により生じるフィルタの破損を阻止するフィルタガードなど、カートリッジが保護要素を含むとよい。例えば、ある実施形態では、フィルタの破損により挽きコーヒーまたは他の飲料媒体がフィルタを通過して完成飲料に混入すると望ましくない。一態様においては、カートリッジが穿孔される正確な箇所が穿孔前には分からないという状況でも、フィルタガードはフィルタの破損を阻止するとよい。ゆえに、いくつかの異なる箇所のいずれか一つでカートリッジが穿孔されながらも、一つ以上の穿孔要素がフィルタに引き起こす破損をフィルタガードが阻止するとよい。したがって、フィルタガードにより、穿孔されるカートリッジの表面またはその付近にフィルタが最初に配置されながらもフィルタの破損を阻止することが可能となる。ある実施形態では、フィルタガードが穿孔要素からフィルタを離間させることでフィルタの破損を阻止するとよい。ある実施形態においてフィルタガードを使用することの長所として考えられるのは、カートリッジが穿孔される可能性のある箇所であってもカートリッジ壁部またはその付近にフィルタが位置決めされるので、カートリッジの全体的サイズを縮小すること、および／または飲料媒体のためのカートリッジの有効容量を増加させることである。こうして、カートリッジの内部空間がより一層効率的に使用される。
【００２０】
他の実施形態では、穿孔されるカートリッジ表面またはその付近にフィルタが偶然に配置されるような状況でフィルタ破損を阻止するのに、発明の諸態様が役立つ。例えば、米国特許第５，８４０，１８９号または米国特許出願公開第２００５／００５１４７８号に示されているようなカートリッジでは、製造プロセスにおけるエラーのため、正常よりもカートリッジの低いところに、あるいはカートリッジが穿孔される点の近くにフィルタが偶然に位置決めされて、穿孔出口ニードルにフィルタを露出させる可能性がある。しかし、発明の一つ以上の態様によるフィルタガードが用意される場合には、フィルタの破損が阻止される。
【００２１】
発明の別の態様によれば、カートリッジの内部空間の少なくとも一部分の容量を変化させるように、カートリッジを穿孔する穿孔要素によりフィルタなどカートリッジの構成要素が動かされてもよい。例えば一実施形態では、カートリッジに出口開口部を形成する穿孔要素が（少なくとも間接的に）フィルタと接触して、フィルタの下流にある内部空間の一部分の容量を増加させるようにフィルタの一部分を動かす。この容量増加は、穿孔要素のための空間を設け、カートリッジからの飲料の流出を容易にする、および／または他の特徴を可能にする。
【００２２】
発明の一つ以上の態様によれば、図１および２に示されたカートリッジ１０は、（この場合には、容器１２の底面１６とフィルタ３０の底面３１との間で、容器１２の底面に）フィルタガード４０を含む。フィルタガード４０は、いくつかの異なる形状のうちいずれか一つを採ればよいが、本実施形態では、フィルタガード４０は、中央付近に開口部４２を備えるディスク形状（ワッシャのような形状など）を有する。カートリッジ１０の組立中に、フィルタガード４０が容器１２へ落とし込まれてから、フィルタ３０が容器１２に入れられて、（フィルタ３０の上端部付近を側壁１７に溶接することなどにより）容器側壁１７に装着される。図１に示されているように、底面１６とフィルタ３０の底面３１との間にフィルタガード４０が配置された状態で、フィルタ３０が容器１２の底面１６またはその付近に入れられる。他の実施形態では、所望であればフィルタ底面３１が容器１２の底面１６の上に若干の距離を空けて配置されるように、フィルタ３０が容器１２に位置決めされる。カートリッジ１０に飲料媒体２０が入れられ、蓋体３８が容器１２に装着されて開口部１３を閉鎖する。いずれの場合にも、容器１２の低いところに置かれたフィルタ３がフィルタガード４０によって破損から保護されるので、容器１２におけるフィルタ３０の適切な垂直配置に関する許容誤差が緩和される。
【００２３】
例えば、図３に示されているように、飲料の製造にカートリッジ１０が使用される時には、水または他の液体がカートリッジ１０へ導入されるように、入口穿孔要素５０（ニードルなど）により蓋体３８が穿孔される。多数のニードル、シャワーヘッド、中空でないニードル、コーン、ピラミッド、ナイフ、ブレードなど、他の入口穿孔構成が可能である。この点に関して発明は限定を受けないので、同じタイプまたは異なるタイプの多数の穿孔要素を飲料機械が含んでもよい。別の構成では、容器表面に孔を形成する穿孔要素を飲料機械が含み、その後で第２穿孔要素が、形成された孔を通過して容器へ液体を導入する（または液体を容器から導出する）。また、この実施形態では、入口穿孔要素５０により生じるフィルタ３０の破損の阻止に役立つようにフィルタガードが使用されることはないが、他のカートリッジ構成では、このような目的のためのフィルタガードが取り入れられてもよい。
【００２４】
カートリッジ１０は、容器１２の底面１６で出口穿孔要素５２（ニードルなど）により穿孔されてもよい。図３に見られるように、出口穿孔要素５２が底面１６を穿孔してフィルタガード４０と接触し、フィルタガード４０とフィルタ３０の一部分とを上方へ押す。ある実施形態では、穿孔要素５２は常にほぼ同じ距離だけカートリッジ１０に、例えば約０．２５インチだけカートリッジ１０に延出する。しかし、異なるサイズ、タイプ、および構成の穿孔要素が発明の範囲に包含されるので、カートリッジへの穿孔要素の延出は、長さ、幅、他のパラメータにおいて変化してもよい。この例示的実施形態では、容器１２に形成された開口部から飲料が流出するように、穿孔要素５２は定位置に残る。しかし、他の実施形態では、穿孔要素５２は開口部の形成後に引き抜かれ、穿孔要素５２がカートリッジ１０に延出していない状態で飲料が開口部から流出するようにしてもよい。
【００２５】
穿孔要素５２は一つ以上の尖鋭な先端部または尖端を有するが、フィルタガード４０は、これがなければ穿孔要素５２により生じる破損からフィルタ３０を保護するのに役立つように構成されるとよい。本実施形態では、フィルタガード４０およびフィルタ３０の上方移動により内部空間１４の第２部分１４ｂが拡大されることにも注意すること。これは、穿孔要素５２、および／または穿孔要素５２により形成される底面１６の開口部への第２部分１４ｂ内の飲料の流れを向上させる。本実施形態では、側壁１７と底面１６とが出会う容器１２のエッジから内方に離間した環状エリアにおいて、出口穿孔要素５２が容器１２の底面１６を穿孔すると予想される。ゆえに、中央付近では穿孔要素５２が底面１６を穿孔しないので、（フィルタ３０の底面３１を通る飲料の通過を助けるなどのため）フィルタガード４０はこの中央付近に開口部４２を備えるように構成されている。しかし、異なる穿孔機構のためにフィルタガード４０が異なる構成を持っていてもよい。
【００２６】
例えば、図４に示されているように、フィルタガード４０に液体を流通させる多数の流路４２をフィルタガード４０が含んでもよい。（この実施形態では円形孔の形状を有する）流路６２は、穿孔要素５２の尖端またはエッジが流路４２の一つに収容された場合でも、穿孔要素５２とフィルタ３０との接触を防止するサイズに形成されるとよい。言うまでもないが、図５に示されているようにメッシュスクリーンの方形孔のアレイ、または図６に示されているようにプレートの小さな円形孔のアレイなど、流路４２は適当な方法で構成されればよい。図７は、非円形および／または多くの種々の断面形状で流路４２が配設されたフィルタガード４０の別の実施形態を示している。図７では、円形の流路４２がフィルタガード４０の中央付近に配置されて、多数のアーチ状スロット形状の流路４２が中央円形流路４２の周囲に配設されている。所望であれば濾過の機能も提供するスポンジ状または他の多孔材料の層など、他の構成も可能である。
【００２７】
図４から７は、各々が円形の外周を有するフィルタガードを示しているが、例えばカートリッジのタイプまたは形状あるいは他の特徴に応じて、フィルタガードが他の形状を有してもよい。例えば、図８に示されているように、円形の形状を持つ底面１６を有する容器１２など、カートリッジ１０の容器１２においては、フィルタガード４０が横方向のシフトを改善する一つ以上の突出部７４をフィルタガード４０が含んでもよい。ある実施形態では、突出部７４によりフィルタガード４０が容器１２の内側部分と締まり嵌めを形成できるとよい。この実施形態では、突出部７４の間のフィルタガード４０の周囲に流路４２が配置される。フィルタガード４０の中央または他の箇所などに、追加の流路が設けられてもよい。
【００２８】
上記のように、図３の実施形態のフィルタガード４０は、穿孔要素と接触した時に旋回または傾斜するように構成されるとよい。しかし、穿孔要素と接触した時にフィルタガード４０が他の方法で動いてもよい。例えば、図９は、フィルタガード４０が配置される容器１２に類似した略カップ状の形状を有するフィルタガード４０を示している。図１から３のもののように円錐台形状の容器１２にフィルタガード４０が使用される一実施形態では、フィルタガード４０は同じように円錐台形状を有していて、容器１２の底面からの穿孔要素と接触した時に容器１２に対して垂直方向に摺動するサイズを持つ。図９のこのタイプの構成は、出口穿孔要素が側壁１７で容器１２を穿孔する構成でも使用可能である。その場合、フィルタガード４０は容器１２の中で横方向または左右に動かされて、フィルタ３０の破損を阻止しながら内部空間１４への穿孔要素の移動を可能にする。
【００２９】
他の実施形態では、フィルタガードが容器および／またはフィルタに装着されるとよい（例えば摺動可能に結合される、旋回可能に結合される、回転可能に結合されるなど）。例えば一実施形態では、フィルタガード４０が容器１２に対して移動可能とならないようにフィルタガード４０が容器１２に締まり嵌めされるとよい。他の実施形態では、フィルタガード４０の一つ以上の部分が容器１２またはフィルタ３０に移動不能に装着されるのに対して、フィルタガード４０の他の部分は可動のままでよい。例えば、図１０および１１は、円錐台形状を有する容器１２の底面１６に装着されるフィルタガード４０を示している。図１０は、フィルタガード４０の上面図を示し、点線の輪郭線９３は容器１２の底面１６の周囲を表している。フィルタガード４０の中央部分４３は、接着剤、容器１２との一体成形などにより、容器１２に装着されている。フィルタガード４０の延出部分４４は、「花弁」のような形状を有して中央部分４３から延出するとよい。延出部分４４は、穿孔要素５２と接触した時に（図１１の右側に示されているように）曲がるか傾くように構成されるとよい。こうして、フィルタガード４０の一部分（延出部分４４）は穿孔要素の貫通を可能にするとともに穿孔要素とフィルタ３０との接触を阻止するのに対して、フィルタガード４０の他の部分は容器１２および／またはフィルタ３０に対して静止したままである。容器１２に固着されてフィルタガードとして機能するフラップ、ガイド、バッフル、または他の特徴など、他の類似の構成を当該技術分野の当業者は思いつくだろう。別の実施形態では、図１から３の実施形態のフィルタ３０の底面３１のように、フィルタガード４０がフィルタ３０に固着されるとよい。これは、組み立てられる部品の数を減少させることなどにより、カートリッジの構造を簡単にする。このような場合、ディスク形状の要素をフィルタ底面３１に接着してホットグルーまたは他の材料をフィルタ底面３１に塗着してフィルタの破損を阻止することなどにより、フィルタガードがフィルタ３０と一体的に形成されるとよい。
【００３０】
穿刺部材によるフィルタの破損を軽減するのに充分なほど丈夫である、および／またはこれに充分なほど剛性である材料をフィルタガードが含むとよい。このような材料の非限定的な例は、可撓性であるが丈夫な材料、剛性であるが脆性の材料、伸縮性または弾性であるが引裂き抵抗を持つ材料、丈夫で剛性の材料などを含む。異なる材料特性を持つ一つの材料または多数の異なる材料からフィルタガードが形成されるとよい。フィルタガードは、一つの構成要素、分離している多数の構成要素、あるいは相互に結合されている多数の構成要素を含むとよい。当該技術分野の当業者であれば、フィルタガードが多くの異なる構造を有し、ポリマー、金属、その他など、多数の異なる適当な材料、または材料の組合せから形成されることを認識するだろう。
【００３１】
発明の別の態様は、フィルタガードを含むカートリッジを使用する飲料の生成に関連する。上記のようにカートリッジは多様な構成を取り得るが、この実施形態では図１から３に示されたのと同じ一般的形状を有する。カートリッジは、マサチューセッツ州のＫｅｕｒｉｇ，  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ  ｏｆ  Ｒｅａｄｉｎｇから現在販売されている抽出装置のいずれか一種類など、適当な飲料機械に使用される。例えば、図１２および１３は、茶、コーヒー、他の煎出タイプの飲料、液状または粉末状の濃縮物から生成される飲料、またはその他など、適当な飲料を生成するのに使用される飲料生成装置１００の斜視図と側面図をそれぞれ示す。しかし、この例示的実施形態では、装置１００はコーヒーまたは茶飲料を生成するように構成され、装置１００の様々な特徴を制御するためにユーザが操作するユーザインタフェース８を備える外側フレームまたはハウジング６を含む。当該技術分野で周知のように、飲料カートリッジ１０が装置１００に用意され、もしあればドリップトレイ９または他の支持体に置かれるカップ２または他の適当な容器に入れられる飲料を生成するのに使用される。カートリッジ１０は、飲料生成装置１００の第１および第２部分３，４により画定されるカートリッジ収容部分に手動で、または自動的に置かれる。例えば、ハンドル５を持ち上げることにより、ユーザは第１および第２部分３，４を開位置に移動させて、カートリッジ１０が置かれるカップ形状または他の適当な形状のエリアを露出させる。カートリッジ１０を置いた後、第１および第２部分３，４を（図１に示されている）閉位置へ移動させるように、ハンドル５または他のアクチュエータが手動で、または自動的に動かされることにより、抽出室内のカートリッジ１０を少なくとも部分的に包囲する。しかし、装置１００がカートリッジ１０を収容するか他の形で使用する方法は発明の態様にとって重要でないので、カートリッジ１０が装置１００により適当な方法で収容されればよいことを理解すべきである。
【００３２】
カートリッジ１０が収容されると、飲料生成装置１００がカートリッジ１０を使用して飲料を生成する。例えば、湯または他の液体をカートリッジ１０へ注入するように、第１部分３と関連する一つ以上の入口ニードル５０（図１３参照）がカートリッジ１０を穿孔する。注入された液体は、所望の飲料または中途飲料（つまり、ミルクやフレーバーなどの追加により飲料を生成する付加的操作に使用されるもの）を生成する。第２部分４も、出口側で（必要に応じて）カートリッジ１０を穿刺または穿孔して、生成された飲料をカートリッジ１０から流出させる（例えば図３参照）一つ以上の出口ニードルまたは他の要素５２（図１２および１３には不図示）を含んでもよい。
【００３３】
図１４は、一つの例示的実施形態において飲料生成装置１００に含まれる様々な構成要素の概略的ブロック図を示す。飲料生成装置１００は多様な方法で構成され、ゆえに一つのタイプの飲料生成装置のみに関連するものとして発明の態様が狭く解釈されるべきではないことを、当該技術分野の当業者は認識するだろう。保管タンク１１０からの水または他の液体は、ポンプ導管１１５を介して計量タンクまたは室１１８へ液体を供給するポンプ１１２（遠心ポンプなど）へ、供給導管１１１を介して提供される。適当なソフトウェアまたは他の操作命令、一つ以上のメモリ、温度および液位センサ、圧力センサ、入力／出力インタフェース、通信バスまたは他のリンク、ディスプレイ、スイッチ、リレー、トライアック、または所望の入力／出力や他の機能を実施するのに必要な他の構成要素とともに、例えばプログラム済みプロセッサおよび／または他のデータ処理デバイスを含む制御装置１３０により、水ポンプ１１２および装置１００の他の構成要素の動作が制御されるとよい。ポンプ１１２を所定時間だけ運転すること、導電性プローブセンサまたは容量センサを用いて計量タンク１１８の水位を検知すること、液体がタンクを満たした時の計量タンク１１８の圧力上昇を検出すること、または他の実行可能な技術を用いることなどの適当な技術により、計量タンク１１８が所望の量の液体で満たされるとよい。例えば、制御装置１３０は、圧力センサが圧力の上昇を検出して計量タンク１１８の上部に水が到達したことを示すと、計量タンク１１８が完全に満たされたことを検出する。所望であれば、温度センサからの入力または他の適当な入力を用いて制御装置１３０により動作が制御される加熱要素１２３を通して、タンク内の水が加熱されてもよい。計量タンク１１８の中の水は、計量タンク導管１１９を介して抽出室１２０または他の飲料生成ステーションへ定量供給されるとよい。抽出室１２０は、例えばカートリッジ１０に格納される挽きコーヒー、茶、フレーバードリンクミックス、または他のものなどの飲料製造成分を含むとよい。管１１７から計量タンク導管１１９へ液体を吐出させる空気ポンプ１２１により提供される空気で計量タンクを加圧することによって、液体が計量タンク１１８から吐出されるとよい。計量タンク１１８の圧力低下を検出することにより、計量タンク１１８の水位変化を検出することにより、または他の実行可能な技術などにより、計量タンク１１８からの吐出が何らかの適当な方法で検出されるとよい。代替的に、タンク１１８へ追加液体を強制流入させるように作動するポンプ１１２により計量タンク１１８から液体が吐出されることによって、タンク１１８から抽出室へ水を排出させてもよい。タンク１１８へ送られる液体の量、ゆえに抽出室へ送られる液体の量を決定するのに、流量センサまたは他の適当なデバイスが使用されてもよい。代替的に、周知の量の液体がポンプ１１２からタンク１１８へ送られることで同じ周知の量が抽出室１２０へ送られるように、ポンプ１２がピストンタイプまたは計量ポンプであってもよい。１〜２ｐｓｉ以上など適当な圧力で、カートリッジ１０へ液体が導入されるとよい。
【００３４】
発明の別の態様は、カートリッジを製造する方法である。このような例示的方法の一つの各ステップが、図１５に示されている。ステップＳ１６２では、フィルタとフィルタガードと容器とが用意される。容器は適当な形状、サイズ、および／または構成を有すればよく、内部空間と、容器から飲料を流出させるなどのために穿孔されるように構成された表面とを含むとよい。容器は、円錐台カップ形状を有する熱成形プラスチック材料などのように規定の形状を有しても、可撓性の材料シートにより容器が形成される袋状タイプの形態の場合のように比較的規定されていない形状を有してもよい。フィルタは、材料、サイズ、形状、および／または形態を含めて、適切な構成を有するとよい。例えば、フィルタは、液体およびあるサイズの溶解および／または懸濁物質は通過させるが比較的大きな粒子がフィルタを流れるのを防止するように構成された濾紙のシートを含むとよい。フィルタガードも同じように適当な構成を有し、カートリッジを貫通する穿孔要素により生じるフィルタの破損を阻止するのに役立つように構成されるとよい。例えば、フィルタガードがフィルタと穿孔要素との間に設けられて、穿孔要素がカートリッジを貫通した後で穿孔要素とフィルタとの間の接触を防止するとよい。
【００３５】
ステップＳ１６４では、容器の開口部から内部空間へ挿入されることなどにより、カートリッジ容器の内部空間にフィルタガードが用意されるとよい。フィルタガードを容器へ落とし込むこと、容器と一体的にフィルタガードを成形または他の方法で形成すること、フィルタガードを容器に接着または他の方法で固着すること、フィルタガードをフィルタに装着すること、およびその他などにより、フィルタガードが適切な方法で内部空間に用意されればよい。
【００３６】
ステップＳ１６６では、フィルタの少なくとも一部分が容器の内部空間に用意されるとよい。フィルタを容器に落とし込むこと、フィルタの一部分を容器と一体的に形成すること、フィルタガードなど別の要素にフィルタを貼付すること、フィルタ／要素の組合せを容器に置くこと、フィルタを容器に溶接または他の方法で固定することなど、適切な方法でフィルタの少なくとも一部分が容器に用意されればよい。飲料材料と作用する液体がフィルタを通って内部空間の第２部分へ流入するように、カートリッジの内部空間の第１部分に飲料媒体を収容する構成をフィルタが持つとよい。ある実施形態において、この方法は、容器の内部空間に飲料媒体を置くことと、容器の開口部を蓋体で閉鎖することとを任意で含んでもよい。また、図１５は特定の順序で行われるステップを示しているが、ステップが他の順序で実施されてもよい。例えば、フィルタの少なくとも一部分を容器に用意するステップは、フィルタガードが容器に用意される前に実施されてもよい。また、この点に関して発明は限定を受けないので、いくつかのステップが他のステップに組み込まれてもよい。例えば、フィルタを容器に用意するステップは、フィルタを容器に装着することを含んでもよい。
【００３７】
発明の別の態様は、飲料機械とカートリッジとを用いて飲料を生成することを含む。このような方法の例示的な一連のステップが、図１６に示されている。ステップＳ１７２では、カートリッジを収容するように構成された収容部と、液体をカートリッジへ導入するように構成された流体入口と、カートリッジの表面を穿孔するように構成された穿孔要素を含む流体出口とを含む飲料機械が用意される。ステップＳ１７４では、内部空間と、この内部空間内の飲料媒体とフィルタとフィルタガードとを備える容器を含むカートリッジが、収容部に用意される。内部空間内の飲料媒体と作用する液体を濾過するようにフィルタが構成され、穿孔されるカートリッジの表面またはその付近にフィルタおよびフィルタガードが位置決めされるとよい。ステップＳ１７６では、表面に開口部を形成して飲料をカートリッジから流出させるように、カートリッジの表面が穿孔要素で穿孔される。上記のように、穿孔要素はカートリッジと嵌合したままであっても、形成された開口部から飲料を流出させるように引き抜かれてもよい。ステップＳ１８０では、穿孔要素が内部空間へ延出した時に、穿孔要素がフィルタガードと接触してフィルタの破損を阻止するとよい。一実施形態では、内部空間へ延出する時に、穿孔要素がフィルタガードおよび／またはフィルタを移動させるか他の方法で変位させる。この方法は、水などの液体を内部空間へ導入することと、飲料媒体と作用した液体により形成される飲料を容器の表面に形成された開口部から流出させることとを含んでもよい。
【００３８】
本発明の少なくとも一つの実施形態の諸態様についてこうして説明したが、様々な変更、変形、改良を当該技術の当業者は容易に発案するだろうということを理解すべきである。このような変更、変形、改良は本開示の一部であるものとし、発明の趣旨および範囲内に含まれるものとする。したがって、上記の説明および図面は例として挙げられたものに過ぎない。
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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