(57)【要約】  飲料カートリッジおよび音波エネルギーを使用して、飲料を生成するための装置および方法。カートリッジは、カートリッジの内部空間へと突出する特徴などの音波受信部を含むことができ、音波エネルギーを内部空間へと導入する音波放出部を受けるように構成されている。音波受信部は音波エネルギーによって励振することができ、それにより音波受信部自体が音波エネルギーをカートリッジへと導入させる。
2014519394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料を生成する飲料生成装置で使用するように構成された飲料カートリッジであって、
閉じた内部空間を有する容器と、
前記内部空間内に位置する飲料媒体であって、飲料媒体と前記内部空間へと導入された液体との相互作用によって飲料を生成するように使用される飲料媒体と、
前記容器の前記閉じた内部空間内にあり、前記閉じた内部空間の外部に位置し、前記飲料カートリッジから分離可能な駆動システムの振動動作に反応して、前記カートリッジ内の飲料媒体または液体の前記容器に対する動作を生じさせるように構成された動作生成構造と、
を含むことを特徴とするカートリッジ。
【請求項２】
請求項１に記載のカートリッジであって、
前記動作生成構造が、前記内部空間内に位置する第１の部分および前記内部空間の外部に延びる第２の部分を含む攪拌器を含むことを特徴とするカートリッジ。
【請求項３】
請求項２に記載のカートリッジであって、
前記攪拌器の前記第２の部分が、前記駆動システムの動作を前記攪拌器の前記第１の部分へと伝えるように、前記駆動システムと機械的に結合するように構成されていることを特徴とするカートリッジ。
【請求項４】
請求項１に記載のカートリッジであって、
前記動作生成構造が、前記容器に取り付けられ、前記内部空間内にある攪拌器を含むことを特徴とするカートリッジ。
【請求項５】
請求項４に記載のカートリッジであって、
前記攪拌器が前記容器に取り付けられ、前記容器から離れて前記内部空間内へと延びることを特徴とするカートリッジ。
【請求項６】
請求項５に記載のカートリッジであって、
前記攪拌器が１つ以上のパドル、フィンガ、フィン、タブまたはブレードを含むことを特徴とするカートリッジ。
【請求項７】
請求項５に記載のカートリッジであって、
前記攪拌器が、前記容器内の窪みとして形成された１つ以上のパドルを含むことを特徴とするカートリッジ。
【請求項８】
請求項７に記載のカートリッジであって、
前記容器内の前記窪みが前記駆動システムと機械的に結合するように構成されていることを特徴とするカートリッジ。
【請求項９】
請求項１に記載のカートリッジであって、
前記動作生成構造が、前記容器と関係なく前記内部空間内で可動である１つ以上の混合用ボールを含み、
前記混合用ボールは、前記駆動システムによる容器の動作に反応して、前記容器内の前記飲料媒体または液体の動作を生成するように構成されていることを特徴とするカートリッジ。
【請求項１０】
請求項１に記載のカートリッジであって、
前記動作生成構造が、前記容器の振動回転に反応して、前記飲料媒体または液体の正味回転動作を生じさせるように構成された、前記内部空間内の１つ以上の壁部要素を含むことを特徴とするカートリッジ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のカートリッジであって、
前記壁部要素が、前記容器の周縁部の周りにジグザグ形に構成されていることを特徴とするカートリッジ。
【請求項１２】
請求項１に記載のカートリッジであって、
前記動作生成構造が、前記駆動システムの動作に反応して、前記内部空間内の液体に渦を形成するように構成されていることを特徴とするカートリッジ。
【請求項１３】
請求項１に記載のカートリッジであって、
前記容器が蓋を含み、
前記カートリッジがさらに、前記飲料媒体の液体との相互作用によって生成される飲料の少なくとも一部を濾過するように構成された前記容器内のフィルタを含むことを特徴とするカートリッジ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のカートリッジであって、
前記フィルタが前記蓋に取り付けられていることを特徴とするカートリッジ。
【請求項１５】
請求項１に記載のカートリッジであって、
前記飲料媒体が、前記動作生成構造によって生じる動作がない場合には、所定の容積の飲料を生成するように、前記カートリッジへと導入された液体に完全に溶解しないであろう粉末状材料を含むことを特徴とするカートリッジ。
【請求項１６】
飲料生成装置で使用するように構成された飲料カートリッジを使用して、飲料を生成するための方法であって、
閉じた内部空間を有する容器と、前記内部空間内に位置する飲料媒体と、前記飲料媒体の動作を生じさせるように構成された、前記容器の前記閉じた内部空間内の動作生成構造とを含む飲料カートリッジを設けるステップと、
前記飲料カートリッジを前記飲料生成装置の抽出チャンバと関連付けるステップと、
前記カートリッジを前記抽出チャンバと関連付けながら前記動作生成構造の動作を生じさせて、前記閉じた内部空間内の前記飲料媒体の動作を生じさせるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、
前記動作を生じさせるステップが、前記カートリッジの前記内部空間の外部に延びる前記動作生成構造の攪拌器の第２の部分と係合し、振動動作を生じさせるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、
前記攪拌器が前記内部空間内に位置する第１の部分を含み、
前記第２の部分の振動動作が前記第１の部分の動作を生じさせることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１６に記載の方法であって、
前記動作生成構造が前記容器に取り付けられ、前記内部空間内にある攪拌器を含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、
前記攪拌器が前記容器に取り付けられ、前記容器から離れて前記内部空間内へと延びることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法であって、
前記攪拌器が１つ以上のパドル、フィンガ、フィン、タブまたはブレードを含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２０に記載の方法であって、
前記攪拌器が、前記容器内の窪みとして形成された１つ以上のパドルを含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法であって、
前記動作を生じさせるステップが、前記容器内の窪みを前記飲料生成装置の駆動システムと機械的に結合するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項１６に記載の方法であって、
前記動作を生じさせるステップが、前記動作生成構造の１つ以上の混合用ボールが前記容器内の前記飲料媒体の動作を生じさせるように、前記容器を動かすステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項１６に記載の方法であって、
前記動作を生じさせるステップが、前記容器の振動回転を生じさせるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法であって、
前記容器の振動回転によって、前記内部空間内の１つ以上の壁部要素が、前記内部空間内の前記飲料媒体の前記容器に対する正味回転動作を生じさせるように構成されていることを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の方法であって、
前記壁部要素が、前記容器の周縁部の周りにジグザグ形に構成されていることを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項１６に記載の方法であって、
前記動作を生じさせるステップが、前記動作生成構造に前記内部空間内の液体に渦を形成させることを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項１６に記載の方法であって、
飲料を生成するように、液体を、前記飲料媒体に接触するように前記内部空間へと導入するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の方法であって、
前記導入するステップが、前記動作を生じさせるステップの前、または前記動作を生じさせるステップと同時に起きることを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項２９に記載の方法であって、
前記液体を導入するステップが、液体が導入される開口を形成するように、前記カートリッジ容器を穿刺するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項３１に記載の方法であって、
飲料が前記容器から出る開口を形成するように、前記カートリッジ容器を穿刺するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項１６に記載の方法であって、
前記動作を生じさせるステップが、前記動作生成構造に、音波エネルギーを前記内部空間に放出させるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項３０に記載の方法であって、
前記カートリッジが前記内部空間内のフィルタを含み、
前記方法が、
前記飲料媒体の動作を生じさせるステップがない場合には、前記フィルタを通過しないであろう材料を、前記カートリッジの前記フィルタを通過させるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項３５】
請求項３０に記載の方法であって、
前記動作生成構造による前記飲料媒体の動作がない場合に存在するであろうよりも高いレベルの溶解および／または懸濁した材料を有する飲料を生成するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項３６】
請求項３５に記載の方法であって、
前記飲料がコーヒー飲料であり、
前記方法が、
前記動作生成構造による前記飲料媒体の動作がない場合に存在するであろうよりも高い濁度および／または総溶解固形分のレベルを有する、コーヒー飲料を生成するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３７】
飲料生成システムであって、
飲料カートリッジを保持するように構成されたカートリッジ受け部と、
液体を前記飲料カートリッジへと導入するように構成された液体入口と、
振動エネルギーを前記飲料カートリッジへと提供するように構成された駆動システムと、
閉じた内部空間を有する容器と、前記内部空間内に位置する飲料媒体であって、飲料媒体と前記内部空間へと導入された液体との相互作用によって飲料を生成するように使用される飲料媒体と、前記容器の前記閉じた内部空間内にあり、前記閉じた内部空間の外部に位置し、前記飲料カートリッジとは分離した駆動システムの振動動作に反応して、前記カートリッジ内の飲料媒体または液体の前記容器に対する動作を生じさせるように構成された動作生成構造とを含む飲料カートリッジと、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項３８】
請求項３７に記載のシステムであって、
前記容器が、上部開口を有するカップおよび前記上部開口を閉じる前記カップに取り付けられた蓋を含むことを特徴とするシステム。
【請求項３９】
請求項３８に記載のシステムであって、
前記飲料媒体の液体との相互作用によって形成される飲料の少なくとも一部を濾過するように構成された、前記容器内のフィルタをさらに含むことを特徴とするシステム。
【請求項４０】
請求項３９に記載のシステムであって、
前記フィルタが前記蓋に取り付けられていることを特徴とするシステム。
【請求項４１】
請求項３７に記載のシステムであって、
前記液体入口が、液体を前記カートリッジへと導入するように前記カートリッジを穿刺するように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項４２】
請求項３７に記載のシステムであって、
前記動作生成構造が、前記カートリッジ内の前記飲料媒体または液体の動作を生じさせるように構成された、前記カートリッジの前記内部空間内の攪拌器を含むことを特徴とするシステム。
【請求項４３】
請求項４２に記載のシステムであって、
前記攪拌器が、前記内部空間内に位置する第１の部分および前記内部空間の外部に延びる第２の部分を含み、
前記駆動システムによる前記第２の部分の振動動作が前記第１の部分の動作を生じさせることを特徴とするシステム。
【請求項４４】
請求項３７に記載のシステムであって、
前記動作生成構造が、前記容器に取り付けられ、前記内部空間内にある攪拌器を含むことを特徴とするシステム。
【請求項４５】
請求項４４に記載のシステムであって、
前記攪拌器が前記容器に取り付けられ、前記容器から離れて前記内部空間内へと延びることを特徴とするシステム。
【請求項４６】
請求項４４に記載のシステムであって、
前記攪拌器が１つ以上のパドル、フィンガ、フィン、タブまたはブレードを含むことを特徴とするシステム。
【請求項４７】
請求項４４に記載のシステムであって、
前記攪拌器が、前記容器内の窪みとして形成された１つ以上のパドルを含むことを特徴とするシステム。
【請求項４８】
請求項４７に記載のシステムであって、
前記窪みが前記駆動システムと機械的に結合するように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項４９】
請求項３７に記載のシステムであって、
前記動作生成構造が、前記駆動システムによる前記カートリッジの動作に反応して、前記容器内の前記飲料媒体または液体の動作を形成するように構成されている１つ以上の混合用ボールを含むことを特徴とするシステム。
【請求項５０】
請求項４９に記載のシステムであって、
前記駆動システムが前記容器の振動回転を生じさせるように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項５１】
請求項５０に記載のシステムであって、
前記動作生成構造が、前記駆動システムによって生じる前記容器の振動回転に反応して、前記容器に対する前記内部空間内の前記飲料媒体の正味回転動作を生じさせるように構成された、前記内部空間内の１つ以上の壁部要素を含むことを特徴とするシステム。
【請求項５２】
請求項５１に記載のシステムであって、
前記壁部要素が、前記容器の周縁部の周りにジグザグ形に構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項５３】
請求項３７に記載のシステムであって、
前記駆動システムが、前記液体入口によって液体を前記カートリッジへと導入する前または導入すると同時に、前記飲料媒体または液体の動作を生じさせるように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項５４】
請求項３７に記載のシステムであって、
前記液体入口が、液体が導入される開口を形成するように、前記カートリッジ容器を穿刺するように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項５５】
請求項５４に記載のシステムであって、
前記システムが、飲料が前記容器から出る開口を形成するように、前記カートリッジ容器を穿刺するように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項５６】
請求項３７に記載のシステムであって、
前記駆動システムおよび動作生成構造が、前記飲料媒体または液体の動作を生じさせない場合には、前記フィルタを通過しないであろう材料を、前記カートリッジの前記フィルタを通過させるように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項５７】
請求項５６に記載のシステムであって、
前記飲料がコーヒー飲料であり、
前記駆動システムおよび動作生成構造が、前記動作生成構造および前記駆動システムによる前記飲料媒体または液体の動作がない場合に存在するであろうよりも高い濁度および／または総溶解固形分のレベルで、前記コーヒー飲料を形成するように構成されていることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、振動エネルギーを使用した飲料生成装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、全体を本願に引用して援用する２００９年１２月１８日に出願された米国仮出願第６１／２８４，４７７号および２００９年１２月３１日に出願された米国仮出願第６１／３３５，０８３号の優先権を主張する、２０１０年１２月１７日に出願された米国出願第１２／９７１，５３５号の一部継続出願である。本願は、全体を本願に引用して援用する２０１１年６月１５日に出願された米国出願第６１／４９７，２８７号および２０１１年６月２３日に出願された米国出願第６１／５００，２４１号の優先権を主張する。
【０００３】
超音波エネルギーのドリップ抽出漏斗の外部への印加および／または漏斗の内部の挽いたコーヒーおよび水への直接印加を説明する米国特許第４，７７９，５２０号、米国特許第４，９８３，４１２号、および米国特許出願公開第２００８００３２０３０号を含む様々な特許が、コーヒー抽出時の音波エネルギーの使用を説明している。しかし、超音波エネルギーのドリップ抽出漏斗の外部への印加は、必ずしも抽出漏斗の内部における音波エネルギーの適切な制御を可能にするわけではなく、例えば、一部の領域が他の領域と異なる強度および／または周波数のエネルギーを受けることになる。また、音波エネルギーの抽出漏斗の内部への印加は、場合によっては、金属製外面を有する超音波プローブの浸食を引き起こすことがあり、浸食された材料が挽いたコーヒーまたは他の飲料媒体に堆積する可能性を生じることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，７７９，５２０号明細書
【特許文献２】米国特許第４，９８３，４１２号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００８００３２０３０号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の態様は、飲料媒体およびカートリッジ内部へと導入される液体を含む飲料カートリッジの内部への、振動または他の音波エネルギーの印加に関する。カートリッジは、カートリッジの内部空間へと導入するための音波エネルギーを受ける音波受信部を有するように構成することができる。例えば、音波受信部は、それ自体が音波エネルギーをカートリッジ内部へと伝達するように、音波エネルギーに反応して振動または他の方法で動くカートリッジの音響的適合部分を含むことができる。別の構成では、音波受信部は、音波放出部または他の振動駆動システムによって生じる動作生成構造の振動動作に反応して、飲料媒体および／またはカートリッジ内の液体を動かすように構成された動作生成構造を含むことができる。いくつかの他の実施形態では、音波受信部は、音響的透過性部分、音響結合媒体、音波放出部と相互作用する凹部または他の特徴、または音波放出部が音波エネルギーをカートリッジへと直接伝達することを可能にする他の特徴を含むことができる。音波受信部は、音波エネルギーをカートリッジの内部空間の特定の領域へと方向付け、音波エネルギーを集束し、分散し、または他の方法で変更して少なくとも内部空間の一部で音波エネルギーの強度をより均一にし、および／または音波エネルギーに他の影響を与えるように構成することができる。これは、音波エネルギーが、液体がカートリッジを「短絡」し、または飲料媒体に十分に接触することなく通過することがある通路を飲料媒体内に効果的に形成するトンネリングなど、音波エネルギーが１つ以上の領域に集中することに関連した問題を回避する助けとなることができる。トンネリングは、液体の飲料媒体との接触が不十分であるために、最終的に得られる飲料を薄くすることがある。
【０００６】
本発明の一態様では、飲料を生成する飲料生成装置で使用するように構成された飲料カートリッジは、閉じた内部空間を有する容器と、内部空間内に位置する飲料媒体とを含むことができる。飲料媒体は、飲料媒体と内部空間へと導入された液体との相互作用によって飲料を生成するように使用することができ、例えば、焙煎し挽いたコーヒー、甘味料、クリーマー、インスタントドリンク混合物、および他の可溶性および／または不溶性材料を含むことができる。容器の閉じた内部空間内に動作生成構造も含むことができ、動作生成構造は、閉じた内部空間の外部に位置し、飲料カートリッジとは別個の駆動システムの振動動作に反応して、カートリッジ内の飲料媒体または液体の容器に対する動作を生じさせるように構成することができる。例えば、動作生成構造は、内部空間内に位置する第１の部分および内部空間の外部に延びる第２の部分を含む攪拌器を含むことができる。攪拌器の第２の部分は、駆動システムの動作をカートリッジの攪拌器の第１の部分へと伝えることができるように、駆動システムと機械的に結合するように構成することができる。攪拌器は、例えば飲料媒体および／または液体の振動動作、かき混ぜ、キャビテーション、または他の混合動作を生じるように、多種多様な構成を有することができる。いくつかの実施形態では、例えば、１つ以上のパドル、フィンガ、フィン、タブまたはブレードが容器側壁に取り付けられ、内部空間内の飲料媒体、液体、フィルタまたは他の構成要素と相互作用するように内部空間へと延びることができるなど、攪拌器は容器に取り付けられ、内部空間内へと延びることができる。
【０００７】
別の例示的な実施形態では、動作生成構造は、駆動システムと機械的に結合するように構成された容器内の窪みを含むことができる。窪みは、例えば駆動システムがカートリッジを全体的に動かすことを可能にするなど、容器と駆動システムとの機械的結合を提供することができ、または、例えば窪みが、容器の動作に反応して、飲料媒体および／または液体の動作を生じさせるフィン、ブレードまたは他の構造として作用することができるなど、容器内の飲料媒体または液体の動作を生じさせるように機能することができる。
【０００８】
別の例示的な実施形態では、動作生成構造は、容器と関係なく内部空間内で可動である１つ以上の混合用ボールを含むことができる。混合用ボールは、駆動システムによる容器の動作に反応して、容器内の飲料媒体または液体の動作を生成するように構成することができ、例えば、容器を振動的に回転させ、ボールを内部空間内で容器に対して回転させることができる。あるいは、混合用ボールを、飲料媒体または液体の動作を生じさせるように、無作為、垂直または他の線形方式、または他の方法で動かすことができる。
【０００９】
別の実施形態では、動作生成構造は、容器の振動回転に反応して、飲料媒体または液体の正味回転動作を生じさせるように構成された、内部空間内の１つ以上の壁部要素を含むことができる。例えば、壁部要素は、容器の振動回転に反応して、飲料媒体および／または液体の回転を生じさせることができるジグザグ形、「ランプおよびストップ」、または他の構成を有することができる。
【００１０】
カートリッジは、１つ以上のフィルタ、液体分配器、カートリッジの１つ以上の異なるコンパートメント内の１つ以上の異なるタイプの飲料媒体、液体または気体入口または出口弁、または他の導管またはポートなど、飲料カートリッジに見られる任意の適切な特徴を含むことができる。例えば、カートリッジ容器は、上部開口を有するカップおよび上部開口を閉じるカップに取り付けられた蓋を含むことができる。カップは、円筒形、立方体、円錐形または円錐台形、部分的球形、四面体などとすることができる。カップは、例えばプラスチックの単一の熱成形部品など、単部品として形成することができ、または互いに連結される複数部品から形成することができる。例えば、カップは、円筒形壁部の一端に取り付けられた平坦なプレートまたは箔部材を有する円筒形の壁部部材を含むことができる。同様に、蓋は、積層された箔の層、互いに結合された複数部品などの単一部品を含むことができるなど、任意の適切な方法で構成することができる。さらに、カートリッジは、飲料媒体と液体との相互作用によって生成された飲料の少なくとも一部を濾過するように構成されたフィルタ要素を含むことができる。例えば、フィルタ要素は、飲料媒体と相互作用する液体がカートリッジから出る前にフィルタを通過するように構成されたフィルタ紙を含むことができる。フィルタは、容器の蓋、容器側壁、または他のカートリッジ構成要素に取り付けることができる。
【００１１】
本発明の別の態様では、飲料生成システムは、飲料カートリッジを保持するように構成されたカートリッジ受け部と、液体を飲料カートリッジへと導入するように構成された液体入口（カートリッジを穿刺する針など）と、振動または他の音波エネルギーを飲料カートリッジへと提供するように構成された駆動システムとを含む。飲料カートリッジはカートリッジ受け部によって保持することができ、例えば、閉じた内部空間を有する容器と、内部空間内に位置する飲料媒体と、容器の閉じた内部空間内の動作生成構造とを含むなど、上記のような構成を有する。動作生成構造は、例えば、上記のように、駆動システムの振動動作に反応して、カートリッジ内の飲料媒体または液体の容器に対する動作を生じさせることができるように構成することができる。システムは、例えば、飲料が容器から出ることができるように、針が容器を穿刺することができるなど、飲料が容器から出る開口を形成するように、カートリッジ容器を穿刺するように構成することができる。
【００１２】
いくつかの実施形態では、駆動システムおよび動作生成構造は、飲料媒体または液体の動作を生じさせない場合には、フィルタを通過しないであろう材料を、カートリッジのフィルタを通過させるように構成することができる。例えば、システムを使用してコーヒー飲料を生成するとき、駆動システムおよび動作生成構造は、動作生成構造および駆動システムによる飲料媒体または液体の動作がない場合に存在するであろうよりも高い濁度および／または総溶解固形分のレベルで、コーヒー飲料を形成することができる。
【００１３】
本発明の別の態様では、飲料カートリッジを使用して飲料を生成するための方法は、閉じた内部空間を有する容器と、内部空間内に位置する飲料媒体と、飲料媒体の動作を生じさせるように構成された、容器の閉じた内部空間内の動作生成構造とを含む飲料カートリッジを設けるステップを含む。飲料カートリッジは、例えば、飲料生成装置のカートリッジ受け部内にカートリッジを置くことによって、飲料生成装置の抽出チャンバと関連付けられる。カートリッジを抽出チャンバと関連付けながら動作生成構造の動作を生じさせて、閉じた内部空間内の飲料媒体の動作を生じさせる。そのような動作は、飲料を生成するとき、飲料媒体をカートリッジへと導入された液体（例えば、水）とより良く相互作用させることができる。改良された相互作用によって、より完全またはより迅速な抽出、より完全または迅速な混合、フィルタおよび／または他の特徴を通る液体および／または他の材料の改良された通過をもたらすことができる。
【００１４】
一実施形態では、動作を生じさせるステップは、カートリッジの少なくとも内部空間内に位置する部分を有する攪拌器と係合し、振動動作を生じさせるステップを含むことができる。例えば、攪拌器は、内部空間内に位置する第１の部分を含み、（駆動システムと係合するためにカートリッジの外部に延びる）第２の部分の振動動作が第１の部分の動作を生じさせることができる。上述のように、動作生成構造は多種多様に構成し、動作生成構造の動作を、動作生成構造との機械的係合および動作、カートリッジ容器の動作、および／またはカートリッジ内部へと導入された駆動システム構成要素の動作によって、生じさせることができる。
【００１５】
音波または振動エネルギーを提供する音波放出部または他の駆動システムは、カートリッジの一部分に隣接して配置されたプローブ、モータおよび駆動リンク機構などの多様な形態のうち、任意のものとすることができる。本明細書で使用される「音波エネルギー」または「振動エネルギー」は、人間の耳に可聴であるエネルギーおよび人間の耳の可聴域外のエネルギーを含む。例えば、「音波エネルギー」または「音響エネルギー」または「振動エネルギー」は、約１０Ｈｚから約２００ｋＨｚまたはそれ以上の周波数を有する振動エネルギーを含むことができる。
【００１６】
本発明のこれらおよび他の態様は、以下の説明および特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【００１７】
以下の図面を参照しながら本発明の態様を説明する。図中において同様の番号は同様の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の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刺要素によって穿刺された後の図１のカートリッジの側方断面図である。
【図４】本発明の態様によるカートリッジの別の例示的な実施形態の断面図である。
【図５】本発明の態様によるカートリッジのさらに別の例示的な実施形態の正面図である。
【図６】本発明の態様によるカートリッジのさらに別の例示的な実施形態の底面図である。
【図７】本発明の態様によるカートリッジのさらに別の例示的な実施形態の正面図である。
【図８】本発明の態様によるカートリッジのさらに別の例示的な実施形態の底面図である。
【図９】本発明の態様によるカートリッジのさらに別の例示的な実施形態の正面図である。
【図１０】本発明の態様によるカートリッジのさらに別の例示的な実施形態の底面図である。
【図１１】本発明の態様によるカートリッジのさらに別の例示的な実施形態の正面図である。
【図１２】本発明の態様によるカートリッジのさらに別の例示的な実施形態の左側面図である。
【図１３】本発明の態様によるカートリッジのさらに別の例示的な実施形態の正面図である。
【図１４】本発明の態様によるカートリッジのさらに別の例示的な実施形態の底面図である。
【図１５】本発明の態様によるカートリッジのさらに別の例示的な実施形態の正面図である。
【図１６】本発明の態様によるカートリッジのさらに別の例示的な実施形態の上面図である。
【図１７】本発明の態様によるカートリッジのさらに別の例示的な実施形態を音波放出部とともに示す正面図である。
【図１８】本発明の態様によるカートリッジのさらに別の例示的な実施形態を音波放出部なしで示す正面図である。
【図１９】本発明の態様によるカートリッジのさらに別の例示的な実施形態の底面図である。
【図２０】図１７の実施形態を修正された音波放出部とともに示す斜視図である。
【図２１】本発明の態様によるカートリッジのさらに別の例示的な実施形態を音波放出部とともに示す正面図である。
【図２２】本発明の態様によるカートリッジのさらに別の例示的な実施形態を音波放出部なしで示す正面図である。
【図２３】本発明の態様によるカートリッジのさらに別の例示的な実施形態の底面図である。
【図２４】容器の窪みの形態である動作生成構造を含むカートリッジ容器の上面斜視図である。
【図２５】容器の窪みの形態である動作生成構造を含むカートリッジ容器の底面斜視図である。
【図２６】ジグザグ壁要素の形態である動作生成構造を含むカートリッジ容器の上面斜視図である。
【図２７】ジグザグ壁要素の形態である動作生成構造を含むカートリッジ容器の側面図である。
【図２８】インサートの形態である動作生成構造を備えたカートリッジの上面斜視図である。
【図２９】垂直パドルを有するインサートの側面図である。
【図３０】インサートの形態である動作生成構造を備えたカートリッジの上面斜視図である。
【図３１】スクレーパ要素を有するインサートの側面図である。
【図３２】拡張動作の一形態が行われるカートリッジの上面斜視図である。
【図３３】拡張動作の一形態が行われるカートリッジの上面斜視図である。
【図３４】可撓性のビームの形態である動作生成構造を含むカートリッジの上面斜視図である。
【図３５】可撓性のビームの形態である動作生成構造を含むカートリッジの上面斜視図である。
【図３６】駆動ビームおよびパドルの形態である動作生成構造を含むカートリッジの上面斜視図である。
【図３７】駆動ビームおよびパドルの形態である動作生成構造を含むカートリッジの上面斜視図である。
【図３８】カートリッジの内部空間内に位置する第１の部分および内部空間の外部に延びる第２の部分を含む様々な動作生成構造の斜視図である。
【図３９】カートリッジの内部空間内に位置する第１の部分および内部空間の外部に延びる第２の部分を含む様々な動作生成構造の斜視図である。
【図４０】カートリッジの内部空間内に位置する第１の部分および内部空間の外部に延びる第２の部分を含む様々な動作生成構造の斜視図である。
【図４１】カートリッジの内部空間内に位置する第１の部分および内部空間の外部に延びる第２の部分を含む様々な動作生成構造の斜視図である。
【図４２】カートリッジの内部空間内に位置する第１の部分および内部空間の外部に延びる第２の部分を含む様々な動作生成構造の斜視図である。
【図４３】カートリッジの内部空間内に位置する第１の部分および内部空間の外部に延びる第２の部分を含む様々な動作生成構造の斜視図である。
【図４４】Ｖ字形側面および平坦な底部部分を有する動作生成構造を含むカートリッジの斜視図である。
【図４５】Ｖ字形側面および平坦な底部部分を有する動作生成構造を含むカートリッジの斜視図である。
【図４６】本発明の態様で使用するための飲料生成装置の斜視図である。
【図４７】本発明の態様によって使用可能な飲料生成装置の構成要素の概略的なブロック図である。
【図４８】本発明の態様によって飲料を作製する方法のステップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の態様は、例示的な実施形態を示す図面を参照しながら本明細書で説明されることを理解されたい。本明細書で説明される例示的な実施形態は、必ずしも本発明による全ての実施形態を示すものではなく、いくつかの例示的な実施形態を説明するために使用される。したがって、本発明の態様は、例示的な実施形態に照らして狭く解釈されるものではない。さらに、本発明の態様は単独でまたは本発明の他の態様との任意の適切な組み合わせで使用することができることを理解されたい。
【００２０】
図１および図２はそれぞれ、本発明の１つ以上の態様を組み込んだ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示す。カートリッジ１０は、茶、コーヒー、他の浸出タイプの飲料、液体または粉末状濃縮物から生成される飲料、炭酸飲料などの任意の適切な飲料を生成するための飲料装置で使用することができる。したがって、カートリッジ１０は、任意の適切な飲料媒体２０、例えば、挽いたコーヒー、茶葉、乾燥ハーブ茶、粉末状飲料濃縮物、乾燥した果実抽出物または粉末、粉末状または液体の濃縮されたブイヨンまたは他のスープ、調製粉乳、粉末状または液体の薬品材料（粉末状ビタミン、薬剤または他の医薬品、栄養補助食品など）、および／または他の飲料生成材料（粉末状ミルクまたは他のクリーマー、甘味料、増粘剤、香料など）を含むことができる。１つの例示的な実施形態では、カートリッジ１０は、コーヒーおよび／または茶飲料を生成する装置で使用するために構成された飲料媒体２０を含むが、本発明の態様はこれに制限されない。
【００２１】
カートリッジの例示的な実施形態が図面に示されているが、本明細書で使用される「カートリッジ」は、ポッド（例えば、飲料媒体を封入しているフィルタ紙の対向する層）、カプセル、小袋または任意の他の構成などの任意の適切な形態をとることができる。カートリッジは、空気および／または液体に対して不浸透性とすることができ、または水および／または空気がカートリッジを通過できるようにすることができる。カートリッジは、飲料媒体の一部分がコーヒードリンク、茶、ホットチョコレートなどの生成された飲料とともに提供されないようにすることを助けるフィルタまたは他の構成を含むことができる。本明細書で使用される飲料の「抽出」は、飲料媒体とともに水または他の飲料前駆体（例えば、香り付けまたは他の方法で処理された水、もしくは加熱されている、または加熱されていない他の液体）を使用して、浸出、混合、溶解、浸漬、または他の方法で飲用可能な物質を生成することを含む。さらに、本明細書における「水」とは、例えば、濾過、脱イオン化、軟水化、炭酸化などの任意の適切な水の処方、ならびに、甘み付けまたは香り付けされた水、ミルクなどの飲料を生成するために使用される任意の他の適切な前駆液体を示す。
【００２２】
この例示的な実施形態では、カートリッジ１０は、フィルタ３０によって隔てられた第１のチャンバ１４ａおよび第２のチャンバ１４ｂ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内の他の付加的なチャンバ、および／または第１および第２のチャンバの副部分または領域を設けることもできることを理解されたい。例えば、この実施形態は、流入した液体を飲料媒体２０全体に分配する助けとなり得る流れ分配部３３も含み、したがって、流れ分配部３３は、流れ分配部３３と蓋３８との間の領域を画成することができる。また、カートリッジが２つのフィルタなどによって隔てられた３つの空間を有する（例えば、第１のフィルタが第１のチャンバの２つの部分を隔て、第２のフィルタが第１のチャンバと第２のチャンバとを隔てる）ことが可能である。別の実施形態では、第１または第２のチャンバを、空気または液体を飲料に導入するベンチュリまたは他の特徴によって２つの部分に隔てることができる。したがって、第１および／または第２のチャンバを、フィルタ、壁、分割部、通路、および他の特徴によって、２つまたはそれ以上の部分または領域に分割し、または他の方法で隔てることができる。また、カートリッジ１０はフィルタ３０を含む必要がなく、その代わりにフィルタなしとすることもできることを理解されたい。
【００２３】
容器１２が図１および図２に示されているような開口１３を含む場合、開口１３は、例えば容器１２の縁１９に取り付けられた箔またはポリマー積層材料などの蓋３８によって、閉じることができる（本実施形態では縁１９は環状のフランジ様要素として構成されているが、縁１９は他の方式で構成することもできる。例えば、縁１９は、フランジ要素を設けることなく、側壁１７の上端部とすることができる）。容器１２および／または蓋３８は、湿気および／または酸素などの気体に対するバリアを提供することができる。例えば、容器１２はポリマー積層物から形成することができ、例えば、ポリスチレンまたはポリプロピレンの層およびＥＶＯＨおよび／または金属箔などの他のバリア材料の層を含むシートから形成することができる。そのような構成は、飲料媒体２０に、例えば湿気、酸素、および／または他の材料への望まない露出などからの適切な保護を提供することができる。しかし、容器１２および／または蓋３８は、バイオポリマー、堆肥化可能なポリマー、紙、箔などの他の材料または材料の組み合わせから形成することができることを理解されたい。
【００２４】
本発明の態様によれば、カートリッジ１０は、音響的適合部分を振動または他の方法で動かす音波放出部からの音波エネルギーを受ける音響的適合部分などの音波受信部１１（図２参照）を含むことができる。この音響的適合部分の動きによって、音波エネルギーを、内部空間１４内の飲料媒体２０、フィルタ３０（ある場合）、および／または液体と相互作用するように、内部空間１４へと導入することができる。音響的適合部分は、音響的適合部分を励振するために使用される音波放出部の構成によって異なり得る任意の適切な形態をとることができる。例えば、この例示的な実施形態における音響的適合部分は、音響エネルギーに反応して振動するように構成された側壁１７の一部を含むが、音響的適合部分または他の音波受信部１１は、容器１２の底部１６および／または蓋３８に構成することができる。したがって、音響的適合部分を形成するために使用される材料、音響的適合部分の物理的形状、厚さまたは他の特徴は、内部空間１４内へと所望の音波エネルギーを提供するように音響エネルギーによって励振されるように、注意深く構成することができる。例えば、側壁１７の一部分を音波放出部によって振動させ、これにより側壁１７の一部分に内部空間１４へと音波エネルギーを生成させ、または他の方法で導入させることができる。以下でより詳細に説明するように、音波受信部１１は音響的適合部分を含む必要はなく、カートリッジ１０へと音波エネルギーを導入する音波放出部を受け、音波放出部と結合し、または他の方法で音波放出部と相互作用するように構成することもできる。
【００２５】
また、本実施形態では音波受信部１１はカートリッジ１０の外側に位置する音波放出部と協働するように構成されているが、音波受信部１１は、カートリッジ１０の内側に位置する音波放出部と協働するように構成することもできる。例えば、内部空間１４へと挿入された音波プローブが、容器の音響的適合部分を励振する音波エネルギーを放出することができる。次いで、音響的適合部分の励振は、それ自体が内部空間へと音波エネルギーを、任意でプローブから放出される音波エネルギーと同じまたは異なる周波数および／または強度で、導入することができる。この特徴は、内部空間に所望の周波数または振幅で所望の音響エネルギーを提供する助けとなるように利用することができる。さらに、１つまたは複数の音波受信部１１を使用して、内部空間内で音波エネルギーをより均一にし、または他の方法で分配することができる。例えば、音波エネルギーが狭い領域に集中するために、場合によっては単一の音波プローブが飲料媒体にトンネルまたは溝を形成することがあるが、１つまたは複数の音波受信部１１は、音波エネルギーを内部空間内１４でより均一に分配する助けとなることができ、したがって１つ以上の領域で音波エネルギーのトンネリングまたは望まれない集中を避ける助けとなることができる。もちろん、１つまたは複数の音波受信部１１を使用して、内部空間１４の外側に位置する音波放出部と相互作用することによって、音波エネルギーを内部空間内でより均一にし、または他の所望の特徴を有する助けとなることもできる。
【００２６】
この例示的な実施形態では、容器１２は平坦な蓋を有する全体的な円錐台形であるが、容器１２は、溝付き、円錐形、または円筒形とすることができ、正方形または長方形のカップ、ドーム状のカップ、球形または部分的球形、または他の任意の適切な形態とすることができ、溝付き、波形、または他の形状の側壁などを有することができる。また、容器１２は、飲料小袋またはポッドの場合のように、必ずしも輪郭付けられた形状を有さなくてもよい。例えば、本実施形態では容器１２は、容器１２がその形状を維持する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、容器１２は、例えば変形可能な材料のシートから形成された小袋容器などの、より適合性が高く、および／または変形可能な構成を有することができる。したがって、容器１２によって画成される内部空間は、２つのフィルタ紙層（容器材料）が挽いたコーヒーの充填物の周囲で互いに結合されてポッドまたは他の形態のカートリッジを形成する場合と同様に、容器材料が飲料媒体、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形成された後にのみ、形成することができる。他の実施形態では、カートリッジ容器１２のサイズおよび／または形状は、カートリッジ１０が保持される抽出チャンバによって規定することができる。
【００２７】
設けられる場合には、フィルタ３０を、縁１９から内向きに間隔をおいて離間した周縁部３２において蓋３８に取り付けることができる。さらに、フィルタ３０は、周縁部３２から少なくとも一部が内部空間１４へと突出することができる。フィルタ３０は、あるサイズを超える物質を液体から除去するように機能することができ、例えば、第１のチャンバ１４ａ内の液体から挽いたコーヒーを除去して、コーヒー飲料が第２のチャンバ１４ｂへとフィルタ３０を通過することができるようにする。例えば、フィルタは、液体ならびに溶解および／または懸濁したあるサイズの物質は通過させるが比較的大きい粒子はフィルタを通って流れることを防ぐように構成されたフィルタ紙を含むことができる。もちろん、フィルタ３０は、例えば、比較的大きい粒子を濾過する粗いフィルタ部分およびその後に比較的より小さい粒子を濾過する細かいフィルタ部分など、複数の段を有することができる。さらに、フィルタ３０は、フィルタ３０を通過する液体を濾過するように機能する１つ以上の部分、ならびに不浸透性または他の方法で流れを抑制する１つまたは複数の部分を含むことができる。したがって、フィルタ３０は、望ましい場合は、２つまたはそれ以上の別個の構成要素を含むことができる。例えば、フィルタ３０は、周縁部３２で蓋３８に取り付けられた剛性で不浸透性のプラスチックスリーブを含むことができる。蓋３８から離れた位置で、多孔性フィルタ紙をスリーブに取り付けることができる。したがって、フィルタの全ての部分が液体に対して浸透性である必要はない。フィルタ３０はまた、例えば、フィルタ３０の１つ以上の領域に流れを向かわせる助けとなるように、異なる浸透性を有する領域を有することができる。例えば、図１において蓋３８に近いフィルタ３０の領域は、蓋３８から離れた領域と比較して比較的低い浸透性を有することができる。これにより、飲料媒体２０を通ってフィルタ３０のより低い領域へと向かう流れを促進することを助け、媒体２０中の材料の液体への溶解を潜在的に向上させることができる。
【００２８】
以下でより詳細に説明するように、フィルタの操作は、例えば、そうでなければフィルタを通過しない材料を音波エネルギーによって通過させることができるなど、内部空間内の音波エネルギーによって影響され得る。例えば、フィルタ３０の蓋３８への取り付けは、蓋３８の一部分が音響的適合部分として機能するいくつかの実施形態では有用となり得る。すなわち、音波放出部は蓋３８の一部分を励振することができ、蓋３８はフィルタ３０に連結することができるので、音波エネルギーを内部空間１４へと導入するようにフィルタ３０および蓋３８の両方を励振することができる。フィルタ３０の音波励振は、音波エネルギーがない場合にはフィルタを通過しないであろうある材料が、フィルタ３０を通過する助けとなることができる。もちろん、フィルタ３０は、カートリッジ側壁１７を通って音響エネルギーを伝達するなど、他の方法で音波励振することもできる。
【００２９】
本発明の別の態様では、フィルタ３０はまた、あるいは代替的に、第２のチャンバ１４ｂから第１のチャンバ１４ａへの材料の動きを防ぐ助けとなり、および／または、内部空間１４内のある飲料材料を音波処理のために配置する助けとなるように機能することができる。例えば、カートリッジ１０は、第２のチャンバ１４ｂ内に飲料媒体２０を含み、第１のチャンバ１４ａ内には飲料媒体２０を含まないことができる。この場合、フィルタ３０は、飲料媒体２０を底部１６および／または側壁１７の近くに維持する助けとなることができる。飲料媒体２０のそのような配置は、例えばエネルギーが側壁１７および／または底部１６を通って導入される場合、飲料媒体を所望の音響エネルギーに露出させる助けとなることができる。例えば、粉末状ドリンク混合物などのいくつかの飲料媒体２０は、適切に溶解されない場合、凝集する傾向があり、飲料出口を詰まらせ、または他の方法で塞ぐことがある。ドリンク混合物をカートリッジ１０の底部１６または側壁１７の近くで音響エネルギーに適切に露出することによって、ドリンク混合物は、そうでない場合に起きるよりも迅速かつ効果的に溶解し、または他の方法で溶液に溶けることができる。例えば、発明者は、音響エネルギーをカートリッジ１０の内部空間１４へと導入すると、そのようなエネルギーがない場合には起きないであろう飲料媒体２０および液体の流れを生じさせることができることを発見した。いくつかの場合では、旋回または他の流れが、飲料媒体を溶解し、または他の方法で媒体と液体との接触を向上させる助けとなることができる。
【００３０】
飲料を生成するためにカートリッジ１０を使用するとき、蓋３８および／または容器１２を穿刺して、液体をカートリッジへと導入し、飲料をカートリッジから受けることができる（本明細書で使用されている「飲料」とは、液体が飲料媒体と相互作用すると生成される飲用するための液体物質を示す。したがって、飲料とは、例えばカップへと分配されて飲用する準備ができているなど、消費の準備ができている液体、ならびに、消費される前に濾過、または香料、クリーマー、甘味料、他の飲料などの付加など、他の工程または処置を受ける液体を示す）。液体をカートリッジへと導入するために、例えば図３に示すように、フィルタ３０（ある場合）が蓋３８に取り付けられている周縁部３２で全体的に囲まれている蓋３８の一部分を、水または他の液体をカートリッジ１０内へと注入することができるように、入口穿刺要素５０（例えば、針）によって穿刺することができる。もちろん、例えば、フィルタ３０が容器側壁１７に取り付けられている場所などに、他の穿刺方法を使用することもできる。複数の針、シャワーヘッド、非中空針、円錐、ピラミッド、ナイフ、刃など、他の入口穿刺構成も可能である。本発明はこの点に関して制限されないので、カートリッジを使用する飲料装置は、同じタイプまたは異なるタイプの複数の穿刺要素を含むことができる。別の構成では、飲料装置は、開口を形成し、その後、第２の入口要素（管など）を形成された孔に通して液体を容器へと導入（または液体を容器から導出）する穿刺要素（スパイクなど）を含むことができる。カートリッジが穿刺されるこれらの構成では、音波放出部を内部空間１４に導入することができる。例えば、穿刺要素５０（例えば、針）は、カートリッジを穿刺し、水をカートリッジへと導入し、音波エネルギーを内部空間１４に放出するように機能することができる。したがって、穿刺入口針は、音波放出部として機能し、液体を容器内へと提供することができる。他の実施形態では、蓋３８の外側に圧力を導入することによって、蓋３８を穿刺し、または他の方法で流れのために効果的に開口させることができる。例えば、水入口を蓋３８の外側に押し付けて密閉し、その場所に水圧を導入することができる。水圧によって蓋３８を穿刺し、または他の方法で開口して、カートリッジ１０内への流れを可能にすることができる。別の構成では、蓋３８は、適切な圧力に曝され、および／または水入口管または他の構造と嵌め合わされると開口する弁、導管、または他の構造を含むことができる。そのような場合、液体入口は内部空間１４内へと突出していないことがあり得るが、水（または他の液体）の入口は依然として音波放出部として機能することができる。いくつかの構成では、カートリッジ内の空気または他の気体の全部または大部分を、排気または他の方法で除去するように、液体をカートリッジへと導入することができる。これにより、カートリッジ内部の構成要素（飲料媒体、フィルタ、液体など）を音波放出部と結合する助けとすることができる。
【００３１】
カートリッジ１０はまた、容器１２の底部１６で、または周縁部３２の外側で入口開口から離れた蓋３８の第２の部分で、または側壁１７などカートリッジ１０の別の部分で、出口穿刺要素５２（例えば、針）によって貫通することができる（液体入口はカートリッジ１０の任意の適切な１つまたは複数の場所に同様に位置することができる）。入口穿刺構成と同様に、出口穿刺構成は任意の適切な方法で変化させることができる。したがって、出口穿刺要素５２は、１つ以上の中空または中実の針、ナイフ、刃、管などを含むことができる。そのような穿刺要素５２は音波放出部として機能することもでき、もしくは音波放出部が内部空間内に入り、または他の方法でカートリッジ１０と連通することができる通路を開口することができる。あるいは、カートリッジ１０は、液体がカートリッジに導入されるときには飲料が出ることを許容し、そうでないときには閉じたままになる（例えば飲料媒体を酸素、湿気などの外部条件から保護する）弁、隔膜、または他の要素を含むことができる。そのような場合には、出口開口を形成するための穿刺要素は、例えば弁または他の要素を開口するために使用することができるが、必ずしも必要ではない。また、この例示的な実施形態では、穿刺要素５２は、飲料が容器１２または蓋３８に形成された開口を出るときに飲料を受ける定位置にある。しかし、他の実施形態では、穿刺要素５２は開口を形成した後に引き抜き、カートリッジ１０内へと突出する穿刺要素５２なしに、飲料が開口を出て受けられるようにすることができる。
【００３２】
上述の実施形態は第１のチャンバ１４ａのみまたは第２のチャンバ１４ｂのみに飲料媒体２０を含むが、カートリッジ１０は、カートリッジの両方のチャンバまたは他の部分に（同じまたは異なる）飲料媒体を含むことができる。例えば、カートリッジは、第１のチャンバ１４ａに焙煎し挽いたコーヒーを含むことができ、第２のチャンバ１４ｂにクリーマーおよび甘味料を含むことができ、カートリッジがカプチーノまたはラテ様の飲料を生成することができるようにする。別の実施形態では、第１のチャンバ１４ａは挽いたコーヒーを含むことができ、第２のチャンバ１４ｂはホットチョコレート材料を含むことができ、カートリッジがモカタイプの飲料を生成することができるようにする。当業者であれば、第１のチャンバに茶葉および第２のチャンバに乾燥果実材料、第１のチャンバに乾燥果実材料および第２のチャンバにクリーマー／甘味料など、他の組み合わせを思い付くであろう。いくつかの実施形態では、例えば第２のチャンバの飲料媒体を流体出口から分離するために、別のフィルタを設けることができる。例えば、フィルタを蓋３８の出口針が蓋３８を穿刺する領域に取り付けることができ、飲料がこの付加的なフィルタを通過した後にのみカートリッジを出ることができるようにする。どの飲料媒体をカートリッジ１０内のどの領域に配置するかという選択は、飲料媒体に与えられる所望の音響的処置に基づいて行うことができる。例えば、ある溶解し難い飲料媒体は、比較的強度の高い音響エネルギーを受けるように配置することができ、他の飲料媒体はより強度の低い領域に配置することができる。したがって、カートリッジ内部空間１４は異なる音響エネルギー特性を有する領域を有することができ、これらの音響エネルギー特性は、特定の飲料媒体または飲料媒体への他の影響に対して調整し、または他の方法で制御することができる。
【００３３】
図４は、カートリッジ１０の別の例示的な実施形態を示しており、この場合、容器１２の側壁１７に位置する音波受信部１１を含む。容器１２の切込み、陥凹、または他の凹部として構成することができる音波受信部１１は、この場合には超音波プローブの形態を有する音波放出部５３を受ける。凹部１１は、例えば、音波放出部５３の先細状の端部に密接に嵌合するように先細状とすることができ、音波放出部５３によって放出される音波エネルギーに反応して振動する音響的適合部分を含むことができ、エネルギーの減衰が最小となるように音波放出部５３によって放出される音波エネルギーに対して実質的に透過性とすることができ、放出部５３と内部空間との間の音響的結合を提供することができる（例えば音波受信部１１は適切な音響ゲル、水、または音響的結合媒体として機能する他の適切な物質を含むことができる）など、任意の適切な構成を有することができる。凹部１１が音波放出部５３からの音波エネルギーに反応して振動するように構成されている構成では、凹部１１または他の特徴は、飲料媒体および／または液体を容器１２に対して移動させる内部空間内の動作生成構造として機能することができる。もちろん、凹部の形状およびサイズは、例えば円形、正方形、長方形、三角形などの断面形状を有することができ、音波放出部５３と所望の方法で相互作用するサイズとすることができ、容器１２の他の部分とは異なる材料で形成することができる（例えば、側壁１７に成形された所望の音響的特性を備えた要素を有することができる）など、様々とすることができる。この場合、音波受信部１１はフィルタ３０の下（例えば、フィルタ３０の下流）に位置するが、飲料媒体２０、フィルタ３０、またはカートリッジ１０の他の構成要素に隣接または直接接触するように構成することができる。（本実施形態ではフィルタ３０は容器１２の側壁１７に取り付けられているが、フィルタ３０は、例えば容器底部または側壁の飲料が出る部分など、カートリッジ１０に任意の方法で構成することができることに留意されたい。）音波放出部５３によっておよび／またはカートリッジ１０の音響的適合部分によって放出される音波エネルギーは、任意の適切な強度で約１０Ｈｚ〜２００ｋＨｚの範囲内とすることができるが、他の周波数範囲および／または強度も可能である。
【００３４】
音波放出部を容器１２の凹部へと突出させることによって、音波放出部５３は、実際には内部空間１４の外側にありながら、カートリッジの内側に効果的に位置することができる。すなわち、凹部がカートリッジ１０の内部空間１４へと突出することができるので、音波放出部５３は、音波エネルギーを内部空間の外側から効果的に導入するのではなく、音波エネルギーを内部空間１４の内部から効果的に導入するように位置することができる。この構成によって、音波放出部５３が内部空間に均一な音波エネルギーを提供することができ、または音波エネルギーを内部空間のある領域に集中させることなどができる。したがって、図４に示すような構成の音波放出部５３は、飲料の潜在的な汚染、放出部穿刺部位からの漏れ、飲料媒体および／または液体と接触することによる音波放出部への損傷などの穿刺プローブの潜在的な短所を伴わずに、カートリッジを穿刺し内部空間内へと突出している音波放出部と同様の方法で機能することができる。さらに、音波受信部１１は、音波エネルギーが内部空間に導入される方法を、集束、放散、方向変更、または他の方法で変えることができる。例えば、音波受信部１１は、音波エネルギーを受信して放散し、そのエネルギーを内部空間１４内の適切な領域またはゾーンへと集束させることができる。
【００３５】
図５から図１６は、異なる音波受信部構成を有するカートリッジ１０の様々な付加的な実施形態を示す。しかし、これらの例示的な実施形態は、音波受信部を本発明の態様にしたがって配置することができる全ての可能な方法を網羅的に示すものではないことを理解されたい。例えば、図５は容器１２の右下側に切欠きまたは段の形態の音波受信部１１を含むカートリッジ１０の正面図を示し、図６は容器１２の右下側に切欠きまたは段の形態の音波受信部１１を含むカートリッジ１０の底面図を示す。図７は容器１２の下方正面右側に切込みの形態の音波受信部１１を含むカートリッジ１０の正面図を示し、図８は容器１２の下方正面右側に切込みの形態の音波受信部１１を含むカートリッジ１０の底面図を示す。図９は容器１２の下方正面中央に切込みの形態の音波受信部１１を含むカートリッジ１０の正面図を示し、図１０は容器１２の下方正面中央に切込みの形態の音波受信部１１を含むカートリッジ１０の底面図を示す。図１１は容器１２の側壁１７に円筒形状の凹部の形態の音波受信部１１を含むカートリッジ１０の正面図を示し、図１２は容器１２の側壁１７に円筒形状の凹部の形態の音波受信部１１を含むカートリッジ１０の左側面図を示す。本実施形態では、凹部は容器１２のフィルタ３０へと突出して接触しているが、凹部はフィルタ３０に接触する必要はない。図１１および図１２の実施形態では、他の実施形態と同様に、音波受信部１１は、単なる凹部以上のものを含むことができる。例えば、音響結合ゲルまたは他の物体を凹部に置き、音波放出部５３をカートリッジ内部と音響的に結合するために使用することができる。他の実施形態では、音波受信部１１は、例えばカートリッジの外側などに設けられた音響結合ゲルのみ、または水などの他の適切な音響結合材料を含むことができる。図１３は容器１２の底部１６から上向きに突出する円筒形状の凹部の形態の音波受信部１１を含むカートリッジ１０の正面図を示し、図１４は容器１２の底部１６から上向きに突出する円筒形状の凹部の形態の音波受信部１１を含むカートリッジ１０の底面図を示す。この実施形態では、凹部はフィルタ３０へと突出していないが、凹部は任意でフィルタ３０へと突出し、またはフィルタ３０を越えてフィルタ３０の上方の空間へと突出することができる。図１５は蓋３８から下向きに容器１２の内部空間へと突出する円筒形状の凹部の形態の音波受信部１１を含むカートリッジ１０の正面図を示し、図１６は蓋３８から下向きに容器１２の内部空間へと突出する円筒形状の凹部の形態の音波受信部１１を含むカートリッジ１０の上面図を示す。本実施形態の音波受信部１１は、蓋３８の孔に取り付けられた円筒形状のカップを含むことができ、または蓋材料へと成形または他の方法で形成することができる。
【００３６】
もちろん、音波受信部１１は、上述のように他のサイズ、形状、または他の形状詳細を有するように構成することができる。さらに、２つまたはそれより多い音波受信部１１を設けることができ、音波受信部１１は容器の異なる位置、異なるサイズ、形状などを有することができる。音波受信部１１は、所望に応じて音響的適合部分を含むことができ、または含まないことができる。音響的適合部分がない場合、音波受信部１１は、音波放出部５３が音波エネルギーをカートリッジ１０へと導入することができるように、音波放出部５３を受け、または他の方法で結合することができる。
【００３７】
他の例示的な実施形態では、音波受信部１１は、音波放出部５３を受けるのではなく、音波放出部５３によって受けられるように構成することができる。図１７から図１９はそれぞれ、別の例示的な実施形態における音波放出部５３と係合したカートリッジ１０の正面図、カートリッジ１０のみの正面図、およびカートリッジ１０の底面図を示す。図５から図１６の実施形態とは対照的に、図１７から図１９の実施形態は、音波放出部５３によって少なくとも一部が囲まれるように構成された音波受信部１１を有する。すなわち、容器１２の下方部分が、音波放出部５３の空洞へと挿入された音波受信部１１を形成するように構成されている。音波放出部５３の一部分は１つ以上の飲料出口５２を含むことができるが、飲料がカートリッジ１０の蓋３８または側壁１７から出るなど、他の構成も可能である。音波受信部１１の少なくとも一部が音波放出部５３によって囲まれた状態で、放出部５３は音波エネルギーを容器１２の底部１６を含む音波受信部１１の外側の周囲の１つ以上の領域からカートリッジ１０内へと伝達することができる。図２０に示すような他の構成では、容器１２の底部は音波放出部５３から突出することができ、例えば、飲料が音波放出部５３を通過することなく容器１２から出ることが可能である。図１７から図２０の実施形態は円筒形状を有するように構成された音波受信部１１を示しているが、図２１から図２３に示すような先細状の円錐形状など、他の形状も可能である。図２１から図２３はそれぞれ、音波放出部５３と係合したカートリッジ１０の正面図、カートリッジ１０のみの正面図、およびカートリッジ１０の底面図を示す。本実施形態における音波受信部１１の先細状の形状は、音波受信部１１が音波放出部５３にぴったりと嵌合することを可能にし、これにより音波放出部５３とカートリッジ内部との間の音響的結合を向上させることができる。音波放出部５３とカートリッジとの間の音響的結合は、本実施形態または他の実施形態において、（放出部５３と接続する音波受信部の部分としてシリコーンまたはゴム材料などの）適合性のある結合媒体を使用する、（水などの）液体結合媒体を使用する、受信部１１の内部または周囲に固定するようにサイズを拡大または縮小する部分を有する音波放出部５３を使用する、カートリッジ容器および音波放出部５３に噛み合い波形を設け、または他の方法でカートリッジと放出部との接触面積を増加してエネルギー伝達を高める、カートリッジの上部（または他のカートリッジ部分）を押し下げてカートリッジを放出部５３と接触させる助けとするなど、他の方法で向上させることができる。
【００３８】
上記の実施形態では、容器１２は比較的静止したままの傾向にあるが、他の構成は、カートリッジ内の飲料媒体、液体および／または他の構成要素を動かすように、容器を多少大きく動かす音波放出部または他の振動駆動システムを含むことができる。例えば、図２４および２５は、容器１２の側壁に形成された窪み１１の形態である複数の音波受信部特徴を含むカートリッジ１０の容器１２の上面斜視図および底面斜視図である。これらの窪み１１は、駆動システムが容器１２を振動的に動かすことができるように、駆動システムと機械的に結合するように機能することができる。例えば、駆動システムは、容器１２の対応する窪み１１と係合し、駆動システムが容器１２の底部１６に全体的に垂直な軸の周りで容器を振動的に回転させることを可能にするフィンまたはタブを含むことができる。容器は、１０から１５度またはそれ以上（例えば、３０度まで）など、任意の適切な振幅で振動することができる。容器１２の振動的回転によって、窪み１１は、例えば容器１２内の飲料媒体、液体または他の構成要素の動作を生じさせる働きをする攪拌器としてなど、容器１２の動作生成構造として働くことができる。例えば、窪みは液体に渦を形成し、または他の方法で液体が容器１２に対して流れ、または動くようにすることができる。いくつかの実施形態では、駆動システムは、容器１２の他の部分に対する窪みの動作を増幅することができるように、窪み１１の共振周波数で容器１２を振動させることができる。他の実施形態では、窪み１１は、窪み１１によって形成されたフィンまたはパドルが容器１２の他の部分に対して明らかに動くことがないように、比較的剛性とすることができる。いくつかの構成では、駆動システムはカートリッジを、底部１６に垂直な軸に沿った線形上下動作、底部１６の面に平行な軸の周りの回転および／または線形方式、無作為様式など、他の方法で振動させることができる。カートリッジの振動は、液体がカートリッジへと提供される前、提供中または提供された後に実施することができ、例えば、カートリッジを「乾いた」状態で振ることによって、後で導入される液体が媒体をより簡単に湿らせるように、飲料媒体を緩めまたは開封する助けとすることができる。もちろん、図２４および２５の窪み１１の形状、構成、相対的サイズおよび他の特徴は、窪み１１を水平、らせん式、または他の方法で配置するなど、任意の適切な方法で変化させることができる。さらに、攪拌器構成などの動作生成構造は、必ずしも容器１２の窪みによって形成しなくてもよい。その代わりに、攪拌器は、容器１２、フィルタ３０または他の構成要素（容器１２内に配置されたインサートなど）に取り付けられ、内部空間へと突出する１つ以上のパドル、フィンガ、フィン、タブまたはブレードを含むことができる。容器１２または他のカートリッジ要素の振動動作によって、攪拌器を飲料媒体および／または液体と相互作用させ、容器に対する動作を生じさせることができる。
【００３９】
図２６および２７は、閉じた内部空間の外部にあり、飲料カートリッジとは別個の駆動システムの振動動作に反応して、カートリッジ内の飲料媒体および／または液体を容器に対して動作させる動作生成構造を含む、別の例示的な実施形態の上面斜視図および側面図である。本実施形態では、動作生成構造は、容器１２の周縁部に隣接して配置され、容器１２の振動回転に反応して飲料媒体または液体の正味回転動作を生じさせるように適合された複数の壁部要素６１を含む。すなわち、壁部要素６１は、（図２６の斜視図から）底部１６に垂直な軸の周りで容器１２が時計方向に回転すると、飲料媒体および／または他の材料が比較的浅い角度の壁部要素６１ａに沿って摺動することができるように、適切なジグザグ形、「ラチェット」、または「ランプおよびストップ」構成に配置することができる。しかし、容器１２が底部１６に垂直な軸の周りで反時計方向に回転すると、飲料媒体および他の材料は、より急勾配の角度壁部要素６１ｂによって反時計方向に押される。したがって、容器１２の振動回転によって、容器１２内の飲料媒体および／または他の材料の正味回転を生じさせることができる。壁部要素６１は、容器側壁１７の特徴として、フィルタ３０の特徴として、または別の要素の一部として設けることができる。
【００４０】
別の例示的な実施形態では、動作生成構造は、容器とは関係なくカートリッジの内部空間内で移動可能な１つ以上の混合用ボールを含むことができる。混合用ボールの動作は、駆動システムによる容器の動作に反応して、容器内の飲料媒体または液体の動作を生じさせることができる。例えば、いくつかの球状のボールを図１の実施形態の第１および／または第２のチャンバ１４ａ、１４ｂ内に置くことができる。（例えば、振動的に動くホルダー内の容器１２を固定する）駆動システムによる容器１２の動作によって、容器内での飲料媒体および／または液体の動作を生じさせるように、例えば、回転、上下または左右線形、無作為または他の動作で、ボールを容器１２内で動かすことができる。一実施形態では、ボールは磁気を有することができ、駆動システムはボールを適切な方法で動かすように、磁気結合によって動作することができる。したがって、必要であれば、容器１２自体を動かすことなくボールを容器１２内で動かすことができる。ボールの動作は、動作生成構造の他の実施形態と同様に、１０Ｈｚから２００ｋＨｚなどの適切な周波数の（回転および／または線形のいずれであるかにかかわらず）振動性のものとすることができる。本実施形態に関しては「ボール」という用語を使用しているが、「ボール」は球状である必要はなく、立方体、四面体、円筒形、不規則なまたは他の適切な形状を有することができる。
【００４１】
混合用ボールの使用に関する１つの実験を行い、図２４に示すようなカートリッジを、容器の底部に垂直な垂直軸の周りでカートリッジを回転させる駆動システムに連結した。容器を約１０Ｈｚの周波数および約３０度の振幅で振動させた。容器は、容器の側壁に構成された約４ｍｍの深さの３つの窪みを有するように構成した。容器の振動動作が、容器内に置かれた水の表面の実質的な動きを引き起こすことを観察した。容器に２つのボールベアリングを追加し、ボールが１秒あたり約１回、容器の直径にわたって跳ね返ることを観察した。次いで、２つのボールベアリングを取り外し、直径約４ｍｍの２つのプラスチックペレットに取り換えた。容器の振動動作は、やはり容器内の水が攪拌動作すること、ならびにプラスチックペレットが容器の直径にわたって跳ね返ることを示した。
【００４２】
カートリッジ容器の内部空間に追加することができる要素の他の構成も可能である。例えば、図２８および２９は、図２４に示すような容器１２および周縁部のバンド要素によって互いに連結された複数の垂直パドルを含む関連付けられた攪拌器１１ａを示す。本実施形態では、パドルは、例えば容器１２の回転または他の動作を攪拌器１１ａへと伝達することができるように、容器１２の窪み１１に嵌合するように構成されているが、他の構成も可能である。例えば、図２９に示すような攪拌器１１ａは、容器１２の内部、フィルタ３０（例えば、図１に示すようなフィルタ３０など）の内部に締まり嵌めによって、および／または他の方法で設けることができる。動作生成構造を容器１２へのインサートとして構成することによって、動作生成構造の製造を簡単にすることができ、様々なタイプの飲料媒体のための動作生成構造をカスタマイズすることもできる。例えば、ドリンク混合物などのいくつかの飲料媒体は、所望の結果を達成するために、より高い振幅または他のより激しい動きを必要とすることがあり、茶葉などの他の飲料媒体は、所望の結果を達成するために、わずかな動作しか必要とせず、または動作を全く必要としないことがある。したがって、ドリンク混合物を有する容器には、１つのタイプの動作生成インサートを容器内に配置することができ、異なるタイプの飲料媒体を有する容器には、別のタイプの動作生成インサートを容器内に配置する（またはインサートを全く配置しない）ことができる。
【００４３】
図３０および３１は、攪拌器１１ａが図２４に示すような容器１２内に受けられている、別の例示的な構成を示す。本実施形態では、攪拌器１１ａは、窪み係合部分１１２の間にスクレーパ部分１１１を含む。図３０に見ることができるように、窪み係合部分１１２は、容器１２の窪み１１に嵌合し、係合する。その結果、容器１２の動作を攪拌器１１ａへと伝えることができる。いくつかの実施形態では、スクレーパ部分１１１は、スクレーパ部分１１１の最下部が容器１２の底部１６付近の材料をすくい、接触し、または他の方法で攪拌することができるように、窪み係合部分１１２とは関係なく、少なくとも多少動くことができる。この構成は、例えば、容器１２の底部１６付近の飲料媒体が完全に溶解し、または他の方法で容器１２内の水または他の液体と適切に相互作用することを確実にする助けとするとき、有用となり得る。場合によっては、スクレーパ部分１１１が容器１２および／または窪み係合部分１１２などの攪拌器１１ａの他の部分に対して高い振幅で動くように、攪拌器１１ａをスクレーパ部分１１１の共振周波数で励振することができる。
【００４４】
上記のいくつかの実施形態はカートリッジ容器１２の、その底部１６に対して全体的に垂直な軸の周りでの動作に関連して説明したが、動作生成構造は、他のタイプの動作に反応して、カートリッジ内の飲料媒体、液体または他の構成要素の適切な動作を生じさせることもできることを理解されたい。例えば、図３２および３３は、例えば、容器側壁１７の一対の対向部分が互いに向かって動き、側壁１７の別の一対の対向部分が互いから遠ざかるように動く、またはその反対ができるように、図２４に示すようなカートリッジ容器１２を拡張的に動かすことができる方法を示している。したがって、容器側壁１７は、いくつかの実施形態ではわずかにではあるが、容器１２の形状を変化させるように振動することができる。そのような動作によって、いくつかの攪拌器または他の動作生成構造は、容器１２内の材料の動作を生じさせることができる。例えば、図３０および３１の攪拌器１１ａは、スクレーパ部分１１１が、図３２および３３に示すような拡張動作に反応して、容器底部１６に対して動くように構成することができる。もちろん、図３２および３３に示すような拡張振動、または図２４に示すような容器１２が図３２および３３に示すような水平方向の代わりに、またはそれに加えて垂直方向に振動するなどの他の拡張振動で、他の動作生成構造を使用することもできる。図３４および３５は、カートリッジ容器１２内の動作生成構造が容器１２の一方の側面から他方の側面へと延びる可撓性ビーム１１を含む、別の構成の概略図を示す。容器１２が水平方向に拡張的に動くと、ビーム１１は全体的に真っ直ぐなまたは他の開始構成と湾曲したまたは他の変位した構成との間で変化することができる。理解されるように、ビーム１１の動きによって、容器１２内の材料を混合し、または他の動作を生じさせるように動作することができる。
【００４５】
図３６および３７は、図３４および３５に示す実施形態と多少類似した、別の例示的な実施形態を示す。本実施形態では、攪拌器は駆動ビーム１１ａおよびパドル１１ｂを含む。駆動ビーム１１ａは容器１２にわたって延びるが、図３４の構成とは異なり、駆動ビーム１１ａはＺ字形であり、２つの長く全体的に真っ直ぐな脚部が容器１２の中心付近で互いからオフセットされ、短脚部によって互いに連結されている。パドル１１ｂは、２つの長脚部が互いに向かって、および互いから遠ざかるように動くと、短脚部および取り付けられたパドル１１ｂが全体的に垂直な軸の周りで回転するように、短脚部に連結されている。理解されるように、拡張振動の振幅、短脚部の長さ、パドルのサイズおよび／または他の特徴は、容器１２内に所望の動作を生じさせるように適切に構成することができる。
【００４６】
上記の実施形態の多くでは、動作生成構造の全体を容器１２の内部に含むことができるが、本発明の一態様では、動作生成構造は、容器の内部空間内の第１の部分および内部空間の外部の第２の部分を含むことができる。この構成によって、駆動システムは動作生成構造の第２の部分に直接接触することができ、駆動システムの動作を第１の部分へと伝達することが可能になる。そのような構成によって、駆動システムからカートリッジ内の動作生成構造へと、動作をより効果的に伝達することが可能になる。図３８は、例えば攪拌器などの動作生成構造が、容器１２内の第１の部分１１ａおよび容器１２の外部の第２の部分１１ｂを含む、一実施形態の斜視図である。本実施形態では、攪拌器の第１の部分１１ａは、第２の部分１１ｂを（矢印によって示すように）上下、左右、または他の方法で動かす駆動システムによって動かすことができる「スプーン」タイプの形状を有する。この構成では、第１の部分１１ａはフィルタ３０によって画成された空間内にあるが、フィルタ３０を含まないものなど、他の構成も可能である。図３９の別の実施形態では、第１の部分１１ａは、フィルタ３０の周縁部の周りを延びるリングまたはフープ形状を有する。したがって、第２の部分１１ｂが動くと、第１の部分１１ａは、例えばフィルタの内部で飲料媒体の動作を生じさせるように、フィルタ３０と係合してフィルタ３０を動かすことができる。図４０の別の例示的な実施形態では、動作生成構造の第１の部分１１ａは、例えばカップに複数の適切なサイズ、形状および構成にされた孔を含むなど、フィルタ３０として機能することもできる。あるいは、第１の部分１１ａは、例えばカートリッジ内における液体および／または他の材料の流れを遅くする、拡散する、または他の方法で変更するなど、分流器として機能することもできる。図４１に示す別の実施形態では、攪拌器の第１の部分１１ａは、例えば、飲料媒体または容器内の他の構成要素の乳化または他の処理を助けるように、複数のリングまたは他の開口部を含むことができる。図４２は、飲料媒体を混合し、湿らせる助けとなり、および／または他の機能のために使用することができる３つ（またはそれ以上）の「フィンガ」または他の要素を含む、さらに別の実施形態を示す。図４３は、第１の部分が内向きに延びるフィンを備えたリングを含む、別の例示的な実施形態を示す。第１の部分１１ａの振動動作によって、フィンを（矢印によって示すように）前後に振動させることができる。他の実施形態と同様に、動作生成構造の効果を増幅し、または他の方法で高めることができる共振周波数で構造の１つ以上の部分を振動させることができるように、動作生成構造を駆動することができる。
【００４７】
図４４は、カートリッジ内部空間内の第１の部分１１ａおよび内部空間の外部に延びる一対の部分１１ｂを含む、動作生成構造の別の実施形態を示す。この構成によって、駆動システムは動作生成構造の両方の部分１１ｂに係合することができ、駆動システムが、例えば動作生成構造の最下部の底部部分など、第１の部分１１ａの動作をより効率的にまたは他の方法で効果的に生じさせることが可能になる。この例示的な実施形態では、第１の部分１１ａのＶ字形側面が波形になっており、動作生成構造のこれらの部分に付加的な硬度を与えている。例えば、図４５は動作生成構造のための同様の構成を示し、Ｖ字形側面が波形になっていないことが異なる。図４４の実施形態におけるＶ字形側面の間の最下部の平坦部分の動作は、図４５の実施形態における対応する平坦部分より最大で３回多く動作することが、試験によって明らかになった。波形による、図４５の実施形態におけるＶ字形側面のより高い硬度がこの結果をもたらしたと考えられた。第１の部分１１ａは、内部空間内のＶ字形側面によって生成される音響エネルギーを、例えばＶ字形側面の間の領域に集束させるように構成することができる。これは、比較的高いエネルギーの焦点域を形成する助けとなることができ、液体にキャビテーションを形成するのに潜在的に十分である。図４５の実施形態では、内部空間内の音響エネルギーを高めることを助け、および／またはエネルギーの焦点域を形成しまたは維持することを助けるように、反射器１１ｃを設けることができる。
【００４８】
本発明の態様に従ったカートリッジは、任意の適切な飲料装置で使用することができる。例えば、図４６は、茶、コーヒー、他の浸出タイプの飲料、液体または粉末状濃縮物から生成される飲料、ホットまたはコールドドリンクなどの任意の適切な飲料を生成するために使用することができる飲料生成装置１００の斜視図を示す。この例示的な実施形態では、装置１００は、ユーザが装置１００の様々な特徴を制御するために操作することができるユーザインターフェース８を備えた外枠またはハウジング６を含む。飲料カートリッジ１０は、装置１００に設けることができ、もしあればドリップトレー９または他の支持体に置かれたカップまたは他の適切な入れ物へと提供された飲料を生成するために使用することができる。カートリッジ１０は、飲料生成装置１００の第１および第２の部分３および４によって画成されるカートリッジ受け部分に、手作業でまたは自動的に置くことができる。例えば、ハンドル５を持ち上げることによって、ユーザは第１および第２の部分３および４を開位置まで動かしてカートリッジ１０を置くことができる適切な形状の領域を露出させることができる。カートリッジ１０を置いた後、第１および第２の部分３および４を閉位置（図４６に示す）へと動かすようにハンドル５または他のアクチュエータを手作業でまたは自動的に動かすことができ、それにより、カートリッジ１０の少なくとも一部を抽出チャンバ内に取り囲む。しかし、装置１００がカートリッジ１０をどのように受け、または他の方法で使用するかは本発明の態様にとって重要ではないので、カートリッジ１０は装置１００によって任意の適切な方法で受けることができることを理解されたい。
【００４９】
カートリッジ１０が受けられると、飲料生成装置１００はカートリッジ１０を使用して飲料を生成することができる。例えば、第１または第２の部分３、４に関連付けられた１つ以上の入口針５０（図３または図４を参照）が、熱湯または他の液体をカートリッジ１０内へと注入するようにカートリッジ１０を穿刺することができる。本発明の一態様では、カートリッジ内の飲料媒体、液体または他の構成要素の音波励振を、カートリッジへの液体の拍動的導入とともに使用することができる。いくつかの実施形態では、音波誘導動作と併せたカートリッジへの液体の拍動流は、粉末状材料などの飲料媒体の溶解を助けるのに非常に効果的となり得ることができることが明らかとなっている。拍動流は、間欠的な液体導入ごとに、１秒あたり飲料全体の１％またはそれ以上の容積の液体をカートリッジへと１回以上導入するなど（例えば、３００ｍｌの飲料を生成するために、１秒あたり約３〜５ｍｌの容積を有する水のスラグを一度に導入することができる）、任意の適切な方法で構成することができる。いくつかの実施形態では、例えば飲料媒体の動作を生じさせる助けとなるように、噴射または他の比較的高速の方法で、液体の個々のスラグを導入することができる。第１または第２の部分３、４はまた、生成された飲料がカートリッジ１０から出ることができるように、カートリッジ１０の出口側を（必要に応じて）穿孔または穿刺する１つ以上の出口針または他の要素５２を含むこともできる。図３に示す蓋３８などのように入口および出口がカートリッジ１０の同じ側に設けられている場合、カートリッジ１０は、蓋３８が底部１６の下になるように（例えば、蓋３８を全体的に下向きにして）、または他の方法で飲料をカートリッジ１０から適切に除去することができるように方向付けるように、飲料生成中に方向付けることができる。
【００５０】
図４７は、図４６に示すような１つの例示的な実施形態における飲料生成装置１００に含まれる様々な構成要素の概略的なブロック図を示す。当業者であれば、飲料生成装置１００は多様な方法で構成することができ、したがって本発明の態様は１つのタイプの飲料生成装置のみに関連しているものとして狭く解釈されるべきではないことを理解するであろう。貯蔵タンク１１０からの水または他の液体は供給導管１１０を介してポンプ１１２（遠心ポンプ、ピストンポンプ、ソレノイドポンプなど）へと提供することができ、ポンプ１１２は液体をポンプ導管１１５を介して計量タンクまたはチャンバ１１８へと給送する。装置１１０の水ポンプ１１２および他の構成要素の動作は、例えばプログラムされたプロセッサおよび／または他のデータ処理デバイスを適切なソフトウエアまたは他の動作指令、１つ以上のメモリ（ソフトウエアおよび／または他の動作指令を記憶することができる非遷移記憶媒体を含む）、温度および液体レベルセンサ、圧力センサ、入力／出力インターフェース、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／出力または他の機能を実行するために必要な他の構成要素とともに含むコントローラ１３０によって、制御することができる。ポンプ１１２を所定の時間だけ動作させ、導電性プローブセンサまたは容量性センサを使用して計量タンク１１８内の水レベルを感知し、液体がタンクを満たしたときの計量タンク１１８内の圧力上昇を検出し、または任意の他の実行可能な技術を使用するなど、任意の適切な技術によって、計量タンク１１８を所望の量の液体で満たすことができる。例えば、水が計量タンク１１８の上面に達したことを示す圧力上昇を圧力センサが検出すると、コントローラ１３０は、計量タンク１１８が完全に満たされたことを検出することができる。タンク内の水は、所望であれば、温度センサからの入力または他の適切な入力を使用してコントローラ１３０によって動作が制御される加熱要素１２３を使用して、加熱することができる。計量タンク１１８内の水は、計量タンク導管１１９を介して抽出チャンバ１２０または他の飲料生成ステーションへと分配することができる。抽出チャンバ１２０は、例えばカートリッジ１０に含まれる挽いたコーヒー、茶、香り付けされたドリンク混合物、または他の物質などの任意の飲料生成成分を含むことができる。液体をチューブ１１７から計量タンク導管１１９へと放出させる空気ポンプ１２１によって提供される空気で計量タンクを加圧することによって、液体を計量タンク１１８から放出することができる。計量タンク１１８からの分配の完了は、計量タンク１１８内の圧力低下の検出によって、計量タンク１１８内の水レベルの変化の検出によって、フローメータの使用によって、または任意の他の実行可能な技術の使用によってなど、任意の適切な方法で検出することができる。あるいは、液体は、付加的な液体をタンク１１８へと押し出すように動作するポンプ１１２によって、計量タンク１１８から放出することができ、それにより水をタンク１１８から抽出チャンバへと移動させる。フローセンサまたは他の適切なデバイスを使用して、タンク１１８へと送られる液体の量、したがって抽出チャンバへと送られる液体の量を測定することができる。あるいは、ポンプ１２は、既知の容積の液体をポンプ１１２からタンク１１８へと送ることができるようにピストンタイプまたは計量ポンプとすることができ、したがって同じ既知の容積が抽出チャンバ１２０へと送られるようにする。液体は、例えば１〜２ｐｓｉまたはそれ以上など、任意の適切な圧力でカートリッジ１０へと導入することができる。
【００５１】
飲料生成装置１００はまた、飲料生成中にカートリッジ１０と相互作用する１つ以上の音波放出部５３を含むことができる。音波放出部５３は、抽出チャンバ１２０内でカートリッジ１０に接触し、またはカートリッジ１０に対して適切な位置へと動くように可動とすることができ、または、放出部５３に対して適切な位置へと動かしたカートリッジ１０とともに固定することができる。音波放出部５３は、超音波トランスデューサとして機能する１つ以上の圧電要素、超音波エネルギーを生成する（スピーカドライバなどの）電磁デバイス、音波エネルギーを生成する（１０Ｈｚから１００ｋＨｚまたはそれ以上の適切な周波数で振動させられるモータ駆動ロッドまたは他の構成要素などの）機械デバイスなど、任意の適切な構成要素を含むことができる。音波放出部５３はまた、ゴムガスケット、水槽、もしくはカートリッジ１０に音響または他の振動エネルギーを結合させる助けになる他の要素など、１つ以上の音響結合構成要素を含むことができる。コントローラ１３０はまた、音波放出部５３に音波エネルギーを放出させる適切な制御またはドライバ回路を含むこともできる。一実施形態では、音波放出部５３は、Ｑソニカ社（Ｑｓｏｎｉｃａ，ＬＬＣ）から製造され取得した、Ｐ−１マイクロプローブを備えたＣＭＬ−４のプローブ仕様のモデルＸＬ−２０００型などの超音波振動トランスデューサを含むことができる。この超音波トランスデューサは、約２２ｋＨｚの周波数で動作する。
【００５２】
飲料生成装置（例えば、コントローラ１３０）は、ＲＦＩＤタグリーダまたは、カートリッジまたはカートリッジのタイプに基づいて、カートリッジまたはカートリッジのタイプおよびコントローラの動作（音波放出部５３の動作、水温、水容積など）を識別するのに適切な他の構成を含むことができる。例えば、カートリッジは、ＲＦＩＤタグ、バーコード、英数字文字、カラーコード、またはコントローラ１３０が読み取り、または他の方法で識別することができる他の機械読取可能な印を含むことができる。コントローラ１３０は、（シリアル番号、英数字文字列、カートリッジ内の飲料媒体の名称またはタイプ、カートリッジを使用して生成される飲料のタイプなどを含むことができる）印に基づいて、生成される飲料のタイプを調整するように、装置動作を変えることができる。いくつかの実施形態では、印を使用して、音波放出部または他の駆動システムが音波エネルギーをカートリッジへと導入するように動作するべきかどうか、およびどの程度動作するべきかを判断することができる。上記で述べたように、いくつかの飲料タイプは、飲料生成のためにいくらかの音波エネルギー誘導された動作を必要とする（または必要としない）ことがあり、コントローラ１３０は音波放出部５３をそのように動作させることができる。それに加えて、またはその代わりに、例えば様々なタイプのカートリッジに様々なサイズ、形状のまたは他の方法で構成された動作生成構造を提供することによって、飲料媒体の様々な音波励振に対応するようにカートリッジを製造することができる。したがって、いくつかの実施形態では、音波放出部５３は常に同じように動作することができるが、音波誘導動作をカートリッジ内部へと提供するかどうかの調整は、カートリッジと関連付けられた動作生成構造の有無、および他の特徴によって行うことができる。例えば、カートリッジ内部で振動動作が所望されない実施形態では、動作生成構造を設けないことができる。振動動作が所望される他の実施形態では、音響エネルギーを内部空間へと伝達するように音波放出部と結合する動作生成構造を設けることができる。しかし、両方の場合において、音波放出部は、両方のタイプのカートリッジの使用時に同じように動作することができる。
【００５３】
本発明の他の態様では、カートリッジおよび音波エネルギーを使用して飲料を生成する方法が提供される。これに関していくつかの実施形態は、以下の利点の１つ以上を提供することができる：（１）飲料を生成する速度が増加する、（２）飲料の濃さが増加する、（３）異なる品質の飲料を製造する、（４）抽出中の飲料材料の抽出の程度が増加する、および／または（５）そうでなければ所定の用途に使用不可能な飲料媒体の使用が可能になる（例えば、音波誘導された動作がない場合には、カートリッジへと導入された液体に完全に溶解しないであろうと予測される、微細な粉末状材料の使用が可能になる）。図４８に示す一実施形態では、飲料を生成する方法が、ステップＳ１０において、飲料を作製するために飲料生成装置で使用するように構成された飲料カートリッジを準備するステップを含む。カートリッジは、閉じた内部空間および内部空間内に位置する飲料媒体を有する容器を含むことができる。上記のように、カートリッジは、例えば浸透性または不浸透性とすることができ、小袋、ポッド、または他の形態を有することができ、比較的剛性および／または可撓性の要素を含むことができ、特定の形状を維持し、または無形状に構成することができ、フィルタを含むことも含まないこともでき、フィルタが含まれる場合は、カートリッジの内部空間および／またはカートリッジの外部に（例えば、多くの飲料ポッドと同様に）位置することができるなど、任意の多様な形態をとることができる。
【００５４】
いくつかの実施形態では、カートリッジは、容器に取り付けられ、または他の方法で容器と関連付けられ、閉じた内部空間の外部に配置された音波放出部からの振動または他の音波エネルギーを飲料媒体と相互作用するように内部空間へと伝達するように構成された、音波受信部を含むことができる。例えば、カートリッジは、音響的適合部分が所望の周波数および／または強度を有する音波エネルギーをカートリッジの内部空間へと導入するように、音響エネルギーへの露出に応答して振動するように構成された音響的適合部分を含むことができる。音響的適合部分は、音響的適合部分が所望の通りに動作することを可能にする物理的構造、材料組成または構成、または他の特徴を有することができる。
【００５５】
他の実施形態では、カートリッジの音波受信部は、カートリッジの側壁、底部、蓋、または他の部分などの容器の一部分に、切込み、溝、陥凹、または他の凹部を含むことができる（カートリッジは必ずしも底部、側壁、および／または蓋を含む必要はないことを理解されたい。例えば、球状形の容器などのいくつかの実施形態では、画成された底部または蓋を有さないこともできる）。切込み、溝などは、少なくともカートリッジの一部分が駆動システムと結合するように、音波放出部または他の振動駆動システムと係合することができる。他の実施形態では、音波受信部は、音波放出部によって受けられる突起または他の部分を含むことができ、例えば、容器の一部分が音波放出部の孔、陥凹、または他の凹部へと受けられることができる。音波受信部は、音波放出部によって放出される音響エネルギーに対して透過性、または実質的に透過性とすることができ、音波放出部が音波エネルギーをカートリッジへと直接に導入することを可能にする。他の構成では、音波受信部は、音波エネルギーをカートリッジの内部空間へと伝達することができる。
【００５６】
ステップＳ２０では、液体をカートリッジの閉じた内部空間へと導入することができる。水、濾過され、炭酸化され、または他の方法で処理された水、牛乳、ジュース、コーヒー抽出物など、任意の適切な液体を内部空間へと導入することができる。液体の導入は、例えば針で容器を穿刺し、液体を閉じた内部空間へと噴射するなど、任意の適切な方法で行うことができる。他の実施形態では、加圧された液体をカートリッジ容器の外部に適用して、液体が入るように１つ以上の開口を形成させることができる。他の実施形態では、例えば、水をカートリッジへと注入することができるようにカートリッジの蓋が取り外された場合、液体をカートリッジへと単純に注入することができる。液体は、例えば１〜２ｐｓｉまたはそれ以上の圧力で導入することができ、任意の適切な流量で、液体中に取り込まれた気泡、液体に懸濁している固体材料などの任意の他の適切な材料とともに、導入することができる。
【００５７】
ステップＳ３０では、閉じた内部空間へと導入された液体がカートリッジ内に存在している間、音波エネルギーをカートリッジの閉じた内部空間へと導入することができる。音波エネルギーは、超音波放出部プローブをカートリッジへと挿入する、音波放出部をカートリッジの音波受信部に接触してまたは適切に近接して配置するなど、上述のいずれかの方法で導入することができる。音波エネルギーは、容器を通して直接伝達することができ、あるいは、音波エネルギーへの露出に反応して振動し、振動によって音波エネルギーを内部空間へと導入する、カートリッジの音響的適合部分によって導入することができる。いくつかの実施形態では、音波放出部は、カートリッジ内で動作生成構造の動作を生じさせて、閉じた内部空間内で飲料媒体の動作を生じさせることができる。例えば、振動駆動システムがカートリッジの一部を動かし、それによって動作生成構造をカートリッジの内部空間内で動かし、それにより飲料媒体、内部空間内の液体、カートリッジ内のフィルタなどの動作を生じさせることができる。
【００５８】
ステップＳ４０では、飲料を、液体および音波エネルギーの飲料媒体との同時相互作用によって生成することができる。このステップは、音波エネルギーがない場合にはフィルタを通過しないであろう物質を、カートリッジ内のフィルタを通過させるなど、様々な特徴を含むことができる。例えば、音波エネルギーがない場合に存在するであろうよりも高いレベルの溶解および／または懸濁した材料で、飲料を生成することができる。他の実施形態では、飲料は、音波エネルギーがない場合に存在するであろうよりも高い濁度および／または総溶解固形分のレベルを有することができる。さらに他の実施形態では、飲料を生成するステップは、内部空間を音波エネルギーに露出することによって、飲料媒体および内部空間内の液体の流れを生じさせるステップを含むことができる。例えば、液体の内部空間への導入は一般的には飲料媒体および内部空間内の液体の流れを生じさせるが、カートリッジへと導入された音波エネルギーは、飲料媒体および内部空間内の液体の付加的な流れまたは他の動作を生じさせることができる。そのような付加的な動作は、飲料媒体内の材料を溶解する助けとなり、および／または他の方法でより迅速にまたはより効率的に飲料媒体から材料を抽出させることができる。
【００５９】
発明者は、以下に述べる実験を行った。これらの実験は、本発明の態様を制限するものではなく、本明細書で説明され特許請求されている本発明の態様のいくつかに対するサポートを提供するものである。
【００６０】
［実施例１］
「Ｂｒｅａｋｆａｓｔ  Ｂｌｅｎｄ  Ｄｅｃａｆ」という商標名のグリーンマウンテンコーヒーロースター社（Ｇｒｅｅｎ  Ｍｏｕｎｔａｉｎ  Ｃｏｆｆｅｅ  Ｒｏａｓｔｅｒｓ，  Ｉｎｃ．）（ＧＭＣＲ）製の標準的な販売製品から、カフェイン除去されたアラビカの中煎りの挽いたコーヒーの１８Ｋ−Ｃｕｐブランドカートリッジを入手した。同じくＧＭＣＲによって販売されている「プラチナ」シングルカップコーヒー抽出装置で、カートリッジのうち９個を８オンス設定で華氏１９２度の水温で抽出した。これら９個の抽出されたサンプルを「対照群」とする。
【００６１】
次の９個のサンプルは、同じくプラチナ抽出装置で抽出したが、外部印加された音波エネルギーを受けた。抽出中にエネルギーを印加するために、抽出装置は、カートリッジ抽出チャンバを取り囲むプラスチックハウジングを取り外すことによって、カートリッジの側壁が露出されるように変更した。小売店の標準的な販売製品からフィリップス社（Ｐｈｉｌｉｐｓ）製の「ソニッケアー歯ブラシ」を入手した。ブラシヘッドを定位置にして歯ブラシを組み立てた。抽出中、ブラシヘッドの（毛ではなく）背面をカートリッジの露出された壁に押し付け、電力を「オン」にした。この場合、カートリッジには切込みまたは他の凹部はなかった。全抽出周期中、音波振動しているヘッドをカートリッジに押し付けたままとした。単純に指を触れて振動を感じることによって確認されたように、カートリッジの壁部はブラシヘッドの音波振動の作用により振動した。９個の音波で抽出されたサンプルを「試験群」とする。
【００６２】
対照群および試験群の両方の抽出されたコーヒーサンプルを、「ＮＴＵ」における濁度測定値について分析した。「ＮＴＵ」単位は比濁計濁度単位である。ハッチ社（Ｈａｃｈ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から販売されているＨＡＣＨモデル２１００Ｎ濁度計を使用して、これらを測定した。コーヒー抽出から約５分後のコーヒーでＮＴＵ値を測定した。
【００６３】
ＮＴＵ測定値の結果は以下の通りである。
対照群：３７．７、３２．８、３４．４、３９．４、３１．２、３３．８、３４．０、４７．０、３１．３
試験群：６３．９、６２．１、４９．５、４６．９、４１．８、５９．８、５７．３、６６．７、５４．７
対照群平均：３５．７
試験群平均：５５．９
【００６４】
コーヒー業界の当業者であれば、音波エネルギーが外部印加されるとコーヒーがより濁ることを理解するであろう。コーヒー業界の当業者であれば、濁度の増加はコーヒーの濃さの増加の指標であり、懸濁した固体、油分、および他の「コロイド状」物質によって生じ得ることを理解するであろう。驚くべきことに、音波エネルギーの印加によって、コロイド状物質が紙コーヒーフィルタなどのコーヒーフィルタを通過する能力を向上させたと思われる。発明者らは、音波エネルギーがコロイド状物質を変化させ、および／または飲料材料を攪拌してコロイド状物質を放出し、フィルタを通過させた可能性があると仮定することができる。
【００６５】
［実施例２］
グリーンマウンテンコーヒーロースター社（Ｇｒｅｅｎ  Ｍｏｕｎｔａｉｎ  Ｃｏｆｆｅｅ  Ｒｏａｓｔｅｒｓ，Ｉｎｃ．）（ＧＭＣＲ）製の標準的な販売製品から、それぞれが約１２グラムの深煎りの挽いたコーヒーを含む６Ｋ−Ｃｕｐブランドカートリッジを入手し、ケーリヒ社（Ｋｅｕｒｉｇ，  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）から販売されている「Ｂ８０」コーヒー抽出装置で、８オンス設定で華氏１９２度の水温で抽出した。抽出中、Ｑソニカ社（Ｑｓｏｎｉｃａ，  ＬＬＣ）から製造され取得されたＰ−１マイクロプローブを備えたＣＭＬ−４のプローブ仕様の「ソニケータ」モデルＸＬ−２０００型の形態である音波放出部を、それぞれのカートリッジの蓋を通って内部空間内へと約０．２５インチ挿入した。全ての電力レベルで総抽出時間は約３５秒であった。水流を開始した約５秒後に音波エネルギーの印加を開始し、次いで、ちょうど３５秒間後に停止した。ソニケータを異なる電力レベル、すなわち０、５、７、１１、１５、および４０ワットで提供しながら、それぞれのカートリッジを抽出した。結果として得られたコーヒー溶液の濁度測定値（「ＮＴＵ」単位）を、ハッチ社（Ｈａｃｈ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から販売されているＨＡＣＨモデル２１００Ｎ濁度計を使用して、コーヒー抽出の約５分後に測定した。同じ抽出されたコーヒーサンプルから「総溶解固形分」（ＴＤＳ）測定値も得た。これらの測定値は、マイロンＬ社（Ｍｙｒｏｎ  Ｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から販売されているモデルＵｌｔｒａｍｅｔｅｒ  ＩＩ  ６ＰＩＩ  ＣＥを使用して、コーヒー抽出の約５分後に測定した。６個のカートリッジのＮＴＵおよびＴＤＳ測定値の結果は以下の通りである：
ＮＴＵ：７０、１４０、２１０、２９０、３５０、４１０
ＴＤＳ：１．１３０、１．１１０、１．１２５、１．１１２、１．１２２、１．１９０
ワット数：０、５、７、１１、１５、４０
【００６６】
コーヒー業界の当業者であれば、音波エネルギーが増加するとコーヒーがより濁ることを理解するであろう。コーヒー業界の当業者であれば、濁度の増加はコーヒーの濃さの増加の指標であり、懸濁した固体、油分、および他の「コロイド状」物質によって生じ得ることを理解するであろう。音波エネルギーを印加して抽出されたコーヒーを、音波エネルギーを印加していないコーヒーに対してテイスティングし、そのような音波エネルギーが印加されると、より濃い味がすることが見出された。驚くべきことに、音波エネルギーの印加によって、コロイド状物質が紙コーヒーフィルタなどのコーヒーフィルタを通過する能力を向上させたと思われる。コーヒー業界の当業者は、紙フィルタで濾過されたコーヒーはそのようなコロイド状または濁りを生じさせる物質が不足することにより、薄い味になることがあることを理解している。発明者らは、音波エネルギーがコロイド状物質を変化させ、および／または飲料材料を攪拌してコロイド状物質を放出し、フィルタを通過させた可能性があると仮定することができる。
【００６７】
ＴＤＳについて、４０〜４５ワットの最高電力設定で、電力が印加されなかった場合における１．１３０％の溶解固形分に対して、溶解固形分の大幅な増加が得られた（１．１９０％の溶解固形分）。驚くべきことに、２０ワット未満の電力設定で、より低いレベルの溶解固形分が得られた。音波抽出後、（カートリッジから蓋を剥がすことによって）挽いたコーヒーのベッドの目視検査を行ったところ、プローブの先端から放射されたエネルギーによって生じた可能性が高い溝またはトンネルがベッドを通って形成されていることが明らかになった。発明者らは、開いた溝またはトンネルによって水の一部がより迅速にコーヒーのベッドを通過し、したがって溶解固形分の全体的な抽出効率が低下したと仮定することができる。しかしながら溶解固形分の抽出効率の低下が観察されても、濁度に影響する物質の抽出／懸濁はなく、全く予期しない結果であった。
【００６８】
［実施例３］
ケーリヒ社（Ｋｅｕｒｉｇ，  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）から販売されている「プラチナ」シングルカップコーヒー抽出装置で、いくつかの異なるタイプの飲料媒体を使用して、飲料を抽出した。それぞれのカートリッジは、円錐台形のカップ容器、箔を積層した蓋、および、いくつかの飲料タイプでは、カートリッジの上縁部付近に取り付けられたフィルタで構成した。抽出装置は、単純なリンク機構によって拡声器のコーン（すなわち、ボイスコイルアクチュエータ）に取り付けるためにカートリッジ受け部／抽出チャンバを抽出装置の外部に移動させるように変更した。拡声器は増幅器を介して信号発生器によって駆動し、カートリッジおよび受け部を、ある範囲の周波数および振幅で振動させた。様々な構成の拡声器およびリンク機構を使用して、カートリッジおよび受け部を、水平軸、垂直軸上で振動させ、または垂直軸の周りで回転させた。
【００６９】
抽出装置は、ほぼ一定の圧力で流れを提供するように設計されている。ほとんどの飲料タイプでは、８オンスの容積の水がカートリッジを通して約３５秒間、提供される。いくつかの実験において、カートリッジを振動することによって、カートリッジ内の流れに対する抵抗の増加が見られ、これはカートリッジフィルタを微細な粒子で充填したことによる可能性がある。これにより、抽出装置はより低い流量で水を提供するようになる。このような場合、一定の流量を確保するために、抽出装置からカートリッジ受け部の入口へのチューブに蠕動ポンプを適用した。したがって、以下のセクションに記載された結果は、基本的に一定の流量条件において達成された。
【００７０】
観察された効果が振動のみによることを確実にするために、多くの他の条件を管理した。
−最小限の変化を調べるように、抽出された飲料の温度を、飲料が提供されるとすぐに測定した。
−抽出装置は、一定濃度の塩を加えることによって蒸留水から作製した「軟水」を使用して充填した。
−一定の充填重量を確保するために、Ｋカップを計量した飲料媒体で手作業で充填した。
【００７１】
生成された飲料について様々な測定を行った。
−ＨＭデジタル社（ＨＭ  Ｄｉｇｉｔａｌ）製のＣＯＭ−１００導電率計を使用して、ＴＤＳ（２０℃におけるｐｐｍ  ＫＣｌ）を測定した。読取値は、２０℃での等しいＴＤＳを得るために提供された抽出物の温度について補正した（ＣＯＭ−１００でも測定した）。
−ハッチ社（Ｈａｃｈ）製の２１００Ｎ濁度計を使用して、濁度を測定した。
−ベリンガムスタンレー社（Ｂｅｌｌｉｎｇｈａｍ  ＆  Ｓｔａｎｌｅｙ  Ｌｔｄ）製のＤＲ−１００Ｌ屈折率計を使用してブリックス（ＴＤＳの屈折率）を測定した。
【００７２】
コーヒー試験
グリーンマウンテンコーヒーロースター社（Ｇｒｅｅｎ  Ｍｏｕｎｔａｉｎ  Ｃｏｆｆｅｅ  Ｒｏａｓｔｅｒｓ，  Ｉｎｃ．）（ＧＭＣＲ）の「Ｄａｒｋ  Ｍａｇｉｃ」という焙煎し挽いたコーヒーを含むカートリッジを使用した。５個のカートリッジを無振動で実行し、生成される飲料の容積は約８オンスとした。結果は以下の通りである。
【表１】
2014519394.tif 000003
【００７３】
別の５個のカートリッジを、３．５ｍｍ振幅、２０Ｈｚ周波数の水平振動で実行した。結果は以下の通りである。
【表２】
2014519394.tif 000004
【００７４】
抽出されたコーヒーの濁度は、振動によって明らかに増加し、溶解固形分はわずかに減少したのみであった（ＴＤＳまたはブリックスで測定）。
【００７５】
ココアパウダー試験
ココアパウダーを含むカートリッジを使用した。飲料カートリッジのココアパウダーを使用して飲料を生成する際の１つの難点は、パウダーの十分な溶解を得ることであり、抽出終了時にカートリッジ内に乾いた状態または一部溶解した状態の残留ココアパウダーが生じる可能性があった。
【００７６】
ココアパウダーを含む合計１５個のカートリッジを使用して飲料を生成し、生成される飲料の容積は約８オンスとした。カートリッジのうち５個を、カートリッジに振動エネルギーを印加せずに使用した。他の５個のカートリッジを、０．８ｍｍ振幅で２０Ｈｚの振動エネルギーを印加しながら使用し、残りの５個のカートリッジを、３．５ｍｍ振幅で２０Ｈｚの振動エネルギーを印加しながら使用した。振動エネルギーなしで使用したカートリッジのうち２個には比較的大量の残留物があり、他の３つのカートリッジにはほぼ残留物がなかった。０．８ｍｍ振幅で振動を印加して使用した５個のカートリッジのうち、明らかな残留物を示したものはなく、２個が残留し溶解したココアのわずかな形跡を伴う残留水を示した。３．５ｍｍ振幅で振動を印加して使用した５個のカートリッジのうち、明らかな残留物を示したものはなく、１個がいくらか溶解したココアを伴う残留水を示し、１個が溶解したココアのわずかな形跡を伴う残留水を示した。
【００７７】
別の実験では、ココアパウダーを含むカートリッジおよび２つのスチール製のボールベアリング（約４ｍｍ）を、約２０Ｈｚの周波数および約０．６ｍｍの振幅で水平に振動させ、約８オンスの飲料を生成した。使用後のカートリッジ内には、ココアパウダーはほとんどまたはまったく残っていなかった。
【００７８】
スキムミルクパウダー試験
天然ミルクパウダーは、通常はカートリッジ内には使用しない。パウダーは熱湯を加えると塊を形成しやすく、これらの塊はフィルタを通過しない。その結果、代わりに合成クリーマーが使用されることが多い。しかし、味が良く、フィルタを通過するものを提供しようとすると、製造が困難であり時間を要することがある。
【００７９】
４つの条件：無振動、低振幅の１００Ｈｚ振動、低振幅の２０Ｈｚ振動、および高振幅の２０Ｈｚ振動のそれぞれについて、天然ミルクパウダーを含む５個のカートリッジを調べた。下の表は、平均抽出時間、カートリッジを乾燥させた後のカートリッジ内の残留物の平均質量、提供された飲料の平均ＴＤＳ（ｐｐｍ  ＫＣｌ）、および提供された飲料の平均ブリックスを示す。これらの測定値のそれぞれについて、両側ｔ検定を使用して、３つの振動条件の結果を「無振動」条件に対して比較した。「ｔ検定」欄はｐ値、すなわち、振動結果および無振動結果が同じ平均値をとる確率を示す。表から明らかなように、３つの振動条件は全て、抽出時間を維持し、カートリッジ内の残留粉末は少なく、提供された抽出物内の溶解固形分は高かった。特に、３．５ｍｍ振幅の２０Ｈｚ振動は、カートリッジ内の残留物が実質的になく、（その結果）提供された抽出物内の溶解固形分が最も高いレベルを示した。
【表３】
2014519394.tif 000005
【００８０】
紅茶試験
アイスティの抽出にも紅茶を含むカートリッジを使用した。５つの条件：無振動、低振幅の１００Ｈｚ振動、高振幅の１００Ｈｚ振動、低振幅の２０Ｈｚ振動、および高振幅の２０Ｈｚ振動のそれぞれについて、５個のカートリッジを調べた。下の表は、５つの条件のそれぞれについて、平均充填重量、平均抽出時間、および平均濁度を示す。抽出時間および濁度について、両側ｔ検定を使用して、４つの振動条件の結果を「無振動」条件に対して比較した。「ｔ検定」欄はｐ値、すなわち、振動結果および無振動結果が同じ平均値をとる確率を示す。表から明らかなように、４つの振動条件のいずれも、抽出時間は有意に変化しなかったが、最後の３つ（１００Ｈｚ、０．０７７ｍｍ振幅；２０Ｈｚ、０．８ｍｍ振幅；２０Ｈｚ、３．５ｍｍ振幅）では濁度の有意な増加を示した。
【表４】
2014519394.tif 000006
【００８１】
本発明の少なくとも１つの実施形態のいくつかの態様を説明したが、当業者であれば様々な変更、修正、および改良を容易に思い付くであろうことを認識されたい。そのような変更、修正、および改良は本開示の一部をなすものであり、本発明の趣旨および範囲内に含まれるものである。したがって、上記の説明および図面は例示のためのものに過ぎない。
【図１】
2014519394.tif 000007
【図２】
2014519394.tif 000008
【図３】
2014519394.tif 000009
【図４】
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【図５】
2014519394.tif 000011
【図６】
2014519394.tif 000012
【図７】
2014519394.tif 000013
【図８】
2014519394.tif 000014
【図９】
2014519394.tif 000015
【図１０】
2014519394.tif 000016
【図１１】
2014519394.tif 000017
【図１２】
2014519394.tif 000018
【図１３】
2014519394.tif 000019
【図１４】
2014519394.tif 000020
【図１５】
2014519394.tif 000021
【図１６】
2014519394.tif 000022
【図１７】
2014519394.tif 000023
【図１８】
2014519394.tif 000024
【図１９】
2014519394.tif 000025
【図２０】
2014519394.tif 000026
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
2014519394.tif 000033
【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【国際調査報告】
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