(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーヒー豆を収容するための部屋、
前記部屋にある前記コーヒー豆を焙煎するための焙煎要素、及び
前記焙煎要素を制御するための制御器
を有するコーヒー焙煎装置において、
前記制御器は、前記部屋にある前記コーヒー豆の体積の変化の関数として、前記焙煎要素を制御するように構成され、前記制御器は、既定のしきい値を越える監視される体積の変化の速度に応じて、前記焙煎要素を制御するように構成され、前記既定のしきい値は、前記コーヒー豆の最初のはぜを示している、コーヒー焙煎装置。
【請求項２】
前記制御器は、
前記コーヒー豆の最初のはぜの開始を示す、前記監視される体積の変化の速度の増大、及び/又は
前記コーヒー豆の最初のはぜの完了を示す、前記監視される体積の変化の速度の減少
に応じて、前記焙煎要素を制御するように構成される、請求項１に記載のコーヒー焙煎装置。
【請求項３】
前記部屋の占められていない体積を決定するためのセンサ装置をさらに有し、前記制御器は、前記センサ装置に応じて前記焙煎要素を制御するように構成される、請求項１又は２の何れか一項に記載のコーヒー焙煎装置。
【請求項４】
前記センサ装置は、信号を前記コーヒー豆に向けて、前記部屋内に送信し、前記信号の反射を検出するように構成されるセンサを有する、請求項３に記載のコーヒー焙煎装置。
【請求項５】
前記信号は、光学信号又は音響信号である、請求項４に記載のコーヒー焙煎装置。
【請求項６】
前記センサ装置は、前記コーヒー豆により占められる最初の体積を決定し、前記最初の体積の変化を監視するように構成される、請求項３乃至５の何れか一項に記載のコーヒー焙煎装置。
【請求項７】
前記制御器は、前記最初のはぜを示す前記体積の変化が既定値に到達すると、既定の時間期間、前記焙煎要素を使用可にするように構成される、請求項１乃至６の何れか一項に記載のコーヒー焙煎装置。
【請求項８】
ある種類のコーヒー豆の焙煎プロファイルを規定するために、時間の関数として、前記部屋の占められていない体積の測定される変化を記憶するためのデータ記憶要素をさらに有し、前記制御器は、前記データ記憶要素にプログラムするように構成される、及び/又は前記制御器は、前記ある種類のコーヒー豆に対する焙煎する程度を規定するユーザに応じて、前記記憶される焙煎プロファイルに従って前記焙煎要素を制御するように構成される、請求項１乃至７の何れか一項に記載のコーヒー焙煎装置。
【請求項９】
前記制御器は、前記体積の変化が既定のしきい値を越えると、前記焙煎要素を使用不可にするように構成される、請求項１乃至８の何れか一項に記載のコーヒー焙煎装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一項に記載のコーヒー焙煎装置を含むコーヒー抽出装置。
【請求項１１】
コーヒー豆を焙煎する方法において、前記方法は、
前記コーヒー豆を焙煎するために前記コーヒー豆を加熱するステップ、
前記加熱するステップ中、前記コーヒー豆の体積の変化の速度を監視するステップ、及び
規定のしきい値を越える前記体積の変化の速度に応じて、前記加熱するステップを終了させるステップ
を有し、前記規定のしきい値は、前記コーヒー豆の最初のはぜを示している、方法。
【請求項１２】
前記体積の変化の速度を監視するステップは、
前記コーヒー豆の最初のはぜの開始を示す、前記監視される体積の変化の速度の増大を監視するステップ、及び/又は
前記コーヒー豆の最初のはぜの完了を示す、前記監視される体積の変化の速度の減少を監視するステップ
を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
規定のしきい値を越える前記体積の変化に応じて、前記加熱するステップを終了させるステップは、前記体積の変化が前記規定のしきい値を越えると、既定の時間期間の後、前記加熱するステップを終了させるステップを有する、請求項１１又は１２の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーヒー豆を収容するための部屋、前記部屋にあるコーヒー豆を焙煎するための焙煎要素、及び前記焙煎要素を制御するための制御器を有するコーヒー焙煎装置に関する。
【０００２】
本発明はさらに、そのようなコーヒー焙煎装置を有するコーヒー抽出装置にも関する。
【０００３】
本発明はさらに、コーヒー豆を焙煎する方法にも関し、この方法は、コーヒー豆を焙煎するためのコーヒー豆を焙煎するステップを有する。
【背景技術】
【０００４】
コーヒーは、現代社会において最も人気のある飲み物の１つになっていて、多くの異なる種類及びフレーバーのコーヒーが、例えばコーヒーショップのような直販店において若しくは家庭用のスーパーマーケットにおいてごく普通に消費者が入手可能である。飲み物としてのコーヒーの人気の進化は、例えば家庭環境においてコーヒーが消費される方法に変化をもたらしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
昔、コーヒーは、インスタントコーヒーの顆粒から、又は例えばエスプレッソマシーン若しくはフィルタ式の機械のような家庭用のコーヒーメーカーを用いてパッケージ化された挽いたコーヒーの粉から主にコーヒーが入れられていたのに対し、最近は、入れられるコーヒーの鮮度がより重視され、これがコーヒー焙煎装置の人気の上昇を引き起こしている。そのような装置において、生の、すなわち緑色のコーヒー豆は、熱処理によって、例えば高温ガスを用いて若しくは高温な表面と物理的に接することにより焙煎されることができる。１７０℃より上の温度での焙煎中、乾燥が起こり、水分が再分配され、複雑な化学反応、例えばメイラード反応及び熱分解が誘発される。次いで、新しく焙煎されたコーヒー豆を挽くことにより、新しいコーヒー豆の粉が形成され、それにより新鮮なコーヒーを入れることを容易にする。そのようなコーヒーは一般に、パッケージ化された挽いたコーヒーの粉から入れられるコーヒーに比べ、より上質な味を持つと考えられている。
【０００６】
しかしながら、そのようなコーヒー焙煎処理の制御は、決して簡単ではない。異なるユーザは、彼らの個人的な味を満足させるために、コーヒー豆の異なる焙煎の程度、例えば浅煎り又は深煎りを要求する。その上、一定の焙煎の程度を達成するために、異なる種類のコーヒー豆は異なる焙煎時間を必要とする。実際は、同じ種類のコーヒー豆の異なる収穫期であっても、所望する焙煎の程度を達成するのに必要な焙煎時間のばらつきを示している。従って、コーヒー焙煎装置に与える大きな課題の１つは、焙煎された生産物が消費者の期待に応える、例えば所望する焙煎の程度を持つのを保証することである。
【０００７】
現在のコーヒー焙煎装置、例えばコーヒー焙煎機のNesco Model CR-1000 Seriesは、所望する焙煎結果を達成するために、ユーザがコーヒー豆の焙煎時間を指定することを可能にしている。他の焙煎装置は、ユーザが焙煎温度を指定することにより、焙煎処理の制御を提供している。しかしながら、上に示されるように、所望する焙煎の程度は、焙煎時間及び/又は温度を制御すること（だけ）で、一貫して達成されることができないことが分かっている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、より一貫性のある方法で、焙煎されるコーヒー豆を生成するコーヒー焙煎装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明はさらに、そのようなコーヒー焙煎装置を有するコーヒー抽出装置を提供することも目的とする。
【００１０】
本発明はよりさらに、より一貫性のある方法で、コーヒー豆を焙煎する方法を提供することも目的とする。
【００１１】
ある態様によれば、コーヒー豆を収容するための部屋、この部屋にあるコーヒー豆を焙煎するための焙煎要素、及びこの焙煎要素を制御するための制御器を有するコーヒー焙煎装置を提供し、ここで制御器は、部屋にあるコーヒー豆の体積の変化の関数として、前記焙煎要素を制御するように構成され、前記制御器は、既定のしきい値を越える前記体積の変化に応じて、焙煎要素を制御するように構成され、前記既定のしきい値は、前記コーヒー豆の最初のはぜ(cracking)を示している。
【００１２】
発明者は、コーヒーの焙煎処理において、所望する焙煎レベルを達成するのに必要な時間のばらつきは、コーヒー豆が最初にはぜる時間のばらつきに関係していることを分かっている。この最初のはぜは、コーヒー豆内に細孔形成を含むコーヒー豆の構造に対する加熱変化の結果として生じる。これは、コーヒー豆の体積の大幅な増大に関連している。最初にはぜた後、コーヒー豆のさらなる焙煎は、簡単な数理モデルを使用して十分に予想可能であることが分かっている。故に、コーヒー豆の最初のはぜに関連する大幅な体積の変化を直接若しくは間接的に監視することにより、本発明のコーヒー焙煎装置内のコーヒー焙煎処理の再現性の制御の改善が達成される。
【００１３】
前記制御器は、体積の変化の速度（の変化）は特に、前記最初のはぜの発生を示しているので、監視される体積の変化の速度に応じて、前記焙煎要素を制御するように構成される。
【００１４】
特に、前記制御器は、コーヒー豆の最初のはぜの開始を示す監視される体積の変化の速度の増大、及び/又はコーヒー豆の最初のはぜの完了を示す監視される体積の変化の速度の減少に応じて焙煎要素を制御するように構成される。
【００１５】
ある実施例において、コーヒー焙煎装置はさらに、前記部屋の占められていない体積を決定するためのセンサ装置を有し、制御器は、このセンサ装置に応じて焙煎要素を制御するように構成される。部屋の全体積は一定であるため、この部屋にあるコーヒー豆の上にある上部空間の如何なる変化（減少）は従って、この部屋にあるコーヒー豆の体積の増大に直接関連付けられることができる。
【００１６】
この目的のために、前記センサ装置は、前記コーヒー豆に向けて部屋内に信号を送り、前記信号の反射を検出するように構成されるセンサを有する。検出される反射から、例えば信号の飛行時間が得られ、これは、信号が部屋中を伝わった距離に変換されることができ、この距離は上述した上部空間の測定値である。そのような信号は例えば、光学信号又は音響信号であってもよい。
【００１７】
前記センサ装置は、焙煎中にコーヒー豆が最初にはぜるフェーズの検出を容易にするために、前記コーヒー豆により占められる最初の体積を決定し、この最初の体積の変化を監視するように構成される。これは例えば、前記信号の飛行時間の変化を監視することにより、又は部屋の異なる高さレベルで複数の信号を送り、送られた信号のどれが部屋を（水平に）伝わることができるのか、すなわちどの信号が部屋にあるコーヒー豆の高さにより阻止されるかを監視することにより達成される。この実施例において、コーヒー豆の高さの変化は、部屋を伝わることができる信号の数が異なる（少なくなる）ことにより検出される。
【００１８】
コーヒー豆の体積変化を監視することにより、最初のはぜ段階が一旦特定されると、焙煎処理の残りの部分は、体積の変化を監視することにより、若しくは別の方法により制御される。
【００１９】
例示的な実施例において、前記制御器は、前記体積の変化が既定値に到達すると、既定の時間期間、焙煎要素を使用可にするように構成される。もう１つの例示的な実施例において、コーヒー焙煎装置はさらに、コーヒー豆の重量及び/又は色の変化を検出するための他のセンサ装置を有してもよく、ここで制御器は、前記体積の変化並びに前記重量及び/又は色の変化の関数として前記焙煎要素を制御するように構成される。これは、ある条件下において、焙煎処理の最初にはぜるフェーズが終了すると、コーヒー豆の体積の変化がかなり緩くなるので、焙煎処理の制御を改善し、例えばコーヒー焙煎装置が少量のコーヒー豆しか含んでいない場合、これら体積の変化を正確に検出することが難しい。
【００２０】
コーヒー焙煎装置はさらに、コーヒー豆の焙煎の程度を規定するためのユーザーインタフェースを有し、前記制御器は、このユーザーインタフェースに応答する。これは、コーヒー焙煎装置のユーザがコーヒー豆の所望する焙煎の程度を正確に規定することを可能にする。
【００２１】
ある実施例において、コーヒー焙煎装置はさらに、ある種類のコーヒー豆の焙煎プロファイルを規定するために、時間の関数として、部屋の占められていない体積の測定される変化を記憶するためのデータ記憶要素を有し、前記制御器は、前記データ記憶要素にプログラムするように構成される。例えばコーヒー豆の焙煎処理を改善するために、同じ種類のコーヒー豆を用いたコーヒー焙煎装置の後の使用中、そのような焙煎プロファイルが当てにされる。例えば、前記制御器は、前記種類のコーヒー豆に対する焙煎の程度を規定するユーザに応じて、記憶される焙煎プロファイルに従って前記焙煎要素を制御するように構成される。これは、コーヒー豆が最適化された焙煎プロファイルを受けて、それにより焙煎の質を改善させることを保証する。
【００２２】
ある実施例において、制御器は、体積の変化が規定のしきい値を越えると、焙煎要素を使用不可にするよう構成される。体積の変化は焙煎の程度と直接的に相関があるので、その様な自動的な使用不可は、コーヒー豆が深く焙煎され過ぎるのを防ぐ。
【００２３】
コーヒー焙煎装置はさらに、検出した体積変化のデータを遠隔装置に伝えるためのデータ通信装置を有してもよい。これは例えば、様々なコーヒー焙煎装置から焙煎データを集めることを容易にして、これは、異なる種類のコーヒー豆に対するより正確な（平均的な）コーヒーの焙煎プロファイルを開発するのに使用される。
【００２４】
ある実施例において、前記部屋は入口を有し、前記焙煎要素は、前記入口に結合される熱風源を有し、コーヒー焙煎装置はさらに、焙煎処理中、コーヒー豆を攪拌するために、前記部屋内に取り付けられる攪拌要素を有する。そのような熱風焙煎処理は、本発明の体積の変化を検出する原理と組わせたとき、特に効果的であることが分かっている。
【００２５】
もう１つの態様によれば、上述した実施例の１つ以上に従うコーヒー焙煎装置を含むコーヒー抽出装置を提供する。このようなコーヒー抽出装置は、コーヒー焙煎装置の改善される一貫性の利益を享受し、それにより味に関する改善される一貫性により、コーヒーを入れることができるコーヒー抽出装置を提供する。
【００２６】
さらにもう１つの態様によれば、コーヒー豆を加熱する方法を提供し、この方法は、コーヒー豆を焙煎するためにコーヒー豆を加熱するステップ、前記加熱するステップ中、コーヒー豆の体積の変化を監視するステップ、及び規定のしきい値を越える前記体積の変化に応じて、前記加熱するステップを終了させるステップを有し、前記規定のしきい値は、前記コーヒー豆の最初のはぜを示している。そのような焙煎方法は、特に一貫した方法で焙煎されたコーヒー豆を製造することが可能であり、コーヒー豆を焙煎するレベルの優れた制御を提供する。
【００２７】
前記加熱中、コーヒー豆の体積の変化を監視するステップは、前記体積の変化の速度を監視するステップを有してもよい。
【００２８】
特に、前記体積の変化の速度を監視するステップは、コーヒー豆の最初のはぜの開始を示す監視される体積の変化の速度の増大、及び/又はコーヒー豆の最初のはぜの完了を示す監視される前記体積の変化の速度の減少を監視するステップを有する。
【００２９】
規定のしきい値を越える前記体積の変化に応じて前記加熱するステップを終了させるステップは、前記コーヒー豆の焙煎処理を一貫した方法で完了させるために、前記体積の変化が前記規定のしきい値を越えると、既定の時間期間の後、前記加熱するステップを終了させるステップを有する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ある実施例によるコーヒー焙煎装置を概略的に示す。
【図２ａ】図１のコーヒー焙煎装置の動作原理を概略的に示す。
【図２ｂ】図１のコーヒー焙煎装置の動作原理を概略的に示す。
【図３】時間経過によるコーヒー豆の体積の変化に対してコーヒー豆の焙煎プロファイルを概略的に示す。
【図４】コーヒー焙煎処理の様々な段階の一連の画像を示す。
【図５】もう１つの実施例によるコーヒー焙煎装置を概略的に示す。
【図６】時間経過によるコーヒー豆の体積及び色の変化に対して実験に基づいて決定されるコーヒー豆の焙煎プロファイルを概略的に示す。
【図７】さらにもう１つの実施例によるコーヒー焙煎装置を概略的に示す。
【図８】ある実施例によるコーヒー焙煎方法のフローチャートを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施例は、付随する図面を参照して、より詳細に及び非限定の例として開示される。
【００３２】
図面は単に概略的であり、縮尺通りに描かれていないことが理解されるべきである。これらの図面を通して同一の部品を示すために、同じ参照番号が使用されることも理解されるべきである。
【００３３】
図１は、ある実施例によるコーヒー焙煎装置１００を概略的に示している。このコーヒー焙煎装置１００は通例、その中にコーヒー豆１０を格納するための部屋(compartment)１１０を有する。この部屋１１０はさらに、コーヒー豆の焙煎処理中、このコーヒー豆１０を攪拌するために、攪拌棒１１４に装着される又は他の方法で取り付けられる攪拌部材、例えば掻き混ぜブレード１１６を含む攪拌装置を有する。この攪拌装置は、部屋１１０にあるコーヒー豆１０の均一な焙煎を確かにするのを助ける。この攪拌装置は、以下に詳細に説明される如何なる適切な方法で、例えば制御器１３０により制御されてもよい。
【００３４】
コーヒー焙煎装置１００は通例、焙煎処理中、コーヒー豆１０を加熱するための加熱装置をさらに有する。ある実施例において、この加熱装置は前記制御器１３０により制御されてもよい。加熱装置は、コーヒー豆１０の焙煎が起こる適切な温度、すなわちメイラード反応及び熱分解反応のような所望する化学反応が起こる適切な温度まで、コーヒー豆１０が加熱されるようにする。図１において、前記加熱装置は、単なる非限定の例として、導管１４２を介して部屋１１０の入口１１２に接続される熱風発生器１４０により具現化される。この実施例において、入口１１２は通例、焙煎処理中、例えば攪拌装置を使用してコーヒー豆１０を攪拌しているとき、熱風が誘導され、コーヒー豆１０を通るように配される。入口１１２は、コーヒー豆１０が導管１４２に入るのを防ぐために、目の細かい格子又は同様なものを有してもよい。
【００３５】
しかしながら、コーヒー豆１０を加熱するための如何なる適切な加熱装置、例えば部屋１１０の１つ以上の壁に取り付けられる又は組み込まれる１つ以上の加熱要素が使用されてもよく、この場合、前記入口１１２は省略されることが理解されるべきである。そのような加熱装置は、それ自体知られているので、単に簡潔にするために、これら装置は、詳細には説明されない。
【００３６】
制御器１３０は、焙煎処理中、部屋１１０内にあるコーヒー豆１０の量の変化に応じて加熱装置を少なくとも部分的に制御するように構成される。ある実施例において、そのような制御機構を容易にするために、コーヒー焙煎装置１００は、送信機１２２及び受信機１２４を含むセンサ装置１２０を有してもよく、この装置は、部屋１１０の何れか適切な場所、例えば部屋１１０の天井又は蓋に取り付けられてもよい。このセンサ装置の動作は、図２を用いてより詳細に説明される。
【００３７】
センサ装置１２０の送信機１２２は通例、信号１２１をコーヒー豆１０に向けて送信するように配され、センサ装置１２０の受信機１２４は通例、送信された信号１２１の反射１２３を検出するように配される。この反射１２３は一般に、信号１２１が部屋１１０にあるコーヒー豆１０より上にある上部空間を航行したとき生成され、ここで信号１２１は、コーヒー豆１０により反射され、例えばコーヒー豆１０より上にある部屋１１０の上部空間の表示、すなわち何もない体積の高さＨである。
【００３８】
図２において左図から右図に移行することで示されるように、コーヒー豆１０の膨張により生じる焙煎処理中の部屋１１０におけるコーヒー豆１０の体積の増大は、何もない体積又は上部空間の減少、すなわち高さＨからＨ'への減少につながり、上部空間におけるこの減少は、送信機１２２から受信器１２４までの信号１２１及びその反射１２３の飛行時間（ＴＯＦ）から決められることができ、Ｈ＝（Ｖ＊ｔ）／２である。ここでＶは信号の速度、ｔは信号１２１及びその反射１２３の飛行時間である。
【００３９】
前記上部空間は、部屋１１０の体積Ｖｈｅａｄと関連付けられ得るので、部屋１１０の全体積Ｖｔｏｔは、Ｖｔｏｔ＝Ｖｂｅａｎｓ＋Ｖｈｅａｄと表されることができ、ここで、Ｖｂｅａｎｓは、コーヒー豆１０により占められる部屋の体積の体積部である。測定される上部空間の体積Ｖｈｅａｄの如何なる変化、すなわち減少は、コーヒー豆の体積Ｖｂｅａｎｓの変化により引き起こされるので、この測定されるＶｈｅａｄは、部屋１１０の全体積Ｖｔｏｔが一般に分かっているならば、コーヒー豆の体積に直接変換されることができる、つまりＶｔｏｔ−Ｖｈｅａｄ＝Ｖｂｅａｎｓである。言い換えると、例えばＨの決定が直接Ｖｈｅａｄに変換されることができるような、Ｈ〜Ｖｈｅａｄである。
【００４０】
従って、ある実施例において、センサ装置１２０は、コーヒー豆１０の体積の変化が時間の関数としてコーヒー焙煎装置１００により監視され得る、つまりΔＨ＝Ｈ−Ｈ'（Ｖ＊Δｔ）／２であるように、信号１２１及びその反射１２３の飛行時間を定期的に決定するように配される。後続する上部空間の決定の間に如何なる適切な時間期間が適用されてもよく、例えばセンサ装置１２０は、毎秒１回の或いはそれ以下の頻度、例えば０．１−１．０Ｈｚの範囲の頻度で、毎秒１回の或いはそれ以上の頻度、例えば１．０−５０又は６０Ｈｚの範囲の頻度等で、上記定期的な測定を行うように配される。
【００４１】
送信機１２２及び受信機１２４は、如何なる適切な方法で協働する。例えば、受信機１２４は、送信機１２２により送信される１つの信号パルスを検出するように配される又は送信機１２２により送信される一連の信号パルスを検出するように配されてもよく、ここでｔ又はΔｔはこの一連の信号パルスの平均飛行時間を使用して決められる。一連の信号パルスによる方法は、統計的異常値、例えばコーヒー豆１０の表面から生じていない反射は捨てられ、それにより前記飛行時間の決定の精度が向上する可能性があるという利点を持つ。
【００４２】
信号１２１は、如何なる適切な信号、例えば光学信号、音響信号又は他の如何なる適切な種類の電磁信号でもよい。例えばレーザー信号又は赤外線信号のような光学信号は、コーヒー豆の体積をもっと正確に決定することができるのに対し、超音波信号のような音響信号は、より安価に製造されることができるが、光学信号よりも精度は低い。信号１２１は、如何なる適切な形状、例えばコーヒー豆の体積の決定毎に単一パルス又は一連のパルスを持ってよい。
【００４３】
ある実施例において、センサ装置１２０は、信号１２１及びその反射１２３の決定された飛行時間を例えば上述したようにコーヒー豆１０の体積に変換するように配される。このために、センサ装置１２０は、必要な信号の変換及び/又は計算を行い、この体積若しくは体積の変化を示す制御信号を制御器１３０に供給させる、信号変換器及び/又は信号処理器を含んでもよい。この制御信号は、如何なる適切な形式、例えばアナログ若しくはデジタル形式で制御器１３０に供給されてもよい。
【００４４】
その代わりに、センサ装置は、信号１２１及びその反射１２４の決定された飛行時間を単に制御器１３０に送るように配されてもよく、制御器１３０は、この決定された飛行時間を、例えば上述したようにコーヒー豆１０の体積に変換するように構成される。このために、制御器１３０は、上述した信号処理器を含んでもよい。
【００４５】
さらにもう１つの実施例において、コーヒー焙煎装置１００は、前記センサ装置１２０から前記飛行時間のデータを受信し、この受信した飛行時間のデータを例えば上述したようにコーヒー豆１０の体積に変換し、制御器１３０にこの体積を示す制御信号を供給するように配される別個の信号処理器を含んでもよい。
【００４６】
制御器１３０は、センサ装置１２０による前記飛行時間の決定に応じて、加熱装置を制御するように構成される。特に、制御器は、最初にはぜるフェーズの発生を知らせるコーヒー豆１０の体積の変化の速度の増大に反応するように構成される。
【００４７】
制御器１３０は、如何なる適切な方法、例えばダイヤル、一連のボタン、タッチ式スクリーン等であるプログラム可能なディスプレイを使用して、コーヒー豆１０の所望する焙煎の程度をユーザが指定することを容易にするユーザーインタフェース１５０に応答してもよい。この目的のために、如何なる適切な種類のユーザーインタフェースが使用されてもよい。
【００４８】
これらの実施例は、可能な装置の限定ではない例であること、並びに他の多くの装置が同様に適切であること、例えば図１に示されるようなコーヒー焙煎装置１００の実施例が個別の制御器１３０を用いて説明されていたとしても、この個別の構成要素の少なくとも幾つかは、１つの装置の一部を形成することも同様に可能であることを理解される。例えば、制御器１３０はセンサ装置の一部を形成してもよい等である。
【００４９】
一般的なコーヒー豆の焙煎プロファイルが図３に概略的に示され、これはコーヒー豆１０の体積Ｖを焙煎時間ｔの関数として概略的に示している。焙煎処理において（Ｉ、II及びIIIと分類された）３つのフェーズが識別されている。フェーズＩの間、コーヒー豆１０が最初にはぜる前であり、コーヒー豆の体積の僅かな緩やかな増大、一般に１０％未満の増大が観察される。フェーズIIの間、例えばコーヒー豆の体積のより急速な膨張を引き起こす、コーヒー豆１０内に形成する細孔により、コーヒー豆１０の最初のはぜが起こる。フェーズIIの間、コーヒー豆１０は、４０％から１００％又はそれ以上に及ぶ体積の増大を示す。フェーズIIが終了すると、コーヒー豆１０は、最終の焙煎であるフェーズIIIの間、より緩やかな体積の膨張、例えば５０％未満、例えば１０％から３０％の範囲の膨張を示し、この膨張の速度は、最初にはぜるフェーズIIの間よりも大幅に小さい。
【００５０】
これらのフェーズさらに、図４に視覚化され、これは、一般的な熱焙煎処理にコーヒー豆を曝している間の異なる時点で取り込まれた１４ｇのマンデリンコーヒー豆の一連の画像を示す。フェーズIIの間、すなわち最初にはぜるフェーズの間、コーヒー豆の体積の急増がはっきり見てとれる。
【００５１】
重要なことは、発明者は、フェーズＩからフェーズIIへの移行が起こる時点が予測できない、すなわち、変わりがちであるのに対し、フェーズII及び後続するフェーズIIIの終了は、より予測可能である、すなわちあまり変わらないことを分かっている。従って、コーヒー焙煎装置１００は、最初にはぜるフェーズIIの発生を特定し、それにより焙煎処理がより予測可能となる時点を特定するために、コーヒー豆１０の体積の変化を監視することにより前記焙煎処理を制御するように構成される。
【００５２】
ある実施例において、コーヒー焙煎装置１００は、コーヒー豆１０の体積の変化の速度を監視するように構成され、この速度の増大は、最初のはぜ処理の開始を示し、後続するこの速度での減少は、最初のはぜ処理の終了を示す。体積変化の速度は、如何なる適切な方法、例えば後続する体積の決定間における差を直接又は間接的に決定することにより、決められてもよい。間接的な決定は、後続する信号１２１及びその反射１２３の飛行時間の間の差、例えば所定の時間期間だけ離れた２つの後続する測定値の間の差の決定でもよい。
【００５３】
コーヒー豆１０の最初のはぜが上述されたようにコーヒー豆１０の体積の変化（の速度）の急増を検出することにより一度決定されると、コーヒー焙煎装置１００は、制御器１３０により如何なる適切な方法で後続して制御されると理解されるべきである。例えば、制御器１３０は、依然としてセンサ装置１２０に応答し、一度コーヒー豆１０が既定の量だけ体積が増大すると、焙煎処理を終了してもよい。
【００５４】
ある実施例において、豆が焙煎され過ぎるのを防ぐために、コーヒー豆１０の体積、すなわちこの体積の増大が規定のしきい値、例えば既定のしきい値若しくはユーザが規定するしきい値を越える場合、制御器１３０は焙煎処理を終了してもよい。例えば、制御器１３０は、例えばコーヒー豆１０の体積の膨張速度の低下により示されるような、最初のはぜ段階が終了した後、このコーヒー豆１０が所望する焙煎の程度であることを確実にするため、既定の量又はユーザが規定する量だけコーヒー豆１０の体積が増大した場合、前記焙煎処理を終了させる。その代わりに、体積が増大する量がコーヒー豆１０の焙煎の程度を示すので、制御器１３０は、コーヒー豆１０の最初の体積が所定の量だけ増大したとき、すなわち最初の体積よりも大きい目標の体積まで増大したとき、焙煎処理を終了させてもよい。
【００５５】
ある実施例において、コーヒー焙煎装置１００は、上述した体積の監視と、少なくとも１つの他のパラメタ、例えば時間、豆の色及び/又は温度との組み合わせにより制御されてもよい。これは例えば、特に、最初にはぜるフェーズが終了するときのコーヒー豆１０の体積の変化が緩やかであり、体積又は体積の変化だけを監視することにより検出するのが難しい場合、焙煎処理にわたる前記制御を改善させる利点がある。これは例えば、部屋１１０にあるコーヒー豆１０の総体積がかなり小さい場合に当てはまる。
【００５６】
例示的な実施例において、制御器１３０は、上述したコーヒー豆１０の体積の変化により検出されるような、最初のはぜ処理が終了すると、所定の時間期間、加熱装置を従事させるように構成されてもよい。この所定の時間期間は、ユーザが規定するコーヒー豆１０の焙煎する程度に対応してもよく、ここで、より長い期間は通例、コーヒー豆１０のより深い焙煎に対応している。この目的のために、制御器１３０は、時間期間が焙煎の程度の関数として規定されるルックアップテーブル又はそれに同様なものを含んでもよいし、それらにアクセスしてもよい。制御器１３０はさらに、所定の時間期間に従って加熱装置を制御するためのタイマーを含んでもよい。時間を制御パラメタとして使用してコーヒー焙煎装置１００の加熱装置を制御すること自体は知られているので、単に簡潔にするために、このことは詳細には説明されない。上述した実施例の時間制御の態様は如何なる適切な方法で実施されることを単に述べておく。
【００５７】
例示的な実施例において、コーヒー焙煎装置１００はさらに、例えば上述したようにコーヒー豆１０の体積の変化により決定されるようなコーヒー豆１０の最初にはぜるフェーズが終了した後、コーヒー豆１０の色を決めることにより、焙煎処理を制御するように構成されてもよい。この目的のために、図５に概略的に示されるような他のセンサ２２０が部屋１１０に存在してもよく、この他のセンサ２２０は、部屋１１０にあるコーヒー豆１０の色を決めるために配される。この他のセンサ２２０に応答して、制御器１３０がコーヒー焙煎装置１００の加熱装置をさらに制御できるように、他のセンサ２２０は制御器１３０に通信できるように結合される。コーヒー豆の色を決める処理自体は知られているので、単に簡潔にするために、このことは詳細には説明されない。如何なる適切なコーヒー豆の色の決定を検知する装置が使用されてもよいことを単に述べておく。
【００５８】
図６は、マンデリンコーヒー豆の体積（Ｖ）の変化（丸点）及びこれらのコーヒー豆の色の変化（角点）を焙煎時間の関数として示す実験的グラフを示す。この体積の目盛り（ｍｌ）は、グラフの左側の縦軸に示され、色の目盛り（Hunterlab色座標）は、グラフの右側の縦軸に示される。横軸（又はｘ軸）は、焙煎時間（分）を示す。このグラフは、焙煎する色は、コーヒー豆１０の焙煎処理の進行を決定するための補助パラメタとして使用されることを明らかに証明している。
【００５９】
この点において、部屋１１０におけるコーヒー豆１０の体積の変化は、如何なる適切な方法で決定されてよいこと、及びこの決定は、上述した飛行時間の測定の原理に限らないことの述べておく。例示的な代替実施例が図７に概略的に示され、この図において、センサ装置１２０は、部屋１１０の側壁に沿って複数の光学センサ３２０を持つセンサ装置３１０と置き換えられている。このような光学センサ３２０は例えば、部屋１１０におけるセンサ３２０の高さにおいて光レベルを検出するために配され、コーヒー豆１０の体積で覆われている光学センサ３２０は、減衰した光レベルを示す。
【００６０】
制御器１３０は、光学センサ３２０のどれがそのような減衰した光レベルを伝えるかを検出するように配され、この情報は、光学センサ３２０が部屋１１０の側壁に沿った一定の（高さの）位置にあるという事実により、コーヒー豆１０の体積に変換される。その代わりに、センサ装置３１０は、光学センサ３２０のセンサ信号をコーヒー豆１０の体積を示す信号に変換し、この示される信号を制御器１３０に送るために、光学センサ３２０に通信できるように結合される信号処理器を含んでもよい。
【００６１】
光学センサ３２０は、部屋１１０において周囲光を検出するように配されてもよい。その代わりに、コーヒー焙煎装置１００はさらに、光学センサ３２０により検出され得る光を部屋１１０の内部に発生させるための光源を前記部屋１１０に有してもよい。
【００６２】
他の適切な体積の変化を検出する方法は当業者には明らかであり、これらの適切な方法の何れかが本発明のコーヒー焙煎装置１００に実施されてもよいことを述べておく。
【００６３】
ある実施例において、コーヒー焙煎装置１００はさらに、コーヒー豆１０の焙煎プロファイルを記憶するために、制御器１３０に通信できるように結合される、例えばＲＡＭ又はフラッシュメモリのようなデータ記憶要素、ルックアップテーブル又はそれと同様なものを有する。コーヒー焙煎装置１００は、例えば制御器１３０を用いて若しくは別個の信号処理器を用いて、コーヒー豆１０の監視される体積の変化により検出されるような焙煎プロファイルをデータ記憶要素にプログラムするように構成される。このような記憶される焙煎プロファイルは、後の焙煎中、例えば決められた相対的又は絶対的な体積の変化を記憶される焙煎プロファイルと比較することにより所望する焙煎レベルを検証するため及び実際の焙煎処理がどの程度の進んだかを決めるために使用される。
【００６４】
ある実施例において、コーヒー焙煎装置１００はさらに、焙煎データを例えばワイヤレスリンク及び/又はインターネット若しくはそれに同様なものを介して外部ソースに伝えるためのデータ伝達装置、例えばワイヤレス又は有線の送信機を有する。この情報は例えば、将来のコーヒー焙煎装置に組み込まれる焙煎プロファイルを改善させるのに使用されてもよい。
【００６５】
コーヒー焙煎装置１００は、コーヒー豆を挽く及びコーヒーを抽出する段階をさらに有するコーヒー抽出装置に組み込まれてもよい。例えば、コーヒー抽出装置は、焙煎したコーヒー豆の一部を挽くためのコーヒー豆挽きに自動的に移し、その後、挽かれたコーヒーは自動的に新しいコーヒーカップにコーヒーを抽出するためのコーヒー抽出段階に移されるように配される。そのようなコーヒー抽出装置自身はよく知られているので、単に簡潔にするために、このことは詳細には説明されない。そのようなコーヒー抽出装置の特定の実施例が本発明に重要なのではなく、このようなコーヒー抽出装置の如何なる適切な配置が考慮されることを理解すべきである。
【００６６】
本発明によるコーヒー抽出方法８００の例示的な実施例は、図８を用いてさらに詳細に説明され、この図は、この例示的な実施例のフローチャートを示している。前記方法は、ステップ８１０において、例えばコーヒー焙煎装置１００をオンにする及び/又は部屋１１０を焙煎するコーヒー豆１０で満たすことから始まる。前記方法は次いでステップ８２０に進み、このステップにおいて、ユーザは、例えばユーザーインタフェース１５０を用いてコーヒー豆１０の所望する焙煎レベルを規定する。
【００６７】
ステップ８３０において、センサ装置１２０（又はセンサ装置３１０のような他の如何なるセンサ装置）は、部屋１１０においてコーヒー豆１０が占める最初の体積のような、コーヒー豆１０の初期パラメタを決定する。ステップ８３０がステップ８２０に続くように示されていたとしても、ステップ８３０がステップ８２０より前に若しくはステップ８２０と並行して実施されることは容易に実行可能であることが理解される。この方法は次いで、ステップ８４０に進み、このステップにおいて、ステップ８２０においてユーザにより指定された所望する焙煎レベルに対応するコーヒー豆１０の目標の体積が決定される。これは例えば、記憶される焙煎プロファイルを検索し、所望する焙煎レベルを達成するのに必要とされる体積の量の増大を設定することにより達成される。コーヒー豆１０の目標の体積は一般に、ステップ８３０において決められるような、コーヒー豆１０の最初の体積に基づいている。
【００６８】
次いで、コーヒー豆１０は、ステップ８５０において焙煎され、ステップ８５０の焙煎処理中、コーヒー豆１０の体積はステップ８６０において監視される。ステップ８７０において、ステップ８６０において決定されるようなコーヒー豆１０の実際の体積がステップ８４０において決定した目標の体積に一致しているかがチェックされる。実際の体積が目標の体積よりも小さいと判断される場合、前記方法はステップ８５０に戻って参照し、コーヒー豆の焙煎が続けられる。他方、ステップ８６０において決定されるようなコーヒー豆１０の実際の体積が目標の体積に一致していると判断される場合、ステップ８８０において焙煎処理は終了し、その後、焙煎処理が終了したので、前記方法はステップ８９０で終了する。
【００６９】
上述した実施例は、本発明を限定するのではなく説明するものであること、及び当業者は、付随する特許請求の範囲から外れることなく、多くの代替実施例を設計することが可能であること述べておく。請求項において、括弧の間に置かれる如何なる参照符号もその請求項を限定するとは解釈されない。"有する"という言葉は、請求項に挙げられる以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素が複数あることを述べなくても、それら要素が複数あることを排除するものではない。本発明は、幾つかの別個の要素を有するハードウェアを用いて実施されることができる。幾つかの手段を列挙している装置の請求項において、これら手段の幾つかが同一のハードウェアにより具現化されることができる。ある方法が互いに異なる独立請求項に挙げられているという単なる事実は、これらの方法の組み合わせが有利に使用されることができないことを示していない。
【図１】
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【図２ａ−２ｂ】
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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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