(57)【要約】  本発明は、飲料原材料を含む交換可能なカプセル（２）から飲料を抽出するための飲料抽出ユニット（１）であって、２つの、例えば、それぞれ高圧又は低圧の、飲料抽出モードに従って動作するように構成されている、飲料抽出ユニット（１）に関する。本発明はまた、抽出ユニットを備える飲料マシンにも関する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交換可能なカプセル（２）から飲料を抽出するための飲料抽出ユニット（１）であって、前記交換可能なカプセル（２）は、飲料原材料を含み、液体進入壁（３）と、飲料出口膜（５）と、任意選択的に周縁フランジ（４）とを備えており、前記飲料出口膜（５）が、前記フランジ（４）にシールされている及び／又は前記フランジ（４）でシールされており、前記飲料抽出ユニット（１）は、
フレーム（６）と、
前記カプセルの前記液体進入壁（３）を収容するための注入部（７）であって、前記カプセル内に水を注入するための少なくとも水入口（９）を備える注入部（７）と、
前記注入部（７）に対して閉じて抽出チャンバ（８）を形成するように構成された抽出部（２０）であって、任意選択的に、前記フランジ（４）において前記注入部（７）に対して閉じる抽出部（２０）と、を備えており、
前記抽出部（２０）は、抽出プレート（２１）を備えており、前記抽出プレート（２１）は、液体飲料抽出物を送出するための出口（２２）と、複数のレリーフ要素（２６）とを有し、前記レリーフ要素（２６）は、前記抽出チャンバ内に供給される水の圧力で前記出口膜（５）が前記レリーフ要素（２６）に押し付けられる結果、前記出口膜（５）に第１の種類のオリフィス（９１）を設けるように構成されており、
前記抽出部（２０）は、前記飲料出口膜（５）に第２の種類のオリフィス（９０）を設けるように構成された複数の穿孔要素（２９）を更に備え、
前記穿孔要素（２９）は、
前記抽出チャンバ内に封入されたカプセルの前記出口膜（５）に前記第２の種類のオリフィス（９０）を設けるために、前記穿孔要素（２９）が、例えば、前記注入部（７）に向かって、前記抽出プレート（２１）の前記レリーフ要素（２６）を越えて延出する、延出位置などの導入位置と、
前記穿孔要素（２９）が前記導入位置に対して後退した結果、前記レリーフ要素（２６）が、例えば、前記注入部（７）に向かって、前記穿孔要素（２９）を越えて又は少なくとも実質的に前記穿孔要素（２９）のレベルまで延出する、後退位置との間で、前記抽出プレート（２１）に対して相対的に、かつ前記抽出プレート（２１）を貫通して移動可能なように構成されており、
任意選択的に、前記抽出ユニット（１）は、
前記抽出チャンバ（８）における前記カプセル（２）内の前記原材料の抽出の開始から終了まで、前記穿孔要素（２９）を静止状態に保持するためのモードであって、例えば、前記穿孔要素（２９）は、前記原材料の前記抽出の開始前に前記抽出チャンバの内側に及び／又は外側に移動され、あるいは外側に保持されることにより、前記カプセル（２）が前記抽出の終了まで前記穿孔要素（２９）に曝されることを防止する、モードと、
前記カプセル（２）内の前記原材料の抽出の開始前に、前記カプセル（２）が前記抽出チャンバ（８）内にあるときに、前記穿孔要素（２９）を前記抽出チャンバ（８）の内側に、任意選択で外側に移動させるモードと、
前記カプセル（２）内の前記原材料の抽出の開始中に、前記穿孔要素（２９）を前記抽出チャンバ（８）の外側に保持し、次いで、前記穿孔要素（２９）を前記抽出チャンバ（８）の内側に移動させ、次いで任意選択で外側に移動させるモードであって、前記原材料が、例えば、前記抽出の開始中に飲料の流出なしに予備湿潤される、モードとのうちから選択される１つ以上のモードで前記穿孔要素（２９）を動作させるように構成されている、飲料抽出ユニット（１）。
【請求項２】
前記レリーフ要素（２６）は、前記出口（２２）を有するチャネルによって分離された、切頭ピラミッド及び／又は隆起部の部分である、請求項１に記載の飲料抽出ユニット。
【請求項３】
前記穿孔要素（２９）は、針、ピン、及び／又はブレード（２９）のうちの少なくとも１つを含み、任意選択的に、それぞれの穿孔要素（２９）は、前記レリーフ要素（２６）の断面よりも小さい穿孔断面を有し、及び／又は前記穿孔要素（２９）の総数は、前記レリーフ要素の数以下である、請求項１又は２に記載の飲料抽出ユニット。
【請求項４】
前記穿孔要素（２９）は、前記延出位置において、前記抽出プレートを貫通してレリーフ要素（２６）を横切るように構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の飲料抽出ユニット。
【請求項５】
前記複数の穿孔要素（２９）は、前記穿孔要素の前記延出位置と前記後退位置との間で前記抽出プレート（２１）に対して相対的に移動可能に構成された穿孔部材（２７）の一部であり、前記穿孔部材（２７）は、前記穿孔要素が延出する支持プレート（２８）を備え、任意選択的に、前記穿孔部材（２７）の前記支持プレート（２８）は、前記抽出プレート（２１）の後方に、すなわち、前記抽出プレート（２１）の面のうち、前記レリーフ要素（２６）を備える面とは反対の面において広がっている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の飲料抽出ユニット。
【請求項６】
前記穿孔部材（２７）は、前記抽出プレート（２１）に対して少なくとも実質的に並進かつ軸方向に移動するように構成されている、請求項５に記載の飲料抽出ユニット。
【請求項７】
前記穿孔部材（２７）及び／又は前記抽出プレート（２１）を前記穿孔要素の前記後退位置と前記延出位置との間で相対移動させるように構成された駆動部材（３０）を備える、請求項５又は６に記載の飲料抽出ユニット。
【請求項８】
前記駆動部材（３０）は、前記抽出チャンバ内に加えられた圧力とは関係なく、前記穿孔部材（２７）及び／又は前記抽出プレート（２１）を動作させる、請求項７に記載の飲料抽出ユニット。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の飲料抽出ユニットを備える飲料マシン（３３）であって、前記抽出ユニット（１）に給水するためのポンプ（３４）と、前記穿孔要素の前記延出位置と前記後退位置との間で前記抽出プレート（２１）に対して前記穿孔部材（２７）を移動させるべく前記駆動部材（３０）を制御するように構成された制御ユニット（３５）と、を備える、飲料マシン（３３）。
【請求項１０】
前記制御ユニット（３５）は、前記抽出チャンバ（８）内に給水するために前記ポンプ（３４）を作動させる前に、又は前記ポンプ（３４）の前記作動の開始後５秒未満の期間の後に、前記穿孔部材（２７）を後退位置に戻すべく前記駆動部材（３０）を動作させるように構成されている、請求項９に記載の飲料マシン。
【請求項１１】
前記穿孔部材（２７）を後退位置に保持しながら前記抽出ユニット（１）に給水するように前記制御ユニット（３５）が前記ポンプ（３４）を作動させる高圧抽出モードと、前記抽出チャンバ（８）に給水するために前記ポンプ（３４）を動作させる前に、前記穿孔部材（２７）を前記穿孔要素の延出位置に駆動し、前記カプセルの前記出口膜（５）に前記第２の種類のオリフィス（９０）を設けるように、前記制御ユニット（３５）が前記駆動部材（３０）を動作させる低圧抽出モードとを少なくとも含むモード選択手段（３８）を備える、請求項１０に記載の飲料マシン。
【請求項１２】
前記制御ユニット（３５）は、前記高圧抽出モードの圧力又は圧力範囲（Ｐ１）よりも低い前記低圧抽出モードの圧力又は圧力範囲（Ｐ２）で前記ポンプ（３４）を動作させるように構成されている、請求項１１に記載の飲料マシン。
【請求項１３】
前記注入部（７）を前記抽出部（２０）に対して閉じるための電動駆動アセンブリ（１７、３９）を備え、前記制御ユニット（３５）は、前記抽出ユニット（１）の開放位置と閉鎖位置との間で前記電動駆動アセンブリを動作させるように構成されており、かつ前記制御ユニット（３５）は、前記抽出ユニットの前記閉鎖位置において前記出口膜（５）に前記第２の種類のオリフィスを設けるために、前記穿孔部材（２７）を延出位置に動作させるように構成されている、請求項１０又は１２に記載の飲料マシン。
【請求項１４】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の抽出ユニットの前記抽出チャンバ（８）又は請求項９〜１３のいずれか一項に記載の飲料マシンの前記抽出チャンバ（８）において抽出を行うための飲料原材料を含む交換可能なカプセル（２）の使用であって、前記カプセルは、液体進入壁（３）と、飲料出口膜（５）と、任意選択的に周縁フランジ（４）とを備えており、前記飲料出口膜（５）が、前記周縁フランジ（４）に及び／又は前記周縁フランジ（４）でシールされている、カプセル（２）の使用。
【請求項１５】
抽出用の飲料原材料を収容している交換可能なカプセル（２）と、請求項１〜８のいずれか一項に記載の抽出ユニット又は請求項９〜１３のいずれか一項に記載の飲料マシンとを備える飲料調製システムであって、前記カプセルは、液体進入壁（３）と、飲料出口膜（５）と、任意選択的に周縁フランジ（４）とを備えており、前記飲料出口膜（５）が、前記周縁フランジ（４）に及び／又は周縁フランジ（４）でシールされている、飲料調製システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料抽出ユニットにおける、ポーション化された容器又はカプセルを使用した飲料抽出の分野に関する。特に、本発明は、カプセルに含まれた、特に焙煎して挽いたコーヒーなどの飲料原材料を、選択されたモードに応じた高圧又は低圧を伴う様々に異なる可能な抽出モードに従って抽出することができる、改良された抽出ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
１回分の焙煎して挽いたコーヒーを含むカプセルに含まれたコーヒーを抽出することによる飲料の調製は周知である。１回分は、一般に、１杯分又は２杯分用に決定される。
【０００３】
欧州特許第０５１２４６８号は、カップ形状の本体と、引裂き可能な飲料出口膜とを有するカプセルに関する。膜は、一般に、欧州特許第０５１２４７０号に記載されているような飲料抽出デバイスの引裂き抽出プレートに対して引裂かれる薄いアルミニウム膜である。
【０００４】
欧州特許出願公開第０５１２４７０号は、引裂き抽出プレートを有する飲料抽出ユニットを使用して飲料を抽出するためのシステムに関する。引裂き抽出プレートは、シールされたカプセルを受け入れるように適合された複数のレリーフ要素と、レリーフ要素間のチャネル（「フローグリル及びレリーフ面要素」と呼ばれる）を含む。フローグリル及びレリーフ面要素は、圧力下でカプセル内に水注入器を介して水を導入し、出口膜又は出口カバー（例えば、アルミニウム膜）を変形させ、カプセル内で上昇する液体の圧力の影響下で引裂いて、カプセルからの飲料の放出を可能にするように適合されている。
【０００５】
欧州特許第０６０２２０３号は、飲料を調製するための焙煎して挽いたコーヒーなどの少なくとも１つの粉末物質が含まれており、圧力下で抽出されるように適合された、個別ポーションの形態でシールされた可撓性サッシェに関する。サッシェは、円形、楕円形、又は多角形の２枚の同一の可撓性シートを含み、可撓性シートは互いの間に内容物のための空間を提供し、その周縁部にわたってシールされている。それによりサッシェはそのシール面に対して実質的に対称であり、サッシェは抽出流体が注入されたときサッシェ内の圧力増加の影響下で開かれる。
【０００６】
欧州特許第ＥＰ０８７０４５７号は、欧州特許第０５１２４７０号と類似の抽出ユニットに関するが、欧州特許第０６０２２０３号に記載されているような飲料内容物を含む密閉された不透過性サッシェに適合されている。デバイスは、サッシェの上面を穿孔し、サッシェ内への水の導入を可能にするように意図された手段を備える上部部材と、カプセルを収容するためのレセプタクル及び隆起部分並びに中空部分を有する下部部材とを備えている。サッシェの抽出表面は、抽出後の液体の流れを可能にするためにレリーフ部分及び中空部分に対して漸進的かつ局所的に引張られ、レリーフ部分及び中空部分の位置により所定である経路に基く複数の位置で、抽出表面が引裂かれ、そこで破裂張力に達する。下部部分は、一般に飲料がそこを通って流れることを可能にするための流れ開口を含む。レリーフ部分及び中空部分は、好ましくは、チャネルのネットワークによって分離された切頭ピラミッドの形態である。
【０００７】
したがって、従来技術の飲料抽出システムは、一般に交換可能な容器、例えば、引裂き可能な飲料出口膜を備えるカプセル、サッシェ、又はポッドを利用する。引裂き可能な飲料出口膜は、例えば薄いアルミニウム箔を含み、引裂き抽出プレートのレリーフ要素に対してこの膜の十分な変形が生じたときにのみ引裂かれることができる。引裂きは、一般的に複数の小さな切頭ピラミッド又は直線状の隆起部である、レリーフ要素の縁部で生じる。引裂きは、これらの突出部又はレリーフ要素の縁部に沿った小さなオリフィスの作成をもたらす。これらのオリフィスは、比較的小さく（例えば、長さ０．１〜１．０ｍｍ及び幅０．１〜０．３ｍｍ）、一般的に、出口膜は、レリーフ要素の頂部及び上側に少なくとも部分的に適合し、それにより、流れの開口面積を更に低減する。結果として、この境界面における圧力低下は、比較的大きい。更に、飲料粒子のフィルタリングがこの限定された境界面で生じることは、カプセル内部には追加のフィルタが不要となるため、利点である。したがって、この抽出の幾何学的形状は、本出願におけるレリーフ要素を有する抽出プレートの幾何学形状と一般的に呼ばれ得るものに対応する。次いで、飲料の流れはチャネル内で集められ、チャネル内の明確に画定された寸法の小さい開口部を通って送出される。
【０００８】
カプセルには、膜を変形させてそれを開くために比較的高圧力の水が流入する必要がある。これは、一般的に、焙煎して挽いたコーヒーである飲料内容物が閉じ込められており、濡れると膨らんで圧力により出口膜に対して圧縮する傾向があり、それによりカプセル内の水の流れに対する高い抵抗を作り出すためである。結果として、出口膜を引裂くために淹出チャンバの入口において必要な水圧は、７〜１２バールまで上昇する可能性があり、コーヒーが圧縮し続け、引裂かれた膜とデバイスの引裂きプレートとの間の境界面における流れ開口部が更に小さくなるため、膜の開口後も圧力が上昇し続ける。更に、微細なコーヒー粒子（すなわち、１００μｍより小さい粒子）は、出口膜に対して付着する傾向があり、オリフィスを部分的に詰まらせ得る。したがって、飲料の抽出中の水圧は送出膜を破った後も増加し続ける。境界面での高剪断は、コーヒーの上部において小さい気泡を有する厚い泡（「クレマ」）の生成を促進する。
【０００９】
したがって、短サイズ又は中サイズのコーヒーの量（リストレット、エスプレッソ又はルンゴ）をカプセルから抽出するように適合された従来技術のデバイスは、カプセル及び抽出プレートを通る流れが遅過ぎ、典型的には飲料が過抽出され、芳香性ノートが苦くなりがちであるため、長サイズの飲料の量を抽出するようにうまく適合されていない。したがって、従来技術のデバイスは本質的に「クレマ」を有する短サイズから中サイズのコーヒーを抽出するのに好適である。
【００１０】
先行技術の他の文献が、以下の部分で論じられる。
【００１１】
米国特許出願公開第２０１７２８０９２１号は、改善された抽出機能を有する飲料抽出デバイスであって、飲料カプセルが設置される設置空間を含む抽出部と、設置空間を開放又はシールするために抽出部に接続された開閉部と、抽出部と開閉部との間の少なくとも一方に接続されたリンク部と、リンク部の移動によって飲料カプセルを穿孔するように往復運動する穿孔部分と、を備える飲料抽出デバイスに関する。
【００１２】
ＣＮ２０１７４３４９３Ｕは、カプセルから飲料を抽出するための淹出カップ及びノズルを備えたデバイスに関し、穿孔デバイスは弾性的に付勢されたプッシュロッドによって駆動される淹出カップ内にヒンジ留めされている。穿孔デバイスは、穿孔開口部の詰まりを回避し、コーヒーの流量を増加させるように、カプセルを穿孔した後に後退することができる。
【００１３】
国際公開第２０１００２９５１２号は、カプセルの膜を漸進的に穿刺することからなる先行技術のデバイスの改善に関する。デバイスは、水入口と、カプセルホルダと、カプセルケージと、クランプ手段と、膜を穿孔するためのスパイクのセットとを備え、クランプ手段は、ケージに対して動くことができるように装着されたクランプピストンを備える。水がケージに充填されると、圧力下の水がクランプピストンを移動させ、このクランプピストンは、スパイクのセットを膜に向かって上向きに駆動して膜を穿刺する。したがって、スパイクのセットは、抽出チャンバに加えられる圧力に応じてクランプピストンによって移動される。結果として、単一の抽出モードのみが存在し、スパイクは、膜をより漸進的に穿刺するのに役立つ。
【００１４】
国際公開第２０１３１１４２９４号は、抽出膜を備えるカプセルに含まれた、例えば、１回分の、例えば、挽いたコーヒーを抽出するための飲料調製デバイス用の穿刺針に関し、穿刺針は、カプセルホルダに対して移動可能に装着されることが意図され、その側面上に、飲料の流れに好適な少なくとも１つの樋状のチャネルを備えることを特徴とする。本発明はまた、少なくとも１つのこのような穿刺針と、ポートが設けられたプレートから形成されるカプセルホルダとから形成されたアセンブリに関し、ポートのそれぞれは、穿刺スパイクを受け入れるように設計されている。各ポートの縁部は、カプセルホルダの外側に向けられた傾斜面を備える。抽出スパイク及びカプセルホルダは、膜がコーヒー／水混合物に取り込まれるかもしれず飲料中の異物を構成するであろう、いくつかの断片に切断されることを回避するように設計されている。国際公開第２０１００２９５１２号にあるように、スパイクは、抽出チャンバに加えられる圧力に応じてクランプピストンによって動かされる。
【００１５】
国際公開第２０１８０２６２７１号は、実質的に１つのサイズの交換可能なカプセルのみを処理することができる装置と比較して、同じ装置を用いて第１の交換可能なカプセル又は異なるサイズの第２の交換可能なカプセルのいずれかから、より広範な飲料を調製するためのシステムに関する。消費に好適な飲料の量を調製するためのシステムは、第１の出口面を有する第１の交換可能なカプセルと、第２の出口面を有する第２の交換可能なカプセルとを含み、第２の出口面は、第１の出口面よりも大きい直径を有する。システムは、第１の出口面及び第２の出口面のうちの一方を選択的に係合するための複数のレリーフ要素を有する抽出プレートと、ある量の水を交換可能なカプセルのうちの選択された１つに圧力下で供給し、その出口面をレリーフ要素の上に押し付けて出口面を開くための流体分配デバイスと、を含む装置を含む。抽出プレートは、中央部分及び周辺部分を含んでもよく、中央部分は、第１又は第２の交換可能なカプセルに選択的に適合するように周辺部分に対して移動可能であってもよい。
【００１６】
したがって、飲料の同じ交換可能なカプセルからより広範な飲料を調製するための、汎用ではあるが単純な飲料抽出ユニットが必要とされるであろう。
【００１７】
また、ユーザの選択に応じて、例えば、短い飲料抽出物のなどのための高圧抽出、又はより軽い（例えばフィルタのような）かつ／若しくはより長い飲料抽出若しくは異なる芳香プロファイル及び／若しくは異なる泡沫特性（例えば、飲料のクレマの多寡）を有する飲料のなどのためのより低圧の抽出を、いずれも提供できる抽出ユニットの必要性も存在するであろう。好ましい飲料は、好ましくは、焙煎して挽いたコーヒーから抽出されたコーヒー抽出物であるが、追加的な又は他の成分又は原材料からの他の飲料抽出物も考えられる。
【発明の概要】
【００１８】
本発明は、ポーション化された交換可能なカプセルから飲料を抽出するための飲料抽出ユニットに関し、交換可能なカプセルは、飲料原材料、好ましくは抽出可能な物質、より好ましくは本質的に焙煎して挽いたコーヒーを含み、液体進入壁と、飲料出口膜と、任意選択的に周縁フランジとを備えており、飲料出口部材がフランジにシールされている及び／又はフランジでシールされている。
【００１９】
ユニットは、フレームと、カプセルの液体進入壁を収容するための注入部であって、カプセル内に水を注入するための少なくとも水入口を備える注入部と、注入部に対して閉じて抽出チャンバを形成するように構成された抽出部であって、任意選択的に、上記フランジ（存在する場合）において注入部に対して閉じる抽出部と、を備えており、抽出部は、抽出プレートを備えており、抽出プレートは、液体飲料抽出物を送出するための出口と、複数のレリーフ要素とを有し、レリーフ要素は、抽出チャンバ内に供給される水の圧力で出口膜がレリーフ要素に押し付けられる結果、出口膜に第１の種類のオリフィスを設けるように構成されており、抽出部は、飲料出口膜に第２の種類のオリフィスを設けるように構成された複数の穿孔要素を更に備え、穿孔要素は、例えば、抽出チャンバ内に封入されたカプセルの出口膜に第２の種類のオリフィスを設けるために、穿孔要素が、例えば、注入部に向かって、抽出プレートのレリーフ要素を越えて延出する延出位置などの導入位置と、穿孔要素がその導入位置に対して後退した結果、レリーフ要素が、例えば、注入部に向かって、穿孔要素を越えて又は少なくとも実質的に穿孔要素のレベルまで延出する、後退位置との間で、抽出プレートに対して相対的に、かつ抽出プレートを貫通して移動可能なように構成されている。
【００２０】
本飲料抽出ユニットにおいて、利点は、出口膜の第２の種類のオリフィスによってより低い抽出圧力を得ることができる一方で、出口膜の第１の種類のオリフィスによってより高い抽出圧力を圧力下で得ることができるということである。第１の種類のオリフィスは、ユニットの閉鎖から抽出の終了まで穿孔要素を後退位置に保持することによって得ることができる。オリフィスが穿孔要素によって妨げられないようにするために、第２の種類のオリフィスが出口膜において得られた後に、穿孔要素を後退位置で移動させることによって、より低い抽出圧力を更に得ることができる。穿孔要素によって提供される第２の種類のオリフィスは、レリーフ要素が第１の種類のオリフィスを設けるのに必要な圧力の上昇を防止するようなものである。
【００２１】
好ましくは、穿孔要素の後退位置では、穿孔要素は、レリーフ要素に対して相対的にオフセットされて又は面一に位置決めされ、延出位置などの導入位置においては、穿孔要素は、レリーフ要素を越えて突出し、それによって、容器が抽出チャンバ内に封入されたときに、出口膜に一連のオリフィスを作成する。
【００２２】
典型的には、穿孔要素の後退位置において、第１の種類のオリフィスは、レリーフ要素と出口膜とを一緒にレリーフ要素の方に水圧により押し付けること、例えば、カプセル内の圧力を上昇させて、レリーフ要素に対して膜を膨張させて引裂き、かつ／又は破断及び／又は切断することにより形成される。
【００２３】
典型的には、穿孔要素の導入位置において、第２の種類のオリフィスは、穿孔要素を出口膜内に導入することによって、穿孔要素によって形成される。例えば、カプセル（の通常は全体）と穿孔要素とを一緒に機械的に押すこと及び／又は引張ることにより、出口膜と穿孔要素とを一緒に機械的に押し付けることによって第２の種類のオリフィスが形成される。
【００２４】
抽出ユニットは、抽出チャンバにおけるそのようなカプセル内の当該原材料の抽出の開始から終了まで、穿孔要素を静止状態に保保持するためのモードであって、例えば、穿孔要素は、原材料の抽出の開始前に抽出チャンバの内側に及び／又は外側に移動され、あるいは外側に保持されることにより、そのようなカプセルが抽出の終了まで穿孔要素に曝されることを防止する、モードと、そのようなカプセル内の原材料の抽出開始前に、そのようなカプセルが抽出チャンバ内にあるときに、穿孔要素を抽出チャンバの内側に、任意選択で外側に移動させるモードと、そのようなカプセル内の原材料の抽出の開始中に、穿孔要素を抽出チャンバの外側に保持し、次いで、穿孔要素を抽出チャンバの内側に移動させ、次いで任意選択で外側に移動させるモードであって、原材料が、例えば、抽出の開始中に飲料の流出なしに予備湿潤される、モードとのうちから選択される１つ以上のモードで穿孔要素を動作させるように構成されてもよい。
【００２５】
レリーフ要素の設計は、水が抽出チャンバ内に注入された後の圧力条件下でのみ出口膜に第１の種類のオリフィスを得るように選ぶことができる。レリーフ要素は、出口を有するチャネルによって分離された、切頭ピラミッド及び／又は隆起部の部分であってもよい。
【００２６】
穿孔要素の設計は、出口膜が抽出プレートに隣接して配置されるとき、特に、抽出部が注入部に対して閉じて抽出チャンバを形成しているときに、出口膜が抽出プレートに押し付けられると出口膜に第２の種類のオリフィスを設けるように選ぶことができる。
【００２７】
抽出チャンバ内に水が注入される前にカプセルが存在する場合、又は場合によっては、水が注入された場合には低圧力（例えば、０．５〜２バール）で、淹出チャンバ内の要素の延出位置に第２の種類のオリフィスが既にも設けられている場合がある。穿孔要素は、針、ピン、及び／又はブレードであってもよい。針又はピンのより具体的な利点は、それらが出口膜に明確に画定されたオリフィスをもたらし、それによって飲料抽出中により一貫した流れを確実にすることである。
【００２８】
典型的には、各穿孔要素は、レリーフ要素の断面よりも小さい穿孔断面を有し、及び穿孔要素の総数は、レリーフ要素の数以下である。結果として、第２の種類のオリフィスを穿孔するのに必要な力は、第１の種類のオリフィスを設けるために必要とされる力よりも低い。例えば、針などの穿孔要素は、好ましくは２ｍｍ２未満、より好ましくは１．８ｍｍ２、最も好ましくは０．５〜１ｍｍ２、例えば約０．８ｍｍ２の穿孔端面を有する。穿孔要素は、１．６〜０．８ｍｍ、最も好ましくは約１．０ｍｍを含む直径を有する円形の又は、を有してよい。穿孔要素の数は、１０〜３０、例えば１５〜２５などの５〜３５であり得る。結果として、穿孔要素によって得られるオリフィスの総開口面積は、２．５ｍｍ２〜６５ｍｍ２、例えば、５〜５５ｍｍ２、例えば約１０〜３０ｍｍ２、例えば５〜２５ｍｍ２であり得る。
【００２９】
レリーフ要素は、抽出チャンバの横方向に延びる、比較的直線的な縁部部分を有することができる。レリーフ要素は、どちらかと言えば、十分な圧力が確立されたときにのみ発生し得る引裂き効果を膜にもたらすことができる一方、穿孔要素は、膜の穿孔を、好ましくは抽出前に、又は第１の種類のオリフィスをレリーフ要素に設けるのに必要な圧力よりも低い圧力によってもたらす。例えば、穿孔要素の数の、レリーフ要素の数に対する比は、１：２から１：１．１の間、又は１：１である。抽出プレートは、３０〜５０のレリーフ要素、例えば、間にチャネルを有する格子として配置された、例えば、切頭ピラミッド形状の２５のレリーフ要素を含んでもよい。
【００３０】
穿孔要素は、延出位置において、抽出プレートを貫通してレリーフ要素を横切ることができる。穿孔要素によって横切られるレリーフ要素は、穿孔針の退出を可能にするための通路を含む横方向に実質的に平坦な表面を有する自由端を含み得る。利点は、穿孔要素の位置が、好ましくはレリーフ要素間に配置されたチャネルを閉がないことであり得る。それにより、チャネル及びチャネル内の出口は、妨げられずに保たれ得る。結果として、飲料の良好な排出が常に提供され得る。
【００３１】
例えば、穿孔要素がレリーフ要素よりも少ない場合は、全てのレリーフ要素が穿孔要素によって横切られることはない。穿孔要素は、抽出プレートの中心部に配置することができ、抽出プレートの周縁部は、穿孔要素を有さない又はより少ない穿孔要素を有する。レリーフ要素が存在する抽出プレートの周縁部は、レリーフ要素を横切る穿孔要素を欠いていてもよい。
【００３２】
抽出プレートは、非可変のより大きい横方向寸法、すなわち固定された直径であり得る。抽出プレートは、カプセルの出口膜のための剛性の非可動支持体を形成してもよい。注入部がカプセルの上記フランジ（存在する場合）を押圧してカプセルを抽出ユニット内に封入されるとき、抽出プレートは、カプセルのフランジの少なくとも一部を支持するための、レリーフ要素を有さない周辺支持部分を備えてもよい。
【００３３】
複数の穿孔要素は、穿孔要素の延出位置と後退位置との間で抽出プレートに対して相対的に移動可能に構成された穿孔部材の一部であってもよく、また、穿孔要素が延出する支持プレートを含む。穿孔要素は、固定方式又はバネ付勢方式で支持プレートに取り付けることができる。この構成は、抽出プレートに対する相対的な位置によって、２つの異なる抽出モード、すなわち低圧抽出モード及びより高圧の抽出モードをコンパクトかつ簡単に実装、かつ／又は確実に提供することができる。抽出部はまた、２つ以上の穿孔部材、例えば、同じ又は異なる穿孔要素を有する２つの穿孔部材を備えてもよい。穿孔部材は、互いに独立して、又は一緒に移動可能であるように配置されてもよい。利点は、穿孔部材を選択し、それにより出口膜における第２の種類のオリフィスの数を変えることによって、様々に異なる可能な抽出モードを得ることができることである。
【００３４】
本発明の一態様では、穿孔部材の支持プレートは抽出プレートの後方に広がっている。支持プレートは、レリーフ要素を有する抽出プレートの面とは反対側の面に位置決めすることができる。この構成は、特にコンパクトであり、後退位置と延出位置との間のより単純な運動学を可能にする。穿孔部材は、抽出プレートに対して少なくとも実質的に並進かつ軸方向に移動するように構成され得る。軸方向及び並進移動は、単純であることができ、閉塞のリスクを低減することができる。用語「軸方向」は、典型的には、注入部と抽出部との間の抽出チャンバの主な伸長方向を指す。この方向は、抽出プレートの横方向に対して概ね垂直であり得る。しかしながら、抽出プレートに対する穿孔部材の螺旋状又は回転移動の構成など、他の構成が可能である。
【００３５】
抽出ユニットは、穿孔部材及び／又は抽出プレートを穿孔要素の後退位置と延出位置との間の相対移動させるように構成された駆動部材を有してもよい。駆動部材は、抽出チャンバ内に加えられた圧力とは関係なく、穿孔部材及び／又は抽出プレートを動作させてもよい。
【００３６】
飲料抽出条件を、レリーフ要素又は穿孔要素のいずれかの選択により選ぶことによって、膜におけるオリフィスの種類を変え、その結果、カプセルの出口膜を通る圧力及び流れの条件を変えることができる。
【００３７】
フレームに対して、穿孔部材は移動可能であってよく、抽出プレートは静止していてもよい。穿孔部材は、穿孔部材がその後退位置からその延出位置へ移動する際に、出口膜を穿孔することができる。それは、出口膜を通るオリフィスのサイズを制御するのにより高い柔軟性をもたらすことができる。
【００３８】
抽出ユニットは、少なくとも２つの異なる抽出モード、例えば、第１の種類のオリフィスが出口膜に形成され、それによって高圧の飲料抽出をもたらす１つのモードと、第２の種類のオリフィスが出口膜に形成され、それによって相対的により低い圧力の飲料抽出をもたらす、第２のモードを提供することができる。
【００３９】
駆動部材は、ソレノイドピストン、水圧ピストン、又はステッピングモータ（stepped motor）構成のうちのいずれか１つを含んでもよい。駆動部材は、好ましくは、フレーム及び／又は抽出部に固定される。
【００４０】
本発明は、更に、上記及び／又は添付の特許請求の範囲に記載される飲料抽出ユニットを備える飲料マシンに関する。マシンは、抽出ユニット（具体的には注入部）に水を供給するためのポンプと、穿孔要素の延出位置と後退位置との間で抽出プレートに対して穿孔部材を移動させるべく駆動部材を制御するように構成された制御ユニットと、を備える。
【００４１】
制御ユニットは、給水するためにポンプを作動させる前に、又はその直後、例えば、ポンプの作動開始後３秒未満など、５秒未満の期間の後に、穿孔部材を後退位置に戻すべく駆動部材を動作させてもよい。飲料出口膜に作成された第２の種類のオリフィスを通る飲料の流れは、妨げられることがより少なく、比較的低い圧力及びより高い流量をもたらし、大量の飲料抽出物を送出するのに有利であり得る。
【００４２】
更に、飲料マシンは、穿孔部材を後退位置に保持しながら抽出ユニットに給水するように制御ユニットがポンプを動作させて第１の種類のオリフィスを設ける高圧抽出モードと、制御ユニットが、抽出ユニットに給水するためにポンプを動作させる前に、穿孔部材の穿孔要素を延出位置に駆動し、出口膜に第２の種類のオリフィスを設けるように、駆動部材を動作させる低圧抽出モードとを少なくとも含むモード選択手段を備えてもよい。
【００４３】
モード選択手段は、選択スイッチ又はタッチスクリーン又は類似のデバイスなどのユーザインターフェースを含んでもよい。モード選択手段は、カプセルを識別し、抽出ユニットを有利に動作させることができるモードの判定を可能にすることができる光学コードリーダ（例えば、ＩＲリーダ）などのカプセル識別デバイスを備えるカプセル識別システムを含んでもよい。カプセルは、バーコード、認識可能な色、不可視インク印刷要素、高周波タグ、形状要素、磁気又は誘導要素、及びこれらの組み合わせなどの、カプセル識別デバイスによって識別可能な識別子を含んでもよい。ユーザは、飲料調製を容易にするための、容器の種類に適合する適切なモードを選択する負担を軽減され得る。
【００４４】
飲料マシンは、水が抽出ユニットに供給される前に水を加熱するための水加熱手段を更に備えてもよい。水加熱手段は、制御ユニットによって制御されて、好適な抽出温度で水を加熱することができる。温度は、モード選択手段によって選択されるモードに従って、及び／又は例えば容器に含まれている飲料原材料、例えばコーヒーブレンド、の種類などの他のパラメータに従って制御されてもよい。利点は、飲料をより効果的に、かつ／又はより多くのバリエーションで抽出することができることである。
【００４５】
低圧モードでのコーヒーの「クレマ」の量を低減するために、制御ユニットは、高圧モードの圧力又は圧力範囲（Ｐ１）よりも低くできる低圧モードの圧力又は圧力範囲（Ｐ２）でポンプを動作させることができる。水及び／又は飲料の流量を低減させるため、ポンプに供給される電力、周波数、電圧、又は電流を低減させることによって圧力を低減することができる。例えば、電力、周波数、電圧、又は電流の低減は、少なくとも１つの水流量設定点に対して、水流センサ、例えば流量計によって測定された流量を制御ユニットが監視することによって制御されてもよい。代替的に又は追加的に、電力、周波数、電圧、又は電流の低減は、制御ユニットが、例えば少なくとも１つの水圧設定点に対して圧力センサを介して抽出ユニットに供給される水圧率を監視することによって、監視することができる。ソレノイド水ポンプでは、例えば、制御ユニットは、ポンプに供給される電気エネルギーの波形を制御し、ポンプに供給される電気エネルギー波形の反復単位の周期の一部を断続するように構成される。この方法は、例えば、国際公開第２０１７／００５６１８号のポンプのノイズ低減について記載されているが、抽出中の電気エネルギーを低下させるために、ここでの時間に関して実質的に直線的に適用することができる。
【００４６】
マシンの自動化を向上させるために、飲料マシンは、注入部を抽出部に対して閉じるための電動駆動アセンブリを備えてもよい。典型的には、制御ユニットは、抽出ユニットの開放位置と閉鎖位置との間で電動駆動アセンブリを動作させるように構成されており、かつ制御ユニットは、選択手段によって低圧力モードが選択されているとき、抽出ユニットの閉鎖位置において出口膜に第２の種類のオリフィスを設けるために、穿孔部材を延出位置に動作させるように構成されている。利点は、飲料マシンの自動開閉、並びに飲料抽出モードの自動選択及び穿孔部材の自動制御にある。飲料マシンを閉じると飲料抽出モードの選択が自動的にトリガされる場合、飲料マシンの操作を容易にすることができる。
【００４７】
本発明の別の態様は、上記抽出ユニットの抽出チャンバ、又は上記飲料マシンの抽出チャンバにおいて抽出を行うための飲料原材料を含む交換可能なカプセルの使用に関し、カプセルは、液体進入壁及び飲料出口膜を備える。例えば、カプセルは、飲料出口膜が、周縁フランジに及び／又は周縁フランジでシールされている周縁フランジを有する。
【００４８】
本発明の更なる態様は、上記飲料マシン又は上記の抽出ユニットと、飲料原材料を収容しており、液体進入壁と飲料出口膜とを備える交換可能なカプセルと、を備える飲料調製システムに関する。例えば、カプセルは、出口膜が、周縁フランジに及び／又は周縁フランジでシールされている周縁フランジを有する。
【００４９】
圧力の値は、典型的には、ポンプの下流かつ水入口の上流、例えば、水入口とポンプとの間の流体ラインで測定される。抽出チャンバ内又はカプセル内の圧力は、例えば、注入部の水入口における逆止め弁、及び／又は、注入部の水入口内においてもたらされる制限の存在、又はカプセルの進入壁に係合された穿孔部材、及び／又はカプセル内の原材料及び／若しくは他の障害物によって測定された圧力と比較して低減され得る。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の好ましい実施形態による抽出ユニットの正面平面図である。
【図２】図１の本発明の抽出ユニットの平面Ａ−Ａに沿った、特にユニットの開放位置における断面図である。
【図３】ユニットの閉鎖位置及び穿孔部材の後退位置にある抽出ユニットの断面図である。
【図４】後退位置にある穿孔部材を有する抽出部を特に示す図５の抽出ユニットの部分斜視図である。
【図５】ユニットの閉鎖位置及び穿孔部材の導入位置にある抽出ユニットの断面図である。
【図６】導入位置にある穿孔部材を有する抽出部を特に示す図５の抽出ユニットの部分斜視図である。
【図７】穿孔部材が後退位置にある抽出プレートの部分斜視図である。
【図８】抽出プレート及びそれに関連する穿孔部材の平面正面図である。
【図９】図８の抽出プレート及びそれに関連する穿孔部材の平面Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図１０】高圧モードによる抽出後の、多数の第１の種類のオリフィス９１を有する交換可能なカプセルを示す。
【図１１】穿孔部材が導入位置にある、抽出プレートの部分斜視図である。
【図１２】抽出プレート及びそれに関連する穿孔部材の平面正面図である。
【図１３】抽出プレート及びそれに関連する穿孔部材の平面Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図１４】低圧モードによる抽出後の、多数の第１の種類のオリフィス９０を有する交換可能なカプセルを示す。
【図１５】本発明の抽出ユニットを含む飲料マシンの概略図である。
【図１６】２つの異なる抽出モードによる飲料マシンの動作のフローチャートである。
【図１７】図１６のフローチャートの変形例である。
【図１８】３つの可能な抽出モードである、高圧抽出モード、流量調節なしの低圧抽出モード、及び流量調整を伴う低圧抽出モードによる代表的な圧力プロファイルの図を示す。
【図１９】図１８の３つのモードによる代表的な流量プロファイルの図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明の抽出ユニット１の例は、図１〜３に関連して一般的に説明される。ユニットは、焙煎して挽いたコーヒーなどのポーション化された原材料を含んでいる交換可能なカプセル２を受け入れるように構成されている。
【００５２】
本実施例では、カプセルは、可撓性出口膜によって閉鎖された比較的剛性のカップを有する飲料カプセルである。可能な変形例では、抽出ユニットはまた、可撓性ポッド又はサッシェとして形成されたカプセルを受け入れるように構成され得る。ポッドは、一般に、可撓性の壁から形成される。交換可能なカプセルの典型的な例は、液体進入壁３、周縁フランジ４、及び飲料出口膜５を備える。カプセルは、１回分の焙煎して挽いたコーヒーを含んでいてもよい。飲料出口膜５は、液体に対して不透過性であってもよく、飲料を通過させるために穿孔されるか、又は引裂かれなければならない。飲料出口膜は、アルミニウム、又は、紙とポリマーの積層体、紙とアルミニウムの積層体、若しくはアルミニウムとポリマーと紙の積層体から形成されてもよい。飲料カプセルは、液体進入壁を形成するカップ形状の本体及び飲料出口膜が溶接されるフランジを有し得る。例えば、出口膜は、厚さ３０〜５０μｍ、例えば厚さ約４０μｍであってもよい。（厚さは、通常、可能なエンボスパターンを考慮することなく決定される）。ポッドは、フランジにおいてシールされた２つの可撓性の壁を備えてもよい。ポッドは、フランジの平面に沿って対称形であってもよく、それによって、２つの壁のうちのいずれかの１つからも飲料を抽出する可能性をもたらす。したがって、飲料抽出ユニット内のポッドの向きに応じて１つの壁は進入壁を形成し、他の壁は、飲料出口膜を形成する。
【００５３】
抽出ユニットは、フレーム６と、注入部７と、抽出部２０と、を備える。
【００５４】
注入部７は、カプセルの液体進入壁３を収容し、図３に示されるように飲料抽出ユニットが閉鎖されると抽出チャンバ８内に水を供給するように構成されている。注入部は、水を注入するための少なくとも１つの水入口９を備える。注入部は、液体進入壁を受け入れるための空洞を形成するケージ１０を含んでもよく、カプセルの液体進入壁３を穿孔するための穿孔部材１１を備えてもよい。穿孔部材１１は、凹部１０の底部から突出するブレード又は針であってもよい。キャビティ１０の前端部には、抽出チャンバ８をカプセルのフランジ４に対して閉じ、フランジを抽出部２０に押し付けるための周縁押圧縁部１２が設けられている。抽出チャンバ８は、注入部のケージ１０の空洞によって押圧縁部１２までの範囲が区切られ、抽出部２０に隣接するカプセルの出口膜５に圧力が加えられ得る。抽出ユニットは、一般的に、水入口９に水を供給するための水ライン１５を含む。カプセルの飲料原材料を抽出するのに好適な温度に水を加熱するために、抽出ユニットに水ヒータ１６を設けることができる。ユニットの注入部７には、フランジ直径が同じカプセルに適合された空洞が設けられてもよい。フランジ直径は、注入部によって抽出部に押し付けられるカプセルの適合性を判定するために使用されてもよい。しかしながら、欧州特許第２９０６０９２号、同第２９０６０９３号、又は同第２９０８７０６号に記載されているように、注入部はまた、抽出チャンバを拡張可能な方法で異なる直径及び／又は長さのカプセルに適合させることもできる。
【００５５】
この実施形態では、抽出部２０は、開放位置（図２）と抽出チャンバ８が形成されている閉鎖位置（図３）との間で移動するように、フレーム６に対して移動可能に取り付けられ得る。抽出部２０は、ガイドレール７５などによって、フレーム内で横方向にガイドされてもよい。抽出部２０は、電動又は手動の駆動アセンブリ１７によって２つの位置の間で駆動されてもよい。このような種類の構成の更なる詳細は、国際公開第２０１２／０２５２５８号、同第２０１２／０２５２５９号、同第２０１２／０９３１０８号、及び同第２０１３／１２７４７６号に見出すことができる。当然ながら、注入部をフレームに対して移動可能に取り付けることが可能である。注入部及び抽出部の両方は、フレームに対して移動可能であってもよく、又は注入部及び抽出部のうちの１つのみがフレームに対して移動可能であってもよい。
【００５６】
開放位置において、抽出部２０は、注入部７から離れており、カプセルが挿入通路４０内の抽出ユニットに挿入されることを可能にする。このため、フレームは、スライド構成１９（例えば、２つの横方向スライド溝）を含んでもよい。図６で明らかなように、フレームは、カプセルがスライド構成に挿入され、通路にアクセスできるようにカプセルに適合された形態を有する輪郭形成された開口部８０を備えてもよい。フレームは、図２に示されるように抽出ユニットが開放位置にあるときに、カプセルを通路４０内で停止させるために、例えばスライド構成に配置されているような停止手段８１を更に含んでもよく、それによって、抽出ユニットが閉鎖位置にされる際に、任に当たるカプセルを注入部が受け入れることを可能にする。他のカプセル装填システムも考え得る。
【００５７】
抽出部２０は、抽出ユニットの閉鎖位置において、カプセルの飲料出口膜とインターフェースするように構成された抽出プレート２１を備える。抽出プレートは、注入部と抽出部との閉鎖位置（図３及び５）において、カプセルが抽出ユニットの所定の位置にあるとき、出口膜が抽出プレートと接触するように配置することができる。抽出部は、抽出中にカプセルから放出されたときに液体飲料抽出物を送出するための飲料出口２２を有する。飲料出口２２は、抽出プレート２１を通して設けることができる。抽出部２０は、飲料出口から飲料抽出物を集めるために、抽出プレート２１の下流に飲料収集・注出部材２３を備えてもよい。収集・注出部材は、飲料抽出物をカップなどの受容器に注出するための飲料主出口２４を備えてもよい。収集・注出部材は、抽出プレートの固定された又は平坦な部分（複数可）と、抽出プレートから離れている外側カバー２５などの部分（複数可）を含んでもよい。収集・注出部材は、蒸気の抽出器、流れの分割器、追加的な収集器及び／又は泡沫破壊器などの追加の特徴を備えてもよい。
【００５８】
抽出プレート２１は、出口膜に第１の種類のオリフィスを設けるように構成された複数のレリーフ要素２６を有する。例えば、レリーフ要素の数及び形状は、水が抽出チャンバ内に注入されたとき、一定以上の圧力（「開口圧力」とも呼ばれる）でのみ、カプセルの出口膜を穿孔する、例えば引裂くように決定される。抽出プレートの構成は、開口圧力が一般に８バール以上、より好ましくは８〜１２バールの範囲内とされる。圧力はまた、出口膜の破断抵抗、したがって出口膜の材料及び厚さにも高度に依存する。
【００５９】
抽出プレートは、カプセルのフランジをユニット内の所定の位置に支持するための、レリーフ要素２６を有さない周辺支持部分４１を含み得る。抽出プレートは、一定の横断寸法、すなわち固定された直径であってよい。抽出プレートは、横方向に剛性のある部品で形成されてもよく、すなわち、軸方向に動く周辺部及び／又は中央部を有しない。抽出プレートは、実質的にモノリシックな部品で作製することができる。抽出プレートは、ポリフタルアミド（ブランド名としてＥＭＳ−ＧＲＩＶＯＲＹ）又は類似の材料などの機械的及び熱的耐性が高いポリアミドから形成することができる。その機械的特性を更に高めるために、抽出プレート（例えば、ポリフタルアミド）の材料は、短いガラス繊維又は別の機械的補強充填剤で充填されてもよい。
【００６０】
抽出部は、抽出プレートに対して、例えば抽出プレートを通して後退位置と導入位置、例えば延出位置との間で移動可能である穿孔要素２９を有する。抽出部２０は、抽出プレート２１に対して移動可能に配置された穿孔部材２７を含んでもよい。穿孔部材は、支持体又は基部２８を備えてもよく、そこから一連の穿孔要素２９が延びる。穿孔要素は、針又はピンであってもよい。穿孔部材は、抽出プレートと同じ材料で作製することができる。
【００６１】
穿孔部材２７は、図２、３、４、７及び９で視認可能な後退位置と、図５、６、１２及び１３で視認可能な導入位置、例えば延出位置との間で移動可能である。後退位置では、穿孔要素は非作動状態であることができ、レリーフ要素２６は、穿孔要素２９を越えて又は少なくとも実質的に穿孔要素２９のレベルまで延出して、出口膜と相互作用することができる。このため、穿孔要素は、レリーフ要素の自由端の後ろに相対的にオフセットして配置される。導入位置では、穿孔要素は作動状態であり、レリーフ要素の自由端を越えて突出する。好ましくは、穿孔要素は、例えば、穿孔要素が導入位置にあるときに機械的作用によって、出口膜に第２の種類のオリフィスを設けるのに十分な距離（例えば１〜２ｍｍ）で突出し、注入部が抽出部に対して閉じられたときに、出口膜は抽出プレートに隣接して位置決めされる。
【００６２】
抽出ユニット１は、抽出チャンバ８におけるそのようなカプセル２内の当該原材料の抽出の開始から終了まで、穿孔要素２９を静止状態に保持するためのモードであって、例えば、穿孔要素２９は、原材料の抽出の開始前に抽出チャンバの内側に及び／又は外側に移動され、あるいは外側に保持されることにより、そのようなカプセル２が抽出の終了まで穿孔要素２９に曝されることを防止する、モードと、そのようなカプセル２内の原材料の抽出の開始前に、そのようなカプセル２が抽出チャンバ８内にあるときに、穿孔要素２９を抽出チャンバ８の内側に、任意選択で外側に移動するモードと、そのようなカプセル２内の原材料の抽出の開始中に、穿孔要素２９を抽出チャンバ８の外側に保持し、次いで、穿孔要素２９を抽出チャンバ８の内側に移動させ、次いで任意選択で外側に移動させるモードであって、原材料が、例えば、抽出の開始中に飲料の流出なしに予備湿潤される、モードとのうちから選択される１つ以上のモードで穿孔要素２９を動作させるように構成されてもよい。
【００６３】
穿孔部材２７は、２つの位置の間で並進方向に移動するように、抽出プレートと共に取り付けることができる。並進方向（Ｔ）は、好ましくは、抽出プレート及び／又はカプセルの軸方向（Ｉ）に対して実質的に整列する、又は平行である、又は少なくとも５〜１０度を超えて傾斜せず、抽出プレート及び／又は出口膜はこのような方向に対して実質的に横方向に延びている。
【００６４】
図１３に示されるように、穿孔部材は、穿孔要素が抽出プレートに設けられた一連の穿孔路３１内で並進運動するようにガイドされることで移動することができる。したがって、穿孔部材は２つの位置の間で往復摺動することができる。穿孔部材の延出位置では、穿孔構成にある穿孔要素が、数ミリメートルのレリーフ要素２６の自由端面を越えて完全に導入されている間、支持体２８は、抽出プレート２０の後面（又は外側表面）に当接する。穿孔要素は、レリーフ要素を横切るように構成することができる。このため、好ましくは、各レリーフ要素の中央を穿孔路３１が横切る。チャネル内に設けられた流路３２及び出口２２は、穿孔要素によって妨げられないままであることができる。代替的に又は追加的に、穿孔要素は、チャネル内に設けられた穿孔路内に収容される。穿孔要素の数は、典型的には、十分に低い抽出圧力を作り出すために必要な開口表面積に依存する。穿孔要素は、レリーフ要素の横断面よりも小さい個々の横断面を有する。穿孔要素の横断面は、０．８ｍｍ２未満、好ましくは０．１ｍｍ２〜０．６ｍｍ２である。
【００６５】
穿孔部材は、駆動部材３０によって２つ（後退及び導入）位置の間で移動することができる。駆動部材は、穿孔部材を、穿孔要素の後退位置と導入位置との間で、好ましくは並進方向に、抽出プレートに対して移動させるように構成されている。駆動部材は、穿孔部材の支持体２８のシャフト７７に接続され得るか、又は支持体に直接接続され得る、例えば、ソレノイドピストン、水圧ピストン又はステッピング電気モータを含んでもよい。例えば、水圧ピストンは、注入部への水注入から独立した流体ラインを介して飲料マシンの水ポンプによって作動され得る。
【００６６】
図７及び９は、高圧抽出位置にも対応する穿孔部材の後退位置を示しており、出口膜が一連のレリーフ要素によって穿孔され又は引裂かれ、第１の種類のオリフィスが形成される。プレートは、図１０に関連して欧州特許第０５１２４７０号の説明に記載されるように、直交配置されたチャネル３２のネットワークによって分離された、個々のピラミッド状レリーフ要素のいくつかのアレイで構成されてもよい。レリーフ要素は、段丘領域を有する角度１０〜３０°の傾斜側面と流路とを含んでもよい。レリーフ要素は、欧州特許第０５１２４７０号の図２、図５ａ〜図５ｄ及び図８に関連して説明されるものと同一又は類似の直線的な放射断面であってもよい。抽出プレートは、膜の破壊応力に達すると、レリーフ要素が出口膜をレリーフ要素の位置で引裂いて、飲料がチャネルを流れて飲料出口２２から出ることができる第１の種類のオリフィスを形成できるようにされている。この構成における出口膜の開口圧力は、焙煎して挽いた飲料の特性（すなわち、ブレンド、重量、粒度測定、タップ密度など）及び出口膜の特性（材料、厚さ）に応じて、数バール、例えば７〜１２バールであり得る。
【００６７】
飲料マシン３３は、抽出ユニット１を含む。飲料マシンは、一般に、抽出ユニットに水を供給するためのポンプ３４と、２つの位置の間で穿孔部材を移動させる駆動部材３０を制御するように構成された制御ユニット３５と、を備える。飲料マシンはまた、流体ライン３７を介してポンプ３４に水を供給するための水タンク３６を備えてもよい。マシンは、抽出ユニットの注入部に供給された水の流量を測定し、流量入力を制御ユニットに送って流量設定点と比較し、引き換えにポンプ流量を制御するための、水流センサ７６を備えてもよい。
【００６８】
飲料マシンは、抽出ユニットの圧力抽出モードを選択するためのモード選択手段３８を備えてもよい。選択手段３８は、例えば、ユーザインターフェース上に物理的ボタン又は仮想的ボタンを含んでもよい。モード選択手段はまた、例えばスマートフォンなどのようなリモートユーザインターフェース上などに、飲料マシンから少し離れて配置することもできる。モード選択手段は、好ましくは、図３のように穿孔部材を後退位置に保持しながら、抽出ユニットに水を供給するように制御ユニットがポンプを動作させる、少なくとも１つの高圧抽出モードを含む。また、モード選択手段は、好ましくは、抽出ユニットに水を供給するためにポンプを動作させる前に、駆動部材３０を動作させて、図５のように穿孔部材を延出位置に駆動して出口膜を穿孔させるように、制御ユニットが駆動部材３０を動作させる、少なくとも１つの低圧抽出モードを含む。
【００６９】
飲料マシンは、注入部の開放位置と閉鎖位置との間で抽出ユニットの駆動アセンブリ１７を抽出部に対して自動的に作動させるための電気モータ３９を更に備えてもよい。モータ３９は、一般に、モード選択手段３８上の選択がユーザによって行われた後に、制御ユニット３５によって動作される。
【００７０】
図１６は、２つの可能な抽出モードにおける飲料マシンの動作のフローチャートを示す。ステップ１００でマシンが動作可能な場合、制御ユニットによって、モード選択手段上で抽出モードの選択１１０が有効にされる。飲料マシンが、カプセルが例えば光学コードを介して識別されることを可能にするカプセル識別システムを備える場合、選択は必ずしもユーザの選択を必要としない場合があることに留意されたい。モードの選択は、飲料マシンによるカプセル識別によってそのように実行されるであろう。
【００７１】
選択された低圧抽出モード１２０では、抽出ユニットは、ステップ１３０で制御ユニットによって動作される電動駆動アセンブリによって閉鎖される。制御ユニットはまた、ステップ１４０で穿孔部材を延出するように駆動部材３０を動作させる。明らかに、このステップは、開始前に穿孔部材が既に延出位置にある場合には省略することができる。２つの動作、すなわち抽出ユニットの閉鎖及び穿孔部材の延出の組み合わせは、内部に置かれたカプセルの出口膜の穿孔をもたらす。次の動作１５０では、制御ユニットは、駆動部材３０を動作させて穿孔部材を後退させる。その結果、穿孔された第２の種類のオリフィスが得られる。穿孔要素は、穿孔されたオリフィスから係合解除され、それによって、抽出中の背圧の増加を防ぎ、飲料がチャネルに向かって抽出プレートを通って流れることを容易にする。次の動作１６０では、ポンプが制御ユニットによって作動され（すなわち、始動及び停止され）、飲料抽出が実行される。ポンプの作動は、飲料抽出物が所望量に達したときに、ポンプが自動的に又は手動で停止されるときに終了する。ポンプはまた、乾燥したコーヒー原材料の予備湿潤をもたらすために断続的に動作されてもよい。ポンプの自動停止は、水量入力を制御ユニットに送る流量センサによって制御されてもよい。抽出ユニットは、任意選択的に、最終動作１７０で自動的に開かれてもよい。あまり好ましくない変形例では、ポンプの作動開始後、その作動が終了する前に、穿孔部材が後退位置に移動される。この場合、後退は、好ましくは、ポンプが始動された直後に、例えば５秒未満の間に行われるべきである。
【００７２】
高圧モード１２５が選択された場合、制御ユニットは、穿孔部材を延出位置で動作させない、又は穿孔部材が既に延出位置にある場合、それを後退位置で動作させる。制御ユニットは、ステップ１３５で抽出ユニットを直接閉鎖し、ポンプを作動させて、淹出チャンバへの給水を開始し停止することができる。カプセル内の圧力が増加するにつれて、出口膜は、レリーフ要素に対して穿孔し、第１の種類のオリフィス９１が形成される（図１０）。オリフィスは、一般に、レリーフ要素と接触しており、それによって高い流動抵抗を作り出す。これらのオリフィスによって作り出された流動抵抗は、低圧力モードの第２の種類のオリフィス（図１４）によって作り出された流動抵抗よりもずっと高い。
【００７３】
図１７は、２つの可能な抽出モードにおける飲料マシンの動作のフローチャートの変形例を示す。前述の動作との差は、制御ユニットがポンプの圧力及び／又は流量を変化させることができることである。好ましくは、制御ユニットは、低圧抽出モードではポンプを低減した圧力で動作させ（ステップ１５５）、高圧抽出モードではポンプを標準圧力で動作させる（ステップ１６５）。
【００７４】
低圧モードでは、ポンプによって送達される圧力を低減することにより、コーヒークレマの生成を低減又は抑制することができる。制御ユニットは、好ましくは、気圧を例えば１〜５バール上回る範囲内の圧力又は圧力範囲Ｐ２でポンプを動作させる。高圧モードでは、ポンプによって送達される水圧は、６バール超、好ましくは８〜２０バールの範囲に増加する。圧力は、ポンプに供給される電力又は電圧を変化させることによって変化させることができ、一般に飲料流量の変動を引き起こす。例えば、電力又は電圧の低減を、少なくとも１つの水流量設定点に対する水流センサによって測定される流量を制御する制御ユニットによって制御してもよい。代替的に又は追加的に、電力又は電圧低減は、例えば少なくとも１つの水圧設定点に対する圧力センサを介して、抽出ユニットに供給される水圧を制御する制御ユニットによって監視され得る。
【００７５】
図１８は、場合によっては３つの抽出モードにおける時間の関数としての水圧プロファイルを示す。上側の曲線は、圧力の影響下で出口膜がレリーフ要素によって穿孔される標準条件における圧力変動を表す。カプセルは、複数のレリーフ要素のみに対する圧力の影響下で開口される。中間の曲線は、ポンプによる流量の低減を伴わない場合の、穿孔部材による膜の穿孔後の圧力変動を表す。下側の曲線は、ポンプによる流量の低減を伴う場合の、穿孔部材による膜の穿孔後の圧力変動を表す。
【００７６】
図１９は、図１８の抽出モードにおける対応する水流プロファイルを、時間の関数として示す。同じ順序の曲線（高、中、低）が得られる。
【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】
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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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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