(57)【要約】【課題】構成の簡略化、小型化、及びコストダウン等が図れると共に、ミルクの補充、交換が容易なミルクフォーマー、及びこれを用いてコーヒーにきめの細かい良質な泡が得られるコーヒー飲料製造装置を提供する。【解決手段】コーヒー飲料製造装置に設けられるミルクフォーマー３０は、コーヒー抽出用の湯タンク１から電磁ポンプ３２で湯を排出し、これを蒸気ボイラ３３で加熱して蒸気を発生させ、この蒸気を混合部３５及びノズル３４を備えるミルカーへ供給する。蒸気が混合部３５を通過するとき、大気中の空気と、ミルク保冷庫３６に収納されたミルクパック３７内のミルクとを同時に吸引して混合して泡状にし、ノズル３４から吐出する。ノズル３４からの蒸気処理されたミルクは、カップ内でコーヒー抽出機１１からのコーヒーに混合される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収納された１又は複数のミルクパックを保冷するミルク保冷庫と、
コーヒー飲料製造装置の湯タンクから湯を排出させるポンプと、
前記ポンプからの湯に基づいて蒸気を生成するボイラと、
前記ボイラによる蒸気により前記ミルク保冷庫からミルクを吸引すると共に空気を吸引し、この吸引空気と前記吸引ミルクを混合して吐出するミルカーを備えることを特徴とするミルクフォーマー。
【請求項２】
前記ミルク保冷庫は、前記１又は複数のミルクパックが収納される本体と、
前記本体に設置され、前記１又は複数のミルクパックを冷却する冷却装置を備えることを特徴とする請求項１記載のミルクフォーマー。
【請求項３】
前記冷却装置は、ペルチェ効果の原理を用いた構成であることを特徴とする請求項２記載のミルクフォーマー。
【請求項４】
前記ミルク保冷庫は、収納された１又は複数のミルクパック内に挿入してミルクの吸引に用いられるパイプ部材と、
前記パイプ部材と前記ミルカーとの接続に用いられるミルク吸引チューブを備えることを特徴とする請求項１記載のミルクフォーマー。
【請求項５】
前記ミルク吸引チューブは、端部に１口対複数口の構成の分岐器が接続され、この分岐器の前記複数口を介して前記複数のミルクパックの夫々に挿入された前記パイプ部材が連結されることを特徴とする請求項１記載のミルクフォーマー。
【請求項６】
所定温度の湯を湯タンクに貯留しておき、所定の粒度に粉砕されたコーヒー豆の挽き豆をコーヒー抽出機に供給し、ポンプにより前記湯タンクから配管を介して前記湯を前記コーヒー抽出機に供給してコーヒー液を抽出するコーヒー飲料製造装置において、
前記湯タンクから湯を排出させるポンプと、前記ポンプからの湯に基づいて蒸気を生成する蒸気発生器と、及び前記蒸気発生器による蒸気により１又は複数のミルクパックからミルクを吸引すると共に空気を吸引し、この吸引空気と前記吸引ミルクを混合して前記コーヒー抽出機からの前記コーヒー液に注入するミルカーとを含む構成のミルクフォーマーを備えることを特徴とするコーヒー飲料製造装置。
【請求項７】
前記ミルクフォーマーは、収納された前記１又は複数のミルクパックを冷却する冷却装置が設置されたミルク保冷庫を備えることを特徴とする請求項６記載のコーヒー飲料製造装置。
【請求項８】
前記コーヒー抽出機は、その抽出部の圧力を０．３０ＭＰａ以上になるように調整する調整機構を備えることを特徴とする請求項６記載のコーヒー飲料製造装置。
【請求項９】
前記調整機構は、前記配管に設けられた弁機構と、
前記コーヒー抽出機の抽出側の配管に設けられた圧力・流量調整機構とを含むことを特徴とする請求項６又は８記載のコーヒー飲料製造装置。
【請求項１０】
前記弁機構は、ニードル弁であり、
前記圧力・流量調整機構は、ニードル弁、電磁弁、電動弁、又はニードル弁と電磁弁の組み合わせであることを特徴とする請求項９記載のコーヒー飲料製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミルクフォーマー、及びこれを用いたコーヒー飲料製造装置に関し、特に、小型化及びコストダウンを図ったミルクフォーマー、及びこれを用いて小型化及び構成の簡略化を図ったコーヒー飲料製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコーヒー飲料製造装置として、所定の粒度に粉砕されたコーヒー豆の挽き豆を耐圧構造を有する抽出室に供給し、この挽き豆にポンプで加圧した所定の高温の湯を通過させることによってコーヒー液を抽出するものがある。
【０００３】
このコーヒー飲料製造装置によると、挽き豆の抽出時に高温の湯を使用することでコーヒー成分の溶出が促進される。また、湯を加圧して供給することにより挽き豆の組織内に湯が浸透し、その結果、濃いコーヒー液が得られる。このようにして抽出されるコーヒーとしてエスプレッソコーヒーが知られている。
【０００４】
また、最近では、カップに注がれたコーヒー液にきめの細かい良質な泡が充分に形成されることが、味覚的および視覚的に好ましいとされている。この泡を形成する条件の１つに抽出時の圧力があり、抽出開始時から抽出室内の抽出圧を所定の高圧に高める必要がある。
【０００５】
コーヒー粒（挽き豆）に高温の湯を通過させてコーヒー液を抽出するコーヒー飲料製造装置として、例えば、湯タンク部において水をヒータで加熱して湯を生成し、湯タンク部に貯留されている湯をポンプで給湯すると同時に、コーヒーミルからコーヒー挽き豆をコーヒー抽出機に供給し、このコーヒー抽出機で抽出されたコーヒー液をカップに供給する構成のコーヒー飲料製造装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１においては、コーヒー抽出機の下流側に抽出湯の流動と開放を制御する弁機構（電磁弁、逆止弁等）により、コーヒーの泡を生成することができる。
【０００７】
また、ミルクフォーマーを備えたコーヒー飲料の自動販売機やコーヒー飲料製造装置も提案されている。従来、コーヒー飲料製造装置では、粉ミルクと湯を混合してクリームを作成し、これをコーヒー抽出機で抽出したコーヒーに入れていた。しかし、飲料品質の向上にともなって、生乳からミルクフォームを製造するミルクフォーマーが用いられるようになった。ミルクフォーマーは、コーヒー抽出機にミルクを供給する際、ミルクと空気を混合し、ミルクを泡立てた状態（エアレーション）でコーヒー抽出機に供給するための装置である。ミルクフォーマーにおいては、ミルクの長時間保存を可能にするため、冷却装置で冷却されている。そのため、ミルクをそのままコーヒー抽出機に供給すると、コーヒー抽出機内のコーヒーの温度を低下させ、味覚や感触を損なうことになる。そこで、ミルクは冷却保存したまま、コーヒー抽出機に供給する際に蒸気発生器や蒸気供給器で発生させた蒸気を用いてミルク貯蔵器からのミルクを空気と混合し、泡立てられ、蒸気処理されたミルクの混合物をコーヒー抽出機に供給する装置が提案されている（特許文献２，３参照）。
【０００８】
ミルクと空気の混合は、蒸気供給器からポンプによりミルクを強制的に混合部へ供給する構成（特許文献３参照）、霧吹き器の原理が応用されており、ミルク供給口に負圧を生じさせることによりミルクを吸引し、吸引したミルクを暖め、更に泡状にして吐出する構造になっている（特許文献４参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−０７６２４４号公報
【特許文献２】
特開平６−２２８５６号公報
【特許文献３】
特開２０００−１５７２３１公報
【特許文献４】
特開平６−１８９８５４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のミルクフォーマーによると、特許文献２，３の構成では、蒸気の生成を水の段階から行っているため、専用の蒸気発生器や蒸気供給器を必要とし、ミルクフォーマーをコーヒー飲料製造装置に用いた場合、コーヒー飲料製造装置が大型化する。また、蒸気発生用とコーヒー抽出の２ヵ所に加熱部を設ける必要があり、消費電力が大きくなり、維持費が高くなる。更に、専用のタンクにミルクを直接収納する必要があるため、店舗等におけるミルクの補充や入れ替えの取り扱いが面倒であると共に、衛生上の管理も容易ではない。
【００１１】
また、従来のコーヒー飲料製造装置によると、特許文献２，３の構成では、ミルクフォーマー用のタンクとコーヒー抽出用のタンクとの２つが必要となるため、装置の大型化、構成の複雑化、消費電力の増大等のためにコストアップになる。
【００１２】
従って、本発明の目的は、構成の簡略化、小型化、及びコストダウンが図れると共に、ミルクの補充、交換が容易なミルクフォーマーを提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、装置の小型化、簡略化、低消費電力化、及びコストダウンが図れるコーヒー飲料製造装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、第１の特徴として、収納された１又は複数のミルクパックを保冷するミルク保冷庫と、コーヒー飲料製造装置の湯タンクから湯を排出させるポンプと、前記ポンプからの湯に基づいて蒸気を生成するボイラと、前記ボイラによる蒸気により前記ミルク保冷庫からミルクを吸引すると共に空気を吸引し、この吸引空気と前記吸引ミルクを混合して吐出するミルカーを備えることを特徴とするミルクフォーマーを提供する。
【００１５】
この構成によれば、コーヒー飲料製造装置の湯タンクをミルクフォーマーの湯元として利用できるので、ミルクフォーマーのために専用の湯タンクを設ける必要がなく、ボイラも小規模でよいため、構成の簡略化、小型化、及びコストダウンが図れる。更に、どこでも入手可能な市販のミルクパックを利用できるため、ミルクの補充、交換等の取り扱いが容易になり、利便性、作業性、及び衛生向上が可能になる。
【００１６】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、第２の特徴として、所定温度の湯を湯タンクに貯留しておき、所定の粒度に粉砕されたコーヒー豆の挽き豆をコーヒー抽出機に供給し、ポンプにより前記湯タンクから配管を介して前記湯を前記コーヒー抽出機に供給してコーヒー液を抽出するコーヒー飲料製造装置において、前記湯タンクから湯を排出させるポンプと、前記ポンプからの湯に基づいて蒸気を生成する蒸気発生器と、及び前記蒸気発生器による蒸気により１又は複数のミルクパックからミルクを吸引すると共に空気を吸引し、この吸引空気と前記吸引ミルクを混合して前記コーヒー抽出機からの前記コーヒー液に注入するミルカーとを含む構成のミルクフォーマーを備えることを特徴とするコーヒー飲料製造装置を提供する。
【００１７】
この構成によれば、ミルクフォーマーが水の段階から蒸気を発生させるのではなく、コーヒー抽出機用の湯タンクの湯を用いてボイラにより蒸気を発生させるため、ミルクフォーマーのタンクが不要になり、装置の小型化、簡略化、低消費電力化、及びコストダウンが可能になる。更に、どこでも入手できるミルクパックを用いるため、利便性、作業性、及び衛生向上が可能になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を基に説明する。
図１は、本発明のミルクフォーマー、及びこれを用いたコーヒー飲料製造装置の構成を示す。
湯タンク１は、数リットルの飲料水を貯水でき、この飲料水をヒータ（図示せず）で例えば９７℃に加熱して保温する。この湯タンク１には、配管２の一端が接続され、この配管２の途中には電磁弁３が配設されている。また、湯タンク１の底部には湯を加圧して排出するギヤポンプ４が取り付けられており、ギヤポンプ４と配管２の間にはバイパス管５が接続され、このバイパス管５の途中にはギヤポンプ４内の湯を湯タンク１に戻すリリーフ弁６が設けられている。また、ギヤポンプ４の排出口には配管７の一端が接続されており、この配管７の途中には流量計８が設けられている。配管２および７の他端には、配管９の一端が接続され、この配管９の途中には湯の供給流量を制御する弁機構としてのニードル弁１０、及び湯の逆流を防止するための逆止弁１９が配設されている。配管９の他端にはコーヒー抽出機１１が接続され、このコーヒー抽出機１１の上部には、シュート１２が設置され、この上部には挽き豆を高速回転する粉砕刃（図示せず）で粉砕して所定の粒度にするコーヒーミル１３が設置され、このコーヒーミル１３の上部には挽き豆を貯蔵すると共に、この挽き豆をコーヒーミル１３へ供給する豆貯蔵容器１４が設置されている。コーヒー抽出機１１の下部には、抽出系を形成する配管１７が接続され、この配管１７の途中にコーヒー液の排出を制御する抽出電磁弁１５およびニードル弁１６が設けられている。この抽出電磁弁１５およびニードル弁１６により調整機構が形成される。配管１７の下方には図示しないカップが配設される。
【００１９】
なお、カップには、コーヒー液の注入と共に購買者の要望により砂糖やクリームが注入されるが、これらの供給系については図示及び説明を省略している。また、コーヒーミル１３からシュート１２に挽き豆を供給する際、計量器により計量が行われるが、これらについても図示を省略している。
【００２０】
ニードル弁１０の流出側には圧力センサ１８ａが取り付けられ、抽出電磁弁１５の流入側には圧力センサ１８ｂが取り付けられている。これら圧力センサ１８ａ，１８ｂには、制御部４０が接続されている。制御部４０はコーヒー飲料製造装置の全体を制御するもので、プログラムやデータを記憶するメモリ、クロック信号を生成するタイマ、前記クロック信号及び前記プログラムに基づいて動作するＣＰＵを備えて構成されている。この制御部４０には、電磁弁３、ギヤポンプ４、リリーフ弁６、流量計８、抽出電磁弁１５等も接続され、制御の対象となる。
【００２１】
ミルクフォーマー３０は、湯タンク１から湯を取り出す通路となる配管３１、この配管３１の途中に設けられた電磁ポンプ３２、この電磁ポンプ３２の後段に設けられた蒸気ボイラ３３、配管３１の端部に設けられたミルクノズル３４、このミルクノズル３４の近傍の配管３１に設けられてミルクと蒸気を混合させる混合部３５、複数のミルクパック３７を内蔵して保冷するミルク保冷庫３６、ミルクパック３７と混合部３５を連結するチューブ３８を備えて構成されている。ミルクノズル３４と混合部３５により、ミルカー５０が形成されている。
【００２２】
図２は、コーヒー抽出機１１の概略構成を示す。コーヒー抽出機１１は、コーヒーミル１３からシュート１２を介して供給される挽き豆を収容するシリンダー２１、シリンダー２１に挿入されるピストン２２、ピストン２２を駆動するピストン駆動モータ２３、このモータ２３とピストン２２を連結するトルク伝達部２４を備え、これらがシリンダーユニットＤを形成している。コーヒー抽出機１１は、更に、シリンダーユニットＤの全体を所定の角度に傾斜させるためのモータ２５、シリンダーユニットＤが傾斜したときにシリンダー２１に装着されるキャップ２６、このキャップ２６をモータ２５を駆動源としてシリンダー２１に係合させるギヤ２７を備える。ギヤ２７は回転軸２７ａにより軸支されている。配管９はキャップ２６を貫通している。なお、Ｗはシュート１２の下部に設けられたワイパーである。
【００２３】
図３は、ミルクフォーマー３０及びミルカー５０の詳細構成を示す。
湯タンク１はヒータ１Ａを備えており、貯留する湯水１Ｂをヒータ１Ａにより所定の温度に加熱し、保温する。配管３１の電磁ポンプ（蒸気用ポンプ）３２の前段には電磁弁３９が配設され、コーヒー抽出機１１への湯や挽き豆の供給に合わせて弁が制御部４０の制御のもとに開閉される。蒸気ボイラ３３はヒータ３３Ａにより湯タンク１からの湯を加熱（例えば、約１７０℃）して蒸気を生成し、この蒸気をミルカー５０へ供給する。蒸気ボイラ３３には温度センサ（図示せず）が取り付けられており、この温度センサの検出値に基づいて設定した湯温になるように制御部４０により温度制御が行われる。配管３１の蒸気ボイラ３３からミルカー５０の部分の配管３１には、熱が逃げないように保温チューブ３１Ａが外装されている。
【００２４】
ミルカー５０は、ミルクノズル３４を有するミルカー本体５１、このミルカー本体５１にＯリング５２を介して取り付けられる蓋５３、ミルカー本体５１に２個のＯリング５４を介して取り付けられる蒸気ノズル５５、この蒸気ノズル５５の端部近傍のミルカー本体５１の上部に設けられたエア吸入口５６、このエア吸入口５６の対向位置に設けられると共に配管３１の端部が結合されたミルク吸込口５７、及び配管３１に設けられたミルク流量調整機構５８を備えて構成されている。
【００２５】
ここで、ミルクフォーマー３０の動作を説明する。コーヒー抽出機１１で抽出され、カップに注がれたコーヒーにミルクを入れる要求があったとき、制御部４０は電磁弁３９を開いた後、電磁ポンプ３２を所定時間動作させる。この動作により、湯タンク１から湯が排出される。しかし、湯タンク１の湯温度は、コーヒー抽出機１１で用いるのに適した温度（例えば、９７℃）に設定されているため、ミルクフォーマー３０が必要とする蒸気にはなっていない。そこで、電磁ポンプ３２からの湯を蒸気ボイラ３３で加熱して蒸気を生成する。湯タンク１による湯は、１００℃に近い温度であるため、蒸気ボイラ３３の熱容量は低めでもよく、したがって蒸気ボイラ３３は小型の装置で済むことになり、設置スペースも小さくて済む。蒸気ボイラ３３による蒸気は、蒸気ノズル５５からミルカー５０内へ噴射する。蒸気がエア吸入口５６とミルク吸込口５７の近傍（混合部３５）を通過する際、混合部３５に負圧が生じ、エア吸入口５６からは空気が吸入され、ミルク吸込口５７からはミルクが吸入される。吸入されたミルクは通過する蒸気によって空気と混合されることにより、泡立てられた状態でミルクノズル３４から吐出され、コーヒーカップに供給される。
【００２６】
図４は、ミルク保冷庫３６の詳細構成を示し、図５はミルク保冷庫３６の外観を示す。図４において、（ａ）は正面断面を示し、（ｂ）は側面を示す。
ミルク保冷庫３６は、内部に１リットルサイズの市販のミルクパック３７を２個収納できるスペースを有し、例えば、ステンレス材による本体部６１と、その上部にヒンジ部６２Ａで結合された樹脂成形による蓋６２とで筐体部分が構成されている。ヒンジ部６２Ａを固定するために、本体部６１の上部には蓋支持部６１Ａが設けられている。本体部６１の上面には、閉じられた蓋６２との密封性を保つため、シリコンやゴムによるパッキン６１Ｂが設けられている。また、本体部６１は、アルミ材等によるミルクパック収納ケース６３を内蔵しており、その周囲はウレタン発泡や発泡スチロール等による断熱材６４が充填されている。
【００２７】
本体側面に面した断熱材６４の一部は削除され、この部分には冷却装置６５が配設され、ミルクパック３７及びミルクパック収納ケース６３を冷却している。冷却装置６５は、異種の金属を接合し、この両面に通電した際に熱の吸収が生じるペルチェ効果（Ｐｅｌｔｉｅｒ  ｅｆｆｅｃｔ）を用いた電子冷凍部６５Ａと、この電子冷凍部６５Ａに取り付けられたアルミ又は銅製の放熱器６５Ｂを備えて構成されている。電子冷凍部６５Ａを用いたことにより、冷媒液を用いた冷却装置に比べて設置スペースを小さくすることができ、ミルク保冷庫３６の小型化を図ることが可能になる。なお、電子冷凍部６５Ａは、ペルチェ効果を用いた構成に限定されるものではなく、ゼーベック効果等の他の原理を用いた構成であってもよい。
【００２８】
電子冷凍部６５Ａによる熱交換で熱せられた放熱器６５Ｂに外気を当てて冷却するため、放熱器６５Ｂに面して電動ファン６６が配設されている。更に、本体部６１内には、電子冷凍部６５Ａ及び電動ファン６６に電源を供給するための電源回路６７及び制御回路６８が内蔵されている。制御回路６８に面して、本体部６１には通気穴６１Ｄが設けられている。また、本体部６１の底面の四隅には、４個のゴム足６１Ｃが取り付けられている。
【００２９】
図５に示すように、本体部６１の上面には、ゴムチューブ等によるミルク吸引チューブ６９を引き出すための引き出し穴６１Ｅが設けられている。ミルク吸引チューブ６９は、一端が配管３８に連結され、他端には分岐器７０が接続されている。分岐器７０の第１の分岐口にはパック用チューブ７１Ａが接続され、第２の分岐口にはパック用チューブ７１Ｂが接続されている。パック用チューブ７１Ａ，７１Ｂには突き刺しパイプ７２Ａ，７２Ｂ（パイプ部材）が取り付けられている。突き刺しパイプ７２Ａはミルクパック３７Ａの上面に突き刺され、突き刺しパイプ７２Ｂはミルクパック３７Ｂの上面に突き刺される。突き刺しパイプ７２Ａ，７２Ｂは、その先端がミルクパック３７Ａ，３７Ｂの底面近傍に達するまで挿入されることにより、ミルクパック３７Ａ，３７Ｂ内のミルクを殆ど使いきることができる。
【００３０】
本発明によるミルク保冷庫３６は、コンビニエンスストアで簡単に入手できる市販のミルクパック３７を利用できるため、使い切ったミルクパック３７Ａ，３７Ｂから突き刺しパイプ７２Ａ，７２Ｂを引き抜き、新しいミルクパックに置き換え、これらに突き刺しパイプ７２Ａ，７２Ｂを挿入するのみで交換作業が終了する。ミルクパック内のミルクを露出させることがないため、衛生上の問題も生じない。
【００３１】
次に、コーヒー飲料製造装置の動作について説明する。
先に説明したように、エスプレッソコーヒーでは、カップに注がれたコーヒー液にきめの細かい良質な泡が充分に形成されるのが、味覚的および視覚的に好ましいとされている。コーヒー抽出機１１で抽出してカップに注いだコーヒーの上部に泡を形成するには、コーヒー抽出機１１の下流側にニードル弁等の流量調整機構を設け、抽出の初期においてコーヒー抽出機１１が一定圧力（０．４ＭＰａ：約４．０ｋｇｆ／ｃｍ２  ）以上の時に開弁し、減圧を行えばよい。しかし、この制御を行っただけでは、大量の泡を発生できるものの、大きなサイズの泡になってしまい、きめ細かな泡にはならない。
【００３２】
しかし、本発明者は、弁開放後のコーヒー抽出中において、抽出部（図１に示すＰ３）を所定の圧力（０．３０ＭＰａ：約３．０ｋｇｆ／ｃｍ２  ）以上に保ちながら、抽出部の前後（図１に示すＰ２、Ｐ３）で所定の減圧（０．０５〜０．２０ＭＰａ）を続けることにより、きめの細かい良質な泡を形成できることを見いだした。
【００３３】
以上のような抽出制御は、抽出電磁弁１５及びニードル弁１０を抽出制御することにより達成される。抽出電磁弁１５の制御は、流量計８及び圧力センサ１８ａ，１８ｂの検出結果に基づいて制御部４０により行われる。また、ニードル弁１０の調整は、例えば、保守管理者等の手動により行われる。
【００３４】
コーヒーの挽き豆に高温の湯を加圧供給してコーヒー液を抽出するエスプレッソコーヒーにおいては、味と香り、視覚が重要である。即ち、（１）抽出されたコーヒー液上部にきめの細かいコーヒーの泡が抽出及び保持されること、（２）濃い豊潤な味と香りがあることである。上記した様に、きめの細かいコーヒーの泡は、Ｐ３を０．３０ＭＰａ以上の圧力値にするだけでよいが、更に濃い豊潤な味と香りのコーヒーを得るためには、条件を厳しくすることで達成できることを確認した。即ち、コーヒー抽出中にコーヒー抽出機１１の圧力（Ｐ３）を所定圧力範囲（０．３５〜０．７１ＭＰａ：約３．５〜７．１ｋｇｆ／ｃｍ２  ）に保ち、かつ、抽出中の流量を所定流量範囲（３．５〜６．５ｍｌ／秒）に制御することである。
【００３５】
以上のように、ギヤポンプ４より後段でコーヒー抽出機１１よりも前段の部位に、弁機構（本発明ではニードル弁１０）を設けると共に、コーヒー抽出機１１の後段に調整機構（本発明では抽出電磁弁１５及びニードル弁１６）を設け、上記圧力値及び流量値に設定することにより、きめ細かな泡の発生と共に濃い豊潤な味と香りのコーヒーを得ることができる。なお、ニードル弁１６に代えて逆止弁を用いてもよい。また、調整機構は、抽出電磁弁１５のみ、ニードル弁１６のみの構成でもよいし、「抽出電磁弁１５＋ニードル弁１６」の構成であってもよい。或いは、電動弁であってもよい。電動弁は、電磁弁とニードル弁の機能を併せ持つもので、開動作時に開度を調整することができる。このことから、上記圧力値や流量値にする自動制御を流量計８及び圧力センサ１８ａ，１８ｂの検出結果に基づいて制御部４０により行うことができる。
【００３６】
図６の（ａ）〜（ｈ）は、コーヒー抽出過程でのコーヒー抽出機１１における主要な動作を順番に示したものである。図６及び図１を参照して動作を説明する。
図６の（ａ）は、シリンダー２１に挽き豆Ｐを供給する段階を示す。シリンダー２１は直立した状態にあり、挽き豆Ｐはコーヒーミル１３からシュート１２を介してシリンダー２１に供給される。
【００３７】
図６の（ｂ）は抽出準備工程の第１の状態を示し、挽き豆の供給が終わったシリンダー２１は直立の状態にあるが、ピストン駆動モータ２３に通電してギヤ２７を駆動し、作動させることにより、シリンダーユニットＤの全体を矢印の方向に回動させ、シリンダー２１を所定の角度に傾斜させる。そして、キャップ２６でシリンダー２１の頭部を密封し、図６の（ｃ）の状態となる。
【００３８】
図６の（ｃ）は抽出準備工程の第２の状態を示し、シリンダーユニットＤの傾斜に同期してキャップ２６を下降させてシリンダー２１に挿入し、ピストン駆動モータ２３の駆動を停止する。このとき、ギヤ２７は図６の（ａ）に示す状態から１８０度回転した位置で停止する。
【００３９】
図６（ｄ）及び（ｅ）は、それぞれコーヒー抽出の第１段階及び第２段階を示す。図６（ｄ）では、ピストン駆動モータ２３が作動し、トルク伝達部２４を介してピストン２２が押し上げられ、シリンダー２１内の挽き豆が圧縮される。さらに、キャップ２６で密封されたシリンダー２１に高温かつ加圧された湯が配管９を通して供給され、圧縮された挽き豆からコーヒー液が抽出される。
【００４０】
配管９を通して湯を供給する前に、ギヤポンプ４を短時間作動させて、ギヤポンプ４内のぬるい湯をバイパス管５及びリリーフ弁６を経て湯タンク１に戻し、新たに高温の湯を配管７，９に送る操作が行なわれる。ギヤポンプ４内の湯の交換が終わると、ギヤポンプ４を一旦停止し、リリーフ弁６を閉じる。リリーフ弁６が閉じた状態で、図６の（ｄ）のように配管１７からシリンダー２１に高温かつ加圧された湯が供給される。
【００４１】
抽出工程の第２の状態を示す図６の（ｅ）では、ピストン２２が更に押し上げられ、シリンダー２１中のコーヒー液が配管１７に送られるとともに、挽き豆の抽出滓が圧縮される。このとき配管９は、不図示の開放弁により大気に開放される。
【００４２】
図６（ｆ）は、抽出滓の廃棄準備工程（シリンダー２１を減圧する段階）を示し、ピストン駆動モータ２３が逆回転することでピストン２２が押し下げられ、配管９中の湯と、配管１７中のコーヒー液がシリンダー２１に吸い込まれる。
【００４３】
図６（ｇ）は、シリンダー２１からキャップ２６を外す段階を示す。モータ２５及びギヤ２７の作動によりキャップ２６がシリンダー２１の頭部から離され、さらにピストン駆動モータ２３の作動によってピストン２２が再び押し上げられ、挽き豆の抽出滓Ｒがシリンダー２１から押し上げられる。
【００４４】
図６（ｈ）は、抽出滓を廃棄する段階を示す。モータ２５及びギヤ２７の作動によってシリンダーユニットＤは矢印の方向に回動し、シリンダー２１が直立の状態になる。この回転の際、シリンダー２１から押し出されていた抽出滓は、シュート１２の下部のワイパーＷにより掻き落とされて、図示しないバケットに落下し、廃棄される。
【００４５】
次に、コーヒー飲料製造装置の動作を説明する。ここでは、供給終了後に次の供給動作で使用する挽き豆をシリンダー２１に供給し、キャップ２６とピストン２２によって圧縮を行うまでを１工程として説明する。
【００４６】
オペレータが図示しない操作部を操作して抽出開始入力を行うと、対応する信号が制御部４０に出力され、電磁弁３が開かれる。同時に、ギヤポンプ４が低速で駆動され、配管７に少量の湯が送出される。これにより、配管７内に滞留する湯を電磁弁３を介して配管２に圧送して湯タンク１に戻すと共に、湯タンク１から供給される約９０℃〜９５℃の高温の湯で配管７を暖気する。配管７の暖気が終了すると、ギヤポンプ４の駆動が停止し、ついで電磁弁３が閉じられる。
【００４７】
シリンダー２１には、先の供給動作の終了後に挽き豆が供給されており、モータ２５を駆動してコーヒー抽出機１１のシリンダーユニットＤを抽出位置まで傾斜させる。この傾斜動作に同期してシリンダー２１にキャップ２６が挿入され、ついでピストン駆動モータ２３が駆動される。これにより、ピストン２２が上昇し、シリンダー２１内に収容された挽き豆がタンピングされる。このタンピング時におけるピストン駆動モータ２３の電流値が図示せぬ電流検出回路で検出され、販売するコーヒー液に応じた所定の電流値が検出されると、ピストン駆動モータ２３が制動され、その後に通電は停止する。
【００４８】
ついで、ギヤポンプ４が駆動され、６〜８気圧の圧力で約９０℃〜９５℃に加熱された高温の湯がシリンダー２１に供給される。このコーヒー液の抽出動作において、コーヒー抽出機１１内の挽き豆は逆止弁１９の耐圧に応じた圧力の湯に曝される。このことによって抽出初期からコーヒー成分を充分に溶出した濃いコーヒー液が抽出される。逆止弁１９はコーヒー液の供給圧が耐圧以上になると開かれ、配管１７を介してカップ（図示せず）にコーヒー液が注がれる。このとき、カップに注がれたコーヒー液の上部には、きめの細かい泡が形成されている。また、電磁弁３９に通電が行われ、更に電磁ポンプ３２に通電されることにより、ミルクフォーマーが動作し、蒸気処理された泡ミルクがカップに注がれ、コーヒー液と混合される。
【００４９】
コーヒー液の抽出が終了すると、ギヤポンプ４の駆動は停止する。ピストン駆動モータ２３を駆動してピストン２２を更に上昇させる。このピストン２２の上昇動作に基づいて抽出滓をパッキングすることにより滓中のコーヒー液が絞られる。
【００５０】
抽出滓の廃棄は、モータ２５を駆動してキャップ２６をシリンダー２１から分離した後、ピストン駆動モータ２３を正転駆動してピストン２２を上昇させることによって抽出滓を上方に押し上げてシリンダー２１の頂上部より露出させ、この状態でモータ２５を駆動してシリンダーユニットＤを直立位置へ回動させる。この回動によって抽出滓はシュート１２の下部側壁に設けられたワイパーＷに当接してシリンダーユニットＤから払い落とされる。抽出滓の除去後、ピストン駆動モータ２３を逆転駆動してピストン２２を下降させることによって１回の販売動作が終了する。
【００５１】
以上説明したように、上記した構成のコーヒー飲料製造装置によれば、ミルクフォーマー３０が、コーヒー抽出機用の湯タンク１の湯を用いて蒸気ボイラ３３により蒸気を発生させるため、ミルクフォーマー用のタンクが不要になり、装置の小型化、簡略化、低消費電力化、及びコストダウンが可能になる。更に、どこでも入手できるミルクパックを用いるため、利便性、作業性、及び衛生向上が可能になる。
【００５２】
更には、ギヤポンプ４より後段でコーヒー抽出機１１よりも前段の部位に、ニードル弁１０による流量調整機構を設けると共に、コーヒー抽出機１１の後段に電磁弁１５による弁機構とニードル弁１６による流量制御機構を設け、コーヒー抽出機１１の抽出部の圧力を０．３ＭＰａ以上になるように、望ましくは、０．３５〜０．７１ＭＰａの範囲に調整又は制御することにより、きめ細かな泡の発生と同時に濃い豊潤な味と香りのコーヒーも得られる。
【００５３】
上記実施の形態においては、圧力センサ１８ａ，１８ｂを設けた構成にしたので、センサの検出結果をコーヒー飲料製造装置において表示したり、外部に通知できる構成にすれば、製造工場やメンテナンスの際に調整作業が容易に行えるようになる。
【００５４】
更に、上記構成では、湯タンク１からの給湯にギヤポンプ４を用いたが、これは低圧送量なために配管内の昇圧による湯の圧送不良を回避でき、かつ小型であることから採用したものであるが、同様の性能を有するポンプであれば、他の型式のポンプであってもよい。電磁ポンプ３２も同様に他の型式のポンプをもちいることができる。
【００５５】
また、上記実施の形態においては、ホットコーヒーの製造について説明したが、本発明はアイスコーヒーを販売するコーヒー飲料製造装置にも適用可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のミルクフォーマーによると、コーヒー抽出機用の湯タンクをミルクフォーマーの湯の供給源として利用し、ミルクフォーマーのために専用の湯タンクを不要にした構成により、ボイラも小規模で済むため、ミルクフォーマーの構成の簡略化、小型化、及びコストダウンが可能なる。更には、どこでも入手可能な市販のミルクパックを利用できるため、ミルクの補充、交換等の取り扱いが容易になり、利便性、作業性、及び衛生向上が可能になる。
【００５７】
また、本発明のコーヒー飲料製造装置によると、付属するミルクフォーマーは水の段階から蒸気を発生させるのではなく、コーヒー抽出機用の湯タンクの湯を用いてボイラにより蒸気を発生させるため、ミルクフォーマーのタンクが不要になり、装置の小型化、簡略化、低消費電力化、及びコストダウンが可能になる。更には、どこでも入手できるミルクパックを用いるため、利便性、作業性、及び衛生向上が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるミルクフォーマー及びコーヒー飲料製造装置を示す概略構成図である。
【図２】図１のコーヒー抽出機の詳細構成を示す模式的図である。
【図３】図１のミルクフォーマーの詳細を示す構成図である。
【図４】図１のミルク保冷庫の詳細構成を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】図４のミルク保冷庫の外観を示す斜視図である。
【図６】本発明のコーヒー飲料製造装置のコーヒー抽出過程におけるコーヒー抽出機の主要な動作を説明する説明図である。
【符号の説明】
１  湯タンク
１Ａ，３３Ａ  ヒータ
１Ｂ  湯水
２，７，９，１７  配管
３  電磁弁
４  ギヤポンプ
５  バイパス管
６  リリーフ弁
８  流量計
１０，１６  ニードル弁
１１  コーヒー抽出機
１２  シュート
１３  コーヒーミル
１４  豆貯蔵容器
１５  抽出電磁弁
１８ａ，１８ｂ  圧力センサ
１９  逆止弁
２１  シリンダー
２２  ピストン
２３  ピストン駆動モータ
２４  トルク伝達部
２５  モータ
２６  キャップ
２７  ギヤ
２７ａ  回転軸
４０  制御部
３１  配管
３１Ａ  保温チューブ
３２  電磁ポンプ（蒸気用ポンプ）
３３  蒸気ボイラ
３４  ミルクノズル
３５  混合部
３６  ミルク保冷庫
３７  ミルクパック
３８  チューブ
３９  電磁弁
５０  ミルカー
５１  ミルカー本体
５２，５４  Ｏリング
５３  蓋
５５  蒸気ノズル
５６  エア吸入口
５７  ミルク吸込口
５８  ミルク流量調整機構
６１  本体部
６１Ａ  蓋支持部
６１Ｂ  パッキン
６１Ｃ  ゴム足
６１Ｄ  通気穴
６１Ｅ  引き出し穴
６２  蓋
６２Ａ  ヒンジ部
６３  ミルクパック収納ケース
６４  断熱材
６５  冷却装置
６５Ａ  電子冷凍部
６５Ｂ  放熱器
６６  電動ファン
６７  電源回路
６８  制御回路
６９  ミルク吸引チューブ
７０  分岐器
７１Ａ，７１Ｂ  パック用チューブ
７２Ａ，７２Ｂ  突き刺しパイプ
Ｄ  シリンダーユニット
Ｗ  ワイパー
【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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