(57)【要約】  本発明は、食品調製マシン（１）の空洞に機能的に挿入されるようになっている、食品原材料を収容するためのカプセル（１１）であって、前記マシンの空洞に前記カプセルが挿入されるとき、および／または前記空洞が閉鎖されるときに変形可能な少なくとも１つの弾力性部分（１７、１９、２０、２１、２２、２３、２５、２６、２７、２９、３１、３３、３４、３５、３８）を備えること、ならびに、少なくとも１つのマシン作動データが、前記弾力性部分の弾性変形特性の関数であることを特徴とするカプセルを対象とする。【選択図】図１５Ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品調製マシン（１）の空洞に機能的に挿入されるようになっている、食品原材料を収容するためのカプセル（１１）において、
前記食品調製マシンの空洞に前記カプセルが挿入されるとき、および／または前記空洞が閉鎖されるときに変形可能な少なくとも１つの弾力性部分（１７、１９、２０、２１、２２、２３、２５、２６、２７、２９、３１、３３、３４、３５、３８）を備えること、ならびに、少なくとも１つのマシン作動データが、前記弾力性部分の弾性変形特性の関数であることを特徴とするカプセル（１１）。
【請求項２】
前記少なくとも１つのマシン作動データが、前記弾力性部分の弾性および塑性の変形特性の関数である、請求項１に記載のカプセル（１１）。
【請求項３】
前記弾力性部分が、一連の舌形状の突起（１９、２０、２１、２２）を備える、請求項１または２に記載のカプセル（１１）。
【請求項４】
前記弾力性部分が、コイル状のばね部分を備える、請求項１または２に記載のカプセル（１１）。
【請求項５】
前記弾力性部分が、前記カプセルの側壁の蛇腹部分（３８）を備える、請求項１または２に記載のカプセル（１１）。
【請求項６】
前記弾力性部分が、前記カプセルの外面の周辺部に、好ましくは前記カプセルの上部に配置される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のカプセル（１１）。
【請求項７】
前記カプセルの外部寸法のうち少なくとも１つの寸法が、前記空洞の対応する内部寸法よりも大きく、変形可能な前記弾力性部分は、前記空洞が機能的構成で閉鎖されると、前記カプセルが弾性的に圧縮して、前記空洞内にちょうど収まることができるように配置される、請求項１〜６のいずれか一項に記載のカプセル（１１）。
【請求項８】
前記カプセルの外部寸法のうち少なくとも１つの寸法が、前記空洞の対応する内部寸法よりも小さく、変形可能な前記弾力性部分は、前記空洞が機能的構成で閉鎖されると、前記カプセルが弾性的に膨張して、前記空洞内にちょうど収まることができるように配置される、請求項１〜６のいずれか一項に記載のカプセル（１１）。
【請求項９】
前記弾力性部分が、０．１ｍｍ〜２０ｍｍの間に含まれる大きさで、好ましくは０．１５ｍｍ〜１０ｍｍの間に含まれる大きさで、より好ましくは０．５ｍｍ〜５ｍｍの間に含まれる大きさで、変形可能である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のカプセル（１１）。
【請求項１０】
前記弾力性部分が、前記カプセルの垂直軸線に実質的に平行な軸線Ｄに沿って変形するように配向される、請求項１〜９のいずれか一項に記載のカプセル（１１）。
【請求項１１】
前記弾力性部分が、０．５Ｎ〜５０Ｎの間に含まれる力、好ましくは１６Ｎ〜２２Ｎの間に含まれる力の作用によって変形可能である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のカプセル（１１）。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の、原材料のカプセル（１１）と、前記カプセルと機能的に協働するようになっている食品調製マシン（１）であって、前記食品調製マシンから前記カプセルに流体を注入することによって前記カプセル内で食品を調製できるように、前記カプセルを受けるための空洞を備える食品調製マシンとを備える食品調製システムにおいて、
前記空洞が、前記カプセルの変形可能な弾力性部分と協働して、作動データを前記カプセルから前記食品調製マシンに伝送するようになっている感圧性部分を備え、前記作動データが前記弾力性部分の弾性変形特性の関数であることを特徴とする、食品調製システム。
【請求項１３】
前記感圧性部分が、前記食品調製マシンの制御ボードにリンクされ、その結果、前記カプセルの弾力性部分が機械的な変形を前記感圧性部分に伝達するとき、前記食品調製マシンの感圧性部分と前記カプセルの弾力性部分との間の協働によって、前記食品調製マシン内の作動をトリガすることができ、前記作動が、前記食品調製マシンを認識してオン／オフに切り替えること、ならびに／または、非限定的に、注出される前記食品の体積、温度、および／もしくは粘度、前記カプセル内に注入される前記流体の圧力、および／もしくは浸出／混合時間のリスト内に含まれる食品調製パラメータを設定することである、請求項１２に記載の食品調製システム。
【請求項１４】
前記感圧性部分が、電気スイッチに接続された圧力センサである、請求項１０または１３に記載の食品調製マシン。
【請求項１５】
前記食品が、０．５〜３０バールの間に含まれる圧力で、好ましくは１〜２０バールの間に含まれる圧力で、より好ましくは２〜１５バールの間に含まれる圧力で、カプセルに入った原材料と混合される流体を注入することによって、前記カプセル内で調製される液体または半液体の製品である、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の食品調製マシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品調製マシン、たとえば液体食品調製マシンで使用するための原材料カプセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
食品科学および消費財の領域では、飲料調製マシンがよく知られている。このようなマシンにより、消費者は、自宅で所与のタイプの飲料、たとえば、エスプレッソまたは抽出式のコーヒーなどコーヒー・ベースの飲料を調製できるようになる。
【０００３】
今日、家庭内飲料調製用の飲料調製マシンのほとんどが、飲料の調製用に仕分けられた原材料を収容できるマシンからなるシステムを備える。このような１人前の使用分は、柔軟なポッドもしくはパッド、または小袋とすることができるが、硬質のポッドもしくはカプセルなど、半硬質または硬質の１人前の使用分を使用するシステムがますます多くなる。以下では、本発明の飲料マシンが、硬質または半硬質のカプセルで動作する飲料調製マシンであることを考慮することになる。
【０００４】
このマシンは、前記カプセルを収容するための容器本体または空洞、および流体、好ましくは水を、圧力の下でカプセル内に注入するための流体注入システムを備える。たとえば、本発明によるコーヒー飲料を調製するため、圧力を加えてカプセル内に注入される水は、熱いことが好ましく、すなわち７０℃を超える温度であることが好ましい。しかし、特定の場合では、水は周囲温度か、またはむしろ冷却されることもある。カプセルの内容物の抽出および／または溶解中でのカプセル・チャンバ内部の圧力は、通常、溶解生成物では約１〜約８バールであり、焙煎されて粉砕されたコーヒーの抽出では約２〜約１２バールである。このような調製プロセスは、抽出には流体（たとえば熱湯）によって原材料を長時間浸出させることが必要になる点で、飲料調製（特に紅茶およびコーヒー）のいわゆる「抽出」プロセスとはかなり異なるが、この飲料調製プロセスにより、消費者は、飲料たとえばインスタント・コーヒーを数秒間で調製できるようになる。
【０００５】
圧力を加えた状態で密閉カプセルの内容物を抽出および／または溶解する原理が知られており、これは、通常、マシンの容器または空洞内にカプセルを挿入するステップと、一般に、マシンに取り付けられた流体注射針などの孔開け注入要素でカプセルの表面に孔を開けた後に、ある一定量の加圧水をカプセルに注入し、その結果、カプセル内部に圧力のかかった環境を生成して、物質を抽出するか溶解するかして、次いで抽出された物質または溶解された物質をカプセルを通して放出するステップとからなる。この原理の適用を可能にするカプセルは、たとえば、出願人の特許文献１および特許文献２に既に記載されている。
【０００６】
この原理の適用を可能にするマシンは、たとえば、特許文献３および特許文献４に既に記載されている。これらの文書によれば、このマシンは、カプセル用の容器または空洞、ならびに、１つまたは複数の液体注入開口部をその遠位領域に備える中空針の形で作製された穿孔および注入要素を備える。一方ではカプセルの上部に孔を開け、もう一方では水の入口チャネルをカプセル中に形成するという点で、この針は２重の機能を有する。
【０００７】
このマシンはさらに、圧力を加えて、カプセル内に含まれる（１つまたは複数の）原材料を溶解および／または浸出および／または抽出するために使用される流体を貯蔵するための流体タンク（ほとんどの場合でこの流体は水である）を備える。このマシンは、ボイラーまたは熱交換器などの加熱要素を備え、これは、その中で使用される水を、動作温度（典型的には８０〜９０℃までの温度）に温めることができる。最後に、このマシンは、場合によっては加熱要素を介してタンクからカプセルに水を循環されるためのポンプ要素を備える。マシン内部を水が循環する方式は、たとえば、出願人の特許文献５に記載されたタイプの蠕動バルブなどの選択バルブ手段を用いて選択される。
【０００８】
調製する飲料がコーヒーのとき、このコーヒーを調製するための１つの興味深い方式は、焙煎されて粉砕されたコーヒー粉を含むカプセルを消費者に提供することであり、このコーヒー粉が、内部に注入される熱湯で抽出されることになる。
【０００９】
多くの場合で、このマシンは、カプセルを保持するためのカプセル・ホルダを備え、このホルダは、このマシンの対応する空洞または容器に挿入されて、そこから取り外されることを意図している。カプセル・ホルダにカプセルが機能的に装填されてマシン内部に挿入されると、前述の通り、マシンの水注入手段が、カプセルに流体接続して、食品調製のためにその内部に水を注入することができる。カプセル・ホルダは、たとえば、出願人の特許文献６に記載されていた。
【００１０】
食品調製具体的には飲料調製の用途向けのカプセルが開発されてきており、それらのカプセルが、特許文献２、または特許文献７に記載され、また特許請求されている。
【００１１】
要するに、このようなカプセルは通常、
中空本体、ならびに液体および空気を透過せず、本体に取り付けられ、たとえばマシンの注射針によって孔を開けるようになっている注入壁と、
抽出される焙煎済みの粉砕されたコーヒーを敷き詰めたもの、または可溶性原材料もしくは可溶性原材料の混合物を含むチャンバと、
カプセルの下端部に配置されて、チャンバ内の内圧を維持するためにカプセルを密閉するアルミニウム膜と
を備える。
【００１２】
このアルミニウム膜は、カプセルと一体になるか、または前記カプセルの外側、たとえばマシンのカプセル・ホルダ内に配置される孔開け手段で孔を開けるように設計されている。
【００１３】
この孔開け手段は、チャンバ内部の内圧がある所定の値に達すると、アルミニウム膜に孔を開けるようになっている。
【００１４】
また場合によっては、このカプセルは、流体のジェットを中断して、カプセルに注入される流体のジェットの速度を低下させ、内容物を敷き詰めたものに低下した速度でこの流体を分散させるように構成された手段を備えることができる。
【００１５】
従来技術のカプセルは、（上端膜とも呼ばれる）注入壁または注入膜を特徴としており、これは、飲料調製マシンの流体注入要素（たとえば針）によって孔を開けられることになり、流体システムの一部である。流体がカプセル区画に注入されると、圧力が高まり、前述の通り、これがカプセル内部に含まれる原材料を抽出および／または溶解するためのカプセル抽出手段として働く。このような原材料は、たとえば、焙煎済みの粉砕されたコーヒーを敷き詰めたものとすることができる。別法として、または焙煎済みの粉砕されたコーヒーと組み合わせて、これらの原材料は、たとえば飲料混合材料などの可溶性原材料を含むことができる。
【００１６】
マシンによってカプセルを識別するために現在いくつかのシステムが使用されているが、既存の解決策の主な欠点は、識別システムのコストが比較的高いこと、および／または、このような識別に適合したカプセルが複雑になり、コスト高になることである。このような識別システムは、それだけには限らないが、色認識、バーコード、突起、溝、またはカプセルの表面に配置された他の人工物の認識、導電率、抵抗率、および電流もしくは磁界によってカプセルを検出または識別するのに知られているほぼ全ての手段を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】欧州特許第１４７２１５６Ｂ１号明細書
【特許文献２】欧州特許第１７８４３４４Ｂ１号明細書
【特許文献３】スイス国特許第６０５２９３号明細書
【特許文献４】欧州特許第２４２５５６号明細書
【特許文献５】欧州特許出願公開第２１６２６５３Ａ１号明細書
【特許文献６】欧州特許第１９６７１００Ｂ１号明細書
【特許文献７】欧州特許出願第２０６２８３１号明細書
【特許文献８】欧州特許出願公開第ＡＮ１１１７８０６１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
したがって、前記カプセルから調製される食品についての少なくとも１つの調製パラメータに対応するデータを有する、改良型の簡略化された手段を備えるカプセルを提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
食品調製マシンの空洞に機能的に挿入されるようになっている、食品原材料を収容するためのカプセルにおいて、マシンの空洞に前記カプセルが挿入されるとき、および／または前記空洞が閉鎖されるときに変形可能な少なくとも１つの弾力性部分を備えること、ならびに、少なくとも１つのマシン作動データが、この弾力性部分の弾性変形特性の関数であることを特徴とするカプセルによって、前述の目的が実現する。
【００２０】
カプセルの「少なくとも１つの変形可能な弾力性部分」により、カプセルの少なくとも一部分が、負荷が加えられると、この部分を機械的に、すなわち弾性的または塑性的に変形可能にする形状を有し、またはそうした材料から作製されることを意味する。カプセルの少なくとも一部分のこの機械的な変形は、マシンの空洞にカプセルが挿入されるとき、および／またはマシンの空洞が閉鎖されて前記カプセルを機能的に密閉するときに、マシンによってカプセルに加えられる機械的負荷によって引き起こされる。以下の詳細な説明で、いくつかの実施形態を説明することにする。
【００２１】
「変形特性」により、カプセルの形状およびカプセルを作製する材料に依存する特定の材料挙動としての、各対象物（この場合には、カプセルの弾力性変形可能部分）を意味する。変形可能な材料挙動の法則によれば、カプセルを平衡位置から移動させる負荷がカプセルに加えられるときにカプセルの変形可能部分が押し返す力は、この平衡位置からの舌状部の距離の関数であることが示される。すなわち、材料のタイプ、各対象物のサイズおよび幾何形状、ならびに加えられる力に応じて、様々なタイプの変形を作り出すことができる。
【００２２】
「作動データ」により、マシンを作動させるのに機能的に関連する任意のデータ、すなわち、マシンの電子装置が使用して飲料調製パラメータを設定できる任意のデータを意味する。より正確には、作動データは飲料調製パラメータの設定値に対応し、たとえば、飲料調製パラメータが水温である場合、この作動データは、マシンの電子ボード内でプログラムされるこの水温についての値になり、その結果、前記電子ボードが、温水器を作動させて、ある対応する温度に水を加熱する。食品または飲料の調製マシンの場合、先行原材料と混合されて最終の食品または飲料製品を作る水に使用される温度は、一般に４℃〜１００℃の範囲内であり、１２℃〜８５℃の範囲内であることが好ましい。より精密な例として、市販されているほとんどの飲料調製マシンは、製造する飲料のタイプに応じて、２つの異なる温度を使用する。この場合、水温に対応するマシン作動データは、どのタイプの飲料を抽出するのかに応じて、「熱い」または「冷たい」という値を有することができる（このような値はもちろん、マシンの電子プログラム内でデジタル値として符号化される）。
【００２３】
本発明の第１の実施形態では、弾力性部分は、一連の舌形状の突起を備える。
【００２４】
本発明の第２の実施形態では、弾力性部分は、コイル状のばね部分を備える。
【００２５】
本発明の第３の実施形態では、弾力性部分は、カプセル側壁の蛇腹部分を備える。
【００２６】
有利には、前記弾力性部分は、前記カプセル外面の周辺部に、好ましくは前記カプセルの上部に配置することができる。
【００２７】
本発明の実現可能な代替実施形態では、カプセルの外部寸法のうち少なくとも１つの寸法を、空洞の対応する内部寸法よりも大きくすることができ、弾力性変形可能部分は、前記空洞が機能的構成で閉鎖されると、前記カプセルが弾性的に圧縮されて、空洞内にちょうど収まることができるように配置される。
【００２８】
本発明の実現可能な代替実施形態では、カプセルの外部寸法のうち少なくとも１つの寸法を、空洞の対応する内部寸法よりも小さくすることができ、弾力性変形可能部分は、前記空洞が機能的構成で閉鎖されると、前記カプセルが弾性的に膨張して、空洞内にちょうど収まることができるように配置される。
【００２９】
どんな場合でも、弾力性部分は、好ましくは０．１ｍｍ〜２０ｍｍの間に含まれる大きさで変形可能であり、好ましくは０．１５ｍｍ〜１０ｍｍの間に含まれる大きさ、より好ましくは０．５ｍｍ〜５ｍｍの間に含まれる大きさで変形可能である。
【００３０】
さらに、弾力性部分は、有利には、前記カプセルの垂直軸線に実質的に平行な軸線Ｄに沿って変形するように配向することができる。
【００３１】
弾力性部分は、好ましくは０．５Ｎ〜５０Ｎの間に含まれる力の作用によって変形可能であり、より好ましくは５Ｎ〜４５Ｎの間、最も好ましくは１６Ｎ〜２２Ｎの間の力の作用によって変形可能である。
【００３２】
本発明の他の態様では、本出願は、
本発明による、具体的には前述の通りの原材料カプセルと、
前記カプセルと機能的に協働するようになっている食品調製マシンであって、前記マシンから前記カプセルに流体を注入することによって、前記カプセル内で食品を調製できるように前記カプセルを受けるための空洞を備える食品調製マシンとを備える食品調製システムにおいて、
前記空洞が、カプセルの弾力性変形可能部分と協働して、作動データを前記カプセルから前記マシンに伝送するようになっている感圧性部分を備え、前記データが前記弾力性部分の弾性変形特性の関数であることを特徴とする、食品調製システムを対象とする。
【００３３】
本発明の好ましい一実施形態では、感圧性部分は、前記マシンの制御ボードにリンクされ、その結果、カプセルの弾力性部分が機械的な変形を前記感圧性部分に伝達するとき、前記マシンの感圧性部分と前記カプセルの弾力性部分との間の協働によって、前記マシン内の作動をトリガすることができ、前記作動が、前記マシンを認識してオン／オフに切り替えること、ならびに／または、それだけには限定されないが、注出される食品の体積、温度、および／もしくは粘度、カプセル内に注入される流体の圧力、および／もしくは浸出／混合時間のリスト内に含まれる食品調製パラメータを設定することである。
【００３４】
本発明の第１の実施形態では、前記感圧部分は、電気スイッチに接続された圧力センサである。
【００３５】
本発明の第２の代替実施形態では、前記感圧性部分は機械式スイッチである。
【００３６】
どんな場合でも、食品は、０．５〜３０バールの間に含まれる圧力で、好ましくは１〜２０バールの間に含まれる圧力で、より好ましくは２〜１５バールの間に含まれる圧力で、カプセルに入った原材料と混合される流体を注入することによってカプセル内で調製される液体または半液体の製品であることが好ましい。
【００３７】
本発明の元になる一般原理として、カプセルの弾力性変形可能部分に加えられる変形は材料挙動の法則に従い、その結果、前記変形可能部分の変形によって生成される力は、圧縮、たわみ、またはねじれなど、変形のタイプが何であれ、前記変形の１次関数である。全てのタイプの変形において、材料挙動の法則によれば、ばね、すなわち舌状部またはねじれ部分が押し返す力は、以下の通り、その平衡長からの距離の関数であることが示される。
Ｆ＝ｆ（ｘ）
ここで、
「ｘ」は変位ベクトル（弾力性部分が、その平衡長から変形する距離および方向）である。
「ｆ（ｘ）」は、ばねが及ぼす復元力の大きさおよび方向である。
【００３８】
コイルばねおよび他の普通のばねは、通常、フックの法則に従う。そうした法則に従わない有用なばねも存在する、すなわち、梁の曲げに基づくばねは、たとえば、変位に対して非線形に変化する力を生成することができる。
【００３９】
本発明の場合、カプセルの弾力性変形可能部分は複雑なばね要素であり、変形の大きさに必ずしも線形に関連付けされない変形の下で力を生成すると仮定される。
【００４０】
「食品」によって、任意の種類の食用製品を意味する。これは、それだけには限定されないが、液体飲料（たとえば、紅茶、コーヒー、チョコレートベースの飲料、スープ）、ピューレ、アイスクリームまたはシャーベット、ソフトアイスクリーム、ヨーグルト調製品、乳児用ミルクやシリアルベースの調製品などの乳児栄養など、ある程度の粘性を有するペースト状、半液体、液体の製品を含む。
【００４１】
本発明の好ましい一実施形態では、前記食品は、液体または半液体の、具体的には、冷たい、周囲温度の、または熱い飲料である。以下の説明では、一例として、本発明のカプセルは、液体飲料調製マシンで使用されることを考慮することになる。
【００４２】
本発明の追加の特徴および利点が、この好ましい実施形態の記述に説明されており、またそれらから明白になろう。これらの実施形態を、各図面を参照しながら以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の原材料カプセルとともに使用するのに適した、食品／飲料調製マシンに概略斜視図である。
【図２Ａ】食品／飲料調製マシンの、開放された容器に挿入された、本発明のカプセルの概略斜視図である。
【図２Ｂ】食品／飲料調製マシンの閉鎖された容器に挿入された、本発明のカプセルの概略斜視図である。
【図３】本発明によるカプセルの１番目の実施形態の概略斜視図である。
【図４】本発明によるカプセルの２番目の実施形態の概略斜視図である。
【図５】本発明によるカプセルの３番目の実施形態の概略斜視図である。
【図６】本発明によるカプセルの４番目の実施形態の概略斜視図である。
【図７】本発明によるカプセルの５番目の実施形態の概略斜視図である。
【図８】本発明によるカプセルの６番目の実施形態の概略斜視図である。
【図９】本発明によるカプセルの７番目の実施形態の概略斜視図である。
【図１０Ａ】本発明によるカプセルの８番目の実施形態の概略斜視図である。
【図１０Ｂ】本発明によるカプセルの８番目の実施形態の概略斜視図である。
【図１１】本発明によるカプセルの９番目の実施形態の概略斜視図である。
【図１２Ａ】本発明によるカプセルの１０番目の実施形態の概略斜視図である。
【図１２Ｂ】本発明によるカプセルの１０番目の実施形態の概略斜視図である。
【図１３Ａ】本発明によるカプセルの１１番目の実施形態の概略斜視図である。
【図１３Ｂ】本発明によるカプセルの１１番目の実施形態の概略斜視図である。
【図１４Ａ】本発明によるカプセルの１２番目の実施形態の概略斜視図である。
【図１４Ｂ】本発明によるカプセルの１２番目の実施形態の概略斜視図である。
【図１５Ａ】本発明によるカプセルの１３番目の実施形態の概略斜視図である。
【図１５Ｂ】本発明によるカプセルの１３番目の実施形態の概略斜視図である。
【図１５Ｃ】本発明によるカプセルの１３番目の実施形態の概略斜視図である。
【図１６Ａ】線形の圧縮または伸張を受けている間の、固体の弾力性マシン要素に加えられた力に応じた、このマシン要素の弾性変形の漸進的変化を概略的に絵で表す図である。
【図１６Ｂ】屈曲を受けている間の、固体の弾力性マシン要素に加えられた力に応じた、このマシン要素の弾性変形の漸進的変化を概略的に絵で表す図である。
【図１６Ｃ】ねじれ（すなわち、ひねり）を受けている間の、固体の弾力性マシン要素に加えられた力に応じた、このマシン要素の弾性変形の漸進的変化を概略的に絵で表す図である。
【図１７】固体の弾力性マシン要素に加えられた力に応じた、このマシン要素の弾性変形および塑性変形の漸進的変化（実線）、ならびに、加えられた力が解放されたときの、その復元（点線）を概略的に絵で表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本発明によるカプセルは、図１に示した飲料調製マシンとともに使用され、したがって、飲料調製システムを形成するものである。
【００４５】
図１に示すように、マシン１は、マシン本体２、補給するためにマシン本体２から取り外すことができる水貯蔵器３を備える。本体２は、オン／オフ押ボタン４を備える。マシン１はさらに、抽出ヘッド５を備える。このヘッド５は、熱湯または冷水用の水温セレクタ６、ロッキング・レバー７、および、カプセル・ホルダ９を挿入するための開口８を備える。マシン１はさらに、抽出ヘッドの下でカップを保持するためのカップ・トレイ１０を備える。
【００４６】
カプセル・ホルダ９は、カプセル１１を受けるようになっている。カプセル・ホルダ９の縦断面図が図２Ａおよび２Ｂに示してあり、カプセル１１が配置され、前記ホルダ９およびカプセル１１が、抽出ヘッドの対応する容器本体に挿入されている。カプセル・ホルダ９は、カプセル１１用の容器本体として設計された本体部分１２を備え、さらにハンドル１３を備える。
【００４７】
カプセル１１は、概ねフラストコニカル形状の本体を有するカプセル本体を備え、本体側壁と一体形成された底壁によって、その底部で閉鎖される。底壁の中心には、内部で調製された飲料を、前記カプセルから、ここで下に置かれたカップに流し込むための注出開口として働く開口が備えられる。カプセルはさらに、カプセル内部で封止されて底壁に近接している貫通可能なアルミニウム膜、ならびに、カプセル内部の圧力が高まると前記アルミニウム膜を貫通するための貫通板を備える。貫通板は、アルミニウム膜とカプセルの底壁との間に配置される。最後に、カプセルは、貫通可能な膜によって、その上部で閉鎖される。カプセルは、湿気および酸素のバリアになるように作製される。
【００４８】
より正確には、図２Ａは、カプセル・ホルダ９内に装填されたカプセル１１を表しており、抽出ヘッド５が開放位置にあるとき、両方ともこの抽出ヘッドに挿入される。その開放位置では、ロッキング・レバー７は、上向きの位置にあってロックされていない。抽出ヘッド５は、カプセルの壁を貫通し、カプセル内の圧力の下で水（または他の流体）を注入するようになっている、針１５を有する移動可能な針板１４を備える。圧力の加わった水が、マシンのポンプによって、水貯蔵器３から、パイプ・システム（図示せず）および抽出ヘッド５の流体コネクタ１６を通って汲み上げられる。抽出ヘッド５が開放位置にあるとき、図２Ａに示すように、針板がカプセル・ホルダから離れた位置にあるとともに、針１５もカプセルから距離を置いている。
【００４９】
図２Ｂに示すように、消費者がロッキング・レバー７を下向きに動かすと、針板１４が下向きに移動し、抽出ヘッド５が閉鎖される。その位置で、針１５がカプセルの上壁を貫通し、適切な構成で、内部の圧力下で水を注入する。
【００５０】
すなわち、理解できるように、マシンの抽出ヘッド５は、カプセルの外部の大きさおよび形状と実質的に同様の大きさおよび形状を有するカプセル容器本体を備える。前記抽出ヘッドのカプセル容器本体は、カプセル・ホルダ９およびカプセル・ホルダの上部に位置する針板１４によって定まる。針板は、前記カプセル・ホルダに向けて、またそれから離れるよう、実質的に垂直に移動可能であり、それによってカプセル容器本体をそれぞれ閉鎖および開放する。針板がカプセル・ホルダから離れるように持ち上げられると、すなわち、抽出ヘッドが開放位置にあると、引出しのように滑らせることによって、カプセル・ホルダを抽出ヘッドとの間で出し入れすることができる。図２Ｂには、カプセルが装填されたカプセル・ホルダで閉鎖された抽出ヘッド、および閉鎖位置にある（すなわち、下に移動した）針板が示してある。図２Ｂで明らかなように、その閉鎖位置では、カプセルの外部の大きさおよび形状が、カプセル・ホルダと針板によって画定された容器本体の大きさおよび形状に概ね対応し、それにちょうど収まる。
【００５１】
前述の通り、本発明の目的は、カプセルの構造にデータを統合するための、簡略で、費用効率が高く、信頼性の高い方式を提供することである。このようなデータは、カプセル内に含まれる原材料のタイプに対応することができ、かつ／または、カプセルから食品もしくは飲料を調製するための、１つもしくはいくつかのパラメータに対応することができる。カプセルのマシン構造体に統合されたデータは、カプセルとマシンの間の対話に使用することができるが、必ずしも使用する必要はない。たとえば、このようなデータは、工場で組み付けられた圧力センサなどの機械的読取り装置４０によって読み取って、製造されるカプセルの品質をオンラインで読み取り、制御することができる。
【００５２】
マシンのカプセル容器本体にカプセルの塑性変形が生じるとき、または前記カプセル本体容器が閉鎖されているとき、カプセルの弾性変形および／または塑性変形を前記センサが検知できるようにするマシン内部の任意の適切な位置に、圧力センサ２８を取り付けることができる。たとえば、センサ２８は、図２Ａおよび２Ｂに示すように針板１４に統合することができ、マシンのカプセル・ホルダ内にカプセルが挿入されると、図２Ｂに示すように、マシンのカプセル受け空洞が閉鎖され、前記針板１４がカプセルの弾性変形可能部分に接触するとき、センサ２８がカプセルの変形を検知できるように機能することができる。その位置で、図２Ｂに示すように、カプセルの弾性変形可能部分（このような変形可能部分のいくつかの代替実施形態を以下に提示する）が弾性的に変形し、これによって変形力が生じ、センサ２８がカプセルに接触し、このカプセルを押圧するときに、この力をマシンが検知することができる。機械的変形の検知された値が、マシンに電子チップに記憶されたプログラムによって変換されて、水温値、またはマシンの貯蔵器からカプセルを通って汲み上げられる水の体積などのマシン作動データになる。
【００５３】
本発明によるカプセルは、カプセルの機械的特性からのデータを読み取り、これを比較するための安価で信頼性の高い方式を実現するので、品質管理に特に有利である。通常、同じ概観を有するカプセルに、様々な原材料を詰め込むことができる。本発明によれば、ある１つの充填パラメータをカプセルの機械的特性に適合させること、たとえば、ある１つの特定のタイプの原材料を十分な量でカプセル内に確実に存在させることが可能である。その場合、工場の製造ラインには、各カプセルの重量を測る秤、およびカプセルの弾力性部分の弾性特性を検知する圧力センサが設けられることになる。そのような方法は、信頼性が高く、高速で、安価である。さらに、カプセル構造体に含まれるデータの検出が、材料の弾性変形範囲内で実行されることで、比較的大きなスケールの実現可能な符号化値を試験しながらも、このカプセルが損傷を受けないことが確実になる。
【００５４】
別法として、または工場の品質管理に加えて、本発明は、カプセルが飲料調製マシン内に挿入されるときに有用となり得る。通常、前記カプセルの弾力性変形可能部分に含まれるデータは、飲料調製マシン、または代替的にカプセル・ホルダに一体化された圧力センサによって読み取ることができる。カプセルがマシンおよび／またはカプセル・ホルダ内に機能的に挿入されているとき、圧力センサが前記カプセル（具体的にはカプセルの弾力性変形可能部分）に接触している限り、この圧力センサを、実際にマシンまたはカプセル・ホルダの任意の位置に一体化することができる。
【００５５】
ばね効果により、カプセルが、マシンに、より正確には前記マシンに一体化された圧力センサに対向力を加える。
【００５６】
圧力センサが測定した対向力に応じて、マシンは、カプセルに含まれる原材料に関する少なくとも１つの飲料調製データ、および／または各パラメータを読み取って、前記原材料から飲料を調製する。マシン内部に一体化されたコンピュータ・チップを使用することによって、対向圧力測定値のデータへの変換が実行され、このチップは、検知されて飲料調製パラメータ・コードになる圧力、または挿入されているカプセルのタイプ、もしくはカプセル内部に含まれる飲料原材料のタイプなど、任意の他の同様なデータを解釈する。
【００５７】
カプセル１１の弾力性変形可能部分は、様々な形式、形状、および寸法をとることができ、例として、そのうちのいくつかを、次に添付図面を参照しながら以下でより詳細に説明する。
【００５８】
図３に例示した第１の実施形態では、カプセル１１の弾力性変形可能部分は、カプセルの上端縁部１８の周辺部に配置された一連の波形突起１７の形をとることができる。本発明の原理によれば、カプセルの上端縁部１８の周辺部全体の波形突起１７の数は、データを伝えるのに必要な力（対向圧力）に応じて変化させることができる。図４に示すように、必要ならば、波形突起１７の数を、図３に示すカプセルでの数と比較して減らすことができる。
【００５９】
この第１の実施形態によるカプセルが、カプセル・ホルダ内に配置され、飲料調製マシンの対応するくぼみに機能的に挿入されるとき、波形突起１７の上面が、カプセル・ホルダの上面のレベルを越えて突出する。したがって、カプセルは、カプセル・ホルダよりも高くなり、その結果、（図２Ｂを参照して先に述べたように）ユーザがマシンのヘッドを閉めると、針板１４の下面が各突起１７の先端部分に接触する。ロッキング・レバー７が下方に押し下げられて、マシンのヘッドが完全に閉鎖されると、針板１４によって波形突起１７に圧力が加わり、これによって、前記突起１７の弾性変形が生じる。この変形により、各突起が、針板に対向力を機械的に加えるようになる。前記針板は、圧力センサ（図面には図示せず）を備え、このセンサが、変形した突起１７に加えられた対向力を検知する。生成される対向力は、突起１７の機械的特性の関数であり、より具体的には、その構成材料、その形状、具体的にはその厚さおよびその曲率の関数である。また、生成される対向力は突起の量の関数でもあり、前述の通り、これを変化させることができる。突起の数が多くなると、前記突起の変形によって生成されるばね効果におけるエネルギーの量が多くなり、すなわち対向力が増す。
【００６０】
図５に示す第２の実施形態では、カプセル１１の弾力性変形可能部分が、複数の舌状部１９を備える。舌状部の数および幅を変化させることができ、たとえば図６には、図５の実施形態で示したものよりも舌状部の数が少なく、その幅が広いカプセルが示してある。図５および図６に示す舌状部は、カプセルの上端縁部１８から外側に延在し、水平面に対して０〜７０°の間に含まれる角度で下方向に向いている。この場合、図２Ａに示したようにカプセル１１がカプセル・ホルダ内に挿入されると、舌状部の先端が、このカプセル・ホルダ９の上面に載っており、その結果、飲料マシンの抽出ヘッド５がユーザによって閉められると、下方に移動する針板１４が、カプセルの上端縁部１８に接触し、マシンのヘッド５が閉鎖するよう動いている間にカプセルを下方に押圧し、結果として、舌状部１９が弾性的に変形し、その先端が上方に移動して、ヘッド５が閉鎖できるようになる。抽出ヘッドが閉鎖されると、舌状部１９がカプセル・ホルダ９の上面と針板１４の下面との間に挟まれ、その結果、たとえば図２Ｂに示すように、前記舌状部は、カプセルの上端縁部１８の残りと概ね同じ平面に、すなわち概ね水平に向いている。抽出ヘッドが再び開放され、針板１４が上方に移動すると、舌状部１９は、図５または図６に示すように元に戻って下方に向き、その結果、カプセル・ホルダ９からカプセル全体が自動的に上方に移動する。この位置で、カプセルの弾力性部分、すなわち舌状部１９が変形し、この機械的な変形によって、図２Ｂに示すように、マシンの抽出ヘッドの各要素、具体的には針板およびその内部に一体化された圧力センサに対向力が生じる。この機械的変形がセンサによって検知され、マシンの電子チップによって変換されて、マシンによってカプセルに供給される水についての体積、圧力、または温度の設定パラメータ値などのマシン作動データになる。舌状部１９の機械的変形は、弾性（すなわち可逆的）または塑性（すなわち固定的）とすることができる。さらに、センサは、ある所与の時点で（たとえば、マシンの抽出ヘッドが完全に閉鎖されるとき）、変形力の値を検知するようプログラムすることができ、または代替的に、センサ２８は、マシンの抽出ヘッドが閉鎖されている間にカプセルの様々な変形力の値を検知し、それを記憶するようプログラムすることができる。この後者の場合、マシンは、カプセルについての変形プロファイルを確立することができ、これは、カプセルの変形可能部分を作製するのに使用される材料（本発明では、舌状部１９を作製するのに使用される材料）の働きである。ある単一の変形力の値ではなく、カプセルの機械的変形プロファイルを検知するとき、いくつかの作動データを計算するようマシンをプログラムすることが可能である。すなわち、カプセル内での設定パラメータの符号化がより複雑になり、２つ以上の情報が、カプセル構造体内で符号化される。たとえば、ある単一の変形値ではなく、変形プロファイルを検知することにより、水温について、またカプセル内に注入される水の体積についても符号化することが可能である。マシンのチップにおいてプログラムされる正確なアルゴリズムは、カプセルの構造に応じて、また各カプセル構造体に���れだけ多くの様々な作動データを組み込まなければならないのかに応じて、変更することができ、また適切に選択することができる。
【００６１】
たとえば、１つの作動データだけをカプセル構造体内で符号化することができ、それは、たとえば水温である。熱いか冷たいか、２つのタイプの温度のみが符号化される場合、２つの異なるタイプにカプセルが作製されることになり、それぞれが、互いに異なるタイプの弾力性変形可能部分を有する。この実施形態では、第１のタイプのカプセルは、図５に示すような小さい舌状部を備えることができる。この小さい舌状部は、図２Ｂに示すように抽出ヘッドが完全に閉鎖されることによって水平に変形されると、たとえば０．５Ｎの変形力を生成することになる。この０．５Ｎの値は、針板に一体化されたセンサによって検知され、適切なアルゴリズムを用いて作動データ、たとえば水温についての「熱い」という値に変換されることになり、その結果、マシンのヒータが動作開始して、カプセルに供給する熱湯を作ることになる。さらに大きい舌状部１９を有するカプセルがマシンに挿入される場合、カプセルの弾力性変形可能部分の機械的構造が異なるので（すなわち、この場合には舌状部がより大きい）、センサが検知する変形力は異なる。たとえば、舌状部がより大きいとき、その機械的抵抗が大きく、生成されることになる変形力も大きくなり、たとえば、抽出ヘッドが閉鎖されるときは１Ｎになる。その場合、測定された変形力は、カプセルに注入される水温について「冷たい」という値として、マシンによって変換されることになる。
【００６２】
カプセルの弾力性部分の検知された弾性変形または塑性変形から、水温の代わりに、他のマシン作動データを変換することができる。
【００６３】
また、舌状部１９などカプセルの一部分だけが変形可能にできるのでなく、カプセル全体を変形可能な材料で作製することができる。その場合、結果は同じであり、閉鎖している間、かつ／または抽出ヘッドが閉鎖されるときにカプセルに接触するようマシンに埋め込まれたセンサは、機械的変形を検知することができるようになり、その結果、マシンのプログラムは、その変形をマシン作動データ（水温設定、または水圧、またはカプセル内に注入される水の体積）に変換することができる。
【００６４】
代わりとして、舌状部１９は、図７および図８に示すように、水平面に対して０〜７０°の間に含まれる角度で上方に向けることができる。この実施形態では、マシンの抽出ヘッドが閉鎖している間の舌状部１９の変形の動きは、図５および図６に関して先に述べた動きと逆である。より正確には、抽出ヘッド５が閉鎖している間に針板１４が下方に移動すると、図７および図８に示す舌状部の先端が針板１４の下面に接触し、これにより、ヘッドが閉鎖されるまで前記舌状部１９を下方に押して移動させる。抽出ヘッドの閉鎖位置では、舌状部はやはり、カプセルの上端縁部１８の残りと概ね同じ平面内、すなわち図２Ｂに示すように概ね水平に配置される。次いで、抽出の後、ユーザが抽出ヘッド５を再び開くと、針板１４が再び上方に移動し、これによって舌状部が解放される。図７または図８に示すように、舌状部は、元に戻って上方を向いて、その通常の形状を取り戻す。
【００６５】
図５〜図８に示した前述の真っすぐな舌状部の代わりとして、カプセルは、図９に示すように形状がより複雑な弾力性変形可能舌状部を備えることができる。この場合、各舌状部１９は、概ね水平の第１の下部２０を備え、これが、カプセルの残りと舌状部を連結する。この舌状部はさらに、上方に向いた第２の中間部分２１、および第１の部分２０と同様に実質的に水平な第３の上部２２を備える。第３の部分２２は、抽出ヘッド５が閉鎖されると針板１４の下面と接触し、各舌状部１９の第１の部分２０は、カプセル・ホルダ９の上面に載る。抽出ヘッド５が閉鎖される結果として針板１４が下方に移動すると、各舌状部の中間部分２１が弾性的に変形して、第１の部分２０と同じ平面上に上部２２をもってくる。抽出ヘッドが閉鎖されると、各舌状部が平になり、弾性変形によって、針板とカプセル・ホルダを分離しようとする対向力を、前記舌状部が生成するようになる。この対向力は、たとえば針板内に配置された圧力センサによって測定することができる。
【００６６】
図３〜図９に関して先に述べた第１および第２の実施形態では、カプセルの弾力性変形可能部分は、カプセル・ホルダに挿入されると、カプセルの上部がカプセル・ホルダから突出するものである。結果として、圧力センサの適切な位置は針板内になり、したがって、カプセルの変形部分が生成する対向圧力は、針板が、前述の波形突起１７または舌状部１９に接触し、それらを変形し始めるときに測定されることになる。
【００６７】
重要なことには、好ましくは、また第１および第２の実施形態を参照しながら先に述べたように、カプセルの容積は、飲料マシンの抽出ヘッド内の容器本体の容積よりも大きいことが明らかである。前述の通り、抽出ヘッド容器本体内でのカプセルとその容器本体との間のこの容積の差により、前記抽出ヘッド容器本体が閉鎖されるとカプセルが変形して、より小さい容積に適合するようになる。この変形は主に、前記カプセルの弾力性変形可能部分を対象とする。この原理は、本発明の好ましい一選択肢とみなされる。しかし、カプセルの弾力性変形可能部分を変形させるための他の実行可能な手段を考えることができ、これについては、第３の実施形態、ならびに図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して以下に説明する。
【００６８】
図１０Ａおよび図１０Ｂに示す第３の実施形態では、カプセルの弾力性変形可能部分は、カプセルの上端縁部１８のくぼみ部分とともに、カプセルの上端膜の変形可能領域２３の形をとる。図１０Ａに示すように、変形可能領域２３は、上端膜２４の最も外側の区域にあり、この上端膜は、カプセルの上端縁部１８上に封止される。カプセルのこの変形可能領域２３は、図１０Ａに示すように、この領域２３の中央部に放射状に延在するスリット２５を備える。このスリット２５は、上端膜の領域２３に弱い部分を形成し、弾力的に柔軟性のある部分を領域２３に形成する。さらに、図１０Ｂには、カプセルの上端縁部のくぼみ部分２６が示してあり、これにより、カプセルの上部から切除領域２３に圧力が加えられると、上端膜の前記領域２３は、前記くぼみ２６に向けて下方に曲がることができる。
【００６９】
図１０Ｂに点線で示すマシンの針板１４の最も外側の部分は、下方に延在する一連のピン形突起２７を備え、これらは、マシンの抽出ヘッドが閉鎖され、カプセルに向けて針板が下方に移動するとき、変形可能領域２３に接触するように配置される。その位置で、カプセルはカプセル・ホルダ９内に配置され、その結果、上端縁部１８が、前記カプセル・ホルダの上面に載り、そこから突出し、したがって、変形可能領域２３が、前記カプセルの上部から直接アクセス可能である。マシンの抽出ヘッドを閉鎖している間、針板１４が、カプセル・ホルダ９に向けて下方に移動し、カプセルが内部に挿入されると、ピン形突起２７が上部膜の変形可能領域２３を押圧し、それをくぼみ部分２６に向けて下方に曲げる。ピン形突起２７は、針板１４に配置された圧力センサ２８に接続されるか、またはその一部であり、このセンサは、上部膜の弾性変形した領域２３によって生成される弾性変形力を検知し、測定する。
【００７０】
既に前述した通り、カプセルの弾力性変形した部分によってセンサに加えられた測定済みの力は所定の値に対応し、この値は、上部膜２４の機械的特性、具体的にはカプセルの弾力性変形可能部分の力定数「ｋ」に依存する。この測定された力は、データ値に直接関連付けされ、このデータ値は、マシンに設定される飲料調製パラメータに対応する。飲料マシンのコンピュータ・チップは、カプセル内に注入されることになる流体の所与の温度、および／または所与の流体注入圧力、および／またはカプセル内に注入される流体の所与の体積など、飲料調製パラメータについての所与の値として、測定された力を解釈することになる。
【００７１】
たとえば、センサが測定した弾性力が０．０２Ｎの場合、マシンは、この値を、カプセル内に８３℃の水を６０ｍｌ注入するのだと解釈することになる。測定された値が０．０６Ｎの場合、マシンは、周囲温度の水を１８０ｍｌ注入することになる。
【００７２】
本発明によれば、カプセルの弾力性変形可能部分の機械的特性、具体的には弾力性変形特性は、使用される材料のタイプ、変形可能部分の形状、たとえば、上部膜２４の厚さ、ならびに前述の第３の実施形態での事前にカットされたスリット２５の幅および長さ、または、前述の第１もしくは第２の実施形態での変形可能な舌状部１９の長さ、厚さ、および角度など、カプセルの変形可能部分のこうした構造パラメータ（いずれのタイプの弾力性変形可能部分が使用されるかに依存する）を注意深く選択することによって予め決定される。次いで、マシンは、測定された力を所与の飲料調製パラメータ（たとえば、カプセル内に注入される流体の体積、圧力、および／または温度）に変換できるようにプログラムされる。
【００７３】
カプセルの弾力性変形可能部分のそれぞれ特定の実施形態によれば、マシン内またはカプセル・ホルダ内の圧力センサは、前記変形可能部分が（工場で、または使用中のマシンで）変形したとき、カプセルによって生成される弾力性変形力を検知できるよう、しかるべくなっている。
【００７４】
図１１に示す第４の実施形態では、カプセルの弾力性変形可能部分は、カプセル１１の底部縁部３０から延在する、下方に配向された一連の湾曲突起２９を備える。各突起３０の曲率が、圧力の下で曲がるのに十分な柔軟性をカプセルに提供する。使用に際して、カプセルがカプセル・ホルダに挿入されると、突起３０が、このカプセル・ホルダ（図面には図示せず）の対応する縁部上に載り、その結果、このような突起を特徴としていないカプセルと比較して、カプセル全体が持ち上げられ、カプセルの上端縁部１８が、カプセル・ホルダの上面のレベルを越えて持ち上げられる。マシンの抽出ヘッドが閉鎖されると、針板１４がカプセルの上面を押圧し、上端縁部１８がカプセル・ホルダの上面に接触し、それに載るまで、カプセルが下方に移動する。抽出ヘッドのその閉鎖位置では、すなわち、（たとえば、図２Ｂに示すように）上端縁部１８がカプセル・ホルダと針板の間に挟まれているとき、カプセルの湾曲突起２９が、内側に弾性変形し（すなわち、突起２９がカプセルの内側に曲がり）、その結果、カプセルの外部の大きさが減少して、マシンの抽出ヘッドの内部のカプセル容器本体の大きさにちょうど収まる。その位置で、弾性変形した突起２９が対向力を生成し、この力が、カプセルの上部に向かって垂直に向けられる。この対向力は、針板の内部に配置された、またはそれに接触した圧力センサ２８によって測定することができる。マシンの抽出ヘッドが再び開放されると、針板は、カプセルおよびカプセル・ホルダから離れるように持ち上げられる。そのとき、突起２９が曲がって、その通常位置に戻り、その結果、カプセルがカプセル・ホルダから持ち上げられる。本発明が実現する利点（すなわち、突起２９が生成する所定の弾性変形力内に、カプセルが飲料調製パラメータ・データを含む）の他に、この実施形態はまた、カプセルの弾性変形の効果によって持ち上げ効果が生じ、それにより、使用済みカプセルの取扱い、および、飲料が調製されてカプセルを捨てるときにその使用済みカプセルをカプセル・ホルダから取り外すことが容易になるという点で興味深く、カプセルの上端縁部１８がカプセル・ホルダの上部に配置されることによって、ユーザが前記上端縁部を掴んで、カプセル・ホルダからカプセルを取り外すことが容易になる。
【００７５】
図１２Ａおよび図１２Ｂに示す第５の実施形態では、カプセル１１の弾力性変形可能部分は、実質的にカプセルの中間の高さに配置された一連の水平な舌状部３１を備える。これらの舌状部３１は、射出成形によってカプセル本体の残りと一体に作製されることが好ましく、水平な舌状部３１の数は変更することができるが、少なくとも３つ、好ましくは少なくとも４つ、より好ましくは少なくとも１０個の舌状部が存在し、これらはカプセル周囲に沿って均等に配置される。これらの舌状部は、図１２Ａに示すように、外側へ向けてカプセル本体の外部に延在する。
【００７６】
図１２Ｂに示すように、カプセル１１がカプセル・ホルダ９に機能的に挿入されると、水平な舌状部３１がカプセル・ホルダの中間の高さの縁部３２に載っていることによって、カプセルの底部はカプセル・ホルダと接触していない。この位置では、図１２Ｂに示すように、カプセル全体（水平な舌状部３１を除いて）が、カプセル・ホルダから持ち上げられ、カプセル・ホルダと接触していない。
【００７７】
マシンの抽出ヘッド５が閉鎖されると、針板１４は、カプセル１１およびカプセル・ホルダ９に向けて下方に移動する。たとえば図２Ｂに示した原理に沿って、この針板は、カプセルの上端縁部１８に接触し、上端縁部１８および針板がカプセル・ホルダの上面に接触するまで、カプセル全体を下方に移動させる。針板が加える圧力によってカプセルがカプセル・ホルダに移動すると、舌状部３１が上向きに曲がる。舌状部３１の弾性変形によって、針板に向かって垂直上方に向く対向力が生じる。前述の本発明のこれまで述べてきた代替実施形態と同様に、カプセルの上端縁部１８に直接または間接に接触している圧力センサによって、この対向力を測定することができる。
【００７８】
これまで、マシンの抽出ヘッドを閉鎖している間に、カプセルの弾力性変形可能部分に加えられる弾性変形が、マシンの針板によって加えられることを本発明で説明してきた。しかし、カプセルの弾力性変形可能部分のタイプが何であれ、この変形を別の方式で加えることができることが明らかになるはずである。たとえば、針板は、工場のカプセル製造ラインの一部である圧力測定板で置き換えることができる。その場合、変形しているカプセルの弾力性変形可能部分によって生成される弾性変形対向力は、たとえば、品質管理ツールとして、または工場内での様々なタイプのカプセル（それぞれ異なるタイプのカプセルは、互いに異なる飲料調製原材料を含んでいる）を区別するための追跡ツールとして使用することができる。その場合、各カプセルは、飲料調製マシン内のカプセル・ホルダによって適位置に保持されるように、製造、充填、および／または封止ライン上で適位置に保持される。次いで、既に述べた実施形態のそれぞれについて先に説明したように、測定板は、カプセルの上部から移動して、カプセルの上端縁部を下方に押圧し、カプセルの弾力性変形可能部分を弾性変形させる。測定板は、圧力センサを備えるか、またはそれと直接もしくは間接に連結される。各カプセルの不可欠な特性である測定された力を使用して、特定かつ所定のタイプおよび／または量の飲料原材料を前記カプセルに適切に充填することができる。
【００７９】
図１３Ａおよび図１３Ｂに示す第６の実施形態では、カプセルの弾力性変形可能部分は、カプセル本体１２の残りと一体に製造されない。前記弾力性変形可能部分は、一連の湾曲したアーチ３４を有する柔軟なリング３３を備え、これらのアーチは、図１３Ａに示すように、前記リングの中心に向かって、リング３３の最も低い内面から内側および情報に延在する。
【００８０】
図１３Ｂに示すように、リングがカプセルの内部に組み付けられ、カプセルがその上側で上端膜２４によって閉鎖されると、柔軟なアーチが上端膜２４に接触し、それを持ち上げるように、各柔軟なアーチ３４の先端３５が配置される。
【００８１】
カプセルがカプセル・ホルダに挿入され、抽出ヘッドが閉鎖されると、針板４は、上端膜２４に接触し、それを押圧する。結果として、上端膜は、下方に弾性変形する柔軟なアーチ３４とともに下方に曲がる。弾性変形するアーチ３４によってこのように生成される対向力は、既に述べた原理に沿って、たとえば針板に配置された、または針板に直接もしくは間接に接触している圧力センサによって検知することができる。その実施形態では、アーチの数、長さ、曲率、および断面は、適切な所定の弾性変形特性、具体的には、所与および所定の力定数「ｋ」を実現するように構成することができる。前述の通り、所定の係数「ｋ」は、飲料調製パラメータまたはカプセルおよび／もしくはその内容物に特有の他のデータの関数である。
【００８２】
本発明のこの実施形態の代わりとして、図１４Ａに示すように、アーチ３４は、リング３３の最も上側の内面から、前記リングの中心に向けて延在することができる。動作原理は、図１３Ａおよび図１３Ｂを参照して先に述べた動作原理と同一である。その場合にも、各アーチは、上端膜２４の下面に接触しており、図１４Ｂに示すように、前記上端膜を上方の凸面位置に持ち上げる。
【００８３】
図１５Ａ、１５Ｂ、および１５Ｃに示す本発明の第７の好ましい実施形態では、カプセル本体は、酸素遮断膜３７で覆われた半硬質の骨格構造体３６（図１５Ａに示す）から作製される。膜３７は、たとえば、出願人の特許文献８に記載のインモールド・ラベリング（ＩＭＬ）プロセスを使用することによって、たとえば半硬質構造体３６とコインジェクション成形される。
【００８４】
半硬質の骨格構造３６は、蛇腹部分３８を形成する少なくとも１つの弱くなった区域を備える。たとえば、柔軟であるこの蛇腹部分３８を除いて、構造体の残りを硬質とすることができる。構造体におけるこの部分３８の柔軟性は、構造体の残りと比較して小さい断面によって実現することが好ましい。この柔軟性は、（小さい断面の代わりとして、またはそれに加えて）構造体３６の残りとコインジェクション成形される柔らかい材料によっても実現する。
【００８５】
図１５Ａに示す実施形態では、蛇腹部分３８は、半硬質構造体の垂直領域の上部に配置され、その結果、カプセルは、実質的に垂直な軸線に沿って、すなわち垂直の圧縮力が前記カプセルに加えられると、変形することができる。
【００８６】
図１５Ｂに示すように、カプセルをカプセル・ホルダに置いて、マシンの抽出ヘッドを開くと、前記カプセルの上端縁部１８を除いて、カプセルの外面全体がカプセル・ホルダに接触し、カプセルは、カプセル・ホルダの上面のレベルを越えて持ち上げられる。すなわち、カプセルの高さは、カプセル・ホルダのカプセルくぼみよりも高くなる。この高さの差が、図面に矢印で示してある。
【００８７】
マシンに抽出ヘッドが閉鎖されると、図５Ｃに一連の矢印で概略的に示す針板が、カプセルを押圧し、またカプセルを圧縮し、その結果、カプセルは、カプセル・ホルダと前記針板の間に画定される空間に機能的にちょうど収まる。図１５Ｃに示すように、カプセルは、その構造体３６の柔軟な蛇腹部分３８の領域で曲がり、その後、前記カプセルの上端縁部１８が、カプセルの上面と針板の下面との間に挟まれるその位置で、カプセルは、機能的にマシンの抽出ヘッド内の適位置にあり、水注入針（図１５Ｃでは図示せず）が、カプセルの上部膜を貫通し、漏れがないよう抽出サイクルを開始することができる。
【００８８】
蛇腹部分３８内で生成される対向力は、針板に配置されたセンサによって測定することができ、このセンサは、カプセルによって前記針板に加えられた垂直の力を検知する。
【００８９】
マシンの抽出ヘッドが再び開放されると、カプセルは、図１５Ｂに示すその元の位置まで曲がって戻る。
【００９０】
本発明の元になる一般原理として、カプセルの弾力性変形可能部分に加えられる変形は材料挙動の法則に従い、その結果、前記変形可能部分の変形によって生成される力は、圧縮（図１６Ａの場合）、たわみ（図１６Ｂの場合）、またはねじれ（図１６Ｃの場合）など、変形のタイプが何であれ、前記変形の１次関数である。全てのタイプの変形において、材料挙動の法則によれば、ばね、すなわち舌状部またはねじれ部分が押し返す力は、以下の通り、その平衡長からの距離の関数であることが示される。
Ｆ＝ｆ（ｘ）
ここで、
「ｘ」は変位ベクトル（ばねが、その平衡長から変形する距離および方向）である。
「ｆ（ｘ）」は、ばねが及ぼす復元力の大きさおよび方向である。
【００９１】
簡略なばね要素の場合、材料内で生成される弾性変形力は、変形の大きさの線形１次関数であり（Ｆ＝ｋ．ｘ）、両方が、「ばね定数」または「ヤング率」として知られている定数「ｋ」に関連付けされており、これは材料固有の特性である。
【００９２】
前述の通り、本発明の一般的原理は、各カプセルについての係数「ｋ」が、飲料調製パラメータまたは他のデータとして、またカプセルが工場にあるときには、製造ラインによる認識データとして、飲料調製マシンによって測定および解釈されることである。
【００９３】
本発明の場合、カプセルの弾力性変形可能部分は複雑なばね要素であり、変形の大きさに必ずしも線形に関連付けされない変形の下で力を生成すると仮定される。
【００９４】
さらに、本発明によるカプセルは、再使用不可能なカプセルであることが最も好ましい。その場合、カプセルの弾力性変形可能部分が、その弾性変形の大きさに従って変形するだけでなく、その弾性変形限界を超えて、その塑性変形領域で変形することが消費者には非常に望ましい。すなわち、カプセルの弾力性変形可能部分は、その塑性変形領域に達し、加えられた変形が材料固有の機械的特性を改変することになるように変形することが好ましい。このような場合、食品または飲料の抽出サイクルの後に、マシンの抽出ヘッドが開放されると、カプセルの弾力性変形可能部分に含まれる変形エネルギーが解放され、その結果、前記弾力性部分が、その初期の位置に近い位置まで移動して戻る。しかし、このような場合、材料の塑性改変により、また図１７に点線の曲線で示すように、変形可能性プロファイルは、初期のプロファイル（図１７の実線の曲線）と異なる。使用カプセルが再びマシンに挿入される場合、マシンの弾性変形可能特性が真新しいカプセルの変形特性に対応していないことを、マシンが検出することになる。この場合、マシンは停止し、また場合によっては、ユーザがカプセルを未使用のものと交換しなければならないとの警告信号を、このユーザに発することになる。変形可能性曲線での変動をマシンが検出できる方式は、たとえば図１７に示すように、カプセルの弾力性変形可能部分内で生成される力を、複数の変形の大きさ、たとえば図１７に示す２つのポイントについて検知し、測定することによるものであり、第１のポイントは、弾力性変形可能部分で構成される材料の弾性変形領域内で測定され、次いで、第２のポイントは、カプセルの弾力性変形可能部分で構成される材料の塑性変形領域内に位置している、さらに大きい変形について測定される。図１７に示すように、同じ伸びにおいては、カプセルの弾力性変形可能部分の材料内で生成される力は、カプセルが新規／未使用（実線）のとき、またはカプセルが既に使用されたとき、もしくは損傷している場合（点線の曲線）には異なる。
【００９５】
同様に、工場で製造中にカプセルが損傷を受けた場合、このカプセルを検出し、製造ラインから取り除くことができる。
【００９６】
前述の実施形態の全てにおいて、弾力性部分は、０．１ｍｍ〜２０ｍｍの間に含まれる大きさで変形可能であり、好ましくは０．１５ｍｍ〜１０ｍｍの間に含まれる大きさ、より好ましくは０．５ｍｍ〜５ｍｍの間に含まれる大きさで変形可能である。
【００９７】
本明細書に記載の現在好ましい実施形態への様々な変更および修正が、当業者には明らかになることを理解されたい。本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、またそれに伴う利点を損なうことなく、このような変更および修正を加えることができる。したがって、このような変更および修正は、添付特許請求の範囲に含まれるものである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図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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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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