(57)【要約】      （修正有）【課題】コーヒーマシン、特に自動の又は完全自動化されたエスプレッソマシンにおけるコーヒーの抽出方法である。【解決手段】この抽出方法では、上記コーヒーマシンのグラインダーによってコーヒー豆が挽かれて所定の量及び／又は所定の挽き具合のコーヒー粉が生成され、押圧工程で、上記コーヒー粉が上記コーヒーマシンの抽出室において所定の押圧力で押圧され、抽出工程で、所定の抽出温度まで加熱された所定の量の水が上記コーヒー粉に通過させられ且つ実際の抽出時間が決定され、該実際の抽出時間が、保存されている目標抽出時間と比較され、上記抽出工程中又はコーヒーの抽出前毎に上記押圧力を上昇又は低減させることによって、上記実際の抽出時間が上記目標抽出時間に適合される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーヒーマシン、特に自動の又は完全自動化されたエスプレッソマシンにおけるコーヒーの抽出方法であって、
上記コーヒーマシンのグラインダーによってコーヒー豆を挽いて所定の量及び／又は所定の挽き具合のコーヒー粉を生成し、
押圧工程で、上記コーヒー粉を上記コーヒーマシンの抽出室において所定の押圧力で押圧し、
抽出工程で、所定の抽出温度まで加熱された所定の量の水を上記コーヒー粉に通過させ、且つ実際の抽出時間を決定し、
上記実際の抽出時間を、保存されている目標抽出時間と比較し、
上記抽出工程中又はコーヒーの抽出前毎に上記押圧力を上昇又は低減させることによって、上記実際の抽出時間を上記目標抽出時間に適合させる抽出方法。
【請求項２】
請求項１において、
上記押圧工程の前に、上記コーヒー粉を所定の量の水で湿らせることを特徴とする抽出方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、
コーヒーの準備をする前に、処方を選択することによって、挽き具合、コーヒー粉の量、水の量、抽出時間、水の流量、押圧力、及び／又は抽出温度を含む少なくとも１つのパラメータが決定されることを特徴とする抽出方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つにおいて、
上記押圧力は、特定されたコーヒー粉の体積に基づいて、及び／又は以前行われた少なくとも１つの抽出からの少なくとも１つの時間間隔に基づいて、挽いたコーヒー粉の量に適合されるか、又は、
上記押圧力は、以前行われた抽出工程によって特定された平均のコーヒー粉の体積に基づいて、挽いたコーヒー粉の量に適合されることを特徴とする抽出方法。
【請求項５】
請求項４において、
上記コーヒー粉の体積又はコーヒー粉の量は、湿らせる前に予め押圧することによって特定されることを特徴とする抽出方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つにおいて、
上記挽き具合及び／又はコーヒー粉の量は、実行中の抽出工程における実際の抽出時間及び押圧力の値のペアと、マップから読み取れる目標の抽出時間及び押圧力の値のペア及び／又は以前行われた少なくとも１回の抽出工程における抽出時間及び押圧力の値のペアとの比較に基づいて調整されることを特徴とする抽出方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つにおいて、
試運転中及び／又は調整中、上記コーヒーマシンが自動的に上記挽き具合、及び／又は上記粉の量、及び／又は上記押圧力を調整し、少なくとも１つのサンプルを準備することによって上記抽出時間を設定することを特徴とする抽出方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１つに記載の方法によって操作されるコーヒーマシン、特にエスプレッソマシンであって、
コーヒーマシンのコーヒー粉に作用する押圧力を修正することによって抽出時間を調整する制御操作装置を備えることを特徴とするコーヒーマシン。
【請求項９】
請求項８において、
上記制御操作装置は、
データプロセッシング及び制御操作用の、マイクロコントローラ又はプロセッサ等のプログラム可能な論理回路と、
プログラム、装置パラメータ、プログラムパラメータ、及び履歴情報の少なくとも１つを保存する少なくとも１つのデータメモリと、
情報をやりとりするためのデータインターフェースデバイスと、
情報をユーザーへ発するための発信装置と、
上記制御操作装置を操作するための入力装置と、
少なくとも緊急電源用として機能する蓄電装置と
のうちの少なくとも１つの構成要素を備えることを特徴とするコーヒーマシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーヒーマシンでコーヒーを抽出するための方法に関する。更に、本発明は、この抽出方法によって動作するコーヒーマシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、特にレストランで用いられるコーヒーマシンには、コーヒーグラインダーが取り付けられているものがある。このコーヒーグラインダーは、平均的な挽き具合に対応し、経験的に、頻繁に用いられるコーヒー豆を基準として決定される。コーヒーマシンの取り付け中又は調整中、コーヒーグラインダーの挽き具合は、用いられる豆のそれぞれに合わせられる。こうするために、グラインダーの排出能力が計算され、該排出能力がコーヒーマシンに保存されたレシピと比較される。今日では、コーヒー飲料の種類に合わせてレシピを最適化することが可能になっている。ユーザーは、種々のレシピを参考にしながら、自らの判断でコーヒー飲料の品質を設定してコーヒーマシンを動作させるためのパラメータを有している。このパラメータには、例えば、粉の量、水の量、抽出温度、及び事前処理するコーヒー粉のタイプ等がある。しかしながら、通常、動作中には挽き具合の修正は行われない。コーヒー粉の事前処理は、複数の品質レベルで行われ、ここでは、所定のパラメータが、品質レベルに応じた事前設定値として予め設定される。コーヒー粉の事前処理の品質レベルを設定するためのこれらのパラメータとしては、例えば、膨張量、予備注入、様々な処理時間、予圧の圧力、及び予圧の時間が挙げられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、現在標準となっている従来型のコーヒーマシンにおいて、選択可能な品質レベルに基づいた事前設定値で、段階的に上記パラメータを設定することは悪影響がある。しかも、これらの事前設定値は、或るコーヒー豆を基準として決定される。もしこれとは異なるコーヒー豆が用いられた場合、挽き具合を最適化したにも拘わらず、品質レベルが異なってくる場合がある。これは、抽出時間の大幅な変化をもたらす。抽出時間はコーヒー飲料の品質等に影響するため、抽出時間に応じてコーヒーの品質が変化する。更に、コーヒーマシンに一体化されたコーヒーグラインダーは、摩耗する。時間が経過すると、上記摩耗によって挽き具合が変化する。コーヒー飲料の目標品質は、使用されるコーヒー豆の種類を替えたときだけでなく、摩擦によって引き起こされる挽き具合の変化によっても変動する。
【０００４】
本発明の目的は、改良されたコーヒーマシンの実施形態又は少なくとも代替的なコーヒーマシンの実施形態、及び、これに関連する抽出方法、特にコーヒーの品質の変動をより小さくする抽出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、上記問題は、独立請求項の主題によって解決される。有利な実施形態は、従属請求項の主題である。
【０００６】
本発明は、（湿った状態の）押圧力によって、実際の抽出時間を目標抽出時間に適合させる、という概念に基づいている。コーヒーマシン、特に自動の又は完全自動化されたエスプレッソマシンにおいてコーヒーを抽出するための本発明に係る方法では、挽き工程中、コーヒーマシンのグラインダーによって、コーヒー豆が挽かれて所定の量及び／又は所定の挽き具合のコーヒー粉が生成され、押圧工程中、上記コーヒーマシンのコーヒー粉が、或る圧力、例えば所定の押圧力で押圧される。抽出工程中、所定の抽出温度まで加熱された所定の量の水が、上記コーヒー粉を通過し、実際の抽出時間が決定される。実際の抽出時間は、保存されている目標抽出時間と比較され、上記抽出工程中又はコーヒーの抽出前毎に上記押圧力を上昇又は低減させることによって、上記目標抽出時間に適合される。このように、押圧工程の前毎に押圧力が調整されるため、抽出時間、つまり抽出水とコーヒー粉との接触時間が調整される。抽出時間は、コーヒー飲料の品質における重要なパラメータであるため、コーヒー粉の抽出前毎にコーヒー飲料の品質が最適化され、コーヒー飲料の目標品質の変動が低減される。なお、コーヒー飲料とは、コーヒー豆を挽いて作られたコーヒー粉を抽出することによって製造された抽出飲料を意味する。従って、本発明によれば、コーヒー豆を挽いてコーヒー粉にするコーヒーグラインダーを有し、細かく挽かれたコーヒー粉を通過するように所定の圧力でお湯が加圧されるコーヒーマシンによって、上述のようなコーヒー飲料が製造される。通常、このように作られたコーヒー飲料は、エスプレッソと呼ばれる。エスプレッソの場合、温度は通常約８７±７℃であり、このお湯には、約９±３barの圧力がかけられる。コーヒーの抽出工程中、つまりお湯に高圧がかけられて非常に細かく挽かれたコーヒー粉を通過している間、濃縮されたコーヒー飲料が作られ、その上には、ヘーゼルナッツ色の厚い泡の層、いわゆるクレマが形成される。これが、香りとコーヒー飲料の品質に大きく貢献する。
【０００７】
本発明によれば、コーヒー飲料は、コーヒーマシンによって、以下の工程で製造される。
【０００８】
挽き工程では、コーヒーマシンに入れられたコーヒー豆が所定の挽き具合及び所定の量のコーヒー粉になるように挽かれる。このコーヒー粉の準備工程中、コーヒー豆を膨張させるために、コーヒー粉へ水の予備注入を行うことができる。押圧工程では、任意で予め湿らされたコーヒー粉が、所定の押圧力及び所定の押圧時間で押圧されてプレスケーキになる。次の抽出工程では、所定の温度に加熱された所定の量の水が加圧されて、コーヒー粉で形成されたプレスケーキを通過する。ここでは、抽出時間は、お湯と上記押圧されたコーヒー粉とが接触する時間に対応する。コーヒーを作る前には、通常、コーヒーマシンによって処方を選択することによって所定のパラメータが決定される。このパラメータは、例えば、挽き具合、コーヒー粉の量、水の量、抽出時間、水の流量、圧力、押圧力、抽出温度、コーヒー粉の体積、コーヒー粉を予め湿らせるための水の量、及び膨張した体積、の少なくとも１つである。これらの所定のパラメータによって、所望の品質のコーヒー飲料を得ることができる。ここで、特に上記抽出時間、すなわち、お湯とコーヒー粉との接触時間が、コーヒー飲料の品質の決め手となる。
【０００９】
しかしながら、上記パラメータがばらつくことによって抽出時間が変動し、これに伴ってコーヒー飲料の品質も変動する。例えば、時間の経過に伴いコーヒーグラインダーが摩耗して十分にコーヒー豆を挽くことができなくなることが考えられる。また、異なるコーヒー豆が用いられたときに挽き具合がばらつくこともあり得る。また、一回分のコーヒー豆の量がばらつくと必然的にコーヒー粉の量が変動する。従って、コーヒーグラインダーによって生成されるコーヒー粉の品質にある程度のばらつきが発生することは容易に予測できる。
【００１０】
本発明を用いることによって、設定目標抽出時間を、上記圧力又は押圧力によってそれぞれ制御することができる。上記圧力又は押圧力は、押圧工程中及び抽出工程の前にコーヒー粉に作用する。従って、抽出時間が長くなる程、挽き具合は細かくなり且つ圧力又は押圧力が高くなる。また、押圧工程中に上記押圧力を設定することによって、抽出工程中に抽出時間が設定され、特に所定の最適値に調整される。
【００１１】
実際の抽出時間と目標抽出時間とを比較することによって、実際の抽出工程の抽出時間が目標抽出時間を示すためには現在の押圧工程の押圧力がどの程度の値に選択されるべきか、という結論を導くことができる。これにより、コーヒー粉の量のばらつき、挽き具合のばらつき、及び用いられるコーヒー豆のばらつきを補うことができる。実際の抽出時間が短すぎる場合、目標抽出時間と比較され、押圧力、すなわち現在の押圧工程の圧力が上昇する。例えば前回の抽出工程の抽出時間が長すぎた場合、現在の押圧工程の押圧力が低減される。このように調整された押圧力は、各レシピを考慮した目標抽出時間のために保存することができる。このように、特定のレシピのそれぞれを考慮して目標抽出時間を制御でき、ずれた場合には、それに応じて押圧力を変更することにより調整される。
【００１２】
上述のように、動作中、各レシピのための抽出時間を制御でき、各レシピのために設定された目標値と比較できる。各目標値からずれた場合、押圧力が調整されるようなループを用いることによって、概ね一定の抽出時間を達成できる。
【００１３】
更に、必要であれば、挽き工程の後且つ押圧工程の前の乾いた状態での押圧、又は予備注入の前の乾いた状態での押圧によって、コーヒー粉の体積を計測することが可能になる。そして一方では、コーヒーグラインダーの性能を考慮に入れた結論が導き出され、他方では、押圧力が設定されたときの上記特定のコーヒー粉の体積を考慮に入れることができる。従って、コーヒーグラインダーによって生成されたコーヒー粉の量のばらつき、及び必要であれば挽き具合のばらつきを、少なくとも部分的に補償できる。
【００１４】
しかも、抽出時間はコーヒーマシンの温度状態にも依存する。最後の抽出工程からの中断が長い程、コーヒーマシンがより冷やされ且つ次の抽出工程の抽出時間がより短くなる。この品質のロスを補うために、停止時間に応じて押圧力を上げることができる。このように、個々の抽出工程の間の停止時間も考慮できる。
【００１５】
上述のような全てのばらつきは、上記圧力又は押圧力によって補償され、従って処方を変える必要がなくなる。よって、従来のように処方を調節することによってコーヒー飲料の品質を後で調整する必要がなくなる。
【００１６】
上記押圧力を調整しても、現在の抽出工程の抽出時間が目標抽出時間に到達しないことがある。この場合、グラインドの性能又はコーヒーグラインダーの挽き具合を考慮するという結論に導かれる。これに応じて、コーヒーマシンが自動的に、挽き具合及び／又はコーヒー粉の量を調整することができる。この調整は、実行中の抽出工程における抽出時間及び圧力値のペアと、マップから読み取れる抽出時間及び圧力値のペア及び／又は以前行われた抽出工程における抽出時間及び圧力値のペアとの比較に基づき、所定の変動限界値に到達する及び／又は所定の変動限界値を超えたときに行われるのが好ましい。抽出時間が明らかに短すぎる場合、粉の量が多くなるように調整でき、又は挽き具合が細かくなるように調整できる。抽出時間が明らかに長すぎる場合、粉の量が少なくなるように決定でき、又は挽き具合が粗くなるように決定できる。
【００１７】
上述のような挽き具合又は粉の量の自動制御は、コーヒーマシンの調整中だけでなく、コーヒーマシンの試運転中に行うことができる。こうすると、少なくとも一回試験的な準備を行うことによって、該準備に基づいて設定された挽き具合、コーヒー粉の量、及び押圧力の少なくとも１つにおいて抽出時間が自動的に計算され、該抽出時間が該抽出時間の目標値と比較され、将来的な抽出時間のために、挽き具合、コーヒー粉の量、及び押圧力の少なくとも１つが調整される。これにより、試運転が明らかに簡素化され、重要な調整がコーヒーマシンによって自動で行われる。
【００１８】
しかも、この場合、異なる品質のコーヒー飲料を提供することができる。例えば、抽出時間を長くして高品質のエスプレッソを作ることができる一方、抽出時間を短くして短時間で経済的なエスプレッソを作ることもできる。従って、短時間でできるエスプレッソと長時間でできるエスプレッソとの間の複数の品質レベルが考えられる。
【００１９】
上述のような様々なパラメータは、センサーによって記録でき、実際の値と目標値とを比較できる。この情報は保存でき、品質の変動がある場合にはその旨が発せられるか、又はエラーが発せられる。
【００２０】
更に、上述のようなパラメータのモニタリングは、グラインダーの状態に関する結論を引き出すことができる。例えば、計測されて比較されたパラメータから、グラインドの性能を考慮した結論、挽き具合、及びコーヒーグラインダーの挽き品質を導き出せる。従って、記録された挽き品質に到達した場合、修理やメンテナンスサービスを要求したり、この情報をユーザーに通知したりできる。
【００２１】
上記目標値と実際の値との間の比較を行うため、コーヒーマシンは、データプロセッシング及び制御操作用のプログラム可能な論理回路（マイクロコントローラ又はプロセッサ等）、及び／又はプログラム、装置パラメータ、プログラムパラメータ、及び履歴情報の少なくとも１つを保存する少なくとも１つのメモリ装置、及び／又は情報をやりとりするためのデータインターフェースデバイス、及び／又は情報をユーザーへ発するための発信装置、及び／又は制御操作装置を操作するための入力装置、及び／又は蓄電装置を有する制御操作装置を備えているのが好ましい。
【００２２】
他の重要な特徴及び本発明の有利な点は、従属項、図面、及び図面による図に関連する説明に起因する。
【００２３】
上述した内容及び説明される特徴は、それぞれ示された組合せに適用されるだけでなく、本発明の枠組みを超えない範囲で、他の組合せ又は別々に適用できることは言うまでもない。
【００２４】
本発明の好ましい実施形態の例は、図面に示され、更に以下の記載において説明されている。これらにおける各符号は、同一又は類似の、又は機能的に同一の要素を指し示している。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、様々な挽き具合に対する、抽出時間−押圧力のグラフである。
【図２】図２は、様々なコーヒー粉の量に対する、押圧力−抽出流量のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１に示す抽出時間−押圧力の図では、抽出時間は縦軸２で示され、押圧力はＸ軸３に示されている。この図では、３つの抽出時間−押圧力の曲線４，４’，４”が示されている。４は、細かい挽き具合を示し、４’は中くらいの挽き具合を示し、４”は粗い挽き具合を示す。図１では、押圧力が上昇すると抽出時間が増加することが示されている。更に、一定の押圧力では、挽き具合の上昇とともに抽出時間も増加する。
【００２７】
従って、挽き具合及び圧力の少なくとも一方を設定することにより、抽出時間を目標値に設定できる。
【００２８】
図２に示す押圧力−流量の図は、押圧力の流量に対する依存性、及び押圧力のコーヒー粉量に対する依存性を示している。縦軸６には押圧力が示され、Ｘ軸７には流量が示されている。この押圧力−流量の図表５では、３つの押圧力−流量の曲線８，８’，８”が示されている。８グラム曲線８、１２グラム曲線８’、及び１４グラム曲線８”の曲線は、所定及び所望の流量であってコーヒー粉の量（８グラム、１２グラム、１４グラム）が上昇する場合、押圧力が低減することを示している。
【００２９】
水の流量は、コーヒー飲料の品質９，９’，９”の異なる範囲に分割できる。水の流量が速くなる程、コーヒー飲料に期待される品質は低くなる。従って、品質範囲９が高品質を示し、品質範囲９’が中くらいの品質を示し、品質範囲９”は低品質且つコーヒーマシンの生産性が高いことを示す。
【００３０】
従って、コーヒー飲料の品質は、コーヒー粉の量及び圧力の少なくとも一方を調節することによって設定される。
【図１】
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【図２】
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【外国語明細書】
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