(57)【要約】  抽出システムは、流体導管システムと、空気導管システムと、流体導管システム及び空気導管システムに結合された弁と、弁に結合されたポンプを有する。弁は、ポンプが流体を選択的に圧送し且つ空気を選択的に圧送するように、流体導管システムへのアクセスを選択的に可能にし且つ空気導管システムへのアクセスを選択的に可能にする。空気導管システムの第１のポートは、大気圧に結合され、空気導管システムの第１のポートは、流体リザーバに結合され、流体導管システムの第１のポートは、流体リザーバに結合される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抽出システムであって、
流体導管システムと、
空気導管システムと、
前記流体導管システム及び前記空気導管システムに結合された弁と、
前記弁に結合されたポンプと、を有し、
前記弁は、前記ポンプが流体を選択的に圧送し且つ空気を選択的に圧送するように、前記流体導管システムへのアクセスを選択的に可能にし且つ前記空気導管システムへのアクセスを選択的に可能にする、抽出システム。
【請求項２】
前記空気導管システムの第１のポートが大気圧に結合される、請求項１に記載の抽出システム。
【請求項３】
前記空気導管システムの第１のポートは、流体リザーバに結合される、請求項２に記載の抽出システム。
【請求項４】
前記流体導管システムの第１のポートが前記流体リザーバに結合される、請求項３に記載の抽出システム。
【請求項５】
前記ポンプが前記空気導管システムに選択的にアクセスするとき、前記ポンプは、前記流体導管システムの少なくとも一部を介して空気を圧送する、請求項４に記載の抽出システム。
【請求項６】
前記弁は、前記流体導管システムの少なくとも一部分の圧力を少なくとも部分的に制御する、請求項５に記載の抽出システム。
【請求項７】
前記弁は、電磁弁である、請求項６に記載の抽出システム。
【請求項８】
前記ポンプを通過する流体の容量が、前記ポンプの引込み電流をモニタすることによって測定される、請求項７に記載の抽出システム。
【請求項９】
抽出システムであって、
流体導管システムと、
前記流体導管システムに結合されたポンプと、を有し、
前記ポンプを通過する流体の容量が、前記ポンプの引込み電流をモニタすることによって測定される、抽出システム。
【請求項１０】
前記流体導管システム内の圧力が、前記ポンプの引込み電流をモニタすることによって調整される、請求項９に記載の抽出システム。
【請求項１１】
更に、前記ポンプに結合された弁を有し、前記弁は、前記ポンプに供給すべき圧送媒体を選択する、請求項１０に記載の抽出システム。
【請求項１２】
前記ポンプに、空気が圧送媒体として供給される、請求項１１に記載の抽出システム。
【請求項１３】
前記空気は、前記流体導管システムの少なくとも一部を介して圧送される、請求項１２に記載の抽出システム。
【請求項１４】
前記空気は、抽出サイクル後に前記流体導管システムの前記一部を介して圧送される、請求項１３に記載の抽出システム。
【請求項１５】
飲料の抽出方法であって、
流体を、少なくとも部分的に第１の導管を介して、飲料媒体を含むカートリッジに圧送するステップと、
所望の量の前記流体が前記カートリッジに圧送されたときに弁を切替えるステップと、
空気を前記第１の導管を介して圧送して、前記流体の少なくとも一部を前記第１の導管からパージするステップと、を含む抽出方法。
【請求項１６】
更に、前記ポンプが前記流体を圧送しているとき、前記ポンプの引込み電流を測定するステップと、
前記ポンプの前記測定された引込み電流に少なくとも部分的に基づいて、前記カートリッジに供給された流体の容量を決定するステップと、を有する請求項１５に記載の抽出方法。
【請求項１７】
前記第１の導管は、リザーバに結合される、請求項１６に記載の抽出方法。
【請求項１８】
前記第１の導管からパージされた前記流体の一部は、前記リザーバにパージされる、請求項１７に記載の抽出方法。
【請求項１９】
更に、前記ポンプの前記測定された引込み電流に少なくとも部分的に基づいて、前記カートリッジ内の圧力を決定するステップを含む、請求項１８に記載の抽出方法。
【請求項２０】
前記ポンプは、３室式ダイアフラムポンプである、請求項１９に記載の抽出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願との相互参照〕
本出願は、２０１４年１０月６日に出願された「コーヒー抽出システム及びその使用方法」という名称の米国仮特許出願第６２／０６０，２８２号、２０１４年１０月２８日に出願された「コーヒー抽出システム及びその使用方法」という名称の米国仮特許出願第６２／０６９，７７２号、及び２０１５年３月２０日に出願された「コーヒー抽出システム及びその使用方法」という名称の米国仮特許出願第６２／１３６，２５８号に対する合衆国法典第３５編第１１９条（ｅ）に基づく利益を主張するものであり、これらの仮特許出願の開示の全体を引用により本明細書に組み入れる。
【０００２】
本開示は、一般に飲料抽出システムなどの飲料及び／又は流動食調理システム及びその使用方法に関する。具体的には、本開示は、シングルサーブ用抽出カートリッジ又はマルチサーブ用抽出カートリッジなどから飲料を抽出するように設計された飲料抽出システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
市場には、飲料を抽出するための様々な製品が存在する。例えば、従来のコーヒー抽出機では、消費者が１回の抽出サイクル中にマルチサーブ用コーヒーポット全体に抽出を行う必要がある。最近では、消費者が素早く１人分のコーヒーを抽出できるという理由でシングルサーブ用コーヒー抽出装置の人気が高まっている。この装置は、出先で１杯だけコーヒーを飲みたい人々にとって特に理想的である。この点、消費者は、もはや飲むつもりのないコーヒーを抽出する必要がなくなる。当該技術で既知のシングルサーブ用コーヒー抽出機は、抽出サイクル中に使用する周囲温度の水を保持するリザーバを含む。この周囲温度の水は、１又は２以上のポンプによってリザーバからヒータータンクに移されて加熱された後に抽出チャンバに送られる。抽出チャンバ内の温水は、カートリッジの上部を貫通するように設計された注入針を介してシングルサーブ用抽出カートリッジの、又は最近ではマルチサーブ用抽出カートリッジの内部に注入される。注入された温水は、抽出カートリッジ内部のコーヒー粉と混ざり、フィルタによってカートリッジの底部から付勢される。抽出されたコーヒーは、フィルタを通過し、通常はコーヒーカートリッジの底部チャンバから排出ノズル又は排出針を介して排出され、小出しヘッドを介して、下にあるコーヒーマグ、或いはその他のシングルサーブ用又はマルチサーブ用飲料容器に小出しされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，２７３，０８３号明細書
【特許文献２】米国特許第５，４１３，１５２号明細書
【特許文献３】米国特許第５，５５３，２７０号明細書
【特許文献４】米国仮特許出願第６１／９４０，２９０号明細書
【特許文献５】米国仮特許出願第６２／１１２，６２７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
シングルサーブ用抽出システムは、ヒータータンク内の複数の異なる充填レベルを測定するように設計された複数のセンサを配置した過度に複雑なシステムを使用することができる。さらに、これらのコーヒー抽出システムは、抽出サイクルが開始すると、温水をヒータータンクからコーヒーカートリッジに一定速度で供給し、抽出サイクルの開始時にカートリッジ内の粉を予熱又は予湿することはない。この点、既知の抽出機は、味を犠牲にして抽出サイクル中に香味の抽出を最大限に高めることができない場合もある。また、多くのシングルサーブ用コーヒー抽出機は、抽出サイクルの最後に空気を用いて残留水をパージする（追い出す）が、リザーバからヒータータンクに水を圧送するためのポンプと、パージ用空気を圧送するための別のポンプという複数の高価なポンプを必要とする。複数のポンプは、抽出機の効率を低下させ、コスト、重量及び抽出機設計の複雑性を不必要に高める。
【０００６】
別の側面では、既知のコーヒー抽出機は、ヒータータンク及び導管内に圧力を溜め込む。この内圧は、抽出されたコーヒーを下にある容器内に小出しする抽出チャンバ内にヒータータンクから水を圧送するのに有用である。しかしながら、従来の抽出機は、注入針を介して排出する以外に内圧を解放する方法を有していない。この結果、前進圧が高まることにより、抽出サイクルが完了したと思った後に抽出機の小出しノズル又は小出しヘッドから一定期間にわたって液体が滴り落ちてしまう。従って、このような抽出機は、抽出サイクルの完了直後に抽出機からの液垂れが止まらないことを見込んで小出しヘッドの下に液滴用トレイを含むことも珍しくない。当該技術で既知の抽出機には、空気を用いて残留液をパージしようと試みるものもあるが、この工程は非効率的であり、通常は連続的な望ましくない液垂れが生じてしまう。
【０００７】
当該技術で既知の多くの従来のシングルサーブ用抽出機には、水リザーバの内面に沿った水分凝縮に関連する深刻な問題がある。通常、水リザーバ容器は、透明な又は軽く艶消しした材料で形成され、従って凝縮が容易に目に付く。この凝縮は、特にユーザに対する審美的魅力を損なうものとなり得る。また、シングルサーブ用コーヒー抽出機には、抽出機の内部を大気に通気させる比較的小さな又は離散的なポートを含むものもある。この設計は、抽出機の内部要素が周囲よりも高い温度に留まっている限り、抽出サイクル中又は抽出サイクル後にヒータータンクによって生じる熱気を放出するのに特に有益な又は望ましいものとなり得る。１つの具体例では、シングルサーブ用抽出機が、抽出機内部と大気との間の通路又はポートを含む。しかしながら、この通路又はポートは、水リザーバの側壁及び／又は水リザーバの蓋によって実質的に塞がれ、これによって抽出機ハウジングの内部から水リザーバ内への熱気の流れが著しく抑制されてしまう。
【０００８】
従って、当該技術では、ポンプタコメータによって水の体積流量を測定又はモニタすること、ヒータータンクが一杯になった時点を判定するフロート式センサシステム、最初に一瞬温水を流してカートリッジ内のコーヒー粉を最初に予熱及び予湿すること、様々な流体（例えば、液体、空気又はこれらの組み合わせ）と共に使用するように構成された単一の二重目的ポンプ、抽出システムから水又はコーヒーをパージする際にソレノイドなどを介して選択的に開いてポンプの入口に周囲空気源を導入する空気パージライン、抽出サイクルの最後に選択的に開いて抽出機導管システム内の圧力を低下させ、抽出サイクルの最後又はその間近での小出しヘッドからの液垂れを減少及び／又は防止する解放部、流水ポートを有する水リザーバに抽出機を曝し、比較的高温の空気流が水リザーバの内外に一定の流量で移動するように促して水リザーバ内の凝縮を実質的に減少又は排除するポート、及び本明細書で説明するその他の改善点などの、シングルサーブ用カートリッジ又はマルチサーブ用カートリッジへの温水の供給を向上させるための様々な改善点を含む抽出システムに対するニーズがある。本開示は、これらのニーズを満たして、関連するさらなる利点を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書に開示するコーヒー抽出システムは、一般に飲料の抽出に使用する水を蓄えるリザーバを含む。このシステムは、内部の水を加熱するように設計されたヒータータンクにリザーバから水を圧送する、入口及び出口を有するポンプも含む。１つの実施形態では、コーヒー抽出システムが、リザーバをポンプ入口に結合する、正の解放圧を有する一方向逆止弁を直列に有する第１の導管を含むことができる。任意に、第１の導管は、リザーバからヒータータンクに流れる水の量を測定する流量計を直列に含む。或いは、代わりにポンプタコメータによってそこを流れる水の量を測定することにより、流量計の必要性に置き換えることもできる。第２の導管は、ヒータータンク入口をポンプ出口に直列に結合する、正の解放圧を有する任意の同様の一方向逆止弁を有することができる。
【００１０】
抽出システムは、ヒータータンクの出口に結合された入口ピックアップと、第３の導管に結合された出口とを有する、ヒータータンクが一杯である時点の判定に使用するヒータータンク水位センサをさらに含む。入口ピックアップは、ヒータータンク出口内に延びることができ、或いはヒータータンクのドーム形ノーズ又はその付近に形成することができる。ヒータータンクを満たした水は、ヒータータンク水位センサ内に入り込むことによってセンサ内のフロートを上昇させる。ヒータータンクが一杯の場合、又は所定のレベルまで満たされている場合、フロートは、受光体が発光体（例えば、発光ダイオード（「ＬＥＤ」））から光ビームを受け取るのを阻止又は妨害することができる。正の解放圧を有する直列の一方向逆止弁を有する第３の導管は、ヒータータンク水位センサ出口を、抽出カートリッジを貫通してカートリッジ内に収容されたコーヒー粉に温水を注入するように設計された回転式又はスピン式注入針を有する抽出ヘッドに結合する。
【００１１】
抽出システムは、空気パージサイクル中にポンプの入口側を選択的に大気に開放する第１の電磁弁を内部に有する第１の空気管路をさらに含む。このシステムは、抽出サイクルの終了時における抽出ヘッドからの液垂れを減少させるようにヒータータンクの出口側を選択的に大気に開放する第２の電磁弁を直列に有する第２の空気管路も含む。第２の空気管路は、蛇行経路を含むこともできる。
【００１２】
本明細書に開示する抽出システムの使用方法は、最初にリザーバからヒータータンクに水を圧送し、ヒータータンクを満たして水を加熱するステップを含む。コントローラは、ヒータータンクが一杯である旨又は所定のレベルにある旨をヒータータンク水位センサが示した後にポンプを停止する。ヒーターは、ヒータータンク内の水を所定の抽出温度に暖める。この加熱ステップは、充填中に同時に行うことも、或いはヒータータンクが一杯になった後又は所定のレベルまで満たされた後の何らかの時点で行うこともできる。抽出サイクルを開始すると、ポンプは、最初にヒータータンクからコーヒーカートリッジに少量の温水を注入してカートリッジ内のコーヒー粉を予熱及び予湿する。次に、システムは、ポンプの速度を減速させて、低圧及び低速下で一定量の温水をカートリッジ内に移して所望の量のコーヒーをほとんど抽出する。抽出システムは、抽出サイクルの終了間際に第１の電磁弁を開いて、大気に開かれたポンプの入口側に加わる圧力を減少させる。この結果、空気が第２の導管及びヒータータンクを介して第３の導管内に圧送され、残った水又は抽出飲料の一部が抽出ヘッドを介してパージされる。最後に、システムは、ポンプが停止すると同時に又はほぼ同時に第２の電磁弁を開いて、ポンプとヒータータンクとの間の第２の導管及びヒータータンクと抽出ヘッドとの間の第３の導管を含め、ヒータータンクの出口側に加わる圧力を減少させる。従って、第３の導管内の圧力が第３の逆止弁の解放圧を下回るので、第３の逆止弁は閉じる。この点、第２の電磁弁を開くと第３の逆止弁が閉じるので、抽出ヘッドの液垂れが減少又は防止され、これによって水がさらに抽出ヘッドを流れることが防がれる。
【００１３】
本開示の側面による抽出システムは、流体導管システムと、空気導管システムと、弁と、ポンプとを含む。弁は、流体導管システム及び空気導管システムに結合される。ポンプは、弁に結合される。弁は、ポンプが流体及び空気を選択的に圧送するように、流体導管システムへのアクセス及び空気導管システムへのアクセスを選択的に可能にする。
【００１４】
本開示の別の側面による抽出システムは、流体導管システムと、流体導管システムに結合されたポンプとを含む。ポンプの引込み電流をモニタすることにより、流体導管システム内の流体の容量が測定される。
【００１５】
本開示の別の側面による飲料抽出方法は、少なくとも部分的に第１の導管を介して、飲料媒体を含むカートリッジに流体を圧送するステップと、カートリッジに所望の量の流体が圧送され終わった時に弁を切替えるステップと、第１の導管を介して空気を圧送して、流体の少なくとも一部を第１の導管からパージするステップとを含む。
【００１６】
上記の概要では、以下の詳細な説明をさらに良く理解できるように、本開示のいくつかの特徴及び技術的利点をかなり大まかに概説した。本開示のさらなる特徴及び利点については以下で説明する。当業者であれば、本開示の同一又は同様の目的を遂行する他の構造の修正又は設計の基礎として本開示を容易に利用することができると理解するはずである。また、当業者であれば、このような同等の構成が、添付の特許請求の範囲に示す本開示の教示から逸脱しないことも理解するはずである。以下の説明を添付図と併せて検討すれば、本開示の特徴と考えられる新規の特徴が、その機構及び動作方法、並びにさらなる特徴及び利点に関してさらに良く理解されるであろう。しかしながら、各図は例示及び説明目的で示すものにすぎず、本開示を限定する定義として意図するものではないと明確に理解すべきである。
【００１７】
本開示の原理を一例として示す添付図面と併せて以下のさらに詳細な説明を読めば、本開示のその他の特徴及び利点が明らかになるであろう。
【００１８】
添付図面には、本開示のいくつかの実施形態及び／又は側面を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本開示の側面による、飲料システムの一実施形態の概略図である。
【図２】本開示の側面による、飲料システムと共に使用するポンプの斜視図である。
【図３】本開示の側面による別の実施形態の概略図である。
【図４】本開示の側面によるヒータータンクの拡大概略図である。
【図５】本開示の側面による、図３の線５−５に沿って大まかに切り取ったヒータータンク水位センサの一実施形態の断面図である。
【図６】本開示の側面による、図１の線６−６に沿って大まかに切り取ったヒータータンク水位センサの別の実施形態の断面図である。
【図７】本開示の側面による、ヒータータンク水位センサのさらに別の実施形態の底面図である。
【図８】図７に示すヒータータンク水位センサの実施形態の底面斜視図である。
【図９】本開示の側面による抽出ヘッドの概略図である。
【図１０】本開示の側面による抽出ヘッドの実施形態の斜視図である。
【図１１】本開示の側面による抽出ヘッドの実施形態の別の斜視図である。
【図１２】本開示の側面による、抽出ヘッドの一実施形態の斜視図である。
【図１３】本開示の側面による、下顎部の一実施形態の平面斜視図である。
【図１４】本開示の側面による、上顎部の一実施形態の正面斜視図である。
【図１５】本開示の側面による、図７〜図８のヒータータンク水位センサの正面斜視図である。
【図１６】本開示の側面による、コーヒー抽出システムの別の実施形態の斜視図である。
【図１７】本開示の側面によるコーヒー抽出システムの概略図である。
【図１８】本開示の側面による、コーヒー抽出システムを動作させるマイクロコントローラの概略図である。
【図１９】本開示の側面による、コーヒー抽出システムの使用方法を示すフローチャートである。
【図２０】本開示の側面による、ヒータータンク水位センサの使用方法を示すフローチャートである。
【図２１】本開示の側面による、図５と同様のヒータータンク水位センサの断面図である。
【図２２】本開示の側面による、図２１と同様のヒータータンク水位センサの断面図である。
【図２３】抽出チャンバ内に抽出カートリッジを装填するステップを示すフローチャートである。
【図２４】本開示の側面による、抽出カートリッジに温水を供給するステップを示すフローチャートである。
【図２５】本開示の側面による、抽出ヘッドから水及びコーヒーをパージするステップを示すフローチャートである。
【図２６】本開示の側面による、抽出ヘッド導管を大気圧に開放するステップを示すフローチャートである。
【図２７】本開示の側面による、リザーバ水位センサにおいて使用するフロートの平面図である。
【図２８】本開示の側面によるリザーバ水位センサの概略図である。
【図２９】本開示の側面によるリザーバ水位センサの概略図である。
【図３０】本開示の側面によるリザーバ水位センサの概略図である。
【図３１】本開示の側面によるポンプの一実施形態の概略図である。
【図３２】本開示の側面によるポンプの別の実施形態の概略図である。
【図３３】本開示の側面によるポンプの実施形態の概略図である。
【図３４】本開示の側面によるポンプの別の実施形態の概略図である。
【図３５】本開示の側面による、跳ね返り防止ロジックの動作を示す概略図である。
【図３６】本開示の側面による、座ぐり孔を有する抽出ヘッドの概略図である。
【図３７】本開示の側面による、「破裂」した蓋を有する抽出カートリッジの平面図である。
【図３８】本開示の側面による上顎部の底面斜視図である。
【図３９】本開示の側面による、図３８の線３９−３９に沿って大まかに切り取った上顎部の断面図である。
【図４０】本開示の側面による抽出機コントロールパネルの概略図である。
【図４１】本開示の側面による、双方向３端子サイリスタを動作させる一般的ロジックを示す概略図である。
【図４２】本開示の側面による、コーヒー抽出機の構成要素の過熱を防ぐ一般的ロジックを示す概略図である。
【図４３】本開示の側面による、双方向３端子サイリスタ及び予熱水を冷却する冷却システムの概略図である。
【図４４】本開示の側面によるヒータータンク水位センサの概略図である。
【図４５】本開示の側面によるヒータータンク水位センサの概略図である。
【図４６】本開示の側面による抽出ヘッドの概略図である。
【図４７】本開示の側面による抽出ヘッドの概略図である。
【図４８】本開示の側面による抽出ヘッドの概略図である。
【図４９】本開示の側面によるコーヒー抽出システムの実施形態の概略図である。
【図５０】本開示の側面による、テーブルを参照するマイクロコントローラの概略図である。
【図５１】本開示の側面による水リザーバの斜視図である。
【図５２】本開示の側面による、抽出機内から熱気を放出する通路の正面斜視図である。
【図５３】本開示の側面によるリザーバ蓋の斜視図である。
【図５４】本開示の側面による抽出システムの実施形態の概略図である。
【図５５】本開示の側面による抽出ヘッドの実施形態の概略図である。
【図５６】本開示の側面による、図５４の線５６−５６に沿って大まかに切り取った炭酸飲料カートリッジの一実施形態の断面図である。
【図５７】本開示の側面による、炭酸飲料の生成方法を示すフローチャートである。
【図５８】本開示の側面による、炭酸飲料カートリッジの内側チャンバ内に温水を注入する方法を示すフローチャートである。
【図５９】本開示の側面による炭酸飲料カートリッジの断面図である。
【図６０】本開示の側面による、炭酸飲料カートリッジの密封方法を示すフローチャートである。
【図６１】本開示の側面による、図５６及び図５９と同様の炭酸飲料カートリッジの断面図である。
【図６２】本開示の側面による、コーヒー抽出機の一実施形態の斜視図である。
【図６３】本開示の側面による、図３９の矩形６３に沿って大まかに切り取った拡大図である。
【図６４】本開示の側面によるヒータータンク水位センサの概略図である。
【図６５】本開示の側面によるヒータータンク水位センサの概略図である。
【図６６】本開示の側面によるヒータータンク水位の概略図である。
【図６７】本開示の側面によるヒータータンク水位センサの実施形態の概略図である。
【図６８】本開示の側面によるヒータータンク水位センサの概略図である。
【図６９】本開示の側面による抽出ヘッドの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
添付図面に関連して以下に示す詳細な説明は、様々な構成を説明するものとして意図されており、本明細書で説明する概念を実施できる構成のみを示すものではない。詳細な説明は、様々な概念を完全に理解できるように具体的な詳細を含む。しかしながら、当業者には、これらの具体的な詳細を伴わずにこれらの概念を実施できることが明らかであろう。場合によっては、このような概念を曖昧にしないように、既知の構造及び構成要素についてはブロック図の形で示している。本明細書における「及び／又は（ａｎｄ／ｏｒ）」という用語の使用は、「包括的ＯＲ」を示すように意図されており、「又は（ｏｒ）」という用語の使用は、「排他的ＯＲ」を示すように意図されている。
【００２１】
〔概観〕
図１は、本開示による飲料システムの一実施形態の概略図である。
【００２２】
例示を目的とする図面に示すように、図１では、飲料抽出システムなどの飲料システムの本開示を全体的に参照番号１０によって参照し、本開示による飲料抽出システムの別の又はさらなる実施形態は、本明細書では参照番号１０’及び１０’’などのように、プライム記号の反復によって参照することができる。飲料抽出システムは、参照番号１０として参照することができるが、システム１０’、１０’’などにおける特徴への参照は、システム１０に関連して説明する特徴と同一及び／又は同様の構造及び／又は機能を有すると理解されたい。
【００２３】
例示を目的として図面に示す飲料抽出システム１０などの本開示の側面は、一般に周囲温度の水リザーバ１４から、最終的に抽出ヘッド１８（本明細書では「抽出ヘッド」と呼ぶが、多くの異なるタイプのヘッドも可能であり、この用語を限定的なものとして解釈すべきではない）に供給するのに望ましい温度（本明細書では「抽出温度」と呼ぶが、例えば「混合温度」、「スープ温度」などの他の温度タイプも可能であり、この用語を限定的なものとして解釈すべきではない）に水を加熱するヒータータンク１６に、加熱前の水を圧送するように構成できるポンプ１２を含むことができる。抽出ヘッド１８は、コーヒー粉、お茶、ホットチョコレート、レモネードなどの、抽出ヘッド１８から小出しされる飲料を生成するためのシングルサーブ用の量又はマルチサーブ用の量の飲料媒体７８を含むカートリッジ３２（例えば、「抽出カートリッジ」）を収容できるレセプタクル３０（例えば、「抽出チャンバ」）を含むことができる。飲料は、抽出サイクルの一部として、プラテン１４上に配置できるマグ２６８又はその他の同様の容器（例えば、カラフェ）などの、下にある容器内に小出しすることができる。
【００２４】
具体的に言えば、リザーバ１４は、本明細書に開示する実施形態及び工程に従って１杯又は数杯の飲料（例えば、コーヒー）を抽出するために使用する周囲温度の水を蓄える。限定するわけではないが、周囲よりも熱い予熱水などの、周囲以外の温度の水を利用する実施形態も可能である。リザーバ１４は、注入される水を受け取るように上部からのアクセスが可能であり、枢動自在な又は完全に取り外し可能な蓋、或いはリザーバ１４内の水を防水密閉する他の閉鎖機構を含むことができる。水は、抽出工程中にリザーバ１４の底部の出口１３１を介してリザーバ１４から出ることができる。しかしながら、水は、側面又は上部などの底部以外の場所から、リザーバ１４内又はその他の場所内に下向きに延びるリザーバピックアップ３４などを介して、望む通りに又は実現可能な形でリザーバ１４から出ることもできる。１つの実施形態では、リザーバ１４が、内部に存在する水の量を測定するための水位センサ３８を含む。ホール効果センサなどの任意のリザーバ閉鎖スイッチ３６によって、リザーバ１４が蓋によって密閉されているかどうかを検出し、蓋が開いている場合には、抽出機回路と通信して抽出サイクルの開始を防ぐこともできる。リザーバ１４は、例えば６オンス（ｏｚ）（１７０．１ｇ）カップのコーヒーなどの少なくとも１杯の抽出飲料を抽出するのに十分な量の水を保持するサイズとすることができる。リザーバ１４は、任意のサイズ又は形状とすることができ、８ｏｚ（２２６．８ｇ）、１０ｏｚ（２８３．５ｇ）、１２ｏｚ（３４０．２ｇ）、１４ｏｚ（３９６．９ｇ）又はそれよりも多くなどの、６ｏｚ（１７０．１ｇ）よりも多くを抽出するのに十分な水を保持するサイズとすることができる。当然ながら、水リザーバ１４は、給水本管などの他の水源に置き換えることもできる。
【００２５】
システム１０は、水位センサ３８を用いてリザーバ１４内の水位を測定することができる。水位センサ３８は、リザーバ１４内の水位が抽出サイクルを完結するための閾値最少量を下回った時点を判定することができる。例えば、抽出システム１０が１０ｏｚ（２８３．５ｇ）のコーヒーを抽出するように設定されている場合、水位センサ３８は、リザーバ１４内に８ｏｚ（２２６．８ｇ）の水しか存在しないと判断した場合には、抽出機が抽出サイクルを開始するのを防ぐことができる。この点、システム１０は、水位がこの閾値を下回る（すなわち、抽出機が所望の量を抽出できない）ことをセンサ３８が示したという理由で抽出サイクルを開始しない。抽出サイクルを開始するには、リザーバ１４に水を加えて最小閾値を超えるようにするか、又は抽出量を減らすことができる。これとは別に、及び／又はこれに加えて、センサ３８を低水位センサとすることもできる。このようなセンサ３８は、抽出機が単一サイズのカップのコーヒーしか抽出できない実施形態で使用することができる。ここでは、リザーバ１４内の水が所定の最少量の水（例えば、６ｏｚ（１７０．１ｇ））を下回っている場合、抽出サイクルは開始されない。センサ３８は、フロートセンサなどの任意のタイプのものとすることができる。
【００２６】
別の実施形態では、抽出システム１０が、水位センサ３８を含まなくてもよい。このような実施形態では、リザーバ１４が水を含んでいる限り、抽出システム１０が抽出サイクルを自動的に開始して実行することができる。リザーバ１４が空になると、抽出システム１０は、抽出サイクルの終了を開始する。このような実施形態では、抽出システム１０が、リザーバ１４が水を有しているかどうかをポンプ１２からの測定値に基づいてモニタすることができる。ポンプ１２は、水を圧送する際（すなわち、リザーバ１４が水を含む場合）には、空気を圧送する際（すなわち、リザーバ１４が空の場合）の低負荷と比べて高負荷の状況で動作することができる。抽出システム１０は、ポンプ１２が引き込む電流の変化を測定することにより、又はポンプ１２によって引き込まれた電流を定期的に読み取ることにより、高負荷又は全負荷の状態から低負荷又はほぼ無負荷の状態への変化を測定することができる。例えば、ポンプ１２は、高密度の水を圧送する高負荷の状態では高電流を引き込み、低密度の空気を圧送する際には低電流を引き込む。抽出システム１０は、電流測定値の差分を比較して、リザーバ１４が空であるかどうかを判定することができる。（標準偏差内の）著しい電流低下が測定された場合には、ポンプ１２がもはや水を圧送しておらず空気を圧送しているので、リザーバ１４が空であることが示される。
【００２７】
これとは別に及び／又はこれに加えて、抽出システム１０は、電流測定値をルックアップテーブルと比較して、抽出システム１０が水を圧送しているか、それとも空気を圧送しているかを判定することもできる。ルックアップテーブルは、リザーバ１４が圧送すべき水を有しているかどうかを最初に判断するのに役立つことができる。最初の電流測定値が、通常は空気の圧送に関連する範囲内にある場合、抽出システム１０は、抽出サイクルを開始する代わりに、リザーバ１４が空である旨、又は充填する必要がある旨を示すことができる。この場合、抽出サイクルの開始前に、リザーバ１４にある程度の量の水を満たすことができる。従って、抽出システム１０は、リザーバ１４に加えられた量に基づいて特定量の飲料を選択的に抽出することができる。これにより、抽出すべき飲料のサイズを抽出サイクルの開始前にユーザが手動で決定できるようになり、抽出されている液体の量についての任意の追跡及び／又はモニタリングを低減又は排除することができる。
【００２８】
本開示の他の特徴は、他の技術を用いてリザーバ１４内の水位を決定することができる。例えば、システム１０は、ポンプ１２の回転速度（例えば、毎分回転数（「ＲＰＭ」））をモニタ又は測定することができる。本明細書で説明したように、ポンプ１２は、水を圧送する際には、空気を圧送する際の低負荷と比べて高負荷の状況で動作する。従って、ポンプ１２は、比較的低い負荷を受けている時（すなわち、空気を圧送している時）に高回転速度で動作するのとは対照的に、比較的高い負荷を受けている時（すなわち、水を圧送している時）には、低回転速度で動作することができる。システム１０は、測定値を比較してリザーバ１４が空であると判断することができる。（標準偏差内の）著しい回転速度の増加は、リザーバ１４が空であることを示すことができる。このような回転速度の測定値も、ルックアップテーブルと比較することができる。最初の回転速度測定値が、通常は空気の圧送に関連する範囲内にある場合、システム１０は、抽出サイクルを開始せず、及び／又はリザーバ１４が空である旨、又は抽出サイクルの開始前にある程度の量の水を充填すべき旨を示すことができる。
【００２９】
本開示の別の実施形態では、システム１０が、第１の抽出ライン又は導管４０などのシステム内の導管を通る、又はリザーバ１４が水を有している（又は有していない）状況での水の流れ（又は水の欠如）を識別する他のセンサを含むことができる。例えば、光センサは、乱流又はその他の光学依存性の流れ特性に基づいて、導管４０を通る水の流れを識別又は測定することができる。システム１０は、水スループットと共に回転する（例えば、基本的にホール効果センサとして動作する）電機子又はシャフト上の磁石を含むことができる。磁石及びばねを用いて同様の設計を実現することもできる。いずれの場合にも、導管４０を通る流れが低い状態又は無い状態が測定されると、リザーバ１４が低位又は空であることが示される。
【００３０】
本開示のいくつかの実施形態では、ポンプ１２を、（例えば、リザーバ１４から抽出カートリッジ３２への）水の加圧及び／又は圧送、及び／又は（例えば、抽出サイクルの終了近く、終了時又は終了後などに、残った水又は抽出された飲料をシステム１０から効率的にパージするための）空気の加圧及び／又は圧送という二重目的で使用できることが有利である。この点、ポンプ１２は、最初にリザーバ１４から第１の導管４０を介してヒータータンク１６に水を圧送することができ、ここで水を所定の抽出温度に予熱及び／又は加熱した後に、抽出カートリッジ３２に供給して飲料媒体７８を抽出することができる。ポンプ１２は、抽出サイクルの終了時、終了近く又は終了後に、システム１０を介して加圧空気を圧送し、システム１０内の残っている全ての水及び／又は抽出された飲料をパージして、抽出サイクルの終了時の液垂れを減少及び／又は排除する。従って、ポンプ１２は、湿潤状態及び乾燥状態の両方で動作することができ、すなわちポンプ１２は、必要以上の摩耗及び引裂を伴わずに水の圧送と空気の圧送との間で切替わることができる。従って、ポンプ１２は、２ポンプシステムの必要性を排除することによって抽出システム１０の全体的な複雑性を抑えることができ、水のための１つのポンプと、残った流体を空気でパージするための第２のポンプとを必要とする従来のシステムよりも有利である。
【００３１】
システム１０内には、システム１０の全体的性能に影響を与え得る多くの変数が存在する。１つの変数は、リザーバ１４内の水位である。別の変数は、ヒータータンク１６内のヒーター８２の動作とすることができる。別の変数は、逆止弁１２２を部分的に閉じることができるカートリッジ３２からの背圧とすることができる。他の変数が存在することもできる。プロセッサ５１２は、これらの各変数を少なくとも部分的に考慮してシステム１０内の性能の一貫性を高めることができる。
【００３２】
リザーバ１４内では、出口１３１における、逆止弁４６の流れ方向に逆らう圧力（又はシステム１０が給水本管に結合されている場合には、給水本管の圧力）が変化することがある。ポンプ１２は、本明細書で説明するように回転毎に一定量の液体を供給することができるが、ポンプ１２による引込み電流のモニタリングは、ポンプ１２にわたる圧力差を決定するのに十分でない場合もある。
【００３３】
ポンプ１２に供給される電圧は、ポンプ１２の各回転の速度及びタイミングが、ポンプ１２を動作させるために供給される電流によって求められるようにクランプすることができる。ポンプ１２のステータ上の巻線数はポンプ毎に異なることができ、従ってシステム１０内に取り付ける前に各ポンプの較正を行って、各ポンプによって引き込まれる電流を決定することができる。
【００３４】
ポンプ１２のロータの回転中、すなわちステータの巻線内の電場がロータの磁石又はその他の金属部分による干渉を受けている時には、特定の時点で電流スパイクが発生する。これらの電流スパイクは、ポンプ１２内のピストンの動きに対応することができ、或いは電流スパイク間の任意の遅延及びポンプ１２内の１又は２以上のピストンの完全な変位を決定するように較正することができる。
【００３５】
電流スパイク間では、ポンプ１２に過負荷を掛けるほど又は別様に損傷するほど十分な電力が引き込まれないので、ポンプ１２に供給される電圧をクランプする必要がない場合もある。従って、ポンプ１２の電圧をアンクランプして測定することができる。この電圧は、リザーバ１４内の水位によって生じる静水圧に関連する、導管４０内の静圧を示す。
【００３６】
換言すれば、リザーバ１４内の水位によって又は他のいずれかの形で生じるポンプ１２の入口４２における最小圧力又は拡張期圧は、ポンプ１２の出口１４４における心臓の収縮期圧と同様の最大揚水量から等距離の地点又はその近くに（１つの実施形態では、最小揚水量に）ポンプ１２が存在する時に、ポンプ１２の電圧、電流又はその他の特性を測定することによって決定することができる。プロセッサ５１２又は他の同様の手段は、これらの測定値を考慮して、ヒータータンク１６に、そして最終的にはカートリッジ３２に供給される流体の容量を変化させて、システム１０内の流体流の一貫性を高めることができる。
【００３７】
本開示の側面では、ヒータータンク１６に入る最小圧力を逆止弁８８が制御し、ヒータータンク１６から離れてノズル１４４及びカートリッジ３２に供給される最小圧力を逆止弁１２２が制御することができる。しかしながら、実際の圧力は、逆止弁１２２が受け入れる最小解放圧をはるかに上回ることができる。この圧力は、最小値以外は制御されないので、カートリッジ３２にさらなる圧力及び／又は液体が供給され、システム１０の結果に一貫性が無くなる可能性がある。
【００３８】
例えば、限定的な意味ではないが、抽出サイクルの開始時には、逆止弁１２２が最小解放圧を取得しており、流体はノズル４４を通ってカートリッジ３２内に流入する。抽出サイクル中に（単複の）加熱素子８２が励起された場合、ヒータータンク内の圧力が上昇し、従って逆止弁１２２を通るさらなる圧力が生じる。このさらなる圧力は、逆止弁１２２によって制御されず、又はベント１２８によって放出されないことがあるので、ノズル４４を介してカートリッジ３２に供給される可能性がある。次の抽出サイクルでは、加熱素子８２が励起されず（又はあまり励起されず）、従って（単複の）加熱素子８２からのさらなる熱に起因する水の膨張によって生じるさらなる圧力及び／又は流体が次のカートリッジ３２に供給されない（又はわずかしか供給されない）場合がある。飲料媒体２４が異なる圧力を受け取ったため、飲料媒体２４から収集される味、温度又はその他の特性が異なってしまう可能性がある。
【００３９】
本開示は、この圧力差を低減するために、プロセッサ５１２又はその他の手段を用いて（単複の）加熱素子８２に供給される電流をモニタし、これに応じてノズル４４に流体を供給する時間を調整することができる。本開示は、プロセッサ５１２を用いて、例えば逆止弁１２２への入力における温度測定、圧力測定などの他の方法で逆止弁１２２に供給される圧力差をモニタし、流体を供給する時間又はシステム１０の他の側面を変化させて、得られる結果の一貫性を高めることもできる。
【００４０】
各カートリッジ３２は、ノズル４４によって貫通されると、カートリッジ３２を介してマグ２６８に向かう流体の流れに抵抗を与える。この抵抗は、とりわけカートリッジ３２内の飲料媒体に基づいて変化する。例えば、限定的な意味ではないが、カートリッジ２４内のブイヨンはノズル４４からの加熱流体に溶解するが、コーヒー粉はそうでないので、ブイヨンが流体流にもたらす抵抗は挽いたコーヒーよりも低い可能性がある。
【００４１】
飲料媒体７８を横切る圧力の低下は、逆止弁１２２の出口に対して背圧をもたらすことができる。この背圧が十分に高い（例えば、逆止弁１２２の入口と出口との間の圧力差以上である）場合には、逆止弁１２２が閉じることがあり、又はノズル４４を通じた加熱流体の流入圧によって生じる圧力によってカートリッジ３２（又はカートリッジ３２内部の濾紙）が「破裂」することがある。
【００４２】
カートリッジ３２は、一定量の圧力にしか耐えることができないので、カートリッジ２２の不具合の可能性を最小限に抑えるために、プロセッサ５１２は、（センサなどを介して）逆止弁１２２の位置をモニタすることができ、及び／又は逆止弁１２２とベント１３２を結合させることができる。
【００４３】
多くの抽出工程では、抽出材料からの香味抽出に影響を与えるいくつかの変数が存在する。例えば、限定的な意味ではないが、抽出機は、加熱時間と呼ばれる一定量の時間にわたって水を加熱し、抽出時間と呼ばれる一定量の時間にわたって抽出材料（例えば、コーヒー）に水を通すことができる。しかしながら、抽出機によって制御される変数が、加熱時間及び抽出時間にわたる時間のみである場合、抽出機は、とりわけ水の周囲温度又は事前温度、硬度又は水中に存在する他のミネラル、機械内の水の量、及び／又は水を供給する圧力を考慮しない可能性が高い。さらに、単純なタイマーは、抽出サイクル中に、飲料媒体の量、挽き具合及び／又は密度、及び／又は水が抽出材料を通過する際の実際の水の温度を考慮しない可能性が高い。
【００４４】
従って、本開示による装置又はシステムは、異なる材料を異なる方法で抽出できるように複数の変数を考慮することができる。さらに、本開示による装置又はシステムは、抽出サイクル中及び／又は抽出サイクルの合間に変化する可能性がある１又は２以上の変数を考慮することもできる。
【００４５】
抽出サイクルは、例えば複数の異なる期間を含むことができる。水、抽出材料及び／又は抽出機の状態は、消費者又はユーザによる抽出要求の前に決定し、概算し、測定し、補間し、推定し、又は別様に考慮することができる。例えば、限定的な意味ではないが、リザーバ、ヒータータンク又は他の領域内の水の温度を測定して、水を所望の温度に加熱するために加熱素子をどれほどの時間にわたって励起すべきかなどを決定することができる。本明細書では、このような水、抽出材料、システムパラメータの初期状態、及び抽出材料に水を供給する前のその他の状態を、抽出サイクルの「抽出前期間」と呼ぶことができる。
【００４６】
抽出サイクル内の別の期間は、抽出サイクルの「抽出期間」と呼ぶことができる。抽出期間は、抽出機に水が供給される抽出サイクル中の時間である。抽出前期間と同様に、抽出機に水を供給している最中にも、水、抽出材料、システムパラメータの状態及びその他の状態をモニタし、測定し、又は別様に推測又は決定して、抽出期間中の抽出状態をさらに正確に制御することができる。例えば、限定的な意味ではないが、抽出材料に一貫した水温を提供するために、加熱後に水温を測定及び／又は制御することなどができる。
【００４７】
抽出サイクル中の別の期間は、「パージ期間」と呼ぶことができる。パージ期間を用いて、抽出装置から水又はその他の物質を除去することができる。例えば、限定的な意味ではないが、抽出機は、抽出装置内の水の流れを変化させて抽出材料への温水の供給を停止し、抽出機内部の管体、ポンプ及びその他のパイプを介して空気を圧送して、所望の飲料を抽出した後の機械からの液垂れを減少又は排除することができる。
【００４８】
本開示による抽出装置は、例えば、水温、圧力、背圧、抽出材料の量又はタイプ、時間、水の供給時間、水の供給量、温度における水の供給量、パージ時間、既存の状態及び／又は抽出機において使用する１又は２以上の抽出材料の抽出性能を制御できる他の特性などの１又は２以上の抽出変数の１又は２以上の状態を判定し、測定し、推測し、又は別様に決定することができる。
【００４９】
図２は、本開示による飲料システムと共に使用するポンプの斜視図である。
【００５０】
具体的に言えば、図２には、抽出システム１０と共に使用するポンプ１２の１つの実施形態を示す。ポンプ１２は、一定量の流体を受け取るための入口４２と、ポンプ１２から加圧流体を排出するための出口１４４とを含む。ポンプ１２は、３室式ダイアフラムポンプ又はその他のダイアフラムポンプなどの容積型ポンプとすることができる。或いは、ポンプ１２は、遠心ポンプなどの非容積型ポンプとすることもできる。ポンプ１２は、空気の圧送及び／又は水の圧送を繰り返すことができ、従来の飲料抽出機の通常の耐用年数と同等の範囲の耐用年数を有する。
【００５１】
第１の導管４０は、リザーバ１４をポンプ１２に流体的に結合する。１つの実施形態では、第１の導管４０が、リザーバ１４から第１の逆止弁４６及び任意の流量計４８を介してポンプ入口４２に水を運ぶことができる。第１の逆止弁４６は、第１の位置にある時にはリザーバ１４からポンプ１２への前方流を可能にし、第２の位置にある時には流体がリザーバ１４に向かって逆方向（すなわち、後方に）に逆流するのを防ぐ一方向逆止弁とすることができる。さらに、第１の逆止弁４６は、正の解放圧（すなわち、弁を開くために必要な正の前方閾値圧）を有する。従って、第１の逆止弁４６は、一般に（例えば、ポンプ１２によって誘発される）正の前方流が解放圧を超えない限り閉位置に付勢される。例えば、第１の逆止弁４６は、１平方インチ当たり２ポンド（「ｐｓｉ」）の解放圧を有することができる。従って、第１の逆止弁４６を開いて流体がそこを流れるようにするには、第１の導管４０を介して流体を引き寄せる圧力が２ｐｓｉを超えなければならない。この点、ポンプ１２が第１の導管４０を少なくとも２ｐｓｉまで加圧しない限り、リザーバ１４からの水は第１の逆止弁４６を越えて流れない。解放圧は、使用する特定のポンプ及び／又はその他の構成要素に応じて変化することができる。
【００５２】
飲料抽出システム１０は、水リザーバ１４からヒータータンク１６に圧送される水の量を測定するための、第１の逆止弁４６とポンプ１２との間に配置された流量計４８を含むことができる。１つの側面では、流量計４８が、最初にヒータータンク１６を満たすために使用される水の量を測定することができる。これに加えて、又はこれとは別に、ヒータータンク１６が一杯になると、流量計４８は、抽出サイクル中に抽出カートリッジ３２に供給される水の量をリアルタイムで測定することができる。システム１０は、この情報に基づいて、抽出サイクル中に抽出すべき飲料の量を設定して追跡することができる。従って、ユーザは、いずれか１回の抽出サイクルで抽出する飲料の所望の量（例えば、６ｏｚ（１７０．１ｇ）、８ｏｚ（２２６．８ｇ）、１０ｏｚ（２８３．５ｇ）、１２ｏｚ（３４０．２ｇ）又はそれよりも多く）を選択することができる。基本的に、流量計４８は、ポンプ１２が正しい量の水（すなわち、所望の供給サイズ）をリザーバ１４から抽出カートリッジ３２に移すことを確実にする。流量計４８は、ホール効果センサとすることができるが、本開示の範囲から逸脱することなく任意のタイプの流量計とすることができる。或いは、流量計４８は、ポンプ１２の出口側に位置することもできる。
【００５３】
別の実施形態では、飲料抽出システム１０が、リザーバ１４からヒータータンク１６及び／又は抽出カートリッジ３２に移す水の量を、ポンプ１２を用いて決定し、従って流量計４８を排除することができる。システム１０は、プロセッサ５０又はシステム１０内の他の装置への電気信号フィードバックによってポンプ１２の回転速度をモニタして、ポンプ１２の動作速度を（例えば、毎分回転数、すなわち「ｒｐｍ」で）決定することができる。このことは、タコメータの使用に類似する。この点、システム１０は、例えばポンプ１２が引き込む電流の量に基づいてポンプ１２の回転速度を決定することができる。容積型ポンプの回転毎に、所定量の流体がポンプを通過することができる。従って、ポンプ１２が３室式ダイアフラムポンプである場合、プロセッサ５１２を使用できるシステム１０は、ポンプ１２の回転毎に、各ダイアフラムを満たす流体の容量の３倍が移動することが分かる。換言すれば、１／３回転によって１つのダイアフラムのキャビティの容積に等しい量の流体が移動する。このように、飲料抽出システム１０は、ポンプ１２の回転速度をモニタすることにより、ポンプ１２を介して移動した水の総量をポンプ実行時間に基づいて決定することができる（例えば、総流体量＝ポンプ速度＊流体量／回転＊時間）。例えば、ポンプ１２が５００ｒｐｍで１分間にわたって動作し、回転毎に０．０２オンスの流体が移動する場合、飲料抽出システム１０は、ポンプ１２が合計１０オンスの流体（例えば、抽出サイクル中の水）を圧送したと判断することができる。別の同様の実施形態では、電流スパイクをモニタすることができる。各ポンプ電流スパイクは、移動する水の量（例えば、１つのダイアフラム内の液量）に相関することができ、従って総移動量（従って流量）を計算することができる。ポンプ速度、実行時間及び移動は、選択されるポンプのタイプ及びサイズ、並びに飲料抽出システム１０のタイプに応じて変化することができる。上記は、本明細書に開示するシステム１０と共に利用できる多くの異なる組み合わせのほんの一例である。
【００５４】
ヒータータンク１６は、リザーバ１４から圧送された周囲温度の水を、コーヒーを抽出するのに十分な温度（例えば、華氏１９２°（８８．９℃））に加熱するように設計される。具体的に言えば、ヒータータンク１６は、加熱していない水の流入を受け入れる入口５２と、温水を排出する出口５４と、最終的に抽出カートリッジ２２内のコーヒー粉２４を抽出するために使用できるように水を加熱する加熱素子５６とを含む。図１、図３、図１６及び図１７に示すように、入口５２及び加熱素子５６は、実質的にヒータータンク１６の底部に配置される。加熱素子５６によって加熱された水は、リザーバ１４から移動してきた冷たい水（例えば、室温）よりも密度が低いので上昇する。これにより、タンク１６内の最も冷たい水が絶えず加熱されることが確実になる。たとえ入口５２をタンク１６の上部に配置した場合でも、リザーバ１４からの周囲温度の水は、１又は２以上の加熱素子５６上に、又はこれらの加熱素子を越えて直接流れ、正しい加熱を保証することができる。例えば、入口５２がヒータータンク１６の上部に存在する実施形態では、第１の加熱素子（図示せず）を入口近くに配置してタンク１６に入り込んだ水を予熱する一方で、加熱素子５６をタンクの底部に配置して連続加熱を確実にすることができる。加熱素子５６は、一連の電気抵抗コイルとすることができるが、当該技術で既知の任意のタイプの加熱素子とすることができる。出口５４は、ヒータータンク１６の上部に配置されて、水が重力に対抗する（すなわち、上向きに流れる）のに十分な圧力下にある場合にのみヒータータンク１６から排出されるように保証することができる。すなわち、重力は、コーヒー抽出システム１０内の残留水が出口５４を介して抽出ヘッド１８に流れ、抽出サイクルの完了後に抽出ヘッド１８から滴らないようにする。従って、本明細書に開示するコーヒー抽出システム１０は、ヒータータンクの底部にヒータータンク出口が位置する従来のシステムよりも有利である。しかしながら、別の実施形態では、本明細書に開示するシステム１０、１０’、１０’’、１０’’’、１０’’’’のいずれかを用いてもよい。
【００５５】
ヒータータンク１６は、ヒータータンク１６内の水の温度を測定するサーミスタなどの温度センサ５８をさらに含む。或いは、温度センサ５８は、セラミック又はポリエステルサーモスタット、又は当該技術で既知の他のいずれかの好適な温度センサとすることもできる。温度センサ５８は、コーヒー抽出システム１０がヒータータンク１６内の適切な抽出温度（例えば、華氏１９２°（８８．９℃））を維持する役に立つ。温度センサ５８は、抽出温度を手動又は自動で調整できる場合にシステム１０が所望の抽出温度を設定するのにも役立つことができる。
【００５６】
図４に示す１つの実施形態では、ヒータータンク１６が、丸い又はドーム形のノーズ６０を含み、ここからヒータータンク出口５４が同心状に延びることができる。このように、ドーム形ノーズ６０の形状は、ヒータータンク１６内の流体が隅又はその他のポケットに集まるのを防ぐ役に立つとともに、むしろヒータータンク出口５４介して外に向かう流体の流れを容易にする。ヒータータンク１６は、最大供給サイズ（例えば、１６ｏｚ（４５３．６ｇ））を抽出するのに十分な水を保持するほどの大きさにすることができるが、当該技術で既知の任意の形状又はサイズとすることができる。
【００５７】
図１、図３、図１６及び図１７に示すように、ポンプ１２によって移された流体は、ポンプ出口４４を入口５２におけるヒータータンク１６の底部に流体的に結合する第２の抽出ライン又は導管６２通って進む。ポンプ１２と入口５２との間には、第２の導管６２と直列に第２の逆止弁６４（図１及び図３）が配置されて、ヒータータンク１６内の温水がポンプ１２に向かって逆流するのを防ぐ。第２の逆止弁６４は、第１の逆止弁４６と同様の正の解放圧（例えば、２ｐｓｉ）を有する一方向逆止弁とすることができる。従って、流体は、第２の逆止弁６４の解放圧を超えない限りヒータータンク１６に流れることができない。当然ながら、第２の逆止弁６４は、異なる解放圧を含め、第１の逆止弁４６とは異なる仕様を有することもできる。
【００５８】
また、コーヒー抽出システム１０は、ヒータータンク１６内の水位を決定するためのヒータータンク水位センサ６６を含むことができる。図５に示すような１つの実施形態では、以下でさらに詳細に説明するように、センサ６６が、ヒータータンク出口５４内に下方に延びる入口ピックアップ７０を一方の側に有し、出口７２を他方の側に有する、実質的に円筒形のキャビティ６８を含む。図４に示すように、入口ピックアップ７０は、ドーム形ノーズ６０に結合され、又はドーム形ノーズ６０から形成することができる。すなわち、入口ピックアップ７０は、必ずしもヒータータンク１６又は１６’の上部内に下向きに延びなくてもよく、むしろヒータータンク１６又は１６’の全体形状から形成することができる。キャビティ６８の片側には、センサ６６に含まれる発光体７４が配置され、キャビティ内部を横切って光ビーム７６を発光し、この光は、反対側に配置された受光体７８によって受け取られる。発光体７４及び受光体７８は、これらの間で光ビーム７６を伝達できる限り、図５に示すようにキャビティ６８内に配置することも、或いはキャビティ６８の外部に配置することもできる。図５に示す実施形態では、発光体７４及び受光体７８が、センサハウジングの垂直な側面に配置され、センサ６６の底部及び頂部から入口ピックアップ７０及び出口７２がそれぞれ延びる。
【００５９】
ヒータータンク１６からの温水は、入口ピックアップ７０を介してセンサ６６に入り込み、タンク１６が水で満たされると、センサ内に配置されたフロート８０を上向きに押す。１つの実施形態（図５及び図２１〜図２２）では、一般にフロート８０がディスク様の形状を有し、キャビティ６８に入り込んだ水の上に浮かぶ。ヒータータンクから水が排出されてセンサ６６の内部を満たすと、フロート８０は、その浮力によってキャビティ６８内の水位と共に上昇することができる。最終的に、フロート８０は、フロート８０がセンサ出口７２を完全に閉鎖又は密封するのを防ぐ１又は２以上の下向きに延びるレッグ８２に接触する。この時点で（例えば、図２２に示すように）、フロート８０は、発光体７４と受光体７８との間に配置されることにより、受光体７８が発光体７４から光ビーム７６を受け取るのを妨げる。受光体７８は、もはや光ビーム７６を感知していないので、ヒータータンク１６が一杯であることを示す信号をマイクロコントローラ５０（図１８）に中継することができる。下向きに延びるレッグ８２は、抽出サイクル中にヒータータンク１６内の水がフロート８０を迂回して出口７２を介して流出できるようにする１又は２以上の通路８４（図５）を間に含むことができる。当然ながら、ヒータータンク水位センサ６６は、ヒータータンク１６又は１６’のいずれかと協働することができる。
【００６０】
図６に示す別の実施形態では、システム１０が、内部に球状フロート８０’が配置されたＤ字形キャビティ６８’を有するヒータータンク水位センサ６６’を含むことができる。この実施形態では、一連の突出部８６が、フロート８０’をＤ字形キャビティ６８’内に選択的に水平に位置付けて、最終的に発光体７４と受光体７８との間に整列又は位置付けられるようにすると同時に、抽出サイクル中にヒータータンク１６が一杯になった後にキャビティ６６’を通る流体の実質的な層流を許容又は可能にする。突出部８６は、キャビティ６８’の内部側壁の一部から形成されてキャビティ６８’の内向きに延びることも、或いは球状フロート８０’から形成され又は球状フロート８０’から外向きに延び、キャビティ６８’の内部側壁に対して摺動することもできる。いずれの実施形態においても、突出部８６は、キャビティ６６’を通る垂直方向の流体流の途絶を最小限に抑え、突出部８６と球状フロート８０’又はキャビティ６８’の内部側壁との間の垂直表面積接点を最小限に抑えて球状フロート８０’がキャビティ６６’内で垂直に動けるように、相対的に幅よりも垂直に長くすることができる。
【００６１】
上述したように、システム１０は、ヒータータンク１６及び入口ピックアップ７０を満たすのに十分な水をリザーバ１４から圧送する。少なくとも当初、キャビティ６８’内に水が存在しない場合、球状フロート８０’は、キャビティ６８’の底部又はその付近に存在する。ある時点で一杯になっているヒータータンク１６内にポンプ１２が水を移動させ続けると、キャビティ６８’の水位が上昇することによって球状フロート８０’が水位と共に上昇するようになる。上述したように、突出部８６は球状フロート８０’を付勢し、従ってフロート８０’の本体は、図６に示す実質的に同じほぼ水平位置に留まる。これにより、球状フロート８０’は、最終的に発光体７４から受光体７８への光ビーム７６の伝達を遮断できるようになり、これによってヒータータンク１６が一杯である旨の信号が送られる。突出部８６は、基本的に球状フロート８０’の水平位置を制限するとともに、キャビティ６６’内の水位の変化につれてフロート８０’が垂直に動くようにする。図６に示すように、フロート８０’は、６つの突出部８６を含んでいるが、望ましい場合又は必要な場合には、これより多くの又は少ない突出部８６を有することもできる。
【００６２】
ヒータータンク水位センサ６６’は、ヒータータンク水位センサ６６に関して上述した方法とほぼ同じ方法で動作する。キャビティ６８’が水で満たされると、フロート８０’がキャビティ６８’の上部に上昇し、これによって発光体７４が発した光ビーム７６を受光体７８が受け取るのを妨げる。図６に示すように、球状フロート８０’は、Ｄ字形キャビティ６８’の一部しか占めておらず、従って流体がフロート８０’及び突出部８６の周囲を流れるのに十分な余裕があり、これによってレッグ８２及び通路８４の任意の必要性に取って代わる。
【００６３】
図７及び図８に、ヒータータンク水位センサ６６’’の別の実施形態を示しており、ここではキャビティが、内部に球状フロート８０’’を保持する第２のフロート区画１２０に隣接する第１の又はメインの分割キャビティ６８’’に分割又は区分化される。１又は２以上の隔壁１２２は、キャビティ６８’’の隣にフロート区画１２０を定め、この中にフロート８０’を水平に閉じ込めて、最終的に発光体７４と受光体７８との間に整列又は位置付けられるようにすると同時に、センサ出口７２の中心軸からオフセットされた結果としてキャビティ６８’’を通る流体の実質的な層流を可能にする。すなわち、隔壁１２２は、球状フロート８０’’を実質的に同じ概ね水平の位置に保持しながら、抽出サイクル中にキャビティ６８’’内の水位が変化するにつれてフロート８０’’が垂直に移動できるようにする。当然ながら、隔壁１２２は、ヒータータンク１６及び／又はヒータータンク水位センサ６６’’内の水位に応じて、フロート区画１２０に対して水を流入及び流出させてフロート８０’’を上昇及び下降させるように構成される。図７に具体的に示すように、フロート区画１２０は、比較的大きな分割キャビティ６８’’からオフセットされた壁部１２２のうちの３つの壁部を含む。しかしながら、当業者であれば、フロート８０’’が本明細書に開示するようなセンサ６６’’を動作させることができる限り、異なる量の壁１２２を使用することもできると容易に認識するであろう。また、分割キャビティ６８’’は、図６に関連して上述したように一般に開いてややＤ字形であるが、当業者であれば、当該技術で既知の任意の形状（例えば、矩形、正方形など）とすることもできると容易に認識するであろう。センサ出口７２及び入口ピックアップ７０（図７には図示せず）を整列させる中心軸は、一般に妨害を受けることなく、ヒータータンク水位センサ６６’’を通る流体の層流を促すことができる。この点、図８に、隔壁１２２によって形成されたフロート区画１２０に対する分割キャビティ６８’’のサイズ及び位置付けの別のビューを示す。
【００６４】
ヒータータンク水位センサ６６’’は、ヒータータンク水位センサ６６、６６’に関して上述した方法とほぼ同じ方法で動作する。キャビティ６８’’が水で満たされると、フロート８０’’がキャビティ６８’’の上部に上昇し、これによって発光体７４が発した光ビーム７６を受光体７８が受け取るのを妨げる。図８に示すように、球状フロート８０’’は、分割キャビティ６８’’に比べて相対的にセンサ６６’’の狭い部分を占め、センサ出口７２から水平方向に離れて配置される（すなわち、同軸でない）ことにより、入口ピックアップ７０とセンサ出口７２との間に閉塞していない経路を提供する。
【００６５】
ヒータータンクセンサ６６、６６’、６６’’は、ヒータータンク１６の充填状態に応じてポンプ１２を「オン」及び／又は「オフ」に切替えるバイナリスイッチとして機能する。従って、受光体７８は、発光体７４からの光ビーム７６を受け取っている状態又は検知している状態（すなわち、一杯でない状態）、或いは光ビーム７６を受け取っておらず、又は検知していないことによってヒータータンク１６が「満たされた」又は「一杯の」状態であることを示す状態のいずれかにある。この点、センサ６６、６６’、６６’’は、閉塞の程度又はレベルをサンプリングしない。むしろ、センサ６６、６６’、６６’’は、「オン」状態及び「オフ」状態が明確な光スイッチに似た形で動作する。
【００６６】
上記で簡単に説明したように、コーヒー抽出システム１０は、抽出サイクル中に一杯のコーヒー又は数杯のコーヒー（例えば、１０ｏｚ（２８３．５ｇ））を抽出するのに十分な量のコーヒー粉２４を含む抽出カートリッジ２２を維持又は保持する抽出チャンバ２０を有する抽出ヘッド１８を含む。具体的に言えば、図９に示すように、抽出ヘッド１８は、移動可能な上顎部８８ｂに対して固定できる下顎部８８ａを含む１対の顎部８８を含む。とは言うものの、当然ながら、下顎部８８ａ及び上顎部８８ｂをいずれも移動可能にすることも、或いは固定された上顎部８８ｂに対して下顎部８８ａを移動可能にすることもできる。下顎部８８ａ及び上顎部８８ｂは、これらの間に抽出チャンバ２０を定めるように協働する。
【００６７】
抽出ヘッド１８は、下顎部８８ｂに対する上顎部８８ａの位置をモニタする活性化センサ又はスイッチ９０を含むことができる。すなわち、下顎部８８ａ及び上顎部８８ｂが閉鎖位置にある時には両側のスイッチ９０が接触し、システム１０は、顎部８８が閉鎖位置にあることを識別する。或いは、顎部８８を開くと活性化スイッチ９０の両端部が離れ、この時点でシステム１０は、顎部８８が開放位置にあると識別するようになる。図９に示す開放位置にある場合、システム１０は、抽出サイクルの開始を拒否することができ、或いは抽出サイクル中に上顎部８８ｂが図９に示す開放位置に移動した場合には、抽出サイクルを中止することができる。これは重要な安全機能とすることができ、従って抽出チャンバ２０が露出している間、抽出機は作動しない。
【００６８】
図１０及び図１１に示すように、抽出ヘッド１８は、移動可能な上顎部８８ｂと、抽出ヘッド１８の一部によって形成されたマウント１２５との間に延びる引張ばね１２４をさらに含む。このばねは、（以下でさらに詳細に説明するような解放時に）上顎部８８ｂを開放位置に引っ張り又は付勢して開くように機能する。この点、ばね１２４は、抽出ヘッド１８の後部に形成される枢動部を中心に上顎部８８ｂを下顎部８８ａから離して引っ張るように機能する。開放位置では、抽出チャンバ２０にアクセスすることができる。図１０及び図１１には、マウント１２５に接続された引張ばね１２４を示しているが、引張ばね１２４は、抽出チャンバ２０にアクセスできるように上顎部８８ｂを下顎部８８ａに対して選択的に枢動自在に開くように促すために、抽出ヘッド１８の静止部分と上顎部８８ｂの移動可能な部分との間に延び、又はこれらに接続することもできる。
【００６９】
図１０及び図１１には、上顎部８８ｂの開放及び／又は閉鎖を和らげる回転式ダンプナー１２６を含む抽出ヘッド１８も示す。回転式ダンプナー１２６は、引張ばね１２４の引張開放力に少なくとも対抗し、又はこの力を減衰することにより、上顎部８８ｂが過度に急激に開かないように開放速度を軽減することができる。この点、回転式ダンプナー１２６によって生じる抵抗は、引張ばね１２４からの圧縮エネルギーの放出を遅らせる。この結果、開く動きがスムーズになる。これとは別に、又はこれに加えて、回転式ダンプナー１２６は、上顎部８８ｂを枢動させて閉鎖位置に戻すのに必要なエネルギーの量を減少させる正の閉鎖力をもたらすこともできる。すなわち、回転式ダンプナー１２６は、上顎部８８ｂを閉じる際に引張ばね１２４によって生じる分離力に打ち勝つのに役立つことができる。回転式ダンプナー１２６は、抽出チャンバ２０を開く際にしか抵抗力及び減衰力をもたらさない一方向回転式ダンプナーとすることができる。しかしながら、回転式ダンプナー１２６は、双方向回転式ダンプナー、すなわち抽出チャンバ２０を開く際及び閉じる際に抵抗及び減衰をもたらすものとすることもできる。
【００７０】
図１２〜図１４に示すように、抽出ヘッド１８は、上顎部８８ｂを下顎部８８ａから選択的に解放されるように促して上述したような引張ばね１２４による上顎部８８ｂの開放位置への枢動を可能にする顎部ロック１２８をさらに含む。具体的に言えば、顎部ロック１２８は、抽出ヘッド１８の一部から突出する、手動操作できるように構成された、前方に及び外部的にアクセス可能な解除ボタン１３０を含むことができる。解除ボタン１３０は、押圧されると、抽出ヘッド１８の本体内の、下顎部８８ａに配置された顎部クリップ通路１３２内に選択的に水平に摺動する。一般に、解除ボタン１３０の本体は、顎部クリップ通路１３２内に移動すると、上顎部８８ｂに枢動自在に取り付けられた顎部クリップ１３４に係合し、顎部クリップ１３４が枢動すると、上顎部８８ｂが顎部ロック１２８から解放される。具体的に言えば、解除ボタン１３０は、外部的にアクセス可能な指先作動式のタッチ面１３８から離れて下顎部８８ａ内に延びる解除ボタンシャフト１３６を含む。解除ボタン１３０は、ばね（図示せず）などによって外方向（すなわち、非押圧位置）に付勢される。顎部クリップ通路１３２は、下顎部８８ａの上面１３９から下側の広いキャビティ１４０内に概ね下向きに形成された開口部である。解除ボタンシャフト１３６は、キャビティ１４０内に摺動し又は延びて、顎部クリップ通路１３２の中心軸に対して概ね垂直に配置され、従って解除ボタン１３０を概ね顎部クリップ通路１３２の下部に位置付ける。顎部クリップ１３４に含まれる顎部クリップシャフト１４２は、シャフト１４２から垂直に延びる、下端部に配置されたボス１４４を有する。ボス１４４は、顎部クリップ１３４を顎部クリップ通路１３２内に案内する下向き面取部１４６をさらに含む（すなわち、ボス１４４の上部は、底部よりも厚くすることができる）。抽出チャンバ２０を閉じると、顎部クリップ１３４は、顎部クリップ通路１３２を介してキャビティ１４０内に延びる。顎部クリップ１３４は、ねじりばね１４８によって前方位置に付勢される（すなわち、顎部クリップ１３４がタッチ面１３８に向かって枢動する）ことにより、ボス１４４をキャビティ１４０内に前方に押して、下顎部８８ａの上面１３９の下側のシャフト１３６内に押し込む。この点、下顎部８８ａとボス１４４とが接触することにより、顎部８８ａ、８８ｂは閉じた状態に保たれる。
【００７１】
抽出チャンバ２０を開くには、ユーザがタッチ面１３８を押圧することによって解除ボタンシャフト１３６を解放してキャビティ１４０内に水平に摺動させ、内部のボスチャンバ１４６に接触させる。この水平摺動力により、ボス１４４がねじりばね１４８の前方付勢力に抗して枢動し、顎部クリップ通路１３２との係合から解放される。この点、解除ボタンシャフト１３６は、顎部クリップ１３４を、ボス１４４が顎部クリップ通路１３２内に完全に配置される位置まで効果的に回転させる。従って、ボス１４４の上方に表面が存在しないので、ばね１２４が、回転式ダンプナー１２６の抵抗下で上顎部８８ｂを下顎部８８ａとの係合から離して枢動させることによって抽出チャンバ２０を開く。抽出チャンバ２０の閉鎖は、顎部クリップ１３４が再びキャビティ１４０と係合するまで上顎部８８ｂを下向きに枢動させる（抽出ヘッドのばね１２４の開放力に打ち勝つ）だけのことである。具体的に言えば、上述したように、ねじりばね１４４は、顎部クリップ１３４を解除ボタン１３０の一般位置に向けて前方に付勢する。上顎部８８ｂを下向きに押し、又は枢動させると、ボス１４４が下顎部８８ａに接触する。顎部クリップ１３４は、ボス１４４上の面取部１４６によって顎部クリップ通路１３２内に摺動することができる。すなわち、面取部１４６は、顎部クリップ１３４が解除ボタン１３０から離れて徐々に枢動できるようにする傾斜した摺動面を提供し、従って下顎部８８ａの上面１３９によって妨げられるはずのボス１４４は、顎部クリップ通路１３２を介してキャビティ１４０内に進むことができる。この点、ボス１４４が顎部クリップ通路１３２の下部に摺動すると、ねじりばね１４８が顎部クリップ１３４をタッチ面１３８に向かって枢動させ、これによってボス１４４を下顎部８８ａの上面１３９の下側のキャビティ１４０内でロック係合させることにより、抽出チャンバ２０を閉鎖位置にロックする。
【００７２】
上顎部８８ｂは、抽出カートリッジ２２の上面９４（図１、図３、図１６及び図１７）を貫通して内部に温水を注入するように設計された、抽出チャンバ２０内に下向きに延びるスピン式又は回転式注入針９２を含むことができる。これに応じて、下顎部８８ａは、抽出カートリッジ２２の底面９８を貫通することによって、抽出サイクル中に抽出カートリッジ２２の上面９４を注入針９２が貫通した際の温水の流入を容易にするように設計できる、上向きに延びる排出針９６を含む。図９に示すように、上顎部８８ｂは、注入針９２上を同心状に滑動又は摺動する、上方の上顎部８８ｂの下部に配置されたシール１００を含むことができる。シール１００は、注入針９２と上顎部８８ｂとの間に気密シールを形成し、抽出サイクル中に注入針９２と抽出カートリッジ２２の上面９４との間に同様の気密シールを形成することができる。従って、シール１００は、抽出サイクル中における流体の漏出を防止又は実質的に防止することができる。シール１００は、シリコーン、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴム、又は従来のドリップ式コーヒー抽出機の通常の動作寿命などの長期使用期間にわたって内部における注入針９２のスピン運動又は回転運動を可能にするほど十分に耐久性の高い他のいずれかの好適な材料で構成することができる。
【００７３】
システム１０は、抽出ヘッド１８に、具体的には回転式注入針９２にセンサ出口７２を流体的に結合する第３の抽出ライン又は第３の導管１０２を含む。抽出サイクル中、ポンプ１２は、ヒータータンク１６から第３の導管１０２を介して抽出カートリッジ２２内に温水を移す。この点、回転式注入針９２は、抽出カートリッジ２２内のコーヒー粉２４に温水及び蒸気を注入する。センサ出口７２と回転式注入針９２との間には、第３の導管１０２に沿って直列に第３の逆止弁１０４が配置される。第３の逆止弁１０４は、正の解放圧（例えば、２ｐｓｉ）を有する一方向逆止弁とすることができる。この点、第３の逆止弁１０４は、抽出ヘッド１８への液体の流れが解放圧（例えば、２ｐｓｉ）を超えない限り、抽出ヘッド１８に液体が流れるのを防ぐ。この場合、第３の逆止弁１０４は、第１及び第２の逆止弁４６、６４と同一又は同様の仕様を有することができるが、異なる解放圧を含め、第１及び第２の逆止弁４６、６４と異なる仕様を有することもできる。
【００７４】
導管１０２内及び逆止弁１０４の後方の残留水は、いずれも第３の逆止弁１０４をこじ開けるほど十分な圧力下にないので、第３の逆止弁１０４は、抽出サイクルの完了後における抽出ヘッド１８からの液だれを防ぐのにも役立つ。さらに、第３の導管１０２は、（例えば、ヒータータンク１６の上方に第３の導管１０２を配置することによって）残留水を重力排出してヒータータンク１６内に戻すように構成することもできる。さらに、第３の導管１０２の一部は、水の逆流を防ぐ役に立つように排水キャッチ又はトラップの形に成形することもできる。抽出システム１０は、第３の導管１０２からできる限り多くの残留水を除去することができ、従って次の抽出サイクルの開始時には、抽出カートリッジ２２内にヒータータンク１６からの温水のみが注入される。従って、本明細書に開示するコーヒー抽出システム１０は、抽出サイクルの終了時にヒータータンクと抽出ヘッドとの間の第３の導管１０２内に残留水が残ることがある従来のシステムよりも有利である。
【００７５】
コーヒー抽出システム１０は、抽出サイクルの終了時に空気を圧送するために、大気に開放されて、ポンプ１２の後方であって流量計４８（含まれる場合）の前方において第１の導管４０に流体的に結合された第１の空気管路１０６をさらに含む。図１、図３、図１６及び図１７に示すように、第１の空気管路１０６の開放端はリザーバ１４上に配置することができ、従ってシステム１０内の任意の水の逆流は再び水リザーバ１４内に滴り落ち又は流出する。第１の空気管路１０６には、第１の電磁弁１０８を直列に配置して大気へのアクセスを制御することができる。当初、ポンプ１２がリザーバ１４からヒータータンク１６に水を移す際には、第１の電磁弁１０８は閉じている。空気を圧送するには、第１の電磁弁１０８を開き、従って第１の導管４０を大気に開放する。第１の抽出ライン４０内の空気圧が大気に等しくなり、電磁弁１０８を閉じた時の第１の導管４０内の圧力よりも低くなる。この結果、第１の逆止弁４６の前方の圧力が解放圧未満の大気まで低下し、これによって第１の逆止弁４６が閉じるようになる。従って、ポンプ１２は水の移動を停止し、代わりに大気に曝された空気管路１０６からの空気の圧送を開始する。従って、もはやリザーバ１４からポンプ１２に水は流れない。これとは逆に、電磁弁１０８が閉じた場合、ポンプ１２は、再び第１の導管４０を加圧してリザーバ１４から水を移し始める。この点、第１の電磁弁１０８は、圧送媒体（すなわち、空気又は水）を効果的に制御することができる。
【００７６】
コーヒー抽出システム１０は、第３の導管１０２内の圧力を制御する第２の空気管路１１０も含む。図１、図３、図１６及び図１７に示すように、第２の空気管路１１０は、第３の逆止弁１０４とセンサ出口７２との間で第３の導管１０２から分離することができる。（図１５に最も分かりやすく示す）１つの実施形態では、センサ出口７２が、Ｙ字形又はＴ字形を含むことができる。
【００７７】
すなわち、Ｙ字形又はＴ字形出口７２の一方の側は、第２の空気管路１１０との接続を促し、Ｙ字形又はＴ字形出口７２の他方の側は、第３の導管との接続を促す。図１、図３、図１６及び図１７に示すように、第２の空気管路１１０の開放端は、第１の空気管路１０６に関して上述したように（必要に応じて）再びリザーバ１４内に水を滴らせ又は流出させるようにリザーバ１４上に配置することができる。この点、第２の空気管路１１０は、任意にリザーバ１４との接続を容易にするオーバーフロー用付属品３９８を含むことができる。第２の空気管路１１０は、「開放」時に第３の導管１０２を大気に開放し、「閉鎖」時に第３の導管１０２を大気から閉鎖する第２の電磁弁１１２も含む。第２の電磁弁１１２の「開放」時には、ヒータータンク１６の出口側の圧力が大気に等しくなり、第３の導管１０２内の圧力が大気まで下がる。この圧力低下により、第３の導管１０２内の圧力がその解放圧未満に低下することによって第３の逆止弁１０４が閉じるようになる。従って、第２の電磁弁１１２を開くと、第３の逆止弁１０４が閉じることによって第３の導管１０２がさらなる流体流から隔絶されるので、抽出サイクルの終了時における望ましくない液垂れを防ぐのに役立つ。
【００７８】
図１６に示す別の実施形態では、システム１０が、排水トラップと同様（すなわち、Ｕ字形）に成形された大気通気管１５０を含む。大気通気管１５０は、第２の電磁弁１１２が開いている時にセンサ６６から流出した水を蓄え、この流れは、例えば初期充填後にヒータータンク１６内の水を加熱する際に第３の逆止弁１０４を開くほど十分な圧力下にはない。図示のように、第１の空気管路１０６は、大気通気管１５０と第２の電磁弁１１２との間で第２の空気管路１１０に接続する。（以下で詳述する）パージサイクル中、ポンプ１２は、第１の電磁弁１０８が開いて空気を圧送する前に、大気通気管１５０内に蓄えられた水を移動又は除去する。これにより、大気通気管１５０内の水が効果的に除去されてリフレッシュされる。第２の空気管路１１０の開放端は、センサ出口７２との接続地点の上方に配置され、従って水は、第２の空気管路１１０及び大気通気管１５０を完全に満たして初めて第２の空気管路１１０の開放端から（例えば、大気通気管１５０の外部及び水リザーバ１４内に）流出できるようになる。第２の空気管路１１０は、リザーバ１４との流体密封された接続部を提供して漏れを防ぐオーバーフロー用付属品３９８に接続することができる。
【００７９】
図１７に示すさらなる実施形態では、システム１０’’’内の第２の空気管路１１０が、第２の空気管路１１０の開放端からの水の流出を防ぐのに役立つ蛇行経路１１４を含む。具体的に言えば、蛇行経路１１４は、第２の電磁弁１１２が閉じている時には空気で満たされる。第２の電磁弁１１２が開くと、これに付随する圧力の解放によって第３の導管１０２からの残留水が第２の空気管路１１０に流入することができる。従って、蛇行経路１１４内の空気の一部が、第３の導管１０２から流入した水に置き換わる。この経路１１４の長さ及び圧力低下（すなわち、蛇行性）は、（例えば、リザーバ１４の上方の）第２の空気管路１１０の開放端から水が排出されないことを保証することができる。この点、蛇行経路１１４は、第２の空気管路１１０の開放端から空気しか排出されないことを保証するのに役立つ。蛇行経路１１４は、螺旋形、ジグザグ形、円形又は矩形の経路などの、当該技術で既知の任意の形状を有することができる。
【００８０】
本明細書に開示する抽出システムの別の側面では、図３及び図１７のシステム１０’、１０’’’に関して具体的に示すように、第１の逆止弁４６及び第２の逆止弁６４を省くことができる。基本的には、第２の逆止弁６４の代わりにポンプ１２を使用して、ヒータータンク１６からリザーバ１４に水が逆流するのを防ぐ。ポンプ１２は、リザーバ１４からヒータータンク１６内に前方に水を強制し又は移すように動作し、従って一方向弁として機能する。動作中、ポンプ１２は、第１の導管４０内の流体に曝された開いたチャンバ内に水を引き込む。ポンプ１２は、当該技術で既知のポンプサイクルを通じ、チャンバ内の流体を加圧して前方への移動を引き起こす。ポンプが停止すると、ダイアフラムがポンプ１２内のポンプ出口４４からポンプ入口４２への通路を遮断し、逆止弁として効果的に動作する。当然ながら、これによって第２の導管６２から第１の導管４０内に戻ってリザーバ１４に向かう水の逆流が防がれる。このため、水の逆流を止めるために第２の逆止弁６４は不要である。ポンプ１２は、ヒータータンク１６からの温水に曝された場合、温水への露出に耐えることができる。
【００８１】
また、図３に示す実施形態では、リザーバ１４内に水が存在する間のみ、ポンプ１２がリザーバ１４から水を移す。リザーバ１４が空になると、システム１０’は、（以下で詳細に説明する）空気パージステップを開始する。空気パージが開始した時には、リザーバ１４内に利用可能な水が存在しないので、このステップ中に（すなわち、第１の逆止弁４６の正の解放圧によって）リザーバ１４からの水の流出を防ぐ必要はない。従って、空気パージサイクルは水リザーバ１４が空の時に開始するので、図３に示すように第１の逆止弁４６を排除することが可能であり、望ましい場合もある。
【００８２】
さらに、図１７に示す実施形態について言えば、リザーバピックアップ３４を使用すると、ポンプ１２は、水リザーバ１４の前方の第１の導管４０内に、水を第１の導管４０内に引き上げるのに十分な力を生じることができる。第１の電磁弁１０８が開くと、第１の導管４０内の圧力は大気まで低下する。この圧力低下の結果、ポンプ１２は、もはやピックアップ３４を用いてリザーバ１４から効果的に水を引き込むことができなくなる。この結果、ポンプ１２は、抽出システム１０、１０’、１０’’に関して上述したように水の圧送から空気の圧送に切替える。圧送媒体の変化が生じるのは、重力に抗してリザーバ１４から水を圧送するよりも開いている第１の空気管路１０６から大気を移すことの方がポンプ１２にとって容易なためである。この点、第１の逆止弁４６は不要であり、コスト及び複雑性を低減するために除去することができる。
【００８３】
当業者であれば、上記の説明に照らして、抽出システム１０、１０’、１０’’、１０’’’の各々は、本明細書に開示する実施形態に従い、第１及び第２の逆止弁４６、６４の使用、第１の逆止弁４６のみの使用、第２の逆止弁６４のみの使用、又は第１及び第２の逆止弁４６、６４（図３及び図１７）の両方の省略を含む、逆止弁４６、６４の様々な組み合わせを含むことができると理解するであろう。
【００８４】
図１８に示すように、システム１０は、抽出サイクル前、抽出サイクル中及び抽出サイクル後における抽出機の異なる特徴を制御する少なくとも１つのマイクロコントローラ５０をさらに含む。例えば、マイクロコントローラ５０は、ポンプ１２に結合し、ヒータータンク１６の充填状態に応答してポンプ１２を「オン」又は「オフ」に切替える能力を有することができる。具体的に言えば、マイクロコントローラ５０は、受光体７８からフィードバック応答を受け取り、これらのフィードバック応答に基づいてポンプ１２を動作させることができる。例えば、受光体７８が受光フィードバックを提供すると、マイクロコントローラ５０は、ヒータータンク１６が一杯でないと認識する。従って、マイクロコントローラ５０は、ヒータータンク１６を満たすようにポンプ１２を動作させ続けることができる。これとは逆に、上述した実施形態によるフロート８０、８０’、８０’’によって光ビーム７６が妨げられると、受光体７８は、マイクロコントローラ５０に負のフィードバックを提供することができる。この場合、フロート８０、８０’、８０’’が、ヒータータンク水位センサ６６内の受光体７８への光ビーム７６の伝達を妨げるので、マイクロコントローラ５０は、ヒータータンク１６が一杯であると認識する。従って、マイクロコントローラ５０は、ポンプ１２を「停止」することができる。当業者であれば、システム１０は、１又は２以上のマイクロコントローラ５０を含むことができ、これらの（単複の）マイクロコントローラ５０を用いて、ポンプを単純に「オン」又は「オフ」に切替えること以上にシステム１０の様々な特徴を制御することができると理解するであろう。例えば、マイクロコントローラ５０は、ヒータータンク温度センサ５８（例えば、ヒータータンクの水温のモニタリング）、リザーバ１４内の低水位センサ３８（例えば、抽出すべき水が存在するかどうかの判断）、流量計４８（例えば、抽出サイクル中にヒータータンクに圧送される水の量のモニタリング）、加熱素子５６（例えば、ヒータータンク１６内の水温の調整）、ヒータータンク水位センサ６６（例えば、ヒータータンク１６の充填状態の判断）、発光体７４（光ビーム７６の「オン」又は「オフ」への切替え）、受光体７８（例えば、光ビーム７６の障害の特定）、回転式注入針９２（例えば、抽出サイクル中の作動及び回転）、第１の電磁弁１０８（例えば、開閉）、第２の電磁弁１１２（例えば、開閉）、活性化スイッチ９０（例えば、抽出サイクルの開始前に顎部８８が開いているかどうかを判断）、及び／又は外部的にアクセス可能なコントロールパネル１１６を制御し、これらからフィードバックを受け取り、又はこれらと別様に通信することもできる。
【００８５】
コントロールパネル１１６は、ユーザによる抽出システム１０の操作を可能にする一連の外部的にアクセス可能なコントロール、ノブ、ＬＣＤ画面などを含むことができる。上述したように、コントロールパネル１１６は、選択された又は所望の抽出条件を処理できるように、１又は２以上のマイクロコントローラ５０とフィードバック通信を行う。具体的に言えば、ユーザは、コントロールパネル１１６を利用して、抽出サイクルの開始又は所望の供給サイズの変更などのコマンドを１又は２以上のマイクロコントローラ５０に提供することができる。この点、コントロールパネル１１６は、当該技術で既知のプッシュボタン、回転式ダイヤル、ノブ又はその他の入力部を含むことができる。以下でさらに詳細に説明するように、１つの実施形態では、コントロールパネル１１６が、ユーザが外部的にアクセス可能なノブを回転させ又は動かすことによって異なる供給サイズ（例えば、６〜１２ｏｚ（１７０．１〜３４０．２ｇ））及び／又は抽出温度を選択できるようにする回転式ダイヤル又はその他の可変抵抗器３４８を含む。この点、可変抵抗器３４８は、ポンプ１２がリザーバ１４からヒータータンク１６内に、最終的には抽出サイクルの一部としてコーヒーマグ２６内に移す水の量を調整する。可変抵抗器３４８は、線形的又は増分的なサイズ選択（例えば、２ｏｚ（５６．７ｇ）の増分）を容易にすることができる。コントロールパネル１１６は、進行中の抽出サイクルの状態を含む抽出システム１０の状態に関する視覚フィードバックをユーザに提供することもできる。１つの実施形態では、例えば、コントロールパネル１１６が、選択された供給サイズを示すＬＣＤ画面（図示せず）、及び／又は抽出サイクル前、抽出サイクル中及び抽出サイクル後の抽出システム１０の即時視覚識別を提供するＬＥＤのアレイを含むことができる。マイクロコントローラ５０は、抽出サイクルの開始後には全てのコントロール（例えば、プッシュボタン、可変抵抗器３４８などの回転式ダイヤル、ノブ、ＬＣＤ画面など）を停止することができる。
【００８６】
図１９に、本明細書に開示する実施形態による、コーヒー抽出システム１０の１つの動作方法（２００）を示す。この点、第１のステップ２０２において、コーヒー抽出システム１０を初めて「オン」にする。抽出システム１０の電源を「オン」にすると、マイクロコントローラ５０と、本明細書で説明したようなマイクロコントローラ５０によって動作する発光体７４などの他の機構を含む電子機器とが作動する。次のステップ２０４において、電源が入ったばかりの抽出システム１０がヒータータンク１６内の水位をチェックする。このチェックは、受光体７８からのフィードバックを読み取ることによって直ちに行うことができる。ヒータータンク１６が空である場合、受光体７８は、光ビーム７６が受け取られている旨の正のフィードバックをマイクロコントローラ５０に送る。システム１０が既にヒータータンク１６内に水を有していない限り、抽出システム１０を最初に「オン」にした時にはこのようになるはずである。
【００８７】
従って、次のステップ２０６において、システム１０は、ヒータータンク１６を満たすために、又は少なくとも部分的に満たすために使用できる水がリザーバ１４内に存在するかどうかを判断する。マイクロコントローラ５０は、水位センサから、リザーバ１４が若干量の水を有していることを示すフィードバックを受け取ることができる。具体的に言えば、マイクロコントローラ５０は、（リザーバ１４内に閾値量の水が存在することを示す）低水位センサ３８、又はリザーバ１４内の特定量の水に関するフィードバックを提供する１又は２以上のセンサからフィードバックを受け取ることができる。或いは、マイクロコントローラ５０は、上述したようにポンプ１２を動作させてリザーバ１４が水を有しているかどうかを判断することもできる。リザーバ１４内に水が存在しない場合、システム１０は「水を加えて下さい」という通知を表示する（２０８）。或いは、リザーバ１４内に水が存在する場合、マイクロコントローラ５０は、ステップ２１０の一部としてポンプ１２を始動させてヒータータンク１６を充填し始める。ポンプ１２は、例えば低水位センサ３８などからのフィードバック又はポンプ１２からのフィードバックを介して、ヒータータンク１６が一杯であることをヒータータンク水位センサ６６が示すまで、又はリザーバ１４の水がなくなったとマイクロコントローラ５０が判断するまでリザーバ１４から水を圧送し続ける。
【００８８】
ポンプ１２は、最初の充填段階の一部として「オン」になると、リザーバ１４から第１の導管４０を通じ、入口５２を介してヒータータンク１６内に水を圧送するように実質的に一定の速度（すなわち、一定の電圧）で動作する。この時点で、第１の電磁弁１０８は閉じ、第２の電磁弁１１２は開いている。ポンプ１２が、第１の逆止弁４６（含まれている場合）の解放圧を超えるのに十分な圧力を第１の導管４０内に生じると、第１の逆止弁４６（含まれている場合）が開いてリザーバ１４からの水が順方向に流れるようになる。その後、水は、ポンプ１２の途中にある流量計４８（図１のように含まれている場合）を通って流れる。流量計４８は、リザーバ１４から圧送される水の量を測定して追跡することができる。しかしながら、図３及び図１７に示すような別の実施形態では、本明細書で説明したように、リザーバ１４から圧送される水量をポンプ１２の速度及び持続期間に基づいて決定することができる。その後、水圧の方が解放圧よりも高いと仮定した場合、水は、ポンプ１２及び第２の逆止弁６４（含まれている場合）を通って流れる。この実施形態では、第１及び第２の逆止弁４６、６４が、いずれも同じ解放圧を有する。従って、流圧が第１の逆止弁４６を開くのに十分である場合には、第２の逆止弁６４を開くのにも十分である。その後、水は、入口５２を介してヒータータンク１６の底部に流入してヒータータンク１６を満たし始める。ステップ２１０は、ヒータータンク１６の上部に空気ブランケット１１８を形成するステップを任意に含むことができる。
【００８９】
図２０に、ポンプを始動させてヒータータンク１６を満たし、ヒータータンク水位センサを用いてヒータータンク１６が一杯であるか、それとも水が不足しているかを判断するステップ２１０をさらに具体的に示す。ヒータータンク１６が水で満たされると、継続的な圧送により、ステップ２１０ａの一部としてセンサ入口ピックアップ７０に水が流入するようになる。上述したように、発光体７４はキャビティ６８内に光ビーム７６を発光し（２１０ｂ）、受光体７８は光ビーム７６を受け取って、マイクロコントローラ５０にそのようにフィードバックを提供する（２１０ｃ）。このフィードバックは、例えば図２１に示すように、ヒータータンク１６が一杯に満たないことを示す。キャビティ６８に入り込んで上昇した水は、フロート８０も上昇させる（２１０ｄ）。ステップ２１０ｅにおいて、フロート８０がキャビティ６８の上部まで上昇してレッグ８２に接触する。レッグ８２は、（例えば、通路８４を介して）センサ出口７２をキャビティ６８から遮断することなくフロート８０の上昇を停止させる。レッグ８２は、フロート８０を一定の垂直位置に付勢し、これによって図２２に示すように、フロート８０の本体が発光体７４から受光体７８への光ビーム７６の伝達を遮断又は妨害する。本明細書で説明したように、フロート８０’、８０’’を用いて同じ閉鎖を達成することもできる。受光体７８が光ビーム７８を受け取らなくなると、センサ６６は、ヒータータンク１６が一杯であることを示す信号をマイクロコントローラ５０に中継する（２１０ｆ）。その後、システム１０は、図２０に示す最終ステップ２１０ｆの一部としてポンプ１２を停止する。
【００９０】
ヒータータンク１６は、ステップ２１０の一部としての初期充填サイクルの終了後には常に一杯又は実質的に一杯の状態を保つ。この点、マイクロコントローラ５０は、ヒータータンク水位センサ６６の定期的な連続モニタリングを介して、或いは本明細書に開示した又は当該技術で既知の他の方法によって、将来的な任意の所与の時点にヒータータンク１６を一杯の状態に維持するようにプログラムすることができる。この段階で、ヒータータンク１６は水で満たされているので、本明細書でさらに詳細に説明するように、ポンプ１２によってリザーバ１４からヒータータンク１６に水が移動すると、ヒータータンク１６内の同等量の水がセンサ出口７２を介して第３の導管１０２内に移動し、又は排出されて、抽出機ヘッド１８に供給されるようになる。
【００９１】
また、マイクロコントローラ５０は、上述した初期充填工程中に加熱素子５６を作動させて、ヒータータンク１６内の水を所望の抽出温度に加熱することもできる。従って、ヒータータンク１６内の水は、ヒータータンク１６に進入すると直ぐに予熱され、これによって抽出システム１０が抽出サイクルの準備を行う時間を短縮する。１つの実施形態では、ヒータータンク１６に水が入り込むと、加熱素子５６が所望の抽出温度までリアルタイムで十分に予熱することができる。別の実施形態では、加熱素子５６が水を所望の抽出温度に加熱するのに掛かる時間を長くすることもできる。この点、ヒータータンク１６が一杯の場合、当初、ヒータータンク１６内の水は抽出温度を下回る。従って、加熱素子５６は、ヒータータンク１６の底部において冷たい水を加熱し続ける。ヒータータンク１６の底部で加熱された水は、上方の冷たい水よりも密度が低くなるにつれて上昇し、今度はこの冷たい水がヒータータンク１６の底部に降りてきて加熱素子５６に近づくようになる。この工程は、ヒータータンク１６内の水の量全体（又は実質的に全体）が所望の抽出温度になるまで継続する。加熱工程中には、温度センサ５８がヒータータンク１６内の水の温度を追跡又は測定して、水が正確な又は所望の抽出温度になった時点を判定する。任意に、外部から見える温度ＬＥＤ（図示せず）によって、加熱素子５６が作動中であり、又は水が最適な抽出温度であって抽出サイクルを開始できる状態である旨の視覚的通知を提供することもできる。抽出システム１０の別の特徴では、ユーザが外部的にアクセス可能なコントロールパネル１１６を用いて所望の抽出温度を手動で設定することができる。
【００９２】
図１６に示す実施形態では、ヒータータンク１６が完全に一杯になったことをセンサ６６が示すまで、マイクロコントローラ５０が加熱素子５６を作動させないようにすることができる。加熱素子５６がヒータータンク１６内の水を加熱し始めると、タンク内の水は熱的に膨張し、水の一部がセンサ出口７２から第３の導管１０２及び第２の空気管路１１０内に流出できるようになる。センサ６６から流出した水は、第３の逆止弁１０４を開くほど十分な圧力を受けておらず、従って第３の逆止弁１０４は、抽出ヘッド１８への水の流れを効果的に遮断又は防止する。従って、水は、第２の空気管路１１０を通り、開いた第２の電磁弁１１２を越えて流れ、最終的に大気通気管１５０内に蓄えられるようになる。この点、通常、第２の空気管路１１０及び大気通気管１５０は、抽出サイクル（すなわち、ステップ２１６〜２１８）中に水で満たしておくことができる。当然ながら、この水は、抽出サイクルの終了時のパージサイクル（例えば、ステップ２２０）の一部として排出されリフレッシュされる。
【００９３】
また、マイクロコントローラ５０は、ヒータータンク１６が水で満たされた後に、温度センサ５８からの定期的な連続フィードバック測定値を受け取ることができる。この点、マイクロコントローラ５０は、加熱素子５６を定期的に「オン」及び「オフ」に切替えてヒータータンク１６内の水を確実に最適な抽出温度に留まらせることができ、従ってユーザは、抽出機が内部の水を加熱するのを待たずに抽出サイクルを開始することができる。或いは、マイクロコントローラ５０を、ヒータータンクの水を所望の抽出温度に保つ代わりに、ある時間帯（例えば、朝又は夕方）に加熱素子５６を作動させて水温を確実に最適な抽出温度にするように予め又は手動でプログラムすることもできる。この点、飲料を抽出するためにヒータータンク１６内の水を最適な温度にすべき時間をユーザが設定することができる。
【００９４】
ヒータータンク１６が一杯になって水が最適な抽出温度になると、抽出システム１０は、抽出サイクルを開始する準備が整う。システム１０は、一定の抽出条件の選択を可能にする外部的にアクセス可能なノブ、スイッチ又はダイヤルを有するコントロールパネル１１６を含むことができる。例えば、ユーザは、外部的にアクセス可能な可変抵抗器３４８を用いて所望の抽出サイズ（例えば、６ｏｚ（１７０．１ｇ）、８ｏｚ（２２６．８ｇ）、１０ｏｚ（２８３．５ｇ）、その他）を設定することができる。所望の抽出サイズの選択後、システム１０は、ステップ２１２の一部として、（例えば、マイクロコントローラ５０を用いて）リザーバ１４内の水位センサ３８を読み取って、リザーバ１４が所望の量のコーヒーを抽出するのに十分な量の水を含んでいるかどうかを判定することができる。リザーバ１４が十分な量の水を含んでいない場合、抽出システム１０は、ステップ２０８と同様に、水が「少ない」又は「無い」旨の表示を示して、リザーバ１４に水を加えるようにユーザを促すことができる。或いは、図３及び図１７に示すシステム１０’、１０’’’によれば、マイクロコントローラ５０は、リザーバ１４が水を含んでいるかどうかをポンプ１２の負荷及び電流の測定に基づいて判定することもできる。この実施形態では、上述したように、低水位センサ３８を含む必要はない。
【００９５】
次のステップ２１４において、ユーザは、抽出チャンバ２０内に抽出カートリッジ２２を装填する。具体的に言えば、図２３のフローチャートに示すように、ユーザは、ステップ２１４ａにおいて、解除ボタン１３０上のタッチ面１３８を押圧して上顎部８８ｂを自動的に開くことなどによって抽出チャンバ２０を開く。或いは、ユーザは、上顎部８８ｂを下顎部８８ａに対して動かすことによって手動で抽出チャンバ２０を開くこともできる。次に、ユーザは、ステップ２１４ｂの一部として、コーヒー粉２４を含む抽出カートリッジ２２を抽出チャンバ２０のレセプタクル内に挿入する。ステップ２１４ｃにおいて、ユーザは、上述したような手の圧力、又は当該技術で既知の自動機構などによって上顎部８８ｂを閉じることによって抽出チャンバ２０を閉じる。次に、ユーザは、例えばコントロールパネル１１６上の外部的にアクセス可能なボタンを押すことなどによって抽出工程（２１４ｄ）を開始する。次に、システム１０は、抽出サイクル中にユーザが抽出チャンバ２２を開くのを防ぐように、顎部８８ａ、８８ｂを閉鎖位置にロックすることができる（２１４ｅ）。ユーザは、ステップ２１６の一部として図示し説明する方法（２００）中、及び抽出サイクル開始前の任意の時点でステップ２１４を実行することができる。
【００９６】
システム１０は、ステップ２１６を開始する直前に第２の電磁弁１１２を閉じて、抽出サイクル中にポンプ１２が第２の空気管路１１０及び大気通気管１５０に温水を移すのを防ぐ。この点、第２の電磁弁１１２を閉じると、水が第３の導管１０２内に順方向に移動するようになる。第３の導管１０２内の圧力が上昇することによって逆止弁１０４が開き、加圧された温水が回転式注入針９２に供給される。次に、ステップ２１６の一部として、ポンプ１２は、所定のわずかな量の温水を抽出カートリッジ２２に高圧及び高流量で供給し、最初にカートリッジ内のコーヒー粉２４の予熱及び予湿を行う。具体的に言えば、ポンプ１２は、比較的短時間（例えば、抽出サイクルの１０％）にわたって比較的高電圧（例えば、最大電圧の８０〜９０％）で動作して、比較的少量の温水（例えば、１ｏｚ（２８．３ｇ）、又は総抽出量又は供給サイズの１０％）を抽出カートリッジ２２に注入することができる。ポンプ１２は、所定の時間（例えば、１０秒）にわたって、又はポンプアンペア数の急増によって温水がコーヒー粉２４を湿らせたことが示されるまで動作することができる。例えば、１２ボルトのポンプは、１０ｏｚ（２８３．５ｇ）の量を抽出するように設計された抽出カートリッジ内に１ｏｚ（２８．３ｇ）の温水を注入するために１０〜１１ボルトで動作することができる。コーヒー抽出システム１０は、必要に応じて又は望むように、これより高い又は低い電圧でポンプ１２を動作させ、或いはこれより多くの又は少ない温水を注入することもできる。温水は、抽出カートリッジ２２に注入されると、コーヒー粉２４のベッドと混ざり合って最初に予湿及び予熱を行う。この最初の温水の量によって抽出飲料が抽出機ヘッド１８から排出されることはない（又は少なくともほんの少ししか排出されない）。回転式注入針９２は、抽出カートリッジ２２内の全ての又は実質的に大部分の粉２４が均一に湿って予熱されることを保証することができる。ステップ２１６においてコーヒー粉２４を湿らせて予熱すると、当該技術で既知の従来の抽出工程に比べて一貫した香味抽出が増進されることにより、結果として得られるコーヒーの味が改善される。さらに、ステップ２１６では、第３の導管１０２も予熱することにより、抽出サイクルの後半で所望のコーヒー飲料を抽出するために使用する温水の任意の温度低下を防ぐ。ステップ２１６は、総抽出時間のほんのわずかな量（例えば、５〜１０％）しか構成しないようにすることができる。
【００９７】
次のステップ２１８において、システム１０は、ヒータータンク１６から所定量の温水（例えば、抽出量の９０％）を抽出カートリッジ２２内に圧送してコーヒーを抽出する。具体的に言えば、図２４に示すように、システム１０は、ステップ２１８ａにおいて、ポンプ１２に供給する電圧をステップ２１６における比較的高いレベルから比較的低い電圧（例えば、合計ポンプ電圧の２０％）に低下させ、これによって抽出カートリッジ１８への水の圧力及び流量をステップ２１６に比べて減少させる。この電圧になると、システム１０は、ステップ２１８ｂに示すようにポンプ電圧を徐々に動作電圧に高める。ステップ２１８ｂの終了時の動作電圧は、依然として総ポンプ電圧（例えば、４０％）よりもはるかに低いものとすることができる。ステップ２１８ｂにおける電圧の上昇は、ランプ関数（すなわち、実質的に連続する線形的な電圧の増加）、ステップ関数（すなわち、一連の離散ステップでの電圧の増加）、又は望む通りの他のいずれかのポンプ電圧上昇方法とすることができる。その後、ポンプ１２は、動作電圧（すなわち、連続電圧）で動作して、所望の量の飲料のほとんどを抽出するまで抽出サイクルを継続する（２１８ｃ）。例えば、ステップ２１６において１０〜１１ボルトで動作している１２ボルトのモータは、ステップ２１８ａにおいて２ボルトに低下し、ステップ２１８ｂにおいて４ボルトまでゆっくりと上昇し、ポンプ１２が１０ｏｚ（２８３．５ｇ）の供給の一部として合計９ｏｚ（２５５．１ｇ）の温水（すなわち、１ｏｚ（２８．３ｇ）の湿潤用温水と、８ｏｚ（２２６．８ｇ）の抽出用温水）を供給し終えるまでこの電圧を継続することができる。この点、温水は、圧力が低いにもかかわらず、ステップ２１６における予湿用の温水と同じ方法でヒータータンク１６から抽出カートリッジ２２に流入する。ステップ２１８は、抽出時間の大部分（例えば、８０〜９０％）を構成することができる。
【００９８】
次のステップ２２０において、ポンプ１２は、システム１０を介して空気を圧送して第３の導管１０２内の残留水をパージする。ステップ２１８の終了後には、第３の導管１０２及び／又は大気通気管１５０（図１６）内に比較的少量（例えば、総抽出量の１０％、又は約１ｏｚ（２８．３ｇ））の温水が残ることがある。第３の導管１０２は、移された水の一部を蓄える正の容積を有するので、ステップ２１６及び２１８中にヒータータンク１６から移される水の量は、抽出カートリッジ２２に供給される水の総量に等しくないはずである。従って、供給サイズ全体を抽出するには、この残留水を第３の抽出ライン１０２及び／又は大気通気管１５０から移動させなければならない。図２５に示すように、第１のステップ２２０ａにおいて、第１の電磁弁１０８が開くことにより、ポンプ１２の入口側（すなわち、第１の導管４０）を大気に開放する。従って、第１の導管４０内の圧力は大気まで低下する。これにより、第１の導管４０内の圧力が第１の逆止弁４６の解放圧を下回るので、第１の逆止弁４６は閉じることができる。この時点で、ポンプ１２は、第１の空気管路１０６から第２の導管６２内に空気を引き込んで圧送する。
【００９９】
図３に示す別の実施形態では、導管システムを介して空気を圧送して第３の導管１０２内の任意の残留水をパージするステップ２２０が、リザーバ１４の水がなくなった後にリザーバ１４を介して空気を引き寄せる結果として行われる。上述したように、この実施形態では、ポンプ１２が、リザーバ１４が空になるまで水を圧送し続ける。水がなくなると、第１の導管４０が大気に曝され、ポンプは、リザーバ１４の開口部を介して第１の導管４０に空気を引き込む。本明細書に開示する実施形態によれば、この時点で、マイクロコントローラ５０は、ポンプ１２におけるアンペア数の低下を識別して抽出サイクルの最終段階を開始し、すなわち第３の導管１０２内の残留水をパージする。
【０１００】
図１６に示す実施形態では、システム１０’’を介して空気を圧送して第３の導管１０２内の任意の残留水をパージするステップ２２０が、大気通気管１５０を介して空気を引き寄せる結果として行われる。上述したように、通常、大気通気管１５０は、ステップ２１６〜２２０中に水で満たされる。この点、ポンプ１２は、大気通気管１５０及び第２の空気管路１１０内に残った全ての水を引き寄せる。第２の空気管路１１０から完全に水が排出されると、マイクロコントローラ５０は、ポンプ１２におけるアンペア数の低下を識別して、抽出工程の最終段階、すなわち空気パージを開始する。この点、大気通気管１５０内に蓄えられた水は、抽出サイクル毎にリフレッシュされる。
【０１０１】
ステップ２２０ｂにおいて、ポンプ電圧が直ちに相対的に高い電圧（例えば、最大ポンプ電圧の７０％又は８０％）に増加して、第２の導管６２、ヒータータンク１６、センサ６６を介して第３の導管１０２から抽出カートリッジ２２内に一定量の加圧空気を強制することができる。水よりも空気の方が密度が低いので、加圧空気は、ヒータータンク１６内の水を介して泡立つ。ヒータータンク１６の上部はドーム形ノーズ６０を含み、従って加圧空気は、直ちにヒータータンク出口５４に向けられて第３の導管１０２に供給される。第３の導管１０２から先の残留水又は抽出されたコーヒーは素早くスムーズに排出され、抽出されたコーヒーとしてシステム１０から下部のマグ２６などの中に小出しすることができる。第３の導管１０２は、ヒータータンク１６よりも相対的に小さな直径を有することにより、ここを通って進む空気の密度及び流量を増加させ、任意の残留液をより効率的に抽出ヘッド１８から排出して小出しする。この点、第３の導管１０２内の加圧空気、及びこれに伴う摩擦により、第３の導管１０２に残っている実質的に全ての水を抽出カートリッジ２２内に強制することができる。
【０１０２】
ポンプ１２は、最終ステップ２２０ｃの一部として、さらに高い電圧（例えば、最大ポンプ電圧の８０〜９０％）まで確実に上昇することができる。ステップ２２０ｃにおける電圧の上昇は、ランプ関数（すなわち、実質的に連続する線形的な電圧の増加）、ステップ関数（すなわち、一連の離散ステップでの電圧の増加）、又は当該技術で既知の他のいずれかのポンプ電圧上昇方法とすることができる。この点、ポンプ１２は、第１の空気管路１０６を介して（又は図３に示す実施形態によればリザーバ１４を介して）システム１０に空気を引き込み続けることにより、任意の残留水を第３の導管１０２から抽出カートリッジ２２内に強制する。例えば、１２ボルトのポンプは、ステップ２１８ｃの４ボルトからステップ２２０ｂの９ボルトに急上昇してステップ２２０ｃの１１ボルトに上昇し、第３の導管１０２内に残っている水を抽出カートリッジ２２内に素早く効率的に強制して１０ｏｚ（２８３．５ｇ）の供給を完了する。その後、システム１０は、ポンプ１２を「オフ」に切替える（２２０ｄ）。或いは、ポンプ１２は、停止する代わりに相対的に低い電圧（例えば、２ボルト）に低下することもできる。ポンプ１２は、所望の供給サイズ（例えば、１０ｏｚ（２８３．５ｇ））のコーヒーが抽出されるまでコーヒー抽出システム１０を介してパージ用空気を圧送する。ステップ２２０の総実行時間は、総抽出時間に比べて相対的に短い（例えば、５〜１０％）。さらに、第３の導管１０２の入口をヒータータンク１６の上方に位置付けることにより、ステップ２２０に終了時に、第３の導管１０２内の第３の逆止弁１０４の後側に残った任意の水が重力の影響下でヒータータンク１６内に排出されるようになる。この点、システム１０によるステップ２２０の終了後には、第３の導管１０２が実質的に水を含まないようにすることができる。
【０１０３】
次のステップ２２２において、第２の電磁弁１１２を開いて第３の逆止弁１０４を閉じることにより、任意の残留水が抽出ヘッド１８から滴り落ちるのを防ぐ支援を行う。具体的に言えば、図２６に示すように、抽出サイクル中、ヒータータンク１６、並びに第２及び第３の導管６２、１０２はポンプ１２からの正圧を受け、その解放点は、抽出カートリッジ２２内のコーヒー粉２４のベッドにわたる圧力低下である。従って、この圧力が、抽出工程の終了後に抽出ヘッド１８からの液垂れを引き起こすことがある。この点、システム１０は、ステップ２２２ａにおいて第２の電磁弁１１２を開くことによって第３の導管１０２を大気に開放する。この時、ヒータータンク１６の出口側（すなわち、第３の導管１０２）の圧力は大気圧まで低下する。第３の導管１０２内の圧力は、第２の空気管路１１０の開放端を介して大気内に解放される。第２の空気管路１１０（存在する場合）の開放端から外に強制された水は、リザーバ１４内に流れ出る。この減圧状態では、第３の導管１０２内の圧力がその解放圧を下回るので、第３の逆止弁１０４が閉じる（２２２ｂ）。従って、第３の逆止弁１０４は、任意の残留水が抽出ヘッド１８に流れるのを防ぐので、抽出ヘッド１８から水が滴り落ちることはない。ステップ２２０ｄにおいて、ポンプ１２が比較的低い電圧で動作し続けている場合、システム１０は、比較的短い時間（例えば、２秒）の後に、ステップ２２２ｃにおいてポンプ１２を停止する。ステップ２２２ｃは、ステップ２２０ｄにおいてポンプ１２が停止しない場合にのみ必要となる。最後に、ステップ２２２ｄにおいて、システム１０は第１の電磁弁１０８を閉じる。この時点で抽出工程は完了し、ユーザは、温かい入れたての１杯の（又はそれより多くの）コーヒーを楽しむことができる。ヒータータンク１６は、引き続き完全に水で満たされて予熱されており、これによって次のコーヒーを抽出するのに必要な時間が短縮される。
【０１０４】
ヒータータンク１６は、ステップ２１６〜２２２全体を介して完全に水で満たされたままである。この点、ポンプ１２は、ステップ２１６及び２１８において、リザーバ１４からヒータータンク１６内に水を圧送することによって抽出カートリッジ２２に水を供給する。ヒータータンク１６は完全に満たされているので、ヒータータンク１６内に圧送された水の量に等しい量の水がヒータータンク１６から第３の導管１０２内に移動する。例えば、供給サイズが１０ｏｚ（２８３．５ｇ）の場合、ポンプ１２は、合計１０ｏｚ（２８３．５ｇ）の水をリザーバ１４からヒータータンク１６内に圧送し、これによってヒータータンク１６から第３の導管１０２及び抽出カートリッジ２２内に１０ｏｚ（２８３．５ｇ）の温水がさらに移動して、下にあるコーヒーマグ２６などの中に１杯の（又はそれよりも多くの）コーヒーが抽出される。当然ながら、抽出サイクル中に水リザーバ１４からヒータータンク１６に移される水の量は、パージサイクル中における第３の導管１０２及び／又は大気通気管１５０内の水を多少考慮するように変更することもできる。
【０１０５】
図２７〜図３０に、リザーバ水位センサ３８の１つの実施形態を示す。センサ３８は、リザーバ１４内で水位と共に上昇及び下降する、磁石３０２が取り付けられた浮遊性のフロート３００を含む。磁石３０２は、ホール効果センサ３０４を作動させることによってリザーバ１４内の水位を示す。具体的に言えば、リザーバ１４は、フロート３００の位置を水平方向に制約するチャンバ３０８を形成すると同時に、フロート３００がリザーバ１４内の水位に基づいて内部で垂直に移動できるようにする複数の壁部３０６を含む。この点、壁部３０６は、チャンバ３０８をリザーバ１４内の水に開放して、チャンバ３０８内の水位をリザーバ１４内の水位と等しくするように構成される。図２８〜３０に示すように、チャンバ３０８は、リザーバ１４の底部に位置して、フロート３００がリザーバ１４の底部よりも下降するのを防ぐ。この点、フロート３００は、空の時にはリザーバ１４（図２８）の底面に接する。チャンバ３０８は、リザーバ１４の底部からリザーバ１４の全高の約４分の１〜３分の１まで上向きに延びる。しかしながら、チャンバ３０８は、必要に応じて又は望む通りに、これより高く又は低く延びることもできる。チャンバ３０８は、フロート３００の最大垂直位置を包囲するキャップ３１０を含む。ホール効果センサ３０４は、チャンバ３０８及びその内部のフロート３００の動きに対して位置付けられており、従って磁石３０２は、リザーバ１４が一定量の水を含む時にホール効果センサ３０４を作動させる。ホール効果センサ３０４は、水リザーバ１４がシステム１０の最大供給サイズ（例えば、１２ｏｚ（３４０．２ｇ））を抽出するのに十分な水を有している時に信号を送信できるような位置に存在することができる。
【０１０６】
ホール効果センサ３０４は、磁石３０２の最小垂直位置（すなわち、図２８に示すようにフロート３００がリザーバ１４の底面に接している時）と、磁石３０２の最大垂直位置（すなわち、図３０に示すようにフロート３００がキャップ３１０に接している時）との間に位置することができる。この特徴により、磁石３０２は、リザーバ１４内に最大供給サイズよりも多くの水が存在する場合、ホール効果センサ３０４を過ぎて上向きに移動することができる。この特徴は、リザーバ１４内の水位が最大供給サイズ又はそれ未満に低下した時にホール効果センサ３０４に信号が送られることを保証する。
【０１０７】
図２７に示すように、フロート３００は円板状であり、ポリスチレン又はポリプロピレンなどの浮水性ポリマーで構成することができる。さらに、フロート３００は、チャンバ３０８内で、フロート３００の平面がリザーバ１４の底面に対して垂直になるように配向することができる。フロート３００は、磁石３０２を受け入れて保持する中央陥凹部３１２を含むことができる。フロート３００は、フロート３００がリザーバ１４の壁部又はチャンバ３０８の壁部３０６に固着又は吸着するのを防ぐ１又は２以上の外向きに延びる突出部３１４も含む。フロート３００は、当該技術で既知の任意の形状とすることができ、又は任意の位置に配向することができる。
【０１０８】
図２８〜図３０に、リザーバ水位センサ３８の動作を示す。具体的に言えば、図２８は、リザーバ１４が空の時にフロート３００がリザーバ１４の底面に接していることを示す。リザーバ１４内の水位が上昇すると、フロート３００もチャンバ３０８内で上昇する。この点、図２９に、リザーバ１４内の水位が、システム１０の最大供給サイズ（例えば、１２ｏｚ（３４０．２ｇ））を下回る何らかの高さ（例えば、６ｏｚ（１７０．１ｇ））にある時のフロート３００の位置を示す。この場合、フロート３００及び磁石３０２は、依然としてホール効果センサ３０４よりも下方の垂直位置に存在する。リザーバ１４内の水位が最大供給サイズ（例えば、１２ｏｚ（３４０．２ｇ））を超えて上昇すると、磁石３０２がホール効果センサ３０４を動作させることにより、少なくとも最大供給量のコーヒーを抽出するのに十分な水を含むことを示す。リザーバ１４にさらに多くの水が加わると、フロート３００は、チャンバ３０８内でホール効果センサ３０８を越えて上昇し続ける。例えば図３０に示すようにリザーバが一杯である場合、フロート３００は、チャンバ３０８の上部のキャップ３１０に当接してセンサ３０４の上方に位置する。この位置にある場合、システム１０は、リザーバ１４内の水位が最大抽出サイズを下回るまで、コントロールパネル１１６に入力された所望の量に従って自由にコーヒーを抽出する。
【０１０９】
この点、１又は２以上の抽出サイクル中にリザーバ１４から水を小出ししてその間にリザーバ１４を補充しなければ、リザーバ１４内の水位は低下する。この実施形態では、フロート３００は、最大抽出量（例えば、１２ｏｚ（３４０．２ｇ））を上回る何らかの時点（例えば、１４ｏｚ（３９６．９ｇ））で鉛直高さが減少し始める。これにより、リザーバ１４から水が小出しされ続けるにつれ、フロート３００及び対応する取り付けられた磁石３０２はホール効果センサ３０４を越えて元の位置に戻るようになる。磁石３０２は、リザーバ１４内の水が最大抽出サイズに等しくなった時点で、降下の途中でホール効果センサ３０４を作動させ又は信号を送信する。この場合、システム１０は、リザーバ１４が最大供給サイズ（例えば、１２ｏｚ（３４０．２ｇ））にとって十分な水しか含んでいないと認識する。１つの実施形態では、既存の抽出サイクルが終了した時点でリザーバ１４が最大供給サイズ未満しか含んでいない場合、システム１０は、次の抽出サイクルを開始しない。この点、システム１０は、リザーバ１４に水を加えるように指示を行うことができる。この実施形態では、リザーバ１４に十分な水が加えられた後にしか次の抽出サイクルを開始できず、従ってフロート３００及び磁石３０２は、再びホール効果センサ３０４を越えてセンサを動作させることにより、リザーバ１４内の水が最大供給サイズ以上を上回っていることを示す。
【０１１０】
別の実施形態では、たとえリザーバ１４内の水位が最大供給サイズを下回っている場合でも、ユーザがリザーバ１４内に残っている水の量よりも小さな供給サイズを選択する限り、システム１０が抽出サイクルを開始する。すなわち、システム１０は、最大供給サイズから残りの抽出サイクルの量を減算することにより、磁石３０２がホール効果センサ３０４を作動させた後にリザーバ１４から排出された水の量を（例えば、流量計４８又はポンプ１２を用いて）追跡することによってリザーバ１４内に存在する水の量を決定する。例えば、最大供給サイズが１２ｏｚ（３４０．２ｇ）である場合、システム１０は、磁石３０２がホール効果センサ３０４を作動させた時にリザーバ１４が１２ｏｚ（３４０．２ｇ）の水しか含んでいないと認識する。磁石３０２がホール効果センサ３０４を動作させた後にリザーバ１４から２ｏｚ（５６．７ｇ）の水が排出された場合、システム１０は、リザーバ１４内に１０ｏｚ（２８３．５ｇ）（すなわち、１２ｏｚ（３４０．２ｇ）からホール効果センサ３０４の作動後に使用された２ｏｚ（５６．７ｇ）を減算すると１０ｏｚ（２８３．５ｇ）になる）の水が残っていると認識する。従って、システム１０は、リザーバ１４内に残っている水の量を継続的に追跡することによってその後の１又は２以上の１０ｏｚ（２８３．５ｇ）又はそれ未満の抽出サイクルを可能にするように設計することができる。
【０１１１】
別の実施形態では、システム１０が、ポンプ１２が引き込む電流の測定値とは無関係な方法によってポンプ１２の回転速度を決定することができる。例えば、図３１に示すように、システム１０は、ポンプ１２内で１又は２以上の回転揺動板３７８が１又は２以上のピストン３８０にぶつかった時に発生する音波パルス又は振動を拾い上げるマイク３１６を含むことができる。この点、システム１０は、マイク３１６で拾われた又は聞こえた音波パルス数又は振動率に基づいてポンプ１２の速度を推定することができる。次に、上述したように流量を計算することができ、すなわち、ポンプ１２を介して移動した総水量は、公式：総流体量＝ポンプ速度×流体量／回転×時間に基づき、この場合のポンプ速度は、マイク３１６が音波パルス数又は振動率に基づいて測定したものであり、流体量は、各ポンプダイアフラムによって移された水の量である。マイク３１６は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）マイク又は圧電マイクなどのいずれかの好適なタイプのマイクとすることができる。
【０１１２】
或いは、図３２に示すように、各ポンプサイクル中にポンプ１２のダイアフラム３２０が圧電部材３２０に接触することによって測定可能な電流を誘発することもできる。この点、所与の期間にわたって圧電部材３２０に電流が誘発される割合（すなわち、ダイアフラム３１８が圧電部材３２０に衝突する回数）によってポンプ１２の速度を測定することができる。圧電部材３２０は、ポリフッ化ビニリデンを含むことができるが、当該技術で既知の他のいずれかのタイプの圧電材料で形成することもできる。図３３に示すさらなる実施形態では、マイクロコントローラ５０が、ホール効果センサ３２２を用いてポンプ１２の速度を決定する。この点、ポンプシャフト３２４上には磁石３２６が配置される。磁石３２６がホール効果センサ３２２の側を通過すると、ホール効果センサ３２２内に電流が誘発される。ホール効果センサ３２６に電流が誘発された割合に基づいて、ポンプ１２の速度が同様に計算される。図３４に、ポンプシャフト３２４に固定されて共に回転する、複数の均一間隔の周縁スロット３３０を有するディスク３２８を示すさらに別の実施形態を示す。ディスク３２８の片側に配置された発光体３３２が光ビーム３３４を放ち、ディスク３２８内のスロット３３０のうちの１つと整列した時に、この光ビームが受光体３３６によって定期的に受け取られる。この場合も、受光体３３６がスロット３３０を介して光ビーム３３４を定期的に受け取ると、ポンプ１２の速度を示す定期的な測定可能信号を生成することができる。例えば、マイクロコントローラ５０は、受光体３３６が指定期間内に発光体３３２からの光ビーム３３４を受け取った回数をディスク３２８内のスロット３３０の数で除算することによってポンプ１２の速度を決定することができる。
【０１１３】
１つの実施形態では、システム１０が、ヒータータンク１６を、上述した最初の充填シーケンス後に内部の水の温度に関わらず充填状態に維持することができる。この点、ポンプ１２は、ヒータータンク水位センサ６６、６６’、６６’’と共に一定の閉ループフィードバックで動作することができる。通常、加熱素子５６は、水を所望の抽出温度（例えば、華氏１９２°（８８．９℃））又はその近くに維持する。本明細書で説明したように、システム１０が長期間にわたって非作動であった場合、又は省エネモードが作動している場合には、ヒータータンク１６内の水温が抽出温度を下回ることがある。ヒータータンク１６内の水は、冷えると熱的に収縮することができる。従って、水位がヒータータンク水位センサ６６を下回ることにより、コントローラ５０がポンプ１２を作動させてリザーバ１４からヒータータンク１６内にさらなる水を移すことがある。コントローラ５０は、必要に応じてポンプ１２を「オン」及び「オフ」に切替えて、ヒータータンク１６が実質的に常に水で満たされた状態を保つように保証することができる。抽出サイクルの開始時にヒータータンク１６内の水が所望の抽出温度を下回っている場合には、加熱素子５６が「オン」になってヒータータンク１６内の水の温度を適切な抽出温度に上昇させる。従って、ヒータータンク１６内の水は、加熱されると熱的に膨張する。ヒータータンク１６は既に実質的に又は完全に水で満たされているので、熱膨張により、通常は「開いている」第２の電磁弁１１２を介して第２の空気管路１１０、１１０’及び大気通気管１５０内に若干の水が流出することができる。第２の空気管路１１０、１１０’及び／又は大気通気管１５０内の水は、本明細書に開示した実施形態に従って各抽出サイクルの終了時に排出又は小出しすることができる。
【０１１４】
本開示の側面では、コントローラ５０が、温度センサ５８及びヒータータンク水位センサ６６からのフィードバックを用いて、温度及び関連するヒータータンク１６の充填レベルを自己学習することができる。この点、コントローラ５０は、上述したように熱膨張によって溢れた水を減少又は排除するようにして、ヒータータンク１６内の水位を良好に維持することができる。すなわち、マイクロコントローラ５０は、数ｏｚを上回る水が第２の空気管路１１０及び／又は大気通気管１５０に流入している旨のフィードバックを受け取った場合、例えばさらなる水を加える前にヒータータンク１６内の水の温度を上昇させることによってポンプ１２及び加熱素子５６の動作を調整し、熱膨張の結果としてのオーバーフローを低減することができる。
【０１１５】
或いは、システム１０は、ヒータータンク水位センサ６６を越えてヒータータンク１６を意図的に過充填することにより、水が第２の空気管路１１０及び／又は大気通気管１５０を満たして若干の水が水リザーバ１４内に溢れ戻るようにすることもできる。この場合、システム１０は、ヒータータンク１６、第２の空気導管１１０及び大気通気管１５０内の既知の量の水を用いて、抽出サイクルにおいて使用する一定の又は静的な開始点を確立する。
【０１１６】
図３５に示す１つの実施形態では、システム１０が、ヒータータンク水位センサ６６、６６’、６６’’によってマイクロコントローラ５０に送られる一過性のフィードバックを円滑にする跳ね返り防止（debouncing）ロジック装置３３８を含む。具体的に言えば、ヒータータンク１６内の水は、ポンプ１２がヒータータンク１６を満たすと不規則に飛散し、或いは別様に泡立ち又は流れることがある。これにより、フロート８０が、受光体７８への光ビーム７６の伝達を定期的に誤って妨げてしまうことがある。また、水泡が光ビーム７６を分散させることによって、受光体７８が受け取る光ビーム７６の量が不十分になり、これによってヒータータンク１６が一杯であるという誤ったフィードバックがコントローラ５０に提供されることもある。従って、センサ６６が、完全な測定値と不完全な測定値との間で続けざまに数回変動する（すなわち、フロート８０が、受光体７８からの光ビーム７６を妨げている状態と妨げていない状態との間で循環する）ことがある。跳ね返り防止ロジック装置３３８は、受光体７８からの出力信号の解釈及び調整を行うフィルタとして機能する。この点、跳ね返り防止ロジック装置３３８は、ヒータータンク１６が一杯である旨の信号をマイクロコントローラ５０に送る前の指定期間（例えば、１秒）にわたって一定を保つことができる水位センサ６６からの信号を使用することができる。すなわち、システム１０は、コントローラ５０がポンプ１２を「オフ」に切替える前の指定期間（例えば、１秒）にわたって光ビーム７６を受け取らないことができる。同様に、システム１０は、マイクロコントローラ５０がポンプ１２を「オン」に切替える前の所定の期間（例えば、１秒）にわたって受光体７８が光ビーム７６を連続的に受け取ることを必要とすることもできる。この点、跳ね返り防止ロジック装置３３８は、ヒータータンク水位センサ６６からのフィードバックの変動を円滑にして、ポンプ１２を直ぐに連続して「オン」及び「オフ」に切替えるのを防ぐことができる。
【０１１７】
本明細書に開示する抽出システム１０の別の実施形態では、図３８及び図３９に、シール１００の周囲に円周方向に配置された概ね平坦な外向きに広がって抽出カートリッジ２２の蓋３４２のための補助的平面支持体を提供する密封リング３４０を有する抽出ヘッド１８、具体的には上顎部８８ｂを示す。当該技術で既知の従来の抽出機は、図３６に示すような、注入針９２の周囲に円周方向に配置された座ぐり孔３４４を含む。従来の抽出機は、抽出工程中に抽出カートリッジ２２を約１〜２ｐｓｉに加圧して、通常は薄い金属箔で形成される蓋３４２を座ぐり孔３４４内に向けて上向きに屈曲させることができる。カートリッジ２２における１〜２ｐｓｉの圧力は、蓋３４２を破るには不十分であり、抽出サイクル中に抽出カートリッジ２２内に温水とコーヒー粉の適切な混合物を生じないので望ましくない。そのため、抽出カートリッジ２２内の圧力を２ｐｓｉよりも高めると、上昇した圧力によって蓋３４２が座ぐり孔３４４内にさらに上向きに移動して図３７に示すような蓋３４２の望ましくない「破裂」を引き起こすので有害となることがある。この点、破裂３４６は、直径が注入針よりも大きな場合があり、従って望ましくない漏れを引き起こすことがある。
【０１１８】
具体的に言えば、注入針９２は、蓋３４２を貫通する際に小さな高応力の裂け目を形成する。これらの裂け目は、蓋３４２が座ぐり孔３４４内に上向きに屈曲させられた時にさらに広がる傾向にある。「破裂」３４６は、蓋３４２の孔がシール１００よりも大きくなるような程度まで裂け目が広がった時に発生する。こうなると、もはやシール１００は注入針９２を蓋３４２に気密シールしておらず、この結果、加圧された水とコーヒー粉の混合物が抽出カートリッジ２２から漏れ出してしまう。この問題は、抽出カートリッジの加圧が高まるにつれて悪化する。システム１０は、抽出サイクル中に抽出カートリッジ２２内のコーヒー粉２４の流体化を高めるために、抽出カートリッジ２２を典型的な従来の抽出機よりも相対的に高い圧力（例えば、２〜５ｐｓｉ）に加圧する。上述した破裂３４６を防ぐために、図３８及び図３９に示すような密封リング３４０が、蓋３４２が従来の座ぐり孔３４４内に上向きに屈曲するのを防ぐ。換言すれば、図３８及び図３８に示す抽出システム１０は、凹凸のある座ぐり孔３４４の代わりに外向きに広がる密封リング３４０を含む。図３８及び図３９では、蓋３４２が、加圧抽出中に実質的に広い表面積に沿って支持されたままであり、これによって図３７に示す破裂３４６を防ぐ。この点、密封リング３４０は、従来の抽出機に付随する「破裂」のリスクを伴わずに抽出カートリッジ２２の加圧を高めることができるので、座ぐり孔３４４よりも有利である。密封リング３４０は、シリコーン、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴム、又はその他のいずれかの好適な材料で構成することができる。密封リング３４０及びシール１００は、別個の構成要素とすることができるが、単一の一体部品とすることもできる。さらに、密封リング３４０は、抽出カートリッジ２２内の加圧を高めることができるように蓋３４２を十分に支持して破裂３４６を防ぐ任意の形状とすることができる（例えば、リングシール３４０は、矩形などとすることもできる）。
【０１１９】
上述したように、コントロールパネル１１６は、ユーザによる供給サイズ及び／又は抽出温度の制御を可能にする可変抵抗器３４８を含む。図４０に示す１つの実施形態では、同じ可変抵抗器３４８が供給サイズ及び抽出温度の両方を制御する。この点、コントロールパネル１１６は、供給サイズと抽出温度調整とを切替えるためのモードセレクタ３５０を含むことができる。ここでは、可変抵抗器３４８を回転させて供給サイズ（又は抽出温度）を変更することができる。この時、モードセレクタ３５０の選択後に可変抵抗器３４８を回転させて抽出温度（供給サイズ）を変更することができ、その逆も同様である。モードセレクタ３５０は、スイッチ、ダイヤル、ノブ、ボタン、容量センサ、抵抗センサ、又は他のいずれかの好適なヒューマンマシンインターフェイスとすることができる。さらに、図４０に示すようにモードセレクタ３５０を可変抵抗器３４８から分離することも、或いはモードセレクタ３５０を可変抵抗器３４８と一体化することもできる（例えば、可変抵抗器３４８が回転してプッシュボタンとして機能することができる）。
【０１２０】
システム１０は、コントロールパネル１１６上の自動抽出セレクタ３５２（図４０）によって作動する自動抽出機能を任意に含むことができる。システム１０は、抽出サイクルの完了後に、ヒータータンク１６内の水を適切な又は所望の抽出温度に加熱するために多少の時間（例えば、６０秒）を必要とすることがある。このことは、たとえ前回の抽出サイクル中にヒータータンク１６が完全に一杯のままであり、加熱素子５６がオンのままであったとしても当てはまる。この点、ヒータータンク１６は、リザーバ１４から新たに移って来た水を所望の抽出温度に加熱するのに多少の時間（例えば、上述したように６０秒）を要することがある。自動抽出機能は、ヒータータンク１６が依然として内部の水を加熱している間に別の抽出サイクルの開始を容易にする。この点、ユーザが（例えば、スタートボタン（図示せず）を押すことによって）もう１杯抽出することを決定した場合、システム１０は、ヒータータンク１６内の水が適切な抽出温度に加熱された直後に新たな抽出サイクルを開始する。自動抽出機能が選択されていなければ、ユーザは、次の抽出サイクルの開始前にヒータータンク１６内の水が適切な抽出温度に達するまで待つ必要がある。この点、抽出システム１０は、自動抽出機能が作動していなければ、ヒータータンク１６が依然として内部の水を加熱している間にスタートボタンを押したとしても自動的に作動することはない。
【０１２１】
さらなる側面では、抽出システム１０が「オン」になる毎に、抽出チャンバ２０内に抽出カートリッジ２２を配置するようにシステムがユーザを促すことができる。例えば、抽出カートリッジセンサ３５４（図９）が、抽出チャンバ２０内に抽出カートリッジ２２が配置された時にその存在を検出することができる。システム１０は、これに応答して抽出カートリッジ挿入インジケータを「オフ」に切替えることができる。システム１０を「オフ」にした後に「オン」に戻すと、システム１０は、たとえ抽出カートリッジ２２が既に抽出チャンバ２０内に存在している場合でも、抽出チャンバ２０に新たな抽出カートリッジを挿入するように促すことができる。これにより、システム１０が使用済みの抽出カートリッジを用いてコーヒーを抽出するのを防ぎ、或いは未使用の抽出カートリッジを一定の延長期間にわたって抽出チャンバ２０内に残しておくことができる（例えば、抽出カートリッジは、未使用のまま１ヶ月間抽出チャンバ２０内に残しておくことができる）。或いは、システム１０は、抽出カートリッジセンサ３５４が抽出チャンバ２０内に抽出カートリッジ２２を検出しなかった場合にのみ、新たな抽出カートリッジ２２を挿入するように指示することもできる。
【０１２２】
システム１０は、省エネモードセレクタ３５６（図４０）によって作動できる省エネモードも含む。通常、ヒータータンク１６は、システム１０が常に次のコーヒーを抽出できる状態にあるように、内部の水を適切な抽出温度（例えば、華氏１９２°（８８．９℃））に維持する。この点、システム１０は、ヒータータンク１６内の水が抽出温度に達して新たな抽出サイクルが開始するのをユーザが待つ必要がないように、基本的に永久待機状態にある。省エネモードを選択すると、ヒータータンク１６は、予め定めた初期期間又は手動で設定した期間（例えば、２時間）にわたって内部の水を抽出温度（例えば、華氏１１９２°（８８．９℃））又はその近くの温度に維持する。この点、加熱素子５６は、温度センサ５８と共に閉ループフィードバックで動作する。例えば、この初期期間中にヒータータンク１６内の水の温度が華氏１８８°（８６．７℃）を下回った場合、加熱素子５６がオンになって水を加熱する。水が華氏１９２°（８８．９℃）に達すると、加熱素子５６はオフになる。初期期間（例えば、２時間）後、ヒータータンク１６は、２６時間などの何らかの二次延長期間にわたって内部の水を所望の抽出温度よりも低く室温よりも相対的に熱い（例えば、華氏１４０°（６０℃））温度に維持することができる。コントローラ５０は、最後の抽出サイクルから２８時間後に（すなわち、華氏１８８〜１９２°（８６．７〜８８．９℃）での２時間＋華氏１４０°（６０℃）での２６時間後に）、加熱素子５６を完全にオフに切替えて、ヒータータンク１６内の水を室温まで冷却することができる。省エネモードで使用する特定の温度及び期間は、システムの特定のニーズに応じて異なることができる。この点、これらの温度及び時間は、各個々のユーザが予め構成し、又は手動で設定することができる。省エネモードセレクタ３５６は、当該技術で既知のスイッチ、ダイヤル、ノブ、ボタン、容量センサ、抵抗センサ、又は他のいずれかの好適なヒューマンマシンインターフェイスとすることができる。
【０１２３】
図４１に示す１つの実施形態では、システム１０が、加熱素子５６に供給される電流、電圧及び／又は電力を制御する双方向３端子サイリスタ（「ＢＴＴ」）３５８（すなわち、交流電流又は「ＴＲＩＡＣ」のための３極管）を含むことができる。システム１０は、電流及び電圧が位相角と共に正弦曲線的に変化する交流（「ＡＣ」）電力で動作する。この点、加熱素子５６にＡＣ電源（例えば、壁コンセント）から規定電流を供給するには、交流正弦波に沿った様々な時点で電流をオン及びオフに切替えなければならない。この点、ＢＴＴ３５８は、位相制御、ある形態のパルス幅変調を用いて、加熱素子５６に正確な位相角で選択的に電流を供給して所望の電流供給（例えば、７アンペア）を達成する。具体的に言えば、ＢＴＴ３５８は、ゲート端子３６６にトリガパルス３６４（すなわち、ＢＴＴ３５８を「オン」及び「オフ」に切替える小電流）が供給されると（例えば、電気コンセントなどの交流電源３６２からの）交流電流３６０を通す半導体デバイスである。この点、マイクロコントローラ５０は、ＢＴＴ３５８に所望の位相角でトリガパルス３６４を供給することにより、加熱素子５６に供給される電流の量を制御することができる。すなわち、ＢＴＴ３５８は、交流正弦波上のある時点のみにおいて電気を通す。このように任意の位相角でＢＴＴ３５８をパルス化して、ヒータータンク１６内の水を正しく加熱するのに必要な任意の電流、電圧又は電力の供給を達成することができる。
【０１２４】
図４２に示すように、システム１０は、システム１０内の回路の短絡、破壊、過熱などをモニタする調整器３６８を含む。調整器３６８が、抽出機回路の異常な活動（例えば、安全閾値外から数倍離れた動作）を検知して識別した場合、調整器３６８は、コントローラ５０及び加熱素子５６及び／又はポンプ１２を含めてシステム１０を停止することができる。この点、調整器３６８は、正しく機能する安全な抽出条件内での抽出システム１０の動作を可能にすることによって製品に安全性便益を付加する。
【０１２５】
本明細書に開示する抽出システム１０の別の側面では、図４３に、ＢＴＴ３５８及びその他の発熱装置（例えば、マイクロコントローラ５０）などの内部抽出要素の冷却と、ヒータータンク１６に向かう途中の水の加熱とを同時に行う冷却システム３７０を示す。例えば、ＢＴＴ３５８は、ヒートシンクとして機能してＢＴＴ３５８から熱を奪い去る１又は２以上の冷却フィン３７２を含むことができる。第２の導管６２は、ＢＴＴ３５８から放出されて熱伝導フィン３７２に伝わる熱エネルギーを拾う、冷却フィン３７２内及びその周囲に延びる熱交換器３７４を含むことができる。この結果、熱交換器３７４は、ＢＴＴ３５８を冷却してヒータータンク１６に流れる水を予熱する。この特定の特徴は、システム１０の全体的な効率を高めることができる。
【０１２６】
すなわち、他の構成要素からの失われていたはずの熱エネルギーを用いてヒータータンク１６に入り込む水の温度を上昇させることにより、ヒータータンク１６内の水を適切な又は所望の抽出温度に加熱するために加熱素子５６が必要とする時間及びエネルギーが減少する。図４３に示すように、熱交換器３７４は、第２の導管６２を通る流れを複数のさらに細い導管３７６に分割して熱伝達効率を高める。その後、これらの細い導管３７６は、ヒータータンク１６に流れが達する前に第２の導管６２内で再結合することができる。熱交換器３７４は、第１の導管４０内に配置することもできる。或いは、冷却システム３７０は、冷却フィン３７２が第２の導管６２に隣接する必要がないようにＢＴＴ３５８から熱交換器３７４に熱を運ぶ冷却回路（図示せず）を含むこともできる。
【０１２７】
図４４及び図４５に示す別の実施形態では、抽出システム１０が、ヒータータンク１６が水で満たされている時点を判定するフロートレス型ヒータータンク水位センサ６６’’’を含むことができる。この点、発光体７４及び受光体７８は、ヒータータンク１６の上隅部の外側に配置することができる。図４４に示す実施形態では、発光体７４が、ヒータータンク１６の概ね垂直な側壁に対して上向きの角度で配置され、受光体７８が、ヒータータンク１６の概ね水平な上壁に対して下向きの角度で配置される。従って、光ビーム７６は、発光体７４から出射してヒータータンク１６の一部を通過した後で受光体７８に接触する。光ビーム７６の経路内に水が存在すると、その光学特性（例えば、強度）が変化する。この点、光ビーム７６は、ヒータータンク１６が一杯でない場合、すなわち図４４に示すようにヒータータンク１６の上隅部に水が存在しない場合には変化しない。
【０１２８】
これとは逆に、ヒータータンク１６が完全に一杯である時、すなわち図４５に示すようにヒータータンク１６の上隅部に水が存在する時には、光ビーム７６の光学特性が変化する。この場合、光ビーム７６は遮断され、受光体７８はもはや信号を受け取らなくなる。この状態をマイクロコントローラ５０に通信し、ヒータータンク１６が一杯の状態として識別することができる。フロートレス型ヒータータンク水位センサ６６’’’の１つの利点は、加熱工程中の熱膨張によってヒータータンク１６から溢れる水の量をシステム１０が低減できる点である。具体的に言えば、フロート式ヒータータンク水位センサ６６、６６’、６６’’では、ポンプ１２を「オフ」に切替える前にヒータータンク出口５４から水が流出して、ヒータータンク１６の上方に配置されたキャビティ６８内に進入することができる。これとは逆に、フロートレス型ヒータータンク水位センサ６６’’’は、水位がヒータータンク出口５４に達する前にポンプ１２’’を「オフ」に切替えることができる。この点、第２の空気管路１１０に流れ込む前に水が熱膨張する余地が増す。ヒータータンク１６の壁部又は光ビーム７６が通過する部分は、実質的に透明とすることができる。発光体７４及び受光体７８の位置は、逆にすることもできる。さらに、発光体７４及び受光体７８は、ヒータータンク１６上の他の（すなわち、上隅部ではない）場所に配置することもできる。例えば、発光体７４及び受光体７８は、ヒータータンク出口５４の両側、又はヒータータンク１６の上部の両側に配置することができる。また、フロートレス型センサ６６’’’は、水の存在を判定できる任意のタイプの光センサとすることができる。
【０１２９】
図４６の概略図に示すような当該技術で既知の従来の抽出機は、抽出チャンバ２０の後部を向いた排出針９６を含む。これにより、抽出カートリッジ２２は、図４６に大まかに示すように最初に一定の角度で着座する。通常、抽出チャンバ２０を閉じると、抽出ヘッド１８の上部は、その下部に対して角度を成して動く。この結果、抽出ヘッド１８が閉じると、抽出ヘッド１８の上部に対して概ね直角に配置された固定注入針３８２は、後方に傾斜した（すなわち、固定注入針３８２の頂部がその底部の後方に存在する）姿勢から垂直姿勢に移る。この移動中、固定注入針３８２は、抽出チャンバ２０が完全に閉じるまで実質的に垂直ではなく、固定注入針３８２が蓋３４２を貫通した後に垂直になる。さらに、固定注入針３８２が最初に蓋３４２と接触する時には、抽出カートリッジ２２も後方に傾斜している（すなわち、抽出カートリッジ２２の後部の方がその前部よりも高い）。従って、図４６に示すように、固定注入針３８２は、蓋３４２を貫通している間、蓋３４２に対して鋭角に配置される。抽出チャンバ２０が閉じ続けると、固定注入針３８２が実質的に垂直姿勢に移るのに対し、抽出カートリッジ２２は実質的に水平姿勢に近付くことによって蓋３４２を貫通する。既知の抽出機の注入針３８２は（場合によっては回転できない結果として）比較的短く、従って角度の付いた貫通のリスクは比較的低いが、このような穿刺システムは、上述したような「破裂」のリスクを招く恐れがある。
【０１３０】
上述した課題を解決するために、図４７及び図４８に、図４６に示すような後部とは対照的に排出針９６を抽出チャンバ２０の前部に（すなわち、抽出チャンバ２０の解除ボタン１３０に最も近い側に）配置した実施形態を示す。この点、抽出カートリッジ２２は、最初に抽出ヘッド１８の内部に向かって内向きに傾斜し、注入針９２と実質的に垂直に係合するようになる。従って、回転式注入針９２は、蓋３４２を貫通している間、蓋３４２に対して実質的に直角に配置される。こうなる理由は、抽出カートリッジ２２がわずかに前方に傾斜し、回転式注入針９２がわずかに後方に傾斜しているからである。さらに、回転式注入針９２及び蓋３４２が最終的に完全に貫通された抽出位置（すなわち、回転式注入針９２については垂直配向、抽出カートリッジ２２については水平配向）に来ても、回転式注入針９２は、蓋３４２に対して概ね直角であり続ける。この特徴は、抽出チャンバ２０内に封入されたカートリッジ２２を注入針９２及び排出針９６が貫通する際に所望の直角係合を維持する。従って、蓋３４２が裂けることがなく、当該技術で既知の他の注入針よりも相対的に長い回転式注入針９２などの注入針と共に使用することができる。図４９に示す別の実施形態では、システム１０’’’’が、ヒータータンク１６内の水を加熱した時の熱膨張によってヒータータンク１６から流出した水を蓄えるパージ導管３８４を含む。従って、この実施形態は、第２の空気管路１１０、大気通気管１５０又はオーバーフロー用付属品３９８を含まず、又は必要としない。具体的に言えば、パージ導管３８４は、ヒータータンク水位センサ出口７２から、下顎部８８ａに配置できる空気入口ポート３８６に延びることができる。パージ導管３８４は、第２の空気管路１１０と同様の第２の電磁弁１１２を含む。第２の電磁弁１１２は、本明細書で大まかに説明したように、「開放」位置にある時にはパージ導管３８４への流体アクセスを選択的に制御し、「閉鎖」位置にある時にはパージ導管３８４へのアクセスを選択的に抑制する。第１の空気管路１０６は、パージ導管３８４と第１の導管４０との間に延びる。従って、第１の電磁弁１０８が開いている時には、ポンプ１２が、入口ポート３８６、大口径管及び第１の空気管路１０６を介してパージ用空気を吸込む。パージ導管３８４は、加熱工程中に、すなわちヒータータンク１６が一杯であって内部の水が周囲温度から所望の抽出温度に加熱された時にヒータータンク１６から排出できる少なくとも最大量の水を蓄えることができるサイズに（幅及び長さを操作できるように）すべきである。従って、パージ導管３８４からの水は、入口ポート３８６から流出しない。この点、パージ導管３８４は、導管よりも補助リザーバ又はオーバーフローリザーバのように機能する。入口ポート３８６は、図示のように抽出ヘッド１８だけでなく、大気から空気を引き込むことができるシステム１０の任意の場所に配置することができる。
【０１３１】
パージ導管３８４内に蓄えられる水の量は、ヒータータンク１６内の水を抽出温度にするために必要な加熱の量に依存するので、マイクロコントローラ５０は、抽出サイクル中にリザーバ１４からヒータータンク１６に圧送する水の量を、ルックアップテーブル３８８（図５０）を用いて決定することができる（例えば、ステップ２１８）。ヒータータンク１６内の水は、加熱されると熱的に膨張することによってパージ導管３８４内に溢れる。従って、例えば周囲温度又は室温から１９２°Ｆ（８８．９℃）又は所望の抽出温度まで温度が大きく変化すると、水量も大きく変化し、例えば省エネモード中の１９２°Ｆ（８８．９℃）から１９２°Ｆ（８８．９℃）まで温度がわずかしか変化しなければ、水量の変化も小さくなる。加熱工程中の量の変化は、パージ導管３８４内にどれほどの水が一時的に蓄えられるかを決定付ける。空気パージ工程（すなわち、ステップ２２０）中、ポンプ１２は、任意のパージ用空気の引き込み前に、パージ導管３８４内に蓄えられた全ての水をヒータータンク１６内に戻し、これによって抽出カートリッジ２０内に等しい量の水を強制する。従って、システム１０’’’’は、正しい供給サイズを維持するために、抽出工程（すなわち、ステップ２１６及び２１８）中にポンプ１２がリザーバ１４から移す水の量をパージ導管３８４内の量だけ減少させなければならない。例えば、ユーザが８ｏｚ（２２６．８ｇ）の供給サイズを選択し、パージ導管３８４内に０．５ｏｚ（１４．２ｇ）の水が蓄えられている場合、ポンプ１２は、結果として得られる供給サイズが確実に８ｏｚ（２２６．８ｇ）になるように、ステップ２１６及び２１８中に７．５ｏｚ（２１２．６ｇ）の水を移さなければならない。この点、マイクロコントローラ５０は、抽出サイクルの開始時に、ルックアップテーブル３８８を用いてヒータータンク１６内の水の温度に基づいてパージ導管３８４内の水の量を正確に推定することができる。例えば、ヒータータンク１６内の水が実質的に抽出温度（例えば、約１９２°Ｆ（８８．９℃））である場合、抽出サイクルの開始前にタンク内の水を加熱する必要はないので、熱膨張はほとんど起こらない。従って、ポンプ１２は、ステップ２１６及び２１８中に所望の供給サイズに等しい量の水を移す。しかしながら、水が１４０°Ｆ（６０℃）である場合には、パージ導管３８４内に０．３ｏｚ（８．５ｇ）の水が存在する可能性がある。従って、抽出サイクルの終了時には、パージ導管３８４から所望の供給サイズ未満の０．３ｏｚ（８．５ｇ）の水が回収されるので、ポンプ１２は、ステップ２１６及び２１８中にリザーバ１４から同量の０．３ｏｚ（８．５ｇ）の水を移す。上記で特定した量は例示目的にすぎず、必ずしもいずれかの所与の時点におけるパージ導管３８４内の実際の水の量を反映しているとは限らない。ある実施形態では、ルックアップテーブル３８８の値が、２０°Ｆ（３６℃）の増分で変化することができる。しかしながら、当業者であれば、ルックアップテーブル３８８は、所望の分解能に応じて異なる増分を使用することができると容易に認識するであろう。
【０１３２】
当該技術で既知のシングルサーブ用コーヒー抽出機の別の問題点は、水リザーバに、例えば図５１に示すような凝縮が生じる点である。本明細書に開示したように、ヒータータンク１６は、抽出サイクルの準備中及び抽出サイクル中に大幅に（例えば、１９２°Ｆ（８８．９℃）に）温度が上昇する。ヒータータンク１６が高温になると、抽出機ハウジング内の周囲空気も相対的に加熱される。従って、水リザーバ１４に隣接する抽出機の側板３９２の温度も上昇して、水リザーバ１４内の水の蒸発を引き起こし又は加速させる可能性がある。また、本明細書で説明したように、第２の空気管路１１０からの温水の一部がリザーバ１４内に流入した場合、付随する圧力低下によって蒸発することがある。リザーバ１４に閉じ込められた水蒸気が冷えると、図５１に示すようにリザーバ１４の壁部で凝縮する。凝縮は、ヒータータンク１６が「オン」の（すなわち、内部の水を加熱している）時に最も問題となる。
【０１３３】
この凝縮の問題に対処するために、抽出システム１０は、抽出機内部からの熱気を水リザーバ１４内部の内外に移動させる、抽出機ハウジングに形成されたベント３９０（図５２）を含むことができる。さらに、水リザーバの蓋３０は、その前部又はその付近に、側板３９２（図５３）などに隣接する、抽出機の内部に面した切り欠き３９４を含むことができる。従って、抽出機内部からの暖気が、ベント３９０から排出されて切り欠き３９４を通って循環する流れをもたらすことによって水リザーバ１４内部の凝縮を実質的に低減し、場合によっては排除する自動熱ポンプとして機能する。すなわち、図５２に示すベント３９０は、抽出機ハウジングからリザーバ１４内に暖気を排出し、図５３に示す切り欠き３９４は、このリザーバ１４内の暖気及び関連する任意の水蒸気を大気中に逃がすことができる。従って、（１）抽出機内部からの熱気が水リザーバ１４内の空気を高温に維持し、（２）この熱気が比較的乾燥していることによって水リザーバ１４内の湿度を低下させ、（３）水リザーバを通る空気流が水リザーバ１４の内部から切り欠き３９４を介して水蒸気を冷却前に外に運び出すことにより、水蒸気は、リザーバ１４の壁部で凝縮することができない（又は最低限しか凝縮することができない）。この点、ベント３９０及び切り欠き３９４は、「煙突効果」を生み出して、抽出機ハウジングの内部から切り欠き３９４を介して熱気を引き込む自然の熱ポンプとして機能する。ベント３９０は、オーバーフロー吐出口３９８の下部に配置することができるが、リザーバ１４と抽出機ハウジングによって囲まれた空間との間に流体連通をもたらす任意の場所に配置することができる。別の実施形態では、水リザーバ１４が、水リザーバ１４を介して空気を移動させて内部の凝縮を実質的に低減又は排除するファン（図示せず）を含むこともできる。
【０１３４】
抽出システム１０の別の側面では、抽出ヘッド１８が、抽出サイクル中に抽出チャンバ２０が開くのを防ぐソレノイドを含むことができる。この点、ソレノイドは、抽出サイクル中に解除ボタン１３０を非押圧位置にロックし、又は他の何らかの電気的又は機械的密封機構を提供することができる。従って、たとえ解除ボタン１３０が押された場合でも、解除ボタンシャフト１３６が顎部ロック１２８を作動させて上顎部８８ｂが下顎部８８ａから離れて動くことはない。この目的のために、抽出チャンバ２０は、ソレノイドがボタン１３０を解除するまで抽出サイクル中に閉じた状態を保って偶発的に開くのを防ぐ。
【０１３５】
別の実施形態では、抽出システム１０が、ヒータータンク１６内の水が冷却の結果として熱的に凝縮すると、ヒータータンク１６を完全に満たされた状態に維持するためにポンプ１２が循環しないようにすることができる。この場合、システム１０は、ヒータータンク１６内の水位がヒータータンク水位センサ６６を下回るのを許容する。抽出サイクルを開始すると、ヒータータンク１６内の水の温度は、所望の抽出温度に達するまで上昇する。この時点で、システム１０は、ヒータータンク水位センサ６６を読み取ることによってヒータータンクが一杯であるかどうかを判定することができる。水位が低すぎる場合、ポンプは、リザーバ１４からさらなる水を移してヒータータンク１６を満たす。
【０１３６】
別の側面では、システム１０が、３つの異なるヒータータンク充填モードを有することができる。システム１０は、最初の使用時には第１の充填モードで動作する。この場合、ポンプ１２は、ヒータータンク１６が一杯であることをヒータータンク水位センサ６６が示すまで、リザーバ１４からの水をヒータータンク１６内に移す。次に、マイクロコントローラ５０は、加熱素子５６を作動させてヒータータンク１６内の水を適切な抽出温度（例えば、１９２°Ｆ（８８．９℃））に加熱する。これによって水が熱的に膨張し、実施形態に応じて第２の空気管路１１０、大気通気管１５０又はパージ導管３８４内に溢れる。通常、オーバーフローの量は約１２グラムであるが、抽出機の特定の特徴に応じてこれより多く又は少なくすることもできる。上記でさらに詳細に説明したように、ポンプ１２は、パージ用空気を引き込む前に、第２の空気管路１１０、大気通気管１５０又はパージ導管３８４の内の任意の残留水を移す。この点、ポンプ１２は、結果として得られる飲料が正しい供給サイズであることを保証するように、抽出サイクル（すなわち、ステップ２１６及び２１８）中に移す水を減らさなければならない。従って、マイクロコントローラ５０は、補正因子を用いて、正しい供給サイズを供給するようにポンプ１２の実行時間を調整する。システム１０は、全ての最初の水がヒータータンク１６内に周囲温度で圧送される結果として比較的大量の水のオーバーフローに見舞われるので、最初の抽出サイクル後に再び第１のモードを使用することは決してない。
【０１３７】
第２のモードは、第１の抽出サイクル後であって、ヒータータンク１６内の水が所望の抽出温度又はその近くにある時に使用される。この場合、ヒータータンク１６は、完全に又は実質的に温水で満たされている。従って、既に水は所望の抽出温度であるため、ヒータータンク１６内の水は、次の抽出サイクルの開始前には実質的に熱的に収縮しない。従って、システム１０は、抽出サイクル（すなわち、ステップ２１６及び２１８）を開始できる状態になっている。しかしながら、多少の蒸発が発生した場合には、手短にポンプ１２を循環させてヒータータンク１６を満タンにする必要が生じることもある。
【０１３８】
第３のモードは、第１の抽出サイクル後であって、ヒータータンク１６内の水が冷えてしまった時に使用される。上記で詳細に説明したように、ヒータータンク１６内の水は、冷えると熱的に収縮する。従って、ヒータータンク１６内の水位は、ヒータータンク水位センサ６６が読み取れるレベルを下回ることがある。この場合、センサ６６は、ヒータータンク１６が完全に満たされていない旨の信号をマイクロコントローラ５０に送ることができる。ここで、ヒータータンク１６内の水が抽出温度を下回っている時には、マイクロコントローラ５０が、ヒータータンク水位センサ６６を無視することができる。従って、次の抽出サイクルの開始時には、マイクロコントローラ５０が、加熱要素５６を作動させてヒータータンク１６内の水を加熱することによってヒータータンク１６内の水を熱的に膨張させる。通常は、この熱膨張により、ヒータータンク１６内の水位は、水が所望の抽出温度に達した時にセンサ６６がヒータータンク１６を「一杯」として読み取る地点まで増加する。いずれにせよ、ヒータータンク１６内の水が所望の抽出温度になると、マイクロコントローラ５０は、ヒータータンク水位センサ６６からの信号を考慮する。ヒータータンク１６が一杯でない旨をセンサ６６が示す場合、ポンプ１２は、ヒータータンク１６内にさらなる水を移して満タンにすることができる。ヒータータンク１６は、例えば蒸発又はその他の理由によって水を失うこともある。従って、ヒータータンク１６内に移されるさらなる水の量は、本明細書に開示した他の実施形態のものよりも実質的に少ない。この時点で、システム１０は、抽出サイクルを開始できる状態になる。
【０１３９】
別の側面では、本明細書に開示するシステム５００が、内側チャンバ５０６内に炭酸ガス前駆体５０４を有し、外側チャンバ５１０内に可溶性飲料媒体５０８を有する炭酸飲料カートリッジ５０２から炭酸飲料を生成するように適合される。システム５００は、システム１００、１００’、１００’’、１００’’’ に実質的に類似するが、回転式注入針９２の周囲に同心状に配置された回転式中空シャフト５１２を有する修正された抽出ヘッド１８’及び修正された抽出チャンバ２０’を含む。回転式中空シャフト５１２は、内側チャンバ５０６と外側チャンバ５１０との間で貫通チャネル５１４を開き、炭酸飲料カートリッジ５０２の底部で環状出口５１６を開くのに役立つ。回転式注入針９２は、内側チャンバ５０６に温水を注入し、この温水が炭酸ガス前駆体５０４と反応して炭酸ガスを生成する。この炭酸ガスが貫通チャネル５１４を介して上向きに逆流し、可溶性飲料媒体５０８と混ざって炭酸飲料を形成する。その後、炭酸飲料は、環状通路５１６を介してマグ２６などの下部の飲料容器内に小出しされる。
【０１４０】
図５４を参照すると、一般に、システム５００は、周囲温度の水をリザーバ１４からヒータータンク１６に移して加熱させ、最終的に抽出ヘッド１８’に供給して回転式注入針９２を介して炭酸飲料カートリッジ５０２に注入するポンプ１２を含むことができる。抽出ヘッド１８’は、回転式注入針９２の周囲に同心状に配置された回転式中空シャフト５１２をさらに含んで、これらの間に環状通路５１８を形成する。回転式中空シャフト５１２は、炭酸飲料カートリッジ５０２の内側チャンバ５０６を形成する内側容器５２４の相補的突出部又はキー５２２に係合する１又は２以上の突出部又はキー５２０を含む。さらに、回転式注入針９２及び回転式中空シャフト５１２は、抽出ヘッド１８’に対して垂直移動するように構成される。すなわち、回転式注入針９２及び回転式中空シャフト５１２の下端部は、概ね炭酸飲料カートリッジ５０２の上方の位置から炭酸飲料カートリッジ５０２の貫通可能な蓋５２６の下方の位置まで移動可能である。回転式注入針９２及び回転式中空シャフト５１２は、同じ又は異なる方向に同時に又は異なる速度で相対的に回転することができる。この点、抽出ヘッド１８’は、回転式注入針９２及び回転式中空シャフト５１２を回転させるための１又は２以上のモータを含む。図５５に示すように、単一のモータ５２８が、例えばギアボックス又はトランスミッション５５４を介して注入針９２及び中空シャフト５１２の両方を異なる速度で又は異なる方向に回転させることができる。或いは、２又は３以上のモータ（図示せず）がそれぞれ独立して回転することもできる。１つの実施形態では、回転式注入針９２が、例えば抵抗ヒーター５３０によって加熱される。
【０１４１】
システム５００は、抽出ヘッド１８’に冷水を供給して最終的に環状通路５１８を介して炭酸飲料カートリッジ５０２に供給する冷水供給導管５３２をさらに含む。１つの実施形態では、冷水導管５３２が、リザーバ１４から抽出ヘッド１８’に延びることができる。この点、システム５００は、冷水導管を介して水を圧送するための第２のポンプ（図示せず）を含むことができる。図５４に示すように、冷水導管５３２は、第２の導管６２から抽出ヘッド１８’に延びることができる。従って、ポンプ１２は、リザーバ１４からヒータータンク１６及び環状通路５１８の両方に水を移す。抽出ヘッド１８’に供給される冷水は、リザーバ１４から直接供給される周囲温度水、又は抽出ヘッド１８’に向かう途中で冷却機又はその他の冷却ユニット５３４を通過する冷却水とすることができる。
【０１４２】
簡単に上述したように、システム５００は、内側チャンバ５０６を形成する内側容器５２４と、外側チャンバ５１０を形成する外側容器５３６とを有する炭酸飲料カートリッジ５０２を含む。炭酸飲料カートリッジ５０２は、特許文献１〜３に開示されているボトルキャップ及び弁アセンブリと同様に動作し、これらの各特許の全体を引用により本明細書に組み入れる。具体的に言えば、図５６に示すように、外側容器５３６は概ね円筒形であり、可溶性飲料媒体５０８（例えば、シロップ）を含む。外側容器５３６の上面からは、入口管５３８が外側チャンバ５１０内に下向きに延びる。外側容器５３６の底面からは、出口管５４０が下向きに延びる。この点、入口管５３８は、外側容器５３６の内部に（すなわち、外側チャンバ５１０に）配置され、出口管５４０は、外側容器５３６の外部に配置される。入口管及び出口管５３８、５４０の長さは、外側容器５３６の高さの約２５〜３０％とすることができる。しかしながら、入口管及び出口管５３８、５４０は、必要に応じてこれより長く又は短くすることもできる。１つの実施形態では、外側容器５３６の上面が、入口管５３８の上部が取り付けられる中央座ぐり孔５４２を含むことができる。この点、炭酸飲料カートリッジ５０２の上面は、中心部の方が周辺部よりも下がった概ね階段状の構成を有する。外側容器５３６の底部は、外側チャンバ５３６の内容物を出口管５４０に注ぎ込むことができる面取部５４４を任意に含む。さらに、外側容器５３６は、当該技術で既知の任意の好適な形状（例えば、矩形）とすることができる。
【０１４３】
内側容器５２４は、底部が閉じて上部が開いた概ね円筒形であり、炭酸ガス前駆体５０４を含む。内側容器５２４は、外側チャンバ５１０との流体連通をもたらす貫通チャネル５１４を含む。内側容器５２４の外面は、貫通チャネル５１４の上方に配置された少なくとも１つの上側周縁隆起部５４８ａと、貫通チャネル５１４の下方に配置された少なくとも１つの中間周縁隆起部５４８ｂとを含む。さらに、内側容器５２４の外面は、実質的にその底部近くに配置された少なくとも１つの下側周縁隆起部５４８ｃを含む。内側容器５２４の開いた上部は、貫通可能な蓋５２６によって閉じられる。蓋５２６は、超音波溶接５５６又はその他のいずれかの好適な方法（例えば、接着剤）による外側容器５３６との接続を可能にするように、内側容器５２４の上部よりもわずかに大きい。内側容器５２の外面は、そこから広がる複数のフィン又はパドル５５０を含むことができる。炭酸ガス前駆体５０４は、固形（例えば、粉末）の重炭酸ナトリウム（ＮａＨＣＯ3）とクエン酸（Ｃ6Ｈ8０7）との混合物とすることができる。しかしながら、炭酸ガス前駆体５０４は、水に曝された時に炭酸ガスを生成する任意の段階に存在する任意の物質とすることができる。
【０１４４】
内側容器５２４は、外側容器５３６内に概ね同心状に配置され、外側容器５３６に対して回転移動及び垂直移動するように構成される。この点、外側チャンバ５１０は概ね環状であり、内側容器５２４及び内側チャンバ５０６の周囲に円周方向に配置される。具体的に言えば、図５６に示すように、内側容器５２４の上部及び下部は、それぞれ入口管５３８及び出口管５４０内に配置される。従って、上側及び中間周縁隆起部５４８ａ、５４８ｂは、入口管５３８の内壁に密封当接する。同様に、下側周縁隆起部５４８ｃは、出口管５４０の内壁に密封当接する。この点、上側周縁隆起部５４８ａは、入口管５３８を介して何かが出口チャンバ５３６の上部に対して出入りするのを防ぎ、中間隆起部５４８ｂは、内側チャンバ５０６と出口チャンバ５１０との間の任意の流体連通を防ぎ、下側周縁隆起部５４８ｃは、出口管５４０を介して何かが出口チャンバ５１０に対して出入りするのを防ぐ。周縁隆起部５４８ａ、５４８ｂ、５４８ｃと入口管及び出口管５３８、５４０との間の接触は、これらの間を液体が通過するのを防ぐほど十分に密接なものでありながら、内側容器５２４が入口管及び出口管５３８、５４０に対して動けるほど十分に緩いものとしなければならない。蓋５２６は、超音波溶接又は接着剤によって外側容器５３６の上部に接合される。この点、内側容器５２４の上部は、入口管５３８の上部と共に概ね平面であり、蓋５２６は、内側及び外側チャンバ５０６、５１０の両方の上部をさらに密封する。
【０１４５】
図５７に、本明細書に開示する実施形態による、システム５００を用いて炭酸飲料を生成する１つの方法（６００）を示す。ステップ６０２〜６１２は、ステップ２０２〜２１２と実質的に同じものである。ステップ６１４は、実質的にステップ２１４と同じではあるが、抽出チャンバ２０’内には、抽出カートリッジ２２の代わりに炭酸飲料カートリッジ５０２が配置される。また、上述したように、抽出ヘッド１８’は排出針９６を含まない。従って、炭酸飲料カートリッジ５０２の底部を貫通するものは何もない。システム５００は、ステップ６１４を完了した時点で炭酸飲料を生成できる状態になる。
【０１４６】
ステップ６１６において、ポンプ１２が、内側チャンバ５０６に温水を注入して炭酸ガスを生成する。具体的に言えば、図５８に示すように、ステップ６１６ａにおいて、回転式注入針９２及び回転式中空シャフト５１２が下向きに移動することにより、回転式中空シャフト５１２に蓋５２６を貫通させる。従って、回転式注入針９２も、内側チャンバ５０６にアクセスすることができる。次に、ステップ６１６ｂにおいて、回転式注入針９２及び回転式中空シャフト５１２が下向きに移動し続けることによって内側容器５２４に接触し、蓋５２４と外側容器５３６との間の接続部（例えば、溶接部５５６）を破壊する。これにより、内側容器５２４が外側容器５３６に対して下向きに移動するようになる。従って、図５９に示すように、中間隆起部５４８ｂは、もはや入口管５３８に接触しておらず、下側隆起部５４８ｃは、もはや出口管５４０に接触していない。この点、内側チャンバ５０６と外側チャンバ５１０との間の流体連通が可能になる。同様に、この時点で下側隆起部５４８ｃが出口管５４０の底部の下方に配置されるので、流体は、出口管５４０を介してカップ２６などの下部の飲料容器に流れ込むことができる。ステップ６１６ｃにおいて、回転式中空管５１２のキー５２０が、内側容器５２４の相補的キー５２２に係合する。この点、内側容器５２４及び回転式中空シャフト５１２は、この時点で一体となって垂直移動及び回転移動を行う。次に、ステップ６１６ｄにおいて、ポンプ１２が、内側チャンバ５０６に温水を注入して炭酸ガス前駆体５０４と混合する。炭酸ガス前駆体５０４は、温水によって周囲温度の水又は冷水よりも急速に大量の二酸化炭素を放出する。次に、モータ５２８が、回転式注入針９２を回転させる。
【０１４７】
次に、ステップ６１８において、回転式中空シャフト５１２が外側容器５３６に対して内側容器５２４を回転させる。回転式注入針９２の動きと回転式中空シャフト５１２の動きとが組み合わさることによって温水と炭酸ガス前駆体５０４とが積極的に混ざり合うことにより、二酸化炭素の気泡が形成される。１つの実施形態では、炭酸ガス前駆体５０４が、固形（例えば、粉末）の重炭酸ナトリウム（ＮａＨＣＯ3）及びクエン酸（Ｃ6Ｈ8０7）の混合物である。この点、重炭酸ナトリウムとクエン酸は、温水と反応してクエン酸ナトリウム、水及び炭酸ガスを形成する。さらに、内側容器５３６の外部に配置されたフィン５５０が回転することにより、可溶性飲料媒体５０８が攪拌されて混ざり合う。回転式中空シャフト５１２は、回転式注入針９２とは異なる方向に又は異なる速度で回転して、温水と炭酸ガス前駆体５０４をさらに積極的に混合することができる。
【０１４８】
ステップ６２０において、ポンプ１２が、環状通路５１８を介して内側容器５３６内に冷水を圧送する。具体的に言えば、入口チャンバ５０６内の二酸化炭素の泡は、入口チャンバ５０６の上部に上昇し、チャネル５１４を介して排出される。炭酸ガス前駆体５０４からは、二酸化炭素の泡のほんの一部を内側チャンバ５０６内の温水に放出することができる。さらに高温の水を使用すると、入口チャンバ５０６内の炭酸ガスの溶解がさらに速く効率的になる。この時、チャネル５１４を介して炭酸水が外側チャンバ５１０に流入する。チャネル５１４は、乾いた前駆体５０４が内側チャンバ５０６から排出されるのを防ぐ網目スクリーン又はその他の濾過剤を含むことができる。具体的には、炭酸水が内側チャンバ５３８を介して上向きに流れて炭酸飲料カートリッジ５０２の上部から流出するのを上側隆起部５４８ａが防ぐ。しかしながら、中間隆起部５４８ｂは入口管５３８の底部の下方に配置されており、これによって炭酸水は外側チャンバ５１０に容易に流入することができる。この点、内側チャンバ５０６に注入された冷水が、回転針９２によって注入された比較的温かい水に溶解した二酸化炭素の十分な混合を可能にする。
【０１４９】
ステップ６２２において、外側チャンバ内の炭酸水が可溶性飲料媒体５０８と混ざり合うことによって炭酸飲料が生成される。フィン５５０は、炭酸水と可溶性飲料媒体５０８とを攪拌してかき混ぜ、内部に乱流を生み出すことによって混合工程及び均質化工程をさらに容易にする。
【０１５０】
ステップ６２４において、外側チャンバ５４０からマグ２６などの下部の飲料容器内に炭酸飲料が小出しされる。上記でさらに詳細に説明したように、下側隆起部５４８ｃは、ステップ６１６において、図５９に示すように出口管５４０の底部の下方の位置に移動している。この点、環状出口５１６が開いており、このため炭酸飲料はここを通って流れることができる。この時点で、ユーザは、清涼炭酸飲料を楽しむことができる。
【０１５１】
ステップ６２６において、回転式中空シャフト５１２及び回転式注入針９２が引っ込む（例えば、上向きに移動する）ことによって内側容器５２４を元の位置に引き戻す。システム５００は、注入針９２が内側容器５２４との係合から解除されると、注入針９２を水できれいにすることができる。ステップ６２６ａにおいて、回転式注入針９２及び回転式中空シャフト５１２が回転を停止する。次に、ステップ６２６ｂにおいて、回転式注入針９２及び回転式中空シャフト５１２が上向きに移動することによって内側容器５２４を元の位置（すなわち、ステップ６１６の前の位置）に引き戻す。この場合、中間隆起部５４８ｂは、入口管５３８と密封接触して内側チャンバ５０６と外側チャンバ５１０との間の流体連通を防ぎ、下部隆起部５４８ｃは、出口管５４０と密封接触してここを通る任意の液体の流れを防ぐ。この点、下側隆起部５４８ｃは、残りの任意の可溶性飲料媒体５０８又は炭酸飲料が飲料生成後炭酸飲料カートリッジ５０２から漏出するのを防ぐ。ステップ６２６ｃにおいて、回転式中空シャフト５１２が内側容器５２４との係合を解く。
【０１５２】
具体的に言えば、回転式中空シャフト５１２のキー５２０が、炭酸飲料カートリッジ５０２の相補的キー５２２との係合を解く。図６１に、ステップ６２６の完了後の炭酸飲料カートリッジ５０２及び抽出ヘッド１８’を示す。この時点で、ユーザは抽出ヘッド１８’を開き、使用済みの炭酸飲料カートリッジ５０２を取り除いて廃棄することができる。
【０１５３】
本明細書に開示する抽出システム１０は、飲料生成中に抽出カートリッジ２２から逃れた任意の水を閉じ込めて下部の飲料容器（例えば、カップ２６）内に排水する密封リング７０２及び１又は２以上の排水路７０４を含むことができる。具体的に言えば、図６２に示すように、上顎部８８ｂは、抽出チャンバ２０の外部周辺に円周方向に配置された密封リング７０２を含む。抽出チャンバ２０が閉じると、下顎部８８ａ及び上顎部８８ｂは、密封リング７０２をこれらの間に圧縮して抽出チャンバ２０の周囲に液密シールをもたらす。この点、下顎部８８ａと上顎部８８ｂとの間の嵌合面を介して加熱液体及び蒸気が逃げることはできない。密封リング７０２は、プラスチックで構成することができるが、シリコーン、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴム、又は当該技術で既知の他の任意の好適な材料で形成することができる。下顎部８８ａは、抽出カートリッジ２２の半径方向外側であって密封リング７０２の半径方向内側に配置された、抽出チャンバ２０の一部から下顎部８８ａを介して延びる１又は２以上の排水路７０４を含む。この点、抽出サイクル中に抽出チャンバ２０内に生じる任意の液体又は蒸気は排水路７０４を通って流れ、最終的に下部のカップ２６内に小出しされる。これにより、液体が下顎部８８ａと上顎部８８ｂとの間から漏れて抽出機ハウジング内に戻ることが防がれる。この点、抽出チャンバ２０は、唯一の「湿った」領域（すなわち、液体に曝される領域）であるのに対し、抽出機ハウジングによって包囲された領域は、実質的に乾いて液体が存在しない。
【０１５４】
図６６に示すように、ヒータータンク水位センサ６６、６６’、６６’’は、凝縮によってヒータータンク１６が一杯であることを示す誤った測定値をマイクロコントローラ５０に送ることがある。上述したように、センサ６６は、受光体７８によって受け取られるようにキャビティ６８を横切るように光ビーム７６を発光する発光体７４を含む。図６４に示すようにヒータータンク１６が一杯でない時には、受光体７８が光ビーム７６を受け取る。これとは逆に、図６５に示すようにヒータータンク１６が一杯の時には、フロート８０が光ビーム７６を妨げる。ヒータータンク１６は、タンク１６内の水及びヒータータンクセンサ６６内の水を水の沸点に近い抽出温度（例えば、華氏１９２°（８８．９℃））に加熱する。例えば、省エネモード中などにこの水が冷えると、空気中の蒸気又は水分が、キャビティ６８の内壁において液滴又は泡の形で凝縮することがある。これらの液滴又は泡は、キャビティ６８の壁部に様々な凹凸のある光屈折面を形成する。これによって光ビーム７６が複数の方向に発散することにより、受光体７８によって受け取られたはずの強度が著しく減少することがある。この点、キャビティ６８の壁部の液滴又は泡は、光ビーム７６内の光線を散乱させる。従って、著しい凝縮は、もはや受光体７６がビームを読み取れない程度にまで光ビーム７６を弱めることがある。この場合、コントローラ５０は、ヒータータンク１６が一杯であると識別することができる。誤ったヒータータンクセンサの測定値は、システム１０が所望の供給サイズを抽出するのを妨げる恐れがある。
【０１５５】
この点、ポンプ１２は、抽出サイクル（すなわち、ステップ２１６及び２１８）の開始前に、リザーバ１４からヒータータンク１６に満タンの水を供給して、ヒータータンク１６が完全に一杯になるのを確実にすることができる。上記でさらに詳細に説明したように、ヒータータンク１６から溢れた水は大気通気管１５０に流入し、溢れ出てリザーバ１４内に戻る。満タンの水とは、抽出サイクルの開始時にヒータータンク１６及び大気通気管１５０が完全に満たされることを保証するのに十分な量の水のことである。具体的に言えば、満タンとは、ヒータータンク１６から発生し得る最大蒸発量、大気通気管１５０の容積、及び大気通気管１５０内の水をリザーバ１４内に溢れさせるさらなる水の量である安全容積の合計である。安全容積は、安全係数と同様に機能する。従って、マイクロコントローラ５０は、抽出サイクルの開始時にシステム１０内にどれほどの水が存在するかを正確に認識し、これによってシステム１０が正しい供給サイズを一貫して供給できるようにする。コントローラ５０がシステム内の水の量を具体的に認識するのは、この量が、それぞれ一杯になったヒータータンク１６及び大気通気管１５０内の量の関数だからである。例えば、最大予想蒸発が０．５ｏｚ（１４．２ｇ）であり、大気通気管１５が２ｏｚ（５６．７ｇ）の水を保持している場合、満タン量は、２．７ｏｚ（７６．５ｇ）（すなわち、蒸発を補償するための０．５ｏｚ（１４．２ｇ）、大気通気管を満たすための２ｏｚ（５６．７ｇ）、及び安全容積の０．２ｏｚ（５．７ｇ））とすることができる。この点、少なくとも０．２ｏｚ（５．７ｇ）がリザーバ１４内に逆流するが、これによってヒータータンク１６及び大気通気管１５０が完全に一杯であることが保証される。
【０１５６】
図６７及び図６８に示す別の実施形態では、ヒータータンク水位センサ６６’’’が、ヒータータンク水位センサ６６の底部に配置された発光体７４’’’及び受光体７８’’’を含む。この点、フロート８０’は、図６７に示すように、ヒータータンク１６が一杯でない時に受光体７８’’’が光ビーム７６を受け取るのを妨げる。ここでは、ヒータータンク１６が一杯でない時に、フロート８０’がキャビティ６８の底部に存在する。図６８に示すように、センサ６６内の水位が発光体７４’’’及び受光体７８’’’の高さを超えると、フロート８０’は、最終的に光ビーム７６の妨害から押し出される。従って、受光体が光ビーム７６を受け取ると、マイクロコントローラ５０は、ヒータータンク１６が一杯であると認識する。
【０１５７】
図６６に示すように、凝縮はキャビティ６８の上部で生じるので、センサ６６’’’は、センサ６６、６６’、６６’’で起こりうるような凝縮の影響を受けない。この点、受光体７８’’’が配置されたキャビティ６８の底部には凝縮が存在せず、すなわちフロート８０’がもはや光ビーム７６の伝達を妨げなくなった時にはキャビティ６８は水で満たされているので、凝縮によって光ビーム７６が分散されることはあり得ない。キャビティ６８が一杯の場合、キャビティ６８内の水はセンサ測定値に影響を与えない。光ビーム７６を発散させるのは、水自体ではない。むしろ、水の表面張力によって形成されるキャビティ６８の壁部の水滴又は泡の凹面及び凸面が光ビーム７６を分散又は散乱させる。図６８に示すように、ヒータータンク１６が一杯の時には、これらの表面に水滴が存在しない。従って、光ビーム７６は、誤った測定値をもたらす有意な発散を伴わずに水を通過する。
【０１５８】
抽出システム１０の別の特徴は、抽出機回路（例えば、マイクロコントローラ５０）が、抽出サイクルの動作中にリザーバ１４が意図せず又は意図的に取り外された時点を判定するロジックを含むことができる点である。この検知状態では、マイクロコントローラ５０が、例えばポンプ１２、加熱素子５６などの動作中の機器の一部又は全部をオフにして、安全及び正しい停止を保証することができる。抽出サイクル中にリザーバ１４を取り外すと、周囲の水の供給が直ちに遮断される。この結果、ポンプ１２は、もはやリザーバ１４から水を移すことはなくなり、代わりに、上述したように抽出ヘッド１８に供給するための空気をヒータータンク１６内に圧送する。この状態では、抽出システム１０に（例えば、図１及び図１６に示すような）流量計４８が含まれている場合、流量計４８が故障することがある。ヒータータンク１６を介して圧送された空気は、抽出ヘッド１８の前にヒータータンク水位センサ６６に入り込む。ヒータータンク水位センサ６６は、内部の乱流を測定して、例えば抽出サイクル中におけるリザーバ１４の取り外しを検出するように設計することができる。例えば、この検出は、ヒータータンク水位センサ６６を流れる泡立った乱流を測定する光センサ（送信機／受信機）を用いて行うことができる。この場合、マイクロコントローラ５０は、ヒータータンク水位センサ６６が何らかの所定の期間にわたって内部の乱流の泡立ちを確認した時に、リザーバ１４が取り外されたと識別することができる。
【０１５９】
或いは、センサ６６は、発光体３３２から受光体３３６に光ビーム３３４が進むのをフロート８０、８０’、８０’’が妨げる割合を測定することができる。抽出サイクル中には、空気及び水の通常の動き、並びに内部の圧力変動の結果として、ヒータータンク水位センサ６６内にフロート８０、８０’、８０’’の何らかの動きが存在する。しかしながら、この点、通常動作状態におけるフロート８０、８０’、８０’’の動きは断続的なはずである。従って、マイクロコントローラ５０を、システム１０が「パージ」サイクルを開始していない時の状態、及びヒータータンク水位センサ６６が連続的に繰り返される（及び場合によっては何らかの所定の時間枠内の）何らかの最小閾値回数の繰り返しパルス又は跳ね返りを測定又は識別した時の状態（すなわち、フロート８０、８０’、８０’’が光ビーム３３４を妨げた後に妨げなくなる状態）を識別するように構成することができる。例えば、ある実施形態では、マイクロコントローラ５０が、ヒータータンク水位センサ６６が数秒以内に２０回又は４０回の連続パルスを測定した時に、抽出サイクル中にシステム１０からリザーバ１４が取り外されたと識別することができる。これらのパルスは、ヒータータンク水位センサ６６を気泡が通過した結果である。
【０１６０】
別の実施形態では、システム１０が、加熱素子５６によるヒータータンク１６内の水の加熱を制御するように設計されたサーボフィードバックループを含むことができる。サーボフィードバックループは、比例微分ループ又はＰＩＤコントローラである。基本的に、ＰＩＤコントローラは、測定された工程変数（例えば、いずれかの所与の時点におけるヒータータンク１６内の可変温度）と所望の設定点（例えば、所望の抽出温度）との間の差分としての誤差値を計算する。ＰＩＤコントローラは、操作変数を用いて抽出工程を調整することによって誤差を最小化しようと試みる。この点、ヒータータンク１６内の水の温度と所望の抽出温度との間の差分が大きければ（例えば、内部の水が周囲温度である場合）、マイクロコントローラ５０は、内部の水を急速に加熱するために加熱素子５６の強度を高めることができる。ＰＩＤコントローラは、誤差値の変化率を連続的又は断続的に（例えば、数秒毎又は数マイクロ秒毎に）測定して、ヒータータンク１６内の温度が所望の抽出温度に近づいた結果として誤差が小さくなると、加熱素子５６を弱めることができる。換言すれば、ＰＩＤコントローラは、抽出システム１０がヒータータンク１６内の水を過熱することなくさらに急速に加熱できるようにする。
【０１６１】
例示を目的として複数の実施形態を詳細に説明したが、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく様々な修正を行うことができる。従って、本開示は、添付の特許請求の範囲以外のものによって限定されるべきものではない。
【０１６２】
さらなる実施形態では、炭酸化システム５００が、炭酸ガス生成ステップすなわち、ステップ６１６中に回転式注入針９２によって炭酸飲料カートリッジ５０２の内側チャンバ５０６内に供給される水を、誘導加熱を用いて加熱することができる。具体的に言えば、抽出ヘッド１８は、電流源３６２から高周波交流電流を受け取る。高電圧誘導コイル８０２を含むことができる。コントローラ５０及び／又はＢＴＴ３５８は、コイル８０２への交流電流の供給を制御することができる。コイル８０２は、回転式注入針９２がその降下した給水位置、すなわちステップ６１６ｄ中の位置にある時に、回転式注入針９２の少なくとも一部を包囲することができる。この点、コイル８０２は、図６９に示すように下顎部８８ａに配置することも、又は上顎部８８ｂに配置することもできる。回転式注入針９２は、熱伝達及び誘導加熱を容易にするように鋼又は別の鉄金属などの導電性材料で構成することができる。
【０１６３】
図６９に示すように、コイル８０２は、回転式注入針９２に入り込む室温の水を温水に変換して二酸化炭素生成工程を容易にする。この点、ポンプ１２は、リザーバ１４から回転式注入針９２に室温を圧送する。（単複の）コイル８０２を流れる交流電流は、回転式注入針９２及びそこを流れる水に渦電流（すなわち、円形電流）を形成する。回転式注入針９２及び水の内部抵抗が渦電流を散逸させることにより、回転式注入針９２及びそこを流れる水の温度を上昇させる熱（すなわち、抵抗加熱）が発生する。
【０１６４】
鋼及び他のほとんどの鉄金属の比熱容量は水よりも低いので、通常、回転式注入針９２は水よりも急速に熱くなる。この点、熱は、温度の高い回転式注入針９２からそこを流れる相対的に冷たい水に（すなわち、熱伝導によって）拡散し、これによって炭酸飲料カートリッジに入り込む水をさらに加熱する。従って、（単複の）コイル８０２は、抵抗針ヒーター５３０を排除又は別様に補完することができる。
【０１６５】
上述した実施形態に加え、本開示の実施形態には、以下でさらに説明する様々な追加の特徴を組み込むこともできる。
【０１６６】
特許文献４に記載されるように、（図９に示す注入針９２などの）本開示による入口ノズルは、多くの異なる方法で移動することができ、特許文献４の全体を本明細書に完全に組み入れる。このような方法は、以下に限定するわけではないが、垂直又は水平方向の並進移動；（限定ではないが）円周方向移動などの、注入針の遠位にある軸を中心とした注入針の回転；注入針自体の中心軸を中心とした注入針のスピン；注入針の基部が静止した状態で針の底部が回転する（又は針の底部の回転半径よりも小さな又は大きな半径で基部が回転する）回転「枢動」；及び／又は垂直及び／又は水平方向の振動及び／又は揺動を含む。
【０１６７】
注入針の移動は多くの異なる方法が可能であり、決して上記のリストを限定的なものと見なすべきではない。また、注入針の移動は、性能を最大化するために注入針の（単複の）出口を通る水の流れと協働することができる。本開示の１つの実施形態では、注入針が、性能を最大化するために「針抽出サイクル」を実行することができる。針抽出サイクルの第１段階は、注入針の移動開始前に注入針の（単複の）出口に水を通すことを含むことができる。これにより、コーヒー粉などの物質が注入針の出口から離れることができる。次に、上述したように、また米国仮特許出願第６１／９４０，２９０号に記載されるように、注入針が移動を開始することができる。注入針の移動を開始する前に水を流し始めると、カートリッジ内の物質が注入針にくっついて閉塞を引き起こすのを防ぐことができる。
【０１６８】
針抽出サイクルの終盤では、水が流れ続けている間に注入針が移動を終えることができる。これにより、最終的な静止位置にある注入針の（単複の）出口から物質を離し、従って抽出ヘッドが開いて注入針を除去した時に注入針の（単複の）出口の任意の閉塞を防ぐことができる。
【０１６９】
本開示の実施形態は、先行技術の構成要素を排除した状態で先行技術のシステム及び装置の機能を実行することができる。例えば、本開示の実施形態では、流量計を使用せずに流体流を測定することができる。図３は、流量計を含まなくてもよい本開示によるシステムの概略図である。上述したように、ポンプ１２は、空気ポンプ及びヒーターポンプの両方として機能することができる。また、本開示のいくつかの実施形態では、ポンプが流量計及び圧力調整器として機能することができる。
【０１７０】
２０１５年２月５日に出願された特許文献５に記載されるように、本開示によるポンプは、圧力調整器及び／又は流量計として機能することができ、特許文献５の全体を引用により本明細書に完全に組み入れる。ポンプ１２からの水の各ポンプ動作（例えば、ポンプ１２のロータの回転又はポンプ１２の（単複の）ピストンの移動）時には、作業及び／又は流体移動が行われることによって電流測定値が急上昇することができる。各電流スパイクは、ポンプから送られた水の量に対応できるので、これらの電流測定値を用いて流量を計算することができる。さらに、移された流体の容量をモニタすることにより、ポンプがシステム１０内で圧力調整器として機能することができる。例えば、流量計又は光センサを使用する代わりに電流測定値に基づいて流量を計算することにより、構成要素を排除してシステムのコスト効率を高めることができる。
【０１７１】
場合によっては、例えば電流測定値の誤差などによって電流の急上昇が記録されず、従って上述した流れの計算において特定の流体の動きが記録されないこともある。このような場合、紛失パルスを認識して最終的な流量計算において紛失パルスを補償するコードなどによって電流パルス補正を行うことができる。
【０１７２】
他の方法による流量及び電流計算も可能である。例えば、ポンプを動作させるモータ近くの磁束を測定し、この磁束からポンプに伝わった電流の量を計算し、この電流から流量を計算することができる。全流量を計算するために、以下に限定するわけではないが、モータ内部のアーク放電によって生じる光、モータの内部又は外部に発生する熱、モータ及び／又はポンプによって生じる音、並びにモータ及び／又はポンプによって生じる振動を含むモータ及び／又はポンプの多くの異なる特徴及び／又は測定可能な特徴を測定することができる。
【０１７３】
本開示の実施形態は、一般にコーヒーメーカーで使用されるカートリッジの変形を防ぐための構成要素を含むこともできる。典型的なカートリッジは、高温の水に接触すると変形することがある。通常、先行技術によるカートリッジ保持システムは、カートリッジの上部を単純に保持し、従ってその最上部の下方ではカートリッジ本体全体が変形する可能性がある。図７０に示すように、本開示の実施形態では、カートリッジ３００４のほとんど又は全ての側壁に対して変形バリア３００６を形成することができる。これにより、カートリッジ３００４を、通常はエスプレッソの抽出に関連するような高温に加熱することができる。（単複の）変形バリア３００６は、バネ様システム及び／又は油圧システムなどによってカートリッジ３００４に押し付けられるように付勢することができる。
【０１７４】
また、本開示による変形バリアは、カートリッジ３００４を冷却するシステムを含むこともできる。例えば、変形バリア３００６は二重壁であり、そこを通る水などの液体の流れを含むことができる。変形バリア３００６は、カートリッジ３００６から遠ざけて熱を伝えるように熱伝導性とすることができる。この水は、カートリッジ３００４の外壁を冷却してカートリッジの変形を防ぐ役割を果たすことができる。本開示による変形バリア３００６の実施形態は、限定するわけではないが、変形可能な袋などの剛性バリア及び非剛性バリアを含む。
【０１７５】
本開示のいくつかの実施形態では、特定の生成物を実現するためにカートリッジを予熱することができる。例えば、４オンスの抽出、又は１．５〜２ｏｚ（４２．５〜５６．７ｇ）などのエスプレッソ抽出では、カートリッジ３００４の放熱能力に起因して（８ｏｚ（２２６．８ｇ）の抽出と比べて）比例的に多くの熱を失ってしまう。従って、熱損失を抑えるためにカートリッジ３００４を予熱することが有利となり得る。これを達成するために、ヒータータンク（例えば、図３のヒータータンク１６）内の水を、蒸気を生じるまで加熱することができる。次に、カートリッジ３００４及び／又はバリア３００６を予熱するために、注入針３００２などの注入針を介してこの蒸気を圧送することができる。このような予熱は、システム内を通る液体からの熱損失を防ぎ、従ってさらに熱い生成物をユーザに提供することができる。いくつかの実施形態では、カートリッジ３００４内に圧送される蒸気の量を液体量に変換して、カートリッジ内に圧送される全容積の計算に含めることができる。
【０１７６】
本開示のいくつかの実施形態は、カートリッジの後の流体流内に存在するさらなるヒーターを含むことができる。例えば、ブーストヒーターを使用することができる。図７１で分かるように、カートリッジ４００４などのカートリッジの下流に要素４００６を含めることができる。要素４００６は、ユーザのカップ内に注ぐのに便利なように漏斗と同様に機能することができる。また、要素４００６（以下、「漏斗」と呼ぶ）は、より熱い最終生成物を提供するように加熱することもできる。漏斗４００６を加熱することにより、カートリッジ４００４に入り込む流体は未だ漏斗４００６によって加熱されていないので、カートリッジ４００４の変形を防ぐことができる。
【０１７７】
マイクロコントローラ５０のメモリは、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装の形で実装することができる。ファームウェア及び／又はソフトウェア実装方法は、本明細書で説明した機能を実行するモジュール（例えば、手順、機能など）を用いて実装することができる。本明細書で説明した方法を実装する際には、命令を有形的に具体化する機械可読媒体を使用することができ、例えばバーコード及び／又はＵＰＣコードをカートリッジに含め、例えば飲料ヘッド内の光センサによって読み取ることができる。例えば、ソフトウェアコードをメモリに記憶してプロセッサユニット（例えば、プロセッサ５０）によって実行することができる。メモリは、プロセッサユニット内又はプロセッサユニットの外部に実装することができる。本明細書で使用する「メモリ」という用語は、長期、短期、揮発性、不揮発性又はその他のメモリのタイプを意味し、特定のタイプのメモリ又はメモリの数、或いはメモリを記憶する媒体のタイプに限定されるものではない。
【０１７８】
ファームウェア及び／又はソフトウェアで実装する場合、コンピュータ可読媒体上の１又は２以上の命令又はコードとして関数を記憶することができる。例としては、データ構造を符号化されたコンピュータ可読媒体、及びコンピュータプログラムを符号化されたコンピュータ可読媒体が挙げられる。コンピュータ可読媒体は、物理的コンピュータ記憶媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータがアクセスできる利用可能な媒体とすることができる。限定ではなく一例として、このようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ又はその他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気記憶装置、或いは所望のプログラムコードを命令又はデータ構造の形で記憶するために使用でき、コンピュータがアクセスできる他の媒体を含むことができ、本明細書で使用するディスク（ｄｉｓｋ又はｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピーディスク及びブルーレイディスクを含み、この場合、ｄｉｓｋは、通常データを磁気的に再生し、ｄｉｓｃは、レーザを用いてデータを光学的に再生する。これらの組み合わせもコンピュータ可読媒体の範囲に含めるべきである。
【０１７９】
命令及び／又はデータは、コンピュータ可読媒体に記憶することに加えて、通信装置に含まれる送信媒体上の信号として提供することもできる。例えば、通信装置は、命令及びデータを示す信号を有するトランシーバを含むことができる。命令及びデータは、特許請求の範囲に概説する機能を１又は２以上のプロセッサに実行させるように構成される。
【０１８０】
本開示及びその利点について詳細に説明したが、本明細書では、添付の特許請求の範囲によって定める本開示の技術から逸脱することなく、様々な変更、置換及び修正を行うことができると理解されたい。例えば、抽出機に関連して「上方の（ａｂｏｖｅ）」及び「下方の（ｂｅｌｏｗ）」などの関係語を使用している。当然ながら、抽出機を反転させた場合には、上方が下方になり、逆もまた同様である。また、横向きに配向した場合には、上方及び下方が抽出機の両側を意味することができる。さらに、本出願の範囲は、本明細書で説明した工程、機械、製造、物質の組成、手段、方法及びステップの特定の構成に限定されるものではない。当業者であれば、本開示により、本明細書で説明した対応する構成と実質的に同じ機能を実行し、又は実質的に同じ結果を達成する既存の又は後から開発される工程、機械、製造、物質の組成、手段、方法又はステップを本開示に従って利用することもできると容易に理解するであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、このような工程、機械、製造、物質の組成、手段、方法又はステップをその範囲に含むように意図される。
【０１８１】
さらに、当業者であれば、本開示に関連して本明細書で説明した様々な例示的なロジックブロック、モジュール、回路及びアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、又はこれらの組み合わせとして実装することができると認識するであろう。上記では、このハードウェアとソフトウェアの互換性を明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路及びステップを、一般にその機能に関して説明した。このような機能がハードウェアとして実装されるか、それともソフトウェアとして実装されるかは、システム全体に課される特定の用途及び設計制約に依存する。当業者であれば、説明した機能を各特定の用途に見合った様々な方法で実装できると思われるが、このような実装の決定を、本開示の範囲からの逸脱を引き起こすものとして解釈すべきではない。
【０１８２】
本開示に関連して本明細書で説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール及び回路は、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又はその他のプログラマブルロジックデバイス、離散ゲート又はトランジスタロジック、離散ハードウェアコンポーネント、或いは本明細書で説明した機能を実行するように設計されたこれらのいずれかの組み合わせを用いて実装又は実行することができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサとすることができるが、別の方法では、このプロセッサを任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ又は状態機械とすることもできる。プロセッサは、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサの組み合わせ、１又は２以上のマイクロプロセッサとＤＳＰコアとの組み合わせ、又は他のいずれかのこのような構成などの、コンピュータ装置の組み合わせとして実装することもできる。
【０１８３】
本開示に関連して説明した方法又はアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアの形で、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールの形で、或いはこれらの組み合わせの形で具体化することができる。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、又は当該技術で既知の他のいずれかの形態の記憶媒体内に存在することができる。例示的な記憶媒体は、プロセッサに結合されて、プロセッサがこの記憶媒体との間で情報を読み書きできるようにされる。代替例では、記憶媒体をプロセッサに一体化することもできる。プロセッサ及び記憶媒体は、ＡＳＩＣ内に存在することもできる。ＡＳＩＣは、ユーザ端末内に存在することができる。代替例では、プロセッサ及び記憶媒体が、ユーザ端末内に離散的要素として存在することができる。
【０１８４】
１又は２以上の例示的な設計では、説明した機能を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらのいずれかの組み合わせで実装することができる。ソフトウェアで実装する場合、これらの機能をコンピュータ可読媒体上の１又は２以上の命令又はコードとして記憶し、又は送信することができる。コンピュータ可読媒体は、１つの場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を容易にするいずれかの媒体を含むコンピュータ記憶媒体及び通信媒体の両方を含むことができる。記憶媒体は、汎用コンピュータ又は専用コンピュータがアクセスできる任意の利用可能な媒体とすることができる。限定ではなく一例として、このようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ又はその他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気記憶装置、或いは、命令又はデータ構造の形の特定のプログラムコード手段を搬送又は記憶するために使用できるとともに、汎用又は専用コンピュータ、或いは汎用又は専用プロセッサがアクセスできる他のいずれかの媒体を含むことができる。また、正確には任意の接続もコンピュータ可読媒体と呼ばれる。例えば、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を用いてウェブサイト、サーバ又はその他の遠隔ソースからソフトウェアを送信する場合、これらの同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術も媒体の定義に含まれる。本明細書で使用するディスク（ｄｉｓｋ又はｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピーディスク及びブルーレイディスクを含み、この場合、ｄｉｓｋは、通常データを磁気的に再生し、ｄｉｓｃは、レーザを用いてデータを光学的に再生する。これらの組み合わせもコンピュータ可読媒体の範囲に含めるべきである。
【０１８５】
本開示の説明は、当業者が本開示を実施又は使用できるように行ったものである。当業者には、本開示の様々な修正が容易に明らかにあるであろうし、本明細書に定める一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく他の変形例に適用することもできる。従って、本開示は、本明細書で説明した実施例及び設計に限定されるものではなく、本明細書で説明した原理及び新規の特徴に一致する最も広い範囲を認められるべきものである。
【０１８６】
例示を目的として複数の実施形態を詳細に説明したが、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく様々な修正を行うことができる。従って、本開示は、本明細書に示した実施例によって限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に記載する範囲、及び添付の特許請求の範囲の同等物の全範囲を含むものとして想定される。
【０１８７】
例示を目的として複数の実施形態を詳細に説明したが、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく様々な修正を行うことができる。従って、本開示は、本明細書に示した実施例によって限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に記載する範囲、及び添付の特許請求の範囲の同等物の全範囲を含むものとして想定される。
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【国際調査報告】
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