(57)【要約】  本発明は、飲料調製マシン１において、飲料原材料を収容したカプセル２から飲料を調製するための方法に関し、本方法では、制御ユニット２１の制御下で、マシンの水ポンプ１６によってカプセルの第１壁部）を通してカプセルに水を供給し、淹出された飲料が、カプセルの第２壁部９を通して抽出される、工程（「予備湿潤」）と、カプセルの第２壁部９から飲料を抽出させるために、カプセル内に第２の体積Ｖ２−Ｖ１の水を供給する工程と、を含み、第１の体積Ｖ１を供給する工程が、第１の水圧上昇段階３０においてポンプからの水圧の連続的な増加をもたらす少なくとも１つの流量値で制御され、第２の水体積を供給する工程が、第１の水体積を供給する工程の直後に流れの中断なく直ちに開始するように制御され、第１の水圧上昇段階３０より急勾配になるように制御された第２の圧力上昇段階３１の後、抽出圧力まで水圧を増加させるように制御される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料調製マシン（１）において、飲料原材料を収容したカプセル（２）から飲料を調製するための方法であって、
制御ユニット（２１）の制御下で、前記マシンの水ポンプ（１６）によって前記カプセルの第１壁部（６）を通して前記カプセルに水を供給し、
淹出された飲料が、前記カプセルの第２壁部（９）を通して抽出され、
好ましくは、少なくとも、前記カプセル内に水が供給された結果として前記カプセルの内部で上昇した圧力の影響により、前記淹出された飲料を抽出するために前記第２壁部が開口される、方法であって、
前記カプセルの前記第２壁部（９）から飲料が抽出される前に、前記カプセル内の前記飲料原材料を予備湿潤するために、乾燥状態の前記飲料原材料を収容した前記カプセル内に第１の体積（Ｖ１）の水を供給する工程（「予備湿潤」）と、
前記カプセルの前記第２壁部（９）から飲料を抽出させるために、前記カプセル内に第２の体積（Ｖ２−Ｖ１）の水を供給する工程とを含み、
前記第１の体積を供給する前記工程が、第１の水圧上昇段階（３０）において前記ポンプからの水圧の連続的な増加をもたらす少なくとも１つの流量値で制御され、
前記第２の水体積を供給する前記工程が、前記第１の水体積を供給する前記工程の直後に流れの中断なく開始するように制御され、前記第１の水圧上昇段階（３０）より急勾配になるように制御された第２の圧力上昇段階（３１）の後、少なくとも１つの抽出圧力まで前記水圧を増加させるように制御される、方法。
【請求項２】
所定のフロー時間若しくは所定の水体積に達するまで、又は前記抽出圧力より低い所定の圧力設定値に達するまで、前記第１の体積（Ｖ１）の水を供給する前記工程のための前記水ポンプ（１６）の流量が、特に少なくとも１つの流量設定値に一致するように、調節される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の体積（Ｖ１）の水を供給する前記工程が、所定時間の間、前記水ポンプ（１６）への所定の電力供給によって制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の体積を供給する前記工程が、５〜２０秒の期間の間、５０〜１００ｍＬ／分の値で制御される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の体積（Ｖ２−Ｖ１）の水を供給する前記工程のための前記水ポンプ（１６）の圧力が、特に少なくとも１つの圧力設定値に一致するように、調節される、請求項２〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の体積（Ｖ２−Ｖ１）の水が、目標量の飲料が抽出されるまで供給される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記カプセルの前記第２壁部（９）を開口するための開口圧力（３３）に達する前に、前記第２の体積の水が開始されるように制御される、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
前記第２の体積（Ｖ２−Ｖ１）を供給するための前記圧力が、圧力センサ又は前記水ポンプ（１６）を駆動するモータの電流関連変数を測定するセンサ（２６）によって測定される、請求項５〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記圧力が、８〜２０バール、好ましくは１０〜１５バールである、圧力設定値に調節される、請求項５〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記流量が、
ｄ）前記マシンのシリンジポンプ（１６）の加圧水チャンバの時間単位での容積の減少を決定することによる方法、又は
ｅ）前記ポンプによって前記カプセルに供給される水の前記流量を流量計で測定することによる方法、又は
ｆ）回転容積ポンプのモータの回転速度を測定し、それに応じて前記流量を計算することによる方法のうちのいずれか１つに従って構成された流量決定手段によって決定される、請求項２、４〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
方法ａ）において、前記加圧水チャンバの時間単位での容積の減少が、電動アクチュエータによって変位された、前記チャンバを画定する変位可能な壁部の相対変位によって決定される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記カプセルの種類が、前記飲料調製マシンによって識別され、少なくとも前記第１の体積（Ｖ１）の水を供給する前記工程及び／又は前記第２の体積（Ｖ２−Ｖ１）の水を供給する前記工程が、前記識別されたカプセルの種類に応じて前記制御ユニットによって制御される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
水供給源（１５）と、
注出口（１４）と、
前記カプセル（２）を受け入れるための淹出ユニット（３）と、
前記淹出ユニットに水を供給するための水ポンプ（１６）とを備える、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法を実行するための飲料調製マシンであって、
前記飲料調製マシンは、制御ユニット（２１）を備え、前記制御ユニットは、
前記カプセルの前記第２壁部（９）から飲料が抽出される前に、前記カプセル内の前記飲料原材料を予備湿潤するために、乾燥状態の前記飲料原材料を収容した前記カプセル内に第１の体積の水を供給する工程（「予備湿潤」）と、
前記カプセルの前記第２壁部（９）から飲料を抽出させるために、前記カプセル内に第２の体積（Ｖ２−Ｖ１）の水を供給する工程とを行うために、前記ポンプを制御するように構成されており、
前記第１の体積（Ｖ１）を供給する前記工程が、第１の水圧上昇段階（３０）において前記ポンプからの水圧の連続的な増加をもたらす少なくとも１つの流量値で制御され、
前記第２の水体積を供給する前記工程が、前記第１の水体積を供給する前記工程の直後に流れの中断なく開始するように制御され、前記第１の水圧上昇段階（３０）より急勾配になるように制御された第２の圧力上昇段階（３１）の後、少なくとも１つの抽出圧力まで前記水圧を増加させるように制御される、飲料調製マシン。
【請求項１４】
シリンジポンプ（１６）であって、それを用いて加圧水チャンバの時間単位での容積の減少により水流量が決定される、シリンジポンプ（１６）、又は
ポンプ（１６）及び前記ポンプによって前記カプセルに供給される流量を測定するための流量計（２４）、又は
回転容積ポンプであって、それを用いて回転容積ポンプのモータの回転速度が測定され、それに応じて流量が計算される、回転容積ポンプを備える、請求項１３に記載の飲料調製マシン。
【請求項１５】
前記飲料調製マシンが、前記水ポンプによる電力消費を表す少なくとも１つの電気的パラメータを測定するためのセンサ（２６）を備え、
前記制御ユニットが、前記ポンプに接続されて、水出力流を圧力設定値に維持するように、又は２つ以上の圧力設定値を含む圧力プロファイルに従って圧力を変化させるように、前記ポンプに供給される電力を制御する、請求項１３又は１４に記載の飲料調製マシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーヒーマシンなどの飲料調製マシンにおいて、原材料を収容したカプセルから、マシンのポンプによってカプセルの第１壁部を通してカプセルに水を供給すること、及びカプセルの第２壁部を通して飲料を抽出することによって、飲料を調製するための方法に関する。本方法は、より特には、温かい飲料の調製、特に粉砕したコーヒーを含有したカプセルからのコーヒーの飲料のカップ内の品質を改善する調製に焦点を置いており、この改善は、特定の調製パラメータ、特にカプセルに供給する水の流量及び圧力の制御、及び特定の順序制御の改善によって行われる。
【背景技術】
【０００２】
飲料原材料を有するカプセルを利用する飲料調製マシンは、広く知られており、また広く使用されている。最も一般的なマシンは、粉砕したコーヒー、粉砕したコーヒーと牛乳との混合物、水溶きコーヒー、葉茶、又はこれらの組み合わせを収容したポッド又はカートリッジとも呼ばれる使い捨てカプセルを使用するものである。欧州特許第０５１２４６８号に開示されたような、十分な圧力に達すると開口する密閉カプセルは、当技術分野において周知である。欧州特許第０５１２４７０号に記載などの、このようなカプセルを使用する方法もまた、既知である。
【０００３】
また、少量の水を注入し数秒間置いておくことによる、プロタイプのコーヒーマシンにおけるコーヒーの予備湿潤も、アロマを強めるなど、抽出結果を改善する又は抽出結果を変え得ることが知られている。
【０００４】
欧州特許第０８７０４５７号は、固定された尖端手段を備えたチャンバ内に配置された可撓性の水不透過性ポッド（サッシェ）に関し、この尖端手段は、一旦ポッド材料が加圧されチャンバ壁及び穿孔手段に対して付勢されると、ポッド材料を穿孔するのに適するように固定されている。この文書によれば、ポッドに水が供給され、ポッド壁の穿孔を引き起こすのに十分な圧力に達する前に水の流れは中断される。
【０００５】
欧州特許第２００１３４３（Ｂ１）号は、飲料を調製するために、密閉された剛性カートリッジなどの密閉飲料調製チャンバに水を供給する工程と、チャンバを開放する工程と、チャンバの出口からこのように調製された飲料を注出する工程と、を含む飲料を調製するプロセスに関し、このプロセスは、
少なくとも３バールの第１の圧力（Ｐ１）に達するまで、調製チャンバに水を供給するステップと、
調製チャンバへの水の流れ（ｔｐｕｍｐ）を少なくとも１回中断する工程と、
１〜６０秒の範囲内の圧力保持時間（ｔｐｕｍｐ−ｔ１）の間、調製チャンバを第１の圧力（Ｐ１）で密閉状態に維持する工程と、
調製チャンバの出口を開放する工程と、
このように調製された飲料を注出する工程と、を含む。
【０００６】
換言すれば、この特許による方法は、水の流れが中断され、飲料抽出のために流れが再開される前の数秒間、圧力が一定に保たれる、剛性カートリッジ内での原材料の予備湿潤段階を含む。
【０００７】
国際公開第２０１５１０４１６５号は別の方法に関し、この方法では、第１の体積の水がカプセル内に供給され、中断の後に、第２の体積の水がカプセルに供給される。カプセル内への水の流れを中断する時点は、流量計によって出力された測定信号を評価することによって決定される。この方法によれば、予備湿潤のためにカプセルが水で適切に充填される時点を、より正確かつより明確に決定することが可能である。
【０００８】
先行技術の方法の問題は、予備湿潤が多数の欠点を有することである。例えば、カプセルの送出壁が開放されたときに流れが再開される場合のように、適切に制御されないときには、流れの遮断の問題となり得る。国際公開第２０１５１０４１６５号に説明されるように、ポンプの制御は、かなり複雑である。飲料の調製時間も、予備湿潤無しの従来の調製と比較して、また大幅に増加する。実際、ポンプはオフモードからフル運転モードに始動しなければならず、圧力の上昇にはより長い時間を要することになる。使用される電力もかなりのものである。
【０００９】
本発明は、これらの欠点に対する解決策を提案することを目的とする。
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、飲料調製マシンの飲料調製方法に関し、飲料原材料を収容したカプセルから飲料を調製するための方法であって、マシンのポンプによってカプセルの第１壁部を通してカプセルに水を供給し、淹出された飲料が、カプセルの第２壁部を通って抽出され、好ましくは、少なくとも、カプセル内に水が供給され続けた結果として、カプセルの内部で上昇した圧力の影響により、淹出された飲料を抽出するために第２壁部が開口される。この方法は、
カプセルの第２壁部から飲料が抽出される前に、カプセル内の飲料原材料を予備湿潤するために、乾燥状態の飲料原材料を収容したカプセル内に第１の体積の水を供給する工程（「予備湿潤」）と、
カプセルの第２壁部から飲料を抽出させるために、カプセル内に第２の体積の水を供給する工程とを含み、
第１の体積を供給する工程が、第１の水圧上昇段階において前記ポンプからの水圧の連続的な増加をもたらす少なくとも１つの流量値で制御され、
第２の水体積を供給する工程が、第１の水体積を供給する工程の直後に流れの中断なく開始するように制御され、第１の水圧上昇段階より急勾配になるように制御された第２の圧力上昇段階の後、少なくとも１つの抽出圧力まで水圧を増加させるように制御される。
【００１１】
したがって、本発明は、水をカプセル内に中断せずに連続的に供給することによって、かつ予備湿潤の間は低流量又は減少した流量を有することによって、カプセル内の飲料原材料の効率的な予備湿潤をもたらす。それによって、本発明は、カプセルが水で一杯になった状態での長い保持時間に関連する問題、並びに中断後の、ポンプによる流れの再開に関連する問題、及びポンプのそのような状態変化から生じる潜在的な遮断問題を除去する。
【００１２】
一態様では、所定のフロー時間若しくは所定の水体積に達するまで、又は抽出圧力より低い所定の圧力設定値に達するまで、第１の体積の水を供給する工程のためのポンプの流量が、特に少なくとも１つの流量設定値に一致するように、調節される。したがって、流量は測定され、設定値と比較され、第１の体積の終了は、時定数値、体積定数値、又は最終的に圧力定数値のうちのいずれか１つ又は任意の組み合わせによって決定される。最後の場合、圧力値は、例えば圧力センサによって直接的に、又はポンプによって消費される電流をセンサで測定して圧力を計算することによって間接的に測定され、より低い又は減少した流量で第１の体積の水の供給を終了するための圧力設定値と比較される。しかしながら、最も容易な方法は、調節された流量でカプセルに供給される第１の体積の水に所定の時間を割り当てることである。
【００１３】
好ましい態様では、第１の体積の水を供給する工程は、３〜２５秒、より好ましくは５〜２０秒の期間の間、２０〜１２０ｍＬ／分、より好ましくは５０〜１００ｍＬ／分の値で制御される。所与の最大流量限界を超えると、予備湿潤時間は短くなり、予備湿潤はあまり効果が上がらず、一方で、最小限界を下回ると、予備湿潤時間は長くなり、圧力は遅すぎて上昇できず、かつ／又は調製時間は時間がかかり過ぎる。
【００１４】
一態様では、第２の体積の水を供給するための工程のための水ポンプの圧力が、特に少なくとも１つの圧力設定値に一致するように、調節される。第２の体積の水は、目標量の飲料が抽出されるまで供給されることができる。別の方法では、追加の体積の水は、目標量の飲料が抽出されるまで供給される。このような追加の体積の水は、流量又は圧力によって調節することができる。特に、追加の体積の流量及び／又は圧力は、供給される第２の体積の水の流量及び／又は圧力よりも低く又は高くすることができる。ある体積から他の体積までの流量及び／又は圧力の変動は、調節に応じて連続的又は段階的であり得る。
【００１５】
したがって、第１の体積の水とは対照的に、第２の体積は、カプセルの種類（例えば、様々な原産地の粉砕したコーヒーブレンドを含有する）に応じて異なる抽出圧力を提供することが可能になるので、流量によってではなく、圧力によってのみ調節されることが好ましい。更に、所与のカプセルに対する高すぎる又は低すぎる抽出圧力を回避するために、抽出圧力を制御することがより適切である。当然のことながら、流量調節又は混合調節（流量及び圧力）などの別の調節もまた想定され得る。
【００１６】
カプセルの第１壁部を通して供給される第２の体積の水の流量は、予備湿潤のために供給される第１の体積の水の流量よりも高い。第２の体積の水について圧力を調節するとき、ポンプは、６バールよりも高い圧力設定値、好ましくは８〜２５バール、より好ましくは１０〜２０バールである圧力設定値に調節される。
【００１７】
好ましくは、カプセルの第２壁部を開口するための開口圧力に達する前に、第２の体積の水が供給され始める。一般に、第２壁部の開口は、１つ又は複数の突出部を備えるマシンのカプセル支持部に接触してこの壁部を破断、切断、又は引裂することによって得られる。壁部を開口するために、必要である圧力低下の克服のために、圧力上昇段階が十分に急勾配になり、開口が首尾よく得られるように、十分に高い圧力設定値を設定する必要がある。
【００１８】
ポンプは、好ましくは、ギアポンプ、膜ポンプ、又はシリンジポンプなど、圧力及び流量の制御が可能なタイプとなるように選択される。ポンプは、５０〜５００ｍＬ／分などの広範囲の流量にわたって流量を送達することができるように寸法決めされる。
【００１９】
一態様では、流量は、
ａ）マシンのシリンジポンプの加圧水チャンバの時間単位での容積の減少を決定することによる方法、又は
ｂ）ポンプによってカプセルに供給される水の流量を流量計で測定することによる方法、又は
ｃ）回転容積ポンプのモータの回転速度を測定し、それに応じて流量を計算することによる方法のいずれか１つ又は組み合わせに従って構成された流量決定手段で決定される。
【００２０】
特に、方法ａ）において、加圧水チャンバの容積の減少は、時間に応じて電動アクチュエータによって変位された、チャンバを画定する変位可能な壁部の相対変位によって決定され得る。
【００２１】
更に、カプセルの種類は飲料調製マシンによって識別され得る。特定の調製パラメータは、識別されたカプセルの種類に応じて、制御ユニットによって決定される。特に、第１の体積の水を供給する工程及び／又は第２の体積の水を供給する工程は、識別されたカプセルの種類に応じて制御ユニットによって制御することができる。例えば、カプセル種類（例えば、コーヒーブレンド）に応じて、第１の体積の水の供給を、１つ以上の異なる流量で、かつ／又は第２の水体積の供給を、１つ以上の異なる圧力で調節することができる。追加の体積の水の供給を更に制御することもできる。
【００２２】
一般に、別の方法では、第１の体積の水の供給は、制御ユニットによって、流量調節を調節せずに、単に所定の電流レベルで所定の時間にわたってポンプに電力供給し、予備湿潤のために所望される遅い流量及び圧力の着実な増加をもたらすことによって、設定されてもよい。この場合、第１の水体積の供給のためのこれらの特性、すなわち、ポンプへの電力供給及びタイミングは、例えば、カプセルの種類に応じて予め決定することができる。
【００２３】
本発明は、更に、前述の方法を実施するための飲料調製マシンに関し、前記飲料調製マシンは、
水供給源と、
注出口と、
前記カプセルを受け入れるための淹出ユニットと、
前記淹出ユニットに水を供給するための水ポンプとを備え、
前記飲料調製マシンは、制御ユニットを備え、前記制御ユニットは、
カプセルの第２壁部から飲料が抽出される前に、カプセル内の飲料原材料を予備湿潤するために、乾燥状態の飲料原材料を収容したカプセル内に第１の体積の水を供給する工程（「予備湿潤」）と、
カプセルの第２壁部から飲料を抽出させるために、カプセル内に第２の体積の水を供給する工程とを行うために、ポンプを制御するように構成されており、
第１の体積を供給する工程が、第１の水圧上昇段階において前記ポンプからの水圧の連続的な増加をもたらす少なくとも１つの流量値で制御され、
第２の水体積を供給する工程が、第１の水体積を供給する工程の直後に流れの中断なく開始するように制御され、第１の水圧上昇段階より急勾配になるように制御された第２の圧力上昇段階の後、少なくとも１つの抽出圧力まで水圧を増加させるように制御される。
【００２４】
マシンは、シリンジポンプであって、それを用いて加圧水チャンバの時間単位での容積の減少により水流量が決定又は計算されるシリンジポンプを備えてもよい。別の方法としては、マシンは、ポンプ、及びポンプによってカプセルに供給される流量を測定するための流量計とを備える。更に別の方法としては、マシンは、回転容積ポンプであって、それを用いて回転容積ポンプのモータの回転速度が測定され、それに応じて水流量が計算される、回転容積ポンプを備えてもよい。
【００２５】
マシンはまた、圧力センサ又はポンプによる電力消費を表す少なくとも１つの電気的パラメータを測定するためのセンサを備えてもよい。この電気的パラメータは、水圧を示す入力を制御ユニットに提供する。制御ユニットは、ポンプに接続されて、水出力流を圧力設定値に維持するように、又は２つ以上の圧力設定値を含む圧力プロファイルに従って圧力を変化させるように、ポンプに供給される電力を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による方法を実施するように適合された飲料調製マシンの例示的な概略図を示す。
【図２】コーヒー液体抽出物を調製するための６０ｍＬの水体積の調製及び送出のための時間（Ｘ軸）に応じた、ポンプによってカプセルに供給された水体積の測定された変化（右Ｙ軸）及び測定された水圧（左Ｙ軸）を表す例示的なグラフである。
【図３】図２のコーヒー液体の調製の例示的なコンピュータ化された制御チャートであり、それぞれ（上から下へ）、時間スケール、水温、目標水体積、流量及び圧力の混合調節、流量調節中の流量閾値、及び圧力調節中の圧力設定値を示す。
【図４】本発明の方法を実施するためのシリンジ型ポンプを備える飲料調製マシンのより詳細な内部断面図を示す。
【図５】図４のマシンの水ポンプの斜視断面図である。
【図６】図４のマシンの水ポンプのアクチュエータ及び伝達装置の斜視図である。
【図７】図４の水ポンプの断面図であり、電流センサに関連付けられた電源へのポンプの電気接続を概略的に示しており、電流センサは、アクチュエータによる電源からの電力の消費を表す少なくとも１つの電気的パラメータを測定するものである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は、図１に非限定的に表される調製飲料マシン１を使用する調製方法に関する。マシン１は、通常、飲料カプセル２を受け入れ、そこから飲料を調製するように適合されている。カプセルは、通常、カプセルを封入し、制御された流体回路４からカプセルに水を供給するように適合された飲料抽出ユニット３内に受容される。マシンは、任意選択的に、カプセル識別ユニット５を含んでもよく、カプセル識別ユニット５では、識別されたカプセルに調製を適合させるため、特に、識別されたカプセルに調製パラメータを適合させるために、各カプセル２を個別に識別し得る。例えば、予備湿潤の条件は、識別ユニット５によって識別されたカプセルの種類に応じて変更することができる。
【００２８】
カプセル２は、通常、第１壁部６を備え、この第１壁部６を通して流体回路からの水がカプセル内の飲料原材料７に供給される。第１壁部は、例えば、水の導入を可能にするためにマシンの穿孔部材８で穿孔することができる。カプセルは、第２壁部９を更に備え、この第２壁部９を通して飲料がカプセルから抽出される。第２壁部は、好ましくは、初期には閉じられており、カプセル内の圧力上昇と、マシンのカプセル支持部１０による機械的相互作用との共役効果によって開口される。既知のように、カプセル支持部は、第２壁部が破断又は穿孔するまで圧力下で変形しながら第２壁部に機械係合する１つ又は複数の突出部を備え得る。飲料は、チャネル又は孔１１を通して排出され回収チャンバ１２内に収集され、出口１４を通して下に配置された容器１３に注出されることができる。機械的相互作用の寄与なく、カプセル内で上昇する圧力の影響によってのみ開口する、又はカプセル内の圧力上昇とカプセル自体の内部に設けられた機械的相互作用部材との共役効果によって開口する、第２壁部を備えるカプセルを有することもまた本発明の範囲内である。
【００２９】
飲料調製マシンの流体回路は、水タンク１５であり得る水供給源を含む。水タンクは、通常、補充可能であり、このために、流体回路の一端に取り外し可能に接続することができる。流体回路４は、水が供給される第１の送水ライン１７などを介して、水タンクに流体接続された水ポンプ１６を更に備える。流体回路４はまた、第２の送水ライン１９などを介して水ポンプに流体接続された水ヒータ１８を備える。淹出ユニット３は、第３の送水ライン２０などを介して水ヒータに接続されることができる。本明細書では図示しないが、水ヒータを迂回するような追加の送水ラインが可能であり、又は水冷却器若しくはパージ若しくは圧力逃がし弁若しくは再循環送水ラインなどの追加の構成要素に接続することが可能な送水ラインが可能である。
【００３０】
飲料調製マシンは、制御ユニット２１を備え、この制御ユニット２１は、一般に、マシンの様々な電子部品からデータ入力２２を受信し、マシンの様々な電子部品にデータ出力２３を提供することなどによってこうした部品を制御するように適合されている。制御ユニット２１は、マシン内で物理的に分離され得る電子的に接続されたサブユニットに分割されてもよい。制御ユニットは、一般に、マイクロコントローラや本方法を動作させるための命令を符号化するための少なくとも１つの揮発性及び／又は不揮発性メモリなどの処理手段を備え、この命令は、例えば、１つ以上のオペレーティングプログラム及び温度、流量、圧力、電流関連データ、時間などの設定値などの値の形式である。
【００３１】
マシンは、カプセル内に流入する水の流量を測定する流量決定手段を備えることができる。流量決定手段は、ポンプ１６から淹出ユニット内のカプセルに供給される水の流量を測定し流量関連入力を制御ユニットに提供するために、流体回路内に流体配置された流量計２４を備えることができる。図１に示す流量計２４は、水タンク１５とポンプ１６との間の送水ライン１７に、又はより適切な場合には、水回路に沿った別の位置に配置することができる。流量決定手段は、ポンプ自体の内部に具現化することもできる。例えば、ポンプは、時間に応じた加圧チャンバの容積の減少によって水流量が決定されるシリンジポンプであってもよい。シリンジポンプを備えるマシンのより詳細な説明は、図４及び図７に関連して後述し、同時係属欧州特許出願第１６１７７２１７．３号にも詳細に記載されている。ポンプは、回転部品を備えることができ、この回転部品の回転速度は制御ユニットによって計算される水流量に比例している。
【００３２】
水ポンプ１６は、任意の好適なポンプであってもよいが、好ましくは、流量及び／又は圧力を様々に変化させるために、ポンプのアクチュエータ２５に供給される電力に関して制御ユニットによってパルス幅変調などにより制御されるように適合されたポンプである。したがって、ポンプは、好ましくは、膜ポンプ、ギアポンプ、又はシリンジポンプである。アクチュエータ２５は、シリンジポンプの膜、ギア手段、又はピストンの作動に作用する回転電動モータであり得る。アクチュエータ２５は、制御ユニットからの入力信号をその回転速度の制御のために受信する入力手段を備える。アクチュエータは、更に好ましくは、アクチュエータによって消費された電流を表す信号を入力するために制御ユニットに接続されている電流センサ２６に接続されている。電流センサは、アクチュエータに供給する電流源（図示せず）からアクチュエータによる電力消費を表す少なくとも１つの電気的パラメータを測定するための電流センサ、電圧計、及びポテンショメータのうちの少なくとも１つであり得る。
【００３３】
電流センサ２６に接続された制御ユニット２１は、その制御論理によって、ポンプの出口５２における水圧を決定するように構成されている。吸収された電流などの測定された電気的パラメータが、圧力の決定のために提供される少なくとも１つのパラメータとなり得る。一方、制御ユニットは、電源（図示せず）によってアクチュエータ２５に供給される電力を制御するように構成されている。電流センサ２６は、制御ユニット自体又はポンプのアクチュエータに一体化することができることに留意されたい。制御ユニットはまた、電源を含む電力供給ユニットの一部であってもよい。
【００３４】
変形例では、電流センサ２６は、圧力センサ（例えば、圧力変換器）又は同等の圧力決定手段によって置き換えられてもよい。
【００３５】
また、水ヒータ１８は、１つ以上の温度センサ２７（ＮＴＣなど）通してなど水温関連入力を提供することによって、制御ユニット２１に接続される。制御ユニットは、加熱要素の作動を制御し、それに応じて温度を調節するために、ヒータに接続されている。
【００３６】
任意選択的に、カプセル識別部材２８が、カプセルを識別するため、及び／又は淹出ユニット内で飲料を調製する前にカプセル上のデータキャリアからデータを取り出すためにマシン内に配置されている。カプセル識別部材は、カプセルの種類及び／又はそのカプセルに関する調製パラメータ（例えば、設定値、時間、容積など）についての入力信号を制御ユニットに提供する。カプセル識別部材によって測定され得るカプセルの特性は、機械的、電気的、電磁的、及び／又は光学的性質であり得る。カプセルの色、グラフィックパターン、形状、導電性、容量性導電性、誘導導電性、磁気導電性のうちの少なくとも１つを測定することができる。
【００３７】
カプセルの識別は、カプセルの種類を決定することを可能にし、またそれに応じて予備湿潤のための第１の体積及び飲料の抽出のための第２の水体積の制御条件を含む調製パラメータを適合させることを可能にする。様々な種類のカプセルが、様々なコーヒーブレンド、コーヒー重量、カプセルサイズ、及びこれらの組み合わせなどの様々なカプセル特性に対応し得る。様々なコーヒーブレンドは、様々なコーヒー粉砕特性（例えば、粒径分布、平均直径）、コーヒー原産地、濃度、焙煎度、及びこれらの組み合わせを包含し得る。
【００３８】
ここで、本発明の方法を図２及び図３に関連して説明する。カプセルが淹出ユニット３内に封入され、調製開始信号が制御ユニットに有効に入力された（例えば、カプセルの識別及び／又はマシンのユーザインターフェース上でのボタンの押圧）後、制御ユニットの制御下で飲料原材料を予備湿潤するために第１の体積Ｖ１の水がポンプからカプセルに供給される（図２）。この第１の体積Ｖ１の水は、好ましくは、流量決定手段を使用した流量によって調節される。流量は、遅いが連続的となるように制御される。遅い流量は、好ましくは５０〜１００ｍＬ／分であり、数秒間、好ましくは５〜２０秒間維持される。この期間中、カプセルの第２壁部９から飲料は抽出されない。カプセルの第２壁部は、好ましくは、第１の体積供給の終了まで開口しないままであり、これは、この壁部での圧力が開口圧力（例えば、ブレーク圧）に達していないからである。このため、流量及びフロー時間は、好ましくは、各カプセル種類の開口圧力に応じて、その背圧特性を考慮しながら予め決定される。図２に示すように、カプセルが水で充填されるにつれて、圧力は、第１の圧力上昇段階３０において徐々に増加する。測定された流量が少なくとも１つの流量設定値（この段階で考えられる流量プロファイルにはいくつかの異なる値があり得る）と比較され、ポンプの流量がパルス幅変調などによってこの流量設定値と一致するように調節されるように、水ポンプの流量は制御ユニットによって流量決定手段を介して調節される。図示の例では、ユニットに記憶された流量設定値は、５０ｍＬ／分である。
【００３９】
第１の体積の水で予備湿潤した直後に、第２の体積Ｖ２−Ｖ１の水が、第１の体積の水と第２の体積の水との間の中断なく、ポンプからカプセルに供給される（図２）。特に、制御ユニットがポンプにおける電流を増加させることによって圧力が著しく増加する。第２の体積の水の供給中、制御ユニットは、圧力によってポンプを調節し、好ましくは、流量によってポンプを調節することはもはやない。このため、制御ユニットの制御論理は、例えば、第１の体積のための時間が経過した後、ポンプの出口での水圧を決定することによって、流量調節から圧力調節に直ちに切り替えるように構成されている。少なくとも１つの圧力設定値が、ポンプに供給される電流を調節するための基準となる。圧力設定値は、カプセルの第２壁部の開口特性を上回る値となるように選択される。例えば、圧力設定値は２０バールに設定され、一方、第２壁部の開口圧力は８バールに設定される。このような最大圧力設定値になると、ポンプに、少なくとも一時的により高い流量でカプセルに水を供給させ、遭遇する背圧に応じて流量を適合させる。抽出段階は、流量を漸進的又は段階的に減少又は増加させるようにプログラムすることができる。抽出段階の数は限定されず、このような段階は、圧力又は流量によって制御され得る。可能な例では、カプセルの開口後、コーヒーフィルタドリップ型マシンと類似のドリップによる飲料注出を提供するようにポンプの調節をプログラムすることができる。
【００４０】
第２の水体積の供給の開始時に、粉砕したコーヒーなどの飲料原材料は、第２の壁部に押し付けて圧縮されてもよく、背圧は著しく増加し得る。結果として、流量もまた、背圧に少なくとも一時的に対抗するために増加され得る。これは、流量の急勾配曲線部分（水体積Ｖ３−Ｖ１の累積水体積３２の部分によって示される）をもたらし得る。その結果、第２の体積の水の圧力上昇段階３１は、第１の水体積における圧力上昇段階３０より急勾配になる。
【００４１】
第１の上昇段階３０と比較して、第２の上昇段階３１を修飾する用語「急勾配」は、この段階における圧力曲線の部分が、圧力軸（Ｙ軸）方向においてより垂直であることを意味する。より特に、遅い流量で実施される本発明の予備湿潤によれば、圧力の第１及び第２の上昇段階は、指数関数的曲線又は指数関数的成長に近い曲線を形成し得る。したがって、第２の上昇段階３１で測定された任意の接線（その点における指数曲線の一次導関数）は、第１の上昇段階で測定された任意の接線よりも高い勾配を有する（及びそれによって「急勾配」である）。
【００４２】
カプセルの第２壁部の開口は、一般に中間圧力点３３で起き、この中間圧力点３３は、第２壁部の開口特性（例えば、壁厚、材料）に依存するので、カプセルごとに可変であり得る。カプセルの開口後、圧力は、一般に、ユニットの制御に従って抽出圧力３４まで上昇し続ける。最大抽出圧力に到達した後、圧力は、抽出が終了するまで最大抽出圧力３４で安定化し得る、又は減少し得る。
【００４３】
変形例では、２つ以上の圧力設定値を飲料の調製サイクルに提供して、（１つの圧力設定値ではなく）圧力プロファイルを形成することができる。飲料の抽出は、時間に応じて、２つ以上の抽出圧力、例えば、時間に応じて２つ又は３つの異なる設定値に、制御することができる。圧力曲線は、原材料の圧縮及び／又は抽出中に第２壁部に形成された流れ開口面積などによって、カプセル内及びカプセルの支持部との境界面に形成される背圧によっても影響され得る。
【００４４】
第２の水体積の供給の終了は、流量決定手段によって決定され制御ユニットによって制御される水累積体積によって決定され得る。水累積体積（例えば、図２及び図３では６０ｍＬ）に達すると、それに応じてポンプが停止される。
【００４５】
好ましくは、一部又は全ての調製パラメータ、特に、水累積体積、流量設定値、圧力設定値、第１の水体積供給時間、水温又はヒータ温度は、制御ユニットのメモリに記憶され得る調製パラメータをなすことができる。これらのパラメータは、メモリの少なくとも１つのルックアップテーブル内に部分的又は全体的に収容されてもよいし、カプセル上のデータキャリア又は外部マシンから制御ユニットのメモリに部分的又は全体的に転送されてもよい。
【００４６】
図４〜図７は、水タンク１５と、水ポンプ１６を経由して接続された注出口１４とを備える飲料調製マシン１の例示的な実施形態を示す。水タンク１５は、水タンク１５をポンプ１６に接続する接続ライン１７に接続することができる。水ポンプ１６は、飲料抽出ユニット３内に配置されたカプセル（図示せず）を通って水タンクから出口まで水を駆動するように構成することができる。
【００４７】
ポンプ１６は、チャンバ３５と、このチャンバを画定する変位可能な壁部３６とを含むシリンジ型ポンプである。ポンプは、水供給源からチャンバ３５内への液体の流入を引き起こし、チャンバ３５から飲料抽出チャンバへの水の流出を引き起こすために、変位可能な壁部３６を第１の位置と第２の位置との間で駆動する電動アクチュエータ２５を更に備える。例えば、こうした水は、ポンプによってヒータ１８を通過する。
【００４８】
ポンプ１６は、電力供給ユニット３８を含み、この電力供給ユニット３８は、アクチュエータ２５に電力を供給するように構成された電源３９を有する。電力供給ユニット３８は、電気プラグ又はコネクタ３７によりコンセント又は別の電源（例えば、電池若しくは変圧器（ＤＣ）及び／若しくは再生可能エネルギー供給（太陽光発電））に接続することができる。
【００４９】
電力供給ユニット３８は、アクチュエータ２５による電源からの電力の消費を表す少なくとも１つの電気的パラメータを測定するためのセンサ２６を有する。電力供給ユニット３８は、センサ２６及び電源に接続された制御ユニット２１を含む。制御ユニット２１は、電源３９によって電動アクチュエータ２５に供給される電力を制御するように構成され、この制御は、少なくとも１つの測定されたパラメータ、及びチャンバ３５内への所望の水入力及び／又はチャンバ３５からの所望の液体出力（液体入力及び／又は液体出力の所望の流量及び／又は圧力など）に応じて行われる。
【００５０】
制御ユニット２１は、水ヒータ１８を制御することができる。制御ユニット２１は、カプセル支持部１０及びカプセルケージ４１を備える淹出ユニット３の開閉を制御することができる。制御ユニットは、カプセルをマシン内へ挿入する前に、カプセルが着座することができる可動シート４０の開閉を制御することもできる（図１にも示される）。
【００５１】
制御ユニット２１は、有線又は無線通信によって、ユーザインターフェース４２又は外部機器と通信するための通信モジュール（ネットワーク及び／又は携帯機器（例えば、スマートフォン）など）に接続することができる。
【００５２】
シリンジポンプに戻ると、水チャンバ３５は、水タンクと流体接続されたポンプ入口４３と、水ヒータ及び淹出チャンバと流体接続されたポンプ出口４４とを有することができる。そのようなポンプ入口４３は、入口を介してチャンバ３５から液体が流出するのを防止するための逆止め弁５３を有し得る。ポンプ出口４４は、出口を介してチャンバ３５内へ液体が流入するのを防止するための逆止め弁５４を有し得る。典型的には、水チャンバ３５は、このような入口及び出口が流体連通している可変容積からなる単一の空洞を形成している。
【００５３】
アクチュエータ２５は、典型的には電動モータであり、伝達装置４６によって変位可能な壁部３６に接続されている。モータに関連付けられた伝動装置４６は、平歯車構成などの歯車構成を含み得るものであり、この平歯車構成は、例えば、（歯付き）ホイール４７、（歯付き）ピニオン４８、スネイル又はアルキメディアンスクリュー４９のうちの１つ以上を含む構成であり、例えば、歯付きホイール４７が、歯付きピニオン４８を介して、変位可能な壁部３６に固定されたアルキメディアンスクリュー４９と噛み合っている別の歯付きホイール５０に接続された構成などである。
【００５４】
制御ユニット２１は、定電圧又は可変電圧などの所望の電圧（例えば、固定若しくは調整可能な周波数、かつ／又は固定若しくは調整可能な振幅の交流電圧）を、電動アクチュエータ２５に供給するように電源を制御するように構成することができる。センサ２６は、少なくとも１つのパラメータとして、所望の電圧でのアクチュエータによる電流の取り込み量を測定するように構成することができる。
【００５５】
制御ユニット２１は、定電流又は可変電流などの所望の電流（例えば、固定若しくは調整可能な周波数、かつ／又は固定若しくは調整可能な振幅の交流電流）を、電動アクチュエータ３７に供給するように電源を制御するように構成することができる。センサ２６は、少なくとも１つのパラメータとして、所望の電流でのアクチュエータ２５による電圧の取り込み量を測定するように構成することができる。
【００５６】
制御ユニット２１は、
少なくとも１つの測定されたパラメータと制御ユニットに記憶された所定の設定値との経時的な比較などの比較を実行し、この所定の設定値は、工場格納設定値、制御ユニットを更新（例えば、有線又は無線による更新）することによって記憶された所定の設定値、及びある飲料供給に対するアドホックな所定の設定値（例えば、当該飲料供給の原材料又は当該飲料供給専用のユーザ入力に関連付けられた所定の設定値）などである、比較を実行し、
アクチュエータ２５に供給される電力をこの比較に応じて制御するように、構成することができる。
【００５７】
制御ユニット２１は、電流センサ２６を用いて少なくとも１つのパラメータとして電流取り込み量を測定することから導出されるアクチュエータによる所望の電流取り込み量を確保するために（例えば、チャンバ３５から注出口に向かって所望の圧力で液体を提供するために）、アクチュエータ２５による電源からの電圧取り込み量を調整するように構成され得る。
【００５８】
制御ユニット２１は、チャンバ３５から出口に向かって所望の流量（ｍＬ／分）で液体を提供するために、電流センサ２６を用いて少なくとも１つのパラメータとして電圧取り込み量を測定することから導出されたアクチュエータによる所望の電圧取り込み量を確保するために、アクチュエータ２５による電源からの電流取り込み量を調整するように構成することができる。
【００５９】
制御ユニット２１は、チャンバを画定する変位可能な壁部３６がチャンバの端壁部５１又は物理的に決定された若しくはセンサによって決定された終了位置（例えば、磁気センサ若しくは光学センサによって決定される終了位置、又は機械的停止部（図示せず）によって決定される終了位置）に到達したときに、アクチュエータ２５の電力供給を中断するように構成することができる。
【００６０】
水流量を決定するために、制御ユニット２１は、時間に応じたチャンバ３５の容積の減少に関連する入力を受信してもよい。チャンバ３５の容積は、変位可能な壁部３６が端壁部５１に向かって変位することによって直接低減される。したがって、変位は、センサを介して伝達装置の回転部材のうちの少なくとも１つ（例えばピニオン４７）の回転速度を測定することによって決定することができる。そして、流量は、チャンバの容積との比例関係を考慮して回転速度の測定値から計算される。別の方法では、変位可能な壁部又はアルキメディアンスクリューの位置は、位置センサ及び時間に応じた壁部の位置から計算された流量によって決定することができる。
【００６１】
制御ユニット２１は一般に、少なくとも１つの測定されたパラメータとカプセルに関連付けられた所定の設定値との経時的な比較などの比較を実行し、この比較に応じて、アクチュエータ３７に供給される電力を制御するように構成することができる。例えば、制御ユニット２１は、所定の設定値と少なくとも１つの測定パラメータ（例えば、水圧）との間の差を最小化するように、アクチュエータ２５に供給される電力を制御する。所定の設定値は、原材料を収容したカプセルの特性又は原材料に関連付けられたユーザ入力の特性から導出可能であり得る。原材料の特性は、淹出ユニット内の原材料の流動特性から誘導され得る。この流動特性は、電流センサによって測定されたアクチュエータによる電源からの電力の消費を表す少なくとも１つの電気的パラメータから導出することができる。したがって、飲料の種類に応じて、使用される原材料（例えば、粉砕されたコーヒー及び／又はインスタントコーヒー、紅茶又は牛乳濃縮物若しくは粉末）は、それを通る液体の流れに対して、多かれ少なかれ抵抗性があり得る。
【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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【国際調査報告】
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