JP5785610B2 - 遠心力作用により飲料を調製するためのカプセル、システム、及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、飲料製造デバイスにおいて飲料原材料を収容したカプセルを使用することにより飲料を調製することに関する。特に、本発明は、カプセルの検出に焦点を置くものである。

飲料原材料を収容したカプセルにより飲料を調製することが知られている。一般的には、このカプセルは、コーヒーマシン等の飲料製造デバイス内に挿入され、液体がカプセル内に送出され、飲料が圧力下において又は重力によりカプセルから抽出される。

遠心力作用を利用することにより飲料を調製することが知られている。この原理は、カプセルの容器内に飲料原材料を用意し、この容器内に液体を送出し、この容器を高速で回転させて、容器内において液体に圧力勾配をもたらしつつ粉末と液体との相互作用を確実に生じさせることから主になる。かかる圧力は、容器の中央部から外周部の方向へと漸増したものとなる。液体がコーヒー層を縦断するにつれて、コーヒー混合物の抽出が行われ、液体抽出物が得られ、これが容器の外周部にて流出する。

「カプセル」という用語は、飲料原材料を収容する任意の可撓性、剛性、又は半剛性の容器を指す。カプセルの他の同義語は、「ポッド」、「パッド」、「カートリッジ」、又は「サッシュ」である。カプセルは、使い捨て式であることが可能である。また、容器は、使用直前にカプセルを形成するためにユーザにより原材料を充填されることが可能である。

原材料という用語は、挽粒コーヒー、可溶性コーヒー、リーフティー、可溶性紅茶、ハーバルティー、粉ミルク、離乳食、料理用粉末、及びそれらの組合せ等の任意の適切な飲料物質を意味する。

より具体的には、本発明は、コードによるカプセルの識別に関する。コードは、飲料調製デバイスにおいて液体又は飲料の流量、圧力、回転速度、温度、及びそれらの組合せ等のパラメータを制御するために必要となる場合がある。

欧州特許第０４５１９８０号は、飲料調製用の食用品を収容したパッケージに関する。認識手段が、パッケージの本体に貼付された、適切な磁気センサによる読取りが可能な１つ又は複数の磁気製ストリップを備えることが可能である。１つ又は複数の形状設定された又は分割された金属フォイルエリアがパッケージ本体に付加され、このエリアによりマシン内におけるパッケージの移動に対して誘導効果が引き起こされ、この誘導効果が感知され得るか、又は、電気的に感知され得る１つ又は複数の導電性エリアがパッケージの本体上に形成される。

国際公開第０２／２８２４１号パンフレットは、空洞部を画成するフィルタと、空洞部内の淹出原材料とを備える、高温飲料又は冷温飲料の調製において使用するための密封コーヒーパケットに関する。このパケットは、フィルタ上に位置する、色、形状、グリフ、テキスト文字列、バーコード、又は電子透かし等の機械解釈可能な特徴をさらに備える。

国際公開第０２／０７８４９８号パンフレットは、エスプレッソマシン用の挽粒コーヒーを収容した小分けパッケージ上の機械読取り可能な識別子に関する。この識別子は、カプセルがカルーセル内に保管される場合等、カプセルの外周部の外部に位置する軸を中心として回転する場合に、読み取られる同心状バーコードであることが可能である。

国際公開第２００５０４４０６７号パンフレットは、ＵＶ光下において視認可能なコードが印刷された、又はリボンもしくラベル等の磁気コードを有する、カプセルを識別するためのシステムに関する。このコードは、回転式の磁気読取りヘッドにより読み取られてもよい。しかし、かかるシステムは、飲料を抽出するために遠心力を利用するデバイスにおいてカプセルを検出するようには構成されていない。

国際公開第２００９００７２９２号パンフレットは、淹出チャンバが開位置から閉位置へと閉鎖されつつある際に飲料マシンにおいてバーコードを読み取るための方法に関する。

国際公開第２０１０／０２６０５３号パンフレットは、遠心力を利用した制御式の飲料製造デバイスに関する。カプセルは、カプセルの外面上に設けられたバーコードを備えてもよく、このバーコードにより、カプセルのタイプ及び／又はカプセル内に用意された原材料の性質の検出が可能となり、それにより調製すべき飲料に関する所定の抽出プロファイルの適用が可能となる。

飲料調製マシンにおけるカプセルの識別に関する問題は、カプセルからの情報の取得又は読取りが常に確実又は好都合なものとはならない点である。本発明は、これらの問題に対する解決をもたらす。

本発明の目的は、このマシンの動作パラメータを調節するための情報の検索又は読取りをより確実かつ好都合なものにするために、飲料製造マシン内のカプセルを識別する改良された方法を提案することである。

この目的は、容器及びこの容器内に収容された飲料原材料を備える飲料調製用のカプセルによって達成される。この容器は、外部読取り手段により識別又は読取りされるように構成されたコードを備え、コードは、カプセルを縦断する回転軸を中心としてカプセルが回転される間に読み取られるように容器に配置される。

より具体的には、カプセルは、外周部を有し、コードは、外周部のアーチ状経路又は円形経路に沿って容器に配置される。ある特定の態様においては、カプセルは、外周部を有し、コードは、それぞれ線形であるが実質的に外周部の少なくとも一部に沿って延在する連続したセグメントを備える。より具体的には、コードは、外周部の少なくとも８分の１に沿って配置される。この構成により、情報及び情報の有効部分の確実な読取り又は検索が可能となる。情報の確実な読取り又は検索を確保するために、コードは、外周部に沿って反復される。この反復により、少なくとも１つのコードを読取り可能にしつつさらに読取り時間を短縮可能とさせ得る、より高い可能性が確保される。

好ましくは、コードは、光学コードである。コードは、容器に印刷及び／又はエンボスされた一連の不連続な多角形（例えば矩形又は正方形）面又は点面により形成されたビットコードであってもよい。

コードは、自然光下において人間の眼による視認が可能なインクにより、又は代替的には自然光下において人間の眼による視認が不可能なインク（例えばＵＶ下において視認可能なインク）により印刷されてもよい。

好ましくは、コードは、光に対して異なる反射特性及び／又は吸収特性を有する複数の面を有するパターンを形成するように印刷又はエンボスされる。特に、このパターンは、光に対してそれぞれ異なる反射特性及び／又は吸収特性を有する第１の面及び第２の面を有する。より具体的には、パターンは、光に対して傾斜ミラー（inclined mirrored）特性又は吸収特性を有する第１の面と、光に対して平坦ミラー特性又は平坦反射特性を有する第２の面とを有する。

可能な１つの態様においては、コードは、容器にプレス機等の他の手段により機械的にエンボスされ又はレーザにより彫刻される。

一実施形態においては、容器は、本体と、この本体に連結された蓋とを備え、コードは、容器の蓋上に存在する。蓋は、例えば密封フォイル及び／又は密封フィルタであってもよい。

別の実施形態においては、コードは、カプセルのリム上に存在する。最も好ましい実施形態においては、コードは、カプセルの蓋の反対側のカプセルのリムの底部に存在する。リムの底部は、コードが飲料残留物により又は別の理由（例えばコーヒー粒子）により部分的に又は完全に隠蔽され又は汚損された場合等に、コードが読取り不能となるリスクがより低くなるように、液体注入／飲料分配エリアから十分に離れている。その結果、読取りがより確実なものとなる。また、読取りは、カプセルが飲料製造デバイス内の定位置に位置する間に実施されてもよい。したがって、飲料の調製が簡易化され、調製時間を短縮することができる。

さらに、本発明は、飲料調製デバイスをさらに備え、前述のようなカプセルから飲料を調製するためのシステムに関する。この飲料調製デバイスは、カプセルを保持するためのカプセル保持手段と、回転軸に沿って保持手段及びカプセルを回転駆動するための回転駆動手段と、カプセルが回転軸に沿って回転される際にコードを読み取るように構成された読取り手段とを備える。

特に、読取り手段は、光エミッタと、光センサ又は誘導センサとを備えてもよい。代替的な一実施形態においては、読取り手段は、誘導センサを備える。光学読取り手段又は誘導センサは、カプセルのリム上のコードを検出するように構成されてもよい。

さらに、本発明は、前述のようなカプセル及び飲料調製デバイスを備えるシステムから飲料を調製するための方法に関する。このデバイスは、カプセルを保持するためのカプセル保持手段と、回転軸に沿って保持手段及びカプセルを回転駆動するための回転駆動手段と、カプセルが回転軸に沿って回転される際にコードを読み取るように構成された読取り手段とを備える。

添付の特許請求の範囲及び以下の詳細な説明において、本発明をさらに説明する。

本発明の実施形態の非限定的な例として提示される以下の詳細な説明及び添付の図面により、本発明がよりよく理解されるであろう。

遠心力作用による抽出の基本原理を示す図である。 カプセルの蓋面上のマークの読取り方法を示す図である。 マークの不在の読取り方法を示す図である。 カプセル上のコードの代替位置、特に、抽出デバイスのカプセルホルダ内に取り付けられたカプセルのリムの下側における代替位置を示す図である。 例えば図４のコードの代替位置の場合の、正検出及び負検出におけるレーザ源及び検出器の組合せを示す図である。 例えば図４のコードの代替位置の場合の、正検出及び負検出におけるレーザ源及び検出器の組合せを示す図である。 例えば図４のコードの代替位置の場合の、カプセル上の色コードの検出を示す図である。

図１は、本発明のカプセルを使用し得る、国際公開第２０１０／０２６０５３号パンフレットに記載されているような飲料調製システム１の一例を図示する。

遠心力作用ユニット２は、遠心力作用セル３を備える。このセル３は、カプセルホルダと、カプセルホルダ内に受けられるカプセルとを備え得る。遠心力作用ユニットは、回転モータ等の駆動手段５に連結される。遠心力作用ユニットは、収集部分及び出口３５を備える。レセプタクル４８が、抽出された飲料を収集するために出口の下方に配設され得る。このシステムは、水リザーバ６及び流体回路４等の液体供給手段をさらに備える。また、加熱手段３１がリザーバ内に又は流体回路に沿って設けられてもよい。液体供給手段は、リザーバに連結されたポンプ７をさらに備えてもよい。流体制限手段１９が、遠心力作用を受けてカプセルを出る液体流を制限するために設けられる。このシステムは、セル３内に供給される水の流量を制御可能にするために流量計用タービン８等の流量計をさらに備えてもよい。生成されたインパルスデータ１０の分析を可能にするために、流量計用タービン８に計数機１１が接続され得る。次いで、分析されたデータは、プロセッサ１２に転送される。したがって、流体回路４内の液体の正確な実流量をリアルタイムで計算することが可能となる。制御ユニット９に転送される情報をユーザが入力し得るようにユーザインターフェース１３が設けられてもよい。本システムのさらなる特徴は、国際公開第２０１０／０２６０５３号パンフレットにおいて確認することができる。

以下の例（図４を参照）においては、カプセルは、フランジ状リム７３が延在したカップ状本体６９を備える。（液密の又は液体透過性の）フォイル又は膜等の蓋６０が、例えばリム上に封止される等、本体に連結される。カプセルは、挽粒コーヒー等の飲料原材料で充填される。

カプセルは、軸Ａを中心として回転するように設計される。この軸Ａは、ディスクの形態をなす膜の中心を垂直方向に横断する。この軸Ａは、本体の底部の中心にて外に抜ける。この軸Ａは、カプセル上に位置し基準軸として軸Ａを有する円形経路である「外周部」の概念の規定を助ける。この外周部は、例えば膜等の蓋に位置すること又はフランジ状リム等本体部に位置することが可能である。蓋は、デバイス内に挿入する前には液体不透過性であってもよく、又は蓋の中央部及び／又は外周部に設けられた小さな開口又は孔を通して液体を透過させるものであってもよい。コードは、外周部又は外周部の一部に沿って延在する。コードは、連続するアーチ状セグメントを備えてもよい。また、コードは、個々に線形であるが外周部の少なくとも一部に沿って延在する連続セグメントを備えてもよい。一実施形態によれば、センサは、カプセルを回転させずにコードを読み取ることができない。これは、コードが外周部の少なくとも８分の１、好ましくは少なくとも４分の１以上に沿って延在する場合に該当する。コードがアーチ状ラインに沿って位置することにより、走査ビームによる読取りが非常に困難になる。このため、カプセルの回転は、重要な役割を果たす。コードが本体に位置する例においては、コードからなるマークセット全体にセンサをアクセスさせるために、カプセルを回転させることが必要となる。さらに、コードは、カプセルの周縁の付近に配置される。周縁は、カプセルの最外円形ラインとして定義される。好ましくは、この周縁からコードまでの距離は、１０ｍｍ未満であり、より好ましくは８ｍｍ未満である。

一実施形態によれば、コードは、自然光下において人間の眼による視認が不可能なインク（例えばＵＶ下において視認可能なインク等）により印刷される。この例においては、センサは、ＵＶ光線源及びＵＶ検出器をさらに備える。

好ましくは、コードは、確実な読取りを確保するために外周部に沿って反復される。コードは、外周部において少なくとも２回反復される。好ましくは、コードは、外周部において３〜６回反復される。コードの反復は、同一のコードが複製され、連続したシーケンスが外周部に沿って連続的に位置決めされることにより、カプセルが３６０度回転された場合に、同一のコードが２回以上検出又は読取りされ得ることを意味する。

［実施例］
１）カプセルの頂部側リム上のそれぞれのフォイルの光学読取り（図２及び図３）
図２において図示されるように、光線が、例えば膜又はフォイル６０等、カプセルの蓋の上に投射される。

カプセルフォイル６０の上に、シーケンス６１を形成する複数のビットが円形経路又はアーチ状経路に沿って付加される。

好ましくは、コードは、蓋の平坦部分の上に、及びカプセルの周囲の付近に配置される。好ましくは、コードは、カプセルのフランジ状リムにより支持されるか又はリムと重畳する蓋の上に配置される。したがって、コードが機械的な拘束により歪まされず、より確実にコードを読み取ることが可能となる。

マークは、
ビット「０」をもたらすためのミラー面又は吸収面、並びに
ビット「１」をもたらすための拡散面及び反射面
から構成されてもよい。

これらの２進値「０」及び「１」は、任意に選択され、逆にすることが可能である。

コードは、中心軸Ａ（図１）に沿ってカプセルを回転させることにより読み取られる。

読取器又はセンサ６２は、遠心力作用ユニット２の一部であり、
集束レンズを有する又は有さない光源、及び
集束レンズを有する又は有さない光センサ
からなる。

光は、
非偏光、又は
偏光（レーザ）、又は
任意の、好ましくは赤外線のスペクトル
であることが可能である。

コードは、
視認可能、視認不可能な印刷（吸収／反射＋拡散）、又は
エンボス（ミラー＋粗反射＋拡散）、又は
レーザ彫刻
によりカプセル上に付加することが可能である。

また、随意に、ビットコードは、色読取りデバイスと組み合わされる様々な色パターンから構成されてもよい。種々の色及び特定の回転速度での読取りを組み合わせることにより、明確に定義された「混色」が得られる。一例としては、外周部の半分が青色であり他の半分が黄色であるカプセルは、回転中には緑色の読取り結果をもたらす。同様に、３分の１が青色であり、残りの部分が黄色である場合には、別の色をもたらす。この例においては、光は、特定の収斂手段を用いない単純な光源であることが可能である。

図２に図示するように、センサ６２の光源により送出された光線６３がミラーコードパターン（小さな矩形部６５）に当ると、反射ビーム６４として反射され、これはセンサにより受光されない。

カプセルが回転される（図３）際には、光線６３は、拡散反射面（小さな矩形部同士の間の面）に当り、部分的にセンサへと反射される。反射ビーム６６は、センサにより受光されるが、他のビーム６７、６８は、センサの外部に拡散又は反射される。

２）カプセルのリム底部側の光学読取り（図４〜図７）
カプセル７は、リム７３の底部側７２にコード７０を備えてもよい。このビットコードは、一連の、光ミラー特性を有する小さな矩形面と、平坦ミラー特性及び／又は平坦拡散特性を有する中間面とから形成される。これらの面は、円形パターンで、又は少なくともリムの角部分に沿ってアーチ状パターンで配置される。

光線７４は、カプセルのリム７３に投射される。

カプセルリムの上には、ビットコードがリムの円形経路又はアーチ状経路に沿って付加される。

ビットコードは、
ビット「０」のための傾斜ミラー面又は（平坦）吸収面、並びに
ビット「１」のための平坦ミラー面又は平坦反射（拡散）面
から構成されてもよい。

ビットコードは、カプセルの中心軸Ａに沿ってカプセルを回転させることにより読み取られる。

読取器は、
集束レンズを有する／有さない光源、及び
集束レンズを有する／有さない光センサ
からなるものであってもよい。

光は、
非偏光、又は
偏光（レーザ）、又は
任意の、好ましくは赤外線のスペクトル
であることが可能である。

コードは、
視認可能、視認不可能な印刷（吸収／反射＋拡散）、又は
（例えば吸収／反射−拡散用）面のレーザ彫刻、又は
平坦ミラー面及び傾斜ミラー面のエンボス
によりカプセル上に付加することが可能である。

図４の実施形態においては、光源は、遠心力作用セル３の底部に配置される。このセルは、光伝達性であり、ビームをリム７３の底部側７２に到達させ得る。反射光は、透明（又は光伝達性）の遠心力作用セル３により伝達されて、センサ６２に到達する。センサ６２を遠心力作用セル３の透明部分と位置合わせすることができない例においては、図４に図示するように、順方向ビーム及び逆方向ビームを偏光するために鏡を配置することが可能である。

図５においては、光源「Ｌ」からの光線７４は、コード（小さな矩形部８１）のミラー面に当り、反射ビーム７６として高強度でセンサ「Ｓ」へと反射される。これにより、「０」又は「１」等のビットが制御ユニットに供給される。

図６においては、光源「Ｌ」からの光線７４は、拡散面又は吸収面（２つの小さな矩形部間の面８２）に当る。センサＳに到達した光線７７は、低強度を有する。ビーム７８等の他のビームは、この面の拡散特性によりセンサＳの外部に拡散される。

各構成（例えば図５〜図６）においては、「０」又は「１」等のビットが制御ユニットに供給される。

したがって、ビットの個数及びそれらのビットコードは、ミラー面（例えば矩形部）及び拡散面又は吸収面（例えば矩形部間のゾーン）の個数及び特定の構成に応じて決定される。「コード」を形成する同一のビットシーケンスがリムの外周部上において複数回反復されてもよい。この反復により、冗長性がもたらされ、読取りがより確実になる。

随意に（図７）、コードは、色読取りデバイスと組み合わされる様々な色パターンを備える。種々の色及び特定の回転速度での読取りを組み合わせることにより、明確に定義された「混色」が得られる。一例としては、「点」の半分が青色であり他の半分が黄色であるカプセルは、回転中には緑色の読取り結果をもたらす。

３）カプセル上へのコードの付加態様
先述の例において説明したコードは、
形成済みのカプセルに対する印刷若しくは機械的変形、又は
容器形成前のカプセル原材料（フォイル）に対する印刷若しくは機械的変形、又は
カプセル容器の外面に対する印刷、又は
情報支持体としてカールを使用した、カプセル容器の内面に対する印刷（アルミニウムカプセル技術）
によって等、様々な方法によりカプセル上に付加することが可能である。

４）誘導コード読取り
別の態様は、誘導センサを使用した、カプセルの金属面上に設けられたコードの感知からなる。このコードは、金属面上のレリーフ又は凹部により形成される。例えば、カプセルは、一連の不連続なスロット及び／又はバンプを備える円周方向の金属リムを備える。カプセルが、その中心軸を中心として回転されると、リムは、これらのスロット及び／又はバンプが検出されるように、センサに対して移動される。コードは、飲料調製デバイスのＣＰＵのタイムベースに基づき読み取ることが可能である。コードを読み取るための最高回転速度は、使用されるセンサ及びデバイスの内部ＣＰＵにより決定される。

５）全ての実施形態に関する他の一般的特徴
例えば、読取り速度は、０．１〜１０００ｒｐｍであることが可能である。

コードの読取り時には、飲料原材料の事前湿潤を可能にするために、カプセル内に液体を事前に送出することが可能である。

好ましくは、コードは、３つのセクション、すなわち同期セクション、データ（payload）セクション、及び検証セクションを備える。同期セクションは、同期を目的とした役割を果たし、すなわちコードの開始時にセンサに通知を行う役割を果たす。カプセルの回転速度は、変更することが可能であるため、同期は、０、１、０、１等の既知のビットシーケンスにより実現される。次いで、カプセルを識別するコードのデータが読み取られ得る。コードの誤解釈を回避するために、データの後に検証ビットが続いてもよい。これらのビットは、データ上のチェックサム又は同様の検証関数であることが可能である。

コードは、あるコードが誤った検証値を提示した場合に、他のコード（又は複数の他のコード）を考慮することが可能となるように、コード経路に沿って複製することが可能である。

Claims (12)

1. 容器及び該容器内に収容された飲料原材料を備える飲料調製用のカプセルであって、前記容器が、外部読取り手段により識別又は読取りされるように構成されたコードを備え、前記コードが、前記カプセルを縦断する回転軸を中心として前記カプセルが回転される間に読み取られるように前記容器に配置され、
   前記容器が、フランジ状リムを備えた本体と、該本体に連結された蓋とを備え、前記コードが前記リムにおける前記蓋とは反対側の底部に存在し、
   前記コードが、前記底部に設けられた外周部の少なくとも８分の１に沿って延在する連続したセグメントを備える、カプセル。
2. 前記コードが前記外周部に沿って反復される、請求項１に記載のカプセル。
3. 前記コードが、前記容器に印刷及び／又はエンボスされた一連の不連続な多角形面又は点面により形成されたビットコードである、請求項１又は２に記載のカプセル。
4. 前記コードが、自然光下において人間の眼による視認が不可能なインクにより印刷される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のカプセル。
5. 前記コードが、光に対して異なる反射特性及び／又は吸収特性を有する複数の面を有するパターンにより印刷又はエンボスされる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のカプセル。
6. 前記パターンが、光に対して傾斜ミラー特性又は吸収特性を有する第１の面と、光に対して平坦ミラー特性又は平坦反射特性を有する第２の面とを有する、請求項５に記載のカプセル。
7. 前記コードが前記容器に機械的にエンボスされ又はレーザにより彫刻される、請求項１〜１及び請求項５〜６のいずれか一項に記載のカプセル。
8. 飲料調製デバイスを備え、請求項１〜７のいずれか一項に記載のカプセルから飲料を調製するためのシステムであって、前記飲料調製デバイスが、前記カプセルを保持するためのカプセル保持手段と、前記回転軸に沿って前記保持手段及び前記カプセルを回転駆動するための回転駆動手段と、前記カプセルが前記回転軸に沿って回転される際に前記コードを読み取るように構成された読取り手段とを備える、システム。
9. 前記読取り手段が光エミッタと、光センサ又は誘導センサとを備える、請求項８に記載のシステム。
10. 前記光センサ又は前記誘導センサが、前記カプセルのリム上のコードを検出するように構成される、請求項９に記載のシステム。
11. 前記回転軸に沿って前記カプセルを回転させることにより前記飲料が前記カプセルから抽出される、請求項８〜１０のいずれか一項に記載のシステムから飲料を調製するための方法。
12. 前記コードが第１の回転速度で読み取られ、前記飲料が第２の回転速度で前記カプセルから抽出される、請求項１１に記載の方法。

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