JP2008508041A - 飲料準備用カートリッジ、機械、システム及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、いろいろな高さを有する飲料カートリッジ（１）を収容する調整ヘッド（２５０）及び水媒体を前記飲料カートリッジを貫通させ、前記カートリッジに入っている１またはそれ以上の飲料原料から飲料を作る手段を備えている飲料準備機械（２０１）を提供する。調製ヘッドは、第１の部分（２５６）及び第２の部分（２５５）を備え、第１及び第２の部分は、前記飲料カートリッジが調製ヘッド内に収容され得る開いた位置及び前記飲料カートリッジが第１及び第２の部分との間に確定されている調製ヘッド空間内に固定して保持され得る閉じた位置から互いに移動可能である。調製ヘッドの第１の部分は、第１及び第２の部分が閉じた位置にあるとき、クランプ部材（５００）の末端部（５０１）及び第２の部分（２５５）が互いから一定の距離（Ｄ）にあるように、調製ヘッド空間内で第２の部分に向かって途中まで延びているクランプ部材（５００）を備えている。使用に際し、いろいろな高さを有する飲料カートリッジは、クランプ部材の末端部と第２の部分との間で調製ヘッド空間内にクランプされ得る。飲料カートリッジ、飲料カートリッジシステム及び１回限りのろ過された飲料の準備方法がまたクレームされている。

Description

本発明は、飲料準備用カートリッジ、機械及びシステムに関する。

予め計量された量の１杯またはそれ以上の飲料原料が入っているカートリッジから、コーヒー、お茶及びチョコレート飲料のような１回限りの飲料の準備のための機械及びシステムを提供することは知られている。計量供給される飲料の濃さは、水を供給して、原料または調製された調合物を薄めることで変えられ得る。

しかしながら、例えば、コーヒーのようないくつかの飲料の場合、１回限りの供給において、より濃い飲料及びまたはより大量の飲料への要求がある。粒状または液体形状で、大量及びまたは濃い飲料が一定の容量のカートリッジから供給されることを可能とするために、濃縮された飲料原料を提供する試みがなされてきた。しかしながら、これらの試みは、１つには、粒状及び液状ベースの調合物と炒られ且つ挽かれた原料に基づく調合物との間の味の差のせいで、ほとんど成功しなかった。別の解決法は、単に大量の飲料には大きなカートリッジを使用するものである。しかしながら、これは、各カートリッジサイズまたは利用に対して異なる機械を使用し、あるいは異なるカートリッジをクランプする（clamping）ために別のモードを採用し得る複雑なクランプ機構を使用する必要がある。このことは、結果として、動作させるのが困難であり得る高価な装置をもたらす。

本発明によれば、いろいろな高さを有する飲料カートリッジを収容するための調製ヘッド（a brew head）及び水媒体を飲料カートリッジを貫通させ、カートリッジに入れられている１またはそれ以上の飲料原料から飲料を作る手段を備えている飲料準備機械が提供される。調製ヘッドは、第１の部分と第２の部分を含み、該第１及び第２の部分は、飲料カートリッジが調製ヘッドに収容され得る開いた位置及び飲料カートリッジが第１及び第２の部分間に画定される調製ヘッド空間内に固定して保持され得る閉じた位置から互いに移動可能であり、調製ヘッドの第１の部分は、第１及び第２の部分が閉じた位置にあるとき、クランプ部材の末端部と第２の部分が互いに一定の距離にあるように、調製ヘッド空間内で第２の部分に向かって途中まで延びるクランプ部材を含んでいる。使用に際し、いろいろな高さを有する飲料カートリッジは、クランプ部材の末端部と第２の部分との間で調製ヘッド空間内にクランプされ得る。

有利なことに、本発明のクランプ装置は、単一の動作モードを使用して、いろいろな大きさの飲料カートリッジを収容できる簡単化された装置を可能にする。このことは、結果として、動作させるのに容易な機械をもたらす。さらに、機構は、異なる大きさのカートリッジを収容するために、変更されたり調節されたりする必要がないので、機構は高価ではなく、故障し難い。クランプ部材と第２の部分との間の一定の距離の使用は、結果として、それらの大きさに関係なくカートリッジに加えられる均一な圧縮力をもたらす。このことは、機械の動作の整合性を向上させる。

クランプ部材は、その中心または中心近傍において、調製ヘッドに収容される飲料カートリッジをクランプするように、第１の部分の中心またはその近傍に配置されることが好ましい。

クランプ部材は、使用に際し、飲料カートリッジの凹部と協働する延長部分を含んでいることが好ましい。

調製ヘッド空間は、５０ｍｌより大きい容積を有し得る。調製ヘッド空間は、１５ｍｍと３０ｍｍの間の高さを有し得る。

１つの形態において、クランプ部材は、調製空間の高さの５０％と７０％の間の距離、第２の部分に向かって延びている。クランプ部材は、調製空間の高さの約６０％の距離、第２の部分に向かって延び得る。

使用に際し、少なくとも２つの高さを有する飲料カートリッジがクランプ部材の末端部と第２の部分との間で、調製ヘッド空間にクランプされ得る。

本発明は、また、１またはそれ以上の原料が入っている貯蔵容積を含み、飲料カートリッジの高さの５０％と７０％の間の距離、カートリッジの反対側の面に向かって延びる細長い凹部を有する外面を含んでいる飲料カートリッジを提供する。該凹部は、使用に際し、飲料準備機械のクランプ部材を収容するのに適している。該凹部は、クランプ部材のクランプ面を画定している。

１またはそれ以上の飲料原料のための貯蔵容積は、４０ｍｌと６０ｍｌとの間であり得る。１つの形態においては、１またはそれ以上の飲料原料のための貯蔵容積は、５０ｍｌより大きいかまたは等しい。

カートリッジの高さは、２５ｍｍよりおおきくてもよい。

本発明は、さらに、上述したような飲料準備機械及びいろいろな高さを有する複数の飲料カートリッジを備える飲料準備システムを提供する。飲料カートリッジ各々は、飲料カートリッジの第１の側に第１のクランプ面を及び該飲料カートリッジの反対側に第２のクランプ面を含んでいる。飲料カートリッジ各々の第１及び第２のクランプ面は、閉じた位置にあるとき、クランプ部材と飲料準備機械の第２の部分との間の距離に等しいかまたは大きい一様な距離だけ離れている。

飲料カートリッジ各々は、その第１の側に凹部を備え、第１のクランプ面が該凹部の底部に、または該凹部の底部近傍に、設けられていることが好ましい。

調製ヘッドの第１及び第２の部分が閉じた位置にある場合に、クランプ部材は、クランプ部材の末端部が第１のクランプ面に接触可能であるように、凹部内で伸縮できることが好ましい。

１つの形態では、調製ヘッド空間は、５０ｍｌより大きくてもよい。

飲料カートリッジは、クランプ部材の末端部と第２の部分との間で調製ヘッド空間内にクランプされ得る少なくとも２つの高さを有するカートリッジを備えている。

１つの形態において、飲料カートリッジは、第１の高さ及び貯蔵容積を有する第１のカートリッジタイプと第１のカートリッジタイプより大きい第２の高さ及び貯蔵容積を有する第２のカートリッジタイプを備えている。第１のカートリッジタイプは、１８ｍｍより小さい高さ及び３５ｍｌより小さい貯蔵容積を有することが好ましい。第２のカートリッジタイプは、２５ｍｍより大きい高さ及び３５ｍｌより大きいか等しい貯蔵容積を有することが好ましい。

本発明は、さらに、１回限りのろ過された飲料を定量供給する方法を提供する。該方法は、貯蔵容積において調製するのに適した、１またはそれ以上の飲料原料が入っている飲料カートリッジを提供するステップ、水媒体を１またはそれ以上の飲料原料を貫通させ、それにより、ろ過された飲料を作るステップ、カートリッジから容器内にろ過された飲料を定量供給するステップを備えている。この場合、飲料カートリッジの貯蔵容積は、４０ｍｌと６０ｍｌとの間にあり、定量供給される飲料の容積は、４００ｍｌより大きい。

定量供給される飲料の容積は、６００ｍｌより大きくてもよい。定量供給される飲料の容積は、７００ｍｌより大きくてもよい。飲料原料は、炒られ、挽かれたコーヒーであることが好ましい。また、インスタントコーヒー、インスタントティーまたは茶葉が使用されもよい。

必要に応じて、該方法は、貯蔵容積で調製するのに適した、１またはそれ以上の飲料原料が入っている第２の飲料カートリッジを提供するステップ、水媒体を１またはそれ以上の飲料原料を通って通過させ、それにより、泡立てられた飲料部分を作るステップ、カートリッジから容器内に泡立てられた飲料部分を定量供給し、それにより、カプチーノ風飲料を作るステップをさらに備えている。この場合、第２の飲料カートリッジの貯蔵容積は、４０ｍｌと６０ｍｌとの間にあり、定量供給される、泡立てられた飲料部分の容積は、２００ｍｌより大きい。

定量供給される、泡立てられた飲料部分の容積は、３００ｍｌより大きくてもよい。泡立て可能な飲料原料は、液体ミルクまたはミルクベースの製品あるいはチョコレートベースの製品を含み得る。

以下の記述において、用語“上部の”及び“下部の”及びそれらと等価の用語は、本発明の特徴の相関的な位置付けを記述するのに使用される。用語“上部の”及び“下部の”及びそれらと等価の用語は、飲料準備機械内に挿入し、その後定量供給するために規定の方向にあるカートリッジ（またはその他の構成部品）を言及するものと理解されるべきである。さらに、用語“内側の”及び“外側の”及びそれらと等価の用語は、本発明の特徴の相関的な位置付けを記述するのに使用される。用語“内側の”及び“外側の”及びそれらと等価の用語は、カートリッジ（またはその他の構成部品）の中心または主軸Ｘからそれぞれ近いか遠いカートリッジ（またはその他の構成部品）の相対的位置を言及するものと理解されるべきである。

さて、添付図面を参照して、本発明に実施態様がほんの一例として説明されるだろう。

（飲料準備システム）
本発明の飲料準備システムの飲料準備機械２０１が、図１ａ〜９ｂに示されている。飲料準備機械２０１は、概略、貯水槽２２０を含むハウジング２１０、温水器２２５、送水ポンプ２３０、空気圧縮機２３５、制御プロセッサ、ユーザー・インターフェース２４０及び調製ヘッド２５０を備えている。次に、調製ヘッド２５０は、概略、保持器２５１、認識手段２５２、及び注入口突き刺し器２５３と流出口突き刺し器２５４を備えている。

飲料準備機械２０１は、図１０〜２２に示される挿入物のようなカートリッジ１の形をした挿入物から飲料原料を定量供給することができるように設計されている。

（システムで用いるカートリッジ）
図１０〜２１は、カートリッジ１の第１の実施態様を示す。カートリッジ１は、概略、外側部材２、内側部材３及び貼合せシート５を備えている。外側部材２、内側部材３及び貼合せシート５は、１またはそれ以上の飲料原料を収容するための内部１２０、注入口１２１、流出口１２２及び注入口１２１を流出口１２２に連結し、内部１２０を通り抜ける飲料流路を有するカートリッジ１を形成するように組み立てられる。注入口１２１及び流出口１２２は、最初、貼合せシート５によりシールされており、使用に際し、貼合せシート５を突き刺しまたは切断することにより開けられる。飲料流路は、以下に述べられるように、外側部材２、内側部材３及び貼合せシート５の間の空間的相互関係により画定される。フィルタ４のようなその他の構成部品は、以下に述べられるように、必要に応じてカートリッジ１に組み込まれる。

カートリッジ１は、炒られ、挽かれたコーヒーまたは茶葉のようなろ過された製品を定量供給するのに用いるために特に設計されている。しかしながら、カートリッジ１は、チョコレート飲料、コーヒー、お茶、人工甘味料、コーディアル（cordials）、香味料、アルコール飲料、フレーバー・ミルク（flavoured milk）、果汁、スカッシュ（squashes）、ソース及びデザート（desserts）のようなその他の製品とともに使用され得る。

図１５から理解され得るように、カートリッジ１の全体的な形状は、概略、カートリッジ１の直径がその高さよりかなり大きい、円形または、円盤形である。主軸Ｘは、図１１に示されるように、外側部材の中心を通り抜けている。典型的には、外側部材２の全直径は、６８．５ｍｍ±６ｍｍであり、全高さは、１６ｍｍ±３ｍｍである。典型的には、組み立てられたときのカートリッジ１の容積は、３０．２ｍｌ±２０％である。

外側部材２は、概略、湾曲した環状壁１３、閉じた頂部１１及び開いた底部１２を有する椀形外殻１０を備えている。環状壁１３が閉じた頂部１１から開いた底部１２まで横切るにつれて、該環状壁１３が広がることに起因して、外側部材２の頂部１１における直径は、底部１２における直径と比較して小さい。環状壁１３及び閉じた頂部１１は一緒に、内部３４を有する容器を画定する。

中空の内側に向けられた円筒状延長部１８が、主軸Ｘに中心がある閉じた頂部１１に設けられている。図１２に明瞭に示されるように、円筒状延長部１８の内面は、第１の部分１９、第２の部分２０及び第３の部分２１を有する階段状の輪郭を備えている。第１の部分１９は、直円筒形である。第２の部分２０は、円錐台形であり、内側に向かって先細になっている。第３の部分２１は、別の直円筒形であり、下面３１で閉じられている。第１、第２及び第３の部分１９、２０及び２１の直径は、円筒状延長部１８の直径が、該円筒状延長部１８が頂部１１から円筒状延長部１８の閉じられた下面３１まで横切るにつれて減少するように、徐々に減少している。概略水平な肩部３２が、円筒状延長部１８の第２の部分２０と第３の部分２１との間の接続部に形成されている。外側から見れば、円筒状延長部１８は、カートリッジの外面に凹部を形成している。クランプ面１８ａが、図１２に示されるように、凹部の底に設けられている。クランプ面１８ａの使用は、以下に述べられるであろう。

外側に向かって延びる肩部３３が、底部１２に向かって外側部材２に形成されている。外側に向かって延びる肩部３３は、第２の壁１５と環状壁１３との間にマニホールド（a manifold）１６を形成する環状軌道を画定するように、環状壁１３と同軸の第２の壁１５を形成している。マニホールド１６は、外側部材２の周囲を取り囲んで通っている。一連のスロット１７が、マニホールド１６と同じ高さで環状壁１３に設けられ、マニホールド１６と外側部材２の内部との間の気体連通及び液体連通を提供する。図１３に示されるように、スロット１７は、垂直なスリットを環状壁１３に備えている。２０と４０の間の数のスロットが設けられる。示される実施態様においては、３７のスロット１７がマニホールド１６の回りを概略等間隔に配置されて設けられている。スロット１７は、１．４ｍｍと１．８ｍｍの間の長さであることが好ましい。典型的には、各スロットの長さは、外側部材２の全高さの１０％を表している１．６ｍｍである。各スロットの幅は、０．２５ｍｍと０．３５ｍｍとの間である。典型的には、スロットの幅は、０．３ｍｍである。スロット１７の幅は、貯蔵中または使用に際してのどちらかにおいて、飲料原料がそこを通ってマニホールド１６内に通り抜けることを妨げるのに充分に狭い。

注入室２６が外側部材２の周囲であって外側部材２に形成されている。図１５に最も明瞭に示されるように、外側部材２の内部３４の中に注入室２６を画定し、外側部材２の内部３４から注入室２６を仕切る円筒状壁２７が設けられている。円筒状壁２７は、主軸Ｘに対して垂直な平面上に形成される閉じた上面２８及び外側部材２の底部１２と同一平面内にある開いた下端部２９を有する。注入室２６は、図１１に示されるように、２つのスロット３０を介してマニホールド１６に連通している。あるいは、１と４との間の数のスロットが使用され、マニホールド１６と注入室２６との間を連通する。

外側に向かって延びる肩部３３の下端部には、主軸Ｘに対して垂直に延びる、外側に向かって延びるフランジ３５が設けられている。典型的には、フランジ３５は、２ｍｍと４ｍｍとの間の幅を有する。一部のフランジ３５は、拡げられ、外側部材２が把持され得る把手（a handle）２４を形成する。把手２４には、上を向いた縁２５が設けられ、把持を向上させる。

外側部材２は、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、またはこれらの材料の２またはそれ以上の貼合せシート（a laminate）から単一の一体片として形成される。適切なポリプロピレンは、ＤＳＭ ＵＫ社（レディッチ、英国）から入手可能なポリマーの種類である。外側部材は、不透明、透明または半透明であり得る。製造工程は、射出成形であり得る。

図１７〜２０に示されるように、内側部材３は、環状フレーム４１及び下方に向かって延びる円筒状ファネル（a cylindrical funnel）４０を備えている。主軸Ｘは、図１７に示されるように、内側部材３の中心を貫通している。

図１８に最もよく示されるように、環状フレーム４１は、等間隔に配置される放射状スポーク５３で連結されている外側縁部５１及び内側ハブ５２を備えている。内側ハブ５２は、円筒状ファネル４０と一体であり、該円筒状ファネル４０から延びている。ろ過用窓５５が環状フレーム４１の放射状スポーク５３の間に形成されている。フィルタ４が、ろ過用窓５５を覆うように、環状フレーム４１上に配置される。フィルタは、高湿潤強度を有する材料、例えば、ポリエステルの不織布用繊維材料から作られることが好ましい。使用され得るその他の材料は、織られた紙用繊維からなるセルロース系材料のような水分不浸透性のセルロース系材料を含んでいる。織られた紙用繊維は、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル及び／またはポリエチレンの繊維と混合されていてもよい。セルロース系材料へのこれらのプラスチック材料の混合は、セルロース系材料をヒートシール可能にする。フィルタ４は、また、該フィルタ４がこのようにして環状フレーム４１にシールされ得るように熱及び／または圧力で活性化される材料で処理または被覆され得る。

図１７の断面外形に示されるように、内側ハブ５２は、外側縁部５１より下の位置に配置され、結果として、環状フレーム４１は、下方に傾斜する外形を有する。

各スポーク５３の上面には、環状フレーム４１の上方の空きスペースを複数の通路５７に分割する直立したウェブ（an upstanding web）５４が設けられている。各通路５７は、両側がウェブ５４に隣接しており、下面がフィルタ４に隣接する。通路５７は、外側縁部５１から円筒状ファネル４０に向かって下方に向かって延在し、ウェブ５４の内側末端により画定されている開口５６で該円筒状ファネル４０へ開いている。

円筒状ファネル４０は、内側の排出口４３を取り囲む外側チューブ４２を備えている。外側チューブ４２は、円筒状ファネル４０の外面を形成する。排出口４３は、該排出口４３の上端で環状フランジ４７により外側チューブ４２に連結されている。排出口４３は、上端に、通路５７の開孔５６に連通する入口４５を、下端に、そこを通って調製された飲料がカップまたはその他の容器内に排出される出口４４を備えている。排出口４３は、上端に円錐台形部分４８を、下端に円筒状部分５８を備えている。円筒状部分５８は、それが出口４４に向かって細くなるように、若干のテーパを有する。円錐台形部分４８は、飲料に乱れを引き起こすことなしに、出口４４に向かって下流に通路５７からの飲料を流すのに役立つ。円錐台形状部分４８の上面には、円筒状ファネル４０の周囲を囲んで等間隔に配置されている４つの支持ウェブ４９が設けられている。支持ウェブ４９は、それらの間の流路５０を画定している。支持ウェブ４９の上縁は、互いに同じ高さであり、主軸Ｘと直角をなしている。

内側部材３は、上述したようなポリプロピレンまたは同様の材料から、外側部材２と同様のやり方で射出成形により、単一の一体片として形成され得る。

あるいは、内側部材３及び／または外側部材２は、生分解性ポリマーから作られてもよい。適切な材料の例は、分解性ポリエチレン（例えば、英国、ボアハムウッド、シンフォニー・エンビロンメンタル社により供給されるＳＰＩＴＥＫ）、生分解性ポリエステルアミド（例えば、シンフォニー・エンビロンメンタル社により供給されるＢＡＫ１０９５）、ポリ乳酸（米国、ミネソタ、カーギル社により供給されるＰＬＡ）、澱粉ベースのポリマー、セルロース誘導体及びポリペプチドを含んでいる。

貼合せシート５は、アルミニウムから成る第１の層及び注型ポリプロピレンから成る第２の層の２つの層から形成されている。アルミニウム層は、０．０２ｍｍと０．０７ｍｍとの間の厚さである。注型ポリプロピレン層は、０．０２５ｍｍと０．０６５ｍｍとの間の厚さである。１つの実施態様において、アルミニウム層は、０．０６ｍｍの厚さであり、ポリプロピレン層は、０．０２５ｍｍの厚さである。この貼合せシートは、組み立て中、巻き上がりに対して高い耐性を有するので、特に有利である。結果として、貼合せシート５は、適正な大きさ及び形状に予め切断され、その後、変形を受けることなく製造ラインの組立ステーションに転送され得る。したがって、貼合せシート５は、溶着に適している。ＰＥＴ／アルミニウム／ＰＰ、ＰＥ／ＥＶＯＨ／ＰＰ、ＰＥＴ／金属化（metalised）／ＰＰ及びアルミニウム／ＰＰ貼合せシートを含むその他の貼合せシート材料が使用され得る。ロール状の貼合せシート素材が打ち抜きシート素材の代わりに使用されてもよい。

カートリッジ１は、柔軟な貼合せシートの代わりに硬いまたは半硬質の蓋で閉じられていてもよい。

カートリッジ１の組み立ては、以下のステップを含んでいる。
ａ）内側部材３が、外側部材２内に挿入される。
ｂ）フィルタ４が、形作るべく切断され、円筒状ファネル４０を越えて収容され、環状フレーム４１に支えられる状態になるように、内側部材３の上に置かれる。
ｃ）内側部材３、外側部材２及びフィルタ４が、超音波溶接により連結される。
ｄ）カートリッジ１が、１またはそれ以上の飲料原料で満たされる。
ｅ）貼合せシート５が、外側部材２に取り付けられる。
これらのステップは、以下により詳細に述べられるであろう。

外側部材２は、開いた底部１２を上に向けて置かれている。次に、内側部材３が、外側部材２内に挿入されるとともに、外側縁部５１がカートリッジ１の頂部１１にある軸方向延長部１４にすきま嵌めのように収容される。同時に、外側部材２の円筒状延長部１８は、内側部材３の円筒状ファネル４０の上方部分に収容される。円筒状延長部１８の第３の部分２１が、円筒状ファネル４０の内側に着座するとともに、円筒状延長部１８の閉じられた下面３１は、内側部材３の支持ウェブ４９を支える。次に、フィルタ４が、フィルタ材が環状縁部５１に接触するように、内側部材３の上に置かれる。次に、超音波溶接処理がフィルタ４を内側部材３に連結し、同時に、同じ処理ステップで、内側部材３を外側部材２に連結するのに利用される。内側部材３及びフィルタ４は、外側縁部５１を取り囲んで溶接される。内側部材３及び外側部材２は、外側縁部５１を取り囲む溶接ライン及びウェブ５４の上縁を用いて連結される。

図２１に最も明瞭に示されるように、外側部材２及び内側部材３は、一緒に連結されるとき、環状フランジ４１の下の内部１２０であって、円筒状ファネル４０の外部に、ろ過室を形成する空きスペース１３０を画定する。ろ過室１３０及び環状フレーム４１の上の通路５７は、フィルタ紙４により分離されている。

ろ過室１３０には、１またはそれ以上の飲料原料２００が入っている。１またはそれ以上の飲料原料は、ろ過室１３０内に詰められている。ろ過方式の飲料に関し、原料は、典型的には、炒られ、挽かれたコーヒーまたは茶葉である。ろ過室１３０の飲料原料の密度は、要望通りに変更され得る。典型的には、ろ過されたコーヒー製品に対して、カートリッジの第１の実施態様のろ過室には、５．０グラムと１０．２グラムの間の、典型的には、５〜１４ｍｍの厚さのろ過床（a filtration bed）の状態で、炒られ、挽かれたコーヒーが入っている。必要に応じて、内部１２０には、１またはそれ以上の球体のような物体が入っている。該物体は、内部１２０内で自由に移動可能であり、乱流を伴うことにより混合を助け、飲料の排出中、飲料原料の沈殿物を破壊する効果がある。

貼合せシート５は、該貼合せシート５の周囲を取り囲む溶接部を形成し、該貼合せシート５を外側に向かって延びるフランジ３５の下面に結合することにより、外側部材２に取り付けられる。溶接部１２６は、注入室２６の円筒状壁２７の下縁に接触して貼合せシート５をシールさせるように延在している。さらに、溶接部１２６は、貼合せシート５と円筒状ファネル４０の外側チューブ４２の下縁との間に形成される。貼合せシート５は、ろ過室１３０の下壁を形成し、また、注入室２６及び円筒状ファネル４０をシールする。しかしながら、定量供給前には、小さな隙間１２３が、貼合せシート５と排出口４３の下縁との間に存在する。貼合せシート５の材料特性により、熱溶接、超音波溶接のような、いろいろな溶接方法が使用され得る。

内側部材３は、外側部材２と貼合せシート５との間に跨っていることが有利である。内側部材３は、ポリプロピレンのような、比較的剛性を有する材料から形成される。そのように、内側部材３は、カートリッジ１が圧縮されるとき、貼合せシート５及び間隔を置いて離れて配置される外側部材２を保持するように作用する耐力部材を形成する。カートリッジ１は、使用に際し、１３０Ｎと２８０Ｎとの間の圧縮荷重にさらされることが好ましい。圧縮力は、カートリッジが内部加圧下で機能しなくなることを防止するように作用し、また、内側部材３と外側部材２を一緒に圧迫するのに役立つ。このことは、カートリッジ１の通路及び窓の内法が、カートリッジ１の加圧中、固定され、変化することができないことを保証する。

図２１に示されるように、外側部材２の上面の凹部の底部におけるクランプ面１８ａ及び貼合せシート５の底面は、内側部材３と外側部材２の相対寸法により固定されている距離ｄだけ離されている。

カートリッジ１を使用するため、先ず、該カートリッジ１が（以下に説明されるように）飲料準備機械の中に挿入され、注入口１２１及び流出口１２２が、貼合せシート５を突き通し、折り返す飲料準備機械の突き刺し部材により開けられる。水媒体、典型的には、加圧下にある水が、注入口１２１を通って注入室２６内へ、０．１ｂａｒと２．０ｂａｒの間にある圧力でカートリッジ１に入る。そこから、水は、スロット３０を通り、マニホールド１６を回り、複数のスロット１７を通ってカートリッジ１のろ過室１３０内に流れるように誘導される。水は、ろ過室１３０を通って半径方向内側に向かって強制的に流れ、その中に入っている飲料原料２００と混合する。水は、同時に、飲料原料を通って上方に向かって強制的に流れる。飲料原料を通る水の通過により形成される飲料が、フィルタ４及びろ過窓５５を通り、環状フレーム４１の上にある通路５７内へと通過する。スポーク５３上のフィルタ４のシール及び外側部材２と縁部５１との溶接が、短絡が全くなく、飲料全てがフィルタ４を通過しなければならないことを保証する。

次に、飲料は、ウェブ５４間に形成される通路５７に沿って下方に向かい、開口５６を通って円筒状ファネル４０内へと流れる。飲料は、支持ウェブ４７間の流路５０に沿って進み、排出口４３を下降し、出口４４へ進む。ここで、飲料は、カップのような容器内に排出される。

飲料準備機械は、空気パージ設備（an air purge facility）を備えていることが好ましい。この場合、定量供給サイクルの終わりに、圧縮空気がカートリッジ１を強制的に通過し、残っている飲料を容器内に押し出す。

カートリッジ１には、図１０に示されるように、貼合せシート上にバーコード３２０が設けられる。バーコード３２０は、対比色の複数のバーから形成される。バーは、対比を最大にすべく、白い背景に黒であることが好ましい。バーコード３２０は、公にされている標準に準拠する必要はないが、ＥＡＮ−１３、ＵＰＣ−Ａまたは“Interleaf 2 of 5”のようなバーコード用標準形式が使用され得る。

図２２は、本発明に係る飲料用カートリッジ１の第２の実施態様を示す。第１の実施態様と第２の実施態様との間の同じ構成部品は、同じ数字を付けて参照されている。第２の実施態様のカートリッジ１の多くの構成部品及び機能は、第１の実施態様に対するものと同じである。しかしながら、カートリッジは、図２１に示されるカートリッジに比較してより大きな全高さを有することが図２２から理解され得る。外側部材２は、より高く、それにより、より大きな空きスペース１３０を画定している。該空きスペース１３０内には、大量の飲料原料が蓄えられ得る。したがって、第２の実施態様のカートリッジは、大量の飲料を定量供給するのに適している。外側部材２及びカートリッジ１の直径は、第１の実施態様と同じである。典型的には、組み立てられたときのカートリッジ１の容積は、５０〜５８ｍｌ±２０％である。第１の実施態様の場合のように、外側部材２の上面には、その底部に配置されるクランプ面１８ａを有する凹部が設けられている。本発明によれば、面１８ａと貼合せシート５５の下側との間の離隔距離ｄは、第１の実施態様に対するものと同じである。結果として、細長い凹部は、その距離の約６０％、貼合せシート５に向けて延びている。このことは、以下に説明されるように、簡単なクランプ装置が使用されることを可能とする点で有利である。

上に説明された第１及び第２の実施態様のカートリッジ１は、本発明を具体化するカートリッジの種類の例として挙げられている。同様のタイプのその他のカートリッジが用意され得る。特に、その他の飲料、例えば、泡立てたミルク、エスプレッソ・コーヒー及びチョコレート飲料、を定量供給するのに適している異なる内側部材３を持つカートリッジが用意され得る。

（飲料準備機械）
図１ａに示されるように、ハウジング２１０には、機械２０１のその他の構成部品が入っており、所定位置に保持されている。ハウジング２１０は、全体的に、または部分的に、ＡＢＳのような堅牢なプラスチック材料から作られていることが好ましい。あるいは、ハウジング２１０は、全体的に、または部分的に、ステンレス鋼またはアルミニウムのような金属材料から作られていることが好ましい。ハウジング２１０は、組み立て中、機械２０１に構成部品を嵌め込むために、アクセスを可能にし、その後、一緒に結合され、ハウジング２１０の内部２１３を画定することができる前半部分２１１と後半部分２１２を有するクラムシェル構造（a clam-shell design）を備えていることが好ましい。後半部分２１２は、貯水槽２２０を取り付けるための凹部２１４を備えている。ハウジング２１０は、別々の台を必要とすることなく、所定の位置に機械２０１の構成部品を保持するために、戻り止め（detents）、接合部（abutments）、ボス（bosses）及びねじ切りされた部分のような手段を用いて形成される。このことは、全体の費用及び機械２０１の重量を減少させる。ハウジング２１０のベース２１５には、安定した方法で、その上に機械を立たせるための支持部が設けられていることが好ましい。あるいは、ベース２１５それ自身が安定した支持体を構成する形状を有していてもよい。

ハウジング２１０の前半部分２１１は、飲料の定量供給が行われる定量供給ステーション２７０を含んでいる。定量供給ステーション２７０は、雫受け２７２を形成する中空の内部を有する容器スタンド２７１を含んでいる。容器スタンドの上面２７３には、その上に容器が配置されるグリル（a grill）２７４が設けられている。雫受け２７２は、集まった水を容易に空にするために、ハウジング２１０から取外し可能である。凹部２７５が、ハウジング２１０の前半部分の容器スタンド２７１の上に形成され、容器の大きさに対応する。

調製ヘッド２５０が、図１ａ及び１ｂに示されるように、容器スタンドの上に、ハウジング２１０の上部に向けて配置される。調製ヘッド２５０に対するグリル２７４の高さは、異なる大きさの容器が入るように調整され得ることが好ましい。容器が定量供給ステーション２７０に挿入され、そこから取外すことを可能とするも、定量供給される飲料が容器に接触する前に下降する高さを最小限にするように、容器は、調製ヘッド２５０にできるだけ近いことが好ましい。このことは、飲料の噴霧及びはね散りを最小限にし、気泡が存在する場合、混入されている気泡の損失を最小限にするように作用する。７０ｍｍと１１０ｍｍとの間の高さを有する容器がグリル２７４と調製ヘッド２５０の間に挿入され得ることが好ましい。

機械ユーザー・インターフェース２４０は、ハウジング２１０の前部に配置され、開始／停止ボタン２４１及び複数の状態表示器２４３〜２４６を含んでいる。

状態指示器２４３〜２４６は、機械２０１の準備完了を指示する発光ダイオード（ＬＥＤ）２４３、機械２０１の動作にエラーが発生した場合を指示するＬＥＤ２４４、及び機械２０１が手動モードまたは自動モードで動作しているかを指示する１またはそれ以上のＬＥＤ２４５〜２４６を含んでいることが好ましい。ＬＥＤ２４３〜２４６は、一定の強度で照らし、間欠的に点滅し、または、機械の状態によって両方をするように制御され得る。ＬＥＤ２４３〜２４６は、緑、赤及び黄色を含むいろいろな色を有し得る。

開始／停止ボタン２４１は、定量供給サイクルの始まりを制御し、手動で動作される押ボタン、スイッチまたは類似のものである。

容積調整制御は、機械２０１の使用者が、その他の動作特性を変更することなく、手動で定量供給飲料の容積を調整することを可能とするように設けられ得る。容積調整制御は、容積をプラス、マイナス２０％で調整することを許容する。容積調整制御は、回転ノブ、直線スライダ、増減ボタンを有する数値表示または類似のものである。より典型的には、容積は、使用者が開始・停止ボタン２４１を動作させることにより制御され得る。

手動電源スイッチ（不図示）が、機械２０１に設けられ得る。あるいは、電源は、電源プラグを主電源に挿入または該主電源から取外すことにより簡単に制御され得る。

貯水槽２２０は、ハウジング２１０の後部に配置され、ハウジング２１０の後半部分２１２に接続されている。貯水槽２２０は、美的理由のために所望通りの直円または円錐台形であり得る概略円筒状の本体２２１を備えている。貯水槽は、使用に際し、手動で取外される蓋２２２により閉じられている、該槽を水で満たす注水口を備えている。流出口が、送水ポンプ２３０に連通する槽の下端部に向けて設けられている。貯水槽２２０は、消費者が槽内に残っている水の量を見るために、透明なまたは半透明の材料から作られてもよい。あるいは、貯水槽２２０は、不透明な材料から作られてもよい。しかし、そこに覗き窓が設けられる必要がある。さらに、上述のものの代わりに、貯水槽２２０には、送水ポンプ２３０の動作を妨げ、必要に応じて、槽内の水位が予め設定されている水位まで下降すると、ＬＥＤのような警報指示器を起動させる低水位検知器が設けられ得る。貯水槽２２０は、約１．５リットルの内部容量を有することが好ましい。

送水ポンプ２３０は、図８に図式的に示されように、貯水槽２２０と温水器２２５との間を動作可能に接続し、制御プロセッサにより制御されている。ポンプは、最大圧力２．５ｂａｒで最大流量９００ｍｌ／ｍｉｎの水を供給する。通常の使用時、圧力は、２ｂａｒに限定されることが好ましい。機械２０１を通過する水の流量は、ポンプへの電気供給を断続的に遮断する（chopping）周期により、ポンプの最大流量の一定の割合になるように制御プロセッサにより制御され得る。ポンプは、最大定格流量の１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、１００％のいずれかで駆動され得る。ポンプで送水された水の容積の精度は、プラス、マイナス５％であり、結果的に、定量供給される飲料の最終的容積のプラス、マイナス５％になることが好ましい。適切なポンプは、ウルカＳ．ｒ．ｌ．社（イタリア、パビーア）により製造されたエボリューション（ＲＴＭ）ＥＰＢポンプである。容積式流量センサ（不図示）が、送水ポンプ２３０の上流または下流の一方の流れ線（the flow line）に設けられることが好ましい。容積式流量センサは、回転式センサであることが好ましい。

温水器２２５は、ハウジング２１０の内部に配置される。温水器２２５は、１５５０Ｗの出力定格を有し、送水ポンプ２３０から受け取った水を、１分未満で約２０℃の始動温度から８５℃くらいの動作温度まで加熱することができる。１回の定量供給サイクルの終了時から温水器２２５が次の定量供給サイクルを開始できるまでの休止時間は、１０秒未満である。温水器は、定量供給サイクルの間、プラス、マイナス２℃以内に設定温度を維持する。定量供給サイクルの間の水は、８３℃または９３℃で調製ヘッド２５０に送り出される。温水器２２５は、送出温度を８５℃の定格温度から８３℃または９３℃のどちらかに迅速に調整することができる。温水器２２５は、温度が９８℃を越える場合、温水器を止める過熱遮断を備えている。温水器２２５からの水出力は、三方弁を用いて調製ヘッド２５０に供給される。水流の圧力が許容できる場合、水は、カートリッジ１を通過する。圧力が所定の許容限度以下または以上である場合、水は、三方弁を用いて雫受け用回収容器２７０内に送り出される。

空気圧縮機２３５は、一方向弁を用いて調製ヘッド２５０に動作可能に接続され、制御プロセッサにより制御される。空気圧縮機２３５は、１．０ｂａｒで最大流量５００ｍｌ／ｍｉｎの空気を供給する。使用時、３５ｍｌの作業容積が２．０ｂａｒに加圧される。空気圧縮機２３５は、２つの流量、早い（または最大）流量と遅い流量、を作り出すことができる。

飲料準備機械２０１の制御プロセッサは、処理モジュール及びメモリを備えている。制御プロセッサは、温水器２２５、送水ポンプ２３０、空気圧縮機２３５及びユーザー・インターフェース２４０に動作可能に接続され、それらの動作を制御する。

制御プロセッサのメモリは、飲料準備機械２０１用に、１またはそれ以上の操作パラメータに対する１またはそれ以上の変数を含んでいる。操作パラメータは、動作段階にある飲料カートリッジ１を通る水の温度、飲料をカートリッジ１に充填する速度、浸漬ステップが存在するかまたはそうでないか、飲料の定量供給される総容積、排出段階中の水の流量、及びパージ段階の流量と時間である。

操作パラメータに対する変数は、メモリに記録される。カートリッジ１は、カートリッジ１の飲料の最適供給に要求される操作パラメータを表すカートリッジ１の上または中に設けられているコードを備えている。コードは、２進フォーマットであり、制御プロセッサのメモリに記録されている変数に対応する複数のデータ・ビットを含んでいる。

調製ヘッド２５０は、図４〜７に示されている。調製ヘッド２５０の保持器２５１は、固定された下方部分２５５、回転可能な上方部分２５６及び固定された下方部分２５５と回転可能な上方部分２５６との間に配置される旋回可能なカートリッジ用支持具２５７を備えている。上方部分２５６、下方部分２５５及びカートリッジ支持具２５７は、共通のヒンジ軸２５８の周りを回転する。図４〜７は、明確にするために省略されている機械２０１のいくつかの構成部品を持つ保持器２５１を示す。

回転可能な上方部分２５６及び旋回可能なカートリッジ支持具２５７は、クランプ機構２８０を用いて固定された下方部分２３５に対して移動する。クランプ機構２８０は、第１の部材または部品２８１及び第２の部材または部品２８２を有するクランプ・レバーを備えている。クランプ・レバーの第１の部品２８１は、保持器２５１の両側に１つ、都合２つの第１の旋回点２８３において上方部分２５６に旋回可能に装着されているＵ字形アームを含んでいる。

クランプ・レバーの第２の部品は、保持器２５１の両側に１つ、都合２つのオーバーセンター・アーム（over-centre arms）２８２を備えている。該２つのアームは、上方部分２５６を固定された下方部分２５５に結合するヒンジ軸２５８に配置される第２の旋回点２８５で、上方部分２５６にそれぞれ旋回可能に装着されている。各オーバーセンター・アーム２８２は、シリンダ２８２ａ、ステム（a stem）２８２ｂ及び弾性スリーブ２８２ｃを含む相補部材である。シリンダ２８２ａは、内側孔（an internal bore）を有し、ヒンジ軸２５８の一端部に回転可能に装着されている。ステム２８２ｂの第１の端部は、シリンダ２８２ａの孔に摺動自在に収容されている。ステム２８２ｂの反対側の端部は、第３の旋回点２８６において、Ｕ字形アーム２８１に回転自在に装着されている。第３の旋回点２８６は、上方部分２５６及び下方部分２５５には接続されておらず、これらに対して自由に移動可能である。弾性スリーブ２８２ｃは、ステム２８２ｂの外側に装着され、使用に際し、シリンダ２８２ａの当接面とステム２８２ｂとの間に延在する。弾性スリーブ２８２ｃは、オーバーセンター・アーム２８２の短縮を吸収するが、オーバーセンター・アーム２８２を延びた形態に偏倚させる。したがって、第３の旋回点のヒンジ軸２５８に向かう移動及び該ヒンジ軸から離れる移動が、シリンダ２８２ａにおけるステム２８２ｂの相対的移動により可能となる。弾性スリーブ２８２ｃは、シリコン（silicone）から形成されることが好ましい。例示された実施態様は、２つのオーバーセンター・アーム２８２を使用しているが、閉鎖機構は、１つのオーバーセンター・アーム２８２のみで構成されていてもよい。

Ｕ字形アーム２８１は、保持器２５１の前部を取り囲んで延在し、保持器２５１の両側に１つずつ、都合２つの下方に向かって垂れ下がるフック部材（two downwardly dependent hook members）２８７を備えている。フック部材２８７各々は、ヒンジ軸２５８に面するカム面２８８を含んでいる。保持器２５１の固定された下方部分２５５には、その前縁部２６０において、または近傍において、フック部材２８７と概略整列する、下方部分２５５の両側に１つずつ配置される２つのボス（two bosses）２５９すなわち戻り止めが設けられている。

図４に示されるように、Ｕ字形アーム２８１は、アームに不可欠な人間工学的な握り及びフック部材２８７を含んで、一体的にプラスチック成形で形成され得る。

カートリッジ支持具２５７は、保持器２５１の上方部分２５５と下方部分２５６の間に回転可能に装着されている。支持具２５７には、使用に際し、カートリッジ１を収容する略円形の凹部２９０が設けられている。凹部２９０は、保持器２５１内の飲料カートリッジ１の回転を防止するように作用する、飲料カートリッジ１の把手部分２４に対応する凹凸部２９１を含んでいる。カートリッジ支持具２５７は、図７に示されるように、開いた位置において、カートリッジ支持具２５７が固定された下方部分２５５との接触から偏倚され、それで、カートリッジ支持具２５７が流出口突き刺し部材２５４及び注入口突き刺し部材２５３との接触から移動しているように、固定された下方部分２５５に対して跳ね上げられている。カートリッジ支持具２５７には、該カートリッジ支持具２５７が閉じられた位置に移動したとき、注入口突き刺し器２５３及び流出口突き刺し器２５４及びカートリッジ認識手段２５２のヘッド３００を支持具を貫通して受け入れるための窓２９２が設けられている。

上方部分２５５は、消費者が定量供給中の飲料カートリッジ１を見ることができ、カートリッジ１が機械２０１内に搭載されているかどうかを確認することもできる円形の覗き窓３１２を有する概略円形の本体３１０を備えている。覗き窓３１２は、下方に向かって誘導される縁部３１１を有する茶碗形をしている。さらに、本発明によれば、覗き窓３１２には、図７に示されるように、内側に向かって誘導される管状延長部５００の形状をしたクランプ部材が設けられている。延長部５００は、下方部分２５６に向かって誘導されており、図６に示されるように、閉じた位置にあるとき、調製ヘッドの容積内にある。覗き窓３１２は、上方部分２５５の本体３１０に対して軸方向に移動することができる。相対的移動を達成する装置は、覗き窓３１２と円形本体３１０との間に配置される、ゴム引きリングのような波形ばね（a wave spring）（不図示）または同様の弾性的手段を設けることになっている。別の装置では、一連の圧縮コイルばね（不図示）が覗き窓３１２と本体３１０との間に延在するように設けられる。両方の場合において、弾性手段は、覗き窓が円形本体３１０に対して軸方向にわずかだけ移動することを可能にする。

保持器２５０が閉じられた位置にあるとき、覗き窓３１２の管状延長部５００の末端部５０１は、飲料カートリッジ１のクランプ面１８ａを支え、図６に示されるように、下方部分２５６に対してクランプ面１８ａを偏倚させる（この場合、前に説明した第２の実施態様によれば、装置は、カートリッジを閉じ込めているように示されている）。管状延長部５００により外側部材２の上に加えられる圧力は、カートリッジ１と保持器２５１との間の液蜜シールを保証する。覗き窓３１２、したがって調製ヘッドの高さは、いろいろな高さを有するカートリッジが挿入され得るようになっていることに留意されたい。図６において、装置は、上で説明した第２の実施態様の比較的高いカートリッジを有して示されている。同じ調製ヘッドは、第１の実施態様の低いカートリッジも収容できる。この場合、カートリッジ１の上面１１と窓３１２との間に隙間ができるであろう。しかしながら、カートリッジ１は、管状延長部５００により加えられる圧力により、注入口及び流出口において完全にシールされる。

下方部分２５５は、注入口突き刺し器２５３及び流出口突き刺し器２５４及びカートリッジ認識手段２５２のヘッド３００を備えている。注入口突き刺し器２５３は、使用に際し、飲料カートリッジ１の貼合せシート５に穴を開けるための尖った先端２６１を有する中空の針状チューブ２６０を備えている。注入口突き刺し器２５３は、図７に示されるように、下方部分２５５を貫通し、温水器２２５の出口導管２６３に接続されている導管２６２と液体連通状態にある。流出口突き刺し器２５４は、出願人の欧州特許ＥＰ０３８９１４１及びＥＰ０３３４５７２に説明されている流出口突き刺し器と同じ形をしており、排出口４３より大きい寸法を有する円形またはＤ字形断面の開いた開口シリンダ２６４を備えている。流出口突き刺し器２５４の上端部のアーチ形部分２６５は、飲料カートリッジ１の貼合せシートを突き刺し、最終的に切断するために、縁にぎざぎざを付けられている。上端部の残りの部分は、少なくとも、ぎざぎざを付けられた部分の歯２６６のベースまでシリンダの縦方向に短くされ、飲料がそこを通って定量供給される前に、切断された貼合せシート５を流出口用窓から離れて折畳みまたは引っ張る。流出口突き刺し器２５４は、排出口４３の外側から貼合せシート５を突き刺し、カートリッジ支持具２５７が閉じた位置にあるとき、排出口４３と排出ファネル４０の外側壁４２との間の環状部分に静止している。流出口突き刺し器２５４は、切断された貼合せシート１０５を環状部分内に折り返す。それにより、流出口突き刺し器２５４及び切断された貼合せシート１０５の両方は、排出される飲料の通り道から外れて保持される。

流出口突き刺し器２５４は、その周囲に対して０．５ｍｍ高くされている棚２５４ａに取り囲まれている。流出口突き刺し器２５４が下方部分２５５から取外し可能であり、それが、例えば、皿洗い機で完全にきれいにされることを可能とすることは有利である。取外し可能な流出口突き刺し器２５４は、それが着座している、下方部分２５５の凹部２６７に収容される。注入口突き刺し器２５３及び／または流出口突き刺し器２５４は、ステンレス鋼のような金属、またはプラスチック材料から作られ得る。有利には、プラスチック製切断要素の使用が、非金属性材料で孔を開けられ、切断されることができる貼合せシート５の使用により可能となる。結果として、突き刺し器２５３、２５４は、先端があまり尖っていないように作られ、消費者に対する怪我の危険を低下させ得る。さらに、プラスチック製突き刺し要素は、錆び難い。注入口突き刺し器２５３及び流出口突き刺し器２４は、下方部分２５５から取外し可能である単一の、一体化したユニットとして形成されることが好ましい。

使用に際し、保持器２５１の上方部分２５６は、図１ｂに示されるように、垂直にまたは垂直面に向かって配置される開いた位置から、略水平であって固定された下方部分２５５及びカートリッジ支持具２５７に接触状態に配置される閉じた位置へ移動可能である。上方部分２５６は、クランプ・レバーの操作により、開いた位置から閉じた位置まで移動する。上方部分２５６を閉じるために、使用者は、Ｕ字形アーム２８１によりクランプ・レバーを掴み、下方に引っ張る。結果として、上方部分２５６は、回転し、最初に、覗き窓３１２の管状延長部５００を飲料カートリッジ１のクランプ面１８ａと接触状態にさせる。上方部分２５６の連続する回転が、上方部分２５６とカートリッジ支持具２５７を下方に回転させ、下方部分２５５と接触状態にさせる。Ｕ字形アーム２８１のさらなる回転は、Ｕ字形アーム２８１を上方部分２５６及び下方部分２５５に対して回転させ、結果的に、カム面２８８がボス２５９を乗り越えることで、上方部分２５６のフック部材２８７を下方部分２５５のボス２５９に係合させる。回転のこの最終段階の間に、カートリッジ１は、カートリッジ支持具２５７と覗き窓３１２の間に押し込まれる。結果として、覗き窓３１２は、波形ばねまたは螺旋状ばねの偏倚力に抗して、上方部分２５６の円形本体３１０に対して軸方向にわずかに移動する。この移動は、飲料カートリッジ１と飲料準備機械との許容誤差を吸収するという効果があり、カートリッジに加えられる圧縮力の量が許容範囲内に維持されることを保証する。波形ばねまたは螺旋状ばねの作用により加減されるような機構のクランプ力は、カートリッジにクランプ圧力を確保する。５０Ｎと２８０Ｎとの間の圧力が必要とされることが見出されてきた。低い圧力レベルが、カートリッジ１のシールに有害な影響を及ぼすことなしに、この装置により可能であることが留意される。カートリッジ１の貼合せシート５が、円筒状ファネルの外側チューブ４２の末端部がフランジ３５に対して０．５ｍｍまで上方に向かって移動するとき、貼合せシート５を平面から湾曲させる、流出口突き刺し器２５４を取り囲む棚２５４ａに接触状態になっているので、調製ヘッドの閉鎖中、該貼合せシート５は、ぴんと張られている。この移動は、また、カートリッジに加えられる圧縮力の大部分が、負荷を負っている（load-bearing）内側部材３を通り、カートリッジ１の中心領域を通って作用することを保証する。これらのクランプ力が準備中にカートリッジ１の破損を防止し、内側部材３と外側部材２が互いに対して完全に着座することを保証し、したがって、全ての内部通路及び窓が内部加圧中でさえもそれらの所望の大きさに保たれることを保証する。

閉じた位置において、管状延長部５００の末端部５０１と下方部分２５６との間隔は、図６に示される記号Ｄで示されている。この距離は、覗き窓３１２、本体３１０及び下方部分２５６の大きさにより決定される。距離Ｄは、クランプ面１８ａとカートリッジ１の貼合せシートの下面との間の距離ｄと同じかわずかに小さくなるように設定される。このようにして、カートリッジ１は、調製ヘッドが閉じると、一定の、既知の圧縮を受ける。さらに、カートリッジの第１の実施態様及び第２の実施態様の両方とも、距離ｄがいずれのカートリッジの場合も同じであるので、同じ程度の圧縮でクランプされ得る。

想像上の基準線が保持器２５１の第１旋回点２８３、第２旋回点２８５の間に引かれ得る。図７に示されるように、開いた位置において、第３の旋回点２８６は、基準線の、固定された下方部分２５５に最も近い側に配置される。上方部分２５６が閉じた位置に達すると、クランプ・レバーの第３旋回点２８６は、第１及び第２の旋回点２８３、２８５を結合する基準線を通り、固定された下方部分２５５から最も遠い、基準線の反対側に達する。結果として、Ｕ字形アーム２８１は、第１の安定位置から第２の安定位置へスナップ動作で通過する。該スナップ通過動作は、オーバーセンター・アーム２８２の短縮とその結果として起きる弾性スリーブ２８２ｃの圧縮により吸収される。一旦、第３旋回点２８６が想像上の基準線を通り過ぎると、弾性スリーブ２８２ｃの回復が、想像上の基準線から離れるように第３旋回点２８６の移動を続行すべく作用する。したがって、クランプ・レバーは、レバーが開いた位置または閉じた位置では安定するが、第３旋回点２８６が想像上の基準線上にある時点では不安定であるという双安定動作を有する。したがって、クランプ・レバーのスナップ通過動作は、明確な閉鎖動作をもたらす積極的な閉鎖機構を提供する。この場合、クランプ・レバーの回転の最終段階において、Ｕ字形アーム２８１及び第２アーム２８４のスナップ通過動作が、フック部材２８７を強制的にしっかりとボス２５９と係合した状態にする。さらに、弾性スリーブ２８２ｃは、第３旋回点２８６を第１旋回点２８３と第２旋回点２８５をつなぐ基準線と一列になるように戻すのに充分スリーブ２８２ｃを圧縮するのに最小限の力が必要とされるので、上方部分２５６を再度開くことに抵抗を与える。有利なことに、フック部材２８７とボス２５９との相互係合は、クランプ・レバーの回転による以外の、上方部分と下方部分の離脱を防止する。このことは、調整ヘッドが内部加圧にさらされているとき、動作中、調整ヘッド２５０が開くことを防止するのに有用である。

認識手段２５２の目的は、機械２０１が挿入された飲料カートリッジ１の種類を認識し、１またはそれ以上の動作パラメータを適宜に調整することを可能とすることにある。典型的な実施態様において、認識手段２５２は、図１０に示され、上で説明したように、飲料カートリッジ１の貼合せシート５の上に設けられた印刷されたバーコードを読み取る光学式バーコード読取器を備えている。光学式バーコード読取器は、バーコード３２０を照らす１またはそれ以上のＬＥＤ３２１、バーコードの画像を取得する集束レンズ３２２、取得された画像を表す電気信号を生成する電荷結合素子（ＣＣＤ）３２３及びＬＥＤやＣＣＤのための支援回路を備えている。バーコード読取器を収容できる下方部分の空間は、限定される。反射鏡または複数の反射鏡３２４がＬＥＤ３２１から下方部分２５５に配置されていない集束レンズへ光を反射するために使用されてもよい。概略的配置が図９ａ及び９ｂに示されている。下方部分２５５は、飲料カートリッジ１のバーコード３２０と同じ大きさの開口部３２６を備えている。開口部３２６は、窓、好ましくはガラス、で閉じられており、バーコード読取器で生成された信号を送信し得る。使用に際し、生成された電気信号は、信号処理ソフトウエアにより解読され、結果が制御プロセッサに転送される。ソフトウエアは、エラーの発生は、上記したように、注入口に対するバーコード３２０の特定の配置により、極力抑えられているけれども、バーコードの読み取りがエラーを含んでいるかどうかを認識する。バーコード３２０は、エラー・メッセージが消費者に提示される前に、複数回再走査され得る。機械２０１がバーコードを読み取ることができない場合、消費者は、手動操作モードを使って、飲料カートリッジ１を使用し、飲料を定量供給することができる。あるいは、カートリッジ１に配置されるＲＦＩＤを読み取るＲＦＩＤ読取器が設けられる。

調製ヘッド２５０は、また、カートリッジが保持器２５１に存在するかどうかを検出するカートリッジ検出器を含んでいる。

調製ヘッド２５０は、また、保持器２５１が正しく閉じられているかどうかを検出するロック検出器を含んでいる。ロック検出器は、保持器２５１が閉じられ、ロックされているとき作動するマイクロスイッチを備えていることが好ましい。カートリッジ検出器及びロック検出器は、定量供給サイクルが開始され得る前に、両方の検出器の出力、すなわち、カートリッジの存在及び機構のロック、が満足されなければならないように、直列に接続されていることが好ましい。

機械２０１の操作は、飲料カートリッジ１の調整ヘッド２５０内への挿入、飲料が定量供給される定量供給サイクルの実行及びカートリッジ１の機械からの取り外しを含んでいる。

機械２０１の運転挙動は、制御プロセッサに組み込まれているソフトウエアにより決定される。

カートリッジ１を挿入するため、保持器２５１が上記したように開けられ、カートリッジ支持具２５７を露呈させる。次に、カートリッジ１は、カートリッジの把手２４が凹凸部２９１に配置されるように、凹部２９０内に収容されるカートリッジ支持具２５７の上に置かれる。カートリッジ１の光学的または磁気的バーコード３２０またはＲＦＩＤがカートリッジ支持具２５７の開口部３２６の真上に方向を合わせられる。次に、保持器２５１が、上記したように、クランプ・レバーの動作により閉じられる。閉じる間に、注入口突き刺し器２５３及び流出口突き刺し器２５４が、カートリッジ１の貼合せシート５を突き刺し、カートリッジの注入口１２１、及び流出口１２２を形成する。上記したように、流出口突き刺し器２５４により切断された貼合せシート５は、排出口４３を取り囲む環状部分内に折り畳まれる。閉じられたとき、保持器２５１は、カートリッジ支持具２５７と上方部分２５６との間で縁部３５を取り囲んでカートリッジ１をしっかりと掴み、及び／または、窓３１１とカートリッジ１の頂部１１との間で、定量供給中に発達する圧力に耐えるのに充分な完全性を持つ液蜜シールを形成する。

操作サイクルを開始するために、消費者は、開始／停止ボタン２４１を動作させる。

操作サイクルは、カートリッジの認識ステップ及び排出サイクルを含んでいる。

カートリッジの認識は、上記したように、カートリッジ検出器及びロック検出器からの出力が満足していると仮定して光学式認識手段２５２により実行される。一旦、バーコード３２０またはＲＦＩＤが解読されると、機械２０１の動作パラメータは、制御プロセッサにより調整される。次に、排出サイクルが自動的に開始される。

排出サイクルは、以下の４つの主たる段階を有するが、その全てが、飲料の種類全てに使用されるものではない。
（ｉ） 予め湿らす
（ｉｉ） 一時停止する
（ｉｉｉ） 調製／混合する
（ｉｖ） パージする

予湿段階において、カートリッジ１には、送水ポンプ２３０を用いて貯水槽２２０からの水が充填される。水の充填は、ろ過室１３０内の飲料原料が湿らされることを引き起こす。充填は、６００ｍｌ／ｍｉｎの“早い”流量または３２５ｍｌ／ｍｉｎの“遅い”流量で行われ得る。遅い充填速度は、原料がより高い容積流量で送り込まれ得るより前に、相当の希釈液を必要とする粘性液体（viscous liquid）の飲料原料が入っているカートリッジに対して特に有用である。カートリッジ１内に注入される水の容積は、水または飲料が、この段階中に、カートリッジ流出口１２２から滴ることがないことを保証するように設定される。

一時停止段階は、飲料原料２００が、所定の時間の間、予湿段階の間に注入された水に浸かっていることを可能とする。予湿及び一時停止の両段階は、飲料原料２００からの抽出物の量を増加させることで、また、飲料の最終香味（the end flavour）を向上させることで知られている。予湿及び浸漬は、飲料原料が炒られ、挽かれたコーヒーである場合に特に使用される。

調整／混合段階において、水は、飲料原料２００から飲料を製造するために、カートリッジ１を通過させられる。水の温度は、貯水槽２２０から調整ヘッド２５０へ通過する水を加熱するために温水器に指令を送る制御プロセッサにより決定される。水は、導管２６２を通り、保持器２５１の下方部分２５５に入り、入口弁及び注入口突き刺し器２５３を経由して飲料カートリッジ１の注入室１２６内へと流れる。調製及び／または混合及びそれに続く飲料カートリッジ１からの飲料の定量供給は、飲料カートリッジ１の説明を参照して先に述べた通りである。

エアー・パージは、飲料全てが供給されること及び流路が別の飲料を定量供給することに備えてきれいにされていることを保証するために、飲料準備機械及び飲料カートリッジ１を通過する、加圧された空気の送風を含んでいる。エアー・パージは、調製／混合段階が停止するとすぐに開始せず、流体の大部分が流路をきれいにすることを可能とする。このことは、エアー・パージの開始時に許容できない内部圧力の急上昇を防止する。

通常の操作においては、使用者は、開始／停止ボタン２４１を操作することで、手動で機械２０１を停止する。

一旦、動作サイクルが完了してしまうと、消費者は、保持器２５１を開き、手動でカートリッジを取外し、廃棄することにより、カートリッジ１を取外す。あるいは、機械２０１には、保持器２５１を開いたとき自動的にカートリッジを取外す自動排出機構が設けられ得る。

本発明の飲料準備機械の正面斜視図である。 調製ヘッドが開いた位置にある図１ａの機械の正面斜視図である。 明確にするために幾つかの部品が省略された図１ａの機械の後面斜視図である。 明確にするためにいくつかの部品が省略された図１ａの機械の別の後面斜視図である。 明確にするためにいくつかの部品が省略された図１ａの機械の調製ヘッドの斜視図である。 明確にするためにいくつかの部品が省略された図１ａの機械の調製ヘッドの別の斜視図である。 本発明に係る飲料カートリッジの第２の実施態様を収容している、閉じた位置にある調製ヘッドの断面図である。 本発明のカートリッジの第２の実施態様が入っていることを示す、開いた位置にある調製ヘッドの断面図である。 図１ａの機械の配置図である。 図１ａの機械のための第１のコード認識手段の配置図である。 図１ａの機械のための第２のコード認識手段の配置図である。 本発明の飲料カートリッジの平面図である。 本発明の飲料準備機械で使用され得る本発明のカートリッジの第１の実施態様の外部部材の断面図である。 内側に向けられている円筒状延長部を示す図１１の外部部材の詳細の断面図である。 スロットを示す図１１の外部部材の詳細の断面図である。 図１１の外部部材の上から見た斜視図である。 逆方向にある図１１の外部部材の上から見た斜視図である。 図１１の外部部材の上から見た平面図である。 カートリッジの内部部材の断面図である。 図１７の内部部材の上から見た斜視図である。 逆方向にある図１７の内部部材の上から見た斜視図である。 図１７の内部部材の上から見た平面図である。 組み立てられた状態にあるカートリッジの第１の実施態様の断面図である。 本発明に係るカートリッジの第２の実施態様の断面図である。

Claims (27)

1. いろいろな高さを有する飲料カートリッジを収容する調製ヘッド及び水媒体を前記飲料カートリッジを貫通させ、前記カートリッジに入っている１またはそれ以上の飲料原料から飲料を作る手段を備え、調製ヘッドは、第１及び第２の部分を含み、該第１及び第２の部分は、前記飲料カートリッジが調製ヘッドに収容され得る開いた位置及び前記飲料カートリッジが第１及び第２の部分の間に画定される調製ヘッド空間に固定して保持され得る閉じた位置から互いに移動可能であり、調製ヘッドの第１の部分は、第１及び第２の部分が閉じた位置にあるとき、クランプ部材の末端部と第２の部分が互いから一定の距離にあるように、調製ヘッド空間内で第２の部分に向かって途中まで延在するクランプ部材を備えている飲料準備機械であって、
   使用に際し、いろいろな高さを有する飲料カートリッジは、クランプ部材の末端部と第２の部分との間の調製ヘッド空間内にクランプされ得ることを特徴とする飲料準備機械。
2. クランプ部材は、その中心または中心近傍において調製ヘッドに収容される飲料カートリッジをクランプするように、第１の部分の中心またはその近傍に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の飲料準備機械。
3. クランプ部材は、使用に際し飲料カートリッジの凹部と協働する延長部を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の飲料準備機械。
4. 調製ヘッド空間は、５０ｍｌより大きい容積を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の飲料準備機械。
5. 調製ヘッド空間は、１５ｍｍと３０ｍｍとの間の高さを有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の飲料準備機械。
6. クランプ部材は、調製ヘッド空間の高さの５０％と７０％との間の距離、第２の部分に向かって延在していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の飲料準備機械。
7. クランプ部材は、調製ヘッド空間の高さの約６０％の距離、第２の部分に向かって延在していることを特徴とする請求項６に記載の飲料準備機械。
8. 使用に際し、少なくとも２つの高さを有する飲料カートリッジが、クランプ部材の末端部と第２の部分との間で、調製ヘッド空間内にクランプされ得ることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の飲料準備機械。
9. １またはそれ以上の飲料原料が入っている貯蔵容積を備え、飲料カートリッジの高さの５０％と７０％との間の長さ、カートリッジの反対側の面に向かって延在する細長い凹部を有する外面を備え、凹部は、使用に際し、飲料準備機械のクランプ部材を受け入れるのに適している飲料カートリッジであって、
   凹部は、前記クランプ部材のためのクランプ面を画定していることを特徴とする飲料カートリッジ。
10. １またはそれ以上の飲料原料用に、４０ｍｌと６０ｍｌとの間の貯蔵容積を画定していることを特徴とする請求項９に記載の飲料カートリッジ。
11. １またはそれ以上の飲料原料用貯蔵容積は、５０ｍｌに等しいかそれ以上であることを特徴とする請求項１０に記載の飲料カートリッジ。
12. カートリッジの高さは、２５ｍｍより高いことを特徴とする請求項９ないし１１のいずれかに記載の飲料カートリッジ。
13. 請求項１ないし８のいずれかに記載の飲料準備機械及びいろいろな高さを有する複数の飲料カートリッジを備えている飲料準備システムであって、
    前記飲料カートリッジ各々は、飲料カートリッジの第１の側に第１のクランプ面を、飲料カートリッジの反対側に第２のクランプ面を備え、
    飲料カートリッジ各々の第１及び第２のクランプ面は、閉じた位置にあるときクランプ部材と飲料準備機械の第２の部分との間の距離に等しいかまたはそれ以上である一様な距離だけ離れていることを特徴とする飲料準備システム。
14. 飲料カートリッジ各々は、その第１の側に凹部を備え、第１のクランプ面は、前記凹部の底部に、またはその近傍に設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の飲料準備システム。
15. 調製ヘッドの第１及び第２の部分が閉じた位置にある状態では、クランプ部材は、クランプ部材の末端部が第１のクランプ面に接触し得るように、凹部内で伸縮し得ることを特徴とする請求項１４に記載の飲料準備システム。
16. 調製ヘッド空間は、５０ｍｌより大きいことを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれかに記載の飲料準備システム。
17. 飲料カートリッジは、クランプ部材の末端部と第２の部分との間で調製ヘッド空間内にクランプされ得る少なくとも２つの高さを有するカートリッジを含んでいることを特徴とする請求項１３ないし１６のいずれかに記載の飲料準備システム。
18. 飲料カートリッジは、第１の高さ及び貯蔵容積を有する第１のカートリッジタイプと、第１のカートリッジタイプより大きい第２の高さ及び貯蔵容積を有する第２のカートリッジタイプと、を含んでいることを特徴とする請求項１７に記載の飲料準備システム。
19. 第１のカートリッジタイプは、１８ｍｍより低い高さ及び３５ｍｌより小さい貯蔵容積を有することを特徴とする請求項１８に記載の飲料準備システム。
20. 第２のカートリッジタイプは、２５ｍｍより高い高さ及び３５ｍｌに等しいかまたはそれ以上の貯蔵容積を有することを特徴とする請求項１８または１９に記載の飲料準備システム。
21. 貯蔵容積において調製するのに適した１またはそれ以上の飲料原料が入っている飲料カートリッジを提供するステップ、
    水媒体を１またはそれ以上の飲料原料を貫通させ、それにより、ろ過された飲料を作るステップ、
    前記ろ過された飲料をカートリッジから容器内に定量供給するステップ、
    を備えている１回限りのろ過された飲料の定量供給の方法であって、
    飲料カートリッジの貯蔵容積は、４０ｍｌと６０ｍｌとの間にあり、
    定量供給される飲料の容積は、４００ｍｌより大きいことを特徴とする方法。
22. 定量供給される容積は、６００ｍｌより大きいことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
23. 定量供給される容積は、７００ｍｌより大きいことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. 飲料原料は、炒られ、挽かれたコーヒー、インスタントコーヒー、インスタントティーまたは茶葉であることを特徴とする請求項２１ないし２３のいずれかに記載の方法。
25. 貯蔵容積において泡立てるのに適した１またはそれ以上の飲料原料が入っている第２の飲料カートリッジを提供するステップ、
    水媒体を１またはそれ以上の飲料原料を貫通させ、それにより、泡立てられた飲料部分を作るステップ、
    前記泡立てられた飲料部分をカートリッジから容器内に定量供給し、それにより、カプチーノ風飲料を作るステップ、
    をさらに備え、
    第２の飲料カートリッジの貯蔵容積は、４０ｍｌと６０ｍｌとの間にあり、
    定量供給される泡立てられた飲料部分の容積は、２００ｍｌより大きいことを特徴とする請求項２１ないし２４のいずれかに記載の方法。
26. 定量供給される泡立てられた飲料部分の容積は、３００ｍｌより大きいことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
27. 泡立て可能な飲料原料は、液体ミルクまたはミルクベースの製品またはチョコレートベースの製品を含んでいることを特徴とする請求項２５または２６に記載の方法。

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