JP2010519009A - コーヒーの量を自動調整する方法及び該方法を用いたコーヒー機械 - Google Patents

Abstract

コーヒーの量を調整する方法は、予定量のコーヒー粉末を浸出チャンバ（３６）へ分与すること、電気アクチュエータ（１９）によって浸出チャンバを閉じて浸出チャンバ内のコーヒー粉末を圧搾することを含む。本方法ではまた、浸出チャンバを閉じそしてコーヒー粉末を圧搾する段階の少なくとも一部の間に電気アクチュエータの少なくとも一つの動作パラメータを検出して、検出した動作パラメータの関数としてその後の分与サイクルにおいて分与されるコーヒー粉末の量を設定するようにすることを含む。
【選択図】 図４

Description

本発明は、特に排他的ではないがエスプレッソコーヒーのようなコーヒーを作る自動機械の改良に関する。
さらに特に、本発明は、各浸出サイクルにおいて浸出ユニットに分与されたコーヒーの量を計量する方法及び装置に関する。

例えば特に家庭用又は業務用のコーヒーを作る自動機械の分野において、また自動販売機の分野において、各動作サイクル中に機械の浸出チャンバに分与されるコーヒー粉末の量を正確に計量する必要がある。最新の機械では、コーヒーは豆で装填され、機械内に収納した粉砕ユニットで予定量の豆を粉砕して、一杯のコーヒーを作るのに必要な粉末コーヒーの分量を作っている。また幾つかの機械ではユーザーはコーヒーの量をある特定の範囲内で変更して強い又は弱い飲料を得るようにできる。

特許文献１には、機械内に収容したコーヒー豆を粉砕する粉砕ユニットによって各浸出サイクルで分与された粉末コーヒーの量を計量する方法及び装置が記載されている。コーヒー粉末の分量は、粉砕ユニットから供給されるコーヒー粉末によってセンサーに作用する圧力を検出することで決められる。

特許文献２には、作ろうとする飲料の質の関数として粉末の量を調整する装置でコーヒーを計量する異なったシステムが記載されている。

これらの計量システムは、特に複雑で曖昧なセンサー及びこれらセンサーと共動して粉砕粉末の量を測定する装置を用いる必要があるために、複雑である。

最新の機械では、各浸出サイクルのために粉砕した粉末の量は、粉砕ユニットのグラインダの回転数で、或いはグラインダを回転させるモーターの回転数で等価の仕方で決められる。実際に、粉砕粉末の量はグラインダの回転数に比例するので、グラインダの回転数は浸出チャンバへ分与されるコーヒー粉末の量に正比例するパラメータとして用いられる。グラインダの回転数は、安価で丈夫なセンサーによってかなりの精度で簡単かつ信頼できる仕方で決められ得る。例えば、グラインダを制御するモーターの軸にエンコーダーが用いられ得、或いは容量又は磁気センサーなどで、粉砕したコーヒーの量を決める際に達成されることになる回転の関数として、適切な角度距離（間隔）でグラインダに設けた複数の基準ノッチの通過を検出することによりグラインダの回転数又は回転の部分を計数する。

しかし、この特に簡単で信頼できるシステムは、コーヒーの利用を測定する上で幾分不正確でありしかも変わりやすいという欠点がある。

事実、粉砕したコーヒーの量を決めるこのシステムは、下記のファクタによって影響を受ける。
・粉砕ユニットのグラインダの距離の調整
・機械の装填ホッパー内に存在しているコーヒー豆のタイプ
・機械の電圧及び電力供給
・粉砕ユニットのグラインダの摩耗状態
・粉砕時に豆容器内に存在するコーヒーの量
・周囲の温度及び湿度
・グラインダの回転数

これらのファクタのうちの最後のファクタだけは特殊なセンサーによって上記の仕方で正確に制御され得る。他のファクタは、グラインダの回転数とえられたコーヒー粉末の量との相関関係を予測できずに変更する。さらに、上述のように、グラインダに関しては、固定セッティングをもつ機械と可変セッティングをもつ機械とが存在し、ユーザーは、粉砕粉末の寸法及び従って作られる飲料の感覚器官で感じる性質を変えるために、グラインダ間の間隔を変更するようにある特定のマージンで機能させることができる。これにより、一層誤差を受け易いグラインダの回転数で粉砕したコーヒーの量を測定させることになる。さらに、かかるシステムは工場でのセッティングに対して粉砕した重量における量の値のずれで時間と共にある程度の不安定性が伴う。

各サイクルにおける粉末の量が減少する場合には、浸出チャンバ内の圧搾されたコーヒー粉末を通りながら機械のボイラーから供給されるお湯が受ける圧力降下の低下のために、分与速度が高くなり、品質の劣る最終製品となる。これに対して、工場の設定値に対してコーヒーの量が時間の経過と共に増加する傾向である場合には、浸出チャンバに設けたオーバーストレス制御装置が作動し、アクチュエータを閉じるために、もはや機械が動作できなくなる危険がある。この制御装置は、浸出チャンバの閉成を制御するモータユニットが最大吸収限界を越えて、浸出チャンバ内のコーヒー粉末の過剰な量のために浸出チャンバの閉成中に極端な抵抗に遭遇することを示している時に、浸出サイクルが中止されるように設定される。

特許文献３には、粉砕装置が粉砕したコーヒーを浸出チャンバに供給する、コーヒーを作る装置について記載されている。浸出チャンバを開閉する電動機が設けられる。また浸出チャンバの閉成中に発生した圧力を検出するために浸出チャンバの可動部分に組合わせて圧力センサーも設けられる。かかる圧力は、浸出チャンバ内のコーヒー粉末の量によって決められ、そしてコーヒー粉末の量を変える制御パラメータとして用いられる。装置は、調製又は浸出チャンバに特別の圧力センサーを設ける必要があるため複雑となる。

特許文献４には、浸出チャンバと、浸出チャンバの閉成部材と、閉成部材の変位を検出する検出器と、調製プロセス中に浸出チャンバから分与されたコーヒー飲料の流量を検出するセンサーとを備えるコーヒー飲料を作る装置が記載されている。この装置は、流量が予め設定した値に相応しない場合に、閉成部材の動きを変えて、その後に続く調製サイクルにおいて、所望の予め設定した値に対して低い又は高い流速に関連して粉末コーヒーを低い程度又は高い程度に押すようにされている。

特許文献５には、粉砕したコーヒーの量を確立するためにコーヒーグラインダの回転を測定する装置を備えたコーヒーグラインダを有するコーヒー飲料を作る装置が記載されている。

ＵＳ−Ａ−４，６５９，０２３ 米国特許 ５，４９２，０５４ ＥＰ−Ａ−２４５１９７ ＤＥ−Ａ−１９６２９２３９ ＤＥ−Ｕ−９００５６５１

一つの観点によれば、本発明の目的は、上記の欠点を少なくとも部分的に解決する浸出サイクルにおいて分与するコーヒー粉末の分量すなわち量を制御ししかも自動的に調整する方法を提供することにある。

本発明の一つの実施形態の目的は、浸出サイクルにおいて分与するコーヒー粉末の量を調節する、すなわち、コーヒーの量を自動的に調整してあらゆる誤差を修正でき、コーヒーの分量すなわちコーヒーの重量を経時的に実質的に一定に維持し、また任意ではあるがこの分量をある特定の範囲内に調整できるようにする方法を提供することにある。

違った観点によれば、本発明の目的は、経時的に比較的正確かつ一定である分量を供給し、すなわち浸出チャンバ内のコーヒー粉末の分量又は量を自動的に調整するコーヒーを作る自動機を提供することにある。

本明細書の及び特許請求の範囲内において、分量（使用量）又は量は一般に、ある重量のコーヒー粉末を分与する際の重量及び一回分使用量を意味するものである。

一つの実施形態では、本発明は、コーヒー、特にエスプレッソコーヒーを作る機械における使用量すなわちコーヒー粉末の重量を自動調整する方法を提供し、この方法は、
・ 予定量のコーヒー粉末を浸出チャンバへ分与すること、
・ 電気アクチュエータを介して浸出チャンバを閉じて浸出チャンバ内のコーヒー粉末を圧搾すること、
・ 浸出チャンバを閉じそしてコーヒー粉末を圧搾する段階の少なくとも一部の間に電気アクチュエータの少なくとも一つの動作パラメータを検出して、検出した動作パラメータの関数としてその後の分与サイクルにおいて分与されるコーヒー粉末の使用量を設定するようにすること
を含む。

実際に、本発明による方法は、各分与サイクルにおいて又は機械によって行われる分与サイクルの少なくとも幾分かの間に、浸出チャンバを閉じる電気アクチュエータの電気パラメータによって有効に分与されるコーヒー粉末の量を制御する概念に基いており、上記パラメータは特に圧搾されたコーヒー粉末の量の関数である。その結果、上記パラメータを介して、予め設定した値に対して過剰の又は不十分なコーヒー粉末が検出されると、後続の浸出サイクル中に分与されるコーヒーの量を変更しそして実際に使用量すなわちコーヒーの重量を自動調整するように分与ユニットにおいて作用が行われ得る。

例えば、現在の浸出サイクル中に、浸出チャンバ内の圧搾された粉末の量が予め決められた量に対して過剰である場合には、後続のサイクル中に、コーヒーの量は分与システムの適当な設定により低減される。逆に、現在の浸出サイクル中に、コーヒー粉末の量が予め決められた量より少ない場合には、後続のサイクル中に、より多くの量のコーヒーが分与される。

最適動作は、各進出サイクルにおいて制御が行われる際に達成されることが容易に理解される。それにもかかわらず、このことは厳格には必要でない。実際に、コーヒーの量と回転数との相関関係に影響を及ぼすファクタが変わり得る速度に対して相対的に高い頻度で浸出サイクルを機械が行うと仮定すると、制御は幾つかの浸出サイクルの間にのみ行われ得る。例えば、制御は、機械が止まりそして再び作動されることに続く最初のサイクル中に、又は前の浸出サイクル以後に最小時間間隔を越える時間が経過した場合に、実行され得る。

一般に、コーヒー粉末は、任意の形式の装置によって浸出チャンバ内に分与され得る。実際、上記の制御方法はまた、粉末容器から浸出チャンバへコーヒー粉末が使用量ずつ分与される機械においても用いることができる。この場合、コーヒーは例えばオーガー、回転分配装置などを介して分与され得る。浸出チャンバを閉じるアクチュエータの電気パラメータの制御により、その後の浸出サイクル中に、分与装置の回転数を変更させてコーヒーの予め設定した量と実際の量とが一致しない場合に分与されるコーヒー粉末の量を調整する。この場合、オーガー又はその他のドーズ装置の回転数を検出するセンサー又は変換器が設けられる。

しかし、本発明の好ましい実施形態では、分与操作は粉砕ユニットを通して行われる。この粉砕ユニットは、各サイクル中に必要な量のコーヒー豆を粉砕する。そしてコーヒーは粉砕ユニットから浸出チャンバへ直接又は間接的に分与され、そして浸出チャンバを閉じるアクチュエータの電気パラメータの制御により、上記の規準に従って後続の浸出サイクルにおいて粉砕ユニットのグラインダの回転数を調整できる。

実際の実施形態では、本発明による方法は、最大値と最小値で決められた範囲を規定し、電気アクチュエータの上記パラメータの値はこの範囲内になければならない。この場合、コーヒー粉末の分与は次のように行われる。
・ 制御されたパラメータが値の許容範囲の最大値を越える場合には、後続のサイクル中に分与されるコーヒーの使用量（ドーズ量）は進行中のサイクルの予定の量に対して減少される。
・ パラメータが最小値に達しない場合には、後続のサイクル中に分与されるコーヒーの使用量（ドーズ量）は進行中のサイクルの予定の量に対して増加される。
・ コーヒーの量は、パラメータが許容値の範囲内にある場合には、後続のサイクル中、不変のまま維持される。

通常、浸出チャンバは、閉成機構によって決められた閉成動作の終わりに常に一つの位置に達するように構成される。このことは、浸出チャンバ内で圧搾されたコーヒー粉末の総体積が各サイクルにおいて常に同じであることを意味している。この場合、有利な実施形態では、本方法は、アクチュエータによって働く応力が閾値を越える場合に、浸出チャンバを閉じる段階を中断する。この応力は、後続のサイクル中にコーヒーの量を調節しコーヒーのドーズ量を修正するのに用いた同じパラメータを用いて決められえるが、これは厳格に必要ではない。例えば、浸出チャンバに実際に分与されるコーヒー粉末の量を調節するのに用いたパラメータは、時間を通して計算した平均値、すなわち供給電流の流動的な平均値であり得、一方、閉成アクチュエータによって作用する応力の限界は、電動機に供給される瞬時電流のような瞬時パラメータを制御することによって得られる。

それ自体公知の仕方で、制御された電気パラメータを作る閉成機構における応力が警報値を越えるように浸出チャンバ内のコーヒーの量が多い場合には、浸出サイクルは中断され、浸出チャンバは開放されてコーヒー粉末を使用されずにその結果コーヒーを作ることなしにコーヒー粉末は取り出される。

従来の機械では、この状況は、機械を動作するのを不可能にし、機械を正しくリセットし、例えば各分与サイクルに対するコーヒー粉末の予定量を決めるグラインダの回転数又はフィーダーの回転数の値を設定するメンテナンス操作を必要とする。これに対して、本発明による方法を適用することによって、中断された装置に後続のサイクル中に分与されるコーヒーのドーズ量は少なくなり、その結果浸出サイクルは修正され完全になる。

実際に、本方法は、コーヒーの量が予め設定した量に相応しない場合、すなわち制御されたパラメータが許容値の範囲外である場合に、制御ユニットが一定値に従って変動（増減）を課するように実行され得る。例えば、被制御パラメータが最小許容値に達しない時に、後続のサイクル中に、粉砕ユニットのグラインダは、予め設定した数＋Ｎ（一定値）に等しい回転数となるようにされ得る。同様に、被制御電気パラメータが最大設定値を越える場合には、後続のサイクル中に、グラインダの回転数は、予め設定した数−Ｎに等しくなり得る。

浸出チャンバを閉成機構における応力値が最大となるために浸出サイクルが中断される場合に、Ｎ回転の低減が十分でない場合、グラインダの総回転数を引き続き低減することが必要であり得る。この場合、機械は二つ以上の連続した浸出サイクルを中途でやめるが、なお自動的に動作状態に戻る。

また、被制御パラメータが許容値の範囲を越える場合に、予設定数を変更する回転数Ｎ（数の一部分でもあり得る）が可変であるように制御プログラムを設定することも可能である。例えば、被制御パラメータの実際の値は、許容間隔の限界値と比較され得、それにより被制御パラメータの実際の値と最も近い許容値との差が大きくなればなるほど、値Ｎは高く設定される。これにより、機械の動作の速い修正が可能となる。従って、任意の理由で、浸出チャンバに実際に分与されるコーヒーの量が実質的に許容最小値以下に落ちると、制御ユニットはコーヒーの予設定量を修正でき、ファクタＮで増加することにより、グラインダの回転数は、被制御電気パラメータの実際の値と最も近い許容値との違いが余りひどくない場合に設定される回転数に対してＮの比較的高い値を課する。

実際に、この形式の自動制御及び調整のために用いられる電気アクチュエータのパラメータは、浸出チャンバの閉成位置にするように発生される応力を表す任意のパラメータであり得る。特に有利な実施形態では、使用したパラメータは、浸出チャンバの閉成を制御する電気アクチュエータで消費される電流の関数であり、従って、供給電圧が一定であるので、電気アクチュエータで消費される電力に比例する。

特に有利な実施形態では、パラメータは、この関数がこの形式の制御のために特に安定であり従って有効であると立証したので、消費される電流の可変平均値で構成される。さらに、浸出チャンバに分与され圧搾されるコーヒーの量の関数として正確でしかも容易に反復できるピーク値である。その結果、浸出チャンバに実際に分与されることになるコーヒー粉末の量と、消費電流の可変平均値の最大値との一対一の対応を容易に確認できる。これにより、ユーザーが作られる飲料の質に従って、コーヒー粉末の可変量を設定できる機械において有効かつ信頼できる仕方で本発明による方法を使用できるようになる。

浸出チャンバが単一位置より種々の閉成位置を仮定できるように構成されると、浸出チャンバにおける過剰量のコーヒーがある場合に浸出サイクルが止まるのを阻止することができる。実際、浸出チャンバが最終閉成位置に到達する場合に、分与されるコーヒーの量が閉成機構に過剰応力を加えさせるように理論的に設定した値より故意でなく非常に高い場合には、アクチュエータは、浸出チャンバが完全に閉じられずに、それにもかかわらず浸出サイクルを実行するのに十分である、すなわち加圧お湯を供給させて圧搾したコーヒー粉末を通って流れさせるように浸出チャンバの複数の部分間で適切なシールが達成される不完全閉成位置に達するように制御され得る。この場合、本発明による方法は、後続のサイクル中にコーヒーの量を修正でき、従って浸出チャンバを正しい完全に閉じた位置にさせる一つの又はある場合には幾つかの連続した分与サイクル内で必要量のコーヒーで動作するように機械を戻す。

異なる観点によれば、本発明はまた上記の方法を実施する制御ユニットを備えたコーヒーを作る機械に関する。

本発明による方法及び機械の別の有利な特徴及び実施形態は、特許請求の範囲に示され、非限定実施形態を参照して詳細に説明する。

本発明は、本発明の非限定実施形態を示す添付図面及び以下の説明によってよ良く理解される。

本発明が適用できる自動コーヒー機械を示す斜視図。 コーヒー機械の粉砕ユニット及び浸出ユニットの線図。 浸出チャンバを閉じた浸出ユニットの概略図。 本発明による方法の一つの実施形態に関するブロック線図。 本発明による方法の別の実施形態に関するブロック線図。 一つの動作状態における浸出チャンバの閉成モーターで消費する電流の傾向を示すグラフ。 別の動作状態における浸出チャンバの閉成モーターで消費する電流の傾向を示すグラフ。 さらに別の動作状態における浸出チャンバの閉成モーターで消費する電流の傾向を示すグラフ。

図１には、本発明が適用できるコーヒー機械を斜視図で示している。この実施形態では、図示機械は家庭用の自動コーヒー機械であり、浸出ユニット３を有し、この浸出ユニット３内に、以下に詳細に説明する互いに可動な二つの部分の浸出チャンバが収納されている。コーヒー豆を粉砕することによって得られたコーヒー粉末は、図２におけるホッパー５として概略的に示す容器に収容され、そして浸出ユニット３へ分与される。なお図２において参照番号７は粉砕ユニットを示し、この粉砕ユニット７はホッパー５内のコーヒー豆を粉砕して、明確な量のコーヒー粉末を作り、このコーヒー粉末は浸出ユニット３の浸出チャンバ内ヘ分与される。

浸出ユニット３の浸出チャンバにおける圧搾コーヒー粉末を通して加圧お湯を供給することによって、コーヒーが作られ、ドリップトレイ１１上に位置した送出口９を介して分与され、ドリップトレイ１１上には一つ以上のカップＴ又はその他の容器が置かれる。

図２の線図を参照すると、粉砕ユニット７は一対のグラインダ１５、１７を有している。図示実施形態では、これらグラインダは平坦なグラインダであるが、しかし粉砕ユニットの構造は本発明を実施する目的に関連してなく、ホッパー５内に入ったコーヒー豆を粉砕するのに適した任意の他の形態を仮定できることが理解されなければならない。上記から理解されるように、粉砕ユニット７が粉末コーヒー容器から供給されるコーヒー粉末の簡単な分与装置に代えられる機械において以下に詳細に記載する方法を実施することも可能である。両方法において、オーガー又はその他のフィーダーと粉砕ユニットとの両方は、浸出ユニット３へのコーヒー粉末のドーザー（供給装置）を構成している。

粉砕ユニット７は、電動機１９、例えば安定化２４Ｖ直流モーターによって作動される。異なる形状のアクチュエータの使用も可能である。電動機１９は、制御ユニット２１、例えばマイクロプロセッサなどを備えたプログラム可能な制御ユニットとインターフェースされる。制御ユニットは、以下に説明する方法を実施するプログラムを含むメモリーと組み合わされ得る。一つの実施形態では、プログラムは、ＥＰＲＯＭ、ＲＯＭ、又は別の適当な記憶メディアに記憶される。

モーター１９はエンコーダー２３を備えることができ、このエンコーダー２３を介して、制御ユニット２１はモーター１９による回転数を検出できる。代わりに、又は組み合わせて、制御ユニット２１は、粉砕ユニット７に装着され、そして回転グラインダ１７によってなされる回転数又は回転の一部分を読取るのに適した一つ以上のセンサー２５とインターフェースされ得る。どのような解決法が適用されても、制御ユニット２１は、モーター１９を作動したり非作動にすることができ、そして各浸出サイクルにおいてすなわち機械１の各動作サイクルにおいてグラインダ１７によりなされる回転数及び／又は回転の一部分（部分回転）を直接又は間接に検出することができる。

粉砕ユニット７を容器から供給される粉末のドーザーに代える時には、制御ユニット２１は、コーヒーの分与を作動又は非作動にしそして分与装置の回転数及びその結果最後には分与されるコーヒーの量を決める供給オーガー又はその他の同等の部材の制御モーターとインターフェースされ得る。

制御ユニット２１は、各分与サイクルにおいてコーヒー粉末の予定の量すなわちドーズ量が粉砕ユニット７から分与されるようにプログラムされる。予定量は、グラインダ１７、モーター１９、又は任意の場合にはコーヒー粉末供給要素の回転数（任意ではあるが回転の一部分）で規定されすなわち表される。

図示実施形態では、粉砕ユニット７で作られたコーヒー粉末は、ダクト２９を介して浸出ユニット３の上方部分に配置した入口すなわちホッパー３１内へ入れられ、ホッパー３１からの粉末Ｐは浸出ユニット３の浸出チャンバが開放状態にある際に浸出ユニット３の浸出チャンバの下方部分に落ち込む。

浸出ユニット３は任意の仕方で構成され得る。一般に、浸出ユニット３は開閉可能な浸出チャンバを備える。一つの実施形態では、浸出チャンバは、相互に可動の二つの部分から成っている。好ましくは、一方の部分は可動であり、他方の部分は機械の負荷支持構造体に対して固定される。図２及び図３には、本発明と関連して用いられ得る浸出ユニット３の特殊な実施形態を示している。しかし、このユニットはここでは例として示されているものであって、本発明の主題をなすコーヒーのドーズの自動制御及び調整方法の動作論理に適合できる程度に、形状、構成及び動作規準において変えることのできることが理解されなければならない。

一つの実施形態では、浸出ユニット３は、二つの部分３３、３５を備えた浸出チャンバを有している。部分３５は固定され、また部分３３は可動であり、座部３６を規定し、浸出チャンバの部分３３が図２の位置すなわちホッパー３１の下側にある時に粉砕ユニット７から座部３６へコーヒー粉末Ｐが供給される。

浸出チャンバの部分３３は、図２に示す位置からず３に示す位置まで動くことができ、図３の位置において、浸出チャンバの部分３３は部分３５と共動して、浸出チャンバを閉じ、浸出チャンバ内に収容されたコーヒー粉末Ｐを圧搾する。一つの実施形態では、浸出チャンバの部分３３は可動底部３７を備え、この可動底部３７を介して、ダクト３９から供給される加圧お湯が流れる。この実施形態では、浸出チャンバの部分３５は、複数の流出口９を備えたダクト４１を介して流体接続され、図２及び図３にはただ一つの流出口９だけが示されている。

参照番号４５は、浸出チャンバ３３、３５の開閉運動を伝達しかつ浸出チャンバ３３、３５及びそれの底部３７の動きによりコーヒー粉末を圧搾する機構を表している。機構４５は、側方位置に参照番号４７で概略的に示す電動機によって作動されるが、電動機４７はそれ自体すべて知られているように機構４５の揺動軸線と実際に整列される。

電動機４７は、例えば２４Ｖ安定化の低電圧直流電動機であり得る。電動機４７は制御ユニット２１にインターフェースされ、それで、制御ユニット２１は電動機４７を作動したり非作動にできる。参照番号４９で概略的に示す電流センサーも設けられ、この電流センサー４９は中央制御ユニット２１に接続され、電流センサー４９を介して中央制御ユニット２１は、浸出チャンバの種々の開閉段階において、電動機４７で消費される電流を決めることができる。

図６、図７及び図８には、浸出チャンバを閉じ、浸出チャンバ内のコーヒー粉末Ｐを圧搾する動作中、すなわち図２の状態から図３の状態までの動作中に電動機４７が消耗する電流の傾向を示している。さらに特に、図６、図７及び図８には、三つの異なる状態における電動機４７による消耗電流Ｉの傾向し、これらの状態は、浸出チャンバへ分与されるコーヒー粉末Ｐの重量に応じて変動する。さらに特に、図６には、浸出ユニット３に８ｇのコーヒー分量が入れられる際の電流Ｉの傾向を示している。図７には、浸出ユニット３に９ｇのコーヒーが入れられる際の電流Ｉの傾向を示し、また図８には、浸出ユニット３に１０ｇの粉砕したコーヒーが入れられる際の電流Ｉの傾向を示している。これらの量は実質的に、自動機械においてユーザーが設定できる量であり、かかる自動機械は、作る飲料の官能的性質を変えることができる。

図６、図７及び図８のグラフにおいて、ｔ_０は浸出チャンバ閉成サイクルの開始時間を表し、ｔ_１は電動機４７の閉成細工ル及び停止の完了時間を表している。消費電流Ｉを表すグラフはＩ_Ｍで示す曲線に重ねられ、Ｉ_Ｍは電動機動作の最後に対する消費電流の可変平均の傾向を表している。その他の項目において横軸線に沿った点ｔにおいて、曲線Ｉ_Ｍは時間間隔[ｔ；ｔ−Δ]（ここでΔ＝１秒）における消費電流の平均値を表している。
図６、図７及び図８の三つの線図からわかるように、曲線Ｉ_Ｍは十分に規定した最大値（Ｉ_ＭＡＸ）をもち、この値は、浸出チャンバ内に分与されたコーヒーの量に強く依存している。コーヒーの各量について相対的に狭い十分に規定した範囲が規定され得、この範囲内に曲線Ｉ_Ｍの値Ｉ_ＭＡＸが入ることは経験的に決められる。従って、各々粉末化コーヒーの量に相当する値の十分に決められた帯域を規定することができ、ユーザーは相対的に狭い範囲（例えば８〜１０グラム）内で選択することができ、この範囲内において、コーヒー粉末の量を変えて、機械の正しい動作に適合できる値に維持することができる。

これにより、この実施形態では可変平均Ｉ_Ｍで表した電動機４７の動作パラメータを用いて、各サイクルにおける浸出チャンバ内へ分与される粉末コーヒーの量がユーザーが予め設定した（機械がユーザーによって量を変えることができない場合には工場で設定した）量に相当するかどうかを確認することができる。

浸出チャンバ内に実際に存在するコーヒー粉末の量と電動機４７のパラメータとが対応することにより、上記の機械１は図４に示すブロック線図に要約して示す方法に従って以下に説明するように制御できる。

ユーザーが一杯のコーヒーを作りたい場合には、浸出サイクルを開始する。この実施形態では、機械は粉砕ユニットを備えているので、浸出サイクルの開始により粉砕ユニット７を作動し、粉砕ユニット７はコーヒー粉末の予め設定した量を粉砕する。上記のように、この量は、グラインダ１７及び／又は電動機１９の回転数又は回転の一部分において規定され、この回転数はフローチャートにＫで示されている。

図２の状態にある浸出チャンバの部分３３の空洞３７内にかかる量の粉砕したコーヒーを分与した後、制御ユニット２１は、図２に示す位置から図３に示す位置となるように浸出チャンバの閉成段階を開始する。この動作中、制御ユニット２１はセンサー４９から、モーター４７で瞬時に消費した電流の値を受け、変動平均Ｉ_Ｍを計算する。このパラメータが、浸出チャンバが図３に示す閉じた位置に到達する前に、最大安全値を超える場合には、これは、浸出サイクルが終結されず機構４５に過剰の応力が働き、機械を損傷させ得ることを意味している。この場合、浸出サイクルは止まり、コーヒーは、チャンバの閉成が完了されることなしに、その結果飲料が分与されることなしに、浸出チャンバから送出される。

これに対して、被制御パラメータ（Ｉ_Ｍ）が最大警報値に達せず、浸出チャンバが図３の正しい位置に達する場合には、制御ユニットは、浸出チャンバ３３、３５内へ加圧お湯（図示していない）を分与するポンプ（図示していない）を作動することにより浸出を開始する。この他（浸出と同時に、浸出前にまたは浸出後に）制御ユニット２１は、被制御パラメータ（Ｉ_Ｍ）が最大許容値（Ｉ_１）及び最小許容値（Ｉ_２）によって規定された許容値の範囲内にあるかどうかを確認する。これら二つの許容値は、実際に、機械がこの機能を備えている場合にユーザーによって設定されたコーヒーの量に依存する。従って、図４のブロック線図において規定された許容値の範囲は独特でない範囲であるが、制御ユニット２１との適当なインターフェース５０を介してユーザーによって設定したコーヒーの量に依存する。

制御ユニット２１は、被制御パラメータが許容値の範囲[Ｉ_２；Ｉ_１]内にある場合に、後続の浸出サイクル中に粉砕したコーヒーの量に関して調整がなされないようにプログラムされる。

パラメータが許容値の範囲の最小限界（Ｉ_２）以下である場合に、中央制御ユニット２１は、後続の浸出サイクル中に、粉砕ユニット７で粉砕されそして浸出チャンバへ分与されたコーヒーの量が最新のサイクルで分与された量より大きいことを保証する。これは、グラインダ１７の回転数及び／又は回転の一部分Ｋが最新のサイクルの回転数又回転の一部分より高いことを保証することにより達成される。上述のように、回転数の変動は、一定の変動すなわち検出したパラメータの実際の値と最小許容値との食い違いの関数として可変である変動であり得る。フローチャートにおいてＮは回転数Ｋに課した変動を表し、それにより後続のサイクル中にこの変動が必要である場合に、Ｋ＝Ｋ＋Ｎとなる。

これに対して、制御パラメータＩ_Ｍが許容値の範囲の最大値を超えると、制御ユニット２１は上記に規定したものと相対する仕方で、後続の浸出サイクル中に、浸出チャンバに分与される粉砕コーヒーの量がグラインダ１７の回転数又は回転の一部分を一定の又は可変の値だけ低減することにより減少されることを保証し、Ｋ＝Ｋ−Ｎとなる。

浸出後、浸出チャンバは開放され、使用済みコーヒー粉末は浸出チャンバから取り出され、浸出チャンバの部分３３は図２の位置へ戻り、粉砕コーヒーの次の装填を受ける。

上記の説明から、本発明に従って各浸出サイクル中に分与されるコーヒーの量の自動調整方法が、グラインダ１７の明確な回転数及び／又は回転の一部分（Ｋ）に相応した理論値に対して粉砕コーヒーの量の変動を引き起こすパラメータの変動が存在する際に、機械の振舞いを、自己学習機能を持ってどのように迅速かつ自動的にさせることができるかについて理解される。このようにして、例えば、グラインダの摩耗などにおいてコーヒー豆の性質における環境条件の変動によるドリフト（変化）は一つの浸出サイクル又はいずれの場合でも僅か幾つかの浸出サイクルの間に修正される。

コーヒーが粉砕ユニット１７で粉砕されずにオーガーフィーダーなどから分与される場合でも、浸出チャンバ３３の装填状態は、例えば分与オーガー上の容器内のコーヒー粉末の圧搾の多少の結果として変動し得る。またこの場合に、本発明による方法は、これらの予期できない変動を考慮でき、後続のサイクル中に誤差を修正できる。

上記の説明は、常に単一動作位置すなわち浸出位置において閉じるように構成される浸出チャンバの典型的な場合に関するものである。この位置は通常、機構４５の運動学的構造によって決められる。図４の線図にはまた、過剰応力の場合に浸出サイクルを強制的に中断させる応力の制御を示している。過剰応力の場合、値Ｋは後続のサイクル中に減少される。この減少は線図に示すように値Ｎのものであり得、又は２Ｎ又は１．５Ｎのような大きい値のものであり得る。

それにもかかわらず、また、閉成動作の行程端で表される独特の閉成位置に必ずしも到達することなしにでも、動作できる浸出チャンバを提供することが可能である。この場合、本発明による方法は、中断されすなわち浸出チャンバにおける過剰量のコーヒーのために終端され得ない浸出サイクルの実施を実質的に阻止するように改良され得る。この場合、本発明による方法は、図５のフローチャートに概略的にまとめた段階に従って以下に説明するように展開できる。

図４及び図５のフローチャートを比較することによってわかるように、この実施形態では、被制御パラメータが閉成前に最大許容値を超える場合には、サイクルは中断されずにコーヒーは取り出されるが、代わりに浸出チャンバの閉成動作は停止される。到達した位置において、チャンバは十分に閉じて浸出サイクルを実行できると仮定される。

その後の動作は、図４を参照して説明してきたものと実質的に同等であり、違う点は、後続のサイクル中に分与されるコーヒーの量を一方向又は他方向に変更するように制御されることになるファクタが二つ、すなわち被制御パラメータ（Ｉ_Ｍ）の値と、浸出チャンバの完全な閉成の位置に到達したかどうかとである。制御論理は図５の線図に明瞭にまとめられている。浸出チャンバが最大閉成位置（状態）、すなわち行程終端位置に達した場合には、システムは図４を参照して説明したように作動する。これに対して、浸出チャンバの不完全な閉成はいずれの場合も、チャンバ内に過剰の量のコーヒーが存在することを表し、このことは結果として後続のサイクル中に分与されるコーヒーの量を減少させる（Ｋ＝Ｋ−Ｎは後続のサイクルにおいて設定される）。

図面は、本発明の基礎とする概念の範囲から逸脱せずに形態及び構成において変えることのできる本発明の単に実際の構成として設けた例を示すだけであることが理解される。特許請求の範囲における全ての参照番号は、明細書の記載及び図面を参照して特許請求の範囲を容易に読めるようにするものであり、特許請求の範囲で表される保護の範囲を限定するものではない。

１：コーヒー機械
３：浸出ユニット
５：ホッパー
７：粉砕ユニット
９：送出口
１１：ドリップトレイ
１５：グラインダ
１７：グラインダ
１９：電動機
２１：制御ユニット
２３：エンコーダー
２９：ダクト
３１：ホッパー
３３：部分
３５：部分
３６：座部
３７：可動底部
３９：ダクト
４１：ダクト
４５：機構
４７：電動機
４９：電流センサー
Ｔ：カップ
Ｐ：コーヒー粉末

Claims (24)

1. コーヒーを作る機械における使用量すなわちコーヒー粉末の量を自動調整する方法において、
   ・ 予定量のコーヒー粉末を浸出チャンバへ分与すること、
   ・ 電気アクチュエータによって浸出チャンバを閉じて浸出チャンバ内のコーヒー粉末を圧搾すること、
   ・ 浸出チャンバを閉じそしてコーヒー粉末を圧搾する段階の少なくとも一部の間に電気アクチュエータの少なくとも一つの動作パラメータを検出して、検出した動作パラメータの関数としてその後の分与サイクルにおいて分与されるコーヒー粉末の使用量を設定するようにすること
   を含むことを特徴とする方法。
2. 上記パラメータの許容値の範囲を規定する少なくとも最大値と最小値とを規定すること、
   上記パラメータが上記最大値を越える場合に、上記予定量に対して後続のサイクル中に分与されるコーヒー粉末のドーズ量を減少すること、
   上記パラメータが上記最小値に達しない場合に、上記予定量に対して後続のサイクル中に分与されるコーヒー粉末のドーズ量を増加すること、
   上記パラメータが許容値の上記範囲内にある場合に、上記予定量を実質的に不変のまま維持すること
   を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 各分与サイクルにおいて上記浸出チャンバが同じ閉成位置となることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の方法。
4. 電気アクチュエータの少なくとも一つのパラメータがアラーム値に達するか又はアラーム値を超えた場合に、上記浸出チャンバが完全に閉成せず、そして浸出段階を引き起こすことなくコーヒー粉末が排出されることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載の方法。
5. 浸出チャンバの閉成が上記パラメータの関数として可変位置で行われ、その結果、上記パラメータが予め設定した値に達する際にコーヒー粉末の圧搾が中断されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の方法。
6. コーヒー豆を粉砕してコーヒー粉末を作る粉砕ユニットの回転数で上記予定量のコーヒー粉末を規定することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の方法。
7. 上記パラメータが、上記電気アクチュエータで消費した電流に基いて決められることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項記載の方法。
8. 上記パラメータが、上記電気アクチュエータで消費した電力に基いて決められることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項記載の方法。
9. 上記パラメータが、上記浸出チャンバの閉成中のタイムウインドウにおいて上記電気アクチュエータで消費した電流の変動平均値によって決められ、また上記値が許容値の範囲と比較されることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項記載の方法。
10. 上記パラメータが、消費電流の変動平均値の最大値によって決められることを特徴とする請求項９記載の方法。
11. 所望のコーヒーの品質の関数として設定できる許容値の範囲と上記パラメータを比較することを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項記載の方法。
12. コーヒー粉末のドーザーと、相互に可動である少なくとも二つの部分を備えた浸出チャンバと、浸出チャンバを開閉する電気アクチュエータと、上記ドーザー及び上記電気アクチュエータとインターフェースして上記ドーザーを介して予定量のコーヒー粉末を上記浸出チャンバへ分与し、そして上記浸出チャンバを閉じかつお湯を上記浸出チャンバに供給するサイクルを実行するようにした制御ユニットとを有するコーヒーを作る機械において、
    上記制御ユニットが、上記浸出チャンバの閉成中に上記電気アクチュエータの少なくとも一つの動作パラメータを検出し、そして上記動作パラメータの関数として後続の分与サイクル中に分与されるコーヒー粉末の量を設定することを特徴とする機械。
13. 上記ドーザーが、コーヒー豆を粉砕して上記コーヒー粉末を作る粉砕ユニットを備えていることを特徴とする請求項１２記載の機械。
14. 上記粉砕ユニットの回転数を測定するセンサーが上記粉砕ユニットに組み込まれ、上記予定量のコーヒー粉末が上記粉砕ユニットの回転数で規定されることを特徴とする請求項１３記載の機械。
15. 上記ドーザーが粉末コーヒー分与装置であることを特徴とする請求項１２記載の機械。
16. 上記制御ユニットは、
    上記パラメータが最大設定値を越える場合に、上記予定量に対して後続のサイクル中に分与されるコーヒー粉末の量を減少するように、
    上記パラメータが最小設定値に達しない場合に、上記予定量に対して後続のサイクル中に分与されるコーヒー粉末の量を増加するように、
    上記パラメータが上記最大設定値と上記最小設定値との間に規定された許容値の範囲内にある場合に、上記予定量を実質的に不変のまま維持するように、
    プログラムされることを特徴とする請求項１２〜請求項１５のいずれか一項記載の機械。
17. 上記浸出チャンバが、常に各分与サイクル中、同じ一定の閉成位置に達するように構成され制御されることを特徴とする請求項１２〜請求項１６のいずれか一項記載の機械。
18. 上記浸出チャンバが閉成位置に到達する前に、電気アクチュエータの少なくとも一つのパラメータがアラーム値に達する又はアラーム値を超える場合に、上記制御ユニットが、浸出段階を行うことなしに上記浸出チャンバを開放させそして上記浸出チャンバから粉末を排出させることを特徴とする請求項１２〜請求項１７のいずれか一項記載の機械。
19. 上記浸出チャンバが多数の閉成位置をもち、上記パラメータが予め設定した値に達した時に閉成動作及びその結果コーヒー粉末の圧搾が中断されることを特徴とする請求項１２〜請求項１６のいずれか一項記載の機械。
20. 上記電気アクチュエータの上記動作パラメータが上記電気アクチュエータで消費した電流に基いて決められることを特徴とする請求項１２〜請求項１９のいずれか一項記載の機械。
21. 上記電気アクチュエータの上記動作パラメータが上記電気アクチュエータで消費した電力に基いて決められることを特徴とする請求項１２〜請求項１９のいずれか一項記載の機械。
22. 上記動作パラメータが、上記浸出チャンバの閉成中のタイムウインドウにおいて上記電気アクチュエータで消費した電流の変動平均値によって決められ、また上記制御ユニットが上記値を許容値の範囲と比較するようにプログラムされることを特徴とする請求項１２〜請求項１９のいずれか一項記載の機械。
23. 上記パラメータが、消費電流の変動平均値の最大値によって決められることを特徴とする請求項２２記載の方法。
24. 上記制御ユニットが、所望のコーヒーの品質の関数として設定できる許容値の範囲と上記パラメータを比較するようにプログラムされることを特徴とする請求項１２〜請求項２３のいずれか一項記載の機械。

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