JP2012531227A - 磁気応答性識別子を用いて飲料製造装置内のカプセルを識別する方法 - Google Patents

Abstract

飲料製造装置内のカプセルを識別する方法であり、本方法は、カプセルに取り付けられるかまたはカプセル内に埋め込まれた少なくとも１つの、磁気応答性材料を含む識別子を備えるカプセルを準備すること、飲料製造装置内に少なくとも１つの送信用コイルと少なくとも１つの受信用コイルとを具備する検出手段を設けて識別子を検出すること、識別子を磁場の中に配置し、それによって識別子から生じる磁気信号を変化させること、少なくとも１つの送信用コイルから磁気信号を放出すること、変化した信号を受信用コイルで検出すること、および、磁気信号に与えられた変化に応じてカプセルを識別すること、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気的に検出可能な識別子を用いて飲料製造装置内のカプセルを識別する方法に関する。

飲料製造システムは、小分け飲料、特に、所定の用量のコーヒー、茶、粉ミルクなどの飲料原料を収容するカプセルを用いて長年にわたって開発されている。かかるシステムの多くの利点、特に、かかるシステムの利用および洗浄作業上の利便性、ならびに注出される抽出飲料のより優れた品質管理が広く認識されてきている。

「カプセル」という用語はこの場合、小さな包み、ポッドまたはカートリッジも意味するように用いられる。

装置内に挿入されるカプセルを読取り機などによって認識する目的で、無線（ＲＦ）識別子をカプセルに関連付けることが知られている。このような識別により、飲料製造装置内で、識別子の検出に応答して特定の動作を変えることが可能になる。例えば、抽出動作は、検出されたカプセルのタイプに適合さするように適宜修正することができる。例えば、水温や飲料容積などの抽出パラメータを変えることができる。

国際公開第０２／２８２４１号パンフレットは、例えば電磁的に検出可能な磁気データ記憶媒体など、機械解釈可能な特徴をカプセル上に具備するコード化されたコーヒー包みに関する。機械解釈可能な特徴は、包みのリムまたはシームに配置される。

仏国特許第２９１２１２４号明細書は、飲料を調製するための小分けパックに関し、小分けパックは、可撓性の壁のシームによって連結された２つの可撓性の壁と、パックのシームにある強化周縁部内に配置された非接触読取り用のＲＦＩＤタグとを備える。

欧州特許出願公開第１８９０２７１号明細書は、製品の規定用量を伴う容器と、複数の容器のそれぞれに関連するＲＦＩＤタグとを有する煎出製品の注出を制御する方法に関する。

英国特許第２３９７５１０号明細書は、飲料調製用のカートリッジおよびマシンに関し、各カートリッジは複数のデータビットを含むコードを担持しており、そのバーコードは、カートリッジがマシンの中に挿入されたときに飲料調製マシンによって読み取られる。

国際公開第２００５／０４４０６７号パンフレットは、レセプタクルの内容物およびその原産地のトレーサビリティを有効にする装置に関し、レセプタクルは、例えば磁気ヘッドを備える外部読取り機によって読み取られる、レセプタクルの内容物またはその原産地に関する情報の入った光学コードまたは磁気コードを備える。このコードは、磁気的方式による記録情報の入った金属のワイヤまたはリボンとすることができる。

従来技術の解決法は通常、無線タグなどの非接触識別子と小分けパックとを関連付けることを意図している。このパックは、一般にタグに対する支持体を形成しており、一般にパックの生産時に製造することができる。

しかしながら、磁気記憶媒体またはＲＦＩＤタグのコードは変造から十分には守られない。ＲＦＩＤ技術は比較的高価でもある。

欧州特許出願公開第１７５５０９０号明細書は、特にガラス瓶またはＰＥＴボトルを再生利用するための払戻し可能な保証金を有する品目を、その品目上に貼られたラベルなどにより磁気的、電磁気的、および／または光学的識別手段を用いて識別し確認するための装置に関する。

米国特許第６７４７５５９号明細書は、物品監視用のガラス被覆非晶質の磁性マイクロワイヤマーカに関する。

飲料製造装置内のカプセルを認識するための、より簡単でより経済的でより安全な方法が必要である。

第１の態様によれば、本発明は、飲料製造装置内のカプセルを識別する方法に関し、本方法は、
カプセルに取り付けられたまたはカプセル内に埋め込まれた少なくとも１つの識別子を備えるカプセルを準備し、
飲料製造装置内に検出手段を設けて識別子を検出し、
カプセルの識別子を用いて飲料製造装置内に存在するカプセルを認識し、
認識されたカプセルに基づいて飲料製造装置のパラメータを任意に制御すること、
を含み、
本方法はさらに、
識別子に磁気応答性材料を設け、
少なくとも１つの送信用コイルと少なくとも１つの受信用コイルとを具備する、飲料製造装置の検出手段を準備し、
少なくとも１つの送信用コイルから磁気信号を放出し、
識別子を磁場の中に配置し、それによって磁気信号を変化させ、変化した信号を受信用コイルで検出し、
磁気信号に与えられた変化に応じてカプセルを識別すること、
を含む。

もう１つの考えられる態様では、本発明は、飲料製造装置内のカプセルを識別する方法に関し、本方法は、
各タイプのカプセルがカプセルに取り付けられたまたはカプセル内に埋め込まれた少なくとも１つの識別子を備える、異なるタイプのカプセルを準備し、
飲料製造装置内に検出手段を設けて識別子を検出し、
他のタイプのカプセルに対応する他の識別子に対して識別子を相対的に区別することにより、装置内に存在するカプセルのタイプを認識し、
認識されたタイプのカプセルに基づいて飲料製造装置のパラメータを任意に制御すること、
を含み、
本方法は、
組成がカプセルのタイプ毎に異なるが同じタイプのカプセルでは同じである磁気応答性材料を識別子に設け、
少なくとも１つの送信用コイルと少なくとも１つの受信用コイルとを具備する、飲料製造装置の検出手段を準備し、
少なくとも１つの送信用コイルから磁気信号を放出し、
磁気信号を磁気応答性材料に通すことにより磁気信号を変化させ、変化した信号を受信用コイルで検出し、
変化した磁気信号を分析し、
所定のパターンの変化した磁気信号に応じてカプセルのタイプを識別すること、
を含む。

本方法は、従来技術に比べていくつかの利点をもたらし、特に、ＲＦＩＤ技術に比べてはるかに簡単でより経済的である。重要なことに、バーコード、ＲＦＩＤタグまたは他のデータ記憶媒体とは対照的に、本発明の方法による識別子は変造するのがあまり容易でない。というのは、磁気信号を変化させる原理が、カプセルのタイプごとに異なる識別子の材料組成に本質的に基づいているからである。このような材料組成は、磁気信号の固有の変化パターンに対応する材料組成自体の「特徴」を提供するので、この特徴は、識別子の特定の材料組成を再現できない限り、容易には再生することができない。

より具体的には、識別子が、磁場の中に磁気応答性材料が置かれた結果として磁気信号に影響を与える少なくとも１つの明確に識別可能なバルクハウゼンジャンプ（「バルクハウゼンパルス」とも呼ばれる）をもたらすことにより、磁気信号は変化する。したがって、磁気信号の変化は、磁気信号のバルクハウゼンジャンプの少なくとも１つの識別可能なパラメータ、例えば、バルクハウゼンジャンプの位置、継続時間、振幅、およびそれらの組合せに関係する。

この分析動作は、かかるバルクハウゼンジャンプまたは変化した磁気応答を、それぞれが異なるタイプのカプセルに対応しているいくつかの基準磁気パターンと比較することを含む。

磁気応答性材料は少なくとも１つのワイヤおよび／または帯から形成されることが好ましい。

考えられる形態では、磁気応答性材料はワイヤまたは帯を組み合わせたものから形成される。

ワイヤおよび／または帯は、所定の寸法および特定の組成を有する磁気応答性合金を含むことが好ましい。

磁気応答性合金は、本質的に金属元素と場合によっては他の追加の磁気応答性元素とで構成された金属系合金であることが好ましい。他の追加の磁気応答性元素は、ケイ素やホウ素などの半金属またはメタロイドとすることができる。

磁気応答性合金は、ガラスコーティングで被覆されてガラス被覆ワイヤを形成することができる。

識別子は、カプセル上またはカプセル内に所定の場所を有することが好ましい。

かかる方法の重要な利点は、識別子を再現することの困難さからもたらされ、したがって、磁気信号の同じ変化を再現するのは不可能となる。識別子と装置の間でデータビットの移動がないので、信号の処理が簡単になり、異なる識別子を担持する異なるタイプのカプセルを区別することの信頼性が上がり、システム全体はより安全になる。

前述したように、識別子は、ワイヤ、帯、またはそれらを組み合わせたものなどの様々な形状をとることができる。一形態では、識別子は、再現可能な信号を送達するために、定められた寸法（すなわち長さ、直径）を有する少なくとも１本の金属合金製ワイヤを備える。磁気応答性材料は、詳細には周期律表上の様々な化学元素、特に金属またはメタロイドなどの他の磁気応答性元素を含有する少なくとも１本のワイヤで作られることがより好ましい。このワイヤは、これらの元素を含有するガラス被覆を有する。例えば、このワイヤは、コバルト、クロム、鉄などの金属、またはケイ素やホウ素などの他の追加の磁気応答性元素を様々な比率で含有し、それによって様々な組合せ体になる。複数の金属の組合せはそれぞれ特定の金属系合金になる。

ワイヤの定められた長さは、５〜１５ｍｍ、最も好ましくは８〜１２ｍｍの範囲に含まれることが好ましい。ワイヤの直径は、１０〜２００ミクロン、好ましくは２５〜７５ミクロンの範囲に含まれることが好ましい。重要なことに、ワイヤの寸法は、少なくとも同じタイプのカプセルに対して同じになるように正確に管理されるべきである。同一組成のワイヤはすべて、同じ寸法（長さ／直径）を有しかつカプセル内の同じ相対位置に配置されることが好ましい。その結果、再現可能なバルクハウゼン効果を期待することができ、カプセルは適切に認識される。識別子は非常に小さいので、カプセルの幾何形状および／または寸法に影響を与えることなく、パッケージングでも製品（例えばコーヒー粉）でもカプセルにより容易に一体化されうるという利点もある。

本方法は、カプセルが抽出ユニット内に挿入されたときに識別子を検出する操作を意図している。この検出は、カプセルが抽出ユニット内で静止している（すなわち、動いていない）ときに、例えば、カプセルがカプセルホルダに、またはカプセルホルダと注水部との間の案内手段にぴったりはまっているときに実施されることが好ましい。このため、送信用コイルおよび受信用コイルは抽出ユニット付近に配置されることが好ましい。

一形態では、磁場は２つの送信用コイルによって与えられる。２つのコイルは、カプセルが検出のために飲料製造装置内に挿入されたときに、カプセルの両側に配置されることが好ましい。第１の送信用コイルはカプセルの一方の側（すなわち水入口側）の近くに配置され、第２の送信用コイルはカプセルの他方の側（すなわち液体注出側）の近くに配置される。２つのコイルは、ヘルムホルツ型のコイル構成を有することができる。この種の構成は、単一の送信用コイルに比べてより均一な信号をもたらすことが認められている。コイルの他の構成も考えられる。

好ましい一形態によれば、異なるタイプのカプセルは、以下の物理的差異、すなわち、様々な焙煎レベル、様々なコーヒー粒度分布、コーヒーの様々なブレンドもしくは原産地、様々な風味、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも１つを有するカプセルに対応し、かつ／または、カプセルは様々なコーヒーサイズ（例えば、リステロット、エスプレッソ、ルンゴなど）を注出する目的で設計される。

本発明のカプセルは、焙煎し挽いたコーヒー、生コーヒー、水溶きコーヒー、葉茶、ハーブティー、可溶性茶、粉ミルク、粉末ココア、料理用粉末、幼児用調製粉乳、およびそれらの任意の組合せとすることができる飲料原料を収容することができる。

その結果、上記の方法は、検出されるこれらのタイプのカプセルに応じてコーヒー抽出物の調製に関係する少なくとも１つのパラメータを制御することを意図している。例えば、飲料製造装置の制御パラメータは、以下のパラメータ、すなわち、水温、水量、予湿／非予湿操作、圧力、流量、およびそれらの組合せのいずれかとすることができる。

上記の方法はまた、カプセルの認識後に装置内に挿入されるカプセルのタイプに関するユーザへの１つまたは複数の情報提供ステップをも意図している。例えば、この装置は、スクリーンまたは他のタイプのディスプレイ上に、カプセルのタイプに対応する名前および／または視覚特性などの製品情報を提供することができる。カプセルのプロモーション、広告、自動再発注などの他の様々なタイプのサービスステップがカプセル認識ステップから引き起こされる。

本発明は、飲料製造装置内のカプセルを識別するための装置にも関し、この装置は、
各カプセルがカプセルに取り付けられるまたはカプセル内に埋め込まれた少なくとも１つの識別子を備える、飲料製造装置内に挿入されるべき様々なタイプのカプセルと、
カプセル内の識別子を検出する検出手段であって、
各識別子が磁気応答性材料で構成され、磁気応答性材料の組成が、カプセルのタイプ毎に異なるが、同じタイプのカプセルでは同じであり、
検出手段が、磁場を放出するための少なくとも１つの送信用コイルと識別子の磁気応答性材料によって変化する磁気信号を検出するための少なくとも１つの受信用コイルとを備えること
を特徴とする検出手段と、
変化した信号を分析し識別し、例えば、変化した信号を所定のパターンの変化した磁気信号と比較して識別子を認識するためのアナライザと、
認識された識別子に対応するカプセルのタイプを識別したときに飲料製造装置の少なくとも１つのパラメータを制御するための制御手段、例えば制御ユニットと、
を備える。

各識別子は、磁気応答性材料、例えば前述した金属合金製のワイヤまたは帯を少なくとも１つ備えることが好ましい。別の系列の識別子は、異なるタイプのカプセルの間に区別可能な変化した磁気信号をもたらすように、特定の合金組成を有するワイヤを１本または複数本備えるが、その上、識別子は、同一信号を生成しかつ同一タイプに属すると認識されるように、全く同じであり、同一タイプに属するカプセルに対して同じ相対位置に配置される。具体的には、磁気信号の変化は、信号の周期内に生成される明確に識別可能なバルクハウゼンジャンプに基づいている。一形態では、識別子は、少なくとも２つの識別可能なバルクハウゼンジャンプをもたらす少なくとも２本のワイヤを備える。

識別子の再生可能な信号を得るためには、同じタイプのカプセルの識別子のワイヤまたは帯は、寸法が同じでありかつカプセル上またはカプセル内で相対位置が同じである。

「磁気応答性」はこの場合、一般に、識別要素（または短く「識別子」とも称される）が、電磁的検出手段によって与えられる磁束の影響下で、識別要素の特定の組成に対応するとともに、別の組成に比べてまたは１つもしくは複数の基準磁気特性に対して識別可能であるかまたは少なくとも区別可能である磁気特性または強磁性特性、特にバルクハウゼン特性を有することを意味する。

本発明のさらなる特徴および利点について、好ましい実施形態の状況で添付図面に関して説明する。

飲料製造装置の検出装置に関連して本発明のカプセルの概略断面を示す図である。 第１の実施形態による識別子の、図１の平面Ｐに沿った断面拡大図である。 第２の実施形態による識別子の、図１の平面Ｐに沿った断面拡大図である。 本発明のカプセルが飲料製造装置内に配置された場合の第１の検出モードを断面で示す図である。 同じカプセルを有する第２の検出モードを図２の断面で示す図である。 第２の実施形態によるカプセルの部分断面図である。 図４のカプセルの断面図である。 本発明のケース入り磁気応答性要素の詳細図である。 第３の実施形態によるカプセルの部分断面図である。 検出装置のヘルムホルツ構成での別の実施形態を示す図である。 本発明のカプセルの一変形形態の断面図である。 識別子を収容するカプセルに対して送受信される時間関連の電圧信号の一例を示す図である。 一変形形態によるカプセルの概略断面図である。

図１を参照すると、本発明のカプセル１は、所定の位置および距離のところにある磁気検出装置２またはセンサの磁気的影響下に置かれるように意図されている。磁気検出装置２またはセンサは、好ましくは飲料製造装置（図示せず）内に配置され、後で説明するように、カプセルが検出動作位置に到達したときに作動する。センサは、飲料製造装置内のセンサから遠隔に配置されうるセンサに関連するアナライザ（図示せず）に信号を与える。

カプセルの容器は、第１の壁３Ａと対向する壁３Ｂとで対称的に形成することができる。これらの２つの壁は、液体に対して浸透性でも不浸透性でもよい。液体に対して不浸透性の場合、２つの壁３Ａ、３Ｂは、飲料製造装置内での使用前または使用時に、穿孔などによって開放される。これらの壁は、ガスバリア層、例えば薄いアルミニウム層またはＥＶＯＨ層が各壁の中に存在すると、気体に対してさらに不浸透性となりうる。容器は、例えばろ紙などでできた内部ろ過層をさらに備えることができる。２つの壁はすべてろ紙で形成することもできる。

２つの壁３Ａ、３Ｂは、中心横断面Ｐに沿ってシーム４で一体に連結する。シームは、各壁の周縁部を溶接することによって作ることができる。シームは、引き裂きに耐えることが好ましく、セルロース（例えば紙）、ポリマー繊維、プラスチック、ゴムなどの追加の層によって強化することができる。壁は、製造中に形成するのを容易にし、かつ包装材料の量を削減するために可撓性とすることができる。壁は、配向ポリプロピレン（ＯＰＰ）などの封止に適合する層で作られた内層を有することができる。壁は装飾層を含むこともできる。好ましい包装構成では、各壁が、（外部から内部へ）ＰＥＴ層／カラー層／接着剤層／アルミニウム層／接着剤層／ＯＰＰ層を含む多層で形成される。アルミニウム層は好ましくは１０〜８０ミクロンの厚みを有し、ＯＰＰ（すなわち配向ポリプロピレン）は５〜４０ミクロンの厚みを有し、ＰＥＴ層は５〜４０ミクロンの厚みを有する。

壁は、ろ紙とシーム用の溶接層とで形成することもでき、あるいはアルミニウムとろ紙とプラスチックとを組み合わせたもので形成することもできる。

連結された壁３Ａ、３Ｂは、飲料原料６によって少なくとも部分的に占有されうる内部空洞５の範囲を定める。好ましい一実施形態では、飲料原料は焙煎し挽いたコーヒーである。飲料原料は、タブレットなどのぎっしり詰められた形をとることが好ましい。ぎっしり詰められた塊の周縁部には環状空隙７が存在するかもしれない。最終的には、空洞は、コーヒー粉末からのガス（例えばＣＯ_２）放出により壁が外方に変形するのを阻止するために、シームで封止する前に不完全真空下に置くことができる。カプセルの得られる一般的な形は、両側にほぼ凸状の面でなる対称レンズ状容器とすることができる。

本発明の原理によれば、非接触性の識別要素８が空洞５の中に配置され、より具体的には原料の塊６の中に配置される。

塊はぎっしり詰められるので、要素８は、カプセル内の比較的正確な位置にしっかり保持される。その結果、要素は外部からは見えないが、カプセルは、検出手段２に対して所定の位置に配置されると確実に検出できるようになる。

より好ましくは、識別要素は、磁気応答性材料を収容する、プラスチック、例えばポリプロピレンの押出しシースで形成されていて、第１の壁３Ａおよび第２の壁３Ｂのほぼ中心領域９内を横切るカプセルの中心縦軸線Ｉにほぼ合致する。識別要素は剛性、半剛性または可撓性とすることができる。しかし、識別要素は、カプセル内に配置された場合、正確な検出を確実にするために少なくとも直線状に保持されるべきである。要素の中心位置が要素を取り囲む原料の塊と組み合わされているために、要素は比較的可撓性であっても、外装に損傷を与えずに曲げるのは困難であり、要素が外部の機械的拘束から比較的よく保護されている。

図１Ａに示されているように、識別子８には、磁場に対して感応性がある特定の材料組成物を収容するシース４０の形で磁気応答性要素が入っている。この材料は、電磁エミッタによって与えられた磁場によって励磁されたときに少なくとも１つのバルクハウゼンジャンプを生成することにより電圧磁気信号を変化させることができる。例えば、非常に薄いガラス被覆４５でコーティングされた３本以上の金属合金含有ワイヤ４１、４２、４３がシース内に埋め込まれる。識別子内に設けられるワイヤが多数であると、より複雑な信号、例えば複数のジャンプ（本質的に、ワイヤ１本当たり１つの区別可能なジャンプまたはパルス）を、したがってより多くのコードを利用可能にすることが可能になる。これらのワイヤは、少なくとも０．５ｍｍの距離、好ましくは１〜２ｍｍの距離で隔てられることが好ましい。ワイヤが互いに近すぎると、一方のワイヤの応答は、他方のワイヤの存在によって影響を受け、信号の解釈でエラーを引き起こす可能性がある。シースは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、これらの組合せなどのプラスチックで作られることが好ましい。シースは、ワイヤの取扱いおよびカプセル内への挿入を容易にするために、ワイヤに追加の厚みを与える。シースは、別の断面、例えば長方形または三角形の形をとることができることに留意されたい。

図１Ｂでは、識別子８はまた、単一の金属合金含有ワイヤ４４を取り囲むシース４０で形成される。ワイヤの直径（ｄ_２）は一般に約２５〜７５ミクロンである。シースの直径（ｄ_１）は要素内のワイヤの数に依存するが、カプセルの取扱いおよび位置決めを容易にするのに十分であるべきである。シースの直径は一般に約０．８〜１．５ｍｍである。

図２および図３に示されているように、送信用コイル１０が、特定の周波数（例えば１０〜１５０Ｈｚ）で磁気エネルギーを識別要素８の中へ誘導する。エネルギーレベルに応じてワイヤの分子極性が変化し、その結果、受信用コイル１１によって特定の応答プロファイルとして検出することができる。この効果は、バルクハウゼン効果として知られており、受信用コイルによって検出することができる。したがって、磁化曲線または磁束密度曲線の応答プロファイルはワイヤの特定の金属組成に応じて変化する。ワイヤの合金材料およびワイヤの製造方法は、変化する磁気信号の再現性を確保するように確実に管理される。したがって、同じワイヤ組成が反復可能かつ識別可能なプロファイル応答を引き起こすことになる。

図２は第１の実施形態を示し、この実施形態では、検出装置２は飲料製造装置１３の抽出ユニット１２の注入側に配置される。装置１３はさらに、水タンク１４、送水管１５、水ポンプ１６、および給湯器１７を備える。送水管１５は抽出ユニットの給水部品１８と連通する。装置内には飲料製造装置を運転するためのコントローラ２２も設けられる。コントローラは、検出ユニットから来る信号を受信し、処理し、それにより装置の要素、例えばポンプや給湯器などをしかるべく制御するための抽出パラメータを設定するために、検出ユニット２のためのアナライザを備えることができる。アナライザは、検出ユニットを制御するとともに、検出されたカプセルの正確さおよび有効性を確認する電子マイクロチップで形成することができる。

他の考えられる応用例では、検出手段およびアナライザは飲料製造装置の外側に配置することができる。例えば、これらの手段は、作られたカプセル内の識別子の存在を管理したり、そのカプセルを識別または仕分けしたりするために、カプセル製造ラインまたは在庫管理領域に設置することができる。

本発明のカプセル１はさらに、飲料注出手段２０、例えば液体ダクトを備えるカプセルホルダ１９によってユニットの抽出チャンバ１９内に保持される。カプセルが、抽出ユニット１２内に、例えば下方部分１９上に挿入されると、識別子８は、カプセルの中心縦軸線Ｉが抽出チャンバ３１の中心軸線Ａに沿ってほぼ整列された状態で配置される。識別は抽出チャンバ３１を閉鎖する前後に開始することができる。抽出チャンバの閉鎖は、２つの部分１８、１９の相対的運動およびカプセルをカプセルのシームに沿ってはさみつぶすことによって実施される。検出手段２は、軸線Ａを中心にして注入部分１８上に配置することができる。したがって、送信用コイル１０および受信用コイル１１は軸線Ａの周りに同軸配置される。検出を可能にするために、検出装置２（すなわち受信用コイル１１、１２）によって生成された磁束線２１は軸線Ａに接して保持され、それによって識別子の検出が可能になる。この検出は、カプセルの中心軸線Ｉが抽出チャンバの中心軸線Ａに対して低い傾斜角度を作った状態で可能となりうることに留意されたい。かかる角度は、好ましくは３０度以下であり、最も好ましくは１０度以下である。したがって、カプセルの検出はカプセルを抽出チャンバに移す間に実施することができる。しかし、カプセルは、検出動作中に飲料製造装置に対して静止して保持されることが最も好ましい。

図３は一変形形態であり、この変形形態では、検出手段２は、カプセルが抽出チャンバ３１内に配置されたときにカプセル内の識別子８の検出を可能にするために、抽出チャンバの中心軸線Ａを中心にしてカプセルホルダ１９内に配置される。

図４〜図６では、識別子８は、厚い剛性プラスチック要素などの保護ケーシング２３内に埋め込まれる。ケーシングは、ケーシング内に挿入されたシース部分（１本または複数本のガラス被覆ワイヤを含む）を受容するための管状軸方向部分２４を備える。管状部分２４は、抽出中に液体の浸入を回避するために液密に閉鎖されることが好ましい。磁気感応性識別子８は、この識別子８が、カプセルを抽出チャンバ内に挿入する側がどちらでも検出手段を用いて同じ可読性を提供するように、平面Ｐの両側から同じ距離（ｄ）に延びることができることに留意されたい。代替実施形態では、要素８は、中心横断面Ｐの両側から様々な距離（ｄ）で延びることもできる。ケーシングは、例えば、被覆壁２、３の少なくとも一方と接触するように原料の表面に接することもできる。保護のために、識別要素８の長さＬは距離ｄの２倍未満であることが好ましい。さらに、識別要素８の両端部はケーシングの両端部２６、２７に対して差し込まれていることが好ましい。

ケーシングには、ケーシングの中心から中心平面Ｐに沿って突出する円盤部２５を設けることができる。円盤部はいくつかの機能を確保することができ、その機能のうちの１つは、特に粉末をぎっしり詰めてタブレットを形成する前に、飲料原料の塊の中でのケーシングの位置および安定性を高めることとすることである。ケーシングは、原料をぎっしり詰めてタブレットにするときに動きにくく、ケーシングの延長軸線Ｉに沿ってよりよく保持することができる。円盤部２５のもう１つの機能は、カプセルを壁２から壁３へ横切る液体の流れが円盤部の上で横方向に強制的に案内されるようにすることである。円盤部は、特にぎっしり詰められたコーヒーの場合、飲料原料を湿らすのに好ましい影響を与えることが観察される。円盤部には、ケーシングを通る流れも分散させるための複数の貫通開口を設けることもできる。ケーシングは、識別子８とケーシングの外側部分２３との間の空隙を満たす内部インサートによって得られる閉鎖端部２６、２７を有する。

もちろん、軸線Ｉに対する識別子のわずかな偏差は、検出手段および識別子の性能と検出手段および識別子の位置とに応じて許容することができる。具体的には、縦軸線に対する±４５度の偏差が考慮され、ほぼ軸線Ｉに沿って向けられる。しかし、最も好ましくは、±１０度の最大偏差が推奨される。万一に備えて、識別子は軸線Ｉに対して一定角度（α）に傾けられ、識別子の長さ（Ｌ）は依然として読み取れるように最大化されて、軸線１上へのＬ・ｃｏｓαを表す識別子の垂直投影が軸方向成分、すなわち好ましくは５〜１０ｍｍを与えるのに十分となるようにすべきである。

図７では、ケーシングは、前の例の円盤２５の直径より大きい直径の円盤部２８を有する。上壁２は、カプセルに水が入るように多数の孔３０が穿たれて示されている。したがって、液体の流れは空洞５の周縁の方へさらに押しやられる（矢印３１参照）。

一般に、円盤部（２８）には、カプセルを通る液体をより均等に分散させるために多数の開口を設けることができる。開口は、カプセル内で達成されるべき流れパターンに応じて異なる直径とすることができる。

図８は、本発明の別の実施形態による飲料製造ユニットを、このユニットにカプセルが挿入された状態で示す。検出装置については、電磁エミッタ１０はこの場合、ヘルムホルツコイルとして、第１のコイル１０Ａおよび第２のコイル１０Ｂで構成される。第１の送信用コイル１０Ａと第２の送信用コイル１０Ｂは、コイルの円形ループの半径に等しい、または近い距離で隔てられ、それによって２つのコイルの間の中心平面内に均一磁場を生成する。２つのコイルは、２つの円形コイルの間の中心面内に均一磁場を生成するために、好ましくは円形ループの半径にほぼ等しい距離で隔てられた、それぞれが巻数Ｎでありかつそれぞれが電流を伝える導電円形コイルであることが好ましい。受信用コイル１１は第２のコイル１０Ｂの内側に配置される。各送信用コイルは、例えば、直径０．１ｍｍ、巻数約１０００のコイル銅線で形成することができる。受信用コイルは、例えば、直径約０．１ｍｍ、巻数約１３００の導線で作られたより小さい直径のコイルとすることができる。外部電磁波源との干渉を低減するために、電磁波に対する遮蔽５０を検出装置２の周囲に設けることができる。受信用コイルとカプセルの間の距離は、受信信号の正確な検出を確実にするために比較的小さくするべきである。かかる遮蔽は、例えば、直流モータの磁石またはファラデーケージとすることができる。ファラデーケージは、抽出ユニットの周囲に配置された金属ハウジングで形成することができる。ファラデーケージは金属格子や金属塗装でもよい。

図９では、本発明のカプセルは、カプセルのシーム４において非対称であり、外方に延びる横フランジ状のリム６１を有するカップ形の本体６０を形成している第１の被覆壁３Ａを備える。底壁６２を形成している第２の被覆壁３Ｂはシーム４のところでリム６１上に封止される。底壁６２は液密箔またはフィルタエレメントとすることができる。カプセルは、挽いたコーヒー、茶、粉末ココア、粉ミルク、それらを組み合わせたものなどの飲料原料６３を収容する。飲料原料はカプセル内で自由な形をとることができるが、最終的には本体に充填する前にある程度まで圧縮される。この形態では、磁気感応性要素８がカプセルの内部側壁に配置されかつ固着される。この要素はまた、カプセルのほぼ中心軸線方向Ｉに対して小角度Ｃを作る直線方向Ｊに沿って向けられた１本または複数本のワイヤとして延びる。要素８は、シーム４を通る横断面Ｐに対してほぼ垂直である。方向Ｊは、軸線Ｉに対して好ましくは１０度未満の角度、最も好ましくは０〜８度の角度を作る。要素８は、カプセルの内側に接着ラベル６４によって固定することができる。ラベル６４は、図１Ａおよび図１Ｂに関して前述したように、ラベルはワイヤまたはワイヤを含む押出要素に対する支持体を形成しうることに留意されたい。本実施形態では、識別要素８は剛体によって保護されるが、後述するように抽出ユニットに配置された検出手段２による正確な読取りを提供するために、縦軸線Ｉに対してほぼ垂直に向けられたままである。

識別方法は以下の原理に従って実行される。抽出ユニットの近くに、前述の相対的な位置に配置された１つまたは複数の送信用コイルは、識別子を励磁して正弦波励磁信号を生成する。変化のない送信信号７０（図１０）は、送信用コイルによって生成された電磁場を表す正弦波電圧信号を形成する。この信号は、バルクハウゼンジャンプが信号の所定の位相位置で、例えば正弦波の特定位置での少なくとも１つのジャンプにより、信号に影響を及ぼすような方法で、識別子によって変化する。バルクハウゼンジャンプは、それ自体が知られるように、印加磁場に対する特定の応答を引き起こすワイヤ要素の速い再磁化作用によるものである。電圧応答がこのプロセス中に受信用（「ピックアップ」）コイル内で検出されると、この電圧応答は、時間に関連する電圧信号の１つまたは複数の鋭いピークになる。この変化は、磁気基準信号および変化した磁気信号から生じる差分を比較することによって検出され分析される。より具体的に、ジャンプの位置（つまり保磁力）またはジャンプ（または「ピーク」）が測定されて様々な範囲の位置（つまり保磁力の範囲）と比較される。例えば、エミッタの送信交流信号７０とレシーバによって受信された変化した信号との差分は、図１０に示されている信号の曲線７１で表される。より詳細には、曲線７１上の１つまたは複数のジャンプ（または「ピーク」７４〜７５）の位置（すなわち保磁力）が測定され、様々な位置範囲（すなわち保磁力範囲）と比較される。それによって、各範囲がカプセルのタイプに対応する特定のコードに結び付けられる。ジャンプの振幅や継続時間などの他のパラメータが測定され、参照パラメータに対して識別されて、コードの識別を微調整することができる。

図１１は、本発明のカプセルのもう１つの考えられる変形形態を示す。この実施形態では、識別要素８は、追加の位置決め部材８０によってカプセルの空洞内の所定の位置に保持される。追加の位置決め部材８０は、空洞内の識別要素８の位置を、好ましくはカプセルの縦軸線Ｉに沿って決定する。この場合、飲料原料は、識別要素に対する支持体にはならず、ぎっしり詰められた飲料原料、バラの飲料原料（挽豆コーヒー）、またはそれらを組み合わせたもののいずれかとすることができる。位置決め部材は、位置決め部材の両端部８１、８２の少なくとも一方をカプセルの被覆壁３Ａまたは３Ｂに接触するか、または連結される細長い控え手段とすることができる。好ましくは、第１の端部８１が被覆壁３Ａに当接し、位置決め部材の他端部８２が第２の被覆壁３Ｂに当接するかまたは連結される。位置決め部材８０は、識別要素８を入れる管状部分８３をさらに含むことができる。識別要素は、管状部分８３の中に圧入および／または接着することができる。もちろん、位置決め部材は他の多くの様々な形状をとることができる。例えば、２つの端部８１、８２は被覆壁に封止することもできる。被覆壁の少なくとも一方は、端部がその壁に封止され、かつその壁の中心において中空または管状である場合に、識別要素のためのある種の導管を形成するように、これらの端部の中心で開放することができることにも留意されたい。

本発明は好ましい形態に関して説明してきたが、他の考えられる変形形態が、特に検出技術および識別子のタイプに鑑みて可能である。また、カプセルは平面Ｐに沿って必ずしも対称ではない様々な形をとることができる。例えば、カプセルは膜で閉鎖されたカップ形の本体を有することができる。カプセルは部分的に剛性の包装材料で形成することもできる。

Claims (15)

1. 飲料製造装置内のカプセルを識別する方法であって、
   前記カプセルに取り付けられたまたは前記カプセル内に埋め込まれた少なくとも１つの識別子を備えるカプセルを準備するステップと、
   前記飲料製造装置内に検出手段を設けて前記識別子を検出するステップと、
   前記カプセルの前記識別子を用いて前記飲料製造装置内に存在する前記カプセルを認識するステップと、
   前記認識されたカプセルに基づいて前記飲料製造装置のパラメータを任意に制御するステップと、
   を含む方法において、
   前記識別子に磁気応答性材料を設けるステップと、
   少なくとも１つの送信用コイルと少なくとも１つの受信用コイルとを具備する、前記飲料製造装置の検出手段を準備するステップと、
   前記少なくとも１つの送信用コイルから磁気信号を放出するステップと、
   前記識別子を磁場の中に配置し、それによって前記磁気信号を変化させ、変化した信号を前記受信用コイルで検出するステップと、
   前記磁気信号に与えられた前記変化に応じて前記カプセルを識別するステップと、
   を含むことを特徴とする、方法。
2. 前記識別子が、前記磁場の中に前記磁気応答性材料が置かれた結果として前記磁気信号に影響を与える少なくとも１つのバルクハウゼンジャンプをもたらすことにより、前記磁気信号が変化する、請求項１に記載の方法。
3. 前記バルクハウゼンジャンプを、それぞれが所定のタイプのカプセルに対応している１以上の基準磁気パターンと比較するステップをさらに備える、請求項２に記載の方法。
4. 前記磁気応答性材料が少なくとも１つのワイヤまたは帯から形成される、請求項２または３に記載の方法。
5. 前記磁気応答性材料がワイヤまたは帯を組み合わせたものから形成される、請求項４に記載の方法。
6. 前記ワイヤまたは帯が、所定の寸法および特定の組成の要素を形成する磁気応答性合金を含む、請求項４または５に記載の方法。
7. 前記ワイヤが、５〜１５ｍｍの長さと１０〜１００ミクロンの直径とを有するマイクロワイヤである、請求項６に記載の方法。
8. 前記識別子が、前記カプセル上または前記カプセル内に所定の相対位置を有する、請求項１または７に記載の方法。
9. 前記カプセルが抽出ユニット内に挿入されるかまたは配置されたときに前記カプセルの前記識別子を検出できるようにするために、前記送信用コイルおよび前記受信用コイルが前記抽出ユニット付近に配置される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記磁場が２つの送信用コイルによって与えられる、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 第１の送信用コイルが前記カプセルの一方の側の近くに配置され、第２の送信用コイルが前記カプセルの反対側の近くに配置される、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
12. 異なるタイプのカプセルが、以下の物理的差異、すなわち、様々なコーヒー粒度分布、様々な焙煎レベル、コーヒーの様々なブレンドもしくは原産地、様々な風味、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも１つを有するカプセルに対応し、かつ／または、前記カプセルが様々なコーヒーサイズ（例えば、リステロット、エスプレッソ、ルンゴなど）を注出する目的で設計される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 飲料製造装置内のカプセルを識別するための装置であって、
    各カプセルが前記カプセルに取り付けられたまたは前記カプセル内に埋め込まれた少なくとも１つの識別子を備える、前記飲料製造装置内に挿入されるべき異なるタイプのカプセルと、
    前記カプセル内の前記識別子を検出する検出手段であって、
    各識別子が磁気応答性材料で構成され、前記磁気応答性材料の組成が、カプセルのタイプ毎に異なるが同じタイプのカプセルでは同じであり、
    前記検出手段が、磁場を放出するための少なくとも１つの送信用コイルと前記識別子の前記磁気応答性材料によって変化する磁気信号を検出するための少なくとも１つの受信用コイルとを備えること
    を特徴とする検出手段と、
    前記変化した信号を分析し、前記変化した信号を所定のパターンの変化した磁気信号と比較して前記識別子を認識するためのアナライザと、
    前記認識された識別子に対応するカプセルのタイプを識別したときに前記飲料製造装置の少なくとも１つのパラメータを制御するための制御手段と、
    を備える装置。
14. 各識別子が磁気応答性材料を含むワイヤを少なくとも１本備える、請求項１３に記載の装置。
15. 同じタイプのカプセルの前記識別子の前記ワイヤは、寸法が同じでありかつ前記カプセル上または前記カプセル内で相対位置が同じである、請求項１４に記載の装置。

Images