KR102075888B1 - 광학 판독가능한 코드 지지체 및 개선된 판독가능한 광학 신호를 제공하는 코드 지지체를 가진 음료 제조용 캡슐 - Google Patents

Abstract

캡슐의 원심분리에 의해 음료 제조 장치에서 음료를 전달하도록 된 캡슐의 일부이거나 또는 이와 관련되는 광학 판독가능한 코드 지지체 (30) 로서, 상기 광학 판독가능한 코드 지지체는 상기 광학 판독가능한 코드 지지체상에 나타내어진 이진 기호들의 적어도 하나의 시컨스를 포함하여, 각각의 상기 기호는, 상기 캡슐이 회전축을 따라서 회전 구동되는 동안, 외부 판독 장치의 판독 배열체에 의해 순차적으로 판독가능하며, 상기 이진 기호들은 광반사면들 (400 ~ 403) 및 광흡수면들 (410 ~ 414) 로 본질적으로 형성된다. 상기 광학 판독가능한 코드 지지체는 적어도 상기 기호들의 시컨스를 따라서 연속적으로 연장되는 베이스 구조물 (500) 및 상기 베이스 구조물의 표면에 형성되거나 또는 그에 국부적으로 도포되는 불연속적인 이산 광흡수부들 (528) 을 포함하며, 상기 불연속적인 이산 광흡수부들은 광흡수면들을 형성하고, 상기 베이스 구조물 (500) 은 상기 불연속적인 이산 광흡수부들에 의해 점유되는 표면적들 외부에 광반사면들 (400 ~ 403) 을 형성하고, 상기 불연속적인 이산 광흡수부들 (410 ~ 414) 은 상기 불연속적인 이산 광흡수부들에 의해 점유되는 표면적들 외부에 베이스 구조물 중 하나보다 더 낮은 광 반사도를 제공하도록 배열된다.

Description

광학 판독가능한 코드 지지체 및 개선된 판독가능한 광학 신호를 제공하는 코드 지지체를 가진 음료 제조용 캡슐 {OPTICAL READABLE CODE SUPPORT AND CAPSULE FOR PREPARING A BEVERAGE HAVING SUCH CODE SUPPORT PROVIDING AN ENHANCED READABLE OPTICAL SIGNAL}

본원은 음료 제조 분야에 관한 것으로서, 특히 음료 제조 머신에서 음료를 제조하기 위한 성분 (ingredient) 을 포함하는 캡슐들을 사용하는 음료 제조 분야에 관한 것이다. 본 발명은, 특히 캡슐과 관련된 정보를 저장하도록 되어 있는 광학 코드 지지체들에 관한 것으로서, 이 캡슐들은, 코드 지지체를 내장하고 음료 제조를 위해 상기 정보를 판독 및 사용하기 위한 배열체들 (arrangements) 을 판독 및 처리하거나/이와 연관되어 있다.

본원을 설명하기 위한 목적으로, "음료" 는 어떠한 인간이 소모가능한 액체 물질, 예를 들어 커피, 차, 핫 초콜렛이나 차가운 초콜렛, 우유, 수프, 유아식 등을 포함하는 것을 의미한다. "캡슐" 은 어떠한 적합한 재료, 예를 들어 플라스틱, 알루미늄, 재생 및/또는 바이오 분해가능한 재료 및 이들의 조합물의 포위 패키징 (enclosing packaging) 내에 어떠한 미리 분배된 음료 성분 또는 성분들의 조합물 (이하, "성분" 이라고 함) 을 포함하는 것을 의미하고, 상기 포위 패키징은 성분을 담는 연성 팟 또는 강성 카트리지를 포함한다.

어떠한 음료 제조 머신들은 추출되거나 용해될 성분 및/또는 머신에 저장되고 자동적으로 투여되거나 또는 그 외에 음료 제조시에 첨가되는 성분을 담는 캡슐들을 사용한다. 어떠한 음료 머신들은, 액체, 통상적으로 물을 위한 펌프를 포함하는 액체 충전 수단을 포함하고, 이 펌프는 차갑거나 또는 실제로 가열 수단, 예를 들어 서모블록 (thermoblock) 등을 통하여 가열되는 물의 소스로부터 액체를 펌핑한다. 어떠한 음료 제조 머신들은 원심분리 추출 공정을 사용하여 음료들을 제조하도록 배열된다. 이 원리는, 캡슐의 용기에 음료 성분을 제공하는 단계, 캡슐에 액체를 공급하는 단계, 및 캡슐내의 액체의 압력 구배를 발생시키면서, 증가된 속도에서 캡슐을 회전시켜 액체와 분말의 상호작용을 보장하는 단계로 주로 구성되고: 상기 압력은 수용기 (receptacle) 의 중심에서부터 주변쪽으로 점차적으로 증가한다. 액체가 커피층을 통과함에 따라, 커피 컴파운드들 (compounds) 의 추출을 실시하고, 캡슐의 주변에서 유출하는 액체 추출물이 얻어진다.

통상적으로, 특별한 맛 특징을 가진 상이한 성분들 (예를 들어, 상이한 커피 블렌드들) 을 포함하는 상이한 유형들의 다양한 캡슐들을 사용자에게 제공하여, 동일한 머신으로 다양한 상이한 음료들 (예를 들어, 다양한 커피 유형들) 을 제조하는데 적합하다. 음료들의 특징들은, 캡슐의 내용물 (예를 들어, 커피 중량, 상이한 블렌드들 등) 을 변경함으로써 그리고 공급된 액체 체적이나 온도, 회전 속도, 압력 펌프 등의 핵심적인 머신 파라미터들을 조절함으로써 변경될 수 있다. 그리하여, 삽입된 유형에 따라 브루잉 (brewing) 파라미터들을 조절할 수 있도록 음료 머신에 삽입된 캡슐의 유형을 식별할 필요가 있다. 더욱이, 캡슐들에 추가의 정보, 예를 들어 사용 기한 등의 안전 정보 또는 배치 넘버 등의 제조 데이터를 내장하는 것도 바람직할 수도 있다.

WO 2010/026053 은 원심력을 사용하는 제어된 음료 제조 장치에 관한 것이다. 캡슐은 이 캡슐의 외부면에 제공된 바코드를 포함할 수 있고, 그리고 이 바코드는 제조할 음료에 대하여 소정의 추출 프로파일을 적용하기 위해서 캡슐 유형 및/또는 캡슐에 제공된 성분들의 특성을 검출할 수 있도록 한다. 종래의 커피 브루잉 머신에 사용하기 위해 커피 웨이퍼의 원형 크라운에 국부적인 식별 바코드를 인쇄하는 것은 종래로부터, 예를 들어 EP 1764015 A1 에 공지되어 있다.

공동 계류중인 국제특허출원 PCT/EP11/057670 은 음료 제조용 캡슐과 연관되도록 되어 있거나 그의 일부인 지지체에 관한 것이다. 이 지지체는 적어도 하나의 기호들의 시컨스가 표시된 부분을 포함하여, 각각의 기호는 외부 장치의 판독 배열체에 의해 순차적으로 판독가능한 반면, 캡슐은 회전축을 따라서 회전 구동되고, 각각의 시컨스는 캡슐과 관련된 한 세트의 정보를 코딩한다. 이러한 발명은, 스캐닝 요소 등의 가동부들을 가진 바코드 판독기들을 사용하지 않고, 이용가능한 대량의 코딩된 정보, 예를 들어 약 100 비트의 불필요하거나 필요한 정보를 형성가능하도록 하고, 이는 신뢰성면에서 심각한 우려를 발생시킬 수 있다. 다른 장점으로는 또한 캡슐을 회전시킴으로써 코드 지지체를 판독할 수 있도록 하는 반면, 캡슐은 제위치에, 회전 캡슐 홀더내의 브루잉 위치에 준비된다. 하지만, 하나의 단점으로는, 이러한 판독 조건들이 다른 이유로 특히 어렵게 되는 것인데, 예를 들어 캡슐이 캡슐 홀더에 의해 유지될 때 유입 및 유출 광선이 캡슐 홀더를 통과해야 하고, 이는 대량의 에너지 손실을 유발하기 때문이고 그리고/또는 광선들이 머신의 회전 조립체에 의해 유발되는 특정 기계적 제약들 (constraints) 로 인해 상당한 각도 편차를 발생시킬 수 있고 그리고 가능하다면 상이한 근원 (예를 들어, 진동, 마모, 불균형한 질량 분포 등) 들로부터 유발할 수 있기 때문이다. 더욱이, 음료 제조 머신을 너무 값비싸게 만들기 때문에, 발광 성능을 개선시키고 그리고 머신의 장치들을 감지함으로써, 반사도 (reflectivity) 의 손실을 보상하는데는 적합하지 않다.

네덜란드 특허 NL 1015029 는 평행 바들 형태로 바코드가 위에 배열된 캐리어를 포함하는 코드 구조물에 관한 것으로서, 이 코드 구조물은 제 1 반사 계수를 가진 제 1 바들 및 상기 제 1 반사 계수보다 낮은 제 2 반사 계수를 가진 제 2 바들을 포함하고, 제 1 바들은 실질적으로 재귀 반사 재료 (retro-reflective material) 로 제조되고, 제 2 바들은 거울 반사 재료 (mirror-reflective material) 로 제조된다. 이 바코드 구조물은, 이미 존재하는 레이저 스캐너들에 의해, 보다 자세하게는 재귀 반사 재료들, 즉 반사 특성의 피크가 180 도에서 측정되는 재료를 사용함으로써, 더 먼 거리에서 인식되도록 특별히 구성된다. 하지만, 이러한 코드 구조물은, 2 개의 반사 신호들 사이의 각방향 거리로 인해, 제 1 바 및 제 2 바의 반사 신호들을 적절하게 검출하는 문제를 가진다. 그리하여, 이러한 방안은 음료 제조 장치에 설치되는 컴팩트한 판독 시스템에 채택되지 않는다.

따라서, 음료 제조용 캡슐들을 사용하는 음료 머신에서 마주하게 되는 특별한 조건에서 신뢰성있게 판독할 수 있도록 하는 개선된 코드 지지체를 제공할 필요가 있다.

본 발명은, 개선된 코드 지지체 및 특히 코드 지지체로부터 발생된 광학 신호를 향상하기 위해서 상기 코드 지지체를 포함하는 캡슐에 관한 것이다. 특히, 캡슐에서의 광학 코드에 의해 직면하게 되는 문제로는, 광 반사 신호와 광 흡수 신호를 구별하기 어려울 수 있다는 것이다.

다른 문제로는, 캡슐 자체를 형성하는 패키징 구조물에 지지체를 통합하기가 비교적 복잡하고, 특히 제조 패키징 제약들, 예를 들어 캡슐의 적합한 형성을 위한 적합한 재료의 두께에 관해서 제약들이 존재한다는 것이다.

본 발명은 이러한 문제들을 적어도 부분적으로 해소하는 방안을 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 캡슐과 관련되거나 또는 캡슐의 일부인 적합한 코드 지지체, 특히 음료 머신, 예를 들어 캡슐의 중심 둘레로 캡슐을 회전시킴으로써 얻어지는 원심분리에 의해 음료의 추출물을 제공하는 음료 머신에서 마주하게 되는 특히 어려운 판독 조건들에서 개선된 신호를 발생시킬 수 있는 지지체에 대한 정보를 신뢰성있게 판독할 필요가 있다. 또한, 캡슐 패키징 재료에 용이하게 통합되도록 채택된 지지체를 제공할 필요가 있다.

본 발명은, 장치내의 캡슐의 원심분리 등에 의해, 음료 제조 장치에서 음료를 전달하도록 된 캡슐의 일부이거나 또는 이와 관련되는 광학 판독가능한 코드 지지체에 관한 것으로서, 상기 지지체는 상기 지지체상에 나타내어진 기호들의 적어도 하나의 시컨스를 포함하여, 각각의 상기 기호는, 상기 캡슐이 회전축을 따라서 회전 구동되는 동안, 외부 판독 장치의 판독 배열체에 의해 순차적으로 판독가능하며, 상기 기호들은 광반사면들 및 광흡수면들로 본질적으로 형성되고, 상기 코드 지지체는 적어도 상기 기호들의 시컨스를 따라서 연속적으로 연장되는 베이스 구조물 및 상기 베이스 구조물의 표면에 형성되거나 또는 그에 국부적으로 도포되는 불연속적인 이산 (discrete) 광흡수부들을 포함하며; 상기 불연속적인 이산 광흡수부들은 광흡수면들을 형성하고, 상기 베이스 구조물은 상기 이산 광흡수부들에 의해 점유되는 표면적들 외부에 광반사면들을 형성하고; 상기 이산 광흡수부들은 상기 이산 광흡수부들에 의해 점유되는 표면적들 외부에 베이스 구조물 중 하나보다 더 낮은 광 반사도를 제공하도록 배열된다.

낮은 광반사의 불연속적인 이산 광흡수부들을 광 충돌가능한 표면들의 일부라고 하고, 이는 상기 광흡수부들에 의해 점유되는 상기 국부적인 영역들 외부에 베이스 구조물에 의해 형성된 반사면들에 의해 반사된 평균 강도보다 낮은 평균 강도를 제공한다. 이러한 부분들 또는 표면들이 380 ~ 780 ㎚, 보다 바람직하게는 830 ~ 880 ㎚ 파장에서, 0 ~ 20°의 각도를 형성하는 광의 유입 빔에 의해 조사될 때 평균 강도가 결정되고, 이러한 부분들 또는 표면들은 0 ~ 20°각도를 형성하는 방향으로 광의 유출 빔을 반사시킨다. 이러한 표면들의 식별은 통상의 신호 변동들 및 소음들의 필터링 후에 반사면 및 흡수면 사이의 천이부들을 반사하는 상하방으로의 점프들과 연관될 수 있다. 이러한 각도들은 광 충돌가능한 표면들에 대한 법선에 대하여 결정된다. 그리하여, 이러한 광흡수부들은 상기 규정된 각도 범위내에서, 예를 들어 정반사 (specular) 및/또는 확산 효과에 의해, 어떠한 레벨의 반사 강도를 또한 제공할 수 있음을 알아야 한다. 하지만, 반사 흡수면들간의 반사 강도의 레벨들은 충분히 구별되어, 분별가능한 신호가 가능하다.

놀랍게도, 개시된 방안은 생성된 신호의 판독성을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 캡슐에 용이하게 일체화될 수 있는 구조물을 형성할 수 있고, 예를 들어 3 차원 봉입 부재 (예를 들어 본체와 림) 로 형성될 수 있다.

바람직하게는, 광학 판독가능한 코드 지지체는 환형 형상이어서, 캡슐과 연관될 수 있고, 상기 장치내의 캡슐의 원심분리에 의해 음료 제조 장치를 전달하도록 된 캡슐의 일부이거나 캡슐의 림을 형성할 수 있다. 지지체의 광학 특성들은, 본원의 특정 배열체에 의해 규정된 바와 같이, 지지체가 음료 장치에서 회전 구동되는 동안 코드의 판독이 가능하도록 되어 있다.

바람직하게는, 상기 베이스 구조물 및 상기 광흡수부들은, 각각, 광반사면과 광흡수면을 형성하고, 상기 광반사면과 상기 광흡수면 둘 다는, 최대 강도에서, 90 도 미만으로 서로 상이한, 바람직하게는 45 도 미만으로 서로 상이한 반사 각도들내에서 반사한다. 즉, 코드 지지체의 광반사면과 광흡수면은 상이한 반사 특성들을 가진 2 개의 표면들, 즉 거울 반사 특성들 및 재귀 반사 특성들을 가진 표면들 중에서 선택되지 않는다.

본 발명의 내용에 있어서, 거울 반사 특성들은, 빔이 전달되어 오는 방향에 대하여 수직한 각도와 반사 각도가 동일한 국부적인 최대값을 가진 반사 특징들이라고 한다. "재귀 반사면들" 은 통상적으로 표면에 대하여 입사광 빔의 각도와는 무관하게, 빔이 전달되어 오는 방향 반대 방향으로 입사광 빔을 반사하는 표면들이다.

지지체의 광학 특성들은, 또한, 본원의 특정 배열체에 의해 규정된 바와 같이, 음료 제조 장치내의 케이스와 같이 한정된 환경내에서 판독기 시스템을 형성할 수 있는 감소된 각도 범위내에서, 소스광 빔 및 반사광 빔을 전달함으로써, 코드의 보다 양호한 판독을 가능하게 하도록 되어 있다.

보다 바람직하게는, 예를 들어 캡슐의 플랜지형 림의 환형부를 형성하는 연속 배열체의 베이스 구조물에 의해 광반사면들이 얻어진다. 이는, 충분하게 양호한 반사도를 위한 충분한 두께를 형성하는 반사 패키징 재료들의 더 넓은 선택을 사용할 수 있도록 해준다. 코드 지지체의 베이스 구조물용 재료들은 캡슐의 일부를 형성할 수 있고 그리고 예를 들어 캡슐의 컵형상 본체에 형성 또는 성형되기 쉽다. 베이스 구조물에 대한 광흡수면들의 오버레잉 배열체는, 별개의 부분들로, 특히 잠재적으로 광 에너지의 대부분이 머신에서부터 캡슐까지 전달되는 동안 손실되는 환경에서, 광반사 신호에 비하여 낮은 반사도의 신호를 보다 구별되도록 생성할 수 있도록 한다. 특히, 광 에너지의 손실은 장치의 1 개 이상의 벽들을 통과하는 요건때문일 수 있다.

보다 특히, 광 반사 베이스 구조물은 광반사면들을 제공하도록 구조물에 배열된 금속을 포함한다. 특히, 광 반사 베이스 구조물은 일체식 금속 지지 층 및/또는 광반사 입자들 층, 바람직하게는 중합 매트릭스내의 금속 안료들을 포함한다. 베이스 구조물의 일부로서 금속을 사용하면, 복잡한 3 차원 형상으로 형성되고 그리고 강화 및/또는 보호 기능, 예를 들어 가스 배리어 기능을 부여할 수 있는 캡슐의 일부를 구성하는 층 및 효과적인 반사 신호 둘 다를 제공하는데 유리하게 사용될 수 있다. 상기 금속은 바람직하게는 알루미늄, 은, 철, 주석, 금, 구리 및 이들의 조합물로 구성된 그룹 중에서 선택된다. 보다 특정 모드에 있어서, 광반사 상기 베이스 구조물은 광반사면들을 형성하도록 투명한 중합 프라이머에 의해 피복된 일체식 금속 지지 층을 포함한다. 중합 프라이머는 개선된 반사도를 위해 금속의 반사면을 레벨링할 수 있도록 하고 그리고 이에 도포된 광흡수부들을 위한 개선된 접착면을 제공한다. 프라이머는 성형 동안 마모력을 저감시킴으로써 금속 층에 성형성 (formability) 을 제공한다. 프라이머는 또한 표면들의 반사도에 영향을 줄 수 있는 스크래칭 또는 다른 변형으로부터 금속 층을 보호한다. 프라이머의 투명성은, 층을 통과하는 결정된 조건들에서 광 강도의 손실을 무시할 정도로 되어야 한다. 프라이머는 또한 금속 층과 식품의 직접적인 접촉을 방지한다. 대안으로서, 베이스 구조물은 외부 금속 층 (예를 들어, 중합 층의 기상 금속화에 의해) 에 의해 피복된 내부 중합 층을 포함한다. 바람직하게는, 비금속성의 상기 투명한 중합 프라이머는 5 미크론 미만, 가장 바람직하게는 0.1 ~ 3 미크론 두께를 가진다. 규정된 바와 같이 이 두께는 금속과 식품의 직접적인 접촉에 대하여 충분히 보호해주고 그리고 반사도를 개선할 목적으로, 금속의 표면 요철의 레벨을 유지하고 그리고 아래에 위치된 금속면에 광택 효과를 제공해준다.

다른 모드에 있어서, 광반사의 상기 베이스 구조물은 일체식 금속 지지 층 또는 중합 지지 층을 포함하고; 상기 층은 광반사 입자들, 바람직하게는 금속 안료들을 포함하는 라커에 의해 피복된다. 라커는 프라이머보다 큰 두께를 가져서, 반사성 안료들을 유리하게 포함할 수 있다. 라커는 3 미크론 초과 및 10 미크론 미만, 바람직하게는 5 ~ 8 미크론의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 라커는 아래에 위치된 금속 층의 반사도를 개선시키는 광반사층을 형성한다. 반사도는 폴리머에 대한 금속 안료들의 비 (중량%) 에 따른다. 베이스 구조물의 충분한 반사 특성들을 보장하기 위해서, 금속 안료의 비는 비금속성 지지 층에 대하여 10 중량% 이상으로 증가될 수 있다.

프라이머 및 라커 둘 다는 성형 (예를 들어, 딥 드로잉) 동안 마모력들을 저감시킴으로써 금속 층의 성형성을 개선시켜, 코드 지지체를 성형가능한 구조물로 여겨, 캡슐의 본체를 생성할 수 있다. 프라이머 또는 라커의 화학적 베이스는 폴리에스테르, 이소시아네이트, 에폭시 및 이들의 조합물 중에서 선택되는 것이 바람직하다. 지지 층에 대한 프라이머 또는 라커의 도포 공정은 중합 층의 두께 및 안료들의 비가 폴리머의 점도에 영향을 주기 때문에 필름에서의 안료들의 비에 따른다. 예를 들어, 금속 층에 대한 프라이머 또는 라커의 도포는, 용매화 (solvation) 에 의해, 예를 들어 금속 층에 폴리머 함유 용매를 도포하고, 이 층을 용매의 비등점 이상의 온도로 하여 용매를 증발시키고, 프라이머 또는 라커를 경화가능하게 하고 그리고 이를 금속 층에 고정시킴으로써 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 불연속적인 광흡수부들은 상기 베이스 구조물에 도포된 추가의 색상 콘트라스팅 층에 의해 형성된다. 상기 불연속적인 광흡수부들은 상기 베이스 구조물에 도포된 잉크에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 상기 잉크는 0.25 ~ 3 미크론의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 여러 개의 잉크 층들은, 예를 들어 1 미크론 두께의 광흡수부들을 형성하도록 도포되어 레지스터에 여러 개의 인쇄된 잉크 층들을 제공할 수 있다. 잉크부들은 베이스 구조물에 의해 형성된 반사면들에 비하여 낮은 광 강도를 반사한다. 광흡수부들에 대하여, 잉크는 적어도 50 중량% 안료들, 보다 바람직하게는 약 60 중량% 안료들을 포함하는 것이 바람직하다. 안료들은 현저하게 830 ~ 850 ㎚ 의 파장에서 이러한 본질적으로 흡수광 중에서 선택된다. 바람직한 안료들은 흑색 안료들 또는 색상 (비금속성) 안료들이다. 예를 들어, 색상 팬톤 코드들 (colour pantone codes) : 201C, 468C, 482C, 5743C, 7302C 또는 8006C 에서 사용되는 색상 안료들은 만족스러운 결과를 제공한다. 베이스 구조물에 광흡수부들을 형성하기 위해 잉크를 도포하는 것은, 어떠한 적절한 공정, 예를 들어 스탬핑, 로토-새김 (roto-engraving), 포토-새김, 화학적 처리 또는 오프셋 인쇄에 의해 실시될 수 있다.

바람직하게는, 기호들의 시컨스는 지지체에서 순차적으로 판독가능한 100 ~ 200 기호들을 포함한다. 보다 바람직하게는, 140 ~ 180 기호들, 가장 바람직하게는 160 기호들을 포함한다. 각각의 기호는, 시컨스의 원주 연장 방향을 따라서, 5°미만, 보다 바람직하게는 1.8°~ 3.6°, 가장 바람직하게는 2 ~ 2.5°의 예각 섹터를 가진 영역을 덮는 것을 형성한다. 각각의 개별 기호는 직사각형, 사다리꼴, 원형 형상을 할 수 있다.

본원은 전술한 바와 같은 광학 판독가능한 코드 지지체를 포함하는 캡슐에 관한 것이다.

본원은 또한 원심분리에 의해 음료 제조 장치에서 음료를 전달하도록 된 캡슐에 관한 것으로서, 본체, 플랜지형 림, 및 전술한 바와 같은 광학 판독가능한 코드 지지체를 포함하고, 상기 코드 지지체는 상기 캡슐의 적어도 상기 플랜지형 림의 일체부이며, 상기 캡슐의 상기 본체와 상기 림은, 상기 지지체를 포함하는 평평하거나 미리형성된 구조물을 형성함으로써, 예를 들어 딥 드로잉함으로써 얻어진다.

본 발명은 이하의 상세한 설명 및 본원의 실시형태들의 비한정적인 예들로서 첨부된 도면을 통하여 보다 명확하게 이해될 것이다.

도 1 은 원심분리 추출의 기본 원리를 도시한다.
도 2a 및 도 2b 는 캡슐 홀더를 갖춘 원심분리 셀의 일 실시형태를 도시한다.
도 3a, 도 3b, 도 3c 는 본원에 따른 한 세트의 캡슐들의 일 실시형태를 도시한다.
도 4 는 본원에 따른 코드 지지체의 일 실시형태를 도시한다.
도 5 는, 특히 캡슐의 림 아래측에 배치되고 그리고 캡슐이 추출 장치의 캡슐 홀더에 끼워질 때, 캡슐에 대한 시컨스의 다른 위치를 도시한다.
도 6 은 본원에 따른 캡슐의 일 실시형태에서 기호들을 측정하는데 사용되는 광학 벤치를 도식적으로 도시한다.
도 7 은 소스 및 검출기 각도들에 따라서, 본원에 따른 캡슐의 일 실시형태의 기호들의 상대 확산 반사도의 다이어그램을 도시한다.
도 8 은 소스 및 검출기 각도들에 따라서, 본원에 따른 캡슐의 일 실시형태의 기호들간의 콘트라스트의 다이어그램을 도시한다.
도 9 는 도 4 의 캡슐의 림에서 반경방향 (R) 으로 원주방향 단면도를 따라서 광학 판독가능한 코딩된 지지체의 제 1 실시예를 도시한다.
도 10 은 도 4 의 캡슐의 림에서 반경방향 (R) 으로 원주방향 단면도를 따라서 광학 판독가능한 코딩된 지지체의 제 2 실시예를 도시한다.
도 11 내지 도 13 은 본원에 따른 광학 판독가능한 코드 지지체들 및 다른 비교가능한 코드 지지체 각각에 대하여 반사도 (% 로) 의 측정을 그래프로 도시한다.

도 1 에서는, 본원의 캡슐이 사용될 수 있는 WO 2010/026053 에 개시된 바와 같이 음료 제조 시스템 (1) 의 일예를 도시한다.

원심분리 유닛 (2) 은 캡슐 내측에서 음료 성분 및 액체에 원심력들을 가하는 원심분리 셀 (3) 을 포함한다. 이 셀 (3) 은 캡슐 홀더 및 그 내부에 수용되는 캡슐을 포함할 수도 있다. 원심분리 유닛은 회전 모터 등의 구동 수단 (5) 에 연결된다. 원심분리 유닛은 집속부와 출구 (35) 를 포함한다. 수용기 (48) 는 추출된 음료를 집속하도록 출구 아래에 배치될 수 있다. 이 시스템은 물 저장기 (6) 및 유체 회로 (4) 등의 액체 공급 수단을 더 포함한다. 저장기내에 또는 유체 회로를 따라서 가열 수단 (31) 이 또한 제공될 수 있다. 액체 공급 수단은 저장기에 연결된 펌프 (7) 를 더 포함할 수 있다. 캡슐을 나오는 원심분리된 액체의 유동에 제한부를 형성하도록 유동 제한 수단 (19) 이 제공된다. 이 시스템은 셀 (3) 에 공급된 물의 유량 제어를 제공하기 위한 유동 계량 터빈 (8) 등의 유량계를 더 포함할 수 있다. 카운터 (11) 가 유동 계량 터빈 (8) 에 연결되어 발생된 임펄스 데이터 (10) 의 분석을 가능하게 할 수 있다. 그 후, 분석된 데이터는 처리기 (12) 로 전달된다. 그에 따라, 유체 회로 (4) 내의 액체의 정확한 실제 유량이 실시간으로 산출될 수 있다. 제어 유닛 (9) 에 전달되는 정보를 사용자가 입력하도록 사용자 인터페이스 (13) 가 제공될 수 있다. 이 시스템의 다른 특징들은 WO 2010/026053 에서 알 수 있다.

도 3a, 도 3b, 및 도 3c 는 한 세트의 캡슐들 (2A, 2B, 2C) 의 일 실시형태에 관한 것이다. 캡슐들은 본체 (22), 림 (23) 및 상부 벽 부재, 각각 리드 (24) 를 포함하는 것이 바람직하다. 리드 (24) 는 천공가능한 멤브레인 또는 구멍 벽일 수 있다. 그럼으로써, 리드 (24) 및 본체 (22) 는 인클로저, 각각 성분들 격실 (26) 을 둘러싼다. 도면들에 도시된 바와 같이, 리드 (24) 는 바람직하게는 1 ~ 5 ㎜ 의 림 (23) 의 내부 환형부 (R) 에 연결되는 것이 바람직하다.

림은 도시된 바와 같이 반드시 수평인 것은 아니다. 이는 약간 굽혀질 수도 있다. 캡슐들의 림 (23) 은, 바람직하게는 캡슐의 회전축 (Z) 에 대하여 본질적으로 수직한 방향으로 외부로 (도시된 바와 같이) 또는 약간 경사져서 (전술한 바와 같이 굽혀진다면) 연장된다. 그럼으로써, 회전축 (Z) 은 브루잉 장치에서 캡슐의 원심분리 동안 회전축을 나타내고, 특히 브루잉 장치에서 캡슐의 원심분리 동안 캡슐 홀더 (32) 의 회전축 (Z) 과 현저하게 동일하다.

도시된 실시형태는 단지 예시적인 실시형태이고 그리고 캡슐들, 특히 캡슐 본체 (22) 가 다양한 상이한 실시형태들을 취할 수 있음을 이해해야 한다.

캡슐 각각의 본체 (22) 는 가변 깊이 (각각, d1, d2, d3) 의 단일의 볼록부 (25a, 25b, 25c) 를 가진다. 그리하여, 이 볼록부 (25a, 25b, 25c) 는 또한 절두원뿔형부 또는 부분적으로 원통형부일 수도 있다.

따라서, 캡슐들 (2A, 2B, 2C) 은 바람직하게는 상이한 체적들을 포함하지만, 바람직하게는 동일한 삽입 직경 (D) 을 가진다. 도 3a 의 캡슐에서는 작은 체적의 캡슐 (2A) 을 도시하는 반면, 도 3b 및 도 3c 의 캡슐에서는 큰 체적의 캡슐 (2B, 2C) 각각을 도시한다. 삽입 직경 (D) 은 여기에서 림 (23) 의 하부면과 본체 (22) 의 상부 사이의 교차 라인에서 결정된다. 하지만, 이 직경은 장치에서 캡슐의 다른 참조 직경일 수 있다.

작은 체적의 캡슐 (2A) 은 큰 체적의 캡슐들 (2B, 2C) 을 위한 양보다 적은 양의 추출 성분, 예를 들어 분쇄 커피를 포함하는 것이 바람직하다. 따라서, 작은 캡슐 (2A) 은 분쇄 커피의 양이 4 ~ 8 그램 포함되는 10 ㎖ ~ 60 ㎖ 의 숏 커피를 전달하도록 의도된다. 큰 캡슐 (2B) 은 미디움 크기의 커피, 예를 들어 60 ~ 120 ㎖ 를 전달하도록 의도되고, 가장 큰 캡슐은 롱 크기의 커피, 예를 들어 120 ㎖ ~ 500 ㎖ 를 전달하도록 의도된다. 더욱이, 미디움 크기의 커피 캡슐 (2B) 은 6 ~ 15 그램의 분쇄 커피의 양을 포함할 수 있고, 롱 크기의 커피 캡슐 (2C) 은 8 ~ 30 그램의 분쇄 커피의 양을 포함할 수 있다.

추가로, 본원에 따른 세트에서 캡슐들은, 상이한 로스팅 및/또는 분쇄 특성들을 가지고 그리고/또는 상이한 생산지의 로스팅 또는 분쇄 커피 또는 커피들의 상이한 블렌드들을 포함할 수 있다.

캡슐은 축 (Z) 둘레를 회전하도록 구성된다. 이 축 (Z) 은 디스크 형태를 가진 리드의 중심을 수직하게 교차한다. 축 (Z) 은 본체의 바닥 중심에서 나온다. 이 축 (Z) 은, 축 (Z) 을 기준축으로 가지고 그리고 캡슐에 위치된 원형 경로인 "원주방향" 의 개념을 규정하는데 도움을 준다. 이 원주방향은 리드, 예를 들어 리드 또는 플랜지형 림 등의 본체부상에 있을 수 있다. 리드는 장치에 삽입되기 전에는 액체 불투과성일 수 있거나 또는 리드의 중심 및/또는 주변에 제공된 작은 개구들 또는 포어들에 의해 액체 투과성일 수 있다.

이후, 림 (23) 의 하부면은 본체와 리드에 의해 형성된 엔클로저 외측에 위치된 림 (23) 의 일부라고 하고, 본체를 볼 수 있는 측에 캡슐이 배향되면 볼 수 있다.

캡슐 또는 세트 캡슐들의 다른 특징들은 WO 2011/0069830, WO 2010/0066705, 또는 WO 2011/0092301 에서 알 수 있다.

캡슐 홀더 (32) 를 가진 원심분리 셀 (3) 의 일 실시형태는 도 2a 및 도 2b 에 도시되어 있다. 캡슐 홀더 (32) 는, 캡슐을 삽입하기 위한 상부 개구와 수용기를 폐쇄하는 하부 바닥이 제공된 일반적으로 원통형 또는 원뿔형 와이드 형상의 공동을 형성한다. 이 개구는 캡슐의 본체 (22) 중 하나보다 약간 더 큰 직경을 갖는다. 개구의 윤곽은, 캡슐이 삽입되면 개구의 에지에 기대도록 구성된 캡슐의 림 (23) 의 윤곽에 끼워진다. 그 결과, 캡슐의 림 (23) 은 캡슐 홀더 (32) 의 수용부 (34) 에 적어도 부분적으로 놓인다. 하부 바닥에는 이 바닥의 외부면의 중심에 수직하게 부착된 원통형 샤프트 (33) 가 제공된다. 캡슐 홀더 (32) 는 샤프트 (33) 의 중심축 (Z) 둘레에서 회전한다.

광학 판독 배열체 (100) 는 또한 도 2a 및 도 2b 에 도시되어 있다. 광학 판독 배열체 (100) 는 캡슐 홀더 (32) 의 수용부 (34) 에 기대는 캡슐의 림 (23) 의 하부면의 표면의 반사도의 레벨에 관한 정보를 포함하는 출력 신호를 전달하도록 구성된다. 광학 판독 배열체는 캡슐 홀더 (32) 를 통하여, 보다 특히 원통형 또는 원뿔형 와이드 형상의 캡슐 홀더 (32) 의 측벽을 통하여 림 (23) 의 하부면의 표면의 광학 측정을 실시하도록 구성된다. 대안으로서, 출력 신호는 상이한 정보, 예를 들어 시간에 따른 반사도의 차이, 또는 콘트라스트 정보를 포함할 수 있다. 출력 신호는 아날로그, 예를 들어 시간에 따라서 측정된 정보에 의해 변하는 전압 신호일 수 있다. 출력 신호는 디지털, 예를 들어 시간에 따라서 측정된 정보의 수치적 데이터를 포함하는 이진 신호일 수 있다.

도 2a 및 도 2b 의 실시형태에 있어서, 판독 배열체 (100) 는 소스 광 빔 (105a) 을 방출하는 발광기 (103) 및 반사 광 빔 (105b) 을 수신하는 광수신기 (102) 를 포함한다.

통상적으로, 발광기 (103) 는 적외선 광, 보다 자세하게는 850 ㎚ 의 파장을 가진 광을 방출하는 레이저 다이오드 또는 발광 다이오드이다. 통상, 광수신기 (103) 는 수신된 광 빔을 전류 또는 전압 신호로 변환시키도록 되어 있는 광다이오드이다.

판독 배열체 (100) 는, 또한 처리기, 센서 신호 증폭기, 신호 필터들 및 처리 수단 (106) 을 발광기 (103), 광수신기 (102) 및 머신의 제어 유닛 (9) 에 결합하기 위한 회로가 내장된 인쇄 회로 기판을 구비하는 처리 수단 (106) 을 포함한다.

발광기 (103), 광수신기 (102), 및 처리 수단 (106) 은 머신 프레임에 비교적 단단히 고정된 지지체 (101) 에 의해 고정 위치에 유지된다. 판독 배열체 (100) 는 추출 공정 동안 제 위치에 유지되고 그리고 캡슐 홀더 (32) 와는 반대로 회전 구동되지 않는다.

특히, 발광기 (103) 는, 소스 광 빔 (105a) 이 일반적으로 고정 지점 (F) 에서 캡슐 홀더 (32) 의 수용부 (34) 를 포함하는 평면 (P) 을 교차하는 라인 (L) 을 따라서 배향되도록 배치되고, 상기 평면 (P) 은 지점 (F) 을 통과하는 법선 (N) 을 가진다. 고정 지점 (F) 은, 소스 광 빔 (105a) 이 반사면에 부딪히도록 의도된 공간에서 절대 위치를 결정하고: 캡슐 홀더가 회전되면 고정 지점 (F) 의 위치는 변하지 않게 된다. 판독 배열체는, 예를 들어 구멍들, 렌즈들 및/또는 프리즘들을 사용하는 촛점 수단 (104) 을 포함하여, 소스 광 빔 (105) 이 캡슐 홀더 (32) 에 위치된 캡슐의 리드의 하부면의 고정 지점 (F) 으로 보다 효과적으로 수렴되도록 할 수 있다. 특히, 소스 광 빔 (105) 은, 고정 지점 (F) 에 현저하게 중심맞춰지고 그리고 직경 (d) 을 가진 디스크를 조사하도록 촛점맞춰질 수 있다.

판독 배열체 (100) 는, 라인 (L) 과 법선 (N) 사이의 각도 (θ_E) 가 2°~ 10°, 특히 도 2a 에 도시된 바와 같이 4°~ 5°가 되도록 구성된다. 그 결과, 반사면이 지점 (F) 에 배치되면, 반사 광 빔 (105b) 은 일반적으로 고정 지점 (F) 과 교차하는 라인 (L') 을 따라서 배향되고, 라인 (L') 과 법선 (N) 사이의 각도 (θ_R) 는 2°~ 10°, 특히 도 2a 에 도시된 바와같이 4°~ 5°이다. 광수신기 (102) 는, 일반적으로 라인 (L') 을 따라서 배향된 반사 광 빔 (105b) 을 적어도 부분적으로 집속하도록 지지체 (101) 상에 배치된다. 촛점 수단 (104) 은 또한 광수신기 (102) 에 보다 효과적으로 집중하는 반사 광 빔 (105b) 을 형성하도록 배열될 수도 있다. 도 2a, 도 2b 에 도시된 실시형태에 있어서, 지점 (F), 라인 (L) 및 라인 (L') 은 공면이다. 다른 실시형태에 있어서, 지점 (F), 라인 (L) 및 라인 (L') 은 공면이 아니고: 예를 들어, 지점 (F) 과 라인 (F) 을 통과하는 평면 및 지점 (F) 과 라인 (L') 을 통과하는 평면은 현저하게 90°의 각도에 위치되고, 이는 직접 반사를 없애고 그리고 적은 소음의 보다 강한 판독 시스템을 가능하게 한다.

캡슐 홀더 (32) 는 라인 (L) 을 따라서 지점 (F) 까지 소스 광 빔 (105a) 의 부분적인 전송을 허용하도록 되어 있다. 예를 들어, 캡슐 홀더의 원통형 또는 원뿔형 와이드 형상의 공동을 형성하는 측벽은 적외선에 대하여 투명하도록 구성된다. 상기 측벽은, 적외선이 유입되도록 하는 유입면을 가지고 적외선에 대하여 반투명한 플라스틱계 재료로 제조될 수 있다.

그 결과, 캡슐이 캡슐 홀더 (32) 에 위치되면, 광 빔 (105a) 은, 반사 광 빔 (105b) 을 형성하기 전에, 지점 (F) 에서 상기 캡슐의 림의 바닥부에 부딪힌다. 이러한 실시형태에 있어서, 반사 광 빔 (105b) 은 캡슐 홀더의 벽을 통하여 광수신기 (102) 까지 통과한다.

지점 (F) 에서 소스 광 빔 (105) 에 의해 조사된, 캡슐 홀더 (32) 에 위치된 캡슐의 림 (23) 의 하부면의 일부는, 캡슐 홀더 (34) 가 회전 구동될 때에만 시간에 따라서 변한다. 그리하여, 소스 광 빔 (105) 이 림의 하부면의 전체 환형부를 조사하기 위해서는 캡슐 홀더 (32) 의 완전한 공전이 필요하다.

시간에 따라 반사 광 빔의 강도를 측정함으로써, 가능하다면, 소스 광 빔의 강도에 대하여 그 강도를 비교함으로써, 출력 신호가 산출 또는 발생될 수 있다. 출력 신호는 반사 광 빔의 강도의 시간에 따른 변화를 결정함으로써 산출 또는 발생될 수도 있다.

본원에 따른 캡슐은 적어도 하나의 광학 판독가능한 코드 지지체를 포함한다. 코드 지지체는, 플랜지형 림의 현재 부분 (present part) 에 있을 수 있다. 광학 코드 지지체에 기호들이 나타내어진다. 이 기호들은 적어도 하나의 시컨스로 배열되고, 이 시컨스는 캡슐과 관련된 한 세트의 정보를 코딩한다. 통상적으로, 기호 각각은 특정 이진값에 대응하고: 제 1 기호는 '0' 의 이진값을 나타낼 수 있는 반면, 제 2 기호는 '1' 의 이진값을 나타낼 수 있다.

특히, 상기 시컨스들의 적어도 하나의 정보 세트는 캡슐과 관련된 유형 및/또는 이하의 리스트의 아이템들 중 하나 또는 이의 조합을 인식하는 정보를 포함할 수도 있다:

● 캡슐로 음료를 제조하기 위한 파라미터들과 관련된 정보, 예를 들어 최적의 회전 속도들, 캡슐에 유입하는 물의 온도들, 캡슐 외부의 음료 집속기의 온도들, 캡슐에 유입하는 물의 유량들, 제조 공정 동안의 작동 시컨스 등;

● 캡슐로 음료를 제조하기 위한 파라미터들을 국부적으로 및/또는 원격으로 회수하기 위한 정보, 예를 들어 캡슐에 대하여 유형을 인식하도록 해주는 식별기;

● 캡슐의 제조와 관련된 정보, 예를 들어 제조 배치 식별기, 제조 일자, 소모 권장일, 만료일 등;

● 캡슐의 제조와 관련된 정보를 국부적으로 및/또는 원격으로 회수하기 위한 정보.

시컨스의 적어도 하나의 정보 세트 각각은 불필요한 정보를 포함할 수도 있다. 그리하여, 에러-점검은 비교에 의해 수행될 수 있다. 또한 이러한 방식으로, 시컨스의 몇몇 부분들이 판독불가능하더라도, 시컨스의 성공적인 판독 가능성을 향상시킨다. 시컨스의 적어도 하나의 정보 세트는 또한 에러들을 검출하고 그리고/또는 상기 정보 세트에서 에러들을 수정하기 위한 정보를 포함할 수도 있다. 에러들을 검출하는 정보는 반복 코드들, 패리티 비트 (parity bits), 검사합계 (checksums), 주기적인 중복 검사들, 암호화된 하시 (hash) 기능 데이터 등을 포함할 수 있다. 에러들을 수정하기 위한 정보는 에러-수정 코드들, 전방 에러 수정 코드들, 및 특히 컴볼류션 (convolutional) 코드들 또는 블록 코드들을 포함할 수도 있다.

시컨스들에 배열된 기호들은 캡슐과 관련된 정보 세트를 운반하는 데이터를 나타내는데 사용된다. 예를 들어, 시컨스 각각은 비트들의 정수를 나타낼 수 있다. 기호 각각은 하나 또는 여러 개의 이진 비트들을 인코딩할 수 있다. 데이터는 또한 기호들간의 전환 (transitions) 으로 나타내어질 수 있다. 기호들은 변조 스키마 (scheme), 예를 들어 Manchester 코드 등의 라인 코딩 스키마를 사용하여 시컨스로 배열될 수 있다.

기호 각각은 인쇄 및/또는 엠보싱될 수 있다. 기호들의 형상은 이하의 불완전한 리스트: 아치 형상의 세그먼트들, 개별적으로 직선이지만 섹션의 적어도 일부를 따라서 연장되는 세그먼트들, 도트들, 다각형들, 기하학적 형상들 중에서 선택될 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 기호들 각각의 시컨스는 동일한 고정 길이를 가지고, 보다 자세하게는 일정한 수의 기호들을 가진다. 시컨스의 구조 및/또는 패턴은 공지되어 있고, 판독 배열체에 의해 각각의 시컨스를 인식하는 것이 용이할 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 각각의 시컨스의 일부에서 시작 위치 및/또는 정지 위치를 결정하도록, 적어도 하나의 프리앰블 기호 (preamble symbol) 는 일부분으로 나타내어진다. 프리앰블 기호는 다른 기호들과는 별개로 식별되도록 선택된다. 다른 기호들과 비교하여 상이한 형상 및/또는 상이한 물리적 특징들을 가질 수 있다. 2 개의 인접한 시컨스들은, 일방의 시컨스의 정지 및 타방의 시컨스의 시작을 나타내는, 공통의 프리앰블 기호를 가질 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 시컨스들의 적어도 하나는, 캡슐과 관련된 정보 세트를 코딩하는 상기 시컨스에서 기호들의 위치를 결정할 수 있도록, 프리앰블 시컨스를 규정하는 기호들을 포함한다. 프리앰블을 규정하는 기호들은 공지된 예약된 비트 시컨스, 예를 들어 '10101010' 을 코딩할 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 프리앰블 기호들 및/또는 프리앰블 시컨스들은 정보 세트, 예를 들어 하시 코드 또는 암호화된 시그너쳐를 비준하는 정보를 포함한다.

기호들은 환형 지지체의 원주부의 적어도 1/8, 바람직하게는 환형 지지체의 전체 원주부에 현저하게 분포된다. 이 코드는 연속적인 아치형 세그먼트들을 포함할 수 있다. 기호들은 또한 개별적으로 수직이지만 원주부의 적어도 일부를 따라서 연장되는 연속 세그먼트들을 포함할 수 있다.

시컨스는 신뢰가능한 판독을 보장하도록 원주부를 따라서 반복되는 것이 바람직하다. 시컨스는 원주부에서 적어도 2 번 반복된다. 바람직하게는, 시컨스는 원주부에서 3 번 ~ 6 번 반복된다. 시컨스의 반복은, 동일한 시컨스가 복제되고 그리고 연속 시컨스들이 원주를 따라서 일렬로 위치되어 캡슐의 360 도 회전시 동일한 시컨스가 1 번 이상 검출 또는 판독될 수 있음을 의미한다.

도 4 를 참조하면, 코드 지지체의 일 실시형태 (30a) 가 도시되어 있다. 코드 지지체 (60a) 는 캡슐의 림 (23) 의 규정된 폭을 점유한다. 캡슐의 림 (23) 은, 지지체 (60a) 를 형성하는 내부 환형부 및 외부 (코딩되지 않은) 컬링부를 본질적으로 포함할 수 있다. 하지만, 특히 림의 하부면이 실질적으로 평평하게 형성될 수 있다면, 림의 전체 폭은 지지체 (60a) 에 의해 점유될 수 있다. 이 위치는 특히 유리한데, 이 위치는 배치될 기호들에 대하여 큰 면적을 제공하고 그리고 처리 모듈, 특히 피라미드 플레이트에 의해 유발되는 손상들을 덜 받기 쉽고 그리고 성분 투사 (projections) 를 덜 받기 쉽기 때문이다. 그 결과, 코딩된 정보의 양 및 판독물의 신뢰성 둘 다가 개선된다. 이 실시형태에 있어서, 코드 지지체 (60a) 는 160 개의 기호들을 포함하고, 기호 각각은 1 비트의 정보를 코딩한다. 기호들은 인접 (contiguous) 하고, 기호 각각은 2.25°의 원호 선 길이를 가진다.

도 5 를 참조하면, 코드 지지체의 일 실시형태 (60b) 가 평면도에 도시되어 있다. 코드 지지체 (60b) 는 캡슐과 관련되거나 또는 캡슐의 일부가 되어, 원심분리 유닛 (2) 에 의해 캡슐이 축 (Z) 둘레를 회전하면 회전 구동된다. 캡슐의 수용부는 캡슐의 림 (23) 의 하부면이다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 코드 지지체는 기호들의 적어도 하나의 시컨스가 표시된 원주부를 가진 링일 수 있고, 그리하여 사용자는 음료 머신의 브루잉 유닛에 캡슐을 도입하기 전에 이 캡슐의 원주에 이를 위치시킬 수 있다. 그 결과, 정보를 추가하도록 이러한 지지체를 장착함으로써, 이 정보를 저장하는 수단을 내장하지 않은 캡슐이 변경될 수 있다. 지지체가 별개부이면, 추가의 고정 수단 없이 캡슐에 간단히 추가될 수 있고, 사용자는 지지체가 브루잉 유닛에 유입할 때 정확하게 위치되거나 또는 장착되자마자 지지체의 형태들 및 치수들이 캡슐에 대하여 지지체가 상대 이동하지 못함을 보장한다. 코드 지지체 (60b) 는 또한 캡슐의 수용부에 상기 요소를 단단히 고정시키는 추가의 고정 수단, 예를 들어 글루 또는 기계적 수단을 포함하여, 장착되자마자 캡슐에 대하여 지지체를 고정 유지시키는데 도움을 준다. 또한 전술한 바와 같이, 코드 지지체 (60b) 는 또한 캡슐의 구조물에 일체화되는 것처럼 림 자체의 일부일 수도 있다.

기호 각각은, 캡슐이 캡슐 홀더에 위치될 때 그리고 상기 기호가 지점 (F) 에서 소스 광 빔 (105a) 에 정렬될 때 판독 배열체 (100) 에 의해 측정되도록 되어 있다. 보다 자세하게는, 각각의 상이한 기호는 상기 기호의 값에 따라 변하는 소스 광 빔 (105a) 의 반사도 레벨을 나타낸다. 기호 각각은 소스 광 빔 (105a) 의 상이한 반사 특성들 및/또는 흡수 특성들을 가진다.

판독 배열체 (100) 는 코드 지지체의 조사된 부분의 특성들만을 측정하도록 되어 있기 때문에, 소스 광 빔이 코드에 포함된 모든 기호들을 조사할 때까지, 캡슐은 구동 수단에 의해 회전되어야 한다. 통상적으로, 코드를 판독하는 속도는 0.1 ~ 2000 rpm 일 수 있다.

본원의 코드 지지체의 반사 특성들은 규정된 실험실 조건들에서 결정된다. 특히, 판독 배열체 (100) 에 의해 신뢰가능하게 판독되기에 적합한 캡슐의 일 실시형태의 제 1 기호 및 제 2 기호는 도 6 에 도시된 광학 벤치를 사용하여 독립적으로 측정되었다. 캡슐에 대한 상기 기호들의 확산 반사의 고니오미터 측정이 도 7 (기호 각각의 반사 강도) 및 도 8 (기호들간의 콘트라스트) 에 도시되어 있다.

이하, 제 1 기호는 제 2 기호보다 더 반사적이다. 기호 각각의 확산 반사된 상대 강도의 측정을 위한 설정은, 광 소스의 각도 (θ) 및 광 검출기의 각도 (θ') 를 독립적으로 변경할 수 있도록 형성된다. 검출기는 구동식 검출기 암에 고정된 매우 미세한 기계적 팁에 접착된 전력 계량기에 연결된 광학 나섬유 (bare optical fiber) 이다. 모든 측정들에 대해서, 소스와 검출기 평면 사이의 각도 (φ) 는 φ=90°와 동일하다. 광 소스는 파장 λ=830 ㎚ 를 가진 광을 방출하는 레이저 다이오드이다.

도 7 의 다이어그램에서는 검출기 각도 (θ') (축 200) 에 따라서 캡슐의 기호들의 상대 확산 반사도 (축 210) 를 도시한다. 검출기 각도를 0°로 설정하고 그리고 소스 각도를 5°로 설정하여, 제 1 기호에 대하여 반사도의 기준 강도 (E_REF) 가 측정된다. 기호 각각의 상대 확산 반사도는 기준 강도 (E_REF) 에 대하여 상대적으로 산출된다. 곡선들 (220a, 230a, 240a) 은 3 개의 상이한 소스 각도들 θ=0°, 5°, 10°에서 제 1 기호의 상대 확산 반사도를 각각 도시한다. 곡선들 (220b, 230b, 240b) 은 3 개의 상이한 소스 각도들 θ=0°, 5°, 10°에서 제 2 기호의 상대 확산 반사도를 각각 도시한다.

상대 확산 반사도는, 3°~ 6°의 검출기 각도 (θ') 의 어떠한 값에 대해서 그리고 0°~ 10°의 소스 각도 (θ) 의 어떠한 값에 대해서, 기준 강도 (E_REF) 의 적어도 60% 를 나타낸다. 특히, 상대 확산 반사도는, 2.5°~ 4.4°의 검출기 각도 (θ') 의 어떠한 값에 대해서 그리고 0°~ 10°의 소스 각도 (θ) 의 어떠한 값에 대해서, 기준 강도 (E_REF) 의 적어도 72% 를 나타낸다.

도 8 의 다이어그램에서는 검출기 각도 (θ') (축 300) 에 따라서 제 1 기호 및 제 2 기호 사이의 광학 콘트라스트 (축 310) 를 도시한다. 광학 콘트라스트는 다음의 수학식,

으로 규정되고, 여기에서, i1, i2 는 각도들 (θ, θ') 의 동일한 소정의 형상에서 검출기로의 제 1 기호, 제 2 기호 각각에 의해 반사된 강도를 각각 나타낸다. 곡선들 (320, 330, 340, 350) 은 4 개의 상이한 소스 각도들 θ=0°, 5°, 10°, 15°에서 각각 상기 광학 콘트라스트를 나타낸다. 최하 콘트라스트값은, 어떠한 경우에 65% 보다 크고, 이는 신뢰가능한 신호 처리를 가능하게 한다. 특히, 광학 콘트라스트는, 2.5°~ 4.4°의 검출기 각도 (θ') 의 어떠한 값에 대해서 그리고 10°~ 15°의 소스 각도 (θ) 의 어떠한 값에 대해서, 80% 보다 크다. 특히, 광학 콘트라스트는, 6°초과의 검출기 각도 (θ') 의 어떠한 값에 대해서 그리고 0°~ 15°의 소스 각도 (θ) 의 어떠한 값에 대해서, 75% 보다 크다.

도 9 에서는 도 4 의 원주방향 단면도에서 본원의 광학 판독가능한 코드 지지체 (30) 의 바람직한 모드를 도시한다. 코드 지지체 (30) 는 판독가능한 (외부) 측 A 및 판독불가능한 (내부) 측 B 를 포함한다. 판독가능한 측 A 에서, 지지체는 연속적인 광 반사면들 (400 ~ 403) 및 광 흡수면들 (410 ~ 414) 을 포함한다. 광 흡수면들 (410 ~ 414) 은, 여러 개의 중첩된 층들을 포함하는 베이스 구조물 (500) 에 의해 형성되는 반면, 광 흡수면들 (400 ~ 403) 은 국부적인 원주방향 영역에서 베이스 구조물에 이 베이스 구조물에 도포되는 광흡수 재료의 불연속 개별부들, 바람직하게는 잉크 층들 (528) 의 개별부들을 오버레이함으로써 형성된다. 베이스 구조물은 금속 (510), 바람직하게는 알루미늄 (또는 알루미늄 합금) 의 바람직한 일체식 층을 포함하고, 이 층에는 바람직하게는 이소시아네이트 또는 폴리에스테르로 제조되는 투명 중합 프라이머 (515) 가 피복된다. 금속, 예를 들어 알루미늄 층의 두께는 캡슐의 봉입 (containment) 구조물 (예를 들어, 본체와 림) 로의 지지체의 성형성에 대한 결정 인자일 수 있다. 성형성의 이유로, 알루미늄 층은 바람직하게는 40 ~ 250 미크론, 가장 바람직하게는 50 ~ 150 미크론 포함된다. 이 범위에서, 특히 캡슐이 림에 밀봉된 가스 배리어 막을 더 포함하면, 알루미늄 두께는 또한 캡슐내의 성분의 신선도를 보존하기 위해서 가스 배리어 특성들을 제공할 수 있다.

코드 지지체는 캡슐의 림 (22) 및 본체 (23) 를 형성하도록 변형되는 적층체로 형성될 수 있다 (도 3a ~ 도 3b 참조). 이러한 경우에, 적층체는 베이스 구조물 (500) 의 조성을 가지고 그리고 캡슐 (예를 들어, 본체, 림) 의 성형 조작 전에 평평한 형상에서 광 흡수 잉크부들 (400 ~ 403) 로 인쇄된다. 그리하여, 잉크부들의 인쇄는 적층체의 후속 변형에 영향을 주어야 하고, 그리하여 코딩된 표면들을 정확하게 위치결정할 수 있다. 이러한 유형의 잉크는 단일-부품, 이중-부품, PVC 계 또는 PVC 프리계 잉크들일 수 있다. 흑색 잉크는 색상 (coloured) 잉크들보다 더 낮은 반사도 및 더 높은 콘트라스트를 제공함으로 바람직하다. 하지만, 흑색 잉크 부분들은 동등한 색상 잉크 부분들, 바람직하게는 어둡거나 불투명한 잉크들로 대체될 수 있다. 잉크는 색상 안료들의 예를 들어 50 ~ 80% 를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 금속 층은 알루미늄이고 그리고 6 ~ 250 미크론의 두께를 가진다. 프라이머는 금속 (즉, 알루미늄) 층의 조도 (rugosity) 를 레벨링할 수 있다. 이는, 또한 금속 층, 특히 알루미늄에 대한 잉크들의 접착을 향상시킨다. 프라이머는 광 빔의 확산을 감소시키도록 비교적 얇게 남아 있어야 한다. 바람직하게는, 프라이머의 두께는 0.1 ~ 5 미크론, 가장 바람직하게는 0.1 ~ 3 미크론 포함된다. 프라이머의 밀도는 2 ~ 3 gsm 포함되는 것이 바람직하고, 예를 들어 약 2.5 gsm 이다.

선택적으로, 베이스 구조물은, 판독불가능한 측에 추가 층들, 바람직하게는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 등의 폴리머 층 및 이 폴리머 층 (520) 을 금속 층 (510) 에 접착시키는 접착제 층 (525) 또는 캡슐의 림에 리드 또는 막을 밀봉시킬 수 있는 히트 시일 라커 또는 내부 보호 라커 또는 바니시를 포함할 수 있다. 규정된 바와 같이 지지체는 캡슐, 예를 들어 캡슐의 플랜지형 림 및 본체의 일체부를 형성할 수 있다.

도 9 의 모드에 따른 바람직한 베이스 구조물은, 지지체의 B 측에서부터 A 측까지: 30 미크론의 폴리프로필렌 층, 접착제, 90 미크론의 알루미늄 층, 2 미크론 및 2.5 gsm 밀도의 폴리에스테르 층 및 1 미크론의 흑색 잉크 부분들을 각각 포함한다. 다른 모드에 있어서, 프라이머 층은 5 미크론의 두께, 바람직하게는 5.5 gsm 밀도 및 5% (중량) 금속 안료들을 포함하는 라커로 대체된다.

도 10 은 본원의 코드 지지체 (30) 의 다른 모드에 관한 것이다. 이러한 경우에, 베이스 구조물은 도 9 의 프라이머 (510) 를 대체하는 라커 (530) 를 포함한다. 라커는 알루미늄, 은 또는 구리 안료들 또는 이들의 혼합물 등의 금속 안료들 (535) 을 내장한 중합 층이다. 라커의 두께는 도 9 의 프라이머 (510) 의 두께보다 다소 크고, 바람직하게는 3 ~ 8 미크론, 가장 바람직하게는 5 ~ 8 미크론 포함된다. 금속 안료들은 폴리머의 두께 증가에 의해 금속 층의 반사도 저감을 보상할 수 있도록 한다. 라커는 또한 금속 층의 조도를 레벨링한다. 바람직하게는, 라커에 대한 금속 안료들의 비는 적어도 1 중량% 이고, 보다 바람직하게는 2 ~ 10 중량% 포함된다.

본 발명에 있어서, 특정 금속들에 대한 언급은, 금속이 주요 성분을 중량으로 나타내는 금속의 가능한 합금들을 포함하고, 예를 들어 알루미늄은 알루미늄의 합금들을 포함한다.

실시예들 :

통합형 코드 지지체를 포함하는 캡슐들은 신호(비트 1/비트 0) 의 반사도 레벨을 평가하도록 시험되었다. 시험들은, 캡슐 홀더 (32) 를 제거하고 그리고 캡슐의 림을 유지하고 또한 광 빔용 개방 공기 통로가 형성된 투명한 클램핑 플레이트로 대체하여, 도 2a 및 도 2b 의 장치의 간단한 형상으로 실시되었다. 슬렌더 경로 및 수신기 경로 간의 각도는 8°이고, 법선축 (N) 의 각 측에서 4°로 분배되었다.

실시예 1 - 착색된 라커를 가진 베이스 구조물에 의한 광반사면들 및 오버레잉 잉크부들에 의한 광흡수면들을 가진 검출가능한 코드

지지체는 5 미크론 및 5.5 gsm 의 알루미늄 안료의 라커로 피복된 30 미크론의 알루미늄으로 형성된 반사 베이스 구조물을 포함하였다. 흡수면들은 Siegwerk 에 의해 이용가능한 1 미크론 흑색 PVC 잉크의 층으로 형성되었다. 반사면들은 베이스 구조물 (비트 1) 에 의해 제조되었고, 흡수면들 (비트 0) 은 흑색 잉크부들에 의해 제조되었다. 반사면들 (비트 1) 에 대하여 측정된 최대 반사도는 2.68% 이었다. 비트 1 에서의 스프레드 (spread) 는 1.32% 이었다. 흡수면 (비트 0) 에 대하여 측정된 최소 반사도는 0.73% 이었다. 비트 0 에서의 스프레드는 0.48% 이었다. 그 결과들은 도 11 에 그래픽으로 도시되었다.

실시예 2 - 무색 프라이머를 가진 베이스 구조물에 의한 광반사면들 및 오버레잉 잉크부들에 의한 광흡수면들을 가진 검출가능한 코드

반사면들을 형성하는 베이스 구조물 및 흡수면들을 형성하는 잉크부들을 구비하는 광학 판독 지지체를 포함하는 비워진 캡슐에 대하여 반사도 측정을 실시하였다. 이를 위해, 베이스 구조물은 B 측에서 A (판독가능한) 측까지: 30 미크론의 폴리프로필렌 층, 접착제, 90 미크론의 알루미늄 층, 2 미크론 및 2.5 gsm (밀도) 폴리에스테르 프라이머를 각각 포함하였다. Siegwerk 에 의해 이용가능한 1 미크론의 흑색 잉크의 불연속 비트부들은 프라이머의 표면에 인쇄되었다. 지지체는 잉크 인쇄 후에 캡슐의 본체로 딥 드로잉함으로써 형성되었다. 그리하여, 반사면들은 베이스 구조물 (비트 1) 에 의해 제조되었고, 흡수면들 (비트 0) 은 흑색 잉크부들에 의해 제조되었다. 지지체의 반사도가 측정되었다. 그 결과들은 도 12 에 그래픽으로 도시되었다. 반사면들 (비트 1) 에 대하여 측정된 최대 반사도는 5.71% 이었다. 비트 1 에서의 스프레드는 1.49% 이었다. 흡수면 (비트 0) 에 대하여 측정된 최소 반사도는 0.87% 이었다. 비트 0 에서의 스프레드는 0.47% 이었다.

실시예 3 - 베이스 구조물에 의한 광흡수면들 및 오버레잉 잉크부들에 의한 광반사면들을 가진 검출불가능한 코드

흡수면들을 형성하는 베이스 구조물 및 반사면들을 형성하는 잉크부들을 구비하는 광학 판독 지지체를 포함하는 비워진 캡슐에 대하여 반사도 측정을 실시하였다. 이를 위해, 알루미늄 지지체는 5 미크론 두께의 연속 매트 흑색 라커로 덮여졌다. 반사면들은, 25 중량% 초과의 광반사 은 안료들을 함유하는 1 미크론 두께를 가진 잉크의 별개부들에 의해 제조되었다. 놀랍게도, 신호는 비트 1 과 비트 0 사이를 구분하기에 충분하지 않았다. 그 결과들은 도 13 에 그래픽으로 도시되었다. 반사면들 (비트 1) 에 대하여 측정된 최대 반사도는 0.93% 이었다. 반사면들 (비트 1) 에 대하여 측정된 최소 반사도는 0.53% 이었다. 흡수면 (비트 0) 에 대하여 측정된 최소 반사도는 0.21% 이었다. 비트 0 에 대한 스프레드는 0.23% 이었다.

Claims (15)

1. 음료 제조 장치에서 음료를 전달하도록 된 캡슐의 일부이거나 또는 이와 관련되는 광학 판독가능한 코드 지지체 (30, 60a, 60b) 로서,
   상기 광학 판독가능한 코드 지지체는 상기 광학 판독가능한 코드 지지체상에 나타내어진 기호들의 적어도 하나의 시컨스를 포함하여, 상기 기호들의 적어도 하나의 시컨스의 각각의 상기 기호는, 상기 캡슐이 회전축을 따라서 회전 구동되는 동안, 외부 판독 장치의 판독 배열체에 의해 순차적으로 판독가능하며,
   상기 기호들의 적어도 하나의 시컨스는 광반사면들 (400 ~ 403) 및 광흡수면들 (410 ~ 414) 로 본질적으로 형성되고,
   상기 광학 판독가능한 코드 지지체는 적어도 상기 기호들의 적어도 하나의 시컨스를 따라서 연속적으로 연장되는 베이스 구조물 (500) 및 상기 베이스 구조물의 표면에 형성되거나 또는 그에 국부적으로 도포되는 불연속적인 이산 (discrete) 광흡수부들 (528) 을 포함하며,
   상기 불연속적인 이산 광흡수부들은 광흡수면들을 형성하고, 상기 베이스 구조물 (500) 은 상기 불연속적인 이산 광흡수부들에 의해 점유되는 표면적들 외부에 광반사면들 (400 ~ 403) 을 형성하고,
   상기 불연속적인 이산 광흡수부들 (410 ~ 414) 은 상기 불연속적인 이산 광흡수부들에 의해 점유되는 표면적들 외부에 상기 베이스 구조물의 광반사도보다 더 낮은 광 반사도를 제공하도록 배열되고,
   상기 베이스 구조물은 일체식 금속 지지 층 (510) 또는 광반사 입자들을 포함하는 라커 (530) 에 의해 피복되는 중합 지지 층을 포함하는, 광학 판독가능한 코드 지지체.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 베이스 구조물 및 상기 불연속적인 이산 광흡수부들은, 각각, 상기 광반사면들과 상기 광흡수면들을 형성하고, 상기 광반사면들과 상기 광흡수면들 둘 다는, 최대 강도에서, 90 도 미만으로 서로 상이한 반사 각도들내에서 반사하는, 광학 판독가능한 코드 지지체.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 베이스 구조물 (500) 은 상기 광반사면들을 제공하도록 상기 베이스 구조물에 배열된 금속을 포함하는, 광학 판독가능한 코드 지지체.
4. 삭제
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 베이스 구조물은 알루미늄, 은, 철, 주석, 금, 구리 및 이들의 조합물로 구성된 그룹 중에서 선택되는 금속을 포함하는, 광학 판독가능한 코드 지지체.
6. 음료 제조 장치에서 음료를 전달하도록 된 캡슐의 일부이거나 또는 이와 관련되는 광학 판독가능한 코드 지지체 (30, 60a, 60b) 로서,
   상기 광학 판독가능한 코드 지지체는 상기 광학 판독가능한 코드 지지체상에 나타내어진 기호들의 적어도 하나의 시컨스를 포함하여, 상기 기호들의 적어도 하나의 시컨스의 각각의 상기 기호는, 상기 캡슐이 회전축을 따라서 회전 구동되는 동안, 외부 판독 장치의 판독 배열체에 의해 순차적으로 판독가능하며,
   상기 기호들의 적어도 하나의 시컨스는 광반사면들 (400 ~ 403) 및 광흡수면들 (410 ~ 414) 로 본질적으로 형성되고,
   상기 광학 판독가능한 코드 지지체는 적어도 상기 기호들의 적어도 하나의 시컨스를 따라서 연속적으로 연장되는 베이스 구조물 (500) 및 상기 베이스 구조물의 표면에 형성되거나 또는 그에 국부적으로 도포되는 불연속적인 이산 (discrete) 광흡수부들 (528) 을 포함하며,
   상기 불연속적인 이산 광흡수부들은 광흡수면들을 형성하고, 상기 베이스 구조물 (500) 은 상기 불연속적인 이산 광흡수부들에 의해 점유되는 표면적들 외부에 광반사면들 (400 ~ 403) 을 형성하고,
   상기 불연속적인 이산 광흡수부들 (410 ~ 414) 은 상기 불연속적인 이산 광흡수부들에 의해 점유되는 표면적들 외부에 상기 베이스 구조물의 광반사도보다 더 낮은 광 반사도를 제공하도록 배열되고,
   상기 베이스 구조물은 광반사면들 (410 ~ 414) 을 형성하기 위한 투명한 중합 프라이머 (515) 에 의해 피복된 일체식 금속 지지 층 (510) 또는 외부 금속 층에 의해 피복된 내부 중합 층을 포함하는, 광학 판독가능한 코드 지지체.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 투명한 중합 프라이머 (515) 는 5 미크론 미만의 두께를 가지는, 광학 판독가능한 코드 지지체.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 광반사 입자들은 금속 안료들 (535) 을 포함하는, 광학 판독가능한 코드 지지체.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 라커 (530) 는 3 미크론 초과 및 10 미크론 미만의 두께를 가지는, 광학 판독가능한 코드 지지체.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 라커 (530) 는 2 ~ 10 중량% 금속 안료들 (535) 을 포함하는, 광학 판독가능한 코드 지지체.
11. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 불연속적인 이산 광흡수부들 (528) 은 상기 베이스 구조물 (500) 에 도포된 잉크를 포함하는 추가의 색상 콘트라스팅 층에 의해 형성되는, 광학 판독가능한 코드 지지체.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 잉크는 0.25 ~ 3 미크론의 두께를 가지는, 광학 판독가능한 코드 지지체.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 잉크는 적어도 50 중량% 안료들을 포함하는, 광학 판독가능한 코드 지지체.
14. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 광학 판독가능한 코드 지지체를 포함하는 캡슐.
15. 원심분리에 의해 음료 제조 장치에서 음료를 전달하도록 된 캡슐로서,
    본체 (22),
    플랜지형 림 (23), 및
    제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 광학 판독가능한 코드 지지체 (30, 60a, 60b) 를 포함하고,
    상기 광학 판독가능한 코드 지지체 (30, 60a, 60b) 는 상기 캡슐의 적어도 상기 플랜지형 림 (23) 의 일체부이며,
    상기 캡슐의 상기 본체 (22) 와 상기 플랜지형 림 (23) 은, 상기 광학 판독가능한 코드 지지체 (30, 60a, 60b) 를 포함하는 평평하거나 미리형성된 구조물을 형성함으로써 얻어지는, 캡슐.

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