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JP2002005724A - Three-dimensional semiconductor element, ink tank in which the element is arranged, ink jet recording apparatus including the tank, and communication system using the three-dimensional semiconductor element - Google Patents

Three-dimensional semiconductor element, ink tank in which the element is arranged, ink jet recording apparatus including the tank, and communication system using the three-dimensional semiconductor element

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JP2002005724A
JP2002005724A JP2000181839A JP2000181839A JP2002005724A JP 2002005724 A JP2002005724 A JP 2002005724A JP 2000181839 A JP2000181839 A JP 2000181839A JP 2000181839 A JP2000181839 A JP 2000181839A JP 2002005724 A JP2002005724 A JP 2002005724A
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JP
Japan
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dimensional semiconductor
ink
information
semiconductor element
tank
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JP2000181839A
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Japanese (ja)
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JP3814465B2 (en
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Hiroyuki Ishinaga
博之 石永
Masahiko Kubota
雅彦 久保田
Yoshiyuki Imanaka
良行 今仲
Muga Mochizuki
無我 望月
Takaaki Yamaguchi
孝明 山口
Ichiro Saito
一郎 斉藤
Ryoji Inoue
良二 井上
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Priority to DE60135064T priority patent/DE60135064D1/en
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Priority to AT08161261T priority patent/ATE468227T1/en
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Priority to AT01114377T priority patent/ATE402821T1/en
Priority to AT06115291T priority patent/ATE411900T1/en
Priority to DE60136304T priority patent/DE60136304D1/en
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Priority to DE60142198T priority patent/DE60142198D1/en
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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各色のインクタンク内の詳細な情報をリアル
タイムで検出し、外部のインクジェット記録装置と双方
向に情報のやり取りを行うことができる立体形半導体素
子等を提供する。 【解決手段】 インクジェット記録装置600には、印
字記録のためにインク滴を吐出する液体吐出ヘッド(不
図示)と、その液体吐出ヘッドに供給される液体を保持
する各色のインクタンク500が搭載されるキャリッジ
607が設けられている。各色のインクタンク500と
しては4種類の色のタンク(B、C、M、Y)が搭載さ
れている。各色のインクタンクにはそれぞれ応答条件が
異なる通信機能を有する立体形半導体素子11が配され
ていて、インクタンク500外に設けられたインクジェ
ット記録装置600の通信回路150と通信可能となっ
ている。立体形半導体素子11は共振回路102の電磁
誘導による共振で通信できる構成になっている。
(57) [Problem] To provide a three-dimensional semiconductor element or the like capable of detecting detailed information in an ink tank of each color in real time and bidirectionally exchanging information with an external inkjet recording device. SOLUTION: An ink jet recording apparatus 600 is equipped with a liquid ejection head (not shown) for ejecting ink droplets for print recording, and ink tanks 500 of each color for holding liquid supplied to the liquid ejection head. Carriage 607 is provided. As the ink tank 500 for each color, four types of tanks (B, C, M, and Y) are mounted. The three-dimensional semiconductor element 11 having a communication function having different response conditions is arranged in the ink tank of each color, and can communicate with the communication circuit 150 of the ink jet recording apparatus 600 provided outside the ink tank 500. The three-dimensional semiconductor element 11 is configured to be able to communicate by resonance due to electromagnetic induction of the resonance circuit 102.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、周囲の環境情報を
検知し、その情報を外部へ伝達、表示する機能を有する
半導体素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a function of detecting surrounding environment information and transmitting and displaying the information to the outside.

【0002】また本発明は、各色のインクタンク内の情
報(例えばインク残量)を検知し、外部へ表示、伝達す
る装置、および該装置を備えたインクタンク、該インク
タンクを着脱可能に搭載するファクシミリ・プリンター
・複写機等のインクジェット記録装置に関する。
The present invention also relates to an apparatus for detecting information (for example, the remaining amount of ink) in each color ink tank and displaying and transmitting the information to the outside, an ink tank provided with the apparatus, and a detachably mounted ink tank. The present invention relates to an inkjet recording apparatus such as a facsimile, a printer, and a copying machine.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来、記録ヘッドに設けた複数の噴射ノ
ズルからインクを噴射させながら、記録ヘッドを搭載し
たキャリッジを印字方向に移動することで、画像をドッ
トパターンで用紙に印字するようにしたインクジェット
記録装置においては、記録用のインクを収容したインク
タンクを設け、そのインクタンクのインクをインク供給
路を介して記録ヘッドに供給するようにしている。そこ
で、そのインクタンクのインクの残量を検出するように
したインク残量検出装置が実用に供されるととにも、種
々提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an image is printed on a sheet of paper in a dot pattern by moving a carriage equipped with a recording head in a printing direction while ejecting ink from a plurality of ejection nozzles provided on the recording head. In an ink jet recording apparatus, an ink tank containing recording ink is provided, and the ink in the ink tank is supplied to a recording head via an ink supply path. In view of the above, various types of ink remaining amount detecting devices that detect the remaining amount of ink in the ink tank are put to practical use, and various proposals have been made.

【0004】例えば、特開平6−143607号によれ
ば、図17に示すように非導電性のインクが満たされて
いるインクタンク701の底側の内面に2本(1対)の
電極702が配設され、インクタンク701内のインク
中には、電極702と対向位置にある電極704が配設
された浮揚体703が浮揚している。2本の電極702
は、両電極の導通状態を検知する検知部(不図示)にそ
れぞれ接続されており、両電極の導通状態を検知する
と、インクタンク701内のインクが無いことを示すイ
ンク残量エラーを発し、インクジェット記録ヘッド70
5の動作を停止させることが開示されている。
For example, according to JP-A-6-143607, two (one pair) electrodes 702 are provided on the inner surface on the bottom side of an ink tank 701 filled with non-conductive ink as shown in FIG. A floating body 703 provided with an electrode 704 at a position facing the electrode 702 is provided in the ink in the ink tank 701. Two electrodes 702
Are connected to a detection unit (not shown) for detecting the conduction state of both electrodes, and when the conduction state of both electrodes is detected, an ink remaining amount error indicating that there is no ink in the ink tank 701 is issued, Inkjet recording head 70
5 is disclosed to stop the operation.

【0005】また、特登録2947245号によれば、
図18に示すように下部が底面に向かって漏斗状に形成
されるとともに、底面に2つの導電体801,802が
設けられ、インク803よりも比重の小さい金属球80
4が内部に設置される構成のインクジェットプリンタ用
インクカートリッジ805が開示されている。このよう
な構成では、インク803が消費されて減っていくとイ
ンク803の液面が下がる。それに伴って、インク80
3の表面に浮かんでいる金属球804の位置が下がって
いく。インク803の液面がインクカートリッジ筺体の
底面の位置まで下がると、金属球804は2つの導電体
801,802に接する。すると、導電体801,80
2が導通するので、その間に電流が流れる。その通流を
検出すれば、インクエンド状態を検出することができ
る。インクエンド状態が検出されれば、インクエンド状
態を示す情報が使用者に知らされる。
According to Japanese Patent Registration No. 2947245,
As shown in FIG. 18, the lower portion is formed in a funnel shape toward the bottom surface, and two conductors 801 and 802 are provided on the bottom surface.
An ink cartridge 805 for an ink jet printer having a configuration in which an ink cartridge 4 is installed is disclosed. In such a configuration, as the ink 803 is consumed and decreases, the liquid level of the ink 803 decreases. Accordingly, the ink 80
The position of the metal ball 804 floating on the surface of No. 3 goes down. When the liquid level of the ink 803 drops to the position of the bottom surface of the ink cartridge housing, the metal sphere 804 comes into contact with the two conductors 801 and 802. Then, the conductors 801 and 80
2 conducts, during which time a current flows. If the flow is detected, the ink end state can be detected. When the ink end state is detected, information indicating the ink end state is notified to the user.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来公報に代
表するような、インクタンク内のインク残量を検出する
構成が知られているが、このような構成ではインクタン
ク内に検出用の電極を配置する必要がある。また、電極
間の導通状態によりインク残量を検知するため、インク
成分に金属イオンが用いられない等の、使用するインク
に制約が生じてしまう。
A configuration for detecting the remaining amount of ink in an ink tank, as typified by the above-mentioned prior art publication, is known. In such a configuration, a detection electrode is provided in the ink tank. Need to be placed. Further, since the remaining amount of the ink is detected based on the conduction state between the electrodes, there is a restriction on the ink to be used, for example, metal ions are not used in the ink component.

【0007】また、上記の構成ではインク残量しか検知
することが出来ず、その他のタンク内情報を外部が知る
ことが出来ない。例えばインクタンク内の圧力情報、イ
ンク物性の変化などは、インクジェットヘッドを常に安
定した吐出量で動作するために重要なパラメータであ
り、タンク内のインク消費に伴って時々刻々と変化する
タンク内圧を外部のインクジェット記録装置にリアルタ
イムで知らせたり、インク物性の変化を外部へ伝達でき
るタンクが望まれている。
Further, in the above configuration, only the remaining amount of ink can be detected, and other information in the tank cannot be known to the outside. For example, pressure information in the ink tank, changes in physical properties of the ink, and the like are important parameters for operating the ink jet head with a stable ejection amount at all times. There is a demand for a tank that can notify an external inkjet recording apparatus in real time and can transmit a change in physical properties of the ink to the outside.

【0008】さらに、一方的にインクタンク内の検知し
た情報を外部へ知らせるのみならず、外部からの問いか
けに対して内部情報を返答するような双方向の情報のや
り取りを実施できるインクタンクが望まれている。
[0008] Further, an ink tank which can unilaterally exchange not only information detected in the ink tank to the outside but also internal information in response to an external inquiry is desired. It is rare.

【0009】上記のようなインクタンクを開発するにあ
たって、本発明者らは、直径1ミリのシリコン・ボール
の球面上に半導体集積回路を形成するというボール・セ
ミコンダクター社のボール・セミコンダクターに着目し
た。このボールセミコンダクターは球形であるため、こ
れをインクタンク内に収容すれば、周囲環境情報の検出
や外部との双方向の情報のやり取りを平面形に比べて非
常に効率良く行えることが予想された。しかしながら、
このような機能を持つものを調査したところ、USP5
877943号のようにボール・セミコンダクター同士
を電気配線で接続する技術などが存在するだけで、上記
の機能を持つ素子自体の開発が必要となった。また、こ
の素子がインクタンクに有効に適用できるものである為
には、クリアしなければならない課題もあった。課題の
一つは、タンク内に収容された素子を起動させるための
電力の供給である。素子の起動のための電源をインクタ
ンクに持たせるとタンクが大型になったり、タンク外部
に電源を備える場合でも電源と素子との接続手段が必要
になり、タンクの製造コストが増え、タンクカートリッ
ジが高価になるので、外部より非接触で素子を起動させ
ねばならない。
In developing the above-described ink tank, the present inventors focused on a ball semiconductor manufactured by Ball Semiconductor, which forms a semiconductor integrated circuit on a spherical surface of a silicon ball having a diameter of 1 mm. Since this ball semiconductor is spherical, it was expected that if it was housed in an ink tank, it would be possible to detect ambient environment information and exchange bidirectional information with the outside very efficiently compared to a planar type. . However,
After investigating those with such functions, USP5
The development of an element having the above functions is required only by the technology for connecting the balls and semiconductors with each other by electric wiring as in 879943. There is also a problem that must be cleared in order for this element to be effectively applicable to an ink tank. One of the issues is to supply electric power for starting the elements housed in the tank. If the ink tank has a power supply for starting the element, the tank becomes large, or even if a power supply is provided outside the tank, a connecting means between the power supply and the element is required, which increases the manufacturing cost of the tank and increases the tank cartridge. Therefore, the device must be started up from outside without contact.

【0010】更なる課題としては、インクタンクのイン
ク液面や液面より一定の距離沈んだインク中で浮遊し得
ることである。例えばインクタンク内のインク消費に伴
う負圧量の変動を経時的に監視するにはインク液面に素
子が位置するのが望ましいが、素子は水より比重の大き
いシリコンからなるため、インクに浮遊させることが困
難である。
[0010] A further problem is that the ink tank can float in the ink level of the ink tank or in the ink that has sunk a certain distance from the liquid level. For example, in order to monitor the change in the amount of negative pressure due to ink consumption in the ink tank over time, it is desirable that the element is located at the ink liquid level, but since the element is made of silicon having a higher specific gravity than water, It is difficult to let.

【0011】特に、カラープリンタに適用する場合は、
各色のタンクごとに外部からの問いかけに対してタンク
内情報を取得し送信できるものが要求される。
In particular, when applied to a color printer,
For each tank of each color, what can acquire and transmit information in the tank in response to an external inquiry is required.

【0012】本発明の目的は、各色のインクタンク内の
詳細な情報をリアルタイムで検出し、外部のインクジェ
ット記録装置と双方向に情報のやり取りを行うことがで
きる立体形半導体素子、該半導体素子を備えたインクタ
ンク及びインクジェット記録装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a three-dimensional semiconductor device capable of detecting detailed information in each color ink tank in real time and exchanging information bidirectionally with an external ink jet recording apparatus. The present invention provides an ink tank and an ink jet recording apparatus provided with the ink tank.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の立体形半導体素子は、外部から非接触で電磁
波の信号を受信し、その電磁波を電磁誘導で電力に変換
する受信兼エネルギー変換手段と、外部の環境情報を入
手する情報入手手段と、前記情報入手手段による入手情
報と比較するための情報を蓄積する情報蓄積手段と、前
記受信兼エネルギー変換手段で受信した電磁波の信号が
所定の応答条件を満たした場合に前記情報入手手段によ
る入手情報とこれに対応する前記情報蓄積手段に蓄積さ
れた情報とを比較し、情報伝達の必要性を判断する判断
手段と、前記判断手段にて情報伝達が必要と判断された
場合に前記情報入手手段による入手情報を外部へ表示又
は伝達する情報伝達手段とを備え、前記情報入手手段、
前記情報蓄積手段、前記判断手段、および前記情報伝達
手段は前記受信兼エネルギー変換手段で変換された電力
により作動することを特徴とする。
A three-dimensional semiconductor device according to the present invention for achieving the above object receives a signal of an electromagnetic wave from the outside in a non-contact manner and converts the electromagnetic wave into electric power by electromagnetic induction. Conversion means, information obtaining means for obtaining external environmental information, information storage means for storing information for comparison with information obtained by the information obtaining means, and a signal of electromagnetic waves received by the reception and energy conversion means. Determining means for comparing the information obtained by the information obtaining means with the information stored in the information storing means corresponding to the information when the predetermined response condition is satisfied, and determining the necessity of information transmission; Information transmission means for displaying or transmitting the information obtained by the information obtaining means to the outside when it is determined that information transmission is necessary, the information obtaining means,
The information storage means, the determination means, and the information transmission means are operated by the electric power converted by the reception / energy conversion means.

【0014】前記応答条件としては電磁誘導周波数や通
信プロトコルを適用することができる。
As the response condition, an electromagnetic induction frequency or a communication protocol can be applied.

【0015】前記情報伝達手段は前記受信兼エネルギー
変換手段により変換された電力を、前記外部に対して情
報を表示または伝達するためのエネルギーである磁界ま
たは光または形または色または電波または音に変換する
ことが考えられる。
The information transmitting means converts the electric power converted by the receiving and energy converting means into a magnetic field, light, shape, color, radio wave, or sound, which is energy for displaying or transmitting information to the outside. It is possible to do.

【0016】前記受信兼エネルギー変換手段は、外部共
振回路との間で電磁誘導によって電力を発生する導電体
コイルおよび発振回路を有するものが適用できる。
As the receiving / energy converting means, one having a conductor coil for generating electric power by electromagnetic induction with an external resonance circuit and an oscillation circuit can be applied.

【0017】この場合、前記導電体コイルは立体形半導
体素子の外表面に巻き付くように形成されている。
In this case, the conductor coil is formed so as to be wound around the outer surface of the three-dimensional semiconductor element.

【0018】また、液体表面もしくは液中の所定の位置
で浮遊するための空洞部を有するものが好ましい。この
場合、液中に浮遊する立体形半導体素子の重心が、当該
素子の中心より下部に位置し、且つ、浮遊する液中で回
転しないで、安定した揺動をするものが好ましく、立体
形半導体素子のメタセンタが、該立体形半導体素子の重
心より、常に上部にあることがより好ましい。
Further, it is preferable to have a cavity for floating at a predetermined position in the liquid surface or in the liquid. In this case, it is preferable that the center of gravity of the three-dimensional semiconductor element floating in the liquid is located below the center of the element and does not rotate in the floating liquid and swings stably. More preferably, the metacenter of the device is always above the center of gravity of the three-dimensional semiconductor device.

【0019】また、本発明は、上記のような立体形半導
体素子が少なくとも1つ配されたインクタンクを特徴と
する。
Further, the present invention is characterized by an ink tank provided with at least one three-dimensional semiconductor element as described above.

【0020】この場合、前記立体形半導体素子の応答条
件がタンク内のインクによって異なることが好ましい。
具体的には、前記立体形半導体素子の応答条件がタンク
内のインクの色又は色材濃度又は物体によって異なる請
求項11に記載のインクタンク。
In this case, it is preferable that the response condition of the three-dimensional semiconductor element differs depending on the ink in the tank.
12. The ink tank according to claim 11, wherein the response condition of the three-dimensional semiconductor element differs depending on the color of ink in the tank, the color material concentration, or the object.

【0021】また、本発明は、上記のようなインクタン
クを複数個搭載したインクジェット記録装置を特徴とす
る。
Further, the present invention is characterized by an ink jet recording apparatus equipped with a plurality of ink tanks as described above.

【0022】この場合、各インクタンク内の立体形半導
体素子と電磁波を送受信する通信手段を有するインクジ
ェット記録装置であることが好ましい。さらに前記通信
手段は電磁波を発信する共振回路を有するが適用でき
る。
In this case, it is preferable that the ink jet recording apparatus has communication means for transmitting and receiving electromagnetic waves to and from the three-dimensional semiconductor element in each ink tank. Further, the communication means has a resonance circuit for transmitting an electromagnetic wave, but is applicable.

【0023】また、本発明は、立体形半導体素子を用い
た通信システムであって、前記立体形半導体素子をそれ
ぞれの中に配した複数の液体容器と、前記各立体形半導
体素子に形成された、導電体コイルを有する発振回路、
前記容器内の情報を入手する情報入手手段、外部より信
号を受信する受信手段および所定の応答条件を満たした
場合に外部へ情報を伝達する情報伝達手段と、前記複数
の液体容器の外に設置され、前記立体形半導体素子の発
振回路との間で電磁誘導によって電力を発生させるため
の外部共振回路と、前記立体形半導体素子の前記受信手
段および前記情報伝達手段とで双方向通信を行う外部通
信手段とを備えた通信システムを特徴とする。
Further, the present invention is a communication system using a three-dimensional semiconductor element, wherein a plurality of liquid containers each having the three-dimensional semiconductor element disposed therein, and each of the three-dimensional semiconductor elements are formed. An oscillation circuit having a conductor coil,
An information obtaining unit for obtaining information in the container, a receiving unit for receiving a signal from outside, and an information transmitting unit for transmitting information to the outside when a predetermined response condition is satisfied; and an information transmitting unit installed outside the plurality of liquid containers. An external resonance circuit for generating electric power by electromagnetic induction between the oscillation circuit of the three-dimensional semiconductor element and an external resonance circuit for performing two-way communication with the receiving means and the information transmission means of the three-dimensional semiconductor element A communication system comprising communication means is characterized.

【0024】この場合、前記応答条件は各容器に応じ
て、電磁誘導周波数又は通信プロトコルを異ならせてい
る。
In this case, the response conditions vary the electromagnetic induction frequency or communication protocol according to each container.

【0025】さらに、液中に浮遊する立体形半導体素子
の重心が、当該素子の中心より下部に位置し、且つ、浮
遊する液中で回転しないで、安定した揺動をするものが
好ましく、立体形半導体素子のメタセンタが、該立体形
半導体素子の重心より、常に上部にあることが好まし
い。
Further, it is preferable that the center of gravity of the three-dimensional semiconductor element floating in the liquid is located below the center of the element and does not rotate in the floating liquid and stably swings. Preferably, the metacenter of the semiconductor device is always above the center of gravity of the solid semiconductor device.

【0026】なお、本明細書中の「メタセンタ」とは、
釣り合いにある時の重量の作用線と、傾いたときの浮力
の作用線との交点を示す。
The term “metacenter” in the present specification means
It shows the intersection of the action line of weight when balanced and the action line of buoyancy when tilted.

【0027】また本明細書中の「立体形半導体素子」の
「立体形」とは、三角柱、球、半球体、四角柱、回転楕
円体、一軸回転体など、種々の立体形を全て含む。
The term "three-dimensional shape" of the "three-dimensional type semiconductor element" in the present specification includes all various three-dimensional shapes such as a triangular prism, a sphere, a hemisphere, a quadratic prism, a spheroid, and a uniaxial rotator.

【0028】またインクジェット記録装置に用いられる
場合、素子に電磁波の信号を供給する手段は回復ポジシ
ョン、リターンポジション、もしくはキャリッジ、ヘッ
ド等に設ければ良い。これ以外にも、電磁波の信号を供
給する手段を有する装置を用いれば、インクジェット記
録装置がなくてもインクタンク内部の状態を知ることが
でき、例えば工場や販売店で用いれば検査などに用いら
れる(品質保証)。
When used in an ink jet recording apparatus, means for supplying an electromagnetic signal to the element may be provided at the recovery position, return position, carriage, head, or the like. In addition, if an apparatus having a means for supplying an electromagnetic wave signal is used, the state of the inside of the ink tank can be known even without an ink jet recording apparatus. For example, when used in a factory or a store, it is used for inspection and the like. (quality assurance).

【0029】(作用)上記のとおりの立体形半導体素子
では、素子外部から非接触で電磁波の信号を与えると、
受信兼エネルギー変換手段はその電磁波を電力へと変換
し、この変換された電力により情報入手手段、判断手
段、情報蓄積手段、および情報伝達手段が起動する。判
断手段は、受信兼エネルギー変換手段で受信した電磁波
の信号が所定の応答条件を満たした場合に前記情報入手
手段により素子周囲の環境情報を入手させ、この入手情
報とこれに対応する前記情報蓄積手段に蓄積された情報
とを比較し、情報伝達の必要性を判断する。そして、情
報伝達の必要があると判断した場合に、判断手段は入手
情報を情報伝達手段により外部へ伝達させる。
(Operation) In the three-dimensional semiconductor device as described above, when a signal of an electromagnetic wave is given from outside the device in a non-contact manner,
The receiving / energy converting means converts the electromagnetic wave into electric power, and the converted electric power activates the information obtaining means, the determining means, the information storing means, and the information transmitting means. When the electromagnetic wave signal received by the reception / energy conversion unit satisfies a predetermined response condition, the determination unit causes the information obtaining unit to obtain environmental information around the element, and stores the obtained information and the information storage corresponding thereto. Compare the information stored in the means and determine the necessity of information transmission. Then, when it is determined that the information needs to be transmitted, the determining unit transmits the obtained information to the outside by the information transmitting unit.

【0030】このように外部からの電磁波の信号が所定
の応答条件を満たした場合のみ、周囲環境情報を入手し
て外部に伝達する通信機能を立体形の半導体素子に作り
込んでいるため、各素子ごとの周囲環境情報が独立して
得られる。また、3次元的に情報入手・伝達が可能なの
で、平板形の半導体素子を用いる場合と比べて、情報伝
達の方向の制限も少ない。このため、周囲環境情報の入
手、外部への伝達を効率良く行うことができる。
As described above, only when the external electromagnetic wave signal satisfies a predetermined response condition, the communication function of acquiring the surrounding environment information and transmitting it to the outside is built into the three-dimensional semiconductor element. Ambient environment information for each element can be obtained independently. Further, since information can be obtained and transmitted three-dimensionally, there is less restriction on the direction of information transmission as compared with the case where a flat semiconductor element is used. Therefore, it is possible to efficiently obtain the surrounding environment information and transmit it to the outside.

【0031】また、このような立体形半導体素子をイン
クタンク内に少なくとも一つ配することで、インクタン
ク内に収容したインクに関する情報や、タンク内の圧力
などをリアルタイムで外部の例えばインクジェット記録
装置に伝達させることが可能である。これは、例えばイ
ンク消費に伴って時々刻々と変化するタンク内の負圧量
を制御してインクジェット吐出を安定化する上で有利で
ある。
By arranging at least one such three-dimensional semiconductor element in an ink tank, information on the ink contained in the ink tank, pressure in the tank, and the like can be transferred in real time to an external device such as an ink jet recording apparatus. Can be transmitted. This is advantageous, for example, in controlling the amount of negative pressure in the tank that changes momentarily with the consumption of ink to stabilize inkjet discharge.

【0032】特に上記の立体形半導体素子を複数のイン
クタンク内にそれぞれ配置した場合、受信した電磁波の
信号が所定の応答条件を満たしたときのみ、受信信号に
応じた情報を入手して、蓄積情報との比較判断結果をそ
の入手情報とともに外部へ伝達できるので、応答条件を
タンク毎に変えれば、インクタンクごとの情報が独立し
て得られる。そのため、ユーザーは間違えることなく、
たとえばインクが無くなったインクタンクを交換するこ
とができる。
In particular, when the above-mentioned three-dimensional semiconductor element is arranged in each of a plurality of ink tanks, information corresponding to the received signal is obtained and stored only when the received electromagnetic wave signal satisfies a predetermined response condition. Since the result of the comparison with the information can be transmitted to the outside together with the obtained information, if the response condition is changed for each tank, the information for each ink tank can be obtained independently. So, without mistakes,
For example, an ink tank that has run out of ink can be replaced.

【0033】さらに、立体形半導体素子を動作させるた
めの電力を非接触で供給する構成であるので、素子の起
動のための電源をインクタンクに持たせたり、電力供給
用の配線を素子に接続する必要がなく、外部との直接的
な配線を施すことが困難な箇所に使用することができ
る。
Further, since the power for operating the three-dimensional semiconductor element is supplied in a non-contact manner, a power supply for starting the element is provided in the ink tank, and a power supply wiring is connected to the element. It can be used in places where direct wiring with the outside is difficult.

【0034】例えば、発振回路の導電体コイルを立体形
半導体素子の外表面に巻き付けるように形成することに
より、外部の共振回路との間で電磁誘導によって導電体
コイルに電力を発生させて、素子に非接触で電力を供給
することができる。
For example, by forming a conductor coil of an oscillation circuit around an outer surface of a three-dimensional semiconductor element, power is generated in the conductor coil by electromagnetic induction between the semiconductor coil and an external resonance circuit. Can be supplied with power in a contactless manner.

【0035】この場合、素子の外表面にはコイルが巻き
付けられているので、そのコイルのインダクタンスの大
きさはインクタンク内の例えばインクの残量、インク濃
度、インクpHに応じて変化する。したがって、発振回
路はそのインダクタンスの変化に応じて発振周波数を変
更するので、その変更される発振周波数の変化に基づい
てインクタンク内のインクの残量などを検出することも
可能である。
In this case, since a coil is wound around the outer surface of the element, the magnitude of the inductance of the coil changes according to, for example, the remaining amount of ink, the ink concentration, and the ink pH in the ink tank. Therefore, since the oscillation circuit changes the oscillation frequency in accordance with the change in the inductance, it is also possible to detect the remaining amount of the ink in the ink tank and the like based on the change in the changed oscillation frequency.

【0036】そして、立体形半導体素子は、液中に浮遊
するための空洞部を有するとともに、素子の重心が、当
該素子の中心より下部に位置するように形成されている
ので、例えば、インクジェット記録装置に搭載された記
録ヘッドおよびインクタンクが、シリアルに動作し、イ
ンクタンク内のインクが上下左右に揺動しても、安定し
てインクタンク内のインク中に浮遊しながら、インクに
関する情報や、タンク内の圧力などを精度良く検出する
ことができる。その上、素子に形成した上記の発振回路
のコイルを、外部の共振回路のコイルに対して安定した
位置で保持し、常に安定した双方向通信をも可能にす
る。
The three-dimensional semiconductor element has a cavity for floating in a liquid and the center of gravity of the element is formed below the center of the element. The print head and ink tank mounted on the device operate serially, and even if the ink in the ink tank swings up, down, left, and right, the information and information about the ink are stably suspended in the ink in the ink tank. , The pressure in the tank and the like can be accurately detected. In addition, the coil of the oscillation circuit formed on the element is held at a stable position with respect to the coil of the external resonance circuit, and stable two-way communication is always possible.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。特に、各色のインクタンク
中にそれぞれ立体形半導体素子を配置した場合の実施形
態について詳細に説明する。尚、この素子はインクタン
クのみに収納するものでなく、他の対象物中に配して用
いても同様の効果が得られる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In particular, an embodiment in which three-dimensional semiconductor elements are arranged in ink tanks of each color will be described in detail. It should be noted that this element is not housed only in the ink tank, and the same effect can be obtained by arranging it in another object.

【0038】(第1の実施の形態)図1は本発明の第1
の実施の形態によるインクジェット記録装置を示す概略
構成図である。この図に示す形態のインクジェット記録
装置600には、印字記録のためにインク滴を吐出する
液体吐出ヘッド(不図示)と、その液体吐出ヘッドに供
給される液体を保持する各色のインクタンク500が搭
載されるキャリッジ607が設けられている。各色のイ
ンクタンク500としてはブラックB、シアンC、マゼ
ンタM、イエローYの4種類の色のタンクが搭載されて
いる。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
1 is a schematic configuration diagram illustrating an inkjet recording apparatus according to an embodiment. In the ink jet recording apparatus 600 of the embodiment shown in this figure, a liquid discharge head (not shown) for discharging ink droplets for print recording, and ink tanks 500 of each color for holding liquid supplied to the liquid discharge head are provided. A carriage 607 to be mounted is provided. As the ink tanks 500 of the respective colors, four types of tanks of black B, cyan C, magenta M, and yellow Y are mounted.

【0039】各色のインクタンクにはそれぞれ応答条件
が異なる通信機能を有する立体形半導体素子11が配さ
れていて、インクタンク500外に設けられたインクジ
ェット記録装置600の通信回路150と通信可能とな
っている。
The ink tank of each color is provided with a three-dimensional semiconductor element 11 having a communication function having different response conditions, and can communicate with the communication circuit 150 of the ink jet recording apparatus 600 provided outside the ink tank 500. ing.

【0040】通信回路150は周波数変調器152と誘
導コイル151からなる共振回路102によって、イン
クタンク500に設けられた立体形半導体素子11の通
信手段と通信可能になっている。立体形半導体素子11
は共振回路102の電磁誘導による共振で通信できる構
成になっている。このような通信機能を持たせるため
に、立体形半導体素子11の表面には図2に示すように
誘導コイルLが巻き付けられている。また、各色ごとの
素子の応答条件を変更するために、特に本例では各色ご
とに立体形半導体素子上のコイルLの巻き数や長さなど
を変えて、各色ごとの立体形半導体素子11においてそ
れぞれ共振周波数を異ならせている。通信回路150は
周波数変調器152により電磁誘導周波数を変調するこ
とが可能で、これにより通信したい色に対応した立体形
半導体素子の共振周波数に同調させて、色ごとに独立し
た通信を可能としている。例えば通信回路150によっ
てシアン色に対応する共振周波数に同調させた信号を送
ると、その信号に対しシアン色のタンク内の素子のみが
応答する。
The communication circuit 150 can communicate with the communication means of the three-dimensional semiconductor element 11 provided in the ink tank 500 by the resonance circuit 102 including the frequency modulator 152 and the induction coil 151. Three-dimensional semiconductor element 11
Is configured to be able to communicate by resonance of the resonance circuit 102 due to electromagnetic induction. In order to provide such a communication function, an induction coil L is wound around the surface of the three-dimensional semiconductor element 11 as shown in FIG. Further, in order to change the response condition of the element for each color, particularly in this example, the number of turns and the length of the coil L on the three-dimensional semiconductor element are changed for each color, and the three-dimensional semiconductor element 11 for each color is changed. Each has a different resonance frequency. The communication circuit 150 can modulate the electromagnetic induction frequency by the frequency modulator 152, thereby tuning to the resonance frequency of the three-dimensional semiconductor element corresponding to the color to be communicated, and enabling independent communication for each color. . For example, when a signal tuned to the resonance frequency corresponding to cyan by the communication circuit 150 is sent, only the elements in the cyan tank respond to the signal.

【0041】また、立体形半導体素子11は誘導コイル
Lを備えているため、このコイルを用いて発振回路を組
むと、上記のような通信回路150の共振回路102に
よる電磁誘導を電力に変換することが出来る。このた
め、素子内に作り込まれた回路を起動するための電力供
給が非接触で行なえる。
Further, since the three-dimensional semiconductor element 11 has the induction coil L, if an oscillation circuit is formed using this coil, the electromagnetic induction by the resonance circuit 102 of the communication circuit 150 as described above is converted into electric power. I can do it. Therefore, power can be supplied in a non-contact manner to start a circuit built in the element.

【0042】上記のようなインクジェット記録装置で
は、例えばシアン色のタンクと情報のやりとりを行なう
ため、そのタンクに向けて通信回路150より、シアン
色に対応する共振周波数に等しい周波数の信号を電磁波
12で送ると、シアン色のタンク内の素子のコイルにお
いて電磁誘導により電力が発生し、その素子内の回路を
起動させることができる。そのため、素子内の回路に素
子周囲の環境情報を入手する手段やその環境情報を外部
に伝達する手段を設けておけば、シアン色のタンク内情
報を検知し外部に知らせることができる。
In the ink jet recording apparatus as described above, in order to exchange information with, for example, a cyan tank, a signal having a frequency equal to the resonance frequency corresponding to the cyan color is transmitted from the communication circuit 150 toward the tank. , Power is generated by electromagnetic induction in the coil of the element in the cyan tank, and the circuit in the element can be activated. Therefore, if means for obtaining environmental information around the element and means for transmitting the environmental information to the outside are provided in the circuit in the element, the information in the tank in cyan can be detected and notified to the outside.

【0043】図3は各色ごとに配される立体形半導体素
子11の内部構成および外部とのやり取りを表したブロ
ック構成図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the internal structure of the three-dimensional semiconductor element 11 arranged for each color and the exchange with the outside.

【0044】立体形半導体素子11は、記録装置600
内の通信回路150から送られてきた電磁波12の信号
を受信し、その電磁波12を電力13に変換する受信兼
エネルギー変換手段(コイルを備えた発振回路)14
と、通信兼エネルギー変換手段14で得た電力により起
動する情報入手手段15と判断手段16と情報蓄積手段
17と情報伝達手段18を備えている。通信手段14、
情報入手手段15および情報伝達手段18は立体形半導
体素子11の表面もしくは表面付近に形成されているこ
とが望ましい。
The three-dimensional semiconductor element 11 includes a recording device 600.
Receiving and energy converting means (oscillation circuit having a coil) 14 for receiving a signal of the electromagnetic wave 12 transmitted from the communication circuit 150 therein and converting the electromagnetic wave 12 into electric power 13
And an information acquisition unit 15, a determination unit 16, an information storage unit 17, and an information transmission unit 18 which are activated by the power obtained by the communication and energy conversion unit 14. Communication means 14,
The information obtaining means 15 and the information transmitting means 18 are desirably formed on or near the surface of the three-dimensional semiconductor element 11.

【0045】判断手段16は、受信兼エネルギー変換手
段(コイルを備えた発振回路)14が受信した電磁波1
2によって共振している場合は電磁波12の信号を受け
入れ、共振しない場合は受け入れない。そして、電磁波
12の信号を受け入れると、情報入手手段15に素子1
1の周囲環境情報であるインクタンク内の情報(例え
ば、インク残量、インク色材濃度、ph、温度など)を
入手させ、この入手したタンク内部情報と情報蓄積手段
17に記憶してある情報とを比較し、入手したタンク内
部情報を外部へ伝達する必要があるかを判断する。情報
蓄積手段17は、入手するタンク内部情報と比較する諸
条件や情報入手手段15より入手したタンク内部情報を
蓄積する。ここで、情報蓄積手段17に予め設定してあ
る条件に基づく判断手段16の判断は、例えばインク残
量が2ミリリットル以下になったり、インクのphが大きく変
化したりした為にタンク交換が必要との判断を行うこと
が挙げられる。
The judging means 16 receives the electromagnetic wave 1 received by the receiving / energy converting means (oscillation circuit having a coil) 14.
2 resonates, the signal of the electromagnetic wave 12 is accepted, and if it does not resonate, it is not accepted. When the signal of the electromagnetic wave 12 is received, the information
The information (for example, remaining amount of ink, ink color material concentration, pH, temperature, etc.) in the ink tank, which is the ambient environment information of 1, is obtained, and the obtained tank internal information and the information stored in the information storage unit 17 are obtained. To determine whether it is necessary to transmit the obtained tank internal information to the outside. The information storage unit 17 stores various conditions to be compared with the obtained tank internal information and the tank internal information obtained from the information obtaining unit 15. Here, the judgment by the judging means 16 based on the condition preset in the information storage means 17 is based on the condition that the tank needs to be replaced because the remaining amount of ink has become less than 2 milliliters or the ph of the ink has changed greatly. Is determined.

【0046】情報伝達手段18は、判断手段16の命令
によって電力を、タンク内情報を外部へ伝達するための
エネルギーに変換して、外部へインク内部情報を表示、
伝達する。この伝達するためのエネルギーは磁界、光、
形、色、電波、音などを使用することが可能であり、例
えばインク残量が2ミリリットル以下になったと判断された場
合には音を鳴らしてタンク交換が必要であることを外部
に伝達する。また、伝達先はインクジェット記録装置の
通信回路150のみでなく、特に光、形、色や音などの
場合は人の視覚や聴覚に伝達してもよい。さらに、イン
ク残量が2ミリリットル以下になったと判断された場合には音
で、インクのphが大きく変化したときには光で知らせ
るなど、情報に応じてその伝達方法を変えてもよい。
The information transmitting means 18 converts the electric power into energy for transmitting the information in the tank to the outside according to the command of the determining means 16 and displays the information inside the ink to the outside.
introduce. The energy for this transmission is magnetic, light,
It is possible to use shapes, colors, radio waves, sounds, etc. For example, if it is determined that the ink level is less than 2 milliliters, a sound is emitted to inform the outside that the tank needs to be replaced. . In addition, the transmission destination is not limited to the communication circuit 150 of the ink jet recording apparatus, and particularly in the case of light, shape, color, sound, and the like, the transmission may be performed to human vision or hearing. Further, the transmission method may be changed according to the information, such as by sound when it is determined that the remaining amount of ink is 2 milliliters or less, and by light when the ph of the ink is largely changed.

【0047】本形態によれば、各色のインクタンクにそ
れぞれ異なる周波数で応答する通信機能を有する立体形
半導体素子を配しているので、所望の色のタンクと個別
に情報のやりとりを行なうことができる。
According to the present embodiment, since the three-dimensional semiconductor elements having the communication function of responding at different frequencies to the ink tanks of the respective colors are arranged, it is possible to individually exchange information with the tanks of the desired color. it can.

【0048】また、各色ごとの立体形半導体素子は記録
装置本体側に設けられた通信回路からの電磁波を素子内
の判断手段や情報入手手段、情報伝達手段などを起動す
る電力に変換するため、外部と直接的な電気的配線を行
う必要がなくなり、外部と直接的な電気的配線を行うこ
とが困難なインク中など、対象物中のどの個所であって
も素子を使用することができる。インク中に素子を配す
れば、インクの状態をリアルタイムで正確に把握するこ
とが可能となる。さらに、素子を動作させるための起電
力を蓄積する手段(本例では電源)を配置する必要がな
くなるため、素子の小型化が可能となり、狭い個所であ
っても素子を使用することができる。
The three-dimensional semiconductor element for each color converts an electromagnetic wave from a communication circuit provided on the main body of the recording apparatus into electric power for activating a judging means, information obtaining means, information transmitting means and the like in the element. There is no need to perform direct electrical wiring with the outside, and the element can be used at any location in the target object, such as in ink where it is difficult to perform direct electrical wiring with the outside. By arranging the elements in the ink, the state of the ink can be accurately grasped in real time. Further, since there is no need to arrange a means (power supply in this example) for accumulating an electromotive force for operating the element, the element can be reduced in size, and the element can be used even in a narrow place.

【0049】(第2の実施の形態)次に、他の実施の形
態について説明する。立体形半導体素子の基本構成は図
3に示した形態と同様となっているが、通信における応
答条件が異なる。よって説明において第1の実施の形態
と同一部品には同一符号を用いる。本形態の場合、各色
のインクタンク内の素子全てに対し、第1の実施の形態
と異なり通信のために同調させる周波数は同じである
(素子上のコイルLの巻き数や長さなどで決まる共振周
波数は各色素子すべて同じである)が、各色のタンク内
にそれぞれ配される素子ごとに異なるディジタルID識
別機能を持たせ、通信したい色のタンクをディジタルI
Dにより識別して、通信を許可するか不可にするかを判
断する。
(Second Embodiment) Next, another embodiment will be described. Although the basic configuration of the three-dimensional semiconductor element is the same as that of the embodiment shown in FIG. 3, the response condition in communication is different. Therefore, in the description, the same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment. In the case of this embodiment, the frequency tuned for communication is the same for all the elements in the ink tank of each color, unlike the first embodiment (determined by the number of turns and the length of the coil L on the element, etc.). The resonance frequency is the same for each color element), but a different digital ID identification function is provided for each element arranged in the tank of each color, and the tank of the color desired to be communicated is assigned a digital I / O.
D to determine whether to permit or disable communication.

【0050】図4は、記録装置本体側の通信回路150
と立体形半導体素子11の間で電磁誘導によりディジタ
ルIDをやり取りする概念の説明図である。この図を参
照すると、まずディジタルIDをD3h(hはD3が1
6進数表示であることを示す添え字である。)とすると
(同図(a))、通信回路150はこれを2進数「11
010011」に変換し(同図(b))、これに対応し
た電磁誘導波形にする(同図(c))。ディジタル値1
を1周期の正弦波、0を出力0とする。これを通信回路
150により電磁誘導で発信すると(同図(d))、イ
ンクタンク内の立体形半導体素子11は同調して、素子
11上のコイルLで同様の波形を得る(同図(e))。
これを素子11はコンパレータ回路等でディジタル2進
数列に変換し(同図(f))、ディジタルIDであるD
3hを得ることができる(同図(g))。
FIG. 4 shows a communication circuit 150 on the recording apparatus main body side.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a concept of exchanging a digital ID between the device and a three-dimensional semiconductor element 11 by electromagnetic induction. Referring to this figure, first, the digital ID is set to D3h (h is D1 is 1).
This is a suffix indicating hexadecimal notation. ) (FIG. 10A), the communication circuit 150 converts this into the binary number “11”.
010011 "((b) in the figure) and a corresponding electromagnetic induction waveform ((c) in the figure). Digital value 1
Is a sine wave of one cycle, and 0 is an output 0. When this is transmitted by electromagnetic induction by the communication circuit 150 (FIG. 10D), the three-dimensional semiconductor element 11 in the ink tank is tuned, and a similar waveform is obtained by the coil L on the element 11 (FIG. )).
The element 11 is converted into a digital binary sequence by a comparator circuit or the like ((f) in the figure), and the digital ID D
3h can be obtained ((g) in the figure).

【0051】このようなディジタルIDのやり取りを用
いて特定の色のタンク内情報を入手する動作フローを図
4に示す。この図を参照すると、まず、通信したいイン
クタンクの応答条件のID(この場合、ディジタルID
のD3hとする)を選択すると、通信回路150はこれ
を2進数配列にシフトレジスター等(図示せず)で変換
し、この配列に対応した電磁誘導波形に変換して送信す
る。変換は例えば2進数配列と同周期の正弦波をAND
ゲートで乗算することで行なう。立体形半導体素子11
はコイルで、送信された電磁誘導波形と同じ波形を入手
する。これを立体形半導体素子11内の判断手段16に
設けられた変換器で2進数に変換し16進数を得る。
FIG. 4 shows an operation flow of obtaining information in the tank of a specific color using such exchange of digital IDs. Referring to this figure, first, the response condition ID (in this case, the digital ID
When D3h is selected, the communication circuit 150 converts this into a binary array using a shift register or the like (not shown), converts it into an electromagnetic induction waveform corresponding to this array, and transmits it. For conversion, for example, a sine wave having the same cycle as the binary
This is performed by multiplying by a gate. Three-dimensional semiconductor element 11
Is a coil and obtains the same waveform as the transmitted electromagnetic induction waveform. This is converted into a binary number by a converter provided in the judging means 16 in the three-dimensional semiconductor element 11 to obtain a hexadecimal number.

【0052】そして判断手段16は、入手した16進数
のIDを情報蓄積手段17に予め記憶されている16進
数の識別IDと比較する。比較が一致した場合はIDの
後に続く情報を受け入れ、一致しない場合は受け入れな
い。
Then, the judging means 16 compares the obtained hexadecimal ID with the hexadecimal identification ID stored in the information storage means 17 in advance. If the comparisons match, the information following the ID is accepted, otherwise the information is not accepted.

【0053】上記のように情報を受け入れると、図3で
示したように判断手段16は、この情報に応じて情報入
手手段15に素子11の周囲環境情報であるインクタン
ク内の情報(例えばインクの濃度、残量、物性など)を
入手させ、この入手したタンク内部情報と情報蓄積手段
17に記憶してある情報とを比較し、入手したタンク内
部情報を外部へ伝達する必要があるかを判断する。情報
伝達手段18は、判断手段16の命令によって電力を、
タンク内情報を外部へ伝達するためのエネルギーに変換
して、外部へインク内部情報を表示、伝達する。
When the information is received as described above, as shown in FIG. 3, the judging means 16 sends the information (for example, ink Concentration, remaining amount, physical properties, etc.), and compares the obtained tank internal information with the information stored in the information storage means 17 to determine whether it is necessary to transmit the obtained tank internal information to the outside. to decide. The information transmitting means 18 supplies electric power according to a command of the determining means 16,
The information in the tank is converted into energy for transmission to the outside, and the information inside the ink is displayed and transmitted to the outside.

【0054】本形態によれば、各色のインクタンクにそ
れぞれ異なるID識別を用いた通信プロトコルで応答す
る通信機能を有する立体形半導体素子を配しているの
で、第1の実施の形態と同様、所望の色のタンクと個別
に情報のやりとりを行なうことができ、また、素子内の
回路を起動させる電源供給を非接触で行なえるため、配
線が困難なインク中でも使用できる。
According to the present embodiment, since the three-dimensional semiconductor element having the communication function of responding with the communication protocol using the different ID identification is arranged in each color ink tank, the same as in the first embodiment. Since information can be individually exchanged with a tank of a desired color, and power supply for activating a circuit in the element can be performed in a non-contact manner, it can be used even in ink where wiring is difficult.

【0055】さらに本形態は、ディジタルIDによっ
て、各色のインクタンクを識別した事により、第1の実
施の形態の構成よりも非常に多くの種類のタンクを扱う
ことが可能となる。
Further, in this embodiment, since the ink tank of each color is identified by the digital ID, it is possible to handle a much larger number of types of tanks than in the configuration of the first embodiment.

【0056】[0056]

【実施例】次に、本発明の立体形半導体素子をインクタ
ンク内に配置する場合の好ましい具体例を更に詳しく説
明する。
Next, a preferred embodiment in which the three-dimensional semiconductor device of the present invention is arranged in an ink tank will be described in more detail.

【0057】まず、本発明の立体形半導体素子に適用可
能な情報入手手段を例に挙げる。上記の実施の形態で説
明したように、立体形半導体素子をインクタンク内に配
置する場合、球状シリコンに作り込まれる情報入手手段
としては、(1)SiO2膜やSiN膜をイオン感応膜
として作り、インクのpHを検知するセンサーや、
(2)ダイヤフラム構造を有し、タンク内の圧力変化を
検知する圧力センサーや、(3)光を熱エネルギーに変
換し、焦電効果を有するフォトダイオードを作り込み、
現在の位置を検出し、インク残量を検知するセンサー
や、(4)材料の導電効果を用いて、タンク内の水分量
により、インク有無を検知するセンサー等を挙げられ
る。
First, information obtaining means applicable to the three-dimensional semiconductor device of the present invention will be described as an example. As described in the above embodiment, when a three-dimensional semiconductor element is arranged in an ink tank, information acquisition means built into spherical silicon includes (1) a SiO 2 film or a SiN film as an ion-sensitive film. Sensor to detect the pH of the ink,
(2) a pressure sensor that has a diaphragm structure and detects a pressure change in the tank, and (3) a photodiode that converts light into heat energy and has a pyroelectric effect.
Examples include a sensor that detects the current position and detects the remaining amount of ink, and (4) a sensor that detects the presence or absence of ink based on the amount of water in the tank using the conductive effect of the material.

【0058】次に、本発明の立体形半導体素子に適用可
能な受信兼エネルギー変換手段の具体例を挙げる。図6
は本発明の立体形半導体素子の構成要素である受信兼エ
ネルギー変換手段の電力発生原理を説明するための図で
ある。
Next, specific examples of the receiving and energy converting means applicable to the three-dimensional semiconductor device of the present invention will be described. FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of power generation of the receiving and energy converting means which is a component of the three-dimensional semiconductor device of the present invention.

【0059】図6において、外部共振回路101のコイ
ルLaに隣接して、発振回路102の導電体コイルLを
置き、外部共振回路101を通じてコイルLaに電流I
aを流すと、電流Iaによって発振回路102のコイル
Lを貫く磁束Bが生じる。ここで、電流Iaを変化させ
るとコイルLを貫く磁束Bが変化するので、コイルLに
は誘導起電力Vが生じる。したがって、球状シリコンに
受信兼エネルギー変換手段としての発振回路102を作
り込み、素子外部の例えばインクジェット記録装置の通
信回路150に外部共振回路101を、素子側の発振回
路102の導電体コイルLと素子外部の共振回路101
のコイルLaとが隣接するように配設する事により、外
部からの電磁誘導による誘導起電力で、素子を動作させ
る電力を発生することが出来る。
In FIG. 6, the conductor coil L of the oscillation circuit 102 is placed adjacent to the coil La of the external resonance circuit 101, and the current I is applied to the coil La through the external resonance circuit 101.
When a flows, a current Ia generates a magnetic flux B that passes through the coil L of the oscillation circuit 102. Here, when the current Ia is changed, the magnetic flux B passing through the coil L changes, so that an induced electromotive force V is generated in the coil L. Therefore, the oscillating circuit 102 as a receiving / energy converting means is formed in the spherical silicon, the external resonance circuit 101 is provided in the communication circuit 150 of the ink jet recording apparatus outside the element, and the conductor coil L of the oscillating circuit 102 on the element side and the External resonance circuit 101
Is arranged adjacent to the coil La, power for operating the element can be generated by induced electromotive force due to electromagnetic induction from the outside.

【0060】また、球状シリコンに受信兼エネルギー変
換手段として作り込んだ発振回路102の巻き数Nのコ
イルLを貫く磁束Bは、外部共振回路101のコイルL
aの巻き数Naと電流Iaの積に比例するから、比例定
数をkとして、
The magnetic flux B penetrating the coil L having the number of turns N of the oscillation circuit 102 built in the spherical silicon as the receiving and energy converting means is supplied to the coil L of the external resonance circuit 101.
a is proportional to the product of the number of turns Na of a and the current Ia.

【0061】[0061]

【数1】 B=k*Na*Ia コイルLに生じる起電力Vは、B = k * Na * Ia The electromotive force V generated in the coil L is

【0062】[0062]

【数2】 V=−N{dB/dt} =−kNaN{dIa/dt} =−M{dIa/dt} ここで、磁束Bは、コイルの磁心の透磁率をμa、磁界
をHとすると、
V = −N {dB / dt} = − kNaN {dIa / dt} = − M {dIa / dt} Here, the magnetic flux B is represented by μa, the magnetic permeability of the magnetic core of the coil, and H as the magnetic field. ,

【0063】[0063]

【数3】 B=μaH(z) ={μaaaa 2/2(ra 2+z23/2 となる。ここで、zは、外部共振回路のコイルと球状シ
リコンに作り込んだコイルとの距離を示している。
Equation 3] B = μaH (z) = { μ a N a I a r a 2/2 (r a 2 + z 2) becomes 3/2. Here, z indicates the distance between the coil of the external resonance circuit and the coil formed in the spherical silicon.

【0064】式の相互インダクタンス:Mは、The mutual inductance of the equation: M is

【0065】[0065]

【数4】 M={μN/μaIa}∫sB・dS ={μμaa 2aNS/2μo(ra 2+z23/2} となる。ここで、μoは、真空の透磁率である。Equation 4] becomes M = {μN / μaIa} ∫ s B · dS = {μμ a r a 2 N a NS / 2μ o (r a 2 + z 2) 3/2}. Here, μ o is the magnetic permeability of vacuum.

【0066】そして、球状シリコンに作り込んだ発振回
路のインピーダンス:Zは、
Then, the impedance: Z of the oscillation circuit built in the spherical silicon is

【0067】[0067]

【数5】 Z(ω)=R+j{ωL−(1/ωC)} と表され、外部共振回路のインピーダンス:Zaは、[Mathematical formula-see original document] Z ([omega]) = R + j {[omega] L- (1 / [omega] C)}, and the impedance Za of the external resonance circuit is

【0068】[0068]

【数6】 Za(ω)=Ra+jωLa−{ω22/Z(ω)} となる.ここで、Jは、磁化を表している。そして、こ
の外部共振回路が共振(電流値:Iaが最大になると
き)した時のインピーダンス:Zoは、
[Formula 6] Za (ω) = Ra + jωLa− {ω 2 M 2 / Z (ω)} Here, J represents magnetization. Then, the impedance: Zo when this external resonance circuit resonates (when the current value: Ia is maximized) is:

【0069】[0069]

【数7】 Zo(ωo)=Ra+jLaωo−(ωo 22/R) となり、この共振回路の位相の遅れ:φは、[Equation 7] Zo (ωo) = Ra + jLaωo- (ω o 2 M 2 / R) , and the phase delay of the resonant circuit: φ is,

【0070】[0070]

【数8】 tanφ={jLaωo−(ωo 22/R)}/R となる。Equation 8] tan [phi = a {jLaωo- (ω o 2 M 2 / R)} / R.

【0071】そして、この外部共振回路の共振周波数:
foは、
Then, the resonance frequency of this external resonance circuit:
fo is

【0072】[0072]

【数9】 fo=1/2π(LC)1/2 で求められる。[Formula 9] fo = 1 / 2π (LC) 1/2

【0073】上記のような関係から、球状シリコンに作
り込んだ発振回路102のインピーダンスが、インクタ
ンク内のインクの変化に応じて可変すると、外部共振回
路101の周波数を変化させて、外部共振回路101の
インピーダンスの振幅および位相差に、上記のインクの
変化が表れてくる。さらには、この位相差や振幅には、
インク残量(即ち、zの変化)も含まれている。
From the above relationship, when the impedance of the oscillation circuit 102 formed in the spherical silicon is changed according to the change of the ink in the ink tank, the frequency of the external resonance circuit 101 is changed to change the frequency of the external resonance circuit. The above-mentioned change of the ink appears in the amplitude and phase difference of the impedance 101. Furthermore, this phase difference and amplitude
The remaining ink amount (that is, change in z) is also included.

【0074】例えば、外部共振回路101の共振周波数
を可変することで、球状シリコンに作り込んだ発振回路
102からの出力(インピーダンス)が、周囲の環境変
化に応じて、変化するので、この周波数依存性を検出す
ることで、インクの有無やインク残量を検出することが
出来る。
For example, by changing the resonance frequency of the external resonance circuit 101, the output (impedance) from the oscillation circuit 102 formed in spherical silicon changes according to the change in the surrounding environment. The presence or absence of ink and the remaining amount of ink can be detected by detecting the ink property.

【0075】したがって、球状シリコンに作り込む発振
回路は、電力を発生させるエネルギー発生手段としての
みならず、その発振回路と外部共振回路との関係で、タ
ンク内のインクの変化を検知する手段の一部としても使
用することが可能である。
Therefore, the oscillating circuit formed in the spherical silicon is not only an energy generating means for generating electric power, but also a means for detecting a change in ink in the tank in relation to the oscillating circuit and the external resonance circuit. It can also be used as a unit.

【0076】次に、本発明の立体形半導体素子の製造方
法について説明する。図7は、本発明の立体形半導体素
子の製造方法の一例を説明するための工程図であり、各
工程を球状シリコンの中心を通る断面で示している。ま
た、ここでは、球状シリコンの重心を中心より下部にな
るように作成し、且つ、球面体内部の上部を空洞にし
て、更に、その空洞部を気密状態に保持する製造方法を
例に挙げる。
Next, a method of manufacturing a three-dimensional semiconductor device according to the present invention will be described. FIG. 7 is a process chart for explaining an example of the method for manufacturing a three-dimensional semiconductor device of the present invention, and shows each process in a cross section passing through the center of the spherical silicon. Further, here, a manufacturing method in which the center of gravity of the spherical silicon is formed lower than the center, the upper part inside the spherical body is made hollow, and the hollow part is kept in an airtight state is taken as an example.

【0077】図7(a)に示す球状シリコンに対し、そ
の全表面上に図7(b)に示すように熱酸化のSiO2
膜202を形成した後、図7(c)に示すようにSiO
2膜の一部に開口203を形成するため、フォトリソグ
ラフィプロセスを用いて、パターニングをする。
[0077] Figure 7 to the spherical silicon shown in (a), the thermally oxidized SiO 2 as shown in FIG. 7 (b) on its entire surface
After forming the film 202, as shown in FIG.
In order to form an opening 203 in a part of the two films, patterning is performed using a photolithography process.

【0078】そして、図7(d)に示すように、開口2
03を通じてのKOH溶液を用いた異方性エッチングに
より、上部のシリコン部分のみ除去し、空洞部204を
形成する。その後、図7(e)に示すように、LPCV
D法を用いて、立体形素子の内外表面にSiN膜205
を形成する。
Then, as shown in FIG.
Anisotropic etching using a KOH solution through step 03 removes only the upper silicon portion to form a cavity 204. Thereafter, as shown in FIG.
Using the D method, a SiN film 205 is formed on the inner and outer surfaces of the three-dimensional device.
To form

【0079】更に、図7(f)に示すように、メタルC
VD法を用いて、立体形素子の全表面上にCu膜206
を形成する。そして、図7(g)に示すように、周知の
フォトリソグラフィプロセスを用いてCu膜206をパ
ターニングし、発振回路の一部である巻き数Nの導電体
コイルLを形成する。その後、導電体コイルLを形成し
た立体形半導体素子を真空装置から大気中に出し、上部
の開口203を樹脂や栓などの封止部材207で塞ぎ、
球面体内部の空洞部204を密閉状態にする。このよう
に製造すれば、シリコンからなる立体形半導体素子自体
に浮力を持たせることが出来る。
Further, as shown in FIG.
Using a VD method, a Cu film 206 is formed on the entire surface of the three-dimensional device.
To form Then, as shown in FIG. 7G, the Cu film 206 is patterned by using a well-known photolithography process to form a conductor coil L having a number of turns N, which is a part of the oscillation circuit. Thereafter, the three-dimensional semiconductor element on which the conductor coil L is formed is taken out of the vacuum device into the atmosphere, and the upper opening 203 is closed with a sealing member 207 such as a resin or a plug.
The cavity 204 inside the spherical body is closed. By manufacturing in this way, the three-dimensional semiconductor element itself made of silicon can have buoyancy.

【0080】また、このような浮遊型の立体形半導体素
子に形成しておくコイルL以外の駆動回路素子はN−M
OS回路を用いている。図8に、N−MOS回路を縦断
するように切断した模式的断面図を示す。
The drive circuit elements other than the coil L formed in such a floating type three-dimensional semiconductor element are NM
An OS circuit is used. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the N-MOS circuit cut in a longitudinal direction.

【0081】図8によれば、P導電体のSi基板401
に、一般的なMosプロセスを用いたイオンプランテー
ション等の不純物導入および拡散により、N型ウェル領
域402にP−Mos450が構成され、P型ウェル領
域403にN−Mos451が構成されている。P−M
os450およびN−Mos451は、それぞれ厚さ数
百オンク゛ストロームのゲート絶縁膜408を介して、4000オ
ンク゛ストローム以上5000オンク゛ストローム以下の厚さにCVD法
で堆積したpoly−Siによるゲート配線415、お
よびN型あるいはP型の不純物導入をしたソース領域4
05、ドレイン領域406等で構成され、それらP−M
os450とN−Mos451によりC−Mosロジッ
クが構成されている。
Referring to FIG. 8, a P conductive Si substrate 401 is formed.
In addition, a P-Mos 450 is formed in the N-type well region 402 and an N-Mos 451 is formed in the P-type well region 403 by introducing and diffusing impurities such as ion plantation using a general Mos process. PM
The os 450 and the N-Mos 451 are formed through a gate insulating film 408 having a thickness of several hundred angstroms and have a thickness of 4000 to 5000 angstroms by poly-Si deposited by a CVD method. Region 4 into which impurity of the type is introduced
05, the drain region 406, etc.
os450 and N-Mos451 constitute a C-Mos logic.

【0082】素子駆動用のN−Mosトランジスタ30
1は、やはり不純物導入および拡散等の工程により、P
型ウェル基板402上のドレイン領域411、ソース領
域412およびゲート配線413等で構成されている。
N-Mos transistor 30 for element driving
No. 1 is obtained by the steps of impurity introduction and diffusion.
It comprises a drain region 411, a source region 412, a gate wiring 413, and the like on the mold well substrate 402.

【0083】ここで、素子駆動ドライバとしてN−Mo
sトランジスタ301を使うと、1つのトランジスタを
構成するドレインゲート間の距離Lは、最小値で約10
μmとなる。その10μmの内訳の1つは、ソースとド
レインのコンタクト417の幅であり、それらの幅分は
2×2μmであるが、実際は、その半分が隣のトランジ
スタとの兼用となるため、その1/2の2μmである。
内訳の他は、コンタクト417とゲート413の距離分
の2×2μmの4μmと、ゲート413の幅分の4μm
であり、合計10μmとなる。
Here, N-Mo is used as an element driving driver.
When the s-transistor 301 is used, the distance L between the drain and the gate constituting one transistor is about 10 at minimum.
μm. One of the breakdowns of the 10 μm is the width of the source and drain contacts 417, and the width of the contact 417 is 2 × 2 μm. 2, 2 μm.
Other than that, 4 μm of 2 × 2 μm for the distance between the contact 417 and the gate 413 and 4 μm for the width of the gate 413
And the total is 10 μm.

【0084】各素子間には、5000オンク゛ストローム以上1
0000オンク゛ストローム以下の厚さのフィールド酸化により
酸化膜分離領域453が形成され、素子分離されてい
る。このフィールド酸化膜は、一層目の蓄熱層414と
して作用する。
Between each element, 5000 angstroms or more and 1
An oxide film isolation region 453 is formed by field oxidation having a thickness of 0000 angstroms or less, and the elements are isolated. This field oxide film functions as the first heat storage layer 414.

【0085】各素子が形成された後、層間絶縁膜416
が約7000オンク゛ストロームの厚さにCVD法によるPS
G、BPSG膜等で堆積され、熱処理により平坦化処理
等をされてから、コンタクトホールを介して、第1の配
線層となるAl電極417により配線が行なわれてい
る。その後、プラズマCVD法によるSiO2膜等の層
間絶縁膜418を10000オンク゛ストローム以上15000オ
ンク゛ストローム以下の厚さに堆積し、更にスルーホールを形成
した。
After each element is formed, an interlayer insulating film 416 is formed.
Has a thickness of about 7,000 angstroms and has a PS
After being deposited with a G, BPSG film or the like and subjected to a flattening process or the like by heat treatment, wiring is performed by an Al electrode 417 serving as a first wiring layer via a contact hole. Thereafter, an interlayer insulating film 418 such as a SiO 2 film was deposited by plasma CVD to a thickness of 10,000 to 15,000 angstroms, and a through hole was further formed.

【0086】そして、本発明の受信兼エネルギー変換手
段としての発振回路や情報入手手段としてのセンサ部な
どとの接続は上記スルーホールを介して行なう。
The connection with the oscillation circuit as the receiving / energy converting means and the sensor section as the information obtaining means of the present invention is made through the through holes.

【0087】また、本例の浮遊型の立体形半導体素子を
配したインクタンクがどのような状態においても、上述
のような製法で球状シリコンに作り込まれた発振回路
と、図6に示した外部共振回路との間で、安定した磁束
(磁界)が働いている必要がある。しかし、インクなど
液体中に浮遊した場合、外部振動により液面が振動をす
ることがある。そのような場合でも、液体中で安定した
状態を保持するために、本例では、浮遊型の立体形半導
体素子の重心を決定している。
In any state of the ink tank provided with the floating type three-dimensional semiconductor element of this embodiment, the oscillation circuit formed in the spherical silicon by the above-described method and the oscillation circuit shown in FIG. A stable magnetic flux (magnetic field) needs to work between the external resonance circuit. However, when floating in a liquid such as ink, the liquid surface may vibrate due to external vibration. Even in such a case, in order to maintain a stable state in the liquid, in this example, the center of gravity of the floating type three-dimensional semiconductor element is determined.

【0088】図9で示しているように、液体中に本例の
立体形半導体素子210を浮遊させた場合、図9(a)
のように、釣り合いの状態にあるためには、 (1)浮力F=物体の重量W (2)浮力の作用線と重量の作用線(重心Gを通る線)
が一致という関係が成り立っていることが必要である。
As shown in FIG. 9, when the three-dimensional semiconductor element 210 of this example is floated in a liquid, FIG.
(1) Buoyancy F = weight W of the object (2) Action line of buoyancy and action line of weight (line passing through the center of gravity G)
It is necessary that the relationship that the two match.

【0089】そして、図9(b)のように、外力により
液体が振動して、立体形半導体素子210が、釣り合い
の状態から少し傾いた時、浮力の中心が移動し、浮力と
重量とで偶力となる。
Then, as shown in FIG. 9B, when the liquid vibrates due to an external force and the three-dimensional semiconductor element 210 is slightly tilted from the balanced state, the center of the buoyancy moves and the buoyancy and the weight are reduced. Become a couple.

【0090】ここで、釣り合いの状態にあるときの重量
の作用線(図9(b)中の一点鎖線)と、傾いたときの
浮力の作用線(図9(b)中の実線)との交点をメタセ
ンタと呼び、メタセンタと重心との距離hをメタセンタ
の高さと呼ばれている。
Here, the action line of the weight in the balanced state (the dashed line in FIG. 9 (b)) and the action line of the buoyancy when inclined (the solid line in FIG. 9 (b)) The intersection is called a metacenter, and the distance h between the metacenter and the center of gravity is called the height of the metacenter.

【0091】本例のように、立体形半導体素子210の
メタセンタが重心より高い位置にあるので、偶力(復元
力)は元の釣り合いの位置に戻そうとする向きに作用す
る。この復元力:Tは、
As in this example, since the metacenter of the three-dimensional semiconductor element 210 is located at a position higher than the center of gravity, the couple (restoring force) acts in a direction to return to the original balanced position. This restoring force: T

【0092】[0092]

【数10】 T=Whsinθ=Fhsinθ =ρgVhsinθ (>0) で表される。ここで、立体形半導体素子210が排除し
た液体の体積をVと、立体形半導体素子210の比重量
をρgとしている。
T = Whsinθ = Fhsinθ = ρgVhsinθ (> 0) Here, V is the volume of the liquid removed by the three-dimensional semiconductor element 210, and ρg is the specific weight of the three-dimensional semiconductor element 210.

【0093】そこで、この復元力を正にするためには、
h>0となることが必要十分条件である。
In order to make this restoring force positive,
It is a necessary and sufficient condition that h> 0.

【0094】そして、図9(b)から、Then, from FIG. 9B,

【0095】[0095]

【数11】 となる。ここで、IはO軸回りの慣性モーメントであ
る。よって、
[Equation 11] Becomes Here, I is the moment of inertia about the O axis. Therefore,

【0096】[0096]

【数12】 となることが、立体形半導体素子210が、インク中で
安定して浮遊し、外部共振回路からの誘電起電力の供給
や、素子外部の通信手段との双方向通信を行うための必
要条件となる。
(Equation 12) The three-dimensional semiconductor element 210 stably floats in the ink, supplies the dielectric electromotive force from the external resonance circuit, and performs the bidirectional communication with the communication means outside the element. Become.

【0097】この時の外部通信手段との双方向通信方法
としては、マイクロ波帯周波数を用いる無線LANシス
テムや、準ミリ波・ミリ波帯周波数を利用する無線アク
セスシステムを適用することが出来る。
As a two-way communication method with the external communication means at this time, a wireless LAN system using a microwave band frequency or a wireless access system using a quasi-millimeter wave / millimeter wave band frequency can be applied.

【0098】ここで、無線LANシステムによる送受信
の概要を説明する。下記では、立体形半導体素子から記
録装置へのデータ送信について述べる。尚、逆に記録装
置側から立体形半導体素子へのデータ送信を行う場合
は、それぞれ側にデータIDを配しており、それによっ
て、識別される。
Here, the outline of transmission and reception by the wireless LAN system will be described. Hereinafter, data transmission from the three-dimensional semiconductor element to the recording device will be described. Conversely, when data is transmitted from the recording device to the three-dimensional semiconductor element, a data ID is allocated to each side, and identification is thereby performed.

【0099】送信側の立体形半導体素子には、ライン監
視部、データ・ハンドリング部、アクノリッジ・チェッ
ク部、エラー処理部を有し、受信側の記録装置には、デ
ータ・ハンドリング部、アクノリッジ部、エラー処理
部、そして、表示部などが付設されている。
The three-dimensional semiconductor device on the transmission side has a line monitoring unit, a data handling unit, an acknowledgment check unit, and an error processing unit. The recording unit on the reception side has a data handling unit, an acknowledgment unit, An error processing unit, a display unit, and the like are provided.

【0100】送信側の立体形半導体素子でのフローチャ
ートを図10に示す。データの送信を行う場合、決めら
れた送信プロコトルにより、初期設定を行った後、受信
側のアドレスを設定し、データの送信を行う。送信中に
信号の衝突が発生したり、あるいは、指定した受信側の
装置からアクノリッジが返って来なかったときは再送を
行う。動作中は、ラインの状態やアクノリッジの有無に
ついて、受信側の記録装置などに設けた表示部上に表示
し、ユーザに的確な判断をうながす。
FIG. 10 shows a flowchart for the three-dimensional semiconductor device on the transmitting side. In the case of transmitting data, after performing initial setting according to a determined transmission protocol, an address on the receiving side is set, and data is transmitted. If a signal collision occurs during transmission, or if no acknowledgment is returned from the designated receiving-side device, retransmission is performed. During operation, the status of the line and the presence / absence of an acknowledgment are displayed on a display unit provided in a recording device or the like on the receiving side to prompt the user to make an appropriate determination.

【0101】受信側の記録装置でのフローチャートを図
11に示す。この受信側では、常にライン監視を行い、
自分のアドレスを確認したら、ラインからデータを取り
込み、メイン・メモリ上のバッファに蓄積していく。受
信中に、16バイト毎のブロック・マークが確認出来な
かったり、あるいは受信終了後の誤り検出処理でチェッ
クサムが一致しなかった場合は、受信エラーとして、受
信を中断し、再度ラインを監視し、ヘッダの到着を待
つ。エラー無く受信出来た場合には、表示部上に受信内
容を表示する。
FIG. 11 shows a flowchart in the recording apparatus on the receiving side. This receiver always monitors the line,
After confirming its own address, data is fetched from the line and stored in a buffer in the main memory. If the block mark of every 16 bytes cannot be confirmed during reception, or if the checksums do not match in the error detection processing after the end of reception, the reception is stopped as a reception error, and the line is monitored again. Wait for the header to arrive. If the reception was successful without error, the received content is displayed on the display unit.

【0102】以上のような実施例の立体形半導体素子
は、着脱可能に装着されたインクタンクに収容されたイ
ンクをインクジェット記録ヘッドに供給し、その記録ヘ
ッドから噴射するインク滴で記録用紙に印字するインク
ジェットプリンタに関してのインク情報およびタンク情
報を検知し、該インクジェットプリンタに該情報を伝送
して、最適な方法でプリンタを制御したり、タンク内の
状態を最適維持する制御をするインクジェットプリンタ
に好ましく適用される。
The three-dimensional semiconductor device of the embodiment described above supplies ink contained in a detachably mounted ink tank to an ink jet recording head, and prints on recording paper with ink droplets ejected from the recording head. It is preferable for an ink jet printer that detects ink information and tank information relating to the ink jet printer to be transmitted, transmits the information to the ink jet printer, controls the printer in an optimal manner, or controls to maintain the state of the tank in an optimum state. Applied.

【0103】本発明の立体形半導体素子を適用できるイ
ンクタンクの構成例を図12〜図15に示す。図12に
示すインクタンク501は、インクを収納した可撓性の
インク袋502を筐体503内に配置し、筐体503に
固定したゴム栓504で袋口502aを閉じておき、イ
ンク導出用の中空針505をゴム栓504に突き刺して
袋内に連通させることで、不図示のインクジェットヘッ
ドへインク供給を行なうものである。このようなインク
タンク501のインク袋502内に本発明の立体形半導
体素子506を配置することができる。
FIGS. 12 to 15 show examples of the structure of an ink tank to which the three-dimensional semiconductor element of the present invention can be applied. In an ink tank 501 shown in FIG. 12, a flexible ink bag 502 containing ink is arranged in a housing 503, a bag opening 502a is closed by a rubber stopper 504 fixed to the housing 503, and an ink outlet 502 is provided. By inserting the hollow needle 505 into the rubber stopper 504 to communicate with the inside of the bag, ink is supplied to an inkjet head (not shown). The three-dimensional semiconductor element 506 of the present invention can be arranged in the ink bag 502 of such an ink tank 501.

【0104】また、図13に示すインクタンク511
は、インク513を収容した筐体512のインク供給口
514に、インクを記録紙Sに向けて吐出し記録を行な
うインクジェットヘッド515を取付けたものである。
このようなタンク511内のインク513中に本発明の
立体形半導体素子516を配置することができる。
The ink tank 511 shown in FIG.
In the figure, an ink jet head 515 for ejecting ink toward the recording paper S and performing recording is attached to an ink supply port 514 of a housing 512 containing the ink 513.
The three-dimensional semiconductor element 516 of the present invention can be arranged in the ink 513 in such a tank 511.

【0105】また、図14に示すインクタンク521
は、インク522を収容する完全密閉状態の第1室と、
負圧発生部材523を収納する大気連通状態の第2室
と、タンク最下部で第1室と第2室を連通させる連通路
524とを備えたものである。第2室側のインク供給口
525よりインクが消費されると、第2室側より大気が
第1室へ入ることに替わって第1室のインク522が第
2室に導出される。このような構成のタンク521の第
1室に本発明の立体形半導体素子526を配し、インク
に関する情報をやり取りしてもよい。
The ink tank 521 shown in FIG.
Comprises a first chamber in which ink 522 is housed in a completely sealed state;
It has a second chamber in the atmosphere communication state for accommodating the negative pressure generating member 523, and a communication path 524 for communicating the first and second chambers at the bottom of the tank. When ink is consumed from the ink supply port 525 on the second chamber side, the air 522 in the first chamber is led out to the second chamber instead of the air entering the first chamber from the second chamber side. The three-dimensional semiconductor element 526 of the present invention may be arranged in the first chamber of the tank 521 having such a configuration to exchange information regarding ink.

【0106】また、図15に示すインクタンク531
は、インクを保持した多孔質部材532を収納し、収納
インクを記録のために使用するインクジェットヘッド5
33を取付けたものである。このような構成のタンク5
31においても、インクタンク側に本発明の立体形半導
体素子534を配し、インクに関する情報をやり取りし
てもよい。
The ink tank 531 shown in FIG.
Is an ink-jet head 5 that houses a porous member 532 holding ink and uses the stored ink for recording.
33 is attached. Tank 5 having such a configuration
Also in 31, the three-dimensional semiconductor element 534 of the present invention may be arranged on the ink tank side to exchange information about ink.

【0107】次に、本発明の立体形半導体素子を備えた
インクタンクを搭載するインクジェット記録装置の構成
例を図16に概略図で示す。図16に示されるインクジ
ェット記録装置600に搭載されたヘッドカートリッジ
601は、印字記録のためにインクを吐出する液体吐出
ヘッドと、その液体吐出ヘッドに供給される液体を保持
する図12〜図15に示したような構造からなる複数色
のインクタンクとを有するものである。また、各色のイ
ンクタンク内にそれぞれ配された立体形半導体素子と電
磁波で通信を行なう通信回路(図1の符号150)が記
録装置600内に設置されている。通信回路の有する共
振回路(起電力となるエネルギーの供給部)101はキ
ャリッジ7に設けられていて、各色の立体形半導体素子
に電磁波の信号を送信可能となっている。そして、キャ
リッジ7にヘッドカートリッジ100が装着された状態
で、タンク内の素子の発振回路32の導電体コイルLと
キャリッジ側の外部共振回路31のコイルLaとが隣接
するように設計されている。
Next, FIG. 16 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an ink jet recording apparatus equipped with an ink tank having the three-dimensional semiconductor element of the present invention. A head cartridge 601 mounted on the ink jet recording apparatus 600 shown in FIG. 16 includes a liquid discharge head that discharges ink for print recording, and FIGS. 12 to 15 that hold liquid supplied to the liquid discharge head. And a plurality of color ink tanks having the above-described structure. In addition, a communication circuit (reference numeral 150 in FIG. 1) for communicating with a three-dimensional semiconductor element disposed in each color ink tank by electromagnetic waves is installed in the printing apparatus 600. A resonance circuit (supply unit for energy to be an electromotive force) 101 included in the communication circuit is provided in the carriage 7, and can transmit an electromagnetic wave signal to the three-dimensional semiconductor element of each color. When the head cartridge 100 is mounted on the carriage 7, the conductor coil L of the oscillation circuit 32 of the element in the tank and the coil La of the external resonance circuit 31 on the carriage side are designed to be adjacent to each other.

【0108】ヘッドカートリッジ601は、図16に示
すように、駆動モータ602の正逆回転に連動して駆動
力伝達ギヤ603および604を介して回転するリード
スクリュー605の螺旋溝606に対して係合するキャ
リッジ607上に搭載されている。駆動モータ602の
動力によってヘッドカートリッジ601がキャリッジ6
07ともとにガイド608に沿って矢印aおよびbの方
向に往復移動される。インクジェット記録装置600に
は、ヘッドカートリッジ601から吐出されたインクな
どの液体を受ける被記録媒体としてのプリント用紙Pを
搬送する被記録媒体搬送手段(不図示)が備えられてい
る。その被記録媒体搬送手段によってプラテン609上
を搬送されるプリント用紙Pの紙押さえ板610は、キ
ャリッジ607の移動方向にわたってプリント用紙Pを
プラテン609に対して押圧する。
As shown in FIG. 16, the head cartridge 601 engages with the spiral groove 606 of the lead screw 605 rotating via the driving force transmission gears 603 and 604 in conjunction with the forward and reverse rotation of the drive motor 602. Is mounted on a carriage 607. The head cartridge 601 is moved by the power of the drive motor 602 to the carriage 6.
07 is reciprocated along the guide 608 in the directions of arrows a and b. The inkjet recording apparatus 600 includes a recording medium transport unit (not shown) that transports a printing paper P as a recording medium that receives a liquid such as ink discharged from the head cartridge 601. The paper pressing plate 610 of the print paper P conveyed on the platen 609 by the recording medium conveying means presses the print paper P against the platen 609 in the moving direction of the carriage 607.

【0109】リードスクリュー605の一端の近傍に
は、フォトカプラ611および612が配設されてい
る。フォトカプラ611および612は、キャリッジ6
07のレバー607aの、フォトカプラ611および6
12の領域での存在を確認して駆動モータ602の回転
方向の切り換えなどを行うためのホームポジション検知
手段である。プラテン609の一端の近傍には、ヘッド
カートリッジ601の吐出口のある前面を覆うキャップ
部材614を支持する支持部材613が備えられてい
る。また、ヘッドカートリッジ601から空吐出などさ
れてキャップ部材614の内部に溜まったインクを吸引
するインク吸引手段615が備えられている。このイン
ク吸引手段615によりキャップ部材614の開口部を
介してヘッドカートリッジ601の吸引回復が行われ
る。
In the vicinity of one end of the lead screw 605, photocouplers 611 and 612 are provided. The photocouplers 611 and 612 are
07, the photocouplers 611 and 6
This is a home position detecting means for confirming the presence in the area No. 12 and switching the rotation direction of the drive motor 602. In the vicinity of one end of the platen 609, a support member 613 that supports a cap member 614 that covers the front surface of the head cartridge 601 having the discharge port is provided. In addition, an ink suction unit 615 that sucks ink that has been idly discharged from the head cartridge 601 and accumulated inside the cap member 614 is provided. The ink suction unit 615 performs suction recovery of the head cartridge 601 through the opening of the cap member 614.

【0110】インクジェット記録装置600には本体支
持体619が備えられている。この本体支持体619に
は移動部材618が、前後方向、すなわちキャリッジ6
07の移動方向に対して直角な方向に移動可能に支持さ
れている。移動部材618には、クリーニングブレード
617が取り付けられている。クリーニングブレード6
17はこの形態に限らず、他の形態の公知のクリーニン
グブレードであってもよい。さらに、インク吸引手段6
15による吸引回復操作にあたって吸引を開始するため
のレバー620が備えられており、レバー620は、キ
ャリッジ607と係合するカム621の移動に伴って移
動し、駆動モータ602からの駆動力がクラッチ切り換
えなどの公知の伝達手段で移動制御される。ヘッドカー
トリッジ601に設けられた発熱体に信号を付与した
り、前述した各機構の駆動制御を司ったりするインクジ
ェット記録制御部は記録装置本体側に設けられており、
図15では示されていない。
The ink jet recording apparatus 600 is provided with a main body support 619. The moving member 618 is attached to the main body support 619 in the front-rear direction,
It is supported so as to be movable in a direction perpendicular to the direction of movement 07. The cleaning blade 617 is attached to the moving member 618. Cleaning blade 6
Reference numeral 17 is not limited to this form, and may be another form of a known cleaning blade. Further, the ink suction means 6
15 is provided with a lever 620 for starting suction in the suction recovery operation by the lever 15. The lever 620 moves with the movement of the cam 621 engaging with the carriage 607, and the driving force from the driving motor 602 switches the clutch. The movement is controlled by a known transmission means such as the like. An ink jet recording control unit for giving a signal to a heating element provided in the head cartridge 601 and controlling the driving of each mechanism described above is provided on the recording apparatus main body side.
It is not shown in FIG.

【0111】上述した構成を有するインクジェット記録
装置600では、前記の被記録媒体搬送手段によりプラ
テン609上を搬送されるプリント用紙Pに対して、ヘ
ッドカートリッジ601がプリント用紙Pの全幅にわた
って往復移動する。この移動時に不図示の駆動信号供給
手段からヘッドカートリッジ601に駆動信号が供給さ
れると、この信号に応じて液体吐出ヘッド部から被記録
媒体に対してインク(記録液体)が吐出され、記録が行
われる。
In the ink jet recording apparatus 600 having the above-described configuration, the head cartridge 601 reciprocates over the entire width of the print paper P with respect to the print paper P transported on the platen 609 by the recording medium transport means. When a drive signal is supplied from a drive signal supply unit (not shown) to the head cartridge 601 during this movement, ink (recording liquid) is ejected from the liquid ejection head unit to the recording medium in accordance with the signal, and recording is performed. Done.

【0112】[0112]

【発明の効果】本発明の立体形半導体素子によれば、外
部からの電磁波の信号が所定の応答条件を満たした場合
のみ、周囲環境情報を入手して外部に伝達する通信機能
を備えているため、各素子ごとの周囲環境情報が独立し
て得られる。また、3次元的に情報入手・伝達が可能な
ので、平板形の半導体素子を用いる場合と比べて、情報
伝達の方向の制限も少ない。このため、周囲環境情報の
入手、外部への伝達を効率良く行うことができる。
According to the three-dimensional semiconductor device of the present invention, only when the external electromagnetic wave signal satisfies a predetermined response condition, the three-dimensional semiconductor device is provided with the communication function of acquiring the surrounding environment information and transmitting it to the outside. Therefore, ambient environment information for each element can be obtained independently. Further, since information can be obtained and transmitted three-dimensionally, there is less restriction on the direction of information transmission as compared with the case where a flat semiconductor element is used. Therefore, it is possible to efficiently obtain the surrounding environment information and transmit it to the outside.

【0113】また、このような立体形半導体素子をイン
クタンク内に少なくとも一つ配することで、インクタン
ク内に収容したインクに関する情報や、タンク内の圧力
などをリアルタイムで外部の例えばインクジェット記録
装置に伝達させることが可能である。これは、例えばイ
ンク消費に伴って時々刻々と変化するタンク内の負圧量
を制御してインクジェット吐出を安定化する上で有利で
ある。
Further, by arranging at least one such three-dimensional semiconductor element in the ink tank, information on the ink contained in the ink tank, the pressure in the tank, and the like can be transferred in real time to an external device such as an ink jet recording apparatus. Can be transmitted. This is advantageous, for example, in controlling the amount of negative pressure in the tank that changes momentarily with the consumption of ink to stabilize inkjet discharge.

【0114】特に上記の立体形半導体素子を複数のイン
クタンク内にそれぞれ配置した場合、受信した電磁波の
信号が所定の応答条件を満たしたときのみ、受信信号に
応じた情報を入手して、蓄積情報との比較判断結果をそ
の入手情報とともに外部へ伝達できるので、応答条件を
タンク毎に変えれば、インクタンクごとの情報が独立し
て得られる。そのため、ユーザーは間違えることなく、
たとえばインクが無くなったインクタンクを交換するこ
とができる。
In particular, when the above-mentioned three-dimensional semiconductor elements are arranged in a plurality of ink tanks, information corresponding to the received signal is obtained and stored only when the received electromagnetic wave signal satisfies a predetermined response condition. Since the result of the comparison with the information can be transmitted to the outside together with the obtained information, if the response condition is changed for each tank, the information for each ink tank can be obtained independently. So, without mistakes,
For example, an ink tank that has run out of ink can be replaced.

【0115】さらに、立体形半導体素子を動作させるた
めの電力を非接触で供給する構成であるので、素子の起
動のための電源をインクタンクに持たせたり、電力供給
用の配線を素子に接続する必要がなく、外部との直接的
な配線を施すことが困難な箇所に使用することができ
る。また、非接触で接近した位置で機能するため、一つ
の位置で複数色を扱うことも可能である。また印字中も
伝達可能である。
Further, since the power for operating the three-dimensional semiconductor element is supplied in a non-contact manner, a power supply for starting the element is provided in the ink tank, and a power supply wiring is connected to the element. It can be used in places where direct wiring with the outside is difficult. In addition, since it functions in a non-contact close position, it is possible to handle a plurality of colors at one position. It can also be transmitted during printing.

【0116】例えば、発振回路の導電体コイルを立体形
半導体素子の外表面に巻き付けるように形成することに
より、外部の共振回路との間で電磁誘導によって導電体
コイルに電力を発生させて、素子に非接触で電力を供給
することができる。
For example, by forming a conductor coil of an oscillation circuit around an outer surface of a three-dimensional semiconductor device, power is generated in the conductor coil by electromagnetic induction between the resonance coil and an external resonance circuit. Can be supplied with power in a contactless manner.

【0117】この場合、素子の外表面にはコイルが巻き
付けられているので、そのコイルのインダクタンスの大
きさはインクタンク内の例えばインクの残量、インク濃
度、インクpHに応じて変化する。したがって、発振回
路はそのインダクタンスの変化に応じて発振周波数を変
更するので、その変更される発振周波数の変化に基づい
てインクタンク内のインクの残量などを検出することも
可能である。
In this case, since a coil is wound around the outer surface of the element, the magnitude of the inductance of the coil changes according to, for example, the remaining amount of ink, the ink concentration, and the ink pH in the ink tank. Therefore, since the oscillation circuit changes the oscillation frequency in accordance with the change in the inductance, it is also possible to detect the remaining amount of the ink in the ink tank and the like based on the change in the changed oscillation frequency.

【0118】そして、立体形半導体素子は、液中に浮遊
するための空洞部を有するとともに、素子の重心が、当
該素子の中心より下部に位置するように形成されている
ので、例えば、インクジェット記録装置に搭載された記
録ヘッドおよびインクタンクが、シリアルに動作し、イ
ンクタンク内のインクが上下左右に揺動しても、安定し
てインクタンク内のインク中に浮遊しながら、インクに
関する情報や、タンク内の圧力などを精度良く検出する
ことができる。その上、素子に形成した上記の発振回路
のコイルを、外部の共振回路のコイルに対して安定した
位置で保持し、常に安定した双方向通信をも可能にす
る。
The three-dimensional semiconductor element has a cavity for floating in a liquid, and the center of gravity of the element is formed below the center of the element. The print head and ink tank mounted on the device operate serially, and even if the ink in the ink tank swings up, down, left, and right, the information and information about the ink are stably suspended in the ink in the ink tank. , The pressure in the tank and the like can be accurately detected. In addition, the coil of the oscillation circuit formed on the element is held at a stable position with respect to the coil of the external resonance circuit, and stable two-way communication is always possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態によるインクジェッ
ト記録装置を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an inkjet recording apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の立体形半導体素子の受信兼エネルギー
変換手段を構成するために表面に巻き付けられた導体コ
イルを示す図である。
FIG. 2 is a view showing a conductor coil wound around a surface to constitute a receiving / energy converting means of the three-dimensional semiconductor device of the present invention.

【図3】本発明の立体形半導体素子の内部構成および外
部とのやり取りを表したブロック構成図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of the three-dimensional semiconductor device of the present invention and an exchange with the outside.

【図4】本発明の第2の実施の形態によるインクジェッ
ト記録装置において装置本体側とタンク内の立体形半導
体素子との間で電磁誘導によりディジタルIDをやり取
りする概念の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a concept of exchanging digital IDs by electromagnetic induction between an apparatus body and a three-dimensional semiconductor element in a tank in an ink jet recording apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図4に示したディジタルIDのやり取りを用い
て特定の色のタンク内情報を入手する動作フローを示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing an operation flow of acquiring information in a tank of a specific color using the exchange of digital IDs shown in FIG. 4;

【図6】本発明の立体形半導体素子の構成要素であるエ
ネルギー発生手段の電力発生原理を説明するための図で
ある。
FIG. 6 is a diagram for explaining the principle of power generation of energy generating means which is a component of the three-dimensional semiconductor device of the present invention.

【図7】本発明の立体形半導体素子の製造方法の一例を
説明するための工程図である。
FIG. 7 is a process chart illustrating an example of a method for manufacturing a three-dimensional semiconductor device of the present invention.

【図8】本発明の立体形半導体素子に使用するN−MO
S回路を縦断するように切断した模式的断面図である。
FIG. 8 shows an N-MO used in the three-dimensional semiconductor device of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view cut along an S circuit.

【図9】図7で示す方法で製造した立体形半導体素子が
液体中で安定した状態を保持するための条件を説明する
ための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining conditions for maintaining a stable state in the liquid of the three-dimensional semiconductor element manufactured by the method shown in FIG. 7;

【図10】本発明の実施例による立体形半導体素子と記
録装置とで双方向通信を行なう場合の、送信側の立体形
半導体素子でのフローチャートを示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a flowchart for a transmitting-side three-dimensional semiconductor element when bidirectional communication is performed between the three-dimensional semiconductor element and the recording device according to the embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施例による立体形半導体素子と記
録装置とで双方向通信を行なう場合の、受信側の記録装
置でのフローチャートを示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a flowchart in the recording device on the receiving side when bidirectional communication is performed between the three-dimensional semiconductor element and the recording device according to the embodiment of the present invention.

【図12】本発明の立体形半導体素子を適用できるイン
クタンクの構成例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of an ink tank to which the three-dimensional semiconductor element of the present invention can be applied.

【図13】本発明の立体形半導体素子を適用できるイン
クタンクの構成例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration example of an ink tank to which the three-dimensional semiconductor element of the present invention can be applied.

【図14】本発明の立体形半導体素子を適用できるイン
クタンクの構成例を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration example of an ink tank to which the three-dimensional semiconductor element of the present invention can be applied.

【図15】本発明の立体形半導体素子を適用できるイン
クタンクの構成例を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a configuration example of an ink tank to which the three-dimensional semiconductor element of the present invention can be applied.

【図16】本発明の立体形半導体素子を備えたインクタ
ンクを搭載するインクジェット記録装置の構成例を示す
概略図である。
FIG. 16 is a schematic diagram showing a configuration example of an ink jet recording apparatus equipped with an ink tank provided with a three-dimensional semiconductor element of the present invention.

【図17】特開平6−143607号に記載のインク残
量検知装置を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing an ink remaining amount detecting device described in JP-A-6-143607.

【図18】特登録2947245号に記載のインク残量
検知装置を示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating an ink remaining amount detection device described in Japanese Patent No. 2947245.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、210 立体形半導体素子 12 電磁波 13 電力 14 受信兼エネルギー変換手段 15 情報入手手段 16 判断手段 17 情報蓄積手段 18 情報伝達手段 101 外部共振回路 102 発振回路 150 通信回路 151 誘導コイル 152 周波数変調器 201 球状シリコン 202 SiO2膜 203 開口 204 空洞部 205 SiN膜 206 Cu膜 207 封止部材11, 210 Three-dimensional semiconductor element 12 Electromagnetic wave 13 Power 14 Reception and energy conversion means 15 Information acquisition means 16 Judgment means 17 Information storage means 18 Information transmission means 101 External resonance circuit 102 Oscillation circuit 150 Communication circuit 151 Induction coil 152 Frequency modulator 201 Spherical silicon 202 SiO 2 film 203 Opening 204 Cavity 205 SiN film 206 Cu film 207 Sealing member

フロントページの続き (72)発明者 今仲 良行 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 望月 無我 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 山口 孝明 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 斉藤 一郎 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 井上 良二 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2C056 EA29 EB20 EB29 EB30 EB51 EB59 EC26 FA10 HA51 KC11 KC13 KC14 KD06 2F014 AB02 AB03 EB02 Continued on the front page (72) Inventor Yoshiyuki Imanaka 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Mochizuki Noga 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Takaaki Yamaguchi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Ichiro Saito 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Ryoji Inoue 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term in Canon Inc. (reference) 2C056 EA29 EB20 EB29 EB30 EB51 EB59 EC26 FA10 HA51 KC11 KC13 KC14 KD06 2F014 AB02 AB03 EB02

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外部から非接触で電磁波の信号を受信
し、その電磁波を電磁誘導で電力に変換する受信兼エネ
ルギー変換手段と、 外部の環境情報を入手する情報入手手段と、 前記情報入手手段による入手情報と比較するための情報
を蓄積する情報蓄積手段と、 前記受信兼エネルギー変換手段で受信した電磁波の信号
が所定の応答条件を満たした場合に前記情報入手手段に
よる入手情報とこれに対応する前記情報蓄積手段に蓄積
された情報とを比較し、情報伝達の必要性を判断する判
断手段と、 前記判断手段にて情報伝達が必要と判断された場合に前
記情報入手手段による入手情報を外部へ表示又は伝達す
る情報伝達手段とを備え、 前記情報入手手段、前記情報蓄積手段、前記判断手段、
および前記情報伝達手段は前記受信兼エネルギー変換手
段で変換された電力により作動する立体形半導体素子。
A receiving / energy converting means for receiving a signal of an electromagnetic wave from outside in a non-contact manner and converting the electromagnetic wave into electric power by electromagnetic induction; an information obtaining means for obtaining external environmental information; Information accumulating means for accumulating information for comparison with information obtained by the information acquisition means, and information obtained by the information obtaining means when the signal of the electromagnetic wave received by the reception and energy conversion means satisfies a predetermined response condition, and Comparing the information stored in the information storage means to determine the necessity of information transmission; and determining the information obtained by the information obtaining means when the determination means determines that information transmission is necessary. Information transmitting means for displaying or transmitting to the outside, the information obtaining means, the information storage means, the determination means,
And a three-dimensional semiconductor device in which the information transmitting means operates with the electric power converted by the receiving and energy converting means.
【請求項2】 前記応答条件は電磁誘導周波数である請
求項1に記載の立体形半導体素子。
2. The three-dimensional semiconductor device according to claim 1, wherein the response condition is an electromagnetic induction frequency.
【請求項3】 前記応答条件は通信プロトコルである請
求項1に記載の立体形半導体素子。
3. The three-dimensional semiconductor device according to claim 1, wherein the response condition is a communication protocol.
【請求項4】 前記情報伝達手段は前記受信兼エネルギ
ー変換手段により変換された電力を、前記外部に対して
情報を表示または伝達するためのエネルギーである磁界
または光または形または色または電波または音に変換す
る請求項1に記載の立体形半導体素子。
4. The information transmission means converts the electric power converted by the reception and energy conversion means into a magnetic field, light, shape, color, radio wave, or sound, which is energy for displaying or transmitting information to the outside. 3. The three-dimensional semiconductor device according to claim 1, wherein the three-dimensional semiconductor device is converted into a three-dimensional semiconductor device.
【請求項5】 前記受信兼エネルギー変換手段は、外部
共振回路との間で電磁誘導によって電力を発生する導電
体コイルおよび発振回路を有する請求項1に記載の立体
形半導体素子。
5. The three-dimensional semiconductor device according to claim 1, wherein said receiving and energy converting means includes a conductor coil for generating electric power by electromagnetic induction with an external resonance circuit, and an oscillation circuit.
【請求項6】 前記導電体コイルは立体形半導体素子の
外表面に巻き付くように形成されている請求項5に記載
の立体形半導体素子。
6. The three-dimensional semiconductor device according to claim 5, wherein the conductor coil is formed so as to be wound around an outer surface of the three-dimensional semiconductor device.
【請求項7】 液体表面もしくは液中の所定の位置で浮
遊するための空洞部を有する請求項1から6のいずれか
に記載の立体形半導体素子。
7. The three-dimensional semiconductor device according to claim 1, further comprising a cavity for floating at a predetermined position in the liquid surface or in the liquid.
【請求項8】 液中に浮遊する立体形半導体素子の重心
が、当該素子の中心より下部に位置し、且つ、浮遊する
液中で回転しないで、安定した揺動をする請求項7に記
載の立体形半導体素子。
8. The semiconductor device according to claim 7, wherein the center of gravity of the three-dimensional semiconductor element floating in the liquid is located below the center of the element, and does not rotate in the floating liquid and stably swings. Three-dimensional semiconductor device.
【請求項9】 立体形半導体素子のメタセンタが、該立
体形半導体素子の重心より、常に上部にある請求項8に
記載の立体形半導体素子。
9. The three-dimensional semiconductor device according to claim 8, wherein the metacenter of the three-dimensional semiconductor device is always above the center of gravity of the three-dimensional semiconductor device.
【請求項10】 請求項1から9のいずれかに記載の立
体形半導体素子が少なくとも1つ配されたインクタン
ク。
10. An ink tank provided with at least one three-dimensional semiconductor element according to claim 1.
【請求項11】 前記立体形半導体素子の応答条件がタ
ンク内のインクによって異なる請求項10に記載のイン
クタンク。
11. The ink tank according to claim 10, wherein a response condition of the three-dimensional semiconductor element varies depending on ink in the tank.
【請求項12】 前記立体形半導体素子の応答条件がタ
ンク内のインクの色によって異なる請求項11に記載の
インクタンク。
12. The ink tank according to claim 11, wherein a response condition of the three-dimensional semiconductor element differs depending on a color of ink in the tank.
【請求項13】 前記立体形半導体素子の応答条件がタ
ンク内のインクの色材濃度によって異なる請求項11に
記載のインクタンク。
13. The ink tank according to claim 11, wherein a response condition of the three-dimensional semiconductor element varies depending on a color material concentration of ink in the tank.
【請求項14】 前記立体形半導体素子の応答条件がタ
ンク内のインクの物性によって異なる請求項11に記載
のインクタンク。
14. The ink tank according to claim 11, wherein a response condition of the three-dimensional semiconductor element differs depending on physical properties of ink in the tank.
【請求項15】 請求項11に記載のインクタンクを複
数個搭載したインクジェット記録装置。
15. An ink jet recording apparatus comprising a plurality of the ink tanks according to claim 11.
【請求項16】 各インクタンク内の立体形半導体素子
と電磁波を送受信する通信手段を有する請求項15に記
載のインクジェット記録装置。
16. The ink jet recording apparatus according to claim 15, further comprising communication means for transmitting and receiving electromagnetic waves to and from the three-dimensional semiconductor element in each ink tank.
【請求項17】 前記通信手段は電磁波を発信する共振
回路を有する請求項16に記載のインクジェット記録装
置。
17. The ink jet recording apparatus according to claim 16, wherein said communication means has a resonance circuit for transmitting an electromagnetic wave.
【請求項18】 立体形半導体素子を用いた通信システ
ムであって、 前記立体形半導体素子をそれぞれの中に配した複数の液
体容器と、 前記各立体形半導体素子に形成された、導電体コイルを
有する発振回路、前記容器内の情報を入手する情報入手
手段、外部より信号を受信する受信手段および所定の応
答条件を満たした場合に外部へ情報を伝達する情報伝達
手段と、 前記複数の液体容器の外に設置され、前記立体形半導体
素子の発振回路との間で電磁誘導によって電力を発生さ
せるための外部共振回路と、 前記立体形半導体素子の前記受信手段および前記情報伝
達手段とで双方向通信を行う外部通信手段とを備えた通
信システム。
18. A communication system using a three-dimensional semiconductor element, comprising: a plurality of liquid containers each having the three-dimensional semiconductor element disposed therein; and a conductor coil formed on each of the three-dimensional semiconductor elements. An oscillation circuit having information, an information obtaining means for obtaining information in the container, a receiving means for receiving a signal from the outside, and an information transmitting means for transmitting information to the outside when a predetermined response condition is satisfied, and the plurality of liquids An external resonance circuit installed outside the container for generating electric power by electromagnetic induction between the oscillation circuit of the three-dimensional semiconductor element and the receiving means and the information transmission means of the three-dimensional semiconductor element; A communication system comprising: external communication means for performing bidirectional communication.
【請求項19】 前記応答条件は各容器によって異なる
請求項18に記載の通信システム。
19. The communication system according to claim 18, wherein the response condition differs for each container.
【請求項20】 前記応答条件は電磁誘導周波数である
請求項19に記載の通信システム。
20. The communication system according to claim 19, wherein said response condition is an electromagnetic induction frequency.
【請求項21】 前記応答条件は通信プロトコルである
請求項19に記載の通信システム。
21. The communication system according to claim 19, wherein said response condition is a communication protocol.
【請求項22】 液中に浮遊する立体形半導体素子の重
心が、当該素子の中心より下部に位置し、且つ、浮遊す
る液中で回転しないで、安定した揺動をする請求項18
から21のいずれか1項に記載の通信システム。
22. The three-dimensional semiconductor element floating in the liquid has a center of gravity located below the center of the element, and does not rotate in the floating liquid and swings stably.
22. The communication system according to any one of claims to 21.
【請求項23】 立体形半導体素子のメタセンタが、該
立体形半導体素子の重心より、常に上部にある請求項2
2に記載の通信システム。
23. The metacenter of a three-dimensional semiconductor device is always above the center of gravity of the three-dimensional semiconductor device.
3. The communication system according to 2.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004205660A (en) * 2002-12-24 2004-07-22 Oki Data Corp Consumable cartridge and image forming apparatus
JP2006334885A (en) * 2005-06-01 2006-12-14 Canon Inc Liquid container, liquid supply system including the container, and circuit board for the container
US7192107B2 (en) 2003-04-21 2007-03-20 Seiko Epson Corporation Information communicating member, liquid container having information communicating member and liquid ejecting apparatus
US7213914B2 (en) 2003-12-26 2007-05-08 Canon Kabushiki Kaisha Liquid container and manufacturing method therefor
US7232209B2 (en) 2003-04-10 2007-06-19 Seiko Epson Corporation Non-contact communication between a device and its expendable container
US7237881B2 (en) 2003-12-26 2007-07-03 Canon Kabushiki Kaisha Liquid container, liquid supplying system, manufacturing method therefor, circuit board therefor and liquid containing cartridge
JP2007230170A (en) * 2006-03-03 2007-09-13 Seiko Epson Corp Ink cartridge, ink information control system, and electronic device
JP2010069891A (en) * 2010-01-07 2010-04-02 Canon Inc Liquid storage container, recording device with the container, and circuit board for container
JP2012020584A (en) * 2011-10-24 2012-02-02 Canon Inc Ink container and inkjet recording apparatus with ink container
CN102896902A (en) * 2011-07-28 2013-01-30 兄弟工业株式会社 Liquid cartridge and image recording device
US8382265B2 (en) 2003-12-26 2013-02-26 Canon Kabushiki Kaisha Liquid container and liquid supplying system
US8801161B2 (en) 2011-07-27 2014-08-12 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Liquid cartridge, image recording device, and substrate

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004205660A (en) * 2002-12-24 2004-07-22 Oki Data Corp Consumable cartridge and image forming apparatus
US7232209B2 (en) 2003-04-10 2007-06-19 Seiko Epson Corporation Non-contact communication between a device and its expendable container
US7192107B2 (en) 2003-04-21 2007-03-20 Seiko Epson Corporation Information communicating member, liquid container having information communicating member and liquid ejecting apparatus
US8454141B2 (en) 2003-12-26 2013-06-04 Canon Kabushiki Kaisha Liquid container and liquid supplying system
US8136930B2 (en) 2003-12-26 2012-03-20 Canon Kabushiki Kaisha Liquid container and manufacturing method therefor
US7237881B2 (en) 2003-12-26 2007-07-03 Canon Kabushiki Kaisha Liquid container, liquid supplying system, manufacturing method therefor, circuit board therefor and liquid containing cartridge
US8678570B2 (en) 2003-12-26 2014-03-25 Canon Kabushiki Kaisha Liquid container and liquid supplying system
US8628179B2 (en) 2003-12-26 2014-01-14 Canon Kabushiki Kaisha Liquid container and manufacturing method therefor
US7213914B2 (en) 2003-12-26 2007-05-08 Canon Kabushiki Kaisha Liquid container and manufacturing method therefor
US8091998B2 (en) 2003-12-26 2012-01-10 Canon Kabushiki Kaisha Liquid container and manufacturing method therefor
US8382265B2 (en) 2003-12-26 2013-02-26 Canon Kabushiki Kaisha Liquid container and liquid supplying system
US8075114B2 (en) 2005-06-01 2011-12-13 Canon Kabushiki Kaisha Liquid container, liquid supplying system and circuit board for liquid container
US8382267B2 (en) 2005-06-01 2013-02-26 Canon Kabushiki Kaisha Liquid container, liquid supplying system and circuit board for liquid container
JP2006334885A (en) * 2005-06-01 2006-12-14 Canon Inc Liquid container, liquid supply system including the container, and circuit board for the container
US8740361B2 (en) 2005-06-01 2014-06-03 Canon Kabushiki Kaisha Liquid container, liquid supplying system and circuit board for liquid container
JP2007230170A (en) * 2006-03-03 2007-09-13 Seiko Epson Corp Ink cartridge, ink information control system, and electronic device
JP2010069891A (en) * 2010-01-07 2010-04-02 Canon Inc Liquid storage container, recording device with the container, and circuit board for container
US8801161B2 (en) 2011-07-27 2014-08-12 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Liquid cartridge, image recording device, and substrate
US9227416B2 (en) 2011-07-27 2016-01-05 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Liquid cartridge, image recording device, and substrate
CN102896902A (en) * 2011-07-28 2013-01-30 兄弟工业株式会社 Liquid cartridge and image recording device
JP2012020584A (en) * 2011-10-24 2012-02-02 Canon Inc Ink container and inkjet recording apparatus with ink container

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