JP2001353926A - 通信方法、インクタンク、インクジェット記録装置、および通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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
報のやり取りを行えるインクタンクを実現する。 【解決手段】 インクタンク５４１の第１室内にボール
形の立体形半導体素子５４２，５４３が配置され、負圧
発生部材５４６を収納した第２室内にボール形の立体形
半導体素子５４４，５４５が配置される。立体形半導体
素子５４２，５４３，５４４，５４５のそれぞれには、
非接触で供給された起電力を電力に変換するエネルギー
変換手段や、素子周囲の環境情報を入手する情報入手手
段、情報を外部に伝達する情報伝達手段などが備えられ
ている。第１室内の立体形半導体素子５４２，５４３ど
うし、および第２室内の立体形半導体素子５４４，５４
５どうしのそれぞれが電磁波の減衰量を用いた通信をす
ることにより、第１および第２室のインクに関する情報
を管理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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
半導体素子を備えたインクタンクに関する。

【０００２】また本発明は、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
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。

【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。

【０００４】例えば、特開平６−１４３６０７号によれ
ば、図２５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。

【０００５】また、特登録２９４７２４５号によれば、
図２６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。

【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、上述の構成では、電極と浮揚
体、導電体と金属球のように素子どうしが直接接触する
ことで情報および状態を検知、伝達させるために、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。

【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。

【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。

【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。

【００１０】また、離れた場所にある２つの素子間を非
接触で情報伝達したり、例えば２つの素子からなる組み
を複数備えた構成に対する通信および制御に関しては従
来知られていない。

【００１１】そこで、本発明は、離れた場所にある２つ
の素子を非接触で情報伝達し、加えて、例えば２つの素
子からなる組みを複数備えた通信システムの構成に対し
て、どの組みを選択して通信および制御を行うかといっ
た新規な構成を実現するためのものである。

【００１２】本発明の目的は、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非常に効率良く行うこ
とにより、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インクタンク、および
該タンクを備えたインクジェット記録装置を提供するこ
とにある。

【００１３】また本発明の目的は、複数組みの素子の組
の判別や選択、素子間の通信および制御を効果的に行い
得る通信方法、その通信方法が採用されるインクタン
ク、インクジェット記録装置、および通信システムを提
供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、情報を入手する情報入手手段と、前記情報
入手手段による情報を表示または伝達する情報伝達手段
と、外部から与えられるエネルギーを、前記情報入手手
段及び前記情報伝達手段を動作させるための、前記エネ
ルギーとは異なる種類のエネルギーに変換するエネルギ
ー変換手段とを有する立体形半導体素子を所定容器内に
複数配置し、該所定容器内の複数の前記立体形半導体素
子のうち２つ以上の立体形半導体素子を１グループとす
る複数の素子グループに対する通信方法であって、それ
ぞれの前記素子グループ毎に異なる通信条件で通信を行
うことを特徴とする。

【００１５】また本発明は、情報を入手する情報入手手
段と、前記情報入手手段から入手した情報と予め記憶さ
れているデータテーブルに基づいて判断する判断手段
と、前記判断手段による情報を表示または伝達する情報
伝達手段と、外部から与えられるエネルギーを、前記情
報入手手段、前記判断手段及び前記情報伝達手段を動作
させるための、前記エネルギーとは異なる種類のエネル
ギーに変換するエネルギー変換手段とを有する立体形半
導体素子を所定容器内に複数配置し、該所定容器内の複
数の前記立体形半導体素子のうち２つ以上の立体形半導
体素子を１グループとする複数の素子グループに対する
通信方法であって、それぞれの前記素子グループ毎に異
なる通信条件で通信を行うことを特徴とする。

【００１６】また本発明は、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情報を表示または伝達す
る情報伝達手段と、外部から与えられるエネルギーを、
前記情報入手手段及び前記情報伝達手段を動作させるた
めの、前記エネルギーとは異なる種類のエネルギーに変
換するエネルギー変換手段とを有する立体形半導体素子
が所定容器内に複数設けられた素子の通信方法であっ
て、前記立体形半導体素子の各々が、識別情報もしくは
メモリーを有し、前記識別情報を認識することもしくは
前記メモリーで識別することで通信を行うことを特徴と
する。

【００１７】また本発明は、情報を入手する情報入手手
段と、前記情報入手手段から入手した情報と予め記憶さ
れているデータテーブルに基づいて判断する判断手段
と、前記判断手段による情報を表示または伝達する情報
伝達手段と、外部から与えられるエネルギーを、前記情
報入手手段、前記判断手段及び前記情報伝達手段を動作
させるための、前記エネルギーとは異なる種類のエネル
ギーに変換するエネルギー変換手段とを有する立体形半
導体素子が所定容器内に複数設けられた素子の通信方法
であって、前記立体形半導体素子の各々が、識別情報も
しくはメモリーを有し、前記識別情報を認識することも
しくは前記メモリーで識別することで通信を行うことを
特徴とする。

【００１８】また本発明は、インクを収容するインクタ
ンクであって、外部からのエネルギーを異なる種類のエ
ネルギーに変換する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エネルギー変換
手段で変換されたエネルギーにより作動する立体形半導
体素子を２つ以上有し、２つ以上の前記立体形半導体素
子が、相互に通信をすることにより前記立体形半導体素
子の周囲の環境情報を検知して該環境情報を外部へ伝達
または表示する機能を有している。

【００１９】また本発明のインクタンクは、外部からの
エネルギーを異なる種類のエネルギーに変換するエネル
ギー変換手段と、外部からの信号を受信する受信手段
と、情報を蓄積する情報蓄積手段と、前記受信手段で受
信した信号に応じて前記情報蓄積手段の情報を表示又は
伝達する情報伝達手段とを備え、前記受信手段、前記情
報蓄積手段、および前記情報伝達手段は前記エネルギー
変換手段で変換されたエネルギーにより作動する立体形
半導体素子を２つ以上有し、２つ以上の前記立体形半導
体素子が、相互に通信をすることにより前記立体形半導
体素子の周囲の環境情報を検知して該環境情報を外部へ
伝達または表示する機能を有している。

【００２０】また本発明の立体形半導体素子は、外部か
らのエネルギーを異なる種類のエネルギーに変換するエ
ネルギー変換手段と、外部からの信号を受信する受信手
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、前記受信手段で受信した信号に
応じて前記情報入手手段に外部環境情報を入手させ、当
該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、前記入手情報が所定の条件を満た
すかどうかの判断を下す判断手段と、少なくとも前記判
断手段による判断結果を外部へ表示又は伝達する情報伝
達手段とを備え、前記受信手段、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エネルギー
変換手段で変換されたエネルギーにより作動する立体形
半導体素子を２つ以上有し、２つ以上の前記立体形半導
体素子が、相互に通信をすることにより前記立体形半導
体素子の周囲の環境情報を検知して該環境情報を外部へ
伝達または表示する機能を有している。

【００２１】前記立体形半導体素子の前記情報伝達手段
は他の立体形半導体素子にも表示または伝達するもので
あってもよく、前記受信手段は他の立体形半導体素子か
らの信号をも受信するものであってもよい。さらに上記
のような２つ以上の前記立体形半導体素子のうち少なく
とも１つが、起電力を他の立体形半導体素子に付与する
機能を有してもよい。

【００２２】上記のような立体形半導体素子では、前記
エネルギー変換手段が変換する外部エネルギーは非接触
で供給されることが好ましい。

【００２３】また、上記のような立体形半導体素子にお
いて、前記エネルギー変換手段で変換されたエネルギー
は電力である。前記エネルギー変換手段が電力に変換す
る外部エネルギーは電磁誘導または熱または光または放
射線による起電力が考えられる。

【００２４】この場合の前記情報伝達手段は、前記エネ
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
換するものが考えられる。

【００２５】また、前記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考えられ、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
に形成されていることが好ましい。

【００２６】また、上記のような立体形半導体素子は、
前記エネルギー変換手段で変換されたエネルギーを用い
て浮力を発生させる浮力発生手段をさらに備えたもので
もよい。

【００２７】また、上記のような立体形半導体素子は、
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
洞部を有するものでもよい。

【００２８】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、重力方向に対して常に上部に
あることが好ましい。

【００２９】これら２つ以上の立体形半導体素子はイン
クタンク内の液中だけでなく液中以外にも搭載可能であ
り、起電力を与えたり通信させることにより場所の移動
も可能である。また必要性に応じて、一定の場所に固定
されていることもある。

【００３０】また、この複数の立体形半導体素子は省エ
ネルギーの観点からも常に通信が行われているわけでな
く必要に応じて通信を行うことが好ましい。そして、複
数の立体形半導体素子は合体することによりまた新たな
機能を有するなどの応用も可能である。

【００３１】また、本発明のインクジェット記録装置
は、上記のインクタンクを搭載したものである。この場
合の記録装置は、インクタンク内に複数ある立体形半導
体素子へ、前記エネルギー変換手段が変換する外部エネ
ルギーとして起電力を供給する手段を有することが好ま
しい。前記起電力は電磁誘導または熱または光または放
射線が考えられる。更に、上記のインクジェット記録装
置は、立体形半導体素子からの伝達を受信する手段を有
することが好ましい。

【００３２】複数ある前記立体形半導体素子へ前記起電
力を供給する際に、２つ以上の前記立体形半導体素子の
うちメインの立体形半導体素子にまず外部から供給して
メインの立体形半導体素子からその他の立体形半導体素
子に前記起電力が供給される、もしくは、外部から前記
起電力が複数の立体形半導体素子に直接供給されること
が考えられる。

【００３３】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、２つ以上の前記立体形半導体素
子を配した液体容器と、前記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
信手段および外部へ情報を伝達する情報伝達手段と、前
記立体形半導体素子の外部に設置され、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ことを特徴とする。

【００３４】この場合の通信システムでは、２つ以上の
前記立体形半導体素子のうち、前記インクタンク内の液
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ことが好ましく、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、
重力方向に対して常に上部にあることが好ましい。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】外部エネルギーの供給方法は、インクジェ
ット記録装置に用いられる場合、素子に外部エネルギー
として起電力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、起電力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）。

【００３８】（作用）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、素子外部もしくはメインの立体
形半導体素子から（好ましくは非接触で）特定のエネル
ギーを与えると、エネルギー変換手段はその外部エネル
ギーを異なるエネルギーへと変換し、この変換されたエ
ネルギー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を起動する。起動した情報入手
手段は、素子周囲の環境情報を入手する。次に、判断手
段は、入手情報と参照するための情報を情報蓄積手段よ
り読み出し、この読み出した蓄積情報と入手情報とを比
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。

【００３９】このように周囲環境情報を入手して外部に
伝達する機能を立体形の半導体素子に作り込んでいるた
め、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。

【００４０】また、立体形半導体素子を所定容器内に複
数配置し、該所定容器内の複数の前記立体形半導体素子
のうち２つ以上の立体形半導体素子を１グループとする
複数の素子グループに対して通信をする際に、それぞれ
の前記素子グループ毎に異なる通信条件で通信を行うこ
とにより、複数組みの素子の組の判別や選択、素子間の
通信および制御を効果的に行うことが可能となる。ある
いは、所定容器内に複数設けられた立体形半導体素子の
各々が、識別情報もしくはメモリーを有し、前記識別情
報を認識することもしくは前記メモリーで識別すること
で通信を行うことによっても、複数組みの素子の組の判
別や選択、素子間の通信および制御を効果的に行うこと
が可能となる。

【００４１】さらには、外部からの信号を受信する通信
手段を付加することにより、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、外部装置と双方向に信号の
やり取りを行なうことも可能である。

【００４２】また、このような立体形半導体素子をイン
クタンク内に２つ以上配し、２つ以上の立体形半導体素
子の間で相互に通信をすることにより立体形半導体素子
の周囲の環境情報を検知してその環境情報を外部へ伝達
または表示することで、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。

【００４３】さらに、立体形半導体素子を動作させるた
めの外部エネルギー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エネルギー源をインクタンクに
持たせたり、エネルギー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。

【００４４】例えば、素子の起動エネルギーを電力とし
た場合は、外部エネルギー変換手段として発振回路の導
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。

【００４５】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有無、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。

【００４６】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。

【００４７】

【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、インクタンク中に素
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、第１から第３の実施形態については立体形半導体素
子と外部とのやり取りの方法を、第４の実施形態以降に
ついては複数の立体半導体素子どうしのやり取りの方法
について示す。また、この素子はインクタンクのみに用
いられるものでなく、他の対象物中に配して用いても同
様の効果が得られる。

【００４８】（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。この
図で示す形態の立体形半導体素子１１は、外部Ａから素
子１１に向かって非接触で供給された起電力１２を電力
１３に変換するエネルギー変換手段１４と、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１
５、判断手段１６、情報蓄積手段１７、情報伝達手段１
８とを備え、インクタンク内に配される。素子を動作さ
せるために供給する起電力は、電磁誘導、熱、光、放射
線などが適用できる。また、少なくともエネルギー変換
手段１４および情報入手手段１５は素子の表面もしくは
表面付近に形成されていることが望ましい。

【００４９】情報入手手段１５は、素子１１の周囲環境
情報であるインクタンク内の情報を入手する。判断手段
１６は、情報入手手段１５より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。情報伝達手段１８は、判断手
段１６の命令によって電力を、タンク内部情報へ伝達す
るためのエネルギーに変換して、外部Ｂへインク内部情
報を表示、伝達する。

【００５０】図２は図１に示した素子の動作を説明する
ためのフローチャートである。図１及び図２を参照すれ
ば、外部Ａから素子１１に向かって起電力１２を与える
と、エネルギー変換手段１４は起電力１２を電力１３へ
と変換し、その電力により情報入手手段１５、判断手段
１６、情報蓄積手段１７、および情報伝達手段１８を起
動する。

【００５１】起動した情報入手手段１５は、素子周囲の
環境情報であるインクタンク内の情報、例えば、インク
の残量、インクの種類、温度、ｐｈなどの情報を入手す
る（図２のステップＳ１１）。次に、判断手段１６は、
入手したタンク内部情報と参照するための条件を情報蓄
積手段１７より読み出し（図２のステップＳ１２）、こ
の読み出した条件と入手したタンク内部情報とを比較
し、情報伝達の必要性を判断する（図２のステップＳ１
３）。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。

【００５２】ステップＳ１３において判断手段１６が外
部へタンク内の情報を伝達する必要がないと判断した場
合には、情報蓄積手段１７に現在のインクタンク内の情
報が蓄積される（図２のステップＳ１４）。この蓄積情
報は次に情報入手手段１５が入手した情報と判断手段１
６で比較してもよい。

【００５３】またステップＳ１３において、判断手段１
６が外部へタンク内の情報を伝達する必要があると判断
した場合には、エネルギー変換により得た電力が、情報
伝達手段１８で、インクタンク内の情報を外部へ伝達す
るためのエネルギーへと変換される。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Ｂ（例えば、インクジェット
記録装置）に伝達する（図２のステップＳ１５）。ま
た、伝達先はインクジェット記録装置のみでなく、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。

【００５４】インクジェット記録装置に用いられる場
合、素子に外部エネルギーとして起電力を供給する手段
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、起電
力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）。

【００５５】本実施形態によれば、素子がエネルギー変
換手段を有しているので、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
ことが困難な個所、例えば図１１〜図１７に示すような
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。

【００５６】また、素子がエネルギー変換手段を有して
いるので、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、もしくは図１１〜
図１７のようにインク中など、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。尚、本実施例では
非接触で起電力を供給したが、一時的に外部と接触して
起電力を供給した後、外部と非接触となる形態でもよ
い。

【００５７】（第２の実施の形態）図３は本発明の第２
の実施の形態による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。この
図で示す形態の立体形半導体素子２１は、外部Ａから素
子２１に向かって非接触で供給された起電力２２を電力
２３に変換するエネルギー変換手段２４と、エネルギー
変換手段２４で得た電力により起動する情報入手手段２
５、判断手段２６、情報蓄積手段２７、情報伝達手段２
８、受信手段２９とを備え、インクタンク内に配され
る。第１の実施の形態とは受信機能を有する点で異な
る。また、素子を動作させるために供給する起電力は、
電磁誘導、熱、光、放射線などが適用できる。また、少
なくともエネルギー変換手段２４と情報入手手段２５と
受信手段２９は素子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。

【００５８】情報入手手段２５は、素子２１の周囲環境
情報であるインクタンク内の情報を入手する。受信手段
２９は外部Ａまたは外部Ｂからの入力信号２０を受信す
る。判断手段２６は、受信手段２９からの入力信号に応
じて、情報入手手段２５にタンク内部情報を入手させ、
この入手したタンク内部情報と情報蓄積手段２７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が所
定の条件を満たすかどうかを判断する。情報蓄積手段２
７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２５より入手したタンク内部情報を蓄積する。
情報伝達手段２８は、判断手段２６の命令によって電力
を、タンク内部情報へ伝達するためのエネルギーに変換
して、判断手段２６による判断結果を外部Ａまたは外部
Ｂまたは外部Ｃへ表示、伝達する。

【００５９】図４は図３に示した素子の動作を説明する
ためのフローチャートである。図３及び図４を参照すれ
ば、外部Ａから素子２１に向かって起電力２２を与える
と、エネルギー変換手段２４は起電力２２を電力２３へ
と変換し、その電力により情報入手手段２５、判断手段
２６、情報蓄積手段２７、情報伝達手段２８および受信
手段２９を起動する。

【００６０】この状態において、外部Ａ又は外部Ｂから
素子２１にインクタンク内の情報を聞くための信号３０
を送信する。この入力信号３０は例えばインクタンク内
にまだインクが残っているかどうかを素子に聞くための
信号であり、受信手段２９で受信される（図４のステッ
プＳ２１）。すると、判断手段２６は、情報入手手段２
５によりインクタンク内の情報、例えばインクの残量、
インクの種類、温度、ｐｈなどの情報を入手させ（図４
のステップＳ２２）、かつ入手したタンク内部情報と参
照するための条件を情報蓄積手段２７より読み出し（図
２のステップＳ２３）、入手したタンク内部情報が設定
条件を満たすかどうかを判断する（図４のステップＳ２
４）。

【００６１】ステップＳ２４において入手情報が設定条
件を満たさないと判断した場合にはその満たしていない
旨を、入手情報が設定条件を満たすと判断した場合には
その満たしている旨を外部Ａ又は外部Ｂ又は外部Ｃに伝
達する（ステップＳ２５，Ｓ２６）。このとき、判断結
果に併せて入手情報も伝達してもよい。この伝達は、エ
ネルギー変換により得た電力を情報伝達手段２８で、イ
ンクタンク内の情報を外部へ伝達するためのエネルギー
へ変換することで行なう。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、判断結果に応じて変化させ、また、判断す
べき質問内容（例えば、インク残量が２ミリリットル以下であ
るかや、インクのｐｈが変化しているか等）に応じて、
その伝達方法を変えてもよい。

【００６２】なお、外部Ａ又は外部Ｂからの入力信号３
０と共に起電力をも素子２１に与えても良く、例えばそ
の起電力が電磁誘導の場合はインクの残量について聞く
ための信号、光の場合はｐｈを聞くための信号など使い
道を分けて与えても良い。

【００６３】本実施形態によれば、外部からの信号を受
信する機能を有しているため、第１の実施の形態による
効果に加え、外部からの様々な種類の信号による質問に
対して返答することが可能となり、素子と外部とで情報
のやり取りを行うことができる。

【００６４】なお、インクタンク内に配するのに好適な
素子について述べたため、情報入手手段を備えたものと
したが、これを持たず、素子に予め記憶してある情報を
外部からの入力信号に応じて外部に出力する立体形半導
体素子を本実施形態の基本構成とする。

【００６５】（第３の実施の形態）図５は本発明の第３
の実施の形態による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。この
図で示す形態の立体形半導体素子３１は、外部Ａから素
子３１に向かって非接触で供給された起電力３２を電力
３３に変換するエネルギー変換手段３４と、エネルギー
変換手段３４で得た電力を用いて浮力を発生させる浮力
発生手段３５とを備え、インクタンク内のインク中に配
される。

【００６６】このような形態では、外部Ａから素子３１
に向かって起電力３２を与えると、エネルギー変換手段
３４が起電力３２を電力３３へと変換し、その電力３３
を用いて浮力発生手段３５が浮力を発生し、素子３１を
インク液面で浮遊させる。この浮力は必ずしもインク液
面だけでなく、インクが空の状態で吐出を行うのを防止
するために、素子の位置が必ずインク液面から一定距離
下方に存在するようにしてもよい。

【００６７】例えば図６にインクタンクのインク中に浮
遊させた素子の位置を、インクの消費変化とともに示
す。図６に示すようなタンクではインク供給口３６より
負圧発生部材３７のインクが外部へ導出されるのに伴
い、消費された分のインクが負圧発生部材３７に保持さ
れる。これにより、生インク３８中の立体形素子３１
は、インク液面Ｈから一定距離下方に存在した状態で、
インクの消費によるインク液面Ｈの位置の低下と共に移
動する。このインクタンクでは、インクタンク内のイン
クに負圧を発生させるための負圧発生部材３７が負圧室
内に収納され、その負圧室が、生インク３８を直接収容
する室と連通している。

【００６８】図７は素子３１の位置を確認し、タンク交
換の必要性を判断するためのフローチャートである。図
５及び図７のステップＳ３１〜Ｓ３４を参照すると、外
部Ａ又は外部Ｂ（例えばインクジェット記録装置）によ
り素子３１に向けて光を発信し、その光を外部Ａ又は外
部Ｂ（例えばインクジェット記録装置）又は外部Ｃで受
信することにより素子３１の位置が検知され、この素子
の位置によりインクタンク交換の必要があるか等をイン
クジェット記録装置が判断し、必要がある場合はタンク
交換を音や光等で報知する。

【００６９】この素子の位置の検出は、発光手段と受光
手段が対向して設けられていて、素子の部分が光を通さ
ないことにより位置が確認されるもの、もしくは発光手
段から発した光が受光手段に向けて反射することにより
確認されるものなどが用いられる。

【００７０】本実施形態によれば、液体の比重が異なる
など素子が用いられる環境により素子に必要な浮力など
が変化する場合においても、外部からの起電力をエネル
ギー変換手段により変換して所望の位置に常に素子が存
在するように設定することができるので、素子が置かれ
る環境に関わらず素子を使用することが可能である。

【００７１】なお、本実施形態は上述した第１及び第２
の実施の形態に適宜組み合わせることも可能である。

【００７２】（第４の実施の形態）図８は、本発明の第
４の実施の形態である、２つ以上すなわち複数の立体形
半導体素子がある場合の使用方法を説明するための概念
図である。

【００７３】本実施形態は第１又は第２の実施形態の立
体形半導体素子に他の素子に情報を伝達する機能を付与
し、これらを対象物中に複数配置した構成である。

【００７４】図８（Ａ）の例では、第１の実施形態の立
体形半導体素子が対象物中に複数配されており、各素子
に外部Ａ又は外部Ｂより起電力が供給されると、各素子
が周囲環境情報をそれぞれ入手し、素子４１の入手情報
ａは素子４２へ、素子４１及び素子４２の入手情報ａ，
ｂは次の素子へと順次伝達され、最後の素子４３はすべ
ての入手情報を外部Ａ又は外部Ｂに伝達する。

【００７５】また、図８（Ｂ）の例では、第２の実施の
形態の立体形半導体素子が対象物中に複数配され、各素
子に外部Ａ又は外部Ｂより起電力が供給されており、外
部Ａ又は外部Ｂより例えば素子５３に信号による所定の
質問が入力されると、質問内容に対応する素子５１又は
５２は質問に応じた情報を入手して回答を行ない、素子
５１又は５２の質問回答は他の素子へと順次伝達され、
所望の素子５３より外部Ａ又は外部Ｂ又は外部Ｃに返答
される。

【００７６】また、図８（Ｃ）の例では、第２の実施の
形態の立体形半導体素子が対象物中に複数配され、各素
子に外部Ａ又は外部Ｂより起電力が供給されており、外
部Ａ又は外部Ｂより例えば素子６３に対してある信号が
入力されると、その信号は素子６２および素子６１へと
順次伝達され、素子６３により外部Ａ又は外部Ｂ又は外
部Ｃへ表示を行なう。

【００７７】なお、図８（Ａ）〜（Ｃ）の例では、複数
の立体形半導体素子の一つに第３の実施の形態の浮力発
生手段を備えたものを使用してもよい。

【００７８】また図９は、インクタンク内及びこれに接
続したインクジェットヘッド内にそれぞれ、第１、第２
又は第３の実施の形態を適宜組み合わせた立体形半導体
素子を複数配置した例を示している。この例では、第１
の実施の形態に対して第３の実施の形態の浮力発生手段
および他の素子７９への情報伝達機能を付加した立体形
半導体素子７１がインクタンク７２のインク７３中の所
望の位置に配置される。一方、インクタンク７２のイン
ク供給口７４と連結した液路７５及び液室７６を通じて
供給されたインクを印字のために吐出口７７から吐出す
る記録ヘッド７８には、ＩＤ機能（認証機能）を備えた
第２の実施の形態の立体形半導体素子７９が配置され
る。この素子７９への電力供給は素子表面に配した電極
部と記録ヘッド７８を駆動するための電気基板上のコン
タクト部との接触によって行なってもよい。

【００７９】そして、各素子７１，７９に外部から起電
力を供給すると、インク中の素子７１は例えばインクの
残量情報を入手し、記録ヘッド側の素子７９は例えばタ
ンク交換のためのインク残量を判断するＩＤ情報を素子
７１に伝達する。すると、素子７１は入手したインク残
量とＩＤを比較し、一致したときのみ、素子７９に外部
へタンク交換を知らせるよう伝達指示する。素子７９は
これを受信して外部にタンク交換を知らせる信号を伝達
したり、人の目や聴覚に訴える音や光等を出力する。

【００８０】以上のように、素子をある対象物中に複数
配することで、複雑な情報の条件を設定することが可能
となる。

【００８１】また、図８及び図９に示した例では、各々
の立体形半導体素子に起電力を供給する構成としたが、
これに限らず、ある素子に供給した起電力を情報ととも
に他の素子に順次伝達する構成であってもよい。例えば
図１０に示すように、第１の実施の形態に対して第３の
実施の形態の浮力発生手段と他の素子への情報伝達機能
および起電力供給機能を付加した立体形半導体素子８１
及び、第２の実施の形態に対して第３の実施形態の浮力
発生手段と他の素子への情報伝達機能および起電力供給
機能を付加した立体形半導体素子８２がそれぞれ、図９
と同様のインクタンク７２のインク７３中の所望の位置
に配置される。一方、インクタンク７２と連結した記録
ヘッド７８には、ＩＤ機能（認証機能）を備えた第２の
実施の形態の立体形半導体素子８３が配置される。この
素子８３への電力供給は素子表面に配した電極部と記録
ヘッド７８を駆動するための電気基板上のコンタクト部
との接触によって行なってもよい。

【００８２】そして、素子８１に外部から起電力を供給
すると、インク中の素子８１は例えばインクの残量情報
を入手して、この情報を内部の規定条件と比較し、他の
素子へ伝達の必要がある場合は入手したインク残量情報
を素子８２に、素子８２を動作させる起電力とともに伝
達する。起電力が供給された素子８２は、素子８１から
伝達されたインク残量情報を受信するとともに、例えば
インクのｐｈに関する情報を入手し、記録ヘッド側の素
子８３に、素子８３を動作させる起電力を伝達する。す
ると、起電力が供給された記録ヘッド側の素子８３は例
えばタンク交換のためのインク残量又はインクのｐｈを
判断するＩＤ情報を素子８２に伝達する。そして素子８
２は、入手したインク残量情報およびｐｈ情報とＩＤを
比較し、一致したときのみ、素子８３に外部へタンク交
換を知らせるよう伝達指示する。素子８３はこれを受信
して外部にタンク交換を知らせる信号を伝達したり、人
の目や聴覚に訴える音や光等を出力する。このように、
ある素子から他の素子へと情報とともに起電力を供給す
る方法も考えられる。

【００８３】なお、記録ヘッド７８は、液路内でヒータ
ー等の電気熱変換素子の熱によりインクを発泡させ、そ
の気泡成長エネルギーにより、液路と連通する微小開口
よりインクを吐出するものが考えられる。

【００８４】（その他の実施の形態）上述した実施の形
態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１１〜図１７に示す。図１１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５
０４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。

【００８５】また、図１２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。

【００８６】また、図１３に示すインクタンク５２１は
図６、図９、図１０に示したタンクと同様のタンクであ
り、インク５２２を収容する完全密閉状態の第１室と、
インクに負圧を発生させるための負圧発生部材５２３を
収納する、負圧室であ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において第１
室と第２室とにそれぞれ本発明の立体形半導体素子５２
６，５２７を配し、分割された各々の室のインクに関す
る情報をやり取りしてもよい。

【００８７】また、図１４から図１６に示されるインク
タンク５４１は、図１３と同様に、インク５４７を収容
する完全密閉状態の第１室と、負圧発生部材５４６を収
納する、負圧室であ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５４８とを
備えたものである。第２室を構成する壁部における連通
路５４８側と反対側の部分に形成されたインク供給口５
４９より、第２室内のインクが消費される。このインク
タンク５４１では、第１室内に立体形半導体素子５４
２，５４３が配置され、第２室内に立体形半導体素子５
４４，５４５が配置されている。図１３のインクタンク
５２１の場合、立体形半導体素子を第１室、第２室にそ
れぞれ１個ずつ配されている。このそれぞれが、各々の
室のインクに関する情報を管理しているが、第１室と第
２室では介在する媒体が違うので単純には相対比較はで
きない。

【００８８】第１室と第２室のそれぞれに複数の立体形
半導体素子を配置した理由について図２０を参照して説
明する。図２０（ａ）は、第１室と第２室のそれぞれに
１つの立体形半導体素子を配置した場合での素子どうし
の通信に用いられる電磁波の減衰量を示す図、図２０
（ｂ）は、第１室に複数の立体形半導体素子を配置した
場合におけるそれらの素子どうしの通信に用いられた電
磁波の減衰量を示す図、図２０（ｃ）は、第２室に複数
の立体形半導体素子を配置した場合におけるそれらの素
子どうしの通信に用いられた電磁波の減衰量を示す図で
ある。

【００８９】例えば、電磁波を用いて残量などを検知す
る場合では、第１室ではインクのみなのに対して、第２
室ではインクと負圧発生部材があることより図２０
（ａ）のように波の減衰量が第１室と第２室では違う。
よって、状況を把握しづらくなり、環境情報の検知の制
御が困難になる。それに対して図１４から図１６は各々
の室に複数の立体形半導体素子を有している。図２０
（ｂ），（ｃ）のようにそれぞれの室内にある立体形半
導体素子どうしで通信するほうが介在する媒体が同じで
あるため環境検知が容易になるメリットがある。また、
このように第１室と第２室のそれぞれに複数の立体形半
導体素子を配置し、それぞれで検出したデータを補正す
ることにより相対比較を行うことで、精度良くタンク内
の情報の管理が可能になる。それとともに、よりリアル
タイムでの検出が可能になる。

【００９０】またここで、複数ある立体形半導体素子の
うちのどの立体形半導体素子とどの立体形半導体素子を
用いて所定容器内情報を検知するのかという問題が発生
してくる。複数ある立体形半導体素子の中から必要な立
体形半導体素子の判別方法としては、一例として、図１
４の場合を挙げる。この場合、立体形半導体素子５４
２、５４３どうし、５４４，５４５どうしで通信してい
るわけだが、その判別方法としては、検知する周波数を
変えて行う場合、振幅を変えて行う場合など立体形半導
体素子の特性をグループごとに変えてしまい異なる条件
で通信する方法が考えられる。このようにグループごと
に立体形半導体素子の特性を変えることによって異なる
条件で通信することになるので外部からの情報に対して
グループごとに作動することが可能になる。

【００９１】また別の方法として、全て特性が同じ立体
形半導体素子を使うならば、複数の立体形半導体素子を
所定容器内に装着する前にすでに識別情報(ID)を組み込
みその識別情報(ID)によってどの立体形半導体素子を用
いるのかを検知する方法や、立体形半導体素子を所定容
器内に装着する前にメモリーを搭載しておいてそのメモ
リーにすでに識別手段を入力（INPUT）しておきそのメ
モリーに先にINPUTされた情報をもとに複数ある立体形
半導体素子から必要なものを識別することが考えられ
る。もし識別情報(ID)を用いるならば、外部から例えば
Ａという識別情報(ID)用の信号を送るとそのＡに該当す
る立体形半導体素子どうしで通信を行いその結果、検知
した環境情報を外部へ伝達または表示し、Ｂという識別
情報(ID)用信号を送るとそのBに該当する立体形半導体
素子どうしで通信を行い、検知した環境情報を外部へ伝
達または表示するということが考えられる。またメモリ
ーの時も同様の方法が考えられる。

【００９２】図１４から図１６において、一例としてこ
こでは電磁波の波形の減衰量を用いてインクの残量を検
出する方法を示すことにする。また、今回の例では立体
形半導体素子５４３，５４４，５４５はインクタンク５
４１に埋め込まれていて、立体形半導体素子５４２に関
しては、第１室内のインク５４７中で浮遊しているもの
とする。この図１４はインクがまだたくさん残っている
状態、図１５はインクの残量が減ってきている状態、図
１６はインク残量がほとんどなくなりインクの残りが負
圧室すなわち第２室のみになってしまった状態を示して
いる。まず、インクタンク５４１をインクジェット記録
装置に装着したときの立体形半導体素子５４２と５４
３，５４４と５４５の電磁波の波形の関係を初期状態と
してメモリーする。そのときに比べて、図１５のように
第１室内のインク５４７が減ってくると立体形半導体素
子５４２と５４３の距離が接近してくる。距離が接近す
ると電磁波の波形の減衰が少なくなる。つまりインクが
減ってきたということになる。この状況はランダムにい
つでも残量が初期状態に対してどのくらい減っているか
を知る上で有効である。

【００９３】そして、図１６の状態のように第１室内の
インクがなくなってしまうと、立体形半導体素子５４
２，５４３の間に割って入る要因がなくなってしまうの
で電磁波の減衰量がほとんどなくなってしまう。さらに
インクがなくなってしまうと同じく図１６の状態におい
て、今度は立体形半導体素子５４４と５４５の間で通信
が行われ、負圧発生部材内５４６で液面５６７が低下し
てくるとインクがある部分と、インクがない部分が立体
形半導体素子５６４と５６５の間に両方介在することに
なる。そうすると波形の減衰のばらつきが出てくるポイ
ントが発生し、インクがなくなるにつれて徐々に下がっ
てくる。このばらつきが出てくるポイントによってあと
インク残量がどのくらいあるかが検出可能となってく
る。

【００９４】また、図１６の下側の部分に記載されてあ
るものは、該インクタンクが外部と通信する場合の一例
を示す図である。まず、立体形半導体素子５４２，５４
３どうしでの通信の結果を素子間情報受信手段５５０が
受信する。この場合、ほかの立体形半導体素子の情報を
受信してしまわないように、周波数、振幅、ID、メモリ
ーなどを用いて識別する。そして、その結果は判断・分
析手段５５１に伝わり、外部に伝達、表示する必要性の
ある項目に関しては、外部に伝達、表示しその他の情報
は、情報蓄積手段５５２に蓄積される。ただし、外部に
伝達してしまった情報に関しても情報蓄積手段５５２に
蓄えることは可能である。そしてその次に、立体形半導
体素子５４４，５４５どうしでの通信が行われたとする
と、先程と同様に通信の結果得られた情報は、素子間情
報受信手段５５０で受信する。そして、素子間情報受信
手段５５０で受信した情報は判断・分析手段５５１に伝
達され、ここでも必要性に応じて外部に伝達、表示さ
れ、ほかの情報もしくは外部に伝達、表示された情報も
情報蓄積手段５５２に蓄積される。そして、その作業を
繰り返すことによって、情報蓄積手段５５２に蓄えられ
た情報量が増えていき、その情報を外部へ伝達、表示す
ることができ、また、蓄積された情報どうし、もしくは
新たにきた情報と情報蓄積手段５５２に蓄積された情報
とで判断、分析を行い、外部へ伝達されるということも
ある。このように、所定容器内に複数の立体形半導体素
子を持たせて、グループごとに通信を行い、その都度状
況を判断、分析して、情報を蓄積していくことにより必
要性に応じてその都度情報を得ることが可能になる。

【００９５】図２７および図２８は、図１４から図１６
に示した構成のような場合に、実際のどのようにインク
タンク内の情報を検知しているかを示しているフローチ
ャート図である。

【００９６】まず、図２７は、インク残量の検知方法の
一例を示すフローチャート図である。最初に、インク残
量を検知する上で必要な起電力を第１室内にある立体形
半導体素子５４２，５４３に供給する。同時に、立体形
半導体素子５４４，５４５にも供給することも考えられ
るが、効率性(省電力)、一度にたくさんの立体形半導体
素子に電力を供給することによる誤動作を防ぐために
も、この例では必要に応じて、まず第１室内の立体形半
導体素子に供給することにする。そして、その供給され
た電力を用いて、立体形半導体素子５４２、５４３の双
方の通信によって第１室内のインク残量を検出する。そ
の結果、図１４や図１５の状態のようにインク残量があ
る場合は、そのインク残量を外部に伝達、表示する。そ
してその反対に図１６のように第１室内のインク残量が
なくなってしまった場合は、次に、外部から第２室内の
の立体形半導体素子５４４，５４５に電力を供給する。
そして先程と同様に、その供給された電力を用いて、立
体形半導体素子５４４，５４５双方の通信により第２室
内のインク量を検出する。その結果、インク残量がまだ
ある場合は、その残量を表示し、尚且つ第１室にもう既
にインクがなくなっているので、インクがなくなりそう
である旨を外部に伝達、表示する。さらには、記録用紙
にあと何枚くらいしか印字できないなどの警告も出せる
ことが好ましい。逆に、インク残量がなくなってしまっ
た場合には、インクタンクを交換する警告を表示し、交
換完了で印字可能になるようにする。

【００９７】図２８は、インク供給口周辺のインク状態
を検知する一例を示すフローチャート図である。これも
先程と同様に図１４から図１６の構成を例にとってみ
る。また、この例では、図１７のように第２室しかない
ようなインクタンクでも実施可能である。まず、図２８
（ａ）および図２８（ｂ）に示されるように本体の電源
をＯＮするかもしくは、印字する旨が伝達されたとき
に、第２室の立体形半導体素子５４４，５４５双方の通
信によってインクの状態を検出する。その結果、図２８
（ａ）のように、異常がなければ、電源ＯＮ直後ならそ
のまま、印字前なら印字プロセスに進むが、インク供給
口からエアーが入ってしまった場合など異常を検知した
場合には自動吸引回復を行い、印字プロセスに進む。ま
た、自動で吸引回復を行えない場合は、図２８（ｂ）の
ように、吸引回復を行う旨を外部に伝達、表示し、吸引
回復を行いそれから印字プロセスに進む。このようにイ
ンク供給口周辺に複数の立体形半導体素子を配置するこ
とによってその周辺部のインク状態を検知し必要に応じ
て吸引回復を行うことによって、従来インクの状態によ
らず規則的に行われていた吸引回復の作業を減らすこと
ができインクが余計に減らずに済む。

【００９８】上記に示したタンク内の情報の検出方法
は、一例に過ぎず、この例ではまず第１室で環境検知を
行い、第１室のインクがなくなったら第２室の立体半導
体素子を用いて検出を行ったが、第１室での環境検知と
第２室での環境検知を同時に行いその結果を補正して、
相対比較を用いて環境検出することも考えられる。

【００９９】また、図１７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、図９、図１０に示したタンクと同様
に、インクタンク側とインクジェットヘッド側にそれぞ
れ本発明の立体形半導体素子５３４，５３５を配し、分
割された各々の構成部内のインクに関する情報をやり取
りしてもよい。

【０１００】また、図２１は複数の立体形半導体素子を
用いたインク有無の検知の一例を示す断面図である。

【０１０１】図２１には、インクのみでスポンジなど他
の媒体が一切入っていないインクタンク５７１もしくは
インクタンク５７１の一部分が示されている。インクタ
ンク５７１内には立体形半導体素子５７２，５７３が配
置されている。立体形半導体素子５７２が、インクタン
ク５７１内のインクの液面５７４で浮遊し、立体形半導
体素子５７３が、インクタンク５７１内の底面の最も深
い部分に固定されている。まず図２１（ａ）のようにイ
ンクがインクタンク５７１内に普通にある状態では、立
体形半導体素子５７２，５７３は相互に通信はしない。
但し、立体形半導体素子５７２もしくは５７３単体でイ
ンクの状態を検知するようなことは可能である。インク
タンク５７１内のインクの残量が減ってきてほとんどイ
ンクを使い果たしてしまい図２１（ｂ）の状態になる
と、インクタンク５７１内の底面は傾斜を有していてそ
の底面の最も深い部分に立体形半導体素子５７３が固定
されているのでその立体形半導体素子５７３と５７２が
接触する。そして接触することによりインクがなくなっ
たことを外部に伝達するという方法でのインク有無の検
知が可能である。すなわち、このように複数の立体形半
導体素子が合体もしくは接触することによって新たな機
能を有することも考えられる。

【０１０２】以上で説明したように、２つ以上の立体形
半導体素子をインクタンク内に配し、２つ以上の立体形
半導体素子の間で相互に通信をすることにより立体形半
導体素子の周囲の環境情報を検知してその環境情報を外
部へ伝達または表示することで、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
させることがより容易になる。

【０１０３】このようにインクタンク内に２つ以上の立
体形半導体素子を配する場合には、複数の立体形半導体
素子に外部からの起電力を供給する方法として、上述し
たように複数の立体形半導体素子のそれぞれに起電力を
外部から直接供給する方法がある。あるいは、複数の立
体形半導体素子のうちメインの立体形半導体素子にまず
外部から起電力を供給し、そのメインの立体形半導体素
子から他の立体形半導体素子に起電力を供給するように
してもよい。

【０１０４】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１８に概略図で示す。図１８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１１〜図１７に示したようなインクタンクとを有
するものである。また、該インクタンク内に配された立
体形半導体素子へ外部エネルギーである起電力を供給す
る手段６２２や前記素子と情報を双方向に通信する手段
（不図示）が記録装置６００内に設置されている。

【０１０５】ヘッドカートリッジ６０１は、図１８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。

【０１０６】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。

【０１０７】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１８では示されていない。

【０１０８】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。

【０１０９】

【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。

【０１１０】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。インクタンク内に配置
される立体形半導体素子が球状シリコンに作り込まれる
場合、上記の実施の形態で説明した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。

【０１１１】次に、本発明の立体形半導体素子に適用可
能なエネルギー変換手段の具体例を挙げる。図１９は本
発明の立体形半導体素子の構成要素であるエネルギー変
換手段の電力発生原理を説明するための図である。

【０１１２】図１９において、外部共振回路１０１のコ
イルＬ_a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Ｌ_aに電流
Ｉ_aを流すと、電流Ｉ_a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Ｉ_a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
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Ｌ_a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。

【０１１３】また、球状シリコンに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Ｎ_aと電流Ｉ_aの積に比例するから、比例定数をｋと
して、

【０１１４】

【数１】 Ｂ＝ｋ＊Ｎ_a＊Ｉ_a コイルＬに生じる起電力Ｖは、

【０１１５】

【数２】 Ｖ＝−Ｎ｛ｄＢ／ｄｔ｝ ＝−ｋＮ_aＮ｛ｄＩ_a／ｄｔ｝ ＝−Ｍ｛ｄＩ_a／ｄｔ｝ ここで、磁束Ｂは、コイルの磁心の透磁率をμ_a、磁界
をＨとすると、

【０１１６】

【数３】 Ｂ＝μ_aＨ（ｚ） ＝｛μ_aＮ_aＩ_aｒ_a ²／２（ｒ_a ²＋ｚ²）^3/2 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。式
の相互インダクタンス：Ｍは、

【０１１７】

【数４】 Ｍ＝｛μＮ／μ_aＩ_a｝∫_sＢ・ｄＳ ＝｛μμ_aｒ_a ²Ｎ_aＮＳ／２μ₀（ｒ_a ²＋ｚ²）^3/2｝ となる。ここで、μ₀は、真空の透磁率である。

【０１１８】そして、球状シリコンに作り込んだ発信回
路のインピーダンス：Ｚは、

【０１１９】

【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：Ｚ_aは、

【０１２０】

【数６】 Ｚ_a（ω）＝Ｒ_a＋ｊωＬ_a−｛ω²Ｍ²／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：Ｉ_aが最大になると
き）した時のインピーダンス：Ｚ₀は、

【０１２１】

【数７】 Ｚ₀（ω₀）＝Ｒ_a＋ｊＬ_aω₀−（ω₀ ²Ｍ²／Ｒ） となり、この共振回路の位相の遅れ：φは、

【０１２２】

【数８】 tanφ＝｛ｊＬ_aω₀−（ω₀ ²Ｍ²／Ｒ）｝／Ｒ となる。

【０１２３】そして、この外部共振回路の共振周波数：
ｆ₀は、

【０１２４】

【数９】 ｆ₀＝１／２π（ＬＣ）^1/2 で求められる。

【０１２５】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。

【０１２６】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。

【０１２７】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変換手段としての
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。

【０１２８】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、球状
シリコンに作り込まれた発振回路と、図１９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。

【０１２９】図２２で示しているように、液体中に本例
のボール形半導体素子２１０を浮遊させた場合、図２２
（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。

【０１３０】そして、図２２（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。

【０１３１】ここで、釣り合いの状態にあるときの重量
の作用線（図２２（ｂ）中の一点鎖線）と、傾いたとき
の浮力の作用線（図２２（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。

【０１３２】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、

【０１３３】

【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。

【０１３４】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。

【０１３５】そして、図２２（ｂ）から、

【０１３６】

【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、

【０１３７】

【数１２】 となることが、ボール形半導体素子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。

【０１３８】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。

【０１３９】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。

【０１４０】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。

【０１４１】送信側の立体形半導体素子でのフローチャ
ートを図２３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。

【０１４２】受信側の記録装置でのフローチャートを図
２４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。

【０１４３】以上のような実施例の立体形半導体素子で
は、素子を起動させる電力を供給する外部エネルギーと
してコイルによる電磁誘導を使用したが、これ以外に光
を使用してもよく、この光の明暗を電気信号に変換する
場合は、光の照射により抵抗値が変化する材料（例え
ば、光導電体）を用いて、光導電効果により電力を発生
させることができる。光導電体としては例えば、Ｃｄ
Ｓ，ＩｎＳｂやＨｇ_0.8Ｃｄ_0.2Ｔｅなどの二元合金／三
元合金や、ＧａＡｓ，Ｓｉ，Ｖａ−Ｓｉなどが用いられ
る。さらに、起電力として熱を使用する場合は、物質の
放射エネルギーから量子効果により電力を発生させるこ
とができる。

【０１４４】また、本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。

【０１４５】尚、本実施例ではインクジェット記録装置
の外装は不図示であるが、外装のカバーを半透明など中
の状態が見れるものを用い、インクタンクも半透明のも
のを用いた場合には光を伝達手段として用いると、タン
クの光をユーザーが見れるので、例えば「タンクを交換
したい」ことが分かり易く、ユーザーに、タンクを交換
しようとする意欲を持たせることができる。（従来は装
置本体のボタンが光るが、いくつかの表示機能を兼ねて
いるため、光っても何を知らせたいのかユーザーには分
かりにくい。）

【０１４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の通信方法
は、立体形半導体素子を所定容器内に複数配置し、該所
定容器内の複数の前記立体形半導体素子のうち２つ以上
の立体形半導体素子を１グループとする複数の素子グル
ープに対して通信をする際に、それぞれの前記素子グル
ープ毎に異なる通信条件で通信を行うことにより、複数
組みの素子の組の判別や選択、素子間の通信および制御
を効果的に行うことが可能となる。あるいは、所定容器
内に複数設けられた立体形半導体素子の各々が、識別情
報もしくはメモリーを有し、前記識別情報を認識するこ
ともしくは前記メモリーで識別することで通信を行うこ
とによっても、複数組みの素子の組の判別や選択、素子
間の通信および制御を効果的に行うことが可能となる。

【０１４７】また、本発明のインクタンクでは、２つ以
上の立体形半導体素子をインクタンク内に配され、２つ
以上の立体形半導体素子の間で相互に通信をすることに
より立体形半導体素子の周囲の環境情報を検知してその
環境情報を外部へ伝達または表示することで、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より容易になる。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。

【０１４８】さらに、立体形半導体素子を動作させるた
めの外部エネルギー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エネルギー源をインクタンクに
持たせたり、エネルギー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。

【０１４９】例えば、素子の起動エネルギーを電力とし
た場合は、外部エネルギー変換手段として発振回路の導
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。

【０１５０】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。

【０１５１】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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による立体形半導体
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。

【図２】図１に示した素子の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図３】本発明の第２の実施の形態による立体形半導体
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。

【図４】図３に示した素子の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図５】本発明の第３の実施の形態による立体形半導体
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。

【図６】インクタンクのインク中に浮遊させた図３の構
成の素子の位置を、インクの消費変化とともに示す図で
ある。

【図７】図３に示す構成の素子の位置を確認し、タンク
交換の必要性を判断するためのフローチャートである。

【図８】本発明の第４の実施の形態である立体形半導体
素子の使用方法を説明するための概念図である。

【図９】インクタンク内及びこれに接続したインクジェ
ットヘッド内にそれぞれ、第１、第２又は第３の実施の
形態を適宜組み合わせた立体形半導体素子を配置した例
を示す図である。

【図１０】インクタンク内及びこれに接続したインクジ
ェットヘッド内にて、ある立体形半導体素子に供給した
起電力を情報とともに他の立体形半導体素子に順次伝達
する構成例を示す図である。

【図１１】本発明の種々の実施の形態による立体形半導
体素子を配するのに好適なインクタンクの例を示す図で
ある。

【図１２】本発明の種々の実施の形態による立体形半導
体素子を配するのに好適なインクタンクの例を示す図で
ある。

【図１３】本発明の種々の実施の形態による立体形半導
体素子を配するのに好適なインクタンクの例を示す図で
ある。

【図１４】本発明の種々の実施の形態による立体形半導
体素子を配するのに好適なインクタンクの例を示す図で
ある。

【図１５】本発明の種々の実施の形態による立体形半導
体素子を配するのに好適なインクタンクの例を示す図で
ある。

【図１６】本発明の種々の実施の形態による立体形半導
体素子を配するのに好適なインクタンクの例を示す図で
ある。

【図１７】本発明の種々の実施の形態による立体形半導
体素子を配するのに好適なインクタンクの例を示す図で
ある。

【図１８】図１１〜図１７などに示すインクタンクを搭
載するインクジェット記録装置の一例を示す斜視図であ
る。

【図１９】本発明の立体形半導体素子の構成要素である
エネルギー変換手段の電力発生原理を説明するための図
である。

【図２０】図１４から図１６に記載のように立体半導体
素子を複数配置した理由について説明するための図であ
る。

【図２１】複数の立体形半導体素子が合体することによ
って達成することが可能なインク有無の検出方法を示し
た断面図である。

【図２２】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。

【図２３】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。

【図２４】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。

【図２５】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。

【図２６】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。

【図２７】インク残量の検知方法の一例を示すフローチ
ャート図である。

【図２８】インク供給口周辺のインク状態を検知する一
例を示すフローチャート図である。

【符号の説明】

１１、２１、３１、４１〜４３、５１〜５３、６１〜６
３、７１、７９、８１〜８３ 立体形半導体素子 １２、２２、３２ 起電力 １３、２３、３３ 電力 １４、２４、３４ エネルギー変換手段 １５、２５ 情報入手手段 １６、２６ 判断手段 １７、２７ 情報蓄積手段 １８、２８ 情報伝達手段 ２９ 受信手段 ３０ 入力信号 ３５ 浮力発生手段 ３６ インク供給口 ３７ 負圧発生部材 ７２ インクタンク ７３ インク ７４ インク供給口 ７５ 液路 ７６ 液室 ７７ 吐出口 ７８ インクジェット記録ヘッド １０１ 外部共振回路 １０２ 発振回路

───────────────────────────────────────────────────── 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 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 石永 博之 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 EB45 EB50 EC26 KC11 KC13 KC14 KC30 2C061 CG15

Claims (33)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報を入手する情報入手手段と、前記情
   報入手手段による情報を表示または伝達する情報伝達手
   段と、外部から与えられるエネルギーを、前記情報入手
   手段及び前記情報伝達手段を動作させるための、前記エ
   ネルギーとは異なる種類のエネルギーに変換するエネル
   ギー変換手段とを有する立体形半導体素子を所定容器内
   に複数配置し、該所定容器内の複数の前記立体形半導体
   素子のうち２つ以上の立体形半導体素子を１グループと
   する複数の素子グループに対する通信方法であって、 それぞれの前記素子グループ毎に異なる通信条件で通信
   を行うことを特徴とする通信方法。
2. 【請求項２】 情報を入手する情報入手手段と、前記情
   報入手手段から入手した情報と予め記憶されているデー
   タテーブルに基づいて判断する判断手段と、前記判断手
   段による情報を表示または伝達する情報伝達手段と、外
   部から与えられるエネルギーを、前記情報入手手段、前
   記判断手段及び前記情報伝達手段を動作させるための、
   前記エネルギーとは異なる種類のエネルギーに変換する
   エネルギー変換手段とを有する立体形半導体素子を所定
   容器内に複数配置し、該所定容器内の複数の前記立体形
   半導体素子のうち２つ以上の立体形半導体素子を１グル
   ープとする複数の素子グループに対する通信方法であっ
   て、 それぞれの前記素子グループ毎に異なる通信条件で通信
   を行うことを特徴とする通信方法。
3. 【請求項３】 情報を入手する情報入手手段と、前記情
   報入手手段による情報を表示または伝達する情報伝達手
   段と、外部から与えられるエネルギーを、前記情報入手
   手段及び前記情報伝達手段を動作させるための、前記エ
   ネルギーとは異なる種類のエネルギーに変換するエネル
   ギー変換手段とを有する立体形半導体素子が所定容器内
   に複数設けられた素子の通信方法であって、 前記立体形半導体素子の各々が、識別情報もしくはメモ
   リーを有し、前記識別情報を認識することもしくは前記
   メモリーで識別することで通信を行うことを特徴とする
   通信方法。
4. 【請求項４】 情報を入手する情報入手手段と、前記情
   報入手手段から入手した情報と予め記憶されているデー
   タテーブルに基づいて判断する判断手段と、前記判断手
   段による情報を表示または伝達する情報伝達手段と、外
   部から与えられるエネルギーを、前記情報入手手段、前
   記判断手段及び前記情報伝達手段を動作させるための、
   前記エネルギーとは異なる種類のエネルギーに変換する
   エネルギー変換手段とを有する立体形半導体素子が所定
   容器内に複数設けられた素子の通信方法であって、 前記立体形半導体素子の各々が、識別情報もしくはメモ
   リーを有し、前記識別情報を認識することもしくは前記
   メモリーで識別することで通信を行うことを特徴とする
   通信方法。
5. 【請求項５】 インクを収容するインクタンクであっ
   て、 外部からのエネルギーを異なる種類のエネルギーに変換
   する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エネルギー変換手段で変換され
   たエネルギーにより作動する立体形半導体素子を２つ以
   上有し、 ２つ以上の前記立体形半導体素子が、相互に通信をする
   ことにより前記立体形半導体素子の周囲の環境情報を検
   知して該環境情報を外部へ伝達または表示する機能を有
   しているインクタンク。
6. 【請求項６】 インクを収容するインクタンクであっ
   て、 外部からのエネルギーを異なる種類のエネルギーに変換
   するエネルギー変換手段と、外部からの信号を受信する
   受信手段と、情報を蓄積する情報蓄積手段と、前記受信
   手段で受信した信号に応じて前記情報蓄積手段の情報を
   表示又は伝達する情報伝達手段とを備え、前記受信手
   段、前記情報蓄積手段、および前記情報伝達手段は前記
   エネルギー変換手段で変換されたエネルギーにより作動
   する立体形半導体素子を２つ以上有し、 ２つ以上の前記立体形半導体素子が、相互に通信をする
   ことにより前記立体形半導体素子の周囲の環境情報を検
   知して該環境情報を外部へ伝達または表示する機能を有
   しているインクタンク。
7. 【請求項７】 インクを収容するインクタンクであっ
   て、 外部からのエネルギーを異なる種類のエネルギーに変換
   するエネルギー変換手段と、外部からの信号を受信する
   受信手段と、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、前記受信手段で受信し
   た信号に応じて前記情報入手手段に外部環境情報を入手
   させ、当該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、前記入手情報が所定の条
   件を満たすかどうかの判断を下す判断手段と、少なくと
   も前記判断手段による判断結果を外部へ表示又は伝達す
   る情報伝達手段とを備え、前記受信手段、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エ
   ネルギー変換手段で変換されたエネルギーにより作動す
   る立体形半導体素子を２つ以上有し、 ２つ以上の前記立体形半導体素子が、相互に通信をする
   ことにより前記立体形半導体素子の周囲の環境情報を検
   知して該環境情報を外部へ伝達または表示する機能を有
   しているインクタンク。
8. 【請求項８】 前記立体形半導体素子の前記情報伝達手
   段は他の立体形半導体素子にも表示または伝達する請求
   項５から７のいずれか１項に記載のインクタンク。
9. 【請求項９】 前記立体形半導体素子の前記受信手段は
   他の立体形半導体素子からの信号をも受信する請求項６
   または７に記載のインクタンク。
10. 【請求項１０】 ２つ以上の前記立体形半導体素子のう
    ち少なくとも１つが、起電力を他の立体形半導体素子に
    付与する機能を有する請求項５から９のいずれか１項に
    記載のインクタンク。
11. 【請求項１１】 前記立体形半導体素子の前記エネルギ
    ー変換手段が変換する外部エネルギーは非接触で供給さ
    れる請求項５から１０のいずれか１項に記載のインクタ
    ンク。
12. 【請求項１２】 前記立体形半導体素子の前記エネルギ
    ー変換手段で変換されたエネルギーは電力である請求項
    ５から１１のいずれか１項に記載のインクタンク。
13. 【請求項１３】 前記立体形半導体素子の前記情報伝達
    手段は前記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１２に記載のインクタン
    ク。
14. 【請求項１４】 前記立体形半導体素子の前記エネルギ
    ー変換手段が電力に変換する外部エネルギーは電磁誘導
    または熱または光または放射線による起電力である請求
    項１２に記載のインクタンク。
15. 【請求項１５】 前記立体形半導体素子の前記エネルギ
    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５から１４のいずれか１項に記載のインクタンク。
16. 【請求項１６】 前記立体形半導体素子の前記導電体コ
    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１５に記載のインクタンク。
17. 【請求項１７】 前記立体形半導体素子が、前記エネル
    ギー変換手段で変換されたエネルギーを用いて浮力を発
    生させる浮力発生手段をさらに備えた請求項５から１５
    のいずれか１項に記載のインクタンク。
18. 【請求項１８】 前記立体形半導体素子が、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５から１５のいずれか１項に記載のインクタン
    ク。
19. 【請求項１９】 液中に浮遊する前記立体形半導体素子
    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に記載のインクタンク。
20. 【請求項２０】 前記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１９に記載のインクタンク。
21. 【請求項２１】 ２つ以上の前記立体形半導体素子が、
    前記インクタンク内のインクに接触している状態の場合
    と、前記インクと非接触の状態にある場合とがある請求
    項５〜２０のいずれか１項に記載のインクタンク。
22. 【請求項２２】 ２つ以上の前記立体形半導体素子が、
    外部からのエネルギーおよび信号を受信することによ
    り、前記インクタンク内のインク液面、注入口、および
    インク中を移動する機能を有する請求項５〜２０のいず
    れか１項に記載のインクタンク。
23. 【請求項２３】 ２つ以上の前記立体形半導体素子のう
    ち少なくとも１つが、前記インクタンク内を移動する機
    能を有し、他の立体形半導体素子が、前記インクタンク
    における該タンク内の液体に負圧を発生させるための負
    圧発生部材を収納した負圧室、または前記インクタンク
    底面に固定されている請求項５〜２０のいずれか１項に
    記載のインクタンク。
24. 【請求項２４】 ２つ以上の前記立体形半導体素子が、
    立体形半導体素子間の通信を常時行う状態と、必要に応
    じて立体形半導体素子間の通信を行う状態とがある請求
    項５〜２３のいずれか１項に記載のインクタンク。
25. 【請求項２５】 ２つ以上の前記立体形半導体素子が、
    互いに合体することも可能であって、合体することによ
    り新たな機能を有する請求項５から２４のいずれか１項
    に記載のインクタンク。
26. 【請求項２６】 請求項５から２５のいずれか１項に記
    載のインクタンクを搭載したインクジェット記録装置。
27. 【請求項２７】 前記インクタンク内の前記立体形半導
    体素子へ、前記エネルギー変換手段が変換する外部エネ
    ルギーとして起電力を供給する手段を有する請求項２６
    に記載のインクジェット記録装置。
28. 【請求項２８】 前記起電力は電磁誘導または熱または
    光または放射線である請求項２７に記載のインクジェッ
    ト記録装置。
29. 【請求項２９】 ２つ以上の前記立体形半導体素子が、 複数ある前記立体形半導体素子へ前記起電力を供給する
    際に、２つ以上の前記立体形半導体素子のうちメインの
    立体形半導体素子にまず外部から前記起電力を供給して
    該メインの立体形半導体素子からその他の立体形半導体
    素子に前記起電力が供給される、もしくは、外部から前
    記起電力が複数の前記立体形半導体素子に直接供給され
    るものである請求項２８に記載のインクジェット記録装
    置。
30. 【請求項３０】 前記立体形半導体素子からの伝達を受
    信する手段を有する請求項２７から２９のいずれか１項
    に記載のインクジェット記録装置。
31. 【請求項３１】 立体形半導体素子を用いた通信システ
    ムであって、 ２つ以上の前記立体形半導体素子を配した液体容器と、
    前記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外部へ情報
    を伝達する情報伝達手段と、前記立体形半導体素子の外
    部に設置され、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。
32. 【請求項３２】 ２つ以上の前記立体形半導体素子のう
    ち、前記インクタンク内の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３１に記載の通信システム。
33. 【請求項３３】 前記インクタンク内の液中に浮遊する
    前記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３２に記載の通
    信システム。