JP2007237659A - 半導体装置、インクカートリッジ及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1のアンテナを備えたプリンタ本体に用いられるインクカートリッジに設けられ、インクカートリッジ筐体のインクタンクに収容されるインクの情報を検出する半導体装置1であって、半導体基板10に、インクに接液することによってインクの残量を検出する接液電極9,9と、プリンタ本体側の第1のアンテナとの間で情報の授受を行う第2のアンテナ3と、インクの情報を記憶するEEPROMと、これら接液電極9,9、第2のアンテナ3及びEEPROMを制御するコントロールと、を有する。
【選択図】図2
Description
さらに、従来技術においては、インク情報を検出する検出手段とインク情報を記憶する記憶手段とがそれぞれ独立したシステムで本体を介してインク検出情報を記憶手段に記憶させるシステムとなっていることが多く、双方の情報を統合し、例えば本体にセットしない状態で機能させることができないなど簡便で詳細な情報管理は難しいものとなっていた。
また、電子機器本体側からのインク情報(例えば、色、吐出液滴カウント数等)と、インクカートリッジ側の検出電極からのインク情報(例えば、残量,実量等)と、を統合して記憶回路に記憶させることにより、インクに対する幅広い情報管理が可能となる。
さらに、アンテナを用いることで電子機器本体とインクカートリッジとの間の無線伝送が可能となり、インクカートリッジが電子機器本体にセットされていない状態であっても、記憶回路の内容情報の参照や該記憶回路への書き込み等を非接触で容易に行うことができる。これにより、従来のように電子機器本体とインクカートリッジとの電気的接点が心配される虞がなくなるので、信頼性が向上する。このように、非接触で情報の授受を行うことにより、情報管理コストを削減することが可能となる。
この構成によれば、アンテナと検出電極とを同一面上に同層で形成することから双方を同時に形成することができるので、製造工程が削減されるとともに製造コストの削減が可能となる。
この構成によれば、検出電極及びアンテナを導電層により形成することで、能動素子形成面上を有効に活用することができ、実装効率を向上させることができる。また、パッシベーション膜により、能動素子を保護できるとともに能動素子形成面上を平滑にすることができるため、導電層を形成し易くなる。
この構成によれば、導電層上に形成するパンプを検出電極とすることにより、能動素子形成面と検出電極との距離をかせぐことができるので、能動素子形成面に対するインクの影響を防止することができる。
この構成によれば、インクに接触する検出電極を、例えば耐薬品性に優れた金属によってメッキすることにより、検出電極の腐食が防止され内部へのインクの浸入を防止することができ、能動素子に対するインクの影響を防止することができる。一般的にインクは、強アルカリ性を有するものが殆どであるため、メッキ材料に耐薬品性の金属を用いることにより、インクの浸入を確実に阻止することができる。
この構成によれば、アンテナの下層側に誘電体層を形成することによって、アンテナ特性を向上させることができる。また、検出電極の下層側に誘電体層を形成することによって、能動素子形成面からの距離をさらにかせぐことができるので、能動素子に対するインクの化学的なダメージを防止することができる。
この構成によれば、能動素子からなる集積回路、アンテナ及び検出電極を一度に形成することができるので、製造が容易となる。
この構成によれば、仮に2つの検出電極間の間に気泡やごみが存在して、検出電極による検出精度が低下しても、それ以外の検出電極間で検出精度を補うことができ、正確なインクの有無情報を得ることができる。
また、インクカートリッジがプリンタ本体にセットされていない状態であっても、記憶回路の内容情報の参照や該記憶回路への書き込み等を行うことができる他、検出電極からのインク情報を、プリンタ本体を通さずに記憶回路に記憶させることができるようになり、よって、インクカートリッジ単体でインク情報を検出及び管理することを可能にし、インクカートリッジの汎用性を高められる。
このようにして、インクカートリッジ側に管理検出機能を持たせることができるため、電子機器本体側の配線数が減り、構造を簡易なものとすることができる。したがって、電子機器本体の設計レイアウトの自由度向上の実現を図れるようになる。また、検出電極以外の半導体装置の他の部分をインクカートリッジ内に埋設させるようにしたので、インクが半導体基板へと浸入することが防止され、他の部分に形成された能動素子に対するインクの化学的なダメージが阻止される。また、インクカートリッジ筐体内に埋設されているので、不用意なインク液漏れを防止できるから、ユーザー満足度も向上する。
この構成によれば、収容部の深さ方向に沿って複数の半導体装置を設けることにより、インクの液位を検出することができ、インク残量を正確に把握することができるようになる。また、少なくとも一つの半導体装置の検出電極を収容部の底面に沿うようにして設けることにより、収容部内のインクの有無を確実に検出することができてインクを残すことなく使用することができる。このような構成をとることによっても、特にユーザー側で気になるインク残量小の領域で、タイムリーなインク残量情報を得ることができるから、ユーザー満足度は大いに向上する。
この構成によれば、上記したようなインクの情報を確実に検出、管理することができるため、例えば、インクカートリッジの適正な交換時期を決定することができる。そのため、収容部にインクを余すことなくインクカートリッジを交換できるので、インクカートリッジの交換サイクルが延長されてインクに掛かるコストダウンが図れるようになる。このように、インクの詳細な情報管理を実現することによって、効率的で無駄のないインクカートリッジのリサイクルが可能となる。また、例えば、インク充填回数の情報から、インクカートリッジのリサイクル回数を決定することができるなど、ユーザー側にとってのサービスに欠かすことのできない機能となり得るだけでなく、リサイクルを推進する環境側面からも有益な情報となる。当然、高信頼性、高品質の製品を提供することもできる。
図1は本発明の電子機器の概念を示すブロック図であり、図2は本発明の半導体装置の第1実施形態を示す断面図であり、図3は本発明の半導体装置の第1実施形態を示す外観図であり、これらの図において符号1は、ウエハレベルCSP(W−CSP)構造の半導体装置である。この半導体装置1は、矩形状の半導体基板10上に、インクの残量を検出する接液電極9,9(検出電極)と、プリンタ本体23側の第1のアンテナ22との間で情報の授受を行う第2のアンテナ3と、インクの情報を記憶するEEPROM(記憶回路)4と、これら接液電極9、第2のアンテナ3及びEEPROM4を一括して制御するコントローラ5(制御回路)と、を有して構成されている。
なお、半導体基板10は、シリコンの他、ガラス、石英、水晶等から構成してもよい。
符号41は、本実施形態の半導体装置を示すもので、上記第1実施形態と異なる点は、保護層17に設けられた開口部17aから露出する再配置配線16の一部を接液電極12(検出電極)としたことである。本実施形態は、開口部17a内に浸入するインクが再配置配線16に接液することによってインク情報を検出するものである。そのため、開口部17aから露出する再配置配線16上には、上記同様、耐薬品性に優れた金属でAuメッキ膜(不図示)が施されている。このAuメッキ膜を形成しておくことによって該開口部17aから半導体装置41内にインクが浸入することが防止される。これにより、半導体装置41の能動素子形成面10a上の能動素子(集積回路)にインクの影響が及ぶことを阻止することができる。
このように、再配置配線16の一部を接液電極12にすることによって簡易な構成で第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
図1及び図9において符号7は、上記した半導体装置1を内蔵し、後述する、第1のアンテナ22を備えたプリンタ本体23(電子機器本体)に装着されるインクカートリッジである。この半導体装置1は、インクカートリッジ7内のインク情報を管理及び検出する液センサの機能を果たす。
なお、インクカートリッジ7の形成後に半導体装置1を、インクカートリッジ7内に接着するようにしても良い。
プリンタ本体23は、図8に示すように、上記したインクカートリッジ7を着脱可能に複数備えるとともに、各インクカートリッジ7からのインクの供給を受ける記録ヘッドと、記録用紙13を記録ヘッドに対して相対的に移送させる紙送り手段と、を備えて構成されており、印刷データに基づいて記録ヘッドを移動させながら記録用紙13にインクを吐出させることで記録を行うものである。
さらに、図9に示すように、各インクカートリッジ7に設けられている第2のアンテナ3と通信を行う第1のアンテナ22を有しており、第2のアンテナ3と対向するように配置されている。
また、色毎等に独立したインクカートリッジ7を用いる場合は、独立したインクカートリッジ7毎の情報をやり取りするように、インクカートリッジ7毎に半導体装置1が組み込まれていることが好ましい。プリンタ本体23側の第1のアンテナ22は、インクカートリッジ7毎の個数を配設するとしてもよいし、プリンタ本体23側の第1のアンテナ22の数を減らすために、後述するようにキャリッジ31の移動ごとに個々のインクカートリッジ7の情報授受を行うように一つ以上のアンテナを配設するようにしても良い。
このような構成をとることにより、接液電極からのアナログの接液信号は、コントローラを介してデジタル信号としてアンテナから直接出力することができ、機械的な接続接点を減らすことができるとともに、ノイズの載りやすい不安定なアナログ信号ではなく、安定したデジタル信号で出力することができる。
次に、本発明に係るインクジェット式プリンタ30(電子機器)の主要構成について、図8に示す実施の形態に基づいて説明する。このインクジェット式プリンタ30は、プリンタ本体23に複数のインクカートリッジ7を着脱可能に備えたプリンタである。
図8において符号31はキャリッジであり、このキャリッジ31は、キャリッジモータ32により駆動されるタイミングベルト33を介し、ガイドロッド34に案内されてプラテン35の軸方向に往復移動されるように構成されている。
以上のことから、インクカートリッジ7内のインク情報を簡易な構成で正確かつ確実に検出及び管理することができ、高信頼性、高品質の製品を提供することができる。
Claims (13)
- アンテナを備えた電子機器本体に用いられるインクカートリッジに設けられ、インクカートリッジ筐体の収容部に収容されるインクの情報を検出する半導体装置であって、
半導体基板に、
前記インクに接液することで該インクの残量を検出する検出電極と、
前記電子機器本体側の前記アンテナとの間で情報の授受を行うアンテナと、
前記インクの情報を記憶する記憶回路と、
前記検出電極、前記アンテナ及び前記記憶回路を制御する制御回路と、を有することを特徴とする半導体装置。 - 前記アンテナ及び前記検出電極は、前記半導体基板の能動素子形成面側に同層で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記検出電極及び前記アンテナは、前記能動素子形成面上にパッシベーション膜を介して形成される導電層からなることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
- 前記導電層を覆うようにして形成される保護膜と、
該保護膜に形成され且つ前記導電層の少なくとも一部を露出させる開口部と、を備え、
前記開口部から露出する前記導電層の一部を前記検出電極とすることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。 - 前記導電層を覆うようにして形成される保護膜と、
該保護膜に形成され且つ前記導電層の少なくとも一部を露出させる開口部と、を備え、
前記開口部より露出した前記導電層上にバンプを形成し、該バンプを前記検出電極とすることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。 - 前記検出電極の表面にメッキ層が形成されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記検出電極及び前記アンテナの下層側に、誘電体層が形成されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記アンテナ及び前記検出電極が、前記半導体基板上の能動素子を構成する導電材料と同一の導電材料によって前記動素子形成面上に直接形成されていることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
- 前記検出電極が、3つ以上形成されていることを特徴とする請求項1から請求項8に記載の半導体装置。
- インク情報を検出及び管理する液センサの機能を果たす上記請求項1から9のいずれか一項に記載の半導体装置を少なくとも一つ有し、該半導体装置の検出電極がインクを収容する収容部内に露出するようにしてインクカートリッジ筐体内に埋設されてなることを特徴とするインクカートリッジ。
- 前記半導体装置の前記検出電極が前記収容部の深さ方向に沿って複数設けられ、前記検出電極が前記収容部の底面に沿うようにして配置されていることを特徴とする請求項10に記載のインクカートリッジ。
- 前記半導体装置が前記収容部の深さ方向に沿って複数設けられ、前記複数の半導体装置のうちの少なくとも一つの前記半導体装置の前記検出電極が前記収容部の底面に沿うようにして配置されていることを特徴とする請求項11に記載のインクカートリッジ。
- 上記請求項10から12に記載のインクカートリッジと、
アンテナを備えた電子機器本体と、を備えてなることを特徴とする電子機器。
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