專利名稱：設有半導體器件的墨水罐,噴墨記錄設備及器件的使用、制造技術
本發(fā)明涉及一種半導體器件，它有轉換外部輸入的能量并與外部交換有關指定操作的性能或信息的功能，還具有顯示交換內容的功能。本發(fā)明還涉及設有這種半導體器件的墨水罐，噴墨盒和噴墨記錄設備。
本發(fā)明還涉及制造這種半導體器件的方法，這種半導體器件具有轉換外部輸入的能量并與外部交換有關指定操作的性能或信息的功能，還具有顯示交換內容的功能。本發(fā)明還涉及利用所述半導體器件的通信系統(tǒng)，調節(jié)壓力的方法，保密系統(tǒng)和存儲元件。
在我們周圍的環(huán)境下有許多設備和裝置在檢測環(huán)境信息，然后，判斷這些檢測結果并操作。
例如，用冷凝器檢測當前的環(huán)境溫度，并將檢測到的溫度與預定的溫度比較。之后，當溫度低于預定溫度時，或相反，檢測到的溫度高于預定溫度時，其中所包含的器件進行加熱操作或冷卻操作。用常規(guī)的設備，元件等來構筑這種器件是比較容易的。
但是，由于設備空間的限制而無法保證獲取足夠的空間，而要考慮的環(huán)境信息又不只是溫度，還有其他方面。要根據(jù)環(huán)境信息立即作出判斷，并執(zhí)行指定的操作，這時要構筑元件就太困難了。在這方面有很多要求，但是，現(xiàn)狀是存在包括上述內容在內的各種限制，目前還無法滿足這些要求。
近年來，即使在很多工業(yè)領域得到廣泛應用的微型器件，也還有大量的研究和開發(fā)項目尚未完成，要想使它的進入實用階段還要進行大量的研究。
現(xiàn)在，就利用微型器件的領域中所需的具體實例而言，會涉及到記錄領域。
當前，用各種印刷系統(tǒng)來印刷各種圖像。例如，用諸如個人計算機的數(shù)據(jù)處理設備和印刷裝置連接，來構成這種印刷系統(tǒng)。之后，印刷裝置在例如印刷紙的記錄介質上輸出已由數(shù)據(jù)處理設備處理過的印刷數(shù)據(jù)。
印刷裝置用于這種印刷系統(tǒng)時，市場上有用各種記錄方法的各種設備。這些類型的記錄方法中，所謂的噴墨打印法最有用。因為，這種記錄方法是非擊打式的，記錄時幾乎不產生噪聲，不需特別的任何固定處理就能在普通紙上高速記錄。
噴墨打印是其上安裝有記錄頭的噴墨盒按印刷方向移動，同時，墨水從安裝在噴墨打印頭上(以下為了簡化，有時就叫做打印頭)的多個噴嘴釋放出來。這樣，用點圖方式在記錄紙頁上印出圖像。用于記錄的釋放的墨水裝在墨水罐中，墨水經供墨通道提供給打印頭。如果墨水罐中不再裝有要供給的墨水，不僅不能形成圖像，而且，在某些情況下還會損壞打印頭。因此，為了檢測墨水罐中剩余的墨水，已提出了各種檢測墨水罐中的墨水剩余量的墨水剩余量檢測裝置。
例如，圖1所示的，日本特許公開6-143607披露的結構中，裝不導電的墨水的墨水罐701的底側的內表面上，設有兩個(一對)電極702，之后，設置浮在墨水罐701中的墨水中的浮子703，浮子703有與電極702相對設置的電極704。兩個電極分別連接到檢測兩個電極的導電狀況的檢測部分(沒畫)上。之后，在檢測兩個電極的導電狀況時，公布指示墨水罐701中的墨水不多了的墨水剩余量誤差，并暫停噴墨記錄頭705的操作。
而且，按日本特許公報ND-2947245的說明書。披露了噴墨打印機用的噴墨盒805，噴墨盒805的結構是，它的下部構成朝向底面的漏斗形，同時，底面上設有兩個導體801和802，如圖2所示。之后，在它里面設有其比重小于墨水803的比重的金屬球804。用這樣設置的結構，墨水803的液面隨著墨水803被消耗而下降。除此之外，浮在墨水液面上的金屬球804的位置也逐漸降低。當墨水803的液面降低到噴墨盒外殼的底面位置時，金屬球804與兩個導體801和802接觸。之后，導體801和導體802變成導電的，以允許電流在兩個導體之間流動。通過對該電流的檢測，就能檢測墨水用完的狀態(tài)，把指示該墨水用完狀態(tài)的信息通知用戶。
已知的每種結構已用上述的公開文獻中披露的關于墨水罐中的墨水剩余量的檢測作了說明。但是，它們中的每種結構都要求在墨水罐中設置用于檢測的電極，同時，構成與外部的連接器，以發(fā)送檢測信號。而且，通過檢測電極之間的導電狀態(tài)來檢測墨水的剩余量，不用金屬離子等作墨水成分，因此，不會造成墨水中的電解，因此，對墨水要用的設備會有結構上的限制。
而且，按上述公開的文獻所披露的結構，只能檢測剩余墨水量，不能從外部獲得墨水罐中的其它信息。例如，墨水罐中的壓力信息，墨水的物理性能變化信息等，是在全部時間中穩(wěn)定釋放墨水操作噴墨記錄頭的重要參數(shù)。因此，要求隨著罐中墨水的消耗而把墨罐內的變化不斷通知外面的噴墨打印機，并把墨水的物理性能變化與外部溝通。
還要求墨水罐，它不僅提供單向向外檢測到的墨水罐內部狀況的信息，而且還能雙向交流信息，以根據(jù)外部查詢提供內部信息。
而且，對用多種墨水構成彩色圖像的彩色噴墨打印機的結構，建議每種顏色形成一個墨水罐，只單獨更換墨水不多的墨水罐。這種彩色墨水罐必須把每個墨水罐裝在每種顏色指定的位置上。以防止用戶用這種噴墨打印機時把墨水罐安在不適當?shù)奈恢蒙?。通常的做法是，每種顏色的墨水罐的構形不同，因而從結構上避免了安裝錯位，墨水罐的不同構形會導致墨水罐價格升高。因此，要求提供一種墨水罐，它能改善的安裝性能，同時保持墨水罐的構形相同。
另一方面，噴墨打印機有釋放墨水的多個噴嘴(放料部分)利用毛細現(xiàn)象與表面張力的平衡作用使墨水罐加到打印頭的墨水能留在每個噴嘴中。結果，打印頭和墨水罐裝在噴墨盒上時，墨水罐的內部壓力高于大氣壓時，會引起墨水從噴嘴漏出。必須使墨水罐的內部壓力為負壓。而且，當墨水罐是密封容器時，墨水罐內的負壓會隨其中墨水的消耗而變得更高。之后，隨著變得很高的負壓而使噴嘴中的墨水被吸到墨水罐一邊，當驅動打印頭從噴嘴釋放墨水時，會造成放不出墨水的缺陷。
因此，按常規(guī)的墨水罐，罐內壁部分或全部裝有吸墨的多孔材料，纖維材料等，同時，裝有吸墨材料的室通常與外部空氣連通，因此，吸墨材料能吸收并保留墨水。按此方式，墨水罐內在正常狀態(tài)下是負壓。
但是，這里用吸收墨水的吸墨材料來保留墨水，結果，必然會降低儲墨效率。而且，正常情況下，墨水罐的內部與外部空氣連通，吸墨材料中保留的墨水量變得較少時，負壓會變得更高，而且，根據(jù)加到墨水罐上的外部壓力關系，仍有可能會難以從打印頭中放出墨水。因此，如果能給墨水罐設置另外的功能，來調節(jié)墨水罐的內部壓力，就不需要任何吸墨材料，而且，能提高墨水罐的儲墨效率。這里，要求提供有這種功能的墨水罐。而且，為了調節(jié)墨水罐內部的壓力，需要用所有直接或間接的方式來了解墨水罐的內部壓力狀況。
同時，近年來噴墨打印技術的發(fā)展驚人，打印精度變得極高。因此，可以認為，能用噴墨打印技術來制作保密文件和公文等。產生這些公文的印刷系統(tǒng)要有保密功能，除了主人和經批準的授權人之外，其它人不能用噴墨打印機。
而且，要給那些用專用個人計算機的人所生產的文獻和圖像授予版權。沒有得到這些人的允許，任何第三者不允許打印這些文獻和圖像。這種情況下，如上所述，打印機要有保密功能。
就開發(fā)記錄系統(tǒng)來滿足上述各種要求而言，本發(fā)明人已注意到由Ball半導體公司生產的半導體球。其中，在直徑約為1mm的硅球的球面上形成半導體集成電路。由于該半導體球是球形，當它放在墨水罐中時，它不僅能檢測周圍的環(huán)境信息，它還能以比平極形半導體器件更好的狀態(tài)有效地與外部進行雙向信息交流。但是，從對提供這類功能的技術的研究結果看，發(fā)現(xiàn)，如美國專利5877943的說明書所披露的，只有用電線連接半導體球本身這些功能才有用，而且，為了提供上述的這種功能，必須先開發(fā)球形半導體器件自身。而且，要在球形半導體器件有效地用于墨水罐之前解決更多的問題。
問題之一是，為了構成存儲球形半導體器件這種器件上的信息用的裝置，則要提供新的器件，而且，首先要使新器件本身做得極小，之后，能用極小的功耗量來驅動器件，并保持不被從供能系統(tǒng)供給的能量波動而受到干擾的信息并且能按需要重寫信息。
另一問題是，提供一種墨水罐，它能執(zhí)行信息的雙向交流，例如，從外部接收詢問并返回內部信息，而不僅執(zhí)行檢測到的墨水內部的信息單路發(fā)送到外部。
還有一個問題是，加低的電功率來驅動聚集信息的器件，同時要提供驅動裝在墨水罐中的器件的供電系統(tǒng)。如果在墨水中構成驅動器件用的供電系統(tǒng)，那么，墨水罐必然會變得更大。即使供電源設在罐外，仍然需要設置連接電源和器件的連接裝置。這就必然會加大墨水罐的造價。因此，墨水罐噴墨盒變得很昂貴。因此，器件要用不接觸裝置來從外部驅動。
還有一個要解決的問題是，器件要浮在墨水罐中的墨水液面上，或能保持在從液面計算的指定深度的墨水中。例如，為了隨著墨水罐中的墨水的消耗而按時間順序監(jiān)視負壓的變化量，要求器件處于墨水液面位置上，但是用比重比水大的硅來制造的器件要浮在墨水上是很難的。
本發(fā)明的目的是，提供有保密功能的固體半導體器件，它能從外部用不接觸方式驅動，以便能檢測器件周圍的環(huán)境信息，而且，能極有效地執(zhí)行與外部的雙向傳遞，能檢測墨水罐的內部狀況，如裝在墨水罐中的墨水的種類，內部壓力，溫度，PH值，墨水的剩余量等。而且，能用不與罐外接觸的方式調節(jié)罐內的壓力。
本發(fā)明的另一目的是，提供這種半導體器件的制造方法，設有這樣制成的半導體器件的墨水罐，噴墨盒，以及噴墨打印機。
本發(fā)明還有一個目的是，提供調節(jié)罐的內部壓力用的調節(jié)方法。同時，提供傳遞系統(tǒng)，它能無接觸驅動，能檢測周圍環(huán)境信息并與外部進行極有效的雙向傳遞，以及提供有保密功能的固體半導體器件，使其可以從外部校準，而且還能執(zhí)行用戶識別，因此給打印裝置設置保密系統(tǒng)，因此，使除主人和批準的授權人之外的其它任何人不能用打印裝置打印，以及用于該系統(tǒng)的存儲元件。
按本發(fā)明的固體(三維)半導體器件包括能量轉換裝置，用于轉換自外部輸入的能量；和操作裝置，它由經能量轉換裝置轉換過的能量操作。
而且，按本發(fā)明的用固體半導體器件的傳遞系統(tǒng)包括設有固體半導體器件的液體容器；設有導電線圈的振蕩電路，存儲容器內部信息用的信息存儲裝置；用于接收外部信號的接收裝置；和信息傳遞裝置，把信息傳遞到外部形成的固體半導體器件；外部諧振電路，它設在固體半導體器件外部，它用電路與固體半導體器件的振蕩電路之間的磁感應產生電功率；和外部傳遞裝置，它經接收裝置和固體半導體器件的信息傳遞裝置進行信息雙向傳遞。
而且，按本發(fā)明的制造固體半導體器件的方法包括以下步驟Si的整個表面上形成保護膜A；部分保護膜A上形成開口；只去掉Si的上部；Si和保護膜A構成的工件的內表面和外表面上形成保護膜B；在密封條件下用導電材料構成中空部分；形成導電材料制成的導體線圈。
而且，按本發(fā)明的制造固體半導體器件的方法還包括步驟硅(Si)的整個表面上形成保護膜A；部分保護膜A上形成開口；只去掉Si上部；Si和保護膜A構成的工件的內表面和外表面上形成保護膜B；在密封條件下用導電材料構成中空部分并在它的整個表面上形成導電膜；和對導電膜構圖以構成用導電材料制成的導體線圈。
而且，按本發(fā)明，打印裝置的保密系統(tǒng)設有可拆卸地安裝在它上面的打印頭噴墨盒，其中，打印噴墨盒包括識別過的數(shù)據(jù)存儲部分，用于存儲經識別個人信息的識別部分識別過的個人信息的識別后的數(shù)據(jù)，鍵碼A存儲部分，用于存儲鍵碼A；編碼轉換部分，用于用鍵碼A對經識別過的數(shù)據(jù)編碼；已編碼的數(shù)據(jù)存儲部分，用于保存經編碼數(shù)據(jù)變換部分編碼后的數(shù)據(jù)；信息輸入和輸出部分，用于接收來自打印裝置的鍵碼A，并把識別過的數(shù)據(jù)和已編碼的數(shù)據(jù)發(fā)送到打印裝置，能量轉換部分，用于把由打印裝置供給的電動勢不接觸轉換成驅動每個構件的電功率，于是，打印裝置包括能量供給部分，用于按不接觸方式把電動勢供給能量轉換部分；鍵碼K設置部分，供打印裝置的主人設置鍵碼K用；鍵碼A存儲部分和鍵碼B存儲部分，用于分別保存由鍵碼K建立的鍵碼A和鍵B；信息輸入和輸出部分，用于把鍵碼A發(fā)送給固體半導體器件并接收來自固體半導體器件一側的識別過的數(shù)據(jù)和經編碼的數(shù)據(jù)；識別過的數(shù)據(jù)存儲部分，用于存儲識別過的數(shù)據(jù)；經編碼后的數(shù)據(jù)存儲部分，用于存儲已編碼的數(shù)據(jù)；解碼轉換部分，它用鍵碼B對已編碼的數(shù)據(jù)解碼；解碼數(shù)據(jù)存儲部分，便于存儲由解碼變換裝置解碼后的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)比較部分，用于比較識別過的數(shù)據(jù)和作為參考的經解碼后的數(shù)據(jù)，判斷處理部分，它根據(jù)數(shù)據(jù)比較部分的比較結果確定允許或不允許使用打印裝置。
按本發(fā)明的墨水罐的特征是，至少設置一個固體半導體器件，它包括轉換外來能量用的能量轉換裝置；和由能量轉換裝置轉換后的能量操作的操作裝置。
而且，墨水罐，它裝有要供給放料頭的墨水，放料頭用來釋放墨水，并在墨水罐內部保持負壓，包括用于按照墨水罐內部的負壓來調節(jié)罐內部的負壓的調壓裝置；和能量轉換裝置，用于把由外部供給的能量轉換成與操作調壓裝置的能量種類不同的能量。
而且，按本發(fā)明的調壓方法，它用設置的半導體器件使容器內部的壓力保持負壓，它設有壓力調節(jié)裝置，它按容器內部的壓力來調節(jié)容器內部的負壓，和能量轉換裝置，它把自外部供給的能量轉換成與操作調節(jié)裝置的能量種類不同的能量，包括用檢測容器內部壓力的檢測裝置檢測到的壓力與容器內部壓力對比來不斷保持容器內部壓力的步驟。
而且，按本發(fā)明的存儲元件包括把外面供給的能量無接觸轉換成電功率用的能量轉換裝置，其中，經電功率驅動來保存?zhèn)€人信息。
這里本發(fā)明說明書中的術語“固體半導體器件”的“固體”是包括所有三維形狀，如三角形，球形，半球形，方柱形，可轉動的橢圓體，單轉動體等。
作為外部能量的供給方法，當該方法用于噴墨打印機時，供給作為外部能量的電動勢的器件設在恢復位置，返回位置或設在噴墨盒，打印頭的方式是足夠了。除此之外，如果只用有供給電動勢的裝置的設備，它有可能檢測無噴墨打印機的墨水罐的內部狀況。例如，該方法可在工廠或車間用來執(zhí)行檢驗(以保證產品質量)。
圖1是常規(guī)墨水剩余量檢測裝置的一個實例圖；圖2是常規(guī)墨水剩余量檢測裝置的另一個實例圖；圖3是展示按本發(fā)明第一實施例的固體半導體器件的內部結構的方框圖；而且也展示出它與外部的傳遞情況；圖4是圖3所示器件的操作流程圖；圖5是展示按本發(fā)明第二實施例的固體半導體器件的內部結構的方框圖；而且也展示出它與外部的傳遞情況；圖6是圖5所示器件的操作流程圖；圖7是展示按本發(fā)明第三實施例的固體半導體器件的內部結構的方框圖；而且也展示出它與外部的傳遞情況；圖8A和8B是表示與墨水消耗的一起變化的浮在墨水罐中的墨水上的裝置的位置圖；圖9是確認圖5所示結構的器的位置并確定是否需要更換墨水罐的流程圖；圖10A至10C是說明按本發(fā)明第4實施例的半導體器件的使用方法的概念圖；圖11是說明設置在墨水罐中的固體半導體器件和與其連接的噴墨頭的實例圖；圖12是把提供給墨水罐中的固體半導體器件和與它連接的噴墨頭的電動勢和信息連續(xù)發(fā)送給另一固體半導體器件的結構例的示意圖；圖13是其中最好能設置固體半導體器件的墨水罐的一個實例的示意圖；圖14是其中最好能設置固體半導體器件的墨水的另一實施例的示意圖；圖15是其中最好能設置固體半導體器件的墨水的又一實施例的示意圖；圖16是其中最好能設置固體半導體器件的墨水罐的另一實施例的示意圖；圖17是其上裝有墨水罐的噴墨打印機的一個實例的透視圖；圖18是說明按本發(fā)明第5實施例的固體半導體器件的使用方法的概念圖；圖19是用按本發(fā)明第5實施例的固體半導體器件的墨水罐的結構示意圖；圖20是表示典型的黃色(y)，深紅色(M)，蘭綠色(C)和黑色(B)墨水的波長衰減的曲線圖；圖21是按本發(fā)明第6實施例的墨水罐的剖視示意圖；圖22是表示按本發(fā)明第6實施例的固體半導體器件的內部結構的方框圖，也展示出它與外部的傳遞狀況；圖23是說明圖22所示固體半導體器件的操作的流程圖；圖24是展示按本發(fā)明第7實施例的固體半導體器件的內部結構的方框圖，也展示出它與外部的傳遞情況；圖25是說明圖24所示固體半導體器件的操作的流程圖；圖26是說明設置在按本發(fā)明的固體半導體器件的調壓裝置的結構的一個實例的示意圖；圖27A至27G是說明調壓裝置的制造工藝的示意圖；圖28是圖27A至27G所示固體半導體器件的平面圖；圖29是圖26所示調壓裝置相關結構的等效電路圖；圖30是展示加到圖26所示調壓裝置的閥電極和基電極的信號的一個實例的時間圖；圖31是設置在按本發(fā)明的固體半導體器件的壓力檢測裝置的結構的一個實例的示意圖；圖32A至32D是說明圖31所示壓力檢測裝置的制造工藝的示意圖33E至33G是說明圖31所示壓力檢測裝置經圖32A至32D所示制造工藝后的制造工藝的示意圖；圖34是監(jiān)視從圖31所示多晶硅電阻層的輸出的監(jiān)視器的電路圖；圖35是能用本發(fā)明的墨水罐的另一實例的剖視示意圖；圖36是展示以曲線形式寫到固體半導體器件上的內部壓力信息的一個實例的曲線圖；圖37是表示以曲線形式寫到固體半導體器件上的內部壓力信息的又一實例的曲線圖；圖38是應用本發(fā)明的噴墨打印機的另一實例的透視示意圖；圖39是展示圖38所示打印機的保密系統(tǒng)的結構方框圖，并在指定時間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；圖40是圖38所示打印機的保密系統(tǒng)的結構方框圖，并在鑒別用戶時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；圖41是圖38所示打印機保密系統(tǒng)在指定時間的操作流程圖；圖42是圖38所示打印機的保密系統(tǒng)在鑒別用戶時的操作流程圖；圖43是表示按本發(fā)明的固體半導體器件另一應用例的圖；圖44是保密系統(tǒng)的識別單元用的聲音輸入傳感器的剖視示意圖；圖45是保密系統(tǒng)的識別單元之用的聲音輸入傳感器的平面示意圖；圖46是保密系統(tǒng)的識別單元用的指紋傳感器的平面示意圖；圖47是保密系統(tǒng)的識別單元用的指紋傳感器的平面示意圖；圖48是根據(jù)保密系統(tǒng)中的用戶鑒別結果不能記錄的打印噴墨盒的結構示意圖；圖49是用于構成按本發(fā)明的固體半導體器件能量轉換裝置的電功率發(fā)生原理圖；圖50A至50G是按本發(fā)明的固體半導體器件的制造方法的一個實例的工藝流程圖；圖51是用于按本發(fā)明的固體半導體器件的N-MOS電器元件的垂直切割剖視圖；圖52A至52C是說明鐵電存儲器的單元結構的剖視圖；圖53A和53B是說明能使用圖50A至50G所示方法制成的固體半導體器件在液體中保持穩(wěn)定狀態(tài)的條件的示意圖；圖54A和54B是說明最好能設置按本發(fā)明的固體半導體器件的墨水罐的一個實例的示意圖；圖55是說明墨水量檢測的曲線圖；圖56是用于固體半導體器件的EeRAM的鐵電制造用的ECR等離子CVD設備的示意圖；圖57是說明固體半導體器件與按本發(fā)明的固體半導體器件的發(fā)送邊上的打印機之間的雙向傳遞的流程圖；圖58是說明固體半導體與按本發(fā)明的固體半導體器件的接收邊上的接收機之間的雙向傳遞的流程圖；以下將參見


按本發(fā)明的實施例。之后，將詳細說明器件設在墨水罐內部時的具體實施例。這里，器件不只用于墨水罐，也用于其它物體，也能得到同樣的效果。
第1實施例圖3是展示按本發(fā)明第1實施例的固體半導體器件的內部結構的方框圖，并示出它與外部的傳遞狀況。圖3所示固體半導體器件11包括能量轉換裝置14，它把外部A供給器件11的電動勢12以無接觸方式轉換成電功率13；信息采集裝置15，它由能量轉換裝置14獲得的電功率驅動；識別裝置16；信息積累(存儲)裝置17；和信息傳遞裝置18；該器件設在墨水罐中。最好用電磁感應、熱、光、射線作為操作器件的電動勢。最好在器件表面上或表面附近至少形成能量轉換裝置14和信息采集裝置15。盡管要詳細說明，但信息積累(存儲)裝置17最好用鐵電體形成的FeRAM(鐵電隨機存取存儲器)構成。
信息采集裝置15用來采集墨水罐內器件11周圍環(huán)境信息。識別裝置16對比信息采集裝置15采集到的墨水罐內部的信息與信息存儲裝置17上存儲的信息，并確定這樣獲得的墨水罐內部的信息是否要發(fā)送到外面去。信息存儲裝置17存儲要與采集到的墨水罐內部的信息作對比的各種信息以及從由信息采集裝置15采集到的罐內部的信息。信息傳遞裝置18按識別裝置16的指令把電功率轉換成要作為罐內部信息傳遞的能量，并顯示罐內部的信息，并把信息傳遞到外部B。
這里，以能用于固體半導體器件的信息采集裝置為例進行說明。把構成在球形硅上的固體半導體器件設置為墨水罐中，信息采集裝置的構成方式是，(1)形成離子敏感膜的SiO2膜或SiN膜，以構成傳感器，用于檢測墨水的PH值；或(2)構成膜片結構的壓力傳感器，以檢測墨水罐內的壓力變化；或(3)提供當前位置檢測傳感器，用包含在內的能把光轉換成執(zhí)能而產生熱電效應的光電二極管檢測墨水的剩余量；或(4)傳感器，利用傳感器用的材料的導電率根據(jù)墨水罐內的濕度量來檢測是否有墨水。等等。
圖4是說明圖3所示器件的操作流程圖。參見圖3和圖4，從外部A給器件11供給電動勢12時，能量轉換裝置14把電動勢12轉換成電功率13。之后，用這樣轉換得到的電功率激勵信息采集裝置15，識別裝置16，信息存儲裝置17，和信息傳遞裝置18。
這樣驅動了的信息采集裝置15采集墨水罐里邊的器件周圍的環(huán)境信息，如墨水剩余量，墨水種類，溫度，PH值，和內部壓力等(圖4中步驟S11)。之后，識別裝置16從信息存儲裝置17讀出要與信息采集裝置得到的墨水的內部信息對比的條件(圖4中步驟S12)。由此，讀出的條件與采集到的罐內部信息對比，并確定信息是否要傳遞(圖4中步驟S13)。這里，根據(jù)信息存儲裝置17的預定條件進行識別。以按墨水剩余量是否變成低于指定值(例如2ml)、墨水的PH值，內部壓力等是否變化太大，來確定是否要更換墨水罐。
步驟S13中，識別裝置16確定不需要把墨水罐當前的內部情況傳遞到外部，那么，墨水罐內的當前情況信息就積累存儲在信息存儲裝置17上(圖4中步驟S14)。這里，識別裝置16可用該積累的信息與信息采集裝置15采集到的后面的信息對比。
而且，步驟13中，如果識別裝置16確定墨水罐的內部信息要傳遞到外部去，信息傳遞裝置18把能量轉換裝置得到的電功率轉換成把墨水罐內部信息傳遞到外部去用的能量。這里，可用作該有效傳遞用的能量包括磁場，光，形狀，顏色，電波，聲音等。之后，發(fā)現(xiàn)墨水剩余量小于指定量，用聲音通知外部B(例如，噴墨打印機)，需要更換墨水罐(圖4中步驟S15)。而且，傳遞終端不必是噴墨打印機，實踐中用光，形狀，顏色，或聲音時，傳遞的終端也可以是人的視力或聽力。而且，也可以改變傳遞裝置，如用傳遞墨水剩余量的聲音傳遞裝置，用傳遞墨水PH值的光傳遞裝置等。
這里構成的固體半導體器件用于噴墨打印機時，可在執(zhí)行復原操作的復原位置上，在執(zhí)行打印操作的噴墨盒返回的返回位置上，在噴墨盒本身上，或打印頭上，安裝供能裝置，它給器件供給作為外部能量的電動勢；除這種安置之外，只要有供給這種電動勢的裝置的器件時，不用噴墨打印機也能了解墨水罐的內部情況。于是，例如，其它情況有，在工廠或車間可用器件有效檢查墨水罐，因此，能售出高質量的墨水罐。
按本實施例，器件設有能量轉換裝置。因此，不需要設置與外部直接連接的任何電線。結果，可設置該器件用在任何物體中任何地方，如以下要說明的圖13至16所示墨水中安置的器件。用設在墨水中的器件，能實時準確地了解墨水的當前情況。
而且，用提供給器件的能量轉換裝置，這就不需要設置積蓄操作器件用的電動勢的存儲裝置(本實施例中的電功率源)，因此，能使器件小型化，因而，它能用在物體的任何位置，例如圖13和16所示的很窄的位置中或墨水中。這里，本實施例中，以不接觸模式供給電動勢，但也可以用與外部暫時接觸的模式供給電動勢，隨后，它變成與外部不接觸。
在這方面，當用鐵電材料制成的FeRAM用作信息存儲裝置17時，它能像常用的DRAM(動態(tài)隨機存取存儲器)一樣高速讀和寫數(shù)據(jù)。而且，該裝置變成電源供應截止時仍能記憶住數(shù)據(jù)的非易失性存儲器。為此，F(xiàn)eRAM有更高的存取概率。由于FeRAM是非易失性存儲器，即使電功率供給不穩(wěn)定，它也不會消除數(shù)據(jù)，因此，固體半導體器件能有效地用于墨水罐。用FeRAM存儲要積累的信息，它能準確地處理信息，以及在低電壓下驅動該裝置，執(zhí)行與外部設備的雙向信息傳遞。在這方面，用半導體工藝能制成更小的能在低電壓下驅動的半導體器件。如上所述，F(xiàn)eRAM有可能高速存取，同時它是非易失性的，所以，即使電功率供給不穩(wěn)定，也不會消除數(shù)據(jù)，而且，能使功耗減至最小。用有這些優(yōu)點的FeRAM構成用于固體半導體器件的極有效的信息存儲裝置。把有這些優(yōu)點的固體半導體器件用于墨水罐是特別有效，這在以下會說明。
而且，用鐵電材料制成的FeRAM作信息存儲裝置17，如果用FeRAM的鐵電材料做電容器，可使固體半導體器件的電容量更大，所設置的固體半導體器件的更大的電容量，當固體半導體器件與外部設備進行信號傳遞時，可使固體半導體器件的傳遞頻率降低，這在以后要說明。結果，固體半導體器件可以較低的頻率進行信息傳遞，以提高傳遞自由度。
第2實施例圖5是說明按本發(fā)明第2實施例的固體半導體器件的內部結構的方框圖，而且，也展示出它與外部的傳遞情況，圖5所示的本實施例的固體半導體器件包括能量轉換裝置24，用它把以不接觸方式從外部A供給器件21的電動勢22轉換成電功率23；信息采集裝置25，它由能量轉換裝置24得到的電功率驅動；識別裝置26；信息傳遞裝置27；信息存儲裝置28；和接收裝置29。這些裝置設置在墨水罐中。與第1實施例的差別是，它有接收信號的功能。而且能用電磁感應，熱，光，射線作為操作器件所需的電動勢。而且，最好在表面上或表面附近至少形成能量轉換裝置24，信息采集裝置25和接收裝置29。在這方面，如上所述，還最好用鐵電材料制成的FeRAM構成信息存儲裝置27。
信息采集裝置25采集墨水罐中器件21周圍的環(huán)境。信息接收裝置29接收自外部A或外部B輸入的信號20。識別裝置26能使信息采集裝置25按來自接收裝置29的輸入信號采集墨水罐內部的信息，并把儲存在信息存儲裝置27上的信息與采集的罐內部的信息對比，以確定采集到的罐內部的信息是否滿足指定的條件。信息存儲裝置27存儲要與采集的罐內部的信息作對比的各種條件以及由信息采集裝置25采集到的罐內部信息。信息傳遞裝置28根據(jù)自識別裝置26的指令把電功率轉換成傳遞罐內部信息所需的能量，之后，在外部A，外部B或外部C上顯示識別裝置26提供的識別結果，并對結果進行相應的傳遞。
圖6是說明圖5所示器件的操作流程圖。圖5和圖6中，由外部A把電動勢22供給器件21，之后，能量轉換裝置24把電動勢22轉換成電功率23。用這樣轉換的電功率激勵信息采集裝置25，識別裝置26，信息存儲裝置27，信息傳遞裝置28和接收裝置29。
在該條件下，用于查詢墨水罐內部信息的信號30以外部A或B發(fā)送到器件21。接收裝置29接收是用于例如查詢墨水罐內是否還留有墨水的信號的該輸入信號30(圖6中步驟S21)。之后，識別裝置26可使信息采集裝置25采集墨水里的信息，如剩余墨水量，墨水的種類，溫度和PH值(圖6中步驟S22)，而且，從信息存儲裝置27讀出作為采集到的罐內部信息基準的條件(圖6中步驟S23)。由此確定所采集到的信息是否滿足所設定的條件(圖6中步驟S24)。
如果在步驟S24中發(fā)出所采集到的信息不能滿足所設定的條件，則把不能滿足的信息傳到外部A,B或C中。如果發(fā)現(xiàn)采集到的信息符合設定的條件，則相應地傳遞信息(步驟S25和S26)。這時，可以用采集到的信息與識別結果一起傳遞到外部。用把能量轉換裝置得到的電功率轉換成把墨水罐里邊的信息傳遞到外部所需能量的信息傳遞裝置28執(zhí)行該傳遞操作?？捎么艌?，光，形狀，顏色，電波，聲音等作為執(zhí)行該傳遞用的能量，傳遞模式可按識別結果變換，也可以把要回答的問題的內容變換傳遞模式，例如，按墨水剩余量是否小于指定量(例如，2ml)，或者，墨水的PH值是否改變等來變換傳遞模式。
而且，也可以把電動勢與從外部A或B輸入的信號30一起供給器件21。例如，若能量是電磁感應時，電動勢可用作查詢墨水剩余量的信號；若能量是光，電動勢可用作查詢墨水的PH值的信號。
按本實施例，提供接收外部信號的功能。因此，除從第1實施例能得到效果之外，本實施例還有回答來自外部的各種信號化的問題的功能，因此它能執(zhí)行器件與外部的雙向傳遞。
在這方面，已說明了設置在墨水罐里的優(yōu)選器件，因此，假設器件設有信息采集裝置。但是，要明白，本實施例的基本結構是沒有信息采集裝置的固體半導體器件，但是，可響應從外部輸入的信號把預先存儲的器件上的信息輸出到外部。
第3實施例圖7是展示按本發(fā)明第3實施例的固體半導體器件的內部結構的方框圖，并展示出它與外部的傳遞情況。圖7所示的按本實施例的固體半導體器件31包括能量轉換裝置34，它把從外部A以不接觸方式供給器件31的電動勢32轉換成電功率33；浮力發(fā)生裝置35，它用能量轉換裝置34得到的電功率產生浮力。這些裝置設置在墨水罐內。
按本實施例，從外部A給器件31供給電動勢32時，能量轉換裝置34把電動勢32轉換成電功率33。浮力發(fā)生裝置35用電功率33產生浮力，使器件31能浮在墨水液面上。要使器件留在墨水液面上不必設置該浮力，但是，為了防止不再有墨水的狀態(tài)出現(xiàn)墨水釋放，任何情況下器件可位于液面下規(guī)定的距離處。
例如，圖8A和8B顯示出隨墨水消耗的變化留在墨水罐中的墨水中的器件31的位置。用直接裝墨水的室和內裝負壓發(fā)生件的吸收室構成的墨水罐中，用傳遞部分39傳遞，如圖8A所示，留在負壓發(fā)生件37中的墨水量等于從負壓發(fā)生件37經供墨部分36引出的消耗掉的墨水量。因此，墨水38中固體半導體器件31沿著因墨水消耗而使墨水液面H下降的位置移動，并仍然留在墨水液面H下特定的距離處，如圖8B所示。
圖9是證實器件31的位置的流程圖，并決定是否需要更換墨水罐參見圖7和圖9中的步驟S31至S34，從外部A或(例如，噴墨打印機)向器件31發(fā)射光。之后，外部A，B(例如，噴墨打印機)或C接收光，由此檢測器件31的位置。之后，噴墨打印機根據(jù)檢測到的器件位置確定是否需要更換墨水罐。若發(fā)現(xiàn)需要更換墨水罐，則用聲音或光作出相應的通知。
就器件位置的該檢測而言，當不允許光穿過器件時，相對設置發(fā)光裝置和光敏裝置，以證實器件的位置，或者，當光敏裝置檢測從發(fā)光裝置發(fā)射的光的反射光時，也能證實器件的位置。而且，正如以下要說明的，可以設置用固體半導體器件31本身成為發(fā)光裝置，并向設在罐外部的光敏裝置發(fā)光的結構。
按本實施例，甚至由于使用器件的地方的液體比重或其它環(huán)境狀況的差別，器件的浮力或其它類似的要求可改變時，通過用能量轉換裝置來變換由外部供給的電動勢，可以使器件總是位于所要求的位置處，因此，有可能不管器件周圍的環(huán)境而使用器件。
在這一方面，本實施例可以結合上述的第1實施例和第2實施例。
第4實施例圖10A至10C是說明按本發(fā)明第4實施例的固體半導體器件的使用方法的概念圖。
把按第1或第2實施例的固體半導體器件加上將信息傳遞到多個其它器件上的信息傳遞功能并把多個這種器件設置在一個物體中，來構成本實施例。
圖10A所示例中，一物體中設置了多個按第1實施例的固體半導體。當從外部A或B供給每個器件電動勢E時，這些器件中的每個器件分別查詢器件周圍的環(huán)境信息。之后，器件41的采集信息a傳遞到器件42。之后，器件41和42采集到的信息a和b相繼傳遞到下一個器件。最后的器件43把全部采集到的信息傳遞到外部A或B。
而且，圖10B所示的例中，一個物體中設置多個按第2實施例的固體半導體器件，由外部A或B供給每個器件電動勢E。之后，當具體信號化后的問題Q從外部A或B輸進器件53時，例如，響應該問題的內容，器件51或52采集對應問題的信息并回答該問題。器件51或52得出對該問題的答案相繼傳遞到其它器件，由要求的器件53得出答案傳遞到外部A、B或C。
圖10C所示例中，一個物體中設置多個按第2實施例的固體半導體器件，由外部A或B供給每個器件電動勢E。之后，當某信號由外部A或B輸入到器件63時，該信號相繼傳遞到器件62和61，并從器件63顯示在外部A,B或C上。
這里，圖10A至10C例子中，設有浮力發(fā)生裝置的按第3實施例的固體半導體器件可用作多個固體半導體器件之一。
圖11所示結構例中設有分別在墨水罐和打印頭中的按第1，第2或第3實施的那些器件經適當組合而成的固體半導體器件。圖11中，參考符號W標出打印(印刷)掃描的方向，和E標出電動勢的方向。該例中，固體半導體器件71是在第1實施例器件上加具有浮力發(fā)生裝置的，并有給其它器件79傳遞信息的信息傳遞功能的第3實施例而構成的，固體半導體器件71設在墨水罐72中的墨水73中的指定位置。另一方面，打印頭78由放料部分77釋放液體通路75和與墨液罐72的墨水供給部分74連接的液體室供給的墨水，打印頭還設置ID功能(識別功能)加到按第2實施例的固體半導體器件而構成的固體半導體器件79。使設在器件表面上的電極部分與設在驅動打印頭78的電底板的表面上的接觸部分接觸，給器件79供給電功率。
之后，從外部給每個器件71和79供給電動勢，墨水中的器件71采集墨水剩余量信號，例如，打印頭一側上的器件79給器件71傳遞確定更換墨水罐所需的ID信息。然后，器件71比較獲得的墨水剩余量信息與ID信息，如果它們之間一致，就與器件79通信指示外部更換墨水罐。當收到這樣傳遞的指令時，器件79給外部發(fā)送更換墨水罐的信號，或者吸引人的視力或聽覺輸出相應的聲音或光。
如上所述，多個器件設置在一個物體中，就可以確定復雜的信息狀況。
圖10A至10C和圖11所示的例子的結構是，給每個固體半導體器件供電動勢，但結構設置不限于此。也可以把結構設置成供給某個器件的電動勢和所要的信息一起相繼發(fā)送到另一器件。例如，圖12所示，給按第1實施例的固體半導體器件加第3實施例的浮力發(fā)生裝置，給其它器件傳遞信息的功能，以及供給電動勢的功能，構成固體半導體器件81；給按第2實施例的固體半導體器件加第3實施例的浮力發(fā)生裝置，給其它器件傳遞信息的功能，以及供給電動勢的功能，構成固體半導體器件82；按圖11所示的方法分別把固體半導體器件81和82設置在墨水罐72中的墨水73中。另一方面，打印頭78與墨水罐72連接，打印頭78設有帶ID功能(識別功能)的按第2實施例的固體半導體器件83。使器件表面上的電極部分與設在驅動打印頭78的電底板上的接觸部分接觸來給器件83供給電功率。圖12中，參考符號E指示電動勢，W指示印刷掃描方向。
從外部給器件81供給電功率時，留在墨水中的器件81采集墨水剩余量信息，例如，把該信息與規(guī)定的內部條件對比，如果發(fā)現(xiàn)需要與其它器件交流，則把采集到的墨水剩余量的信息和電動勢一起傳遞給器件82來操作器件82。已收到供給的電動勢的器件82接收從器件81傳遞來的墨水剩余量的信息，同時，采集墨水PH值的信息，例如，之后，電動勢發(fā)送到打印頭一側上的器件83，以操作器件83。接收這樣供給的電動勢的在打印頭一側上的器件83把ID信息傳遞到器件82，以確定更換墨水罐所需的墨水剩余量或確定墨水當前的PH值。之后，器件82把采集到的墨水剩余量的信號和PH值信號與傳遞的ID信息對比，如果它們一致，與器件83通信給外部傳遞更換墨水罐的指令。接收該指令，器件83給外部發(fā)送更換墨水罐的信號，或給人的視覺或聽覺輸出相應的聲音或光。按此方式，可以想像出由某個器件給其它器件供給電動勢同時供給所需信息的方法。
在這方面，打印頭78可用噴墨打印領域中已知的放料模式，其中，用例如電熱轉換裝置的加熱器產生的熱，加熱液體流動通路中的墨水，使墨水發(fā)泡，由此，使墨水從與每個液體流通通路連通的每個細的開口中放出，或者，采用用驅動壓電裝置而釋放墨水的結構。
圖13至16是用上述實施例的固體半導體器件的墨水罐的結構圖。圖13所示墨水罐501有設置在外殼503中內裝墨水的軟的墨包502，墨包開口502a用固定到外殼503上的橡膠塞504密封。當用于引出墨水的空心針505刺透橡膠塞504時，墨水加到噴墨打印頭(沒畫)。可按該方法把按本發(fā)明的固體半導體器件506設置在這種墨水罐501的墨包502中。
而且，圖14所示的墨水罐511有設在裝墨水513的外殼512的供墨部分514的用釋放墨水在打印紙S上來打印的噴墨打印頭515。將本發(fā)明的固體半導體器件516設在墨水罐511的墨水513中是可能的。
圖15所示墨水罐512和圖8A,8B，圖11和圖12所示墨水罐相同，包括完全密封的裝墨水522用的第1室；內裝負壓發(fā)生件523并處于與外部空氣連通狀態(tài)的第2室；和連通通道524，它使第1室和第2室在墨水罐的最下部連通。當由供墨部分525供給的墨水消耗在第2室一邊時，第1室內的墨水522引出到第2室中外部的空氣能從第2室一邊進入第1室的位置。按該方式構成的墨水罐521中，固體半導體器件525和526分別設在第1室和第2室中，它的優(yōu)點是能使隔開的每個室中的墨水能相互流通。
而且，圖16所示的墨水罐531中裝有保留墨水的多孔件532。于是，裝于其上的噴墨打印頭533用這樣保留的墨水打印。按該方式構成的墨水罐531。固體半導體器件534和535分別設置在墨水罐一側中和噴墨打印頭一側中。它的優(yōu)點是，相互隔開的每個構件中的墨水能相互流通。
圖17是其上裝有設置按本發(fā)明的固體半導體器件的墨水罐的噴墨打印機的結構示意圖。安裝圖17所示噴墨記錄設備600上的打印頭噴墨盒601包括釋放用于打印的墨水的液體的釋放頭；和圖13至16所示的墨水罐，以保留要供給液體釋放頭的液體。而且，記錄設備600中，設置有給設在墨水罐中的固體半導體器件供給用作外部能量的電動勢的供能裝置622，和信息傳遞裝置(未示出)，用來與這些器件進行信息雙向傳遞。
如圖17所示，打印頭噴墨盒601安裝在滑動架607上，滑動架607與絲桿605的螺紋槽606嚙合，絲桿605經驅動功率傳輸齒輪603和604隨驅動馬達602的正轉和反轉而聯(lián)鎖轉動。用驅動馬達602驅動使打印頭噴墨盒601和滑動架607一起沿著導桿608按箭頭a和b所指的方向往復移動。噴墨記錄設備600設有記錄介質裝載裝置(沒畫)，用于裝置可用作接收如從噴墨盒601釋放出的墨液的液體的記錄介質的打印紙P，設壓板610，用它把用記錄介質裝載裝置裝在壓紙滾筒609上的打印紙P壓在滑動架607的移動方向上的壓紙滾筒609上。
在絲桿605一端的附近設置光耦合器611和612。光耦合器611和612構成原位檢測裝置，用它識別滑動架607的控制桿607a是否在光耦合器611和612構成的區(qū)域內，以切換驅動馬達602的轉動方向。壓紙滾筒609的一端附近，設置支承件613，以支承覆蓋打印頭噴墨盒601的放料部分的前端的蓋子614。還設有吸墨裝置615，用它吸出因打印頭噴墨盒601沒放墨水時而殘留在蓋子614中的墨水。用該吸墨裝置615使打印頭噴墨盒601經蓋子614的開口能恢復吸墨功能。
噴墨記錄設備600設有主體支承件619，使該主體支承件619按前進和返回方向，即垂直于滑動架607的移動方向的方向，可移動地支承可移動件618?？梢苿蛹?18上，裝有清潔片617。清潔片617的模式不限于此。任何現(xiàn)有模式的清潔片都能用。而且，當用吸墨裝置615進行吸墨恢復操作時，要設置用作開始吸墨的控制桿620?？刂茥U620隨著與滑動架607嚙合的凸輪621的移動而移動，并用已知的傳遞方式來檢測它的移動，例如切斷電驅動馬達602供給的驅動電功率來控制它的移動。在打印機主體一側上，設置噴墨打印控制器，它把信號發(fā)送到用于打印頭噴墨盒601所設置的發(fā)熱元件，并對上述的每個機構進行驅動控制。該控制器圖17中沒畫。
這樣構成的噴墨記錄設備600可使打印頭噴墨盒601在打印紙的整個寬度上往復移動。用上述的裝載記錄介質的裝載裝置把打印紙P裝載在壓紙滾筒609上。當打印頭噴墨盒移動時驅動信號供給裝置(沒畫)把驅動信號供給打印頭噴墨盒601時，墨液(記錄液)從液體釋放頭單元釋放到記錄介質上以便按這些信號進行打印。
第5實施例圖18是展示按本發(fā)明第5實施例的固體半導體器件的內部結構的方框圖。它與外部連通。圖18所示固體半導體器件91包括；能量轉換裝置94，它把從外部按不接觸方式供給器件91的作為外部能量的電動勢92轉換成電功率93；和發(fā)光裝置95，它用由能量轉換裝置94得到的電功率發(fā)光。器件設置在墨水罐中的墨水里。用光電二極管等構成發(fā)光裝置95。
在這方面，電磁感應，熱、光、射線等可用作操作器件所供給的電動勢。而且，要求在器件表面或器件表面附近構成能量轉換裝置94和發(fā)光裝置95。
本實施例中，從外部A給器件91供給電動勢92時，能量轉換裝置94把電動勢92轉換成電功率93。之后，發(fā)光裝置95用電功率93發(fā)光96。用外部B檢測從發(fā)光裝置95發(fā)射的光的強度。
圖19是用了按第5實施例的固體半導體器件的墨水罐的結構示意圖。圖19所示固體半導體器件91浮在墨水罐521的原始墨水522的液面附近，設在墨水罐521外面的外部諧振電路(沒畫)供給的電磁感應感應出電動勢。于是，驅動設在固體半導體器件91的表面附近的光電二極管發(fā)光。墨水罐521外部的光傳感器97接收透過墨水522的光。
圖20是典型墨水(黃色(Y)，深紅(M)，蘭綠色(C)和黑色(B))的波長衰減曲線圖(吸收譜)。從圖20所示曲線可以看出，黃色、深紅色、蘭綠色和黑色墨水各自波長的衰減率的峰值分布在300至700nm的波長段中。黃色墨水的波長衰減率峰值約為390nm，深紅色的波長衰減率峰值約為500nm，黑色的波長衰減率峰值約為590nm，蘭綠色的波長衰減率峰值約為620nm。因此，從固體半導體器件發(fā)射波長范圍在300至700nm的光，之后，用設在墨水罐外面的光傳感器(見圖19)接收透過墨水的這種光，以檢測最大的吸收波長。按該方式用透過上述墨水顏色的光可識別墨水的顏色。從圖20可看到，黃色、深紅色、蘭綠色和黑色墨水在500nm的波長衰減率完全不同。在500nm波長的每種顏色的墨水的衰減率是深紅色約為80％，黑色約為50％，黃色約為20％，蘭綠色約為5％。因此，檢測關于500nm波長的透過墨水的光強度與由固體半導體器件發(fā)射的光強度之比(透射率)就能識別出允許光從上述那些顏色的墨水中透過的墨水的顏色。
這里，上述的任何情況下，在不同的墨水罐中分別設置一種固體半導體器件就能識別多種顏色。
而且，把噴墨打印機構成為，把多個墨水罐中的每一個根據(jù)它們內裝的墨水種類放到各個指定位置上，設報警裝置，當用接收透過墨水罐中的墨水的光的光傳感器97檢測到墨水罐沒有正確地放置在指定位置上時，對用戶發(fā)出警報。這種情況下的報警裝置可用如燈的發(fā)光裝置，如蜂嗚器的發(fā)聲裝置。用這些裝置發(fā)出的警報使用戶知道墨水罐放在不合適的位置上，這樣再把墨水罐正確地安裝在指定位置上。
或者，給這種噴墨打印機設置控制裝置，當用接收透過墨水罐中的墨水的光的光傳感器檢測到墨水罐安裝在不適當?shù)奈恢蒙蠒r，可根據(jù)從裝于其上的墨水罐要加到這種打印頭上的墨水種類來控制打印頭。用這種控制，即使用戶把墨水罐安置在不適當?shù)奈恢蒙蠒r也能自動進行恢復操作，因此，只要補充打印頭中的墨水，就能適當?shù)卮蛴D像。而且，用戶不再對墨水罐的安置位置太敏感。
如上所述，按本發(fā)明，設置了能量轉換裝置，用它把外部能量轉換成不同種類的能量，發(fā)光裝置用能量轉換裝置這樣轉換后的能量發(fā)光。因此，通過檢測固體半導體器件發(fā)射的光透過墨水后的透射光的波長的強度，就能識別墨水的種類。
按第5實施例的固體半導體器件設置發(fā)光裝置，除了用它在墨水罐中識別墨水罐中的墨水種類，還可有以下用處。
例如，用該器件的結構，能測試雷諾(Reynolds)流質的流體連續(xù)流動的變化。換句話說，設有發(fā)光裝置的固體半導體器件埋入其中有液體流動的管子的側面上，使器件露在管子里，之后，在其相對面上設置光敏器件(該器件也能用固體半導體器件本身構成)。這里，例如，當用于汽車引擎的汽油和空氣混合時，可調節(jié)液流，或者，可檢測液體管道如城市水管的堵塞狀況。
還有，例如，當通過模擬結構的運行狀態(tài)來獲得所要的數(shù)據(jù)時，器件是有用的。這種情況下，例如，在元件要求的指定位置正確設置有指定波長的發(fā)光裝置的固體半導體器件，以便執(zhí)行具體的操作，之后，驅動該結構進行操作，通過檢測器件的運行狀態(tài)來得到數(shù)據(jù)。這里，可用固體半導體器件以與外部不接觸的方式執(zhí)行指定的功能得到結果。更具體地說，可檢測驅動元件的運行狀態(tài)，該驅動元件操作使已裝在噴墨打印頭內的墨水放出。例如，各驅動件正確設置具有波長分別為300nm、400nm、500nm和600nm的發(fā)光裝置的器件，之后，檢測來自放料部分一側的光，可測試用于采集每個驅動件的運行狀態(tài)信息的每個驅動件的移動。
第6實施例圖21是墨水罐的剖視示意圖，該墨水罐能用按本發(fā)明第6實施例的固體半導體器件。圖22是展示圖21所示固體半導體器件的內部結構的結構方框圖，并展示出它與外部的傳遞狀況。
如圖21所示，墨水罐101包括裝置墨水的室102，和供墨部分103，裝在裝墨室102中的墨水經過供墨部分103供給噴墨打印頭104。打印頭104可拆卸地連接到墨水罐101或固定連接到供墨部分103。根據(jù)打印信號由墨水罐101供給的墨水從多個放墨口(沒畫)放出，在記錄介質上進行打印。由墨水罐101供給打印頭104的墨水用毛細管現(xiàn)象和表面張力的平衡使墨水留在每個放(墨)料口中。為了防止操作中不打印時墨水從打印頭104中漏出，裝墨室102的內部保持負壓。
就墨水罐101而言，固體半導體器件(以下簡稱為“器件”)111按其部分露在墨水罐101外面的狀態(tài)固定，而器件的另一部分露在裝墨室102的內部。盡管器件111的固定位置不必限制，但是，墨水罐101在使用中，至少露在裝墨室102中的器件部分應放在不能與墨水接觸的位置，或者，使用墨水罐時，露在裝墨室102中的器件部分最好放在墨水罐101的上壁部分上。
墨水罐101是內部基本上密封的容器，為防止操作中不打印時墨水從打印頭104的放料部分漏出，裝墨室102的內部保持在指定的負壓。但是，由于墨水罐101是內部基本密封的容器，所以，墨水罐101的內部壓力隨著裝墨室102中的墨水的消耗而降低。換句話說，負壓變得更高。如果墨水罐101中的負壓變得太高，當要想從打印頭104放出墨水時，則不容易放出墨水，某些情況下會出現(xiàn)根本放不出墨水的情況。因此，按本發(fā)明的器件111具有檢測墨水罐101的內部壓力的功能，之后，按檢測結果使墨水罐101的里邊和外部流通，這樣來抑制墨水罐101中的負壓升高。
現(xiàn)在，參見圖22說明器件111的功能性結構。
圖22中，器件111包括能量轉換裝置114，它把從墨水罐101的外部A按不接觸方式供給器件111的電動勢112轉換成電功率113；壓力檢測裝置115，它用能量轉換裝置114轉換后的電功率113驅動；識別裝置116；信息存儲(積累)裝置117；和調壓裝置118。操作器件111而供給的電動勢可用電磁感應，熱、光、射線等。而且，在器件111的表面上或表面附近要至少形成能量轉換裝置114。在這方面，優(yōu)選地用上述的FeRAM構成信息積累裝置117。
壓力檢測裝置115檢測作為器件111周圍的環(huán)境信息的墨水罐的內部壓力，并將該信息輸出到識別裝置116?？捎脡毫鞲衅髯鲏毫z測裝置115，它有位于器件111表面上的膜片，例如，根據(jù)壓力變化而產生的膜的位移來檢測壓力。
識別裝置116把壓力檢測裝置115檢測到的墨水罐的內部壓力信息與存儲在信息存儲裝置117上的信息對比，并確定是否有檢測到的墨水罐內部壓力信息要傳遞到壓力調節(jié)裝置118。信息存儲裝置117積累從安裝在墨水罐101上的打印頭104釋放墨水的負壓設定值的上限的內部壓力狀態(tài)，并且，用壓力檢測裝置115檢測罐內信息。
調壓裝置118用能量轉換裝置114供給的電功率驅動，并按識別裝置116發(fā)出的指令調節(jié)墨水罐101的內部壓力?？捎瞄y的機構作為調壓裝置118，以使墨水罐101的內部與外部流通。這種情況下，可按壓力檢測裝置115的檢測結果與積累在信息存儲裝置117上的墨水罐的內部壓力值之間的差，來調節(jié)墨水罐101的內部壓力。之后，根據(jù)該壓差控制閥門機械的打開時間。按該方式，使墨水罐101的內壓合適。
圖23是說明圖22所示器件的操作流程圖。現(xiàn)在，參見圖21至23，當從墨水罐101的外部A給器件111供給電動勢112時，能量轉換裝置114把電動勢112轉換成電功率113。用這樣供給的電動率113激勵壓力檢測裝置115，識別裝置116，信息傳遞裝置117和調壓裝置118。
被驅動的壓力檢測裝置115檢測墨水罐101的內部壓力(圖23中步驟S111)。之后，識別裝置116讀出從信息存儲裝置117積累的信息(圖23中步驟S要112)，并把這樣讀出的條件與檢測到的罐的內部壓力信息對比，由此確定是否需要調節(jié)墨水罐101的內部壓力(圖23中步驟S113)。在這方面，在已從工廠裝滿的墨水要運輸時，用專用檢測設備設定墨水罐101內的初始壓力(圖23中步驟S116)，并將該信息作為這批產品(圖36中指定的適用范圍(R))的原始信息寫在器件111的ROM上(圖23中步驟S117)。圖36中，參考符號S是指印刷的暫停狀態(tài)，VO和VC分別指閥門的開和關。
步驟S113中，若檢測到的墨水罐101的內部壓力在信息存儲裝置117積累的內部壓力范圍內，于是，識別裝置116確定不需要調節(jié)墨水罐101的內部壓力，不驅動調壓裝置118，并把墨水罐101當前的內部信息積累在信息存儲裝置117上(圖23中步驟S114)。這里，圖36示出存儲內部壓力的實例。按此方式，可了解負壓隨墨水罐101中的墨水消耗的瞬時變化，以及負壓在打印頭的連續(xù)掃描過程中的瞬時變化。這種信息發(fā)送到打印頭的控制電路，使恢復操作性能最佳并設定打印頭的驅動條件。
而且，在步驟S113中，若檢測到的墨水罐101的負壓低于存儲在信息存儲裝置117上的墨水罐101的內壓設置的上限值，識別裝置116確定要調節(jié)墨水罐101的內部壓力，用能量轉換裝置115轉換后的電功率113驅動調壓裝置118。這里，若調壓裝置118是閥門機構，則按上述方法(圖23中步驟S115)調節(jié)墨水罐101的內部壓力。
器件111用于噴墨打印機時，供給作為外部能量的電動勢的裝置的最佳位置是打印頭和滑動架的位置，打印頭的恢復位置，或打印頭的回復位置，等等用于各種類型的噴墨打印機。此外，若使用設有電動勢供給裝置的裝置，即使沒有噴墨打印機也能了解墨水罐的內部狀況。因此，在工廠或車間不要實際地把墨水罐安裝到噴墨打印機上也能調節(jié)墨水罐的內部壓力。
如上所述，用設在墨水罐101中的器件111，若只給器件111供給電動勢112也能檢測墨水罐101的內部壓力并將它調節(jié)到規(guī)定的壓力。結果，能使墨水罐101的內部保持在無論留在墨水罐101中的墨水量是多少也能使墨水從打印頭104放出的最佳負壓條件下。因此，可給打印頭104穩(wěn)定地供給墨水。因而不需要像現(xiàn)有技術中用吸墨材料吸收墨水使墨水留在墨水罐中以保持墨水罐101內部的負壓條件。因而，能提高儲墨效率。
而且，按本發(fā)明，由于器件111設有能量轉換裝置115，就不再需要設任何與外部直接連接的電線，因此，即使在不能與外部連接的任何位置均能使用器件111。而且，用設有能量轉換裝置115的器件111，器件111不要設置存儲驅動器件111的電動勢的存儲裝置(例如，本例中為電功率源)。因此，可把器件111做得更小，而且可在物體中的任何位置中使用器件111。換句話說，器件111可設置在墨水罐101中的最佳位置處。這里，就本實施例而言，按不接觸方式給器件111供給電動勢，但是，也可以用與外部短暫接觸的方式給器件供給電動勢，之后，再使它與外不接觸。
第7實施例圖24是說明第7實施例的固體半導體器件的內部結構的結構方框圖，并示出它與外部的傳遞狀況。圖24所示固體半導體器件(以下簡稱“器件”)121按與圖21所示器件111相同的方式固定到墨水罐(沒畫)。器件121包括能量轉換裝置124，它把墨水罐的外部A按不接觸方式供給器件121的電動勢122轉換成電功率123；壓力檢測裝置125；識別裝置126；信息存儲(積累)裝置127；調壓裝置128；和接收裝置129，這些裝置均用能量轉換裝置124轉換后的電功率激勵。本實施例與第6實施例的差別是，它有接收信號的功能，即，它有接收裝置129?？捎秒姶鸥袘瑹?、光和射線等作為激勵器件121所供給的電動勢122。而且，在器件121的表面或表面附近至少設置能量轉換裝置124和接收裝置129。
壓力檢測裝置125檢測器件121周圍環(huán)境信息的墨水罐的內部壓力，并將該信息輸出到識別裝置126。接收裝置129接收來自是電動勢122的供給源的外部A或來自與外部A不同的外部B的輸入信號130。識別裝置126能使壓力檢測裝置125根據(jù)來自接收裝置129的輸入信號檢測墨水罐的內部壓力，并把這樣檢測到的墨水罐的內部信息與存儲在信息存儲裝置127上的信息對比，由此確定檢測到的墨水罐的內部壓力信息是否滿足使苯在墨水罐上的打印頭(沒畫)釋放墨水的條件。信息存儲裝置127存儲這些條件和由壓力檢測裝置125獲得的墨水本身的信息。用能量轉換裝置124供給的電功率驅動調壓裝置128，以按識別裝置126發(fā)出的指令調節(jié)墨水罐的內部壓力?？砂吹?實施例所述的方法使用壓力檢測裝置125和調壓裝置128。
圖25是說明圖24所示器件的操作的流程圖。參見圖24和圖25，當從外部A供給器件121電動勢122時，能量轉換裝置124把電動勢122轉換成電功率123，用電功率激勵壓力檢測裝置125，識別裝置126，信息存儲裝置127，調壓裝置128和接收裝置129。
該狀態(tài)下，接收裝置129接收從外部A或B發(fā)送到器件121的輸入信號130(圖25中步驟S121)。該輸入信號130對器件121查詢墨水罐的內部壓力。該輸入信號130可與電動勢122一起供給器件121。
收到輸入信號130時，識別裝置126使壓力檢測裝置125檢測墨水罐的內部壓力(圖25中步驟S122)，并從信息存儲裝置127讀出存儲的信息(圖25中步驟S123)，由此確定檢測到的內部壓力信息是否滿足上述的條件(圖25中步驟S124)。在這方面，在工廠里裝滿墨水要運輸時用專用檢查設備設定墨水罐內的初始壓力(圖25中步驟S126)，并把這批產品的信息寫在器件121的ROM上(圖37中指出的適用范圍(R))作為初始信息(圖25步驟S127)。
步驟S124中，若發(fā)現(xiàn)檢測到的內部壓力不能滿足條件，則驅動調壓裝置128調節(jié)墨水罐的內部壓力(圖25中步驟S125)。另一方面，若檢測到的內部壓力滿足條件，則把墨水罐的當前內部壓力信息存儲在信息存儲裝置127上(圖25中步驟S128)。在這方面，圖37示出內部壓力的存儲信息的實例。圖37中，參考符號V0和VC分別指示閥門的打開和關閉，S指示印刷暫停。按此方式，可了解負壓隨墨水罐內的墨水消耗的瞬時變化，以及在打印頭連續(xù)掃描過程中負壓的瞬時變化。這種信息發(fā)送到打印頭的控制電路可使恢復操作性能達到最佳并設定打印頭的驅動條件。
按本實施例，有接收從外部來的信號的功能，除了第6實施例所獲得的效果之外，它還能響應來自外部的各種已信號化的問題，而在器件與外部之間雙向傳遞信息。
這里已用設有壓力檢測裝置125和調壓裝置128的一個器件121說明了本實施例。但是，也可以給不同的各個器件單獨設置壓力檢測裝置和調壓裝置。之后，把結構設置成用一個器件檢測墨水罐的內部壓力以確定是否需要調節(jié)墨水罐的內部壓力，如果發(fā)現(xiàn)需要調節(jié)它的內部壓力，就通知設有調壓裝置的另一個器件來調節(jié)墨水罐的內部壓力。
現(xiàn)在對調壓裝置的具體結構實例和它的制造步驟一起作說明。
圖26是設在按本發(fā)明的固體半導體器件上的調壓裝置的結構例示意圖，并展示出器件形成在用所述的半導體球的球形硅上的情況。圖27A至27G是說明圖26所示調壓裝置的制造工藝的示意圖。在這方面，圖26和圖27A至27G是從球形硅的中心剖開的剖視圖。
如圖26所示，在球形硅200的彼此相對的兩個位置處分別形成一個基極201。而且，在球形硅200周圍形成SiN膜206。SiN膜206形成為支承在與球形硅200的表面隔開的彼此相對的每個基極201的面積上的懸臂式可移動部分210和211。每個可移動件210和211分別設有面對基極201的閥電極205。而且，從一個基極201至另一基極201的每個面積中SiN膜206分別有與球形硅200局部隔開的間隙。這些部分中的每一個部分都變成可使一個可變動件210一側與另一可移動件211一側之間充有空氣的通道212。
現(xiàn)在，參見圖27A至27G說明圖26所示調壓裝置的制造方法。
首先，在圖27A所示的球形硅201的整個表面上形成圖27B中所示的PSG(磷硅酸鹽玻璃)膜202。這里，形成PSG膜202之前，在球形硅202上以其中心對稱的兩個位置處預先形成每個基極201。之后，如圖27C所示，用光刻法給PSG膜202構圖，以便在PSG膜202上形成開口203，至少使基極201露出，而使以后要說明的會變成通道的部分完整地留下。
之后，如圖27D所示，用金屬CVD法形成覆蓋基極201和PSG膜202的銅(Cu)膜204。銅膜204使基極201和周圍部分完整保留，其他去掉。然后，如圖27E所示，在銅膜204的要變成后面要說明的可移動部分的部分上形成閥電極205。而且，在球形硅200的整個周圍上用PECVD法形成覆蓋PSG膜202,Cu膜204和閥電極205的SiN膜206。
如圖27F所示，對SiN膜206構圖，形成可移動件形狀。圖28是這一步的器件平面示意圖。如圖28所示，對SiN膜206構圖，在SiN膜206的Cu膜部分204上形成徑向切口206a。之后，用適當?shù)娜軇┤芙馊コ鼵u膜204和PSG膜202。按該方式，如圖27G所示，獲得用分別位于上部和下部兩邊上的可移動部分210和211構成的固體半導體器件，它有用與球形硅200隔開的間隙支承的閥門的功能，于是，上部可移動件210與球形硅200之間的間隙和下部可移動件211與球形硅200之間的間隙用通道212而相互連接。
該固體半導體器件安裝在墨水罐上時，一個可移動件210位于墨水罐的外部，另一個可移動件211位于墨水罐的里邊。
現(xiàn)在，參見圖26，圖29和圖30，說明設置具有調壓裝置的固體半導體器件的墨水罐中的壓力調節(jié)方法。
圖29是圖26所示調壓裝置的電結構的等效電路圖。從圖29中看到，彼此相對的閥電極VE與基極BE之間構成電容器C。圖30是信號加到圖26所示的調壓裝置的閥電極和基極上的時序圖。在這方面，參考符號C指示關，O指示開。
首先，基極201和閥電極205設為GND電平，之后，給基極201加高電平信號，也給閥電極205加高電平信號。因此，閥電極205與基極201之間出現(xiàn)靜電吸引，并把閥電極205推向基極201。結果，可移動件210和211移向球形硅2000一側而與球形硅200接觸，由此，關閉通道212的兩端。換向話說，墨水罐的外部和里邊進入不流通狀態(tài)。
該狀態(tài)確定為初始狀態(tài)，并消耗墨水罐里的墨水。之后，按要求用壓力檢測裝置(沒畫)檢測墨水罐的內部壓力。負壓隨著墨水罐中墨水的消耗而升高，如果檢測到負壓變成高于規(guī)定的負壓，則給閥電極205加低電平信號。由此，使可移動部分210和211脫離球形硅200使通道212松開。結果，空氣經通道212從外部進入墨水罐里邊，使墨水罐中的負壓降低。之后，當墨水中的負壓變成指定值時，再給閥電極205加高電平信號，使可移動部分210和211移動，關閉通道212。
按用壓力檢測裝置檢測到結果之間的差，或按特定周期多次重復松開通道212，或按用壓力檢測裝置實時檢測墨水罐的內部壓力的檢測結果，能確定墨水罐中的負壓是否變成指定值，同時，控制通道212的松開時間。
圖26所示實例的結構設置成使可移動部分210和211分別位于墨水罐的外部和里邊，但是，如果墨水罐的里邊和外部可以斷開，那么只需設置其中的一個就行了。
以下將說明壓力檢測裝置的具體結構的一個實例。
圖31是設在按本發(fā)明的固體半導體器件上的壓力檢測裝置的結構示意圖，壓力檢測裝置形成在圖26中的器件用虛線包圍的部分上，即，形成在構成調壓裝置的通道中。圖32A至32D和圖33E至33H是說明圖31所示壓力檢測裝置的制造工藝的示意圖。這里，圖31至圖33E至33H中與圖26中的相同部分用相同的符號指示。而且，圖31所示例中，沒有設置與墨水罐的內部對應的一側上的可移動部分，以便能檢測墨水罐的內部壓力，同時關閉閥門，因為壓力檢測裝置設在通道212中。
圖31所示壓力檢測裝置是利用多晶硅膜的壓電阻效應的半導體變形規(guī)，它形成在上述壓力控制裝置的通道212中。形成在球形硅200的表面上的多晶硅電阻層221作為有部分通過空心部分225的能浮起的部分的膜片。多晶硅電阻層221的浮起面的兩個邊緣部分上有用Cu或W制成的金屬絲220。之后，用SiN構成的保護膜223覆蓋多晶硅電阻層221和金屬絲222。以此方法構成壓力檢測裝置。
以下，將參見圖32A至32D和33E至33H說明圖31所示壓力檢測裝置的制造方法。這里，在以下的說明中，假設壓力檢測裝置是用圖27D所示狀態(tài)后的步驟制造的。
如圖32A所示，在球形硅200的表面上形成PSG膜202?，F(xiàn)在，如圖32B所示，用光刻法對PSG膜202構圖，形成空心部分225的形狀(見圖31)。之后，如圖32C所示，用等離子CVD法形成多晶硅電阻層221，以覆蓋已構圖的PSG膜202和球形硅200，并構圖形成要變成膜片的指定形狀。以下，如圖32D所示，用金屬CVD法在多晶硅電阻層221上形成用Cu或W制成的金屬膜，并對該金屬膜構圖，在對應膜片兩個邊緣的部位上形成金屬絲222。
在多晶硅電阻層221上形成金屬絲222時，如圖33E所示，用等離子CVD法形成的SiN膜構成覆蓋這些金屬絲的保護膜223。而且，如圖33F所示，用等離子CVD法在保護膜223上形成PSG膜224，并如圖33G所示，在PSG膜224上形成SiN膜206。圖33G所示狀態(tài)對應圖27E所示狀態(tài)。
此后，給SiN膜206構圖(圖27F)，形成可移動部分210和211，如圖27G所示。最后，去掉PSG膜202和224，在通道212中構成壓力檢測裝置，如圖33H所示。
現(xiàn)在參見圖31和圖34說明壓力檢測裝置的壓力檢測原理，圖34是監(jiān)測從圖31所示多晶硅電阻層輸出的監(jiān)視器電路的電路圖。
圖34中，設多晶硅電阻層的電阻值為r，電流表230上流過的電流i=VDD/{R0+R×r(R+r)}。多晶硅有其電阻值隨其位移成正比例增大的特性。因此，當多晶硅電阻層221隨通道212的壓力變化移動時，多晶硅電阻層221的電阻值r也變化。結果，能用電流計230測到的電流i也變化。換句話說，可用電流變化得知多晶硅電阻層221的位移量，因此，它能檢測通道212的壓力，即能檢測墨水罐的內部壓力。
為了更詳細說明，多晶硅電阻層221的長度設為L、橫截面積設為S，它的總電阻值R表示成R=ρL/S，式中，ρ是電阻率。這里，假定多晶硅電阻層221隨壓力變化而變化，它的長度變成L+ΔL，而且，電阻值增大。另一方面，橫截面積變成S-ΔS,ρ變成ρ’，電阻值的增大部分ΔR與長度的增加部分ΔL的關系表示成R+ΔR=ρ′+(L+ΔL)S-ΔS=ρLS+ΔLρ′S-ΔS]]>而且它可以變成下式ΔRR=ρ′ρ×SS-ΔS×ΔLL=kg×ΔLL]]>式中kg是電阻值的變化與形變之比系數(shù)。
之后，用橋式電路等檢測電阻值的變化部分ΔR，以得到壓力變化。
多晶硅有形變電阻值隨溫度變化而變化的特性。因此，要求給有多晶硅電阻層221的壓力檢測裝置設置溫度傳感器，以監(jiān)測多晶硅電阻層221的溫度。換句話說，經溫度傳感器給多晶硅電阻層221加電壓VDD，補償因環(huán)境溫度變化引起的多晶硅電阻層221的電阻值變化成為可能并更精確地檢測墨水罐的內部壓力。
設有上述調壓裝置的固體半導體器件也能用于圖35所示的墨水罐。
圖35所示墨水罐包括構成墨水罐外殼的外壁106，和裝在外壁106內的軟的裝墨包105。墨水裝在裝墨包105中。按該方式，能提高裝墨包的密封性，以防止容易被來紫外線或作為催化劑的紫外線分解的材料加速化學反應。這種墨水罐中，按本發(fā)明的固體半導體器件111設置在外壁。于是，可使外壁106和裝墨包105之間的內部壓力保持恒定，以防止隨負壓由供墨部分供給的墨水的消耗而變化。
現(xiàn)在，已用噴墨打印機用的墨水罐的內部壓力調節(jié)為例說明了本發(fā)明。但本發(fā)明不限于此。發(fā)明能用于要調節(jié)密封容器的初始壓力的任何情況。但是，本發(fā)明最好是用于如上述的每個實施例中，使可拆卸安裝在噴墨打印機上的墨水罐的內部壓力保持最佳狀態(tài)，使噴墨打印機能用裝在墨水罐中的墨水，墨水供給噴墨打印頭，使墨水從該打印頭釋放出來的墨點打印在記錄紙上。
而且，按壓力檢測裝置檢測到的墨水罐的內部壓力來驅動該裝置的情況為例說明了調壓裝置。但是，當固體半導體器件用于墨水罐時，用打印頭的驅動頻率能很精確地估計出墨水罐中的墨水消耗量。而且，如果裝在墨水罐中的墨水量保持在初始狀態(tài)下恒定(無用的狀態(tài))，那么，墨水的消耗量與墨水罐的內部壓力相關。因而，如果用測試預先得到了打印頭的驅動頻率與墨水罐的內部壓力之間的關系，即使在不設壓力檢測裝置的情況下，也能按打印頭的驅動頻率來驅動調壓裝置，足以保持墨水罐內部壓力。
如上所述，按本發(fā)明把外來的能量轉換成不同種類的能量。之后，固體半導體器件有用已經轉換過的能量調節(jié)容器中的內部壓力的功能。按此方式，可以用與外部不接觸的方式調節(jié)和控制容器中的負壓。特別是，用按本發(fā)明的固體半導體器件，能足夠保持墨水罐中的負壓，因而，能以好的狀態(tài)執(zhí)行從放料頭中釋放出墨水，同時，提高了存墨效率。
第8實施例圖38是用本發(fā)明的噴墨打印機的透視示意圖。
安裝在圖38所示噴墨記錄設備600上的打印頭噴墨盒601包括液體釋放頭，用于釋放打印用的墨滴；和墨水罐，它裝載供給液體釋放頭的液體。而且，在打印頭噴墨盒601的上表面的壁部分上，埋入固體半導體器件635。之后，正如以下要說明的，用固體半導體器件635和記錄設備600構成該設備的保密系統(tǒng)。這里，記錄設備600中，安裝供能單元622，它以不接觸方式給安裝在滑動架607上的打印頭噴墨盒601的上部上設置的固體半導體器件635供給電動勢，該電動勢是外部能量。電磁感應、熱、光、射線等能用作操作器件而供給的電動勢。
如圖38所示，打印頭噴墨盒601安裝在與絲桿605的螺紋槽嚙合的滑動架607上，絲桿605經驅動功率傳輸齒輪603和604隨驅動馬達602的正轉和反轉而移動，打印頭噴墨盒601和滑動架607一起沿導桿608按箭頭a和b所指的方向往復移動。噴墨記錄設備600裝有打印紙裝載裝置(沒畫)。它裝載用作接收從打印頭噴墨盒601釋放出的如墨水的液體的記錄介質的打印紙。設壓紙板610，用它把用記錄介質裝載裝置裝在壓紙滾筒609上的打印紙P壓到滑動架的移動方向中的壓紙滾筒609上。
壓紙滾筒609的一端附近設置支承件613，它支承覆蓋打印頭噴墨盒601的放料部分的正面的蓋子614。還設吸墨裝置615，當打印頭噴墨盒601不放墨水時，用吸墨裝置吸出留在蓋子614中的墨水。用吸墨裝置615使打印頭噴墨盒601能經蓋子614的開口恢復吸墨功能。
噴墨記錄設備600的主體支承件619上，按前進和返回方向，即，按垂直于滑動架607的移動方向的方向，可移動地支承了可移動件618。可移動件618裝有清潔片617。但是，清潔片617不限于該構形?？捎靡压娜魏涡问降那鍧嵠?。
這樣構成的噴墨記錄設備600，如上所述，用記錄介質裝載裝置把打印紙P裝在壓紙滾筒609上，打印頭噴墨盒601在打印紙P的整個寬度上往復移動。當由驅動信號供給裝置(沒畫)給打印頭噴墨盒601供給驅動信號時，這時按該信號從液體釋放頭單元給記錄介質釋放出用于打印的墨水。
現(xiàn)在說明上述噴墨打印機的保密系統(tǒng)。圖39和40是說明本實施例的打印機的保密系統(tǒng)的結構的示意圖。圖39中特別用箭頭指示在讀數(shù)時構件之間的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，圖40示出在用戶識別時構件之間的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。
如圖39和40所示，按本例的裝在打印頭噴墨盒601上的固體半導體器件635包括第1識別數(shù)據(jù)保持部分703，保持作為識別數(shù)據(jù)的在用戶識別或注冊時用于識別個人信息的識別部分702識別的個人信息；第1信息輸入和輸出部分707，它接收來自記錄設備600一側的鍵代碼A，并把編碼數(shù)據(jù)或識別過的數(shù)據(jù)發(fā)送到記錄設備600；第1鍵代碼A保持部分705，它保持信息輸入和輸出部分707收到的鍵代碼A；編碼轉換部分704，它用鍵代碼A給已識別過的數(shù)據(jù)編碼；第1編碼數(shù)據(jù)保持部分706，它保持用編碼轉換部分704編碼后的數(shù)據(jù)；和能量轉換部分708，它把按不接觸方式從記錄設備600一側供給器件635的電動勢轉換成至少能激勵上述構件702至707的電功率。
而且，要求在器件635的表面上或表面附過構成能量轉換部分708和信息輸入和輸出部分707。除這些構件之外的任何其它構件在器件635內部構成，以提高保密性。
另一方面，記錄設備600中的控制裝置(沒畫)上安裝打印頭噴墨盒601，控制器包括供能部分622，它以不接觸方式給固體半導體器件635供給是外部能量的電動勢；鍵代碼K設置部分711，用它給用戶設鍵代碼K；第2鍵代碼A保持部分712，在用戶承認注冊時，在此由鍵代碼K建立鍵代碼A；用戶承認注冊時，鍵代碼B保持部分713，保持從鍵代碼K建立的鍵代碼B；第2信息輸入和輸出部分709，它把鍵代碼A發(fā)送給固體半導體器件，并接收由器件635一側來的已識別過的數(shù)據(jù)和編碼后的數(shù)據(jù)；第2識別過的數(shù)據(jù)保持部分715，它保持已識別過的數(shù)據(jù)；第2編碼后的數(shù)據(jù)保持部分714，它保持編碼后的數(shù)據(jù)；解碼轉換部分717，它用鍵代碼B給編碼后的數(shù)據(jù)解碼；解碼后的數(shù)據(jù)保持部分718，它保持用解碼轉換部分717解碼后的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)對比部分716，它對比識別過的數(shù)據(jù)和已解碼后的數(shù)據(jù)之間的基準；和鑒別處理部分719，它根據(jù)數(shù)據(jù)對比部分716得出的對比結果，確定是否允許使用設備。但是，這里假設用鍵代碼A編碼后的數(shù)據(jù)不能用鍵代碼A解碼，而只能用鍵代碼B來解碼。
在這方面，要求用非易失性存儲器件作為器件635和打印機主體中個人數(shù)據(jù)和鍵代碼的保持部分，因此，即使中止電功率供給時也能保持數(shù)據(jù)。
還要求供能部分622設在滑動架607上。使它面對設置在滑動架607上安裝的打印頭噴墨盒601上的固體半導體器件635。
可用接觸方式或不接觸方式分別給打印頭噴墨盒601和打印頭600設置信息輸入和輸出部分707和709。按接觸方式設置的情況下，當噴墨盒601安裝在滑動架607上時，能改善它的相互間的導電性。按不接觸方式的情況下，可使用用電波，磁場等的傳遞裝置。
而且，識別部分702識別指紋、聲音和眼球的虹膜等作為個人信息。識別裝置702形成在固體半導體器件635上。除此之外，識別部分702也可以設在固體半導體器件635的外部，而不限于圖39和40所示的結構例。
例如，如圖38所示，也可以用設有圖像傳感器630的個人信息輸入接收器631作為打印機主體中的識別部分來識別眼球虹膜的圖形。這樣識別出的個人信息發(fā)送到設在打印機主體的控制板632?？刂瓢?32上設有CPU633和存儲器634。已識別出的個人信息暫存儲在存儲器634上，該信息經CPU633數(shù)據(jù)處理后經信息輸入和輸出部分(沒畫)發(fā)送到固體半導體器件635。因此，個人信息數(shù)據(jù)存儲并保持在固體半導體器件635中。這種情況下，從打印機主體得到用于圖像傳感器630的電動勢就足夠了。
這里可用與日本特許公開N0.9-201348的說明書中公開的眼球虹膜識別和采集裝置相同的眼球虹膜識別系統(tǒng)。
現(xiàn)在參見圖39和41說明記錄設備600的主人注冊受權人的情況。這里，圖41是注冊時的操作流程圖。
記錄設備600的鍵代碼K設置部分711上，設置由主人規(guī)定的鍵代碼K(步驟S201)，主人授權注冊時，由鍵代碼K建立鍵代碼A和B(步驟S202和S203)，并用記錄設備600的鍵代碼A保持部分712和鍵代碼B保持部分713分別存儲鍵代碼A和B。鍵代碼A從記錄設備600的信息輸入和輸出部分709發(fā)送到打印頭噴墨盒601的固體半導體器件635。
另一方面，打印頭噴墨盒601中，這樣發(fā)送到固體半導體器件635的鍵代碼A被固體半導體器件635的信息輸入和輸出部分707接收，并存儲在鍵代碼A保持部分705上(步驟S204)。而且，用固體半導體器件635的識別部分702來識別注冊人701的聲音或指紋(步驟S205)。之后，聲音或指紋701作為識別過的數(shù)據(jù)存儲在識別過的數(shù)據(jù)保持部分703上(步驟S206)。因此，用編碼轉換部分704用鍵代碼A給已識別過的數(shù)據(jù)編碼(步驟S207)。這樣編碼后的數(shù)據(jù)存儲在已編碼的數(shù)據(jù)保持部分706上(步驟S208)，因此，結束了主人對登記人的注冊。
以下參見圖40和42說明識別記錄設備600的用戶是否是注冊人的情況。圖42是識別(鑒別)時的操作流程圖。
首先，用戶請求使用，屬于打印頭噴墨盒601的固體半導體器件的識別部分702識別聲音、指紋等721(步驟S209和S210)，識別后的數(shù)據(jù)存儲部分703保持作為已識別過的數(shù)據(jù)的聲音，指紋等721(步驟S211)。之后，由信息輸入和輸出部分709把注冊時建立的已編碼的數(shù)據(jù)和已識別過的數(shù)據(jù)一起發(fā)送到記錄設備600。
記錄設備600中，信息輸入和輸出部分709接收分別存儲在已識別過的數(shù)據(jù)保持部分715和已編碼后的數(shù)據(jù)保持部分714上的用戶的已識別過的數(shù)據(jù)和這樣發(fā)送到的已編碼的數(shù)據(jù)(步驟S212)。之后，用解碼數(shù)據(jù)轉換部分717用鍵代碼B給已編碼的數(shù)據(jù)解碼，已解碼的數(shù)據(jù)存儲在已解碼的數(shù)據(jù)保持部分718上(步驟S213)。之后，用數(shù)據(jù)對比部分716，把已解碼的數(shù)據(jù)與用戶的已識別的數(shù)據(jù)進行基準對比(步驟S214)。若確認數(shù)據(jù)與對比基準相符，鑒別處理部分719承認使用者為注冊人，用戶可以用記錄設備600(步驟S215)。若確認數(shù)據(jù)與對比基準不一致，用戶還要進行注冊。因此，鑒別處理部分719使記錄設備600不能用(步驟S216)。
上述實施例中，給器件635供給作為外部能量的電動勢的供能部分622設在滑動架607上，但它也可以設在恢復位置，返回位置等處。
按本實施例，記錄設備600的主人授權的注冊人已識別數(shù)據(jù)用部分鍵代碼編碼，而且，已編碼的數(shù)據(jù)存儲和保留在打印頭噴墨盒601的固體半導體器件635上，該已編碼的數(shù)據(jù)只能用所述鍵代碼的剩余部分才能解碼，同時，鍵代碼的剩余部分存儲和保留在記錄設備600中。結果，甚至只分析設備也不可能獲得已注冊人的經識別后的碼。而且，若編碼后的數(shù)據(jù)保持部分形成在固體形狀的器件635中，與形成在平板襯底上的半導體器件相比，要從外部分析數(shù)據(jù)是極其困難的，這就有可能提高保密性。
而且，按本實施例，用設有能量轉換部分708的器件635?？呻S便把器件635安置在打印頭噴墨盒601或記錄設備600中容易讀出用戶或注冊人的例如聲音、指紋等個人信息的位置上，而不必提供直接連線。
而且，本實施例已說明了的例子中，按本發(fā)明的固體半導體器件用于噴墨打印機，但是，固體半導體器件也能存儲和保持個人信息，如果固體半導體器件151埋在人體150中，如圖43所示，它能可靠識別個人，準確測出冒充者。
如果把個人的病歷情況存儲在器件中，在緊急情況下或人們生病時，可得到適當?shù)闹委煛?br> 以下將對上述保密系統(tǒng)的優(yōu)選應用的具體實例詳細說明。
首先，說明識別注冊人或用戶的識別部分702的結構例。
圖44和圖45分別是用聲音輸入傳感器作識別部分702時的聲音輸入傳感器的剖視示意圖和平面示意圖。
如圖44和45所示，聲音輸入傳感器使用有硅基底的膜片802，它的一部分上用擴散法引入壓敏電阻器(硅變形規(guī))在傳感器的圓周上集成電路構成算術放大部分(例如，PNP晶體管801)800。該傳感器形成在固體半導體器件635的表面附近。電路的功能包括調節(jié)輸出放大程度的功能，補償溫度特性的功能(零點和靈敏度)，零點調節(jié)功能等。為了調節(jié)它們，給每個單獨的薄膜電阻器(沒畫)加激光微調功能。
這里采用的硅變形規(guī)200用于檢測人發(fā)聲時的喉頭振動。常用的聲音識別是識別用麥克風檢測到的輸入的聲音。之后把聲音轉換到頻率范圍內，并對聲音的長度和音調標準化。但是，該聲音輸入傳感器用硅的高壓阻效應使它能以高靈敏度檢測壓力波振動(通常，硅規(guī)系數(shù)約為200)。用聲音輸入傳感器檢測到的壓力波變形轉換成電信號。之后，已識別的數(shù)據(jù)保持部分703存儲這樣形成的輸入聲音信號作為注冊人的識別數(shù)據(jù)。
圖46是指紋傳感器用作識別部分702時的指紋傳感器的剖視示意圖。
如圖46所示，指紋傳感器803用硅基薄膜膜片804，在它的一部上用擴散法形成幾微米見方的精密電阻層(加熱器805)。電阻層805的電阻值由指頭806的表面是否接觸該精密電阻層805而變化。因此，可在接觸電阻層的手指的整個指紋面積上側到這種變化，并用于識別和辯認用作個人信息的指紋。而且，在傳感器圓周上設的集成電路構成算術放大部分，因而能使識別準確性更高。電路的功能包括，調節(jié)輸出放大程度的功能，補償溫度特性的功能，和調零功能等。圖46中參考符號Q1和Q2指示熱流。
圖47是指紋傳感器的結構圖，所述的指紋傳感器由兩個方向分別設置的控制水平掃描和垂直掃描的位移寄存器組合而成。例如，在圖47所示的該結構中若用MOSFET構成每個指紋傳感器，通過導通和截止MOS的漏電壓或導通和截止按垂直方向的一個水平掃描時所需的MOSFET的全部柵，則可以檢測指紋的兩個方面的信息。圖47，參考符號HS指示水平開關；VS指示垂直開關，PD是二極管。
現(xiàn)說明禁止使用記錄設備600是用所述保密系統(tǒng)識別用戶的結果的實例。圖48是使打印機不可能打印的打印頭噴墨盒的結構示意圖。圖48所示打印頭噴墨盒的墨水罐901裝有墨水902，罐中可用閥門903，用吸泵904把墨水罐901中的空氣經閥門903吸出。之后，在設定了墨水罐內部指定的負壓后，關閉閥門903。墨水罐901中的墨水902用噴墨打印頭的放料部分消耗時，罐內的負壓按負方向升高，因為罐的內部與外部的空氣不流通。若罐內的負壓超過指定值時，噴墨打印頭的放料噴嘴的彎月面會縮進去太多，因而不能釋放打印液。因而，按該供墨結構，在罐內裝有檢測負壓用的壓力傳感器(沒畫)。之后，當該壓力傳感器指示的壓力超過指定值時，閥門903打開，直到壓力傳感器顯示的壓力值小于指定值為止。因此能穩(wěn)定控制墨水罐內的負壓。
用這樣設置的結構，圖48所示打印頭噴墨盒用于記錄設備600，當發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)與所述保密系統(tǒng)檢測到的用戶識別結果不一致時，使打印機不能打印。用吸泵904打開閥門903，使墨水罐內的負壓降低，而直到不能釋放墨水為止，或者供墨水平完全不能供給打印頭墨水為止。
用按本發(fā)明的實施例的結構，由外部按不接觸方式供給的外部能量轉換成激勵器件的電功率，使器件能持有由識別部分識別后的個人信息。結果，不用設置與器件的電連接來給器件供給電功率，因而能任意設置儲存?zhèn)€人信息用的器件。
而且，存儲作為個人信息的已識別過的信息用的保持裝置可設在固體半導體器件里邊，使通過外部分析來獲得這種個人信息變得極其困難，因而提高了個人信息的保密性。
此外，個人信息可以按三維模式識別，比為了同一目的而使用的平面型固體半導體器件信息的識別方向施加的限制更小。
而且，用于打印頭噴墨盒或噴墨盒的這種固體半導體器安裝在打印機上，它可以具有識別個人信息的功能，同時，能使高度保密的經識別過的信息保持在打印頭噴墨盒或打印機的單體中。
而且，按本發(fā)明的保密系統(tǒng)，即使只分析器件也不能得到注冊人的已識別過的數(shù)據(jù)。因為得到打印機主人授權的注冊人的已識別過的數(shù)據(jù)是用由主人規(guī)定的鍵代碼K的一部分的鍵代碼A編碼的，而且，這樣編碼過的數(shù)據(jù)只能用所述鍵代碼K的剩余部分的鍵代碼B解碼。這種數(shù)據(jù)存儲并保留在打印頭噴墨盒的固體半導體器件上，而鍵代碼B存儲并保留在打印機中。而且，若已編碼的數(shù)據(jù)保持部分形成在固體器件內部，用該存儲部分與可以形成在平板襯底上的那種存儲部分相比，本發(fā)明的設在固體器件里的已編碼數(shù)據(jù)存儲部分使從外部來分析數(shù)據(jù)變得極其困難，因而提高了保密性。
以下將說明用于所述固體半導體器件的能量發(fā)生裝置。圖49是用本發(fā)明的固體半導體器件構成的能量發(fā)生裝置的電功率發(fā)生原理圖。
圖49中，振蕩電路1102的導電線圈L放在鄰近外部揩振電路1101的線圈La的位置，當電流Ia經外部揩振電路1101穿過線圈La時，電流Ia產生磁通B，磁通B穿過振蕩電路1102的線圈L。這里，允許電流Ia變化，因此穿線圈L的磁通B相應變化，之后，在線圈L上產生感應電動勢V。結果，振蕩電路1102作為能量發(fā)生裝置裝入球形硅中，如果外部諧振電路1101設在器件外部，如設在噴墨打印機中，使得可以把器件一側上的振蕩電路1102的導電線圈L放在鄰近器件外部的諧振電路1101的線圈La的位置，就可以通過磁感應方式使外部供給的電動勢產生能操作器件的電功率。
穿過作為能量發(fā)生裝置放在球形硅中的匝數(shù)為N的振蕩電路1102的線圈L的磁通B可用有正比常數(shù)K的下式表示，因為它與外部諧振電路1101的線圈La的匝數(shù)Na和電流Ia之積成正比，B=K*Na*La (1)線圈L中產生的電動勢V用下式表示V=-N(dB/dt)=-K Na N(dIa/dt)=-M(dIa/dt) (2)這里，若磁通B供給線圈磁芯的導磁率為μa，磁場為H；B=μaH(z)={μa Na Ia ra2/2(ra2+z2)3/2} (3)式中Z是外部諧振電路的線圈與裝在球形硅中的線圈之間的距離。
現(xiàn)在，公式(2)中的互感M可用下示表示M=(μN/μa Ia)∫2B.ds={μμara2Na NS/2μ0(ra2+z2)3/2(4)式中μa是真空導磁率。
于是，裝在球形硅中的發(fā)送電路的阻抗z用下式表示Z(ω)=R+j{ωL-1/ωC}(5)外部諧振電路的阻抗用下式表示Za(ω)=Ra+jωLa-{ω2M2/Z(ω)} (6)式中j表示磁化。之后，該外部諧振電路引起諧振時的阻抗Zo用下式表示(Ia是最大電流值)。
Zo(ω0)=Ra+jLaω0-(ω02M2/R)(7)于是，該諧振電路的相位延遲φ可用下式表示tanφ={jLaω0-(ω02M2/R)}/R (8)外部諧振電路的諧振頻率fo可由下式得到fo=1/2π(LC)1/2(9)從上述的關系看出，當裝在球形硅中的振蕩電路1102的阻抗隨墨水罐中的墨水狀況變化而變化時，外部諧振電路的頻率也相應變化。于是，墨水狀態(tài)的變化顯示在外部諧振電器上1101的阻抗的幅度和相位差異。因而，該相位差異和幅度包含墨水剩余量的變化，即z的變化。
例如，用外部諧振電路1101的諧振頻率變化，引起裝在球形硅中的振蕩電路1102的輸出(阻抗)隨它周圍的環(huán)境變化而變化。因此，檢測該頻率依賴性，就能檢測是否還有墨水或剩余的墨水。
因此，裝在球形硅中的振蕩電路不僅能用作產生電功率的能量發(fā)生裝置，而且也能作為檢測墨水罐內的墨水狀態(tài)變化的檢測裝置的一個部分。
現(xiàn)在將說明本例的固體半導體器件的制造方法。圖50A至50G是說明按本發(fā)明的固體半導體器件的制造方法的一個實例的示意圖。每個工藝步驟都用穿球形硅的中心的截面表示。這里，制造方法的一個范例是，制造球形硅，使它的重心位于它中心的下部，使球體內的上部變空，并使空心部分密封。
現(xiàn)在，圖50A所示的球形硅在整個表面上形成熱氧化SiO2膜1202，如圖50B所示。之后，如圖50C所示，用光刻工藝給SiO2膜構圖，在它的一部分上形成開口1203。
之后，如圖50D所示，用KDH溶劑進行各向同性腐蝕，經過開口1203只去掉上部的硅部分，形成空心部分1204。之后，如圖50E所示，用LPCVD法在固體器件的內表面和外表面上形成SiN膜1205。
而且，如圖50F所示，用金屬CVD法在固體器件的整個表面上形成Cu膜1206。如圖50G所示，用已知的光刻工藝給Cu膜刻圖，形成匝數(shù)為N的導體線圈L，它將成為振蕩電路的一部分。之后，用真空機把已構成有導體線圈L的固體器件中的空氣抽到外部，并且如樹脂或軟木塞的密封件1207堵塞所述的上述開口1203，以使球形器件內的空心部分處于密封狀態(tài)。用這種方式制成的固體硅半導體器件本身就有浮力，因而，不要設加電功率而產生浮力的浮力發(fā)生裝置。
而且，除在球形硅上形成的線圈L之外的驅動電路元件，在制定固體浮動半導體器件之前，用N-MOS電路元件構成。圖51是N-MOS電路元件的垂直剖視示意圖。
如圖51所示，用像常規(guī)的MOS工藝的工藝，在P型Si襯底1401上用雜質注入和雜質注入擴散工藝形成用于N型阱區(qū)1402的P型MOS1405，并在P型阱區(qū)1403上形成N-MOS1451。用多晶硅柵布線1415，源區(qū)1405，漏區(qū)1406和其他構成P-MOS1450和N-MOS1451，這些多晶硅柵布線，源區(qū)，漏區(qū)等具有引入的N型雜質或P型雜質并通過形成幾百埃厚的柵絕緣膜1408用CVD法沉積大于4000埃而小于5000埃的厚度。之后，用P-MOS1450和N-MOS1451構成C-MOS邏輯電路。
而且，用雜質注入和擴散工藝，用漏區(qū)1411，源區(qū)1412，柵布線1413和其他P型阱襯底1402上的部分構成用于驅動元件的N-MOS晶體管1301。
這里，如果N-MOS晶體管1301用作器件驅動器，那么，構成一個晶體管的漏柵之間的最小距離L約為10μm。10μm上的一個分接處(breakdownitem)是源漏之間的接點1417的寬度，寬度部分為2×2μm。實際上只有它的一半，即2μm，因為它的另一半同時用于相鄰的晶體管。其它的分接處是接點1417與柵1413之間的距離4μm(2×2μm)，柵1413的寬度為4μm。因此總寬度為10μm。
每個元件之間，用場氧化法形成厚度不小5000埃但不大于10000埃的氧化膜隔離區(qū)1453，使元件相互隔開。該場氧化膜作為儲熱層1414的第1層。
每個元件形成后，用CVD法淀積厚度約為7000埃的PSG,BPSG膜等作為層間絕緣膜1416，并用熱處理進行光滑處理。
之后，通過接觸孔用變成第1布線層的Al電極1417構成布線。此后，用等離子CVD法淀積厚度不小于10000埃但不大于15000埃的SiO2膜構成的層間絕緣膜1418，再構成通孔。
在形成如圖50A至50G所示的固體浮動半導體器件之前形成該N-MOS電路。之后，用所述通孔連接用作按本發(fā)明的固體半導體器件用的信息存儲(積累)裝置的FeRAM，用作能量轉換裝置的振蕩電路，用作信息輸入裝置的傳感器部分等。
這里，圖52A至52C是說明用作信息存儲裝置的FeRAM的單元結構的示意圖。即鐵電存儲器的單元結構的示意圖。圖52A至52C中，參考符號C指示鐵電電容器。圖52A是結構的剖視示意圖，極板線(下電極)1352，鐵電材料1350，上電極1351依次疊置，在半導體襯底上與位線1353和字線1354一起構成鐵電電容器。用該單元結構能構成圖52B所示的ITIC型單元，和圖52C所示的2T2C型單元。
無論要設置固體半導體器件的墨水罐的模式如何，但必須使上述制造方法制成的球形硅中包含的振蕩電路與圖49所示的外部諧振電路之間的磁力線(磁場)的作用穩(wěn)定。這里，在固體半導體器件設置成浮在像墨水的液體中的情況下，液面有時會因外部振動而振動。要確定固體浮動半導體器件的重力，以便使器件即使在這種情況下也能保持穩(wěn)定狀態(tài)。
如圖53A和53B所示，當允許按本例的球形半導體器件1210浮在液體中時，如圖53A所示，必須滿足的條件是(1)浮力F=重量W，和(2)浮力作用線和穿過重力中心的重力作用線要一致，以使保持器件處在平衡狀態(tài)。圖53A和53B中，參考符號L指示墨水液面，O指示液面，G指重力中心，C指浮力，M指穩(wěn)定中心。
之后，如圖53B所示，當液體由外力引起振動時。固體半導體器件1210從平衡狀態(tài)稍微傾斜，使浮力中心移動，浮力和重力形成力偶。
這里，平衡狀態(tài)下的重力作用線(圖53B中虛線所示的線)與傾斜狀態(tài)下的交叉點叫做“穩(wěn)定中心”，穩(wěn)定中心與重心之間的距離H叫“高度”。
如本例所示，固體半導體器件1210的穩(wěn)定中心處于比重力中心高的位置。因此，力偶(恢復力)起作用而使回到平衡狀態(tài)的原始位置方向。
該恢復力T用下式表示T=WhSinθ=FhSinθ=PgVhSinθ(＞0)。
式中V是固體半導體器件1210排開的液體位移量，Pg是固體半導體器件1210的比重總量。
現(xiàn)在，使h＞0就是基本足夠的條件，使恢復力為正。
于是，從圖53B看出，h變成下式所示，h=(I/V)-CG，式中I是O軸圍繞的慣性動量。
因此，關系式(I/V)＞CG是球形半導體器件1210穩(wěn)定地浮在墨水中的先決條件，并由外部諧振電路引入電動勢，并用信息傳遞裝置使外部與器件雙向傳遞。
圖54A和54B是使用固體半導體器件的墨水罐的結構示意圖。圖54A和54B所示的墨水罐541包括完全閉合的裝有墨水547的第1室；和裝有負壓發(fā)生件546與外部空氣連通的負壓室的第2室；和在墨水罐最下部連通第1室和第2室的通道548。第2室中的墨水經供墨部分549消耗，供墨部分549形成在與構成第2室的壁上的通道一側相對的一側的一部分上。這種墨水罐541的第1室中設有第1和第2固體半導體器件1301和1302，第2室中設有第3和第4固體半導體器件1303和1304。
如圖54A所示，第2固體半導體器件1302浮在墨水罐541的第1室中的墨水547的液面附近，從墨水罐541外部的外部諧振電路用磁感應方式引入電動勢。而且能產生諧振頻率。另一方面，固定到墨水罐541的上壁的第1固體半導體器件1301從墨水罐541外部的外部諧振電路用磁感應引入電動勢。而且，它接收由第2固體半導體器件產生的諧振頻率信號，同時，把這些諧振頻率信號存儲在信息存儲(積累)裝置上。而且，它產生諧振頻率以把墨水罐541內的墨水信息傳遞到外部。這種情況下，第1固體半導體器件1301和第2固體半導體器件1302具有不同的功能，這些器件的功能可以相反也可以相同。
以下說明墨水罐541中的墨水量的檢測方法，操作第1和第2固體半導體器件1301和1302，將墨水狀態(tài)設定在圖54A所示的初始狀態(tài)。由該狀態(tài)開始，按圖54B所示的使墨水量減小的狀態(tài)同樣操作第1和第2固體半導體器件1301和1302。按此方式，可以檢測墨水量。這里，說明了圖54A和54B的兩點，但是，周期性操作第1和第2固體半導體器件1301和1302，能連續(xù)檢測墨水量。圖55示出墨水量的變化和那時的輸出信號狀態(tài)。
現(xiàn)在說明不再有第1室中的墨水547以后第2室(負壓發(fā)生室)中的墨水量檢測，其中，裝有負壓發(fā)生件546。
如圖54A所示，第3和第4固體半導體器件1303和1304預先分別固定到第2室中的指定位置。例如，按圖54A和54B所示實例，第3固體半導體器件1303固定到第2室的上壁，而第4固體半導體器件1304固定到第2室的底面上。該第2室中利用諧振頻率之差，用第3和第4固體半導體器件1303和1304用負壓發(fā)生件546里的墨水量檢測諧振頻率之差。若預先設定信號輸出，使第2室中的初始狀態(tài)與第1室中的終點一致，就能得到圖55所示的信號輸出曲線。因此，能在全部時間檢測墨水罐541中的墨水量。圖55中，面積A對應負壓發(fā)生室，面積B對應墨水室。
如上所述，用多個固體半導體器件能檢測墨水罐541中的墨水量。這里特別能單獨檢測第1室和第2室中的墨水量。而且，用多個固體半導體器件能特別設定第2室中的初始狀態(tài)。因而，在把墨水罐541內墨水滿罐狀態(tài)存儲在存儲器上時，對比不同的檢測狀態(tài)，可以更準確地檢測出墨水量。
如上所述，要求用外供能量操作按本發(fā)明的固體半導體器件，并識別墨水罐里的墨水量等，并高速地把準確信息傳遞到外部。但是，為了設置用來自外部能量穩(wěn)定操作的打印頭(墨水罐)，需要高水平的技術，而且用盡量小的電功率驅動器件。并且，需要非易失性存儲器，因而可在不供能的情況下始終保持信息。同時，能按要求重寫信息。而且，需要把這些裝置構成在固體半導體器件里，并要求器件小型化。在這方面，采用其它器件用的常規(guī)半導體工藝可有價格上的優(yōu)勢。
從這些觀點出發(fā)，發(fā)現(xiàn)，按本發(fā)明的固體半導體器件最好設置用鐵電材料制成的FeRAM作信息存儲(積累)裝置。用于FeRAM的鐵電材料的特性是具有相對于電場的存儲器功能。而且，用鐵電材料作常規(guī)DRAM中的存儲器電容器的介質，能提供非易失性DRAM，并保持它的高速度。能高速存取，即使在功率源不穩(wěn)的情況下，由于有非易失特性因而不會消除數(shù)據(jù)。使固體半導體器件能有效用于墨水罐。用這種FeRAM上的信息存儲(積累)，能準確處理信息，并與外部進行雙向信息傳遞，以及低壓驅動該器件。
同時，通常鐵電材料有較高的介電常數(shù)，可以制成大容量電容器。結果，能在墨水罐與打印機之間可以不用任何布線進行無線傳遞。同時，能提高固體半導體器件的傳遞自由度。這里把形成固體半導體器件的線圈的電感量定為L，形成固體半導體器件的電容器的電容量定為C，固體半導體器件的傳遞頻率由下式得出f=12πLC]]>因此，用作信息存儲裝置的FeRAM的材料構成薄膜時，用鐵電材料構成用于固體半導體器件的電容器的電容量C較大。因此，固體半導體器能在低頻下傳遞信息，而且傳遞的自由度相應地較大。
現(xiàn)在說明用作本發(fā)明的信息存儲裝置的FeRAM用的鐵電材料的制造方法。
圖56是本制造方法用的ECR等離子CVD設備的示意圖。
結合圖56所述的制造方法，是用ECR等離子CVD法形成鐵電材料的方法，用(Ba-Sr)TiO3(BST鈦酸鍶鋇)是用作固體半導體器件的信息存儲裝置的FeRAM的鐵電薄膜的結構材料。
用Ba(DPM)2(雙一二叔線酰甲基鋇)，Sr(DPM)2,Ti(O-I-C3H7)4和O2作為用ECR等離子CVD法形成的鐵電材料的材料。Ba(DPM)2和Sr(DPM)2在幾乎接近熔點的高溫下送入圖56所示的以Ar(氬)氣為載體的設備的室1362中。而且，用要引入室1362中的Ar氣載體起泡Ti(O-I-C3H7)4,O2氣同時引入室1362中，球形硅固定在室1362中的樣品臺1363上。
2.54GHz的微波經磁性線圈1361引入室1362，把裝入室1362中的所述材料等離子化。因此，材料到達室1362中固定球形硅的樣品臺1363的表面上和樣品臺1363上的球形硅表面上，制成用鐵電材料構成的鐵電薄膜。為了在球形硅表面上形成均勻的鐵電薄膜，可使樣品臺1362旋轉或移動。
在這方面，已用ECR等離子CVD法對所述的方法作了說明，但是，所述的方法不限于ECR等離子CVD法。除該方法之外，還可用等離子CVD法，熱CVD法，MOCVD(分子有機CVD)法，濺射法等方法來形成鐵電薄膜。
鐵電薄膜材料除了上述的那些材料之外，還能用PZT[鋯酸鹽鈦酸鹽(鋯酸鉛(PbZrO3)和鈦酸鉛(PbTiO3)的固熔體)]Pb-ZrX-TiL-xO3,SBT(鉭酸鍶鉍)Sr-Bi2-Ta2O9,SrTiO3(STO鈦酸鍶)，BaTiO3(BTO鈦酸鋇)，或PLZT(PZT，即給PbZrO3和PbTiO3的固熔體中加La(鑭)形成的金屬氧化物)(Pb,La)-(Zr,Ti)O3等。
用固體半導體器件的系統(tǒng)所采用的雙向傳遞方法可以用微波頻段的無線LAN系統(tǒng)或者用準毫米波至毫米波頻段的無線存取系統(tǒng)。
在這方面將說明無線LAN系統(tǒng)中接收和發(fā)送的概況。以下將說明數(shù)據(jù)從固體半導體器件發(fā)送到記錄裝置；相反，當數(shù)據(jù)已從記錄裝置一邊發(fā)送到固體半導體器件時，也可用已分別配送到發(fā)送一側和接收一側的數(shù)據(jù)ID來識別。
發(fā)送邊的固體半導體器件設有行監(jiān)視器，數(shù)據(jù)處理，應答和檢查，誤差處理中的每個部分，接收邊的記錄裝置上設有數(shù)據(jù)處理，應答，誤差處理和顯示中的每個部分。
圖57是發(fā)送邊上的固體半導體器件的操作流程圖。發(fā)送數(shù)據(jù)時，按預置的通信協(xié)議設置初始狀態(tài)，之后，在接收邊設置發(fā)送數(shù)據(jù)用的地址。若傳遞中出現(xiàn)了沖突的信號或沒有應答信號從器件返回到接收邊，再發(fā)送數(shù)據(jù)。操作中，顯示屏上或設在接收邊的記錄裝置上要指示出出行的狀態(tài)，和有無應答，因此，用戶可對此作出反應并在有關操作上準確地采取動作。
圖58是接收邊上的打印機的操作流程圖。接收邊上，始終進行行監(jiān)視，確定了接收邊上固有的可用地址時，從行提取數(shù)據(jù)并存儲在主存儲器的緩沖器上。接收過程中，塊標記不能用每16個字節(jié)確認或在接收完成后，由于錯誤的檢測處理使檢查的和數(shù)不一致時，暫停當前的接收。之后，再監(jiān)視行，等待報頭出。若無任何錯誤的完成了接收，收到的內容與顯示屏上顯示的內容一致。
上述實施例的固體半導體器件，線圈裝置產生的磁感應用作激勵器件而供給的電功率用的外能，但是也可以用光作外能。于是，為了把光的亮和暗轉換成電信號，用光輻射來改變材料的電阻值的材料(如光電導體)利用所產生的光電導效應產生電功率?？捎肅ds,InSb或Hg0.8Cd0.2Te或一些其它的二元或三元合金，GaAs,Si,Va-Si等作為光電導體。用熱作電動勢時，可用物質的輻射能的量子效應產生電功率。
按本發(fā)明的固體半導體器件最好用于噴墨打印機，它能檢測墨水和墨水罐以及有關噴墨打印機的信息，噴墨打印機用裝在可拆卸地安裝的墨水罐中的墨水供給噴墨打印頭，以噴墨打印頭釋放出的墨滴在打印紙上打印，并把信息發(fā)送到噴墨打印機，用適當?shù)姆椒刂拼蛴C，或者，使噴墨打印機能控制墨水罐內的狀態(tài)使其達到最佳狀態(tài)。
在這方面，本實施例中雖然沒畫出噴墨打印機的外部裝置，若外蓋可以是半透明的，而且還能用透明的墨水罐，能用光作傳遞手段。于是，用戶可以看到罐的明亮狀況，因而容易注意如“罐要更換”的情況。按此方式，用戶能及時更換墨水罐，裝置主體通常已裝有要發(fā)亮的按鈕，但這種亮度可雙重指示幾種功能，但是，用戶要得知用發(fā)亮的光所承載的信息內容是很難的。
按本發(fā)明的團體半導體器件包括包括外部能量轉換裝置；用該能量轉換裝置獲得的能量來操作的外部環(huán)境信息的采集裝置和信息存儲裝置；識別裝置，它對比這樣采集的信息和存儲的信息，以進行識別；信息傳遞裝置，傳遞這樣采集到的信息以便在顯示器上顯示或傳遞到外部。于是，用鐵電材料制成的FeRAM的信息存儲裝置，可使器件有效地獲得器件周圍環(huán)境的信息，同時充分利用球形構形。而且，設置傳遞裝置以接收外來信號并按所接收到的信號來獲得信息。之后，該信息與存儲的信息之間的對比結果和這樣收到的信息一起發(fā)送到外部時，積累的信息存儲在用鐵電材料制成的非易失性存儲器FeRAM上，因此，能準確執(zhí)行信息處理，驅動信號與外部裝置在低壓下高速雙向傳遞。而且用制造FeRAM的鐵電材料作電容器，可使固體半導體器件中的電容器的容量更大，當固體半導體器件與外部傳遞信息時，能提高傳遞的自由度程度。
而且，在墨水罐中設多個固體半導體器件，能實時把有關墨水罐內裝的墨水的信息，墨水罐內的壓力等傳遞到如噴墨打印機的外部。例如，用控制墨水罐內部的負壓不斷隨墨水消耗而連續(xù)變化的負壓程度，來控制噴墨穩(wěn)定性，要求器件具有低功耗的高速操作能力。以及由于使用空間限制的最佳器件大小?？紤]到這些因素，該器件能把積累的信息很好地存儲在用鐵電材料制成的FeRAM上，因而能滿足以上的要求。
而且采用無接觸方式給固體半導體器件供給驅動所需能量的結構。因而，不需要設置激勵墨水罐內的器件的能源或連接器件的供能布線?？梢园哑骷O在與外部直接布線設置困難的任何位置。
例如，用電功率作激勵器件的能量時，形成環(huán)繞固體半導體器件的外表面的振蕩電路的導電線圈作為外部能量轉換裝置。按此方式，用磁感應方式，在外部諧振電路與振蕩電路之間的導電線圈中產生電功率，因此，可用不接觸方式供給電功率。
這種情況下，由于線圈繞在器件外表面上，線圈的電感量強度隨例如墨水罐內的墨水剩余量、墨水濃度、墨水的PH值而變化。因此，振蕩電路的振蕩頻率也隨該電感量而變化。按此方式，按振蕩頻率不斷更新的變化能檢測出墨水罐內的墨水剩余量等。
為了使固體半導體器件能浮在液體中，固體半導體器件中設有中空部分，使器件的重力的中心位于比器件中心低的位置。例如，即使連續(xù)操作打印頭和安裝在噴墨打印機上的墨水罐而使墨水罐內的墨水上下左右晃動時，器件也能穩(wěn)定地浮在墨水罐內的墨水中，并高精度檢測墨水信息，墨水罐的內部壓力等。而且，可使構成的用于上述器件的振蕩電路的線圈保持在相對于外部揩振電路的線圈穩(wěn)定的位置上，因而能始終進行穩(wěn)定的雙向傳遞。
權利要求
1.按固體形式構成的固體半導體器件，包括能量轉換裝置，用于轉換來自外部的能量；操作裝置，它用所述能量轉換裝置轉換后的能量操作。
2.按權利要求1的固體半導體器件，其中，所述操作裝置是用于開關通道的閥門機械。
3.按權利要求2的固體半導體器件，其中，所述閥門機構設置在其內部保持負壓的容器中以構成壓力調節(jié)裝置，用來根據(jù)容器內部的負壓來調節(jié)所述容器內的負壓。
4.按權利要求2的固體半導體器件，所述閥門機構設有由靜電引力可使其位移的可移動部分。
5.按權利要求3的固體半導體器件，其中，當所述容器內的負壓變高時，操作所述閥門機械來打開通道，使外部的空氣引入所述容器內，由此調節(jié)所述負壓。
6.按權利要求1的固體半導體器件，還包括壓力檢測裝置，用于通過用所述能量轉換裝置轉換后的能量進行操作檢測所述容器內的負壓，所述壓力調節(jié)裝置按所述壓力檢測裝置的檢測結果調節(jié)所述容器內的負壓。
7.按權利要求6的固體半導體器件，其中，所述壓力檢測裝置是設有用多晶硅膜制成的膜片的壓力傳感器，利用由所述膜片的位移造成的電阻值變化來檢測所述容器內的負壓。
8.按權利要求1的固體半導體器件，其中，所述操作裝置是信息傳遞裝置，它傳遞信息以便在外部顯示信息或把信息傳遞到外部。
9.按權利要求1的固體半導體器件，還包括識別裝置，以電功率激勵，用于識別個人信息并保持所述的識別后的個人信息。
10.按權利要求9的固體半導體器件，還包括對所述的識別后的個人信息編碼的裝置。
11.按權利要求10的固體半導體器件，其中，保持所述的識別后的個人信息的裝置設置在固體半導體器件中。
12.按權利要求11的固體半導體器件，其中，當內部釋放時數(shù)據(jù)被消除。
13.按權利要求12的固體半導體器件，其中，在所述固體半導體器件中形成空心部分，并在面對所述空心部分的部分上用可以經氧化消除的被氧化材料形成電路。
14.按權利要求11的固體半導體器件，其中，對所述已識別過的個人信息編碼的裝置用部分鍵代碼對已識別后的個人信息編碼，所述鍵代碼的一部分由外部裝置提供，并且已編碼的數(shù)據(jù)只能用所述鍵代碼的剩余部分解碼。
15.按權利要求9的固體半導體器件，其中，所述個人信息是聲音，指紋或眼球虹膜。
16.按權利要求9的固體半導體器件，其中，保持所述已識別過的個人信息的裝置是保持圖案圖像用的圖像存儲器。
17.按權利要求16的固體半導體器件，其中，所述圖像存儲器是用非易失性半導體構成的。
18.按權利要求15的固體半導體器件，其中，用圖像傳感器獲得眼球的虹膜圖像。
19.按權利要求1的固體半導體器件，還包括信息采集裝置，用來采集外部環(huán)境信息；信息存儲裝置，它存儲要與用所述信息采集裝置采集到的信息作對比的信息；和識別裝置，識別通過把所述信息采集裝置采集到的信息與存儲在所述信息存儲裝置上的相應信息對比得到的信息的傳遞的必要性，其中，當所述識別裝置識別出需要傳遞信息時，所述信息傳遞裝置向外部顯示所述信息采集裝置采集到的信息或把所述信息傳遞到外部；和所述信息采集裝置，所述信息存儲裝置和所述識別裝置均用所述能量轉換裝置轉換過的能量操作。
20.權利要求1的固體半導體器件，還包括接收裝置，用于接收外部信號；信息存儲裝置，用于存儲信息；其中，所述信息傳遞裝置按所述接收裝置收到的信號，顯示或傳遞存儲在所述信息存儲裝置上的信號，和所述接收裝置和所述信息存儲裝置也用所述能量轉換裝置轉換后的能量操作。
21.按權利要求1的固體半導體器件，還包括接收裝置，用于接收外部信號；信息采集裝置，用于采集外部環(huán)境信息；信息存儲裝置，存儲要與所述信息采集裝置采集到的信息對比的信息；和識別裝置，按由所述接收裝置接收到的信號使所述信息采集裝置采集外部環(huán)境信息，并把所述的采集到的信息與存儲在所述信息存儲裝置上的相應信息對比，以確定所采集到的信息是否滿足指定條件，其中，所述信息傳遞裝置至少顯示所述識別裝置確定的結果或把結果傳遞到外部；和所述接收裝置，所述信息傳遞裝置，所述識別裝置也用所述能量轉換裝置轉換過的能量操作。
22.按權利要求1的固體半導體器件，其中，所述信息傳遞裝置把信息顯示在其它固體半導體器件上或傳遞到其它固體半導體器件。
23.按權利要求19至21中任一項的固體半導體器件，其中，所述信息存儲裝置是用鐵電材料制成的FeRAM。
24.按權利要求23的固體半導體器件，其中，所述鐵電材料的結構材料是PZT、PLZT、SBT、SrTiO3,BaTiO3或(Ba-Sr)TiO3。
25.按權利要求20的固體半導體器件，其中，所述接收裝置接收來自其它固體半導體器件的信號。
26.按權利要求21的固體半導體器件，其中，所述接收裝置接收來自其它固體半導體器件的信號。
27.按權利要求1的固體半導體器件，其中，按不接觸方式供給用所述能量轉換裝置轉換的外部能量。
28.按權利要求1的固體半導體器件，其中，用所述能量轉換裝置轉換的能量是電功率。
29.按權利要求19至21中任一項的固體半導體器件，其中，所述信息傳遞裝置也把信息顯示在或傳遞到其它固體半導體器件上。
30.按權利要求1的固體半導體器件，其中，所述信息傳遞裝置是發(fā)光裝置，它把所述能量轉換裝置轉換后的能量再轉換成光，并在外部顯示或把信息傳遞到所述外部。
31.按權利要求30的固體半導體器件，其中，所述發(fā)光裝置構造成能使發(fā)射的光的波長范圍在300至700nm。
32.按權利要求30的固體半導體器件，其中，所述發(fā)光苯置構造成使發(fā)射光的波長為500nm。
33.按權利要求1的固體半導體器件，其中，用所述能量轉換裝置轉換后的外部能量是電感應、熱、光或射線等的電動勢。
34.按權利要求1的固體半導體器件，其中，所述能量轉換裝置設有導體線圈和振蕩電路，用外部諧振電路與所述振蕩電路之間的電磁感應產生電功率。
35.按權利要求34的固體半導體器件，其中，所述導體線圈形成環(huán)繞固體半導體器件的外表面。
36.按權利要求1的固體半導體器件，還包括浮力發(fā)生裝置，它用所述能量轉換裝置轉換后的能量產生浮力。
37.按權利要求1的固體半導體器件，其中，所述固體半導體器件設有空心部分，以使固體半導體器件浮在液面上或液體中的指定位置。
38.按權利要求37的固體半導體器件，其中，所述固體半導體器件的重力的中心位于比所述器件的中心低的位置，以便允許器件轉動但是在液體中擺動穩(wěn)定，使器件浮在液體里。
39.按權利要求38的固體半導體器件，其中，固體半導體器件的穩(wěn)定中心始終處于所述固體半導體器件的重力的中心上面的位置。
40.用固體半導體器件的傳遞系統(tǒng)，包括設有所述固體半導體器件的液體容器，設有導體線圈的振蕩電路；用于采集所述容器內的信息的信息采集裝置；用于接收外來信號的接收裝置；把信息傳遞到構成所述固體半導體器件的外部的信息傳遞裝置；設在所述固體半導體器件外部的外部諧振電路，用所述電路與所述固體半導體器件的振蕩電路之間的磁感應產生電功率；和外部傳遞裝置，用所述接收裝置和所述固體半導體器件的信息傳遞裝置進行雙向傳遞。
41.按權利要求40的傳遞系統(tǒng)，其中，固體半導體器件的重力的中心位于低于所述器件中心的位置以允許器件轉動，但器件可在液體中擺動穩(wěn)定，以使器件浮在液體中。
42.按權利要求41的傳遞系統(tǒng)，其中，固體半導體器件的穩(wěn)定中心始終處于所述固體半導體器件的重力的中心上面的位置。
43.一種固體半導體器件的制造方法，包括以下步驟Si的整個表面上形成保護膜A；所述保護膜A的一部分上形成開口；只去掉所述Si的上部；在由Si和保護膜A構成的工件的內表面和外表面上形成保護膜B；用導電材料形成空心部分為密封狀態(tài)。用所述導電材料構成導體線圈；
44.一種固體半導體器件的制造方法，包括以下步驟Si的整個表面上形成保護膜A；所述保護膜A的一部分上形成開口；只去掉所述Si的上部；在用Si和保護膜A構成的工件的內表面和外表面上形成保護膜B；用導電材料形成空心部分為密封狀態(tài)，并在它的整個表面上形成導電膜；和給所述導電膜構圖，形成導電材料構成的導體線圈。
45.一種打印機的保密系統(tǒng)，打印機上裝有可拆卸的打印頭噴墨盒；其中所述打印頭噴墨盒包括已識別過的數(shù)據(jù)保持部分，用于保持由識別部分識別過的個人信息作為識別個人信數(shù)用的已識別過的數(shù)據(jù)；鍵代碼A保持部分，用于保持鍵代碼A，編碼轉換部分，它用所述鍵代碼A給所述的已識別過的數(shù)據(jù)編碼；編碼后的數(shù)據(jù)保持部分，用于保持經所述編碼數(shù)據(jù)轉換部分編碼后的數(shù)據(jù)；信息輸入和輸出部分，用來接收來自所述打印機一側的所述鍵代碼A，和把所述的已識別過的數(shù)據(jù)和所述的已編碼的數(shù)據(jù)發(fā)送到所述打印機；能量轉換部分，把以不接觸方式從所述打印機供給的電動勢轉換成激勵每個構件部分的電功率，和所述打印機包括供能部分，它給所述能量轉換部分以不接觸方式供給電動勢；鍵代碼K設定部分，打印機的主人用它設置鍵代碼K；鍵代碼A保持部分和鍵代碼B保持部分，它們分別保持由所述鍵代碼K建立的鍵代碼A和B；信息輸入和輸出部分，它把所述鍵代碼A發(fā)送到所述固體半導體器件，并接收來自所述固體半導體器件的所述已識別過的數(shù)據(jù)和所述編碼后的數(shù)據(jù)；已識別數(shù)據(jù)保持部分，它保持所述的已識別過的數(shù)據(jù)；已編碼后的數(shù)據(jù)保持部分，它保持所述的編碼后的數(shù)據(jù)，解碼轉換部分，用所述鍵代碼B給所述的編碼后的數(shù)據(jù)解碼；解碼后的數(shù)據(jù)保持部分，它保持用所述解碼轉換部分解碼后的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)對比部分，它把所述已識別過的數(shù)據(jù)與解碼后的數(shù)據(jù)對比供參考；識別處理部分，它根據(jù)所述數(shù)據(jù)對比部分得出的對比結果確定是否能用打印機。
46.按權利要求45的保密系統(tǒng)，其中，用鍵代碼A編碼后的數(shù)據(jù)不能用所述的鍵代碼A解碼，而只能用鍵代碼B解碼。
47.按權利要求45的保密系統(tǒng)，其中，所述個人信息是聲音，指紋或眼球虹膜。
48.按權利要求45的保密系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)識別部分，所述鍵代碼A保持部分，所述編碼轉換部分，和所述解碼轉換部分均設在所述固體半導體器件中，所述信息輸入和輸出部分和所述能量轉換部分形成在所述固體半導體器件的表面上或表面附近。
49.按權利要求45的保密系統(tǒng)，其中，由所述供能部分供給的并由所述能量轉換部分轉換成電功率的電動勢是電磁感應、熱、光或射線。
50.按權利要求49的保密系統(tǒng)，其中，當安裝所述打印頭噴墨盒時，所述供能部分和所述能量轉換部分是相對安裝的。
51.按權利要求50的保密系統(tǒng)，所述供能部分用設有導體線圈的諧振電路構成，所述能量轉換部分用設有與所述諧振電路的導體線圈鄰近的線圈的振蕩電路構成，所述振蕩電路的導體線圈用來自所述諧振電路的電磁感應執(zhí)行電功率轉換。
52.按權利要求51的保密系統(tǒng)，其中，所述振蕩電路的導體線圈構成為環(huán)繞所述固體半導體器件的外表面。
53.一種墨水罐，它具有至少一個固體半導體器件，包括能量轉換裝置，用于轉換外部的能量；和操作裝置，它用所述能量轉換裝置轉換后的能量操作；
54.一種噴墨打印機，它裝有按權利要求53的墨水罐，設有光敏裝置，它接收設在所述墨水罐中的所述固體半導體器件的發(fā)光裝置發(fā)射的，并透過所述墨水罐內的墨水的光。
55.按權利要求54的噴墨打印機，其中，所述多個墨水罐中的每個墨水罐構成為根據(jù)所述墨水罐內所裝的墨水種類分別放到指定的位置上，并包括當光敏裝置接收光并檢測到所述墨水罐放在不適當?shù)奈恢蒙蠒r向用戶發(fā)出警報的裝置。
56.按權利要求54的噴墨打印機，其中，所述多個墨水罐中的每一個墨水罐構成為，按所述墨水罐所裝的墨水的種類把每個墨水罐分別放到指定的位置，并包括控制裝置，當所述光敏裝置接收所述的光并檢測到所述墨水放在不適當?shù)奈恢脮r，它控制有安放的墨水罐供給的墨水的打印頭。
57.一種墨水罐，裝有要供給釋放墨水的放墨頭的墨水，并在墨水罐內保持負壓，包括壓力調節(jié)裝置，它按照所述的內部的壓力調節(jié)所述內部負壓；和能量轉換裝置，它把外來的能量轉換成操作所述壓力調節(jié)裝置用的各種能量。
58.按權利要求57的墨水罐，其中，所述調壓裝置包括使內部和外部流通的通道；和閥門機構，用于開/關所述通道。
59.按權利要求58的墨水罐，其中，所述閥門機構設有由靜電引力可移動的可移動部分。
60.按權利要求57的墨水罐，其中，當所述內部的負壓變高時，經操作所述閥門機構打開通道使外部空氣引入所述內部來調節(jié)所述負壓。
61.按權利要求57的墨水罐，還包括壓力檢測裝置，它用所述能量轉換裝置轉換的能量來操作，以檢測所述內部的壓力，所述調壓裝置按所述壓力檢測裝置的檢測結果來調節(jié)所述內部的負壓。
62.按權利要求61的墨水罐，其中，所述壓力檢測裝置設有多晶硅膜構成的膜片，用膜片位移引起的電阻值變化檢測所述內部的負壓。
63.按權利要求61的墨水罐，還包括信息存儲裝置，用于存儲由墨水罐容納的負壓的條件信息；和識別裝置，通過對比所述的壓力檢測裝置的檢測結果與存儲在所述信息存儲裝置上的信息，識別調節(jié)所述內部壓力的必要性，其中，當所述識別裝置識別需要調節(jié)負壓時，所述調節(jié)裝置調節(jié)所述負壓；和用所述能量轉換裝置轉換后的能量操作所述信息存儲裝置和所述能量轉換裝置。
64.按權利要求61的墨水罐，還包括信息存儲裝置，存儲由墨水罐容納的負壓的條件信息；接收裝置，它接收外來信號；和識別裝置，它按所述接收裝置收到的信號使所述壓力檢測裝置檢測所述負壓，對比所述檢測裝置的檢測結果與存儲在所述信號存儲裝置上的信息，以確定所述的檢測結果是否滿足負壓的所述條件信息，其中，所述調壓裝置，當所述識別裝置確定所述檢測結果不滿足負壓的所述條件信息時，調節(jié)所述負壓；和所述信息存儲裝置，所述接收裝置和所述識別裝置均用所述能量轉換裝置轉換后的能量操作。
65.按權利要求61的墨水罐，其中，所述能量轉換裝置設有振蕩電路，用于以所述電路與外設的諧振電路之間的電磁感應通過感應電動勢產生電功率。
66.按權利要求57的墨水罐，其中，所述墨水罐設有釋放頭，并裝有要供給所述釋放頭的墨水。
67.一種用固體半導體器件的調壓方法，固體半導體器件設置在容器上，用于保持容器內的負壓，設有調壓裝置，它按所述容器的內部壓力調節(jié)所述容器內的負壓，和能量轉換裝置，把外供的能量轉換成操作所述調壓裝置用的各種能量，調壓方法包括以下步驟對比檢測所述容器的內部壓力的壓力檢測裝置檢測到的壓力與所述容器內的壓力，以保持所述容器內部的壓力有規(guī)律。
68.按權利要求67的調壓方法，其中，所述固體半導體器件固定到所述容器上，使器件處于器件的一部分露在所述容器的外部而器件的其余部分露在所述容器的里邊的狀態(tài)，所述調壓裝置設有使所述容器的外部和內部流通的通道，和開/關所述通道的閥門機構。
69.按權利要求68的調壓方法，其中，所述閥門機構設有可由靜電引力而移位的可移動部分。
70.按權利要求68的調壓方法，其中，當所述容器中的負壓變高時，操作所述閥門機構，打開所述通道，使外部空氣引入所述容器內部，由此調節(jié)所述負壓。
71.按權利要求67的調壓方法，其中，所述固體半導體器件包括壓力檢測裝置，用于檢測所述容器內的負壓，通過由所述能量轉換裝置轉換后的能量操作；所述壓力調節(jié)裝置，它按所述壓力檢測裝置檢測的結果調節(jié)所述容器內的負壓。
72.按權利要求71的調壓方法，其中，所述壓力檢測裝置設有多晶硅膜制成的膜片，用所述膜片的位移引起的電阻值變化檢測所述容器中的負壓。
73.按權利要求71的調壓方法，還包括信息存儲裝置，它存儲由所述容器容納的負壓的條件信息；和識別裝置，通過對比所述壓力檢測裝置的檢測結果和存儲在所述信息存儲裝置上的信息，確定調節(jié)所述容器內的壓力的必要性，其中，當所述識別裝置識別需要調節(jié)負壓時，所述壓力調節(jié)裝置調節(jié)所述負壓；和所述能量轉換裝置轉換后的能量操作所述信息存儲裝置和所述能量轉換裝置。
74.按權利要求71的調壓方法，還包括信息存儲裝置，它存儲由所述容器容納的負壓的條件信息；接收裝置，它接收外來信號；和識別裝置，它使所述壓力檢測裝置按所述接收裝置接收到的信號檢測所述負壓，并對比所述壓力檢測裝置檢測到的結果與存儲在所述信息存儲裝置上的信息，以確定所述檢測結果是否滿足所述負壓的條件信息，其中，所述調壓裝置當所述識別裝置確定所述檢測結果不滿足所述負壓的條件信息時調節(jié)所述負壓；和所述信息存儲裝置，所述接收裝置和所述識別裝置均用所述能量轉換裝置轉換過的能量操作。
75.按權利要求71的調壓方法，其中，所述能量轉換裝置設有振蕩電路，用于以所述電路與外設的諧振電路之間的電磁感應通過感應電動勢產生電功率。
76.一種墨水罐，內裝要供給墨水釋放頭的墨水，其中，用按權利要求67的調壓法調節(jié)墨水罐的內部壓力。
77.一種噴墨打印機，其上安裝有按權利要求53的墨水罐，設有光敏裝置，它接收設在所述墨水罐中的固體半導體器件的發(fā)光裝置發(fā)射的并透過裝在墨水罐內的墨水的光。
78.按權利要求77的噴墨打印機，其中，所述多個墨水罐中的每個墨水罐構造成根據(jù)所述墨水罐內的墨水種類而把每個墨水罐分別安裝在指定位置，還包括，當所述光敏裝置接收所述光并檢測到所述墨水罐安裝在不適當?shù)奈恢脮r向用戶發(fā)出警報的裝置。
79.按權利要求77的噴墨打印機，其中，所述的多個墨水罐中的每個墨水罐構造成根據(jù)所述墨水罐內的墨水的種類把每個墨水罐分別安裝在指定位置，還包括控制裝置，當所述光敏裝置接收所述的光并檢測到所述墨水罐放在不適當位置上時，根據(jù)所述墨水種類控制有從所述安放的墨水罐供給的墨水的打印頭。
80.按權利要求53的墨水罐，其中，所述多個固體半導體器件中的至少一個浮在所述墨水罐內的墨水液面上或浮在墨水中的指定位置上，而且，所述多個固體半導體器件對比由所述信息采集裝置采集到的信息與存儲在所述信息存儲裝置上的相應信息，所述識別裝置識別了傳遞信息的必要性之后，所述信息傳遞裝置把所述識別裝置的識別結果傳遞到外部。
81.按權利要求80的墨水罐，其中，所述多個固體半導體器件中，除浮在所述墨水罐內的墨水液面上的固體半導體器件之外的其它固體半導體器件固定到所述墨水罐上，和當固定到所述墨水罐上的其它固體半導體器件接收來自浮在墨水的所述液面上的所述固體半導體器件的信號時，所述多個固體半導體器件檢測所述墨水罐中的墨水剩余量。
82.一種噴墨打印機，其上安裝有按權利要求80的墨水罐。
83.一種存儲元件，包括能量轉換裝置，它把外部供給的能量以無接觸方式轉換成電功率，其中，通過激勵所述電功率保持個人信息。
84.按權利要求83的存儲元件，其中，所述存儲元件是用非易失半導體構成的。
85.按權利要求83的存儲元件，其中，所述存儲元件設有識別個人信息的識別部分。
全文摘要
一種固體半導體器件包括用于轉換外供能量的能量轉換裝置和用能量轉換裝置轉換后的能量操作的操作裝置。能量轉換裝置以無接觸方式轉換從外面供給器件的能量為電功率。操作裝置包括;用能量轉換裝置得到的電功率激勵的信息采集裝置;識別裝置,信息存儲裝置;和信息傳遞裝置。
文檔編號B41J2/195GK1325795SQ01122890
公開日2001年12月12日 申請日期2001年4月13日 優(yōu)先權日2000年4月14日
發(fā)明者久保田雅彥, 須釜定之, 齊藤一郎, 石永博之, 今仲良行, 望月無我, 井上良二, 北畠健二, 西田真紀, 山口孝明 申請人:佳能株式會社