專利名稱：光學(xué)傳感器、墨盒及噴墨裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可以用于墨水的識(shí)別等的光學(xué)傳感器、具備該光學(xué)傳感器的墨盒及噴墨裝置。
背景技術(shù)：
進(jìn)幾年來，采用噴墨方式的打印機(jī)，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)和照片同等的印刷質(zhì)量，印刷品的耐久性也在進(jìn)一步提高。毫無(wú)疑問，這仰仗于打印機(jī)的機(jī)械性能的提高，但是墨水的性能、質(zhì)量的提高，以及根據(jù)各墨水的特性的色調(diào)控制技術(shù)的進(jìn)步，也功不可沒。
隨著這種噴墨方式的打印機(jī)的普及，開發(fā)出具有各種特性的墨水，墨水的種類也趨于多品種化。在墨水的多品種化中，為了保證印刷質(zhì)量，而需要識(shí)別墨水。
作為識(shí)別墨水的方法，例如專利文獻(xiàn)1～2公開的技術(shù)已經(jīng)廣為人知。在專利文獻(xiàn)1中，依次向墨盒內(nèi)的墨水投射R、G、B的光，比較其反射光量，從而識(shí)別墨水的吸光特性(墨水的顏色)，判別墨盒是否被安裝在正確的位置。另外，在專利文獻(xiàn)2中，使光路橫穿頭的墨水的流路地配置受光元件及發(fā)光元件，根據(jù)光的透過光量，判定墨水的有無(wú)及濃度。
專利文獻(xiàn)1日本國(guó)特開2004-66743號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本國(guó)特開2003-63013號(hào)公報(bào) 可是，專利文獻(xiàn)1～2的光學(xué)傳感器，雖然能夠識(shí)別較大的顏色的差異及濃度的變化等，但是難以保證微妙的色調(diào)差等嚴(yán)密的墨水質(zhì)量(印刷質(zhì)量)。另外，即使是相同顏色的墨水，也在使用成分不同的墨水時(shí)，往往出現(xiàn)墨水堵塞噴嘴孔，或者墨水的噴出動(dòng)作不順暢的現(xiàn)象。此外，這樣的問題，不局限于識(shí)別墨水的種類時(shí)，它是在識(shí)別各種對(duì)象物時(shí)都會(huì)出現(xiàn)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對(duì)這種情況研制的，其目的在于提供能夠高精度地識(shí)別墨水等對(duì)象物的光學(xué)傳感器，以及具備這種光學(xué)傳感器的墨盒及噴墨裝置。
為了解決上述課題，本發(fā)明的光學(xué)傳感器，是為了識(shí)別對(duì)象物的光學(xué)傳感器，其特征在于，是所述對(duì)象物包含與該對(duì)象物不同地調(diào)節(jié)了吸光特性的光吸收材料，光學(xué)性地識(shí)別所述光吸收材料，從而識(shí)別所述對(duì)象物的光學(xué)傳感器，具有發(fā)光元件，該發(fā)光元件向所述對(duì)象物，照射在所述光吸收材料的吸收波長(zhǎng)區(qū)域具有峰值波長(zhǎng)的參照光；受光元件，該受光元件接收透過所述對(duì)象物的所述參照光；集成電路基板，該集成電路基板在基板面上具備所述發(fā)光元件及所述受光元件。
在本發(fā)明中，使對(duì)象物含有作為識(shí)別標(biāo)志的光吸收材料(吸收特定的波長(zhǎng)的參照光的色素及染料等，在本說明書中，將該光吸收材料與墨水等包含的色素等加以區(qū)別，有時(shí)稱作“識(shí)別標(biāo)記物”)，來識(shí)別該光吸收材料，從而識(shí)別該對(duì)象物的種類等。在這里，光吸收材料的吸光特性，被與對(duì)象物的吸光特性不同地調(diào)節(jié)。例如對(duì)象物是打印用的墨水時(shí)，光吸收材料的吸光特性被與墨水包含的顏色材料不同地調(diào)節(jié)。該吸光特性，包含吸光峰值波長(zhǎng)及吸光度等，成為和對(duì)象物包含的顏色材料等的吸光峰值波長(zhǎng)及吸光度等不同的物理量。該光吸收材料的吸光特性，由于能夠根據(jù)光吸收材料的種類及量(濃度)能夠任意控制，所以與現(xiàn)有技術(shù)的根據(jù)對(duì)象物本身的微妙的吸光特性的差異識(shí)別對(duì)象物的種類等的方法相比，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的識(shí)別。

在本發(fā)明中，所述光吸收材料的吸光峰值波長(zhǎng)，能夠存在于紅外域。
采用這種結(jié)構(gòu)后，例如作為光吸收材料，使用在可見光域的吸光度接近于零，在紅外域具有峰值狀的波長(zhǎng)吸收特性的材料后，能夠不損壞對(duì)象物的顏色。
在本發(fā)明中，作為所述光吸收材料，分別具有吸收不同的波長(zhǎng)的光的多個(gè)光吸收材料；作為所述發(fā)光元件，分別具有與多個(gè)所述光吸收材料的吸收峰值波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的峰值波長(zhǎng)的多個(gè)發(fā)光元件；能夠根據(jù)所述多個(gè)光吸收材料對(duì)所述參照光而言的吸光度的比或由此求出的所述多個(gè)光吸收材料的濃度的比，識(shí)別所述多個(gè)光吸收材料，根據(jù)該識(shí)別結(jié)果，識(shí)別所述對(duì)象物。
采用這種結(jié)構(gòu)后，與使用單一的參照光識(shí)別光吸收材料時(shí)相比，能夠正確地識(shí)別。就是說，在使用單一的參照光進(jìn)行識(shí)別時(shí)，雖然檢出使參照光透過對(duì)象物前后的參照光的光量變化。但是這時(shí)，由于在收容對(duì)象物的容器等的吸收的作用下，透過光量往往有很大的變化，所以有時(shí)難以正確地識(shí)別。而在根據(jù)多個(gè)參照光的吸光度的比(透過光量的比)進(jìn)行識(shí)別時(shí)，由于對(duì)所有的參照光而言，容器等的吸收都以相同程度的比例進(jìn)行，所以作為吸光度之比的檢出誤差就不會(huì)太大。這樣，適當(dāng)調(diào)節(jié)各自的光吸收材料的吸光度的比(即光吸收材料的濃度比)后，就能夠幾乎不出現(xiàn)檢出誤差地正確地識(shí)別對(duì)象物的種類等。
在本發(fā)明中，能夠利用復(fù)制技術(shù)，使所述發(fā)光元件與集成電路基板接合。
由于采用這種復(fù)制技術(shù)獲得的發(fā)光元件非常小(例如具有數(shù)百μm見方以下的面積和數(shù)十μm以下的厚度)，所以能夠?qū)崿F(xiàn)雖然是緊湊的結(jié)構(gòu)，卻具有很高的發(fā)光功能的集成電路基板。
另外，由于用復(fù)制技術(shù)制作的發(fā)光元件的厚度非常薄，所以例如作為發(fā)光元件，制作面發(fā)光激光器及發(fā)光二極管時(shí)，作為參照光，不僅能夠在外部獲得輻射的上面?zhèn)鹊墓?，而且還能夠在外部獲得化合物半導(dǎo)體層一側(cè)輻射的下面?zhèn)鹊墓?。就是說，將形成發(fā)光部的化合物半導(dǎo)體基板不用于復(fù)制技術(shù)而原封不動(dòng)地作為發(fā)光元件利用時(shí)，由于在活性層之下存在比較厚的化合物半導(dǎo)體層(化合物半導(dǎo)體基板)，所以即使光由活性層向化合物半導(dǎo)體層一側(cè)(化合物半導(dǎo)體基板)一側(cè)輻射時(shí)，該光也幾乎全部被化合物半導(dǎo)體層吸收，不能在外部獲得。這樣，監(jiān)視由發(fā)光元件輻射的光，進(jìn)行自動(dòng)控制(Auto Power ControlAPC)時(shí)，需要使上面?zhèn)?和集成電路基板相反的一側(cè))反射輻射的參照光的一部分等旨在進(jìn)行監(jiān)視的特別的受光光學(xué)系統(tǒng)。
另一方面，用復(fù)制技術(shù)制作的發(fā)光元件，由于剝離化合物半導(dǎo)體基板的表層部后形成發(fā)光元件，所以化合物半導(dǎo)體層的厚度非常薄，發(fā)射到集成電路基板一側(cè)的光，能夠幾乎不被化合物半導(dǎo)體層吸收地在外部獲得。所以，即使只在集成電路基板一側(cè)設(shè)置監(jiān)視這種光的監(jiān)視器用受光元件，不設(shè)置特別的受光光學(xué)系統(tǒng)，也能夠很容易的進(jìn)行自動(dòng)控制。而且，由于這種光是本來應(yīng)該被化合物半導(dǎo)體基板吸收的不作功的光，所以把它作為監(jiān)視光利用后，能夠?qū)崿F(xiàn)光的有效利用。
進(jìn)而，由于能夠多次利用旨在形成發(fā)光元件的基板(化合物半導(dǎo)體基板等)，所以還能大大降低發(fā)光元件本身的成本。
在本發(fā)明中，所述發(fā)光元件，可以由面發(fā)光激光器或發(fā)光二極管構(gòu)成。
采用這種結(jié)構(gòu)后，由于輻射光的波長(zhǎng)寬度變窄，波長(zhǎng)也能正確選擇，所以作為參照光可以獲得非常適用的元件。另外，輻射光的寬度變小、指向性強(qiáng)，也適合于作為吸光透過計(jì)測(cè)的參照光使用。進(jìn)而，與作為發(fā)光元件使用端面發(fā)光激光器時(shí)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)更加緊湊的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明中，可以在所述集成電路基板與所述發(fā)光元件的接合部分，設(shè)置監(jiān)視由所述發(fā)光元件輻射到所述集成電路基板一側(cè)的所述參照光的監(jiān)視用受光元件。
采用這種結(jié)構(gòu)后，能夠?qū)⑾虿粎⑴c傳感器功能的集成電路基板一側(cè)的發(fā)光，作為監(jiān)視用的光利用。
在本發(fā)明中，能夠在所述集成電路基板上，設(shè)置根據(jù)用所述監(jiān)視用受光元件接收的光(監(jiān)視光)的光量，控制所述發(fā)光元件的發(fā)光量的電流控制電路。
采用這種結(jié)構(gòu)后，能夠與環(huán)境溫度變化及元件劣化等的老化無(wú)關(guān)，將發(fā)光元件的發(fā)光量控制到所需的范圍內(nèi)。另外，由于將電流控制電路配置在發(fā)光元件或受光元件的附近，所以可以根據(jù)監(jiān)視光進(jìn)行更加快速而正確的控制。
在本發(fā)明中，能夠在所述集成電路基板中，設(shè)置將所述監(jiān)視用受光元件接受的光的信號(hào)放大的放大器電路。
采用該結(jié)構(gòu)后，能夠高精度地控制發(fā)光元件的發(fā)光量。
在本發(fā)明中，所述多個(gè)發(fā)光元件，能夠以時(shí)間分割，對(duì)所述對(duì)象物照射所述參照光。
采用該結(jié)構(gòu)后，由于對(duì)于多個(gè)發(fā)光元件，可以使受光元件共同化，所以能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)傳感器的小型化。
在本發(fā)明中，能夠在所述集成電路基板上，設(shè)置存儲(chǔ)所述受光元件接受的所述參照光的透過光量的存儲(chǔ)器。
采用該結(jié)構(gòu)后，能夠很容易地比較各參照光的透過光量。
在本發(fā)明中，利用半導(dǎo)體成膜技術(shù)，在所述集成電路基板上直接形成所述受光元件。
采用該結(jié)構(gòu)后，與使用復(fù)制技術(shù)，復(fù)制配置受光元件時(shí)相比，能夠形成大面積的。因此，在對(duì)多個(gè)發(fā)光元件，使受光元件共同化時(shí)，容易接受參照光。另外靈敏度也良好。
在本發(fā)明中，所述集成電路基板，被安裝到印刷了布線的絕緣基板上。
采用該結(jié)構(gòu)后，能夠提高光學(xué)傳感器的操作性。例如，絕緣基板是可撓性的薄膜基板時(shí)，能夠?qū)⑺鼜澢惭b到收容對(duì)象物的容器上后使用，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)安裝面積小的小型的光學(xué)傳感器。

在本發(fā)明中，所述發(fā)光元件或所述受光元件，被透過所述參照光的樹脂密封。
采用該結(jié)構(gòu)后，能夠防止發(fā)光元件或受光元件受到水分及氧等的破壞，能夠提高光學(xué)傳感器的機(jī)械強(qiáng)度。
在本發(fā)明的墨盒，其特征在于是具有上述的本發(fā)明的光學(xué)傳感器的墨盒；所述光學(xué)傳感器，作為所述對(duì)象物，識(shí)別所述墨盒內(nèi)收容的墨水。
采用該結(jié)構(gòu)后，能夠正確識(shí)別墨水的種類，能夠提供可以防止向噴墨裝置本體的安裝錯(cuò)誤等的墨盒。
在本發(fā)明中，所述墨盒，在利用透過由所述發(fā)光元件輻射的所述參照光的材料構(gòu)成的同時(shí)，將所述光學(xué)傳感器安裝在所述墨盒的外壁。
采用該結(jié)構(gòu)后，能夠提供光學(xué)傳感器的操作容易而且結(jié)構(gòu)緊湊的墨盒。
在本發(fā)明中，在所述墨盒的外壁和所述發(fā)光元件或所述受光元件之間，充填具有和所述外壁同等的折射率的樹脂。
采用該結(jié)構(gòu)后，能夠減少外壁界面的反射及折射所引起的光的損耗。
本發(fā)明的噴墨裝置，具有上述本發(fā)明的光學(xué)傳感器或墨盒；所述光學(xué)傳感器，作為所述對(duì)象物，識(shí)別所述墨盒內(nèi)收容的墨水。
采用該結(jié)構(gòu)后，能夠提供可以防止墨盒的安裝錯(cuò)誤所引起的印刷質(zhì)量的下降以及供給錯(cuò)誤的墨水所引起的噴墨頭的損傷等的噴墨裝置。


圖1是表示第1實(shí)施方式涉及的噴墨裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖2是表示該裝置具備的墨盒的主要部位結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
圖3是表示該墨盒具備的光學(xué)傳感器的剖面圖。
圖4是表示該光學(xué)傳感器的主要部位結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖5是表示該光學(xué)傳感器的集成電路基板設(shè)置的APC電路的方框圖。
圖6是表示該光學(xué)傳感器的控制電路的方框圖。
圖7是為了講述利用識(shí)別標(biāo)記物進(jìn)行的墨水的識(shí)別方法的而繪制的圖形。
圖8是為了講述該光學(xué)傳感器的制造方法而繪制的工序圖。
圖9是為了講述該光學(xué)傳感器的制造方法而繪制的工序圖。
圖10是為了講述該光學(xué)傳感器的制造方法而繪制的工序圖。
圖11是為了講述該光學(xué)傳感器的制造方法而繪制的工序圖。
圖12是為了講述該光學(xué)傳感器的制造方法而繪制的工序圖。
圖13是為了講述該光學(xué)傳感器的制造方法而繪制的工序圖。
圖14是為了講述該光學(xué)傳感器的制造方法而繪制的工序圖。
圖15是為了講述該光學(xué)傳感器的制造方法而繪制的工序圖。
圖16是為了講述該光學(xué)傳感器的制造方法而繪制的工序圖。
圖17是為了講述該光學(xué)傳感器的制造方法而繪制的工序圖。
圖18是表示該光學(xué)傳感器的更理想的形態(tài)的剖面圖。
圖19是表示該光學(xué)傳感器的其它形態(tài)的剖面圖。
圖20是表示第2實(shí)施方式涉及的墨盒的主要部位的分解立體圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖，講述本發(fā)明涉及的實(shí)施方式。
此外，在以下的各圖中，將各層及各材料部件的尺寸定為在圖上容易識(shí)辨的大小，所以使各層及各材料部件的縮小比率不同。
[第1實(shí)施方式][噴墨裝置]圖1是表示具備本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的墨盒的噴墨裝置的簡(jiǎn)要立體圖。另外，圖2是表示包含墨盒的印刷組件的主要部位的分解立體圖。
如圖1所示，噴墨裝置100，具備搭載了墨盒的托架101，和噴墨式記錄頭106。
托架101，被導(dǎo)向部件102支承，并通過同步皮帶103，與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)104連接，可以與臺(tái)板105平行地進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在該托架101的下面，搭載著噴墨式記錄頭106；上面則裝卸自如地搭載著印刷組件107。
如圖2所示，印刷組件107具備墨盒110，和搭載了該墨盒110的托架101。
托架101，具有上部敞開的箱型的形狀，在與記錄專用紙109(參照?qǐng)D1)相對(duì)的下面，設(shè)置著噴墨式記錄頭106(以下簡(jiǎn)稱“頭”)。在頭106中，在與墨盒110的下面的供給口112相對(duì)的部分，直立設(shè)置著多個(gè)墨水供給針108。這些墨水供給針108，插入所述供給口112內(nèi)，從墨盒110接受墨水的供給。被墨水供給針108供給的墨水，通過未圖示的過濾器，被引導(dǎo)到頭106的噴嘴(未圖示)。
在墨盒110的外壁110a上，安裝著用于識(shí)別墨盒110的內(nèi)部的墨水的光學(xué)傳感器111。
光學(xué)傳感器111，具有向墨盒110內(nèi)的墨水120照射參照光的發(fā)光元件113，接受透過墨盒110內(nèi)的墨水120的參照光的受光元件114，與這些發(fā)光元件113及受光元件114電連接的集成電路基板115，與該集成電路基板115電連接的印刷布線基板116。
該光學(xué)傳感器111，是向墨盒110內(nèi)收容的墨水120照射參照光參照光，測(cè)量其吸光度，從而識(shí)別墨水120的種類的元件。其特征在于作為參照光，特別使用具有與墨水包含的識(shí)別標(biāo)記物121、122的吸收波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的峰值波長(zhǎng)的光，光學(xué)性地識(shí)別識(shí)別標(biāo)記物121、122，從而識(shí)別墨水120的種類。
在這里，所謂“識(shí)別標(biāo)記物”，是指對(duì)于特定的波長(zhǎng)的光(參照光)產(chǎn)生吸光度的那種色素及染料等的光吸收材料。識(shí)別標(biāo)記物的吸光特性，與對(duì)象物——墨水120的吸光特性、即墨水的溶劑及墨水包含的顏色材料的吸光特性不同。該吸光特性，包含吸光峰值波長(zhǎng)及吸光度等，是與墨水包含的顏色材料等的吸光峰值波長(zhǎng)及吸光度不同的物理量。該識(shí)別標(biāo)記物的吸光特性，可以利用識(shí)別標(biāo)記物的種類及量(濃度)任意控制。
作為這種識(shí)別標(biāo)記物，宜于采用在不損壞墨水120的顏色的可見光域吸光度接近于零、在紅外域具有峰值狀的波長(zhǎng)吸光特性的物質(zhì)。墨盒110內(nèi)的墨水120，分別包含吸光峰值波長(zhǎng)不同的多個(gè)(在本實(shí)施方式中為兩種)識(shí)別標(biāo)記物121、122。
發(fā)光元件113，與墨水包含的多種識(shí)別標(biāo)記物對(duì)應(yīng)，包含分別輻射不同波長(zhǎng)的參照光的多個(gè)發(fā)光元件113a、113b。作為這些發(fā)光元件113a、113b，宜于采用面發(fā)光激光器。特別是由于輻射光的波長(zhǎng)的寬度窄、波長(zhǎng)也能夠正確地選擇，作為參照光非常合適。另外，輻射的光的擴(kuò)散小、指向性強(qiáng)，也適合作為吸光透過計(jì)測(cè)的參照光。進(jìn)而，作為發(fā)光元件，與使用端面發(fā)光激光器時(shí)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)更緊湊的結(jié)構(gòu)。但是也可以取代面發(fā)光激光器，使用發(fā)光二極管。
發(fā)光元件113a、113b，是微小的瓷磚形狀的半導(dǎo)體器件(微小瓷磚狀元件)，例如是厚度為1μm～20μm、縱橫的大小為數(shù)十μm～數(shù)百μm的四邊形的板狀部件。發(fā)光元件113a、113b，與由硅基板等構(gòu)成的上面、即集成電路基板115的表面——墨盒110的外壁相對(duì)的面連接。它們是使用被稱作SUFTLA(Surface Free Technology by Laser Ablation)(注冊(cè)商標(biāo))的復(fù)制技術(shù)，與集成電路基板115接合而成。
作為發(fā)光元件113a及113b，選擇具有與各自對(duì)應(yīng)的識(shí)別標(biāo)記物的吸光峰值波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的峰值波長(zhǎng)的元件。例如，使第1發(fā)光元件113a輻射混合到墨水中的第1識(shí)別標(biāo)記物的吸光峰值波長(zhǎng)(第1波長(zhǎng))——814nm的參照光，第2發(fā)光元件113b輻射第2識(shí)別標(biāo)記物的吸光峰值波長(zhǎng)(第2波長(zhǎng))——870nm的參照光地構(gòu)成。在這里，輻射814nm的參照光的第1發(fā)光元件113a，例如作為面發(fā)光激光器的活性層，可以通過使用GaAs量子阱制作。另外，輻射870nm的參照光的第2發(fā)光元件113b，作為面發(fā)光激光器的活性層，可以通過使用GaAs層制作。
作為其它的例子，也可以作為第1波長(zhǎng)使用850nm、作為第2波長(zhǎng)使用970nm的參照光。這時(shí)，輻射850nm的參照光的第1發(fā)光元件113a，作為面發(fā)光激光器的活性層，可以通過使用GaAs量子阱制作。另外，輻射970nm的參照光的第2發(fā)光元件113b，作為面發(fā)光激光器的活性層，可以通過使用InGaAs量子阱制作。
光學(xué)傳感器111，越過墨盒110的外壁，向其內(nèi)部的墨水120照射這種峰值波長(zhǎng)不同的多個(gè)參照光，比較透過墨水120的各自的參照光的強(qiáng)度(即吸光度)，從而識(shí)別墨水120的種類等。采用這種識(shí)別方法時(shí)，由于能夠根據(jù)識(shí)別標(biāo)記物121、122的種類及數(shù)量，任意控制識(shí)別標(biāo)記物121、122的吸光特性，所以與現(xiàn)有技術(shù)的根據(jù)墨水本身的微妙的吸光特性的差異識(shí)別墨水120的種類等的方法相比，能夠進(jìn)行高精度的識(shí)別。另外，正確地確定墨水120的種類、即墨水120的特性，能夠進(jìn)行與之相符的色調(diào)控制，能夠保證印刷質(zhì)量。另外，墨盒110的安裝出現(xiàn)差異時(shí)，還能夠使用戶知道，進(jìn)而還能夠根據(jù)透過光量的變化，檢出墨盒110中的墨水沒了的情況。
此外，由于光學(xué)傳感器111被安裝在墨盒110的外壁，所以作為墨盒110的外壁材料，使用能夠使由發(fā)光元件113輻射的參照光充分透過的材料。另外，在考慮到能夠很容易地檢出墨水沒了，以及在檢出墨水沒了時(shí)能夠使墨水殘量盡量少后，根據(jù)墨盒110的形狀，適當(dāng)選擇光學(xué)傳感器111的安裝位置。例如，最好安裝在墨盒110的底面附近，以及墨水取出口的附近或與墨水取出口相連的最終流路的中途等處。
受光元件114，是發(fā)光元件113a及發(fā)光元件113b共同的受光元件。對(duì)該受光元件114而言，例如由發(fā)光元件113a及發(fā)光元件113b照射的參照光，以時(shí)間分割，交替射入。作為該受光元件114，宜于使用光敏二極管，但也可以使用光敏晶體管。
另外，最還采用半導(dǎo)體成膜技術(shù)，在集成電路基板115上直接形成受光元件114。這是因?yàn)槭芄庠?14時(shí)，由于在硅基板上能夠形成足夠的性能的元件，所以不需要象發(fā)光元件那樣，使用復(fù)制技術(shù)復(fù)制配置，在集成電路基板115上直接形成后，與使用SUFTLA等的復(fù)制技術(shù)時(shí)相比，能夠形成廣大的面積的受光元件的緣故。特別是本實(shí)施方式時(shí)，由于受光元件對(duì)多個(gè)發(fā)光元件而言被共同化，所以采用大面積的受光元件后，容易接受參照光，靈敏度也良好。但是，也能夠采用復(fù)制技術(shù)，在集成電路基板115上復(fù)制配置。
本實(shí)施方式時(shí)，由于受光元件114和發(fā)光元件113a、113b，在墨盒外壁的同一面110a上并列配置，所以在與其相對(duì)的墨盒110的內(nèi)壁110b上，設(shè)置著將由發(fā)光元件113a、113b輻射的光反射到受光元件114一側(cè)的反射板117。就是說，由發(fā)光元件113a、113b輻射的參照光，經(jīng)由墨盒110的外壁110a、墨水120、反射板117、墨水120、外壁110a，被導(dǎo)入受光元件114。此外，該反射板117，在用能夠使參照光充分透過的材料形成墨盒110的外壁時(shí)，也能夠配置在墨盒110的外壁上。
集成電路基板115，是在硅基板上形成具有墨水吸光度檢出用的受光元件、電流控制電路、放大電路、判定電路、I/O電路、非易失性存儲(chǔ)器等中的至少一部分功能的集成電路的元件。另外，集成電路基板115也可以是不在硅基板上，而是在玻璃基板及塑料基板等上，形成薄膜晶體管(ThinFilm Transistor；TFT)等的元件。在本實(shí)施方式中，搭載著墨水吸光度檢出用的受光元件114、電流控制電路、放大電路、I/O電路、非易失性存儲(chǔ)器以及綜合控制這些電路的控制器電路(參照?qǐng)D5及圖6)。另外，使發(fā)光元件113a、113b與集成電路基板115的表面的所需的位置連接，從而將1構(gòu)成光學(xué)傳感器111的發(fā)光元件113a、113b、受光元件114、集成電路綜合成一個(gè)。
集成電路基板115，安裝在印刷布線的絕緣基板——印刷布線基板116上。作為印刷布線基板116，可以使用玻璃環(huán)氧樹脂基板、柔軟布線基板(Flexible Printed Circuit；FPC)、塑料、玻璃等。由于玻璃環(huán)氧樹脂基板的處理簡(jiǎn)單，而且便宜，所以非常合適。另外，在柔軟布線基板中，有聚酰亞胺薄膜、玻璃絲網(wǎng)、芳族聚酰胺等。由于都非常薄、富有柔軟性，所以容易彎曲。因此，還能夠彎曲后設(shè)置在墨盒110的外壁。
印刷布線基板116，安裝在墨盒110的外壁。在印刷布線基板116上，設(shè)置有電性的接點(diǎn)，在將墨盒110安裝到噴墨裝置本體上時(shí)，與該噴墨裝置本體搭載的控制電路150(參照?qǐng)D6)電連接，可以通過該電連接，從噴墨裝置本體接收電源供給及交換信息。
圖3是將印刷布線基板116和墨盒110的接合部分放大的圖形。
如圖3所示，印刷布線基板116，將發(fā)光元件113及受光元件114朝著墨盒110一側(cè)，安裝在墨盒110的外壁上。另外，在墨盒110的外壁110a、發(fā)光元件113a、113b及受光元件114之間，充填著具有和外壁110a同等的折射率的樹脂119，這樣能夠減少外壁界面的反射及折射造成的光的損耗。
圖4是將集成電路基板115和發(fā)光元件113a、113b的接合部分放大的圖形。
如圖4所示，在集成電路基板115的兩個(gè)發(fā)光元件113a、113b的接合的部分，設(shè)置著監(jiān)視由發(fā)光元件113a、113b向集成電路基板115一側(cè)輻射的光的光量的監(jiān)視用受光元件118a、118b。作為這些監(jiān)視用受光元件118a、118b，可以使用光敏二極管及光敏晶體管等，例如可以通過和墨水吸光度檢出用的受光元件114(以下也稱作“墨水吸光度檢出用受光元件”)共同的工序，在集成電路基板115上形成。在本實(shí)施方式中，發(fā)光元件113a、113b，成為與集成電路基板115上設(shè)置的監(jiān)視用受光元件118a、118b連接的元件。

發(fā)光元件113a、113b——面發(fā)光激光器及發(fā)光二極管，將光向上面方向(與集成電路基板115相反的方向)輻射，但同時(shí)還將強(qiáng)度與該光量成正比的光向下面方向(集成電路基板115的方向)輻射。向上面方向輻射的光La、Lb和向下面方向輻射的光Ma、Mb的強(qiáng)度比，不依賴于強(qiáng)度，是一定的，其值取決于發(fā)光元件113a、113b的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這樣，如果用監(jiān)視用受光元件118a、118b測(cè)定了下面方向的光Ma、Mb的強(qiáng)度，就能夠知道向上面方向輻射的參照光La、Lb。進(jìn)而，利用該原理，能夠進(jìn)行自動(dòng)控制(Auto Power ControlAPC)。
圖5是為了講述利用電流控制電路130進(jìn)行自動(dòng)控制的方框圖。
此外，在圖5中，沒有將發(fā)光元件113a和發(fā)光元件113b加以區(qū)別，記述為“發(fā)光元件113”。同樣，沒有將監(jiān)視用受光元件118a和監(jiān)視用受光元件118b加以區(qū)別，作為監(jiān)視用受光元件118。進(jìn)而，將向上面方向輻射的光(參照光)La、Lb，作為上面?zhèn)劝l(fā)射光L記述；將向下面方向輻射的光(監(jiān)視光)Ma、Mb，作為下面?zhèn)劝l(fā)射光M記述。
如前所述，在發(fā)光元件113中，也向下面方向輻射光M，射入監(jiān)視用受光元件118。而且，在監(jiān)視用受光元件118中，流過與發(fā)光元件113的光輸出成正比的電流。監(jiān)視器電路132，將與流過監(jiān)視用受光元件118的電流的大小對(duì)應(yīng)的輸出控制信號(hào)，向驅(qū)動(dòng)器電路131輸出。在這里，監(jiān)視器電路132，比較所定的基準(zhǔn)值和流過監(jiān)視用受光元件118的電流的大小，生成輸出控制信號(hào)，以便使該電流成為所需的一定值、即使發(fā)光元件113的光輸出成為所需的一定值。驅(qū)動(dòng)器電路131驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件113，以便成為與該輸出控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的光輸出。這樣，發(fā)光元件113的光輸出，就能夠與環(huán)境溫度的變化及老化等無(wú)關(guān)，保持所需的一定值。
接著，使用圖2及圖6，講述使用光學(xué)傳感器111的墨水的識(shí)別方法。
圖6是為了講述墨水的識(shí)別方法而繪制的方框圖。
此外，在圖6中，將進(jìn)行發(fā)光元件113a(第1發(fā)光元件)的電流控制的電流控制電路，作為第1電流控制電路130a；將進(jìn)行發(fā)光元件113b(第2發(fā)光元件)的電流控制的電流控制電路，作為第2電流控制電路130b。
在噴墨裝置100中，作為墨盒安裝完畢時(shí)、裝置起動(dòng)時(shí)或者定期動(dòng)作，噴墨0裝置本體的CPU152，向控制器電路151輸入讀出(インセンシング)的命令。
被輸入讀出(インセンシング)的命令的控制器電路151，首先，使與墨水吸光度檢出用受光元件114連接的放大電路140動(dòng)作。
接著，控制器電路151使第1電流控制電路130a動(dòng)作，使第1發(fā)光元件113a發(fā)光。這樣，參照光La，由第1發(fā)光元件113a，通過墨盒110的外壁，向內(nèi)部的墨水120照射。
在這里，參照光La的峰值波長(zhǎng)，和墨水120內(nèi)混合的第1識(shí)別標(biāo)記物121的吸光峰值波長(zhǎng)大體上一致，照射墨水120的參照光La，以與第1識(shí)別標(biāo)記物121的濃度對(duì)應(yīng)的比例減少，只有所定的比例的參照光Ra輸入墨水吸光度檢出用受光元件114。而且，在墨水吸光度檢出用受光元件114中，流過與參照光Ra的受光光量(第1受光光量)對(duì)應(yīng)的電流，將它作為監(jiān)視信號(hào)(第1監(jiān)視信號(hào))檢出。
用墨水吸光度檢出用受光元件114檢出的第1受光光量，被與判定電路153電連接的非易失性存儲(chǔ)器141存儲(chǔ)。
結(jié)束以上的工序后，控制器電路151停止第1電流控制電路130a。
接著，控制器電路151使第2電流控制電路130b動(dòng)作，使第2發(fā)光元件113b發(fā)光。這樣，由第2發(fā)光元件113b，通過墨盒110的外壁，向內(nèi)部的墨盒120照射參照光Lb。
在這里，參照光Lb的峰值波長(zhǎng)，和墨水120內(nèi)混合的第2識(shí)別標(biāo)記物122的吸光峰值波長(zhǎng)大體上一致，照射墨水120的參照光Lb，以與第2識(shí)別標(biāo)記物122的濃度對(duì)應(yīng)的比例減少，只有所定的比例的參照光Rb輸入墨水吸光度檢出用受光元件114。而且，在墨水吸光度檢出用受光元件114中，流過與參照光Rb的受光光量(第2受光光量)對(duì)應(yīng)的電流，將它作為監(jiān)視信號(hào)(第2監(jiān)視信號(hào))檢出。
用墨水吸光度檢出用受光元件114檢出的第2受光光量，被與判定電路153電連接的非易失性存儲(chǔ)器141存儲(chǔ)。
結(jié)束以上的工序后，控制器電路151停止第2電流控制電路130b。
這樣，測(cè)定參照光La、Lb的透過光量后，判定電路153比較它們的透過光量(第1受光光量和第2受光光量)后，能夠檢出墨水120的種類及墨水120的殘量。
圖7是為了講述檢出墨水的種類及墨水的殘量的方法的而繪制的圖形。
如圖7所示，第1識(shí)別標(biāo)記物121及第2識(shí)別標(biāo)記物122，在互不相同的波長(zhǎng)域，具有吸光峰值波長(zhǎng)。在圖7的例子中，第1識(shí)別標(biāo)記物121的吸光峰值波長(zhǎng)，是參照光La的峰值波長(zhǎng)——814nm；第2識(shí)別標(biāo)記物122的吸光峰值波長(zhǎng)，是參照光Lb的峰值波長(zhǎng)——870nm。
在判定電路153中，測(cè)定這些吸光峰值波長(zhǎng)(814nm、870nm)中的參照光La及參照光Lb的吸光度，求出它們的吸光度之比，或由此求出的第1識(shí)別標(biāo)記物121和第2識(shí)別標(biāo)記物122濃度之比。然后，將它與非易失性存儲(chǔ)器141存儲(chǔ)的一覽表進(jìn)行比較，確定墨水120的種類。
例如，在圖7(a)的例子中，第1識(shí)別標(biāo)記物121的吸光度和第2識(shí)別標(biāo)記物122的吸光度，大約是1∶2；在圖7(b)的例子中，第1識(shí)別標(biāo)記物121的吸光度和第2識(shí)別標(biāo)記物122的吸光度，大約是1∶10。在一覽表中，這些吸光度之比或由此求出的第1識(shí)別標(biāo)記物121和第2識(shí)別標(biāo)記物122濃度之比，以和墨水120的種類對(duì)應(yīng)的狀態(tài)存儲(chǔ)，比較該一覽表的信息和實(shí)際測(cè)量的受光光量的信息，從而能夠正確地識(shí)別墨水120的種類。
在這里，所謂“墨水的種類”，是指基于墨水120的顏色、成分、制造年月日或保質(zhì)期等各種特性的墨水的種類。例如按照紅色墨水、藍(lán)色墨水、綠色墨水、…等墨水的顏色的種類，將第1識(shí)別標(biāo)記物121和第2識(shí)別標(biāo)記物122的吸光度之比分別規(guī)定為1∶2、1∶3、1∶4…，與之相應(yīng)，將所定濃度的識(shí)別標(biāo)記物121、122混合到墨水120中。或者，按照顏料墨水、染料墨水…等墨水的成分的種類，將第1識(shí)別標(biāo)記物121和第2識(shí)別標(biāo)記物122的吸光度之比分別規(guī)定為1∶2、1∶3…。在一覽表中，這種與墨水120的種類相關(guān)的信息和與識(shí)別標(biāo)記物121、122產(chǎn)生的吸光度的比等相關(guān)的信息，以1比1的關(guān)系對(duì)應(yīng)。但是，實(shí)際上，因?yàn)橛心?10的外壁的吸光特性及反射板117的反射損失等，所以在考慮了由它們引起的參照光La、Lb的透過損失后，就能夠求出吸光度的比等。
此外，在本實(shí)施方式中，使用2種識(shí)別標(biāo)記物121、122，獲得一種信息(例如墨水的顏色)。但是也可以使用3種或3種以上的識(shí)別標(biāo)記物，從而同時(shí)檢出多種信息(例如墨水的顏色和墨水的成分)。例如，使用3種識(shí)別標(biāo)記物時(shí)，可以根據(jù)第1識(shí)別標(biāo)記物和第2識(shí)別標(biāo)記物的吸光度之比，識(shí)別墨水120的顏色；根據(jù)第1識(shí)別標(biāo)記物和第3識(shí)別標(biāo)記物的吸光度之比，識(shí)別墨水120的成分。
接著，在圖7(c)的示例中，第1識(shí)別標(biāo)記物121的吸光度和第2識(shí)別標(biāo)記物122的吸光度，大約是1∶2，各自的大小成為大致接近于零的狀態(tài)。這意味著參照光La、Lb幾乎沒有被墨水120吸收，即在參照光La、Lb的光路上，墨水120的殘量非常少。因此，檢出這種吸光度之比或吸光度的絕對(duì)值后，還能夠獲得墨水120的殘量的有關(guān)信息。
返回圖6，如上所述，檢出墨水的種類或墨水的殘量等信息后，判定電路153將其檢出的信息的結(jié)果(墨水的種類的結(jié)果或墨水完了信號(hào)等)，向噴墨裝置本體的CPU152輸出。在噴墨裝置100中，被墨盒110收容的墨水120，是不適合噴墨裝置100的墨水時(shí)，利用短信息等提醒用戶注意。例如，被墨盒架固定的墨水120的顏色，與本來預(yù)定的墨水的顏色不同時(shí)，促使將墨盒110安裝到正確的顏色的墨盒架上。另外，墨盒120的成分，與噴墨裝置100本來預(yù)定的墨水的成分不同時(shí)，促使改善，以便安裝收容正確的墨水的墨盒110。進(jìn)而，墨盒110內(nèi)的墨水120的殘量不多時(shí)，促使注意，以便替換新的墨盒110。
[光學(xué)傳感器111的制造方法]下面，講述光學(xué)傳感器111的制造方法。
此外，在本制造方法中，講述作為發(fā)光元件113a、113b，使用化合物半導(dǎo)體器件(化合物半導(dǎo)體元件)，將它與成為集成電路基板115的硅·LSI芯片接合的情況。但是半導(dǎo)體器件的種類及LSI芯片的種類，未必局限于此。另外，在本實(shí)施方式中，所謂的“半導(dǎo)體基板”，是指由半導(dǎo)體物質(zhì)構(gòu)成的物體，并不局限于板狀的基板，無(wú)論哪種形狀，只要是半導(dǎo)體物質(zhì)，就被“半導(dǎo)體基板”包含。另外，除非專門區(qū)別時(shí)，將發(fā)光元件113a、113b，記述為發(fā)光元件(或微小瓷磚狀元件)113；將監(jiān)視用受光元件118a、118b，記述為監(jiān)視用受光元件118。
<第1工序>
圖8是表示光學(xué)傳感器111的制造方法的第1工序的簡(jiǎn)要剖面圖。
在圖8中，基板10是半導(dǎo)體基板，例如采用鎵·砷化合物半導(dǎo)體基板。在基板10中的最下位層，設(shè)置著犧牲層11。犧牲層11由鋁·砷(AlAs)構(gòu)成，厚度例如約為數(shù)百nm。
例如，在犧牲層11的上層，設(shè)置功能層12。功能層12的厚度，例如定為1μm～20μm左右。而且，在功能層12中，制作功能部13。該功能部13，構(gòu)成發(fā)光元件113a、113b的動(dòng)作部分。作為功能部13，例如可以列舉發(fā)光二極管(LED)、面發(fā)光激光器(VCSEL)、光電二極管(FD)、高電子移動(dòng)度晶體管(HEMT)、異質(zhì)雙極性晶體管(HBT)等。這些功能部13，都是在基板10上層疊多層的外延層后形成的元件。另外，各功能部13也可以形成電極，也可以進(jìn)行動(dòng)作測(cè)試。
<第2工序>
圖9是表示光學(xué)傳感器111的制造方法的第2工序的簡(jiǎn)要剖面圖。
在本工序中，形成分離溝21，以便分割各功能部13。分離溝21，定為具有至少到達(dá)犧牲層11的深度的溝。例如，分離溝的寬度及深度，都定為10μm～數(shù)百μm。另外，分離溝21定為不中斷地連接的溝，以便使后文講述的選擇腐蝕液流過該分離溝21。進(jìn)而，分離溝21最好形成圍棋盤那樣的方格狀。
另外，將分離溝21相互的間隔，定為數(shù)十μm～數(shù)百μm，從而將被分離溝21分割·形成的各功能部13的尺寸，定為具有數(shù)十μm～數(shù)百μm平方的面積。作為分離溝21的形成方法，可以使用光刻蝕術(shù)和采用濕腐蝕的方法，或者采用干腐蝕的方法。另外，可以在基板上不產(chǎn)生裂紋的范圍內(nèi)，用U字型溝的切割形成分離溝21。
在形成分離溝21時(shí)，如果采用濕腐蝕，可以使用硫酸類腐蝕液；如果采用干腐蝕，則可以使用氯氣。分離溝21由于圖案尺寸大，不需要精度，所以對(duì)腐蝕掩膜不進(jìn)行光刻蝕術(shù)也行。例如，作為腐蝕掩膜，也能夠使用膠版印刷等。另外，在形成分離溝21時(shí)，對(duì)基板10的結(jié)晶方位而言的分離溝21的方位，也很重要。
<第3工序>
圖10是表示光學(xué)傳感器111的制造方法的第3工序的簡(jiǎn)要剖面圖。
在本工序中，將中間復(fù)制薄膜31粘貼到基板10的表面(功能部13一側(cè))。中間復(fù)制薄膜31，是表面被涂敷了粘接劑的柔軟的帶狀的薄膜。
<第4工序>
圖11是表示光學(xué)傳感器111的制造方法的第4工序的簡(jiǎn)要剖面圖。
在本工序中，將選擇腐蝕液41注入分離溝21。在本工序中，由于只選擇性地腐蝕犧牲層11，所以作為選擇腐蝕液41，使用對(duì)于鋁·砷選擇性高的低濃度的鹽酸。作為選擇腐蝕液41，雖然也可以使用氟酸，但在選擇性這一點(diǎn)上說，最好使用鹽酸。
<第5工序>
圖12是表示光學(xué)傳感器111的制造方法的第5工序的簡(jiǎn)要剖面圖。
在本工序中，在第4工序中將選擇腐蝕液41注入分離溝21后，經(jīng)過所定的時(shí)間后，對(duì)所有的犧牲層11選擇性地進(jìn)行腐蝕后，從基板10中除去。然后，向有分離溝21及犧牲層11的部位注入純水，進(jìn)行清洗。
<第6工序>
圖13是表示光學(xué)傳感器111的制造方法的第6工序的簡(jiǎn)要剖面圖。
在低5工序中，犧牲層11被全部腐蝕后，功能層12被從基板10中切離。而且，在本工序中，通過將中間復(fù)制薄膜31從基板10拉開，從而將粘貼到中間復(fù)制薄膜31上的功能層12從基板10中切離。
這樣，形成功能部13的功能層12，在分離溝21的形成及犧牲層11的腐蝕后被分割，成為所定的形狀(例如微小瓷磚形狀)的半導(dǎo)體元件(以下稱作“微小瓷磚狀元件113”)，粘貼到中間復(fù)制薄膜31上后被保持。在這里，功能層的厚度例如最好為1μm～8μm，大小(縱橫)例如是數(shù)十μm～數(shù)百μm。在這里，形成的微小瓷磚狀元件113，適合于發(fā)光元件113a、113b。
另外，切離了功能層12的基板10，能夠在功能部的形成中再利用。而且，將犧牲層11預(yù)先設(shè)置成多層，從而能夠反復(fù)進(jìn)行上述的第1工序～第6工序，再利用基板10后，能夠反復(fù)制作“微小瓷磚狀元件113”。
<第7工序>
圖14是表示光學(xué)傳感器111的制造方法的第7工序的簡(jiǎn)要剖面圖。
在本工序中，使粘貼了微小瓷磚狀元件113的中間復(fù)制薄膜31移動(dòng)，從而使微小瓷磚狀元件113與最終基板115的所需的位置對(duì)齊。在這里，最終基板115由硅半導(dǎo)體構(gòu)成，在該基板的表面，形成墨水吸光度檢出用受光元件114和監(jiān)視用受光元件118。另外，在最終基板115的所需的位置，涂敷著旨在粘接微小瓷磚狀元件113的粘接劑73。該粘接劑73，被涂敷在微小瓷磚狀元件113的接合部分、即形成監(jiān)視用受光元件118的部分。此外，在圖14中，只記述了一個(gè)監(jiān)視用受光元件118，但是實(shí)際上，在搭載發(fā)光元件113a及發(fā)光元件113b的位置，分別形成受光元件118。
<第8工序>
圖15是表示光學(xué)傳感器111的制造方法的第8工序的簡(jiǎn)要剖面圖。
在本工序中，隔著中間復(fù)制薄膜31，用背部固定銷81將與最終基板115的所需的位置對(duì)齊的微小瓷磚狀元件113壓緊后，與最終基板115接合。在這里，由于在所需的位置涂敷著粘接劑73，所以微小瓷磚狀元件113被粘接在最終基板115的所需的位置。
此外，在本工序中，作為在最終基板115上粘接微小瓷磚狀元件113的方法，使用了粘接劑。但也可以使用其它的粘接方法。
<第9工序>
圖16是表示光學(xué)傳感器111的制造方法的第9工序的簡(jiǎn)要剖面圖。
在本工序中，使中間復(fù)制薄膜31的粘接力消失，將中間復(fù)制薄膜31從微小瓷磚狀元件113上剝離。
中間復(fù)制薄膜31的粘接劑，使用UV硬化性的粘接劑或熱硬化性的粘接劑。采用UV硬化性的粘接劑時(shí)，將背部固定銷81作為透明的材質(zhì)，從背部固定銷81的前端部照射紫外線(UV)后，使中間復(fù)制薄膜31的粘接力消失。采用熱硬化性的粘接劑時(shí)，可以加熱背部固定銷81?；蛘咴诘?工序之后，對(duì)中間復(fù)制薄膜31全面進(jìn)行紫外線照射等，使粘接力全面消失。雖然說粘接力消失，但實(shí)際上還剩留著一點(diǎn)點(diǎn)粘接性，由于微小瓷磚狀元件113非常薄、非常輕，所以能夠被中間復(fù)制薄膜31保持。
<第10工序>
本工序沒有圖示。在本工序中，實(shí)施加熱處理等，將微小瓷磚狀元件113與最終基板115正式接合。而且，利用布線將微小瓷磚狀元件113的電極和最終基板115上的電路電連接，從而形成一個(gè)LSI芯片。
<第11工序>
圖17是表示光學(xué)傳感器111的制造方法的第11工序的簡(jiǎn)要剖面圖。
在本工序中，將采用上述方法制造的最終基板、即將集成電路基板115安裝到印刷布線基板116上。集成電路基板115，將配置了微小瓷磚狀元件113(發(fā)光元件113a、113b)的一側(cè)朝上，安裝到印刷布線基板116上。
接著，利用布線170a、170b，將集成電路基板115的電極115a、115b和印刷布線基板116的印刷布線116a、116b電連接。作為它們的連接方法，例如可以采用特開2004-281539號(hào)公報(bào)記述的方法。就是說，可以用樹脂等絕緣材料，覆蓋安裝的集成電路基板115的側(cè)面的階差地形成斜度(斜面)160，在該斜度160的表面上，實(shí)施布線170a、170b，將集成電路基板115和印刷布線基板116電連接。這樣，與用引線接合法連接時(shí)相比，能夠使布線170a、170b的高度變低，和集成電路基板115的高度基本相同。但是，在布線170a、170b的高度不成問題時(shí)，也可以采用引線接合法將它們連接。
此外，布線170a、170b，最好采用由未圖示的噴墨頭(液滴噴出頭)噴出包含金屬的液滴，從而形成金屬圖案的液滴噴出方式形成。這樣，與光刻蝕術(shù)、腐蝕等形成金屬圖案時(shí)相比，能夠減少構(gòu)成材料的浪費(fèi)，設(shè)計(jì)變更等也能容易地進(jìn)行，所以能夠降低制造成本。
另外，最好利用樹脂等，防止集成電路基板115的表面受到機(jī)械性的沖擊。圖18是表示用樹脂180覆蓋集成電路基板115的狀態(tài)的圖形。作為該樹脂180，最好使用對(duì)參照光La、Lb、Ra、Rb具有足夠的透過性的材料。這樣，就能夠不影響光檢出地保護(hù)發(fā)光元件113a、113b及受光元件114等。

另一方面，印刷布線基板116最好是對(duì)參照光La、Lb、Ra、Rb而言，非透明(例如透過率為10％以下)?；蛘咦詈迷谟∷⒉季€基板116的和集成電路基板115相反一側(cè)的面上，設(shè)置遮光部件。這樣，能夠抑制雜散光引起的噪聲。
圖19是表示第11工序的其它示例的簡(jiǎn)要剖面圖。
在圖19中，將集成電路基板115倒裝片安裝到印刷布線基板116上。就是說，將集成電路基板115設(shè)置發(fā)光元件113a、113b及受光元件114的一側(cè)的面，與印刷布線基板116相對(duì)后配置，在集成電路基板115上設(shè)置的連接部件——突起190，裱貼到印刷布線基板116上的印刷布線或焊點(diǎn)上，使集成電路基板115和印刷布線基板116電連接。在該方法中，集成電路基板115的固定和電連接能夠一次進(jìn)行，所以具有生產(chǎn)率高的優(yōu)點(diǎn)。
此外，該方法隔著印刷布線基板116照射及接受參照光，所以印刷布線基板116需要使用對(duì)參照光La、Lb、Ra、Rb而言，具備足夠的透過率(例如50％以上)的材料。另外，可以在參照光的照射部及受光部(即與發(fā)光元件113a、113b及受光元件114相對(duì)的部分)，設(shè)置旨在通光的貫通孔。
另外，在該方法中，最好填埋集成電路基板115和印刷布線基板116之間地涂敷樹脂180，以便保護(hù)發(fā)光元件113a、113b及受光元件114。
至此，完成了光學(xué)傳感器111的制作。該光學(xué)傳感器111，在圖3所示的樹脂119等的作用下，與墨盒110的外壁接合。該光學(xué)傳感器111的安裝位置，可在考慮光檢出的容易性及墨水殘量檢出的容易性等后，設(shè)定在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 綜上所述，在本實(shí)施方式的光學(xué)傳感器111中，使對(duì)象物——墨水120含有作為識(shí)別標(biāo)志的識(shí)別標(biāo)記物，光學(xué)地識(shí)別該識(shí)別標(biāo)記物，從而識(shí)別墨水120的種類等。該識(shí)別標(biāo)記物的吸光特性，能夠根據(jù)識(shí)別標(biāo)記物的種類及量(濃度)任意控制，所以與現(xiàn)有技術(shù)的根據(jù)墨水本身的微妙的吸光特性的差異識(shí)別墨水120的種類等的方法相比，可以高精度地識(shí)別。
特別在本實(shí)施方式中，作為識(shí)別標(biāo)記物，含有吸收互不相同的波長(zhǎng)的光的識(shí)別標(biāo)記物121、122，在對(duì)它分別照射對(duì)應(yīng)的參照光La、Lb的同時(shí)，根據(jù)這些識(shí)別標(biāo)記物121、122對(duì)各自對(duì)應(yīng)的參照光La、Lb的吸光度之比或由此求出的多個(gè)識(shí)別標(biāo)記物121、122的濃度之比，識(shí)別這些多個(gè)識(shí)別標(biāo)記物121、122的組合(即墨水120的種類)，所以與使用單一的識(shí)別標(biāo)記物及單一的參照光識(shí)別墨水120的種類時(shí)相比，能夠更加正確地識(shí)別。就是說，使用單一的參照光進(jìn)行識(shí)別時(shí)，檢出使參照光透過墨水120的前后的參照光的光量變化，但這時(shí)，由于收容墨水120的墨盒110的吸收，透過光量往往有很大的變化，所以往往難以正確地識(shí)別。但是，根據(jù)多個(gè)參照光La、Lb的吸光度之比(透過光量之比)進(jìn)行識(shí)別時(shí)，由于墨盒110對(duì)所有的參照光都用相同程度的比例進(jìn)行吸收，所以作為吸光度之比的檢出誤差，就不會(huì)太大。這樣，適當(dāng)調(diào)節(jié)各自的識(shí)別標(biāo)記物121、122的吸光度之比(即濃度之比)后，就能夠?qū)崿F(xiàn)幾乎不產(chǎn)生檢出誤差地正確識(shí)別墨水120的種類等。
另外，在本實(shí)施方式中，由于利用復(fù)制技術(shù)，使發(fā)光元件113a、113b與集成電路基板115接合，所以能夠?qū)崿F(xiàn)雖然是緊湊的結(jié)構(gòu)，卻具有很高的發(fā)光功能的集成電路基板115。
另外，由于用復(fù)制技術(shù)制作的發(fā)光元件的厚度非常薄，在數(shù)十μm以下，所以不僅能夠在外部獲得作為參照光La、Lb輻射的上面?zhèn)鹊墓猓疫€能夠在外部獲得化合物半導(dǎo)體層一側(cè)輻射的下面?zhèn)鹊墓?。就是說，將形成發(fā)光部的化合物半導(dǎo)體基板10不用于復(fù)制技術(shù)而原封不動(dòng)地作為發(fā)光元件113a、113b利用時(shí)，由于在活性層之下存在比較厚的化合物半導(dǎo)體層(化合物半導(dǎo)體基板10)，所以即使光由活性層向集成電路基板115一側(cè)(化合物半導(dǎo)體層10一側(cè))輻射時(shí)，該光也幾乎全部被化合物半導(dǎo)體層10吸收，不能在外部獲得。這樣，監(jiān)視由發(fā)光元件113a、113b輻射的光，進(jìn)行自動(dòng)控制(Auto Power ControlAPC)時(shí)，需要使上面?zhèn)?和集成電路基板115相反的一側(cè))輻射的參照光的一部分反射等旨在進(jìn)行監(jiān)視的特別的受光光學(xué)系統(tǒng)。
另一方面，用復(fù)制技術(shù)制作的發(fā)光元件113a、113b時(shí)，由于剝離化合物半導(dǎo)體基板10的表層部后形成發(fā)光元件113a、113b，所以化合物半導(dǎo)體層12的厚度非常薄，發(fā)射到集成電路基板115一側(cè)的光Ma、Mb，能夠幾乎不被化合物半導(dǎo)體層12吸收地在外部獲得。所以，如果在集成電路基板115一側(cè)設(shè)置監(jiān)視這種光的監(jiān)視器用受光元件113a、113b，那么即使不設(shè)置特別的受光光學(xué)系統(tǒng)，也能夠很容易地進(jìn)行自動(dòng)控制。而且，由于這種光Ma、Mb，是本來應(yīng)該被化合物半導(dǎo)體基板10吸收的不作功的光，所以把它作為監(jiān)視光利用后，能夠?qū)崿F(xiàn)光的有效利用。
另外，在本實(shí)施方式中，由于多個(gè)發(fā)光元件113a、113b，以時(shí)間分割，對(duì)墨水120照射參照光La、Lb，所以對(duì)于這些發(fā)光元件113a、113b而言，可以將受光元件114共同化，實(shí)現(xiàn)光學(xué)傳感器111的小型化。
此外，在本實(shí)施方式中，講述了將光學(xué)傳感器111安裝在墨盒110的外壁后使用的例子。但光學(xué)傳感器111的安裝位置，并不局限于此。例如，還可以在墨盒架與墨盒外壁連接的部分設(shè)置光學(xué)傳感器111。另外，還可以在托架101的墨盒安裝部中的與墨盒外壁連接的部分設(shè)置光學(xué)傳感器111。另外，還可以在從墨盒110到頭106的墨水流路設(shè)置光學(xué)傳感器111。進(jìn)而，還可以在在頭106中內(nèi)置光學(xué)傳感器111。
[第2實(shí)施方式]此外，圖20是表示具備本發(fā)明的第2實(shí)施方式涉及的光學(xué)傳感器211的主要部位的分解立體圖。對(duì)于和第1實(shí)施方式同樣的構(gòu)成要素，賦予相同的符號(hào)，不再贅述。
如圖20所示，具有向墨盒110內(nèi)的墨水照射參照光的發(fā)光元件113a、113b，接受透過墨盒110內(nèi)的墨水的參照光的受光元件114，與發(fā)光元件113a、113b電連接的第1集成電路基板215，與受光元件114電連接的第2集成電路基板214，與這些第1集成電路基板215及第2集成電路基板214電連接的印刷布線基板216。
在第1集成電路基板215中，設(shè)置著圖6所示的第1電流控制電路130a及第2電流控制電路130b。另外，在第2集成電路基板214中，設(shè)置著圖6所示的放大電路140。另外，這些第1電流控制電路130a、第2電流控制電路130b及放大電路140的功能，和第1實(shí)施方式一樣。
在光學(xué)傳感器211中，發(fā)光元件113a、113b和受光元件114，設(shè)置在互不相同的集成電路基板215、214上，使這些發(fā)光元件113a、113b及受光元件114的光軸一致地分別設(shè)置在墨盒外壁的相對(duì)面210a及210b上。安裝了集成電路基板214及集成電路基板215的印刷布線基板216，被彎曲安裝到墨盒210的側(cè)面，以便覆蓋外壁210a及外壁210b。
此外，在圖20中，印刷布線基板216，作為安裝了第1集成電路基板215及第2集成電路基板214兩者的一根印刷布線基板，但也可以設(shè)計(jì)安裝第1集成電路基板215的第1印刷布線基板和安裝第2集成電路基板214的第2印刷布線基板的兩根印刷布線基板。
該光學(xué)傳感器211，分別將發(fā)光元件113a及發(fā)光元件113b輻射的峰值波長(zhǎng)不同的多個(gè)參照光，隔著墨盒210的外壁，照射內(nèi)部的墨水120，比較透過墨水120的各自的參照光的強(qiáng)度(即吸光度)后，從而識(shí)別墨水120的種類等。在這種結(jié)構(gòu)中，由發(fā)光元件113a、113b輻射的參照光，經(jīng)由墨盒110的外壁210a、墨水120、外壁210b，被引導(dǎo)到受光元件114上。
綜上所述，在本實(shí)施方式的光學(xué)傳感器211中，由于在墨盒210的相對(duì)面上，相對(duì)配置發(fā)光元件113a、113b和受光元件114，所以即使不象第1實(shí)施方式那樣，在墨盒210中有反射板，也能對(duì)墨水120進(jìn)行吸光透過計(jì)測(cè)。這意味著作為本發(fā)明的光學(xué)傳感器，即使對(duì)沒有特別制作的墨盒，也能應(yīng)用本發(fā)明的光學(xué)傳感器。因此，如果錯(cuò)誤地安裝了其它廠家的墨盒、使用與本發(fā)明本來應(yīng)該使用的墨水成分不同的墨水(例如引起噴嘴孔堵塞的那樣的墨水等)時(shí)，可以將這種情況告訴用戶，促其改善，以便使用正確的墨水 以上，參照附圖，講述了本發(fā)明涉及的適當(dāng)?shù)膶?shí)施方式的例子。但毫無(wú)疑問，本發(fā)明并不局限于這些例子。上述例子中講述的各構(gòu)成部件的諸形狀及組合等只是一個(gè)例子，在不違背本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求等進(jìn)行各種變更。
例如，在上述的實(shí)施方式中，講述了將本發(fā)明的光學(xué)傳感器應(yīng)用于旨在收容向記錄專用紙109進(jìn)行打印用的墨水的墨盒的例子。但本發(fā)明的光學(xué)傳感器，并不局限于這種情況。例如，對(duì)于用噴射法制作金屬布線時(shí)的旨在收容布線形成用墨水的墨盒及旨在收容有機(jī)EL材料或彩色濾光材料等的器件形成用的墨水的墨盒，能夠廣泛應(yīng)用。另外，在上述的實(shí)施方式中，講述了將本發(fā)明的光學(xué)傳感器應(yīng)用于墨水識(shí)別用傳感器的例子。但本發(fā)明的光學(xué)傳感器并不局限于墨水識(shí)別用，可以作為識(shí)別各種對(duì)象物的傳感器，廣泛利用。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)傳感器，用于識(shí)別對(duì)象物，所述對(duì)象物包含與該對(duì)象物不同地調(diào)節(jié)了吸光特性的光吸收材料，通過光學(xué)性地識(shí)別所述光吸收材料，從而識(shí)別所述對(duì)象物，所述光學(xué)傳感器，具有發(fā)光元件，該發(fā)光元件向所述對(duì)象物，照射在所述光吸收材料的吸收波長(zhǎng)區(qū)域具有峰值波長(zhǎng)的參照光；受光元件，該受光元件接收透過所述對(duì)象物的所述參照光；以及集成電路基板，該集成電路基板在基板面上具備所述發(fā)光元件及所述受光元件。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感器，其特征在于所述光吸收材料的吸光峰值波長(zhǎng)，存在于紅外域。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)傳感器，其特征在于作為所述光吸收材料，具有分別吸收不同的波長(zhǎng)的光的多個(gè)光吸收材料；作為所述發(fā)光元件，具有分別與多個(gè)所述光吸收材料的吸收峰值波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的峰值波長(zhǎng)的多個(gè)發(fā)光元件；根據(jù)所述多個(gè)光吸收材料對(duì)所述參照光而言的吸光度之比或由此求出的所述多個(gè)光吸收材料的濃度之比，識(shí)別所述多個(gè)光吸收材料，并根據(jù)其識(shí)別結(jié)果，識(shí)別所述對(duì)象物。
4.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)傳感器，其特征在于利用復(fù)制技術(shù)，使所述發(fā)光元件與所述集成電路基板接合。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)傳感器，其特征在于所述發(fā)光元件，由面發(fā)光激光器或發(fā)光二極管構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求4或5所述的光學(xué)傳感器，其特征在于在所述集成電路基板的配置有所述發(fā)光元件的部分，設(shè)置有監(jiān)視由所述發(fā)光元件輻射到所述集成電路基板一側(cè)的所述參照光的監(jiān)視用受光元件。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)傳感器，其特征在于在所述集成電路基板上，設(shè)置有電流控制電路，該電路根據(jù)用所述監(jiān)視用受光元件接收的光的光量，控制所述發(fā)光元件的發(fā)光量。
8.如權(quán)利要求6或7所述的光學(xué)傳感器，其特征在于在所述集成電路基板上，設(shè)置有將所述監(jiān)視用受光元件接受的光的信號(hào)放大的放大器電路。
9.如權(quán)利要求3～8任一項(xiàng)所述的光學(xué)傳感器，其特征在于所述多個(gè)發(fā)光元件，以時(shí)間分割，對(duì)所述對(duì)象物照射所述參照光。
10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)傳感器，其特征在于在所述集成電路基板上，設(shè)置有存儲(chǔ)所述受光元件接受的所述參照光的透過光量的存儲(chǔ)器。
11.如權(quán)利要求3～10任一項(xiàng)所述的光學(xué)傳感器，其特征在于利用半導(dǎo)體成膜技術(shù)，在所述集成電路基板上直接形成所述受光元件。
12.如權(quán)利要求1～11任一項(xiàng)所述的光學(xué)傳感器，其特征在于所述集成電路基板，被安裝到印刷了布線的絕緣基板上。
13.如權(quán)利要求1～12任一項(xiàng)所述的光學(xué)傳感器，其特征在于所述發(fā)光元件或所述受光元件，被透過所述參照光的樹脂密封。
14.一種墨盒，其特征在于具有權(quán)利要求1～13任一項(xiàng)所述的光學(xué)傳感器；所述光學(xué)傳感器，作為所述對(duì)象物，識(shí)別所述墨盒內(nèi)收容的墨水。
15.如權(quán)利要求14所述的墨盒，其特征在于所述墨盒，由透過自所述發(fā)光元件輻射的所述參照光的材料構(gòu)成，并且所述光學(xué)傳感器被安裝在所述墨盒的外壁。
16.如權(quán)利要求15所述的墨盒，其特征在于在所述墨盒的外壁與所述發(fā)光元件或所述受光元件之間，充填具有與所述外壁同等的折射率的樹脂。
17.一種噴墨裝置，其特征在于具有權(quán)利要求1～13任一項(xiàng)所述的光學(xué)傳感器或權(quán)利要求14～16任一項(xiàng)所述的墨盒；所述光學(xué)傳感器，作為所述對(duì)象物，識(shí)別所述墨盒內(nèi)收容的墨水。
全文摘要
本發(fā)明的光學(xué)傳感器(111)，是為了識(shí)別對(duì)象物(120)的光學(xué)傳感器，其特征在于，具有向所述對(duì)象物(120)照射參照光的發(fā)光元件(113)，接收透過所述對(duì)象物(120)的所述參照光的受光元件(114)；作為所述參照光，使用在所述對(duì)象物(120)包含的光吸收材料(121、122)的吸光特性，被與所述對(duì)象物(120)不同地調(diào)節(jié)的所述光吸收材料(121、122)的吸光峰值波長(zhǎng)域具有峰值波長(zhǎng)的光；根據(jù)透過所述對(duì)象物(120)的所述參照光的透過光量，識(shí)別所述光吸收材料(121、122)，根據(jù)該識(shí)別結(jié)果，識(shí)別所述對(duì)象物(120)。提供能夠高精度地識(shí)別墨水等對(duì)象物的光學(xué)傳感器。
文檔編號(hào)H01L25/16GK1967214SQ200610149370
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2006年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月18日
發(fā)明者近藤貴幸, 原弘幸, 豐田直之, 天野和彥 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社