CN101334625B - 碳粉盒芯片及碳粉盒检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种碳粉盒芯片及碳粉盒检测方法，该碳粉盒芯片包括基板；形成在基板上用于与打印机能量电路电连接的第一触点，与打印机信号取样端电连接的第二触点，与打印机公共接地端电连接的第三触点；一由熔丝电阻与第一保护元件构成的第一串联支路，连接在第一触点与第三触点之间，第一保护元件的熔点高于熔丝电阻；一由判别电阻与第二保护元件构成的第二串联支路，连接在第二触点与第三触点之间，第二保护元件与判别电阻的阻值在同一数量级；连接在第一保护元件与第二保护元件之间的二极管，其正极接第一保护元件第一端，负极接分压电阻与判别电阻的连接端。本发明能在发生故障时保护打印机检测装置的元件，避免因芯片发生故障导致打印机的损坏。

Description

碳粉盒芯片及碳粉盒检测方法

技术领域

本发明涉及一种碳粉盒芯片，尤其是一种能让打印机判断碳粉盒是否被使用过、碳粉盒型号是否正确的碳粉盒芯片以及一种对设置有这种碳粉盒芯片的碳粉盒进行检测的检测方法。

背景技术

碳粉盒是一种常见的打印耗材，广泛应用于激光打印机。现有的激光打印机一般使用可拆卸的碳粉盒装载打印过程中需用的碳粉，碳粉使用完后更换新的碳粉盒便可继续使用。当新的碳粉盒安装到激光打印机上时，激光打印机一般检测该碳粉盒是否被使用过，及判断该碳粉盒的型号。这一过程均由设置在碳粉盒一个外壁上的芯片配合打印机完成。如图1所示的是现有碳粉盒芯片的结构示意图，由图1可见，芯片1包括一基板2，在基板2的一个侧壁上设有三个触点1A、1B、1C，当碳粉盒安装到打印机上时，触点1A、1B、1C分别与打印机上的三个触点2A、2B、2C(图2示)连接。在基板2的上表面有一电路模块3，触点1A、1B、1C均与电路模块3中相应的元件连接。

碳粉盒安装到打印机上后，打印机便通过碳粉盒的芯片1来判断该碳粉盒是否用过以及该碳粉盒的型号等。如美国专利US6912364就公开了这样的一种碳粉盒芯片。

参见图2，这是现有碳粉盒芯片的电路模块与打印机检测装置连接的电原理图。当碳粉盒安装到打印机上后，电路模块3便通过触点1A、1B、1C和2A、2B、2C与打印机上的检测装置10连接。图中，熔丝电阻R1、判别电阻R2均为设置在电路模块3中的元件，且熔丝电阻R1的第一端与第一触点1A连接，判别电阻R2第一端与第二触点2B连接，两电阻的第二端连接在一起，并与第三触点1C连接。检测装置10包括两路电源VCC1和VCC2，电源VCC1通过电阻R8与判断单元11的检测点S1连接，并与触点2B连接。电源VCC2通过电阻R5、三极管Q1与触点2A连接，并通过电阻R6、R7与判断单元11的节点S2连接。在触点2A与2B之间连接有二极管D1，二极管D1的正极与触点2B相连，负极与触点2A相连。图2中，电源VCC1、熔丝电阻R1、判别电阻R2、电阻R8和二极管D1组成了信号取样电路，判断单元11通过检测信号取样电路中的检测点S1的电压来判断碳粉盒是否被使用过，并判断碳粉盒的型号。触点2B也就成为打印机的信号取样端。电源VCC2、电阻R5、R6、R7和三极管Q1组成了能量电路，其主要功能是控制电源VCC2加载电压将熔丝电阻R1熔断。判断单元11将碳粉盒相关的信息通过控制单元12传送并储存到存储单元13中。

当打印机检测到碳粉盒已经安装完毕后，电源VCC1通过电阻R8向熔丝电阻R1、判别电阻R2加载电压，判断单元11的节点S2向三极管Q1的基极输出高电平信号，使三极管Q1截止，此时二极管D1导通，信号取样电路中熔丝电阻R1与判别电阻R2并联后再与电阻R8串联。由于熔丝电阻R1的阻值远小于判别电阻R2和电阻R8的阻值，故检测点S1的电压远小于电源VCC1加载的电压，同时也小于电压为2.4伏的第一参考电平，打印机便判断该碳粉盒为一未被使用过的碳粉盒。然后，判断单元11向节点S2输出低电平信号，使三极管Q1导通，二极管D1反向截止。此时，电源VCC2经电阻R5及三极管Q1向熔丝电阻R1加载强电流并将熔丝电阻R1熔断。最后，判断单元11再次检测信号取样电路中检测点S1的电压。由于此时熔丝电阻R1已经被熔断，信号取样电路中判别电阻R2与电阻R8串联，且两电阻的阻值在同一数量级，故此时检测点S1的电压较高，并且高于2.4伏。同时，可针对不同型号的碳粉盒，设置阻值不同的判别电阻R2，检测点S1的电压值也就不同，打印机便可根据检测点S1处不同的电压值来判别不同型号的碳粉盒。

若碳粉盒为一使用过的碳粉盒，其熔丝电阻R1已经被熔断，检测装置10检测信号取样电路中检测点S1的电压时可检测到检测点S1的电压高于2.4伏，便可判断该碳粉盒为使用过的碳粉盒。

但在实际使用过程中，熔丝电阻R1经常因故障而无法熔断，强电流长时间流经打印机上的电阻R5和三极管Q1，从而导致这两个元件的损坏，也就对打印机造成损坏。因此，提出对电阻R5和三极管Q1进行保护尤为重要。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种能让打印机检测装置判断碳粉盒是否被使用过以及碳粉盒型号的碳粉盒芯片；

本发明的另一目的是提供一种能保护打印机的检测装置的碳粉盒芯片；

本发明的再一目的是提供一种判断碳粉盒芯片是否发生故障的碳粉盒检测方法。

为实现上述的主要目的，本发明提供一种碳粉盒芯片，包括基板；形成在基板上用于与打印机能量电路电连接的第一触点；形成在基板上用于与打印机信号取样端电连接的第二触点；形成在所述基板上用于与打印机公共接地端电连接的第三触点；一由熔丝电阻与第一保护元件构成的第一串联支路，该支路连接在第一触点与第三触点之间，熔丝电阻的第一端与第一触点连接，熔丝电阻的第二端与第一保护元件的第一端连接，第一保护元件的第二端与第三触点连接，第一保护元件的熔点高于熔丝电阻的熔点；一由判别电阻与第二保护元件构成的第二串联支路，该支路连接在第二触点与第三触点之间，第二保护元件为分压电阻，分压电阻的阻值与判别电阻的阻值在同一数量级；以及连接在第一保护元件与第二保护元件之间的二极管，二极管的正极接第一保护元件的第一端，负极接分压电阻与判别电阻的连接端。

较佳的方案是该第一保护元件为可熔断的电阻。

由上述方案可见，当打印机的检测装置需要检测该碳粉盒是否未被使用过时，由于第一保护元件和熔丝电阻的存在，使检测点处电压较低，检测装置可检测到该碳粉盒为新的碳粉盒。并且第二保护元件与判别电阻的阻值在同一数量级，两电阻的阻值之和与现有芯片中判别电阻的阻相同，在打印机判断碳粉盒型号时仍可以通过检测信号取样电路中检测点的电压来判断该碳粉盒的型号。

并且，当强电流通过第一串联支路时，若熔丝电阻因故障没有熔断，则第一保护元件可先于熔丝电阻熔断，以保证强电流不会长时间流经打印机的检测装置，从而避免对打印机的检测装置造成损坏。

为了实现本发明的再一目的，本发明还提供一种安装有本发明提供的碳粉盒芯片的碳粉盒的检测方法，该碳粉盒安装在设有检测装置的打印机中，该检测方法包括以下几个步骤：

第一步：所述检测装置通过判断检测点电压是否低于第一参考电平来判断所述碳粉盒是否被使用过，如是，执行第二步，如否，执行第三步；

第二步：所述检测装置输出一强电流，并让强电流流经所述第一串联支路；

第三步：所述检测装置通过判断检测点电压是否在第二参考电平范围内来判断所述碳粉盒是否可用，如是，检测完毕，如否，执行第四步；

第四步：所述检测装置通过判断检测点电压是否在第三参考电平范围内来判断所述碳粉盒是否发生故障，如是，发出故障信息，如否，碳粉盒型号与打印机不适配信息。

本发明提供的另一碳粉盒检测方法，该碳粉盒安装有本发明提供的碳粉盒芯片，并且第一保护元件为一可熔断电阻，该电阻的熔点高于熔丝电阻的熔点，该碳粉盒安装在设有检测装置的打印机中，该检测方法包括以下步骤：

第一步：所述检测装置通过判断检测点电压是否低于第一参考电平来判断所述碳粉盒是否被使用过，如是，执行第二步，如否，执行第三步；

第二步：所述检测装置输出一强电流，并让强电流流经所述第一串联支路，通过所述熔断熔丝电阻或所述第一保护元件使所述第一串联支路开路；

第三步：所述检测装置通过判断检测点电压是否在第二参考电平范围内来判断所述碳粉盒是否可用，如是，检测完毕，如否，执行第四步；

第四步：所述检测装置通过判断检测点电压是否在第三参考电平范围内来判断所述碳粉盒是否发生故障，如是，发出故障信息，如否，碳粉盒型号与打印机不适配信息。

由上述方案可见，当碳粉盒发生故障时，即第一保护元件先于熔丝电阻熔断，信号取样电路中检测点的电压将落在第三参考电平内，并可由检测装置检测到，打印机便可判断该碳粉盒发生故障，通知用户需要更换一个新的碳粉盒。

附图说明

图1是现有碳粉盒芯片的结构示意图；

图2是现有碳粉盒芯片的电路模块与打印机检测装置连接的电原理图；

图3是本发明碳粉盒芯片第一实施例的电路模块与打印机检测装置连接的电原理图；

图4是本发明碳粉盒芯片第二实施例的电路模块的原理图；

图5是本发明碳粉盒检测方法实施例的流程图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图3，图3揭示了本发明碳粉盒芯片第一实施例的电路模块与打印机检测装置连接的电原理图。与现有的芯片相比，本实施例中熔丝电阻R1、判别电阻R2的第二端并没有连接在一起，而是通过二极管D2连接。熔丝电阻R1与第一保护元件，即保护电阻R3串联形成第一串联支路，且熔丝电阻R1的第二端与保护电阻R3的第一端连接。判别电阻R2与第二保护元件，即分压电阻R4串联形成第二串联支路，且判别电阻R2的第二端与分压电阻R4的第一端连接。保护电阻R3与分压电阻R4的第二端连接在一起，并与第三触点1C连接。第三触点1C与打印机的公共接地端触点2C连接，则第三触点1C处电压保持为0伏。保护电阻R3的第一端还与二极管D2的正极连接，分压电阻R4的第一端与二极管D2的负极连接，以防止熔丝电阻R1被正常熔断后，电流从判别电阻R2流到第一串联支路中去而导致分压电阻R4失效。

保护电阻R3与分压电阻R4均用于保护打印机检测装置10中的电阻R5和三极管Q1，因此，选择熔丝电阻R1、保护电阻R3和分压电阻R4时，必须对其材料、功率、阻值等进行限制。选择保护电阻R3的原则是其应后于熔丝电阻R1熔断，例如，熔丝电阻R1可以选用熔点较低的材料做成的电阻，而保护电阻R3选用熔点较高的材料做成的电阻；或者两者选用材料相同、阻值相同的电阻时，熔丝电阻R1的功率小于保护电阻R3的功率；又或者在两者材料、功率相同时，熔丝电阻R1的阻值高于保护电阻R3的阻值，这样，在相同的电流流经熔丝电阻R1和保护电阻R3支路时，熔丝电阻R1可先于保护电阻R3熔断，而一旦熔丝电阻R1发生故障未能熔断时，保护电阻R3仍会熔断，使打印机检测装置得到保护。而分压电阻R4的阻值应较大与判别电阻R2在同一数量级，这样当保护电阻R3熔断时，分压电阻R4能限制流经电阻R5、三极管Q1、熔丝电阻R1、二极管D2的电流，可避免对这些元件造成损坏，从而保护打印机。

当一全新的碳粉盒安装到打印机上时，检测装置10的电源VCC1向电阻R8加载电压，并让电流流经第一串联支路和第二串联支路。由于第一串联支路的熔丝电阻R1、保护电阻R3的阻值均较小，第一串联支路的阻值远小于第二串联支路的阻值，故检测点S1处电压低于第一参考电平，判断单元11便可判断该碳粉盒为未被使用过的碳粉盒。判别单元11向节点S2输出低电平信号，并让三极管Q1被导通后，第一串联支路有强电流流过。本实施例中所说的强电流是正常情况下，可将熔丝电阻R1熔断的电流。由于熔丝电阻R1的熔点低于保护电阻R3的熔点，正常情况下，熔丝电阻R1先于保护电阻R3熔断。此时，第一串联支路已经断开，判断单元11便可通过检测检测点S1的电压是否在第二参考电平范围内来判断碳粉盒的型号。为了确保打印机判断碳粉盒型号时，不会因为增加了分流电阻R4而发生误判，必须对判别电阻R2、分流电阻R4的阻值进行限定，也就是判别电阻R2、分流电阻R4的阻值之和应当与图2中的判别电阻R2的阻值相等，且图3中判别电阻R2、分流电阻R4的阻值应在同一数量级。这样，当检测点S1的电压在第二参考电平范围内时，判断单元11便判断该碳粉盒型号正确。

一旦熔丝电阻R1发生故障，在强电流流过时无法熔断，电源VCC2会继续向电阻R5加载电压，并让强电流继续流经第一串联支路。在预设时间，熔丝电阻R1仍无法熔断，则保护电阻R3先熔断。此时，电流从电阻R5流经三极管Q1、熔丝电阻R1、二极管D2后，一部分经分流电阻R4流向地，另一部分经判别电阻R2流向电源VCC1或检测点S1。由于分流电阻R4、判别电阻R2的阻值较大，电流流经这两个电阻构成的支路时产生较大的压降，从而使电流减弱，流经电阻R5、三极管Q1、二极管D2的电流也减弱，避免了这些元件长时间通过强电流而被损坏。

在保护电阻R3熔断后，判断单元11再次检测检测点S1的电压。此时，由于熔丝电阻R1没有熔断，且直流电源VCC2的电压高于直流电源VCC1的电压，故直流电源VCC2输出的电流流经电阻R5、三极管Q1、熔丝电阻R1、二极管D2后，一部分流经判别电阻R2到达检测点S1，另一部分直接流经分流电阻R4并流向地。由于判别电阻R2、分压电阻R4和电阻R8的限流作用，检测点S1的电压接近直流电源VCC1的电压，判断单元11便判断检测点S1的电压并不在第二参考电平范围内，进而判断检测点S1的电压是否在第三参考电平范围内。第三参考电平为一与直流电源VCC1输出电压接近的电平，故此时判别单元11检测到检测点S1的电压在第三参考电平范围内，并判断该碳粉盒发生故障，通知用户需要维修发生故障的碳粉盒或更换新的碳粉盒。

当然，本实施例中，第一保护元件为可熔断的保护电阻R3，但本发明实际应用中，还可以使用其他元件。参见图4，是本发明碳粉盒芯片第二实施例的电路模块的原理图。本实施例与第一实施例不同的是，使用保险管FS作为第一保护元件。当强电流流经熔丝电阻R1与保险管FS构成的串联支路时，若熔丝电阻R1在设定时间内不熔断，保险管FS可先熔断。其工作原理与第一实施例相同，在此不在赘述。

另外，本实施例中的判别电阻R2可与分流电阻R4互换位置，即分流电阻R4的第一端连接到第二触点1B，第二端与判别电阻R2的第一端连接，判别电阻R2的第二端连接到第三触点1C，则此时二极管D2的正极连接在保护电阻R3的第一端，负极连接在分压电阻R4的第二端。

由上述方案可见，本发明的碳粉盒芯片1不但能让打印机判断碳粉盒是否被使用过以及其型号是否与打印机适配，并能在熔丝电阻R1发生故障时保护检测装置10，还能检测出碳粉盒是否发生故障，不但能保证打印机正常工作，还能避免因碳粉盒发生故障而导致的打印机损坏。

在介绍碳粉盒芯片的工作原理后，下面介绍本发明的碳粉盒检测方法，该方法应用于设置有前述碳粉盒芯片1的碳粉盒。

参见图5，是本发明碳粉盒检测方法实施例的流程图。当碳粉盒安装到打印机上后，检测装置10的电源VCC1经电阻R8后，电流流经第一串联直流及第二串联支路，判断检测点S1的电压是否低于第一参考电平(步骤S21)。若检测点S1的电压高于第一参考电平，则可判断该碳粉盒是被使用过的碳粉盒(步骤S22)，并直接执行步骤S25。若检测点S1的电压低于第一参考电平，则判断该碳粉盒是未被使用过的碳粉盒(步骤S23)。然后，判别单元11向节点S2输出低电平信号，三级管Q1导通，电源VCC2经电阻R5、三极管Q1后，强电流流经第一串联支路(步骤S24)，直至熔丝电阻R1或保护电阻R3中一个熔断，并判断检测点S1的电压是否在第二参考电平范围内(步骤S25)。若检测点S1的电压在第二参考电平范围内，则可判断该碳粉盒可以正常使用(步骤S26)，并从中判断出该碳粉盒的型号，检测程序结束。若检测点S1的电压不在第二参考电平范围内，则继续判断检测点S1的电平是否在第三参考电平范围内(步骤S27)。第三参考电平为一接近直流电源VCC1的电平。若检测点S1的电压在第三参考电平范围内，判断单元11认为该碳粉盒发生故障(步骤S28)，若检测点S1的电压不在第三参考电平范围内，则认为该碳粉盒的型号与打印机的型号不匹配(步骤S29)，该碳粉盒不适用于该款打印机。当判断单元11判断该碳粉盒发生故障或不适用时，均通过打印机向用户发出相关的报警信息，以通知用户更换新的碳粉盒。

经过上述的检测，在碳粉盒的芯片1发生故障时，打印机不但可以检测到故障的发生，并可以通知用户，有利于打印机的长期使用。

需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，如保护元件的变换、保护元件数量的增减、检测步骤的微调等改变也应包括在本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.碳粉盒芯片，包括

基板；

形成在所述基板上用于与打印机能量电路电连接的第一触点；

形成在所述基板上用于与打印机信号取样端电连接的第二触点；

形成在所述基板上用于与打印机公共接地端电连接的第三触点；

其特征在于：

一由熔丝电阻与第一保护元件构成的第一串联支路，该支路连接在第一触点与第三触点之间，所述熔丝电阻的第一端与所述第一触点连接，所述熔丝电阻的第二端与所述第一保护元件的第一端连接，所述第一保护元件的第二端与第三触点连接，所述第一保护元件的熔点高于所述熔丝电阻的熔点；

一由判别电阻与第二保护元件构成的第二串联支路，该支路连接在第二触点与第三触点之间，所述第二保护元件为分压电阻，所述分压电阻的阻值与所述判别电阻的阻值在同一数量级；

连接在所述第一保护元件与所述第二保护元件之间的二极管，所述二极管的正极接所述第一保护元件的第一端，负极接所述分压电阻与所述判别电阻的连接端。

2.根据权利要求1所述的碳粉盒芯片，其特征在于：

所述第一保护元件为可熔断的电阻。

3.根据权利要求2所述的碳粉盒芯片，其特征在于：

所述第二串联支路中，判别电阻的第一端与第二触点连接，判别电阻的第二端与第二保护元件的第一端连接，第二保护元件的第二端与第三触点连接。

4.根据权利要求2所述的碳粉盒芯片，其特征在于：

所述第二串联支路中，第二保护元件的第一端与第二触点连接，第二保护元件的第二端与判别电阻的第一端连接，判别电阻的第二端与第三触点连接。

5.根据权利要求1至3任一项所述的碳粉盒芯片，其特征在于：

所述二极管的负极接所述第二保护元件的第一端。

6.根据权利要求1或2或4任一项所述的碳粉盒芯片，其特征在于：

所述二极管的负极接所述第二保护元件的第二端。

7.碳粉盒检测方法，所述碳粉盒设置有如权利要求1所述的碳粉盒芯片，并可安装在设有检测装置的打印机中，该检测方法包括如下步骤

第一步：所述检测装置通过判断检测点电压是否低于第一参考电平来判断所述碳粉盒是否被使用过，如是，执行第二步，如否，执行第三步；

第二步：所述检测装置输出一强电流，并让强电流流经所述第一串联支路；

第三步：所述检测装置通过判断检测点电压是否在第二参考电平范围内来判断所述碳粉盒是否可用，如是，检测完毕，如否，执行第四步；

第四步：所述检测装置通过判断检测点电压是否在第三参考电平范围内来判断所述碳粉盒是否发生故障，如是，发出故障信息，如否，碳粉盒型号与打印机不适配信息。

8.碳粉盒检测方法，所述碳粉盒设置有如权利要求2所述的碳粉盒芯片，并可安装在设有检测装置的打印机中，该检测方法包括如下步骤

第一步：所述检测装置通过判断检测点电压是否低于第一参考电平来判断所述碳粉盒是否被使用过，如是，执行第二步，如否，执行第三步；

第二步：所述检测装置输出一强电流，并让强电流流经所述第一串联支路，通过所述熔断熔丝电阻或所述第一保护元件使所述第一串联支路开路；

第三步：所述检测装置通过判断检测点电压是否在第二参考电平范围内来判断所述碳粉盒是否可用，如是，检测完毕，如否，执行第四步；

第四步：所述检测装置通过判断检测点电压是否在第三参考电平范围内来判断所述碳粉盒是否发生故障，如是，发出故障信息，如否，碳粉盒型号与打印机不适配信息。

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