CN102423967A - 耗材芯片及耗材容器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种耗材芯片及耗材容器，该芯片具有基板，基板上设有通讯单元以及与通讯单元电连接的电子模块，电子模块设有接口单元、接收接口单元所传送信号的控制单元、与控制单元电连接的存储器，一供电单元向存储器供电，电子模块还设有与控制单元连接的掉电检测单元，掉电检测单元具有延时电路，延时电路具有并联连接的电容及电阻，其中，该电容与电阻中的至少一个为可调器件。本发明能方便芯片生产厂家根据打印机的实际情况调节芯片掉电检测的延时时间，有利于芯片的生产。

Description

耗材芯片及耗材容器

技术领域

本发明涉及打印领域，尤其是涉及一种安装在打印耗材上的耗材芯片以及安装有这种耗材芯片的耗材容器。

背景技术

打印机作为常见的办公设备，为现代化办公提供了极大的方便。现有的打印机分为喷墨打印机以及激光打印机，喷墨打印机使用容纳有墨水的墨盒作为耗材容器向纸张喷射墨水，以在纸张上形成需要打印的文字或图案；激光打印机则使用容纳有碳粉的碳粉盒作为耗材容器在介质上形成需要打印的文字或图案。

参见图1，现有一种彩色喷墨打印机具有机壳11，图1所示的喷墨打印机省略了机壳11的托板。机壳11内设有喷墨打印机的机芯12，并设有一根滑杆，打印字车14在电机（图1中不可见）的带动下沿着滑杆往复运动。打印字车14内设有转接板（图1中不可见），转接板通过排线13与机芯12进行通讯。

打印字车14上可拆卸地安装有多个墨盒15，不同墨盒15内容纳有不同颜色的墨水。墨盒15的结构如图2所示。墨盒15具有壳体16，壳体16围成容纳墨水的腔体，腔体的下端设有出墨口17，腔体内的墨水通过出墨口17流出，并向打印字车14的供墨针供墨。

墨盒15壳体16的外壁上安装有一块芯片18，芯片18具有基板，基板的一侧设有多个电触点19，用于与转接板电连接。基板的另一侧设有与电触点19电连接的电子模块（图2中不可见）。

参见图3，电子模块设有控制单元21、存储器22、接口单元25、电源切换控制电源26以及供电单元27，其中接口单元25用于与电触点19电连接，控制单元21通过接口单元25接收来自喷墨打印机的信息，并将需要发送给喷墨打印机的信息通过接口单元25发送出去。

存储器22包括非易失性存储器23及易失性存储器24，非易失性存储器23通常为EEPROM，其存储有与墨盒相关的信息，包括可变信息与不变信息，可变信息是随打印操作会不断变化的信息，如墨水余量、打印时长等信息，不变信息是不会随打印操作变化的信息，如墨盒型号、适用的喷墨打印机型号、墨水颜色等。易失性存储器24为SRAM等存储器，其读写速度较快，用于临时存储喷墨打印机向耗材芯片写入的数据。由于易失性存储器24掉电后，其存储的数据将会丢失，因此需要及时将其存储的数据转存至非易失性存储器23中。

电源切换控制单元26接收来自喷墨打印机提供的电源VDD，并且接收供电单元27提供的电源，供电单元27为电容或可充电电池等可充电且具有储电功能的器件。在喷墨打印机向芯片供电时，电源切换控制电源选通电源VDD，由电源VDD向控制单元21、存储器22等供电，并且电源VDD向供电单元27充电。喷墨打印机停止向芯片供电后，电源切换控制单元26选通供电单元27，由供电单元27放电并向控制单元21、存储器22供电，此时，控制单元21将易失性存储器24临时存储的数据转存至非易失性存储器23中。

墨盒15安装到喷墨打印机的打印字车14后，喷墨打印机给芯片18上电，并读取存储在芯片18存储器内的数据，判断墨盒15型号是否合适、墨盒15内剩余墨水量是否充足等。只有判断墨盒15型号合适且墨盒15内有充足的墨水后，喷墨打印机才能执行打印工作。

由于芯片18需要判断喷墨打印机是否向其供电，因此芯片中需要设置掉电检测单元，如公告号为CN102166886A的中国发明专利申请公开了一种耗材芯片，该芯片设有掉电检测单元，该掉电检测单元设有斯密特反向器，且用于比较喷墨打印机提供的电压与供电单元提供的电压值高低，由此判断喷墨打印机是否向芯片供电。

并且，该掉电检测单元还设有延时电路，延时电路由二极管、电阻与电容组成，在喷墨打印机短时间掉电时，电容放电维持斯密特反向器保持原来的输出信号，避免喷墨打印机短时间掉电时斯密特反向器输出的信号翻转。并且，延时电路的延时时间由电容值与电阻值决定，且延时时间需要长于喷墨打印机短时间掉电的时间。

然而，由于现有芯片的掉电检测延时时间不可调，且不同的喷墨打印机向芯片短时间掉电时间不相同，这就要求耗材芯片生产厂家需要根据每一款喷墨打印机向耗材芯片掉电时间的长短选取不同参数的电容及电阻，导致芯片的型号较多，不利于耗材芯片的生产。此外，延时电路中电容的电容值也不适宜太大，若电容过大，则电容的充电时间过长，喷墨打印机给芯片供电时间有限，容易导致电容无法充电完毕即进入放电状态，导致电容放电时间过短，不能满足延时的要求。

参见图4，现有碳粉盒具有壳体31，壳体31围成容纳碳粉的腔体，壳体的外壁上设有一个芯片安装位32，芯片33安装于芯片安装位32上。与墨盒的芯片类似，碳粉盒的芯片33也具有基板，基板上设有作为通讯单元的电触点34，用于与激光打印机进行数据交换。并且，基板的另一侧设有与电触点34电连接的电子模块，电子模块上也设置接口单元、控制单元及非易失性存储器、易失性存储器、供电单元等，出于同样的原因，芯片33也会存在因不同激光打印机向芯片短时间掉电时间不同而型号繁多的问题。

此外，现有大多数复印机、传真机或一体机等成像设备上均可拆卸地安装有碳粉盒或碳粉筒作为耗材容器，耗材容器具有容纳碳粉的腔体，且在耗材容器的外壁上设置芯片，这些芯片也存在与墨盒的芯片相同的问题，即芯片的型号繁多，不利于芯片生产厂家的生产。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种掉电检测延时时间可调的耗材芯片。

本发明的另一目的是提供一种有利于芯片生产厂家减少耗材芯片型号的耗材芯片。

本发明的再一目的是提供一种具有上述耗材芯片的耗材容器。

为实现上述的主要目的，本发明提供的耗材芯片包括基板，基板上设有通讯单元以及与通讯单元电连接的电子模块，电子模块设有接口单元、接收接口单元所传送信号的控制单元、与控制单元电连接的存储器，一供电单元向存储器供电，电子模块还设有与控制单元连接的掉电检测单元，掉电检测单元具有延时电路，延时电路具有并联连接的电容及电阻，其中，该电容与电阻中的至少一个为可调器件。

由上述方案可见，将延时电路的电容或电阻设置为参数可调的器件，芯片生产厂家能够根据每一款打印机的掉电时间调节电容或电阻的电容值或电阻值，从而改变掉电检测的延时时间，满足不同打印机的工作要求。这样，芯片生产厂家无需生产多种型号的芯片，只需要生产一种型号的芯片，并根据每一款打印机的特性调节电容或电阻的参数即可。

一个优选的方案是，该电阻为数字电位器，数字电位器的控制端与控制单元电连接并接收控制单元发送的信号。

由此可见，通过控制单元发送信号控制数字电位器的电阻值，能够方便且精确地调节电阻的电阻值，并且调节电阻值完全由控制单元的程序决定，通过修改程序能够方便地改变数字电位器的电阻值，有利于芯片的生产。

另一个优选的方案是，该电容包括并联连接的第一电容元件以及至少一个第二电容元件，每一第二电容元件的一端与电源线之间连接有开关器件，每一开关器件由控制单元控制通断。

可见，通过改变多个开关器件的通断，能够实现多个第二电容元件的投入与退出，从而改变延时电路中的总的电容值，达到改变延时时间的目的。

为实现上述的再一目的，本发明提供的耗材容器包括壳体，壳体围成容纳耗材的腔体，腔体下端设有耗材出口，壳体的外壁上安装有耗材芯片，耗材芯片具有基板，基板上设有通讯单元以及与通讯单元电连接的电子模块，电子模块设有接口单元、接收接口单元所传送信号的控制单元、与控制单元电连接的存储器，一供电单元向存储器供电，电子模块还设有与控制单元连接的掉电检测单元，掉电检测单元具有延时电路，延时电路具有并联连接的电容及电阻，其中，该电容与电阻中的至少一个为可调器件。

由上述方案可见，耗材芯片的延时电路中，电容或电阻的参数可调，即延时电路的延时时间可以调整，耗材芯片生产厂家可以根据每一款打印机的实际情况调节电容或电阻的参数即可，无需生产多种型号的芯片。

附图说明

图1是现有一种喷墨打印机的结构图。

图2是现有墨盒的结构放大图。

图3是现有墨盒芯片电子模块的电原理框图。

图4是现有一种碳粉盒的结构分解图。

图5是本发明耗材芯片第一实施例中电子模块的电原理框图。

图6是本发明耗材芯片第一实施例中掉电检测单元的电原理图。

图7是本发明耗材芯片第二实施例中掉电检测单元的电原理图。

图8是本发明耗材芯片第三实施例中掉电检测单元的电原理图。

图9是本发明耗材芯片第四实施例中掉电检测单元的电原理图。

图10是本发明耗材芯片第五实施例中掉电检测单元的电原理图。

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

本发明的耗材容器既可以是安装在喷墨打印机上的墨盒，也可以是安装在激光打印机或复印机、传真机、一体机上的碳粉盒或碳粉筒，下面结合各实施例对本发明进行详细说明。

耗材芯片第一实施例：

本实施例的耗材芯片具有一块基板，基板的一面设有作为通讯单元的多个电触点，用于与喷墨打印机的电触点连接。当然，若喷墨打印机与耗材芯片之间为无线通讯，则通讯单元为用于无线通讯的天线。在基板的另一面设有与电触点连接的电子模块，电子模块的电原理框图如图5所示。

电子模块设有接口单元41、控制单元42、存储器、掉电检测单元49以及供电单元，其中存储器包括非易失性存储器43及易失性存储器44。

接口单元41与电触点连接，接收来自电触点的电信号。接口单元41设有滤波电路等，对所接收的电信号进行滤波等处理。

控制单元42用于接收接口单元41接收的信号，并根据接收的信号判断喷墨打印机发送的是什么命令，根据喷墨打印机的命令执行相应的操作，如向非易失性存储器43或易失性存储器44写入数据、读取存储在非易失性存储器43或易失性存储器44中的数据等。

非易失性存储器43为EEPROM（电可擦只读存储器）或FLASH（闪速存储器）等，其存储墨盒及墨水相关的数据，包括墨盒型号、适用的喷墨打印机型号、墨盒内容纳墨水颜色、墨盒内墨水余量等。

易失性存储器44为SRAM等存储器，其数据读写数据较快，但掉电后存储的数据将会丢失，用于临时存储喷墨打印机向芯片写入的数据。由于喷墨打印机写入数据的速度较快，若控制单元42接收数据后直接写入非易失性存储器43中，可能会因向非易失性存储器43写入数据速度太慢而导致数据无法完全写入，因此控制单元42接收需要写入到非易失性存储器43的数据后，先将需要写入的数据写入到易失性存储器44中，待喷墨打印机停止向芯片供电后，控制单元42将存储在易失性存储器44的数据写回非易失性存储器43中。

在电源VDD与易失性存储器44之间设有二极管D1，电容C2作为供电单元向易失性存储器44供电，在电容C2与易失性存储器44之间连接有二极管D2。

电容C2的正极通过电阻R1与电容C1连接，电容C1的电容量小于电容C2的电容量，并用于滤波，电阻R1为限流电阻，在喷墨打印机停止向耗材芯片供电后，电容C2输出的电流流经二极管D2后并提供易失性存储器44，以满足易失性存储器44及其他器件的供电需要。

本实施例中，电源VDD是由喷墨打印机提供的直流电源，喷墨打印机通过耗材芯片多个电触点中的电源触点提供直流电源，并向接口单元41、控制单元42、非易失性存储器43等供电，并经二极管D1向易失性存储器44供电。在电源VDD与易失性存储器44之间连接有二极管D1，二极管D1的阳极与电源VDD连接，阴极与易失性存储器44连接，防止当电源VDD停止供电时电容C2供电电流从易失性存储器44流向接口单元41、控制单元42、非易失性存储器43，因而产生额外的电源损耗。

直流电源VDD对耗材芯片供电时，其通过电阻R1对电容C2充电，当喷墨打印机停止向耗材芯片供电后，电容C2通过二极管D2对易失性存储器44供电。本实施例中，电容C2用于储能，其可以是法拉电容、电解电容等。

在二极管D2的阴极与非易失性存储器43之间连接有场效应管Q1，场效应管Q1的栅极与控制单元42连接，并由控制单元42控制通断。喷墨打印机向芯片掉电后，控制单元42需要将数据写入到非易失性存储器43时，控制场效应管Q1导通，电容C2向非易失性存储器43供电。控制单元42判断不需要向非易失性存储器43供电时，控制场效应管Q1截止。

掉电检测单元49与控制单元42连接并向控制单元42发送信号，掉电检测单元49的电原理图如图6所示。

掉电检测单元49由二极管D3、电容C3、电阻R3以及斯密特反向器51组成，其中电阻R3为可变电阻器，并且，并联连接的电容C3与电阻R3构成延时电路，延时电路的输出端连接至斯密特反向器51的输入端连接。

在喷墨打印机向耗材芯片供电时，电源VDD经二极管D3向电容C3充电，因二极管D3正向导通电阻很小，所以C3充满电时间很短；而在喷墨打印机停止向耗材芯片供电后，二极管D3反向截止，电容C3只能经由电阻R3放电，因电阻R3与电容C3的时间常数设置较大，因此在短时间内VDD2维持一个较高的电压值，随着时间推移电压开始慢慢降低，斯密特反向器51经过一段时间后输出信号才会翻转。因此喷墨打印机停止向耗材芯片供电后，经过一定的时间斯密特反向器51的输出信号才翻转。斯密特反向器51输出的信号翻转后，控制单元42判断喷墨打印机向芯片掉电，即控制将易失性存储器44的数据写入到非易失性存储器43内。

由于电阻R3的电阻值可调，因此芯片生产厂家可根据不同喷墨打印机掉电时间调整电阻R3的阻值，从而改变延时电路的延时时间。这样，芯片生产厂家无需生产多种型号的芯片，只需要生产一种芯片的芯片并根据不同打印机调节电阻R3的阻值即可。

耗材芯片第二实施例：

本实施例具有基板，基板上设有电触点及电子模块，电子模块具有控制单元、接口单元、存储器、供电单元等，上述模块与耗材芯片第一实施例的相同，本实施例还设有掉电检测单元，掉电检测单元结构图如图7所示。

参见图7，本实施例的掉电检测单元具有二极管D4、电容C4以及数字电位器54、斯密特反向器52。数字电位器54是一种电阻值可改变的电位器，其控制端55，也就是中间抽头与控制单元连接，由控制单元发送的信号改变数字电位器54的电阻值。

这样，通过在控制单元中设定程序，可方便地设定数字电位器54的电阻值。此外，可以在控制单元内预设多组不同的控制数据，每一组控制数据对应于数字电位器54的一个电阻值。控制单元根据不同的喷墨打印机向数字电位器54送出不同的控制数据，从而改变数字电位器54的电阻值，这将更加方便延时时间的控制。

耗材芯片第三实施例：

本实施例也设有基板，基板上设有电触点及电子模块，电子模块具有控制单元、接口单元、存储器、供电单元等，并设有掉电检测单元，本实施例的掉电检测单元结构图如图8所示。

本实施例的掉电检测单元设有二极管D5、电容C5、斯密特反向器56以及串联连接的电阻R4、R5，其中电阻R5为可变电阻器。这样，芯片封装时，可先将电阻R4与其他元件封装，待确定芯片需要安装的墨盒型号后，根据对应的喷墨打印机掉电时间来调节电阻R5的阻值，最后封装电阻R5，这样将更有利于芯片的生产。

耗材芯片第四实施例：

本实施例也设有基板，基板上设有电触点及电子模块，电子模块具有控制单元、接口单元、存储器、供电单元等，并设有掉电检测单元，本实施例的掉电检测单元结构图如图9所示。

本实施例的掉电检测单元设有二极管D6、电阻R6、斯密特反向器57以及并联连接的电容C6、C7，其中电容C7为可调电容。这样，通过调节电容C7的电容值可改变延时电路的延时时间。并且，制作芯片时，可先封装电容C6，待确定墨盒安装的喷墨打印机型号后，再调节电容C7的电容量，最后封装电容C7。

并且，制作芯片时，可选取电容量较小的电容C6，以便电容C6的充电时间较短，且通过选取电阻值较大的电阻R6，使延时电路的延时时间较长。且通过增加电容值可调的电容C7，使芯片的延时时间可调，有利于芯片的生产。

耗材芯片第五实施例：

本实施例也设有基板，基板上设有电触点及电子模块，电子模块具有控制单元、接口单元、存储器、供电单元等，并设有掉电检测单元，本实施例的掉电检测单元结构图如图10所示。

本实施例的掉电检测单元设有二极管D7、电阻R7、斯密特反向器58以及并联连接的电容C8、C9、C10，其中电容C8直接与二极管D7的阴极连接，电容C9、C10的一端分别通过作为开关器件的场效应管Q2、Q3与电源线59连接，且场效应管Q2、Q3的栅极均连接至控制单元，由控制单元控制场效应管Q2、Q3的通断。

这样，通过控制单元可调节延时电路中电容C9、C10的投退，从而改变延时电路的延时时间。并且，可通过预设的程序设定电容C9、C10的投入与退出，更加方便地调节延时时间。

墨盒实施例：

本实施例具有一个壳体，壳体围成一个容纳墨水的腔体，在腔体的下方设有与腔体连通的出墨口，腔体内的墨水可通过出墨口流出。并且，在壳体的一个外壁上可拆卸地安装有一块依据本发明上述任一实施例的耗材芯片。

碳粉盒实施例：

本实施例具有壳体，壳体围成容纳碳粉的腔体，腔体的一端设有出粉口。在壳体的外壁上可拆卸地安装一块如上述任一实施例的耗材芯片。

当然，上述实施例仅是本发明较佳的实施方案，实际应用时还可以有更多的变化，例如，使用可充电的电池替代电容作为供电单元；或者，掉电检测单元不设置斯密特反向器，直接使用普通的非门电路；又或者，使用三极管替代场效应管作为开关器件等，这样的改变同样可以实现本发明的目的。

最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，如电容或电阻类型及参数的改变、延时电路具体结构的改变等变化也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.耗材芯片，包括

基板，所述基板上设有通讯单元以及与所述通讯单元电连接的电子模块，所述电子模块设有接口单元、接收所述接口单元所传送信号的控制单元、与所述控制单元电连接的存储器，一供电单元向所述存储器供电，所述电子模块还设有与所述控制单元连接的掉电检测单元，所述掉电检测单元具有延时电路，所述延时电路具有并联连接的电容及电阻；

其特征在于：

所述电容与所述电阻中的至少一个为可调器件。

2.根据权利要求1所述的耗材芯片，其特征在于：

所述电阻为数字电位器，所述数字电位器的控制端与所述控制单元电连接并接收所述控制单元发送的信号。

3.根据权利要求1所述的耗材芯片，其特征在于：

所述电阻包括串联连接的第一电阻元件及第二电阻元件，所述第二电阻元件为可变电阻器。

4.根据权利要求1至3任一项所述的耗材芯片，其特征在于：

所述电容包括并联连接的第一电容元件以及第二电容元件，所述第二电容元件为可调电容。

5.根据权利要求1至3任一项所述的耗材芯片，其特征在于：

所述电容包括并联连接的第一电容元件以及至少一个第二电容元件，每一所述第二电容元件的一端与电源线之间连接有开关器件，每一所述开关器件由所述控制单元控制通断。

6.根据权利要求1至3任一项所述的耗材芯片，其特征在于：

所述掉电检测单元还设有斯密特反向器，所述斯密特反向器的输入端与所述延时电路的输出端电连接。

7.耗材容器，包括

壳体，所述壳体围成容纳耗材的腔体，所述腔体下端设有耗材出口，所述壳体的外壁上安装有耗材芯片，所述耗材芯片具有基板，所述基板上设有通讯单元以及与所述通讯单元电连接的电子模块，所述电子模块设有接口单元、接收所述接口单元所传送信号的控制单元、与所述控制单元电连接的存储器，一供电单元向所述存储器供电，所述电子模块还设有与所述控制单元连接的掉电检测单元，所述掉电检测单元具有延时电路，所述延时电路具有并联连接的电容及电阻；

其特征在于：

所述电容与所述电阻中的至少一个为可调器件。

8.根据权利要求7所述的耗材容器，其特征在于：

所述电阻为数字电位器，所述数字电位器的控制端与所述控制单元电连接并接收所述控制单元发送的信号。

9.根据权利要求7或8所述的耗材容器，其特征在于：

所述电容包括并联连接的第一电容元件以及第二电容元件，所述第二电容元件为可调电容。

10.根据权利要求7或8所述的耗材容器，其特征在于：

所述电容包括并联连接的第一电容元件以及至少一个第二电容元件，每一所述第二电容元件的一端与电源线之间连接有开关器件，每一所述开关器件由所述控制单元控制通断。

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