CN103386817A - 芯片、芯片连接件、芯片组件及其通讯方法、打印机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种安装于耗材容器上的芯片，包括基板及其上的电子模块，电子模块包括触点组及与触点组电连接的电子元器件，触点组用于与触针连接，芯片连接件包括连接件基板、安装在连接件基板上的连接件电子模块、母转接件和公转接件，母转接件用于与打印机公连接座连接，公转接件用于将触针引出，连接件电子模块包括与母转接件及公转接件电连接的集成电路部分，集成电路部分包括存储单元和控制单元，存储单元用于存储计量数据和非计量数据，控制单元与存储单元连接，用于实现芯片连接件与芯片以及芯片连接件与打印机之间的数据通讯；本发明还提供了一种包括芯片组件及其通讯方法；采用本发明，能避免他人不正当地使用芯片和耗材容器。

Description

芯片、芯片连接件、芯片组件及其通讯方法、打印机

技术领域

本发明涉及成像领域，具体地说，涉及一种芯片及其连接件、芯片组件，本发明还涉及该芯片组件的通讯方法及打印机。 

背景技术

常用的两种打印机是喷墨打印机和激光打印机，喷墨打印机使用容纳有墨水的墨盒作为耗材容器向打印机提供打印用的墨水，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向打印机提供打印用的碳粉，以在介质上形成需要打印的文字或图案，复印机、传真机及多功能一体机的成像原理、使用耗材容器等与打印机基本相同。本发明所说的耗材容器是指墨盒和碳粉盒；本发明所说的耗材是指墨水或碳粉。 

随着打印机地广泛应用，愈来愈多的租赁商提供免费打印机及其匹配的收费耗材容器供给用户使用，上述耗材容器上一般都安装有芯片，打印机与芯片之间的连接方式参见图1，打印机壳体内设有主板，主板上设置公连接座，公连接座通过连接连接线上的母转接头与触针电连接，当耗材容器安装到打印机上时，触针与芯片的触点接触，以实现打印机向芯片发出信号及从芯片接收信号。耗材容器具有一容器壳体，容器壳体内容纳有耗材，芯片设置在容器壳体的外壁上。芯片的结构参见图2，其具有基板，基板上设置有电子模块，电子模块包括与集成电路部分和与集成电路部分电连接的触点组，触点组用于与触针接触，集成电路部分内设有控制单元和存储单元，存储单元中存储有与耗材容器相关的数据，上述数据包括计量数据和非计量数据，计量数据包括耗材余量、已打印页数、剩余打印页数等，非计量数据包括耗材容器型号、生产厂商、生产日期等，控制单元用于实现与打印机之间的数据通讯。耗材容器安装到打印机上时，打印机通过触针与芯片的触点组连接，以读取芯片存储单元中的数据，判断耗材容器型号是否适用于该台打印机，或耗材容器内的耗材余量是否充足；打印机只有在判断耗材容器型号匹配且耗材容器内容纳有充足的耗材时才能执行打印操作。在打印机工作过程中，打印机还实时将与耗材相关的数据写入到芯片存储单元中，以实现对工作过程计量数据的记录。 

然而，由于上述芯片的结构与现有芯片的结构相同，其与打印机的连接方式与现有的连接方式也基本相同，一些使用者常常将在租赁的打印机上安装其他厂商提供的耗材容器来使用。如此，不仅给租赁商带来巨大损失，而且，打印机还很可能由于兼容问题出现打印故障，当维护打印机时，给排除故障带来困难和不便。 

发明内容

本发明的目的是提供一种能避免不正当使用的芯片，以克服现有技术的不足。 

为实现上述目的，本发明提供的芯片安装于耗材容器上，包括基 

板及其上的电子模块；电子模块包括触点组和触点组电连接的电子元器件，触点组用于与触针连接。

由上方案可见，通过将现有的芯片拆分，设置于耗材容器上的芯片只具有现有芯片的小部分元器件，相当于现有芯片另一部分的芯片连接件设置于打印机主板上，芯片连接件可以实现现有芯片的所有功能，如存储计量数据、复位操作等，如此，能有效避免使用者不正当的使用芯片，即使将设置于耗材容器上的芯片取下，放置到其他租赁商的耗材容器上也不能实现现有芯片的功能，也不能在某一租赁商提供的打印机上使用其他租赁商的耗材容器，避免了租赁方的损失；而且，避免打印机由于不兼容耗材容器而引起的工作异常。 

本发明的另一目的是提供一种芯片连接件，该芯片连接件安装在 

打印机壳体内，包括连接件基板、安装在连接件基板上的连接件电子模块、母转接件和公转接件；母转接件用于与打印机的公连接座连接，公转接件用于将触针引出，连接件电子模块包括与母转接件和公转接件电连接的集成电路部分，集成电路部分包括存储单元和控制单元，存储单元用于存储计量数据和非计量数据，控制单元与存储单元连接，用于实现芯片连接件与芯片以及芯片连接件与打印机之间的数据通讯。

本发明通过将现有芯片进行拆分，一部分设置于耗材容器上，另 

一部分设置于打印机中，设置于耗材容器上的部分只包含有触点组和电子元器件，设置于打印机中的部分——芯片连接件包含了现有芯片的全部组成部分，可以实现现有芯片的所有功能，打印机公连接座与芯片连接件线上的母转接件连接，芯片连接件的公转接件通过连接触针线上的母转接头将触针引出，与芯片的触点组连接，如此，当打印机上电使用时，芯片连接件和芯片便可以如同现有芯片一样，实现与打印机之间的数据通讯，耗材容器及芯片的外观对于使用者而言与现有结构是一样的；若使用者将耗材容器上的芯片取下安装到另一租赁商的耗材容器上，或将安装有该芯片的耗材容器安装到其他租赁商的打印机上进行使用，由于芯片上只有一部分电子元器件，而没有控制单元和接口单元，该芯片或耗材容器不能正常使用；这样，就避免使用者不正当的使用芯片或耗材容器，并避免租赁商由此而造成的损失；还确保打印机正常工作。

本发明的还一目的是提供一种芯片组件，包括芯片和芯片连接 

件；芯片安装于耗材容器上，芯片包括基板及其上的电子模块，电子模块包括触点组和与触点组电连接的电子元器件，触点组用于与触针连接；芯片连接件安装于打印机壳体内，芯片连接件包括连接件基板、安装在连接件基板上的连接件电子模块、母转接件和公转接件，母转接件用于与打印机的公转接头连接，公转接件用于连接触针线上的母转接头，从而达到和打印机连接且将触针引出的目的，连接件电子模块包括与母转接件和公转接件电连接的集成电路部分，集成电路部分包括存储单元和控制单元，存储单元用于存储计量数据和非计量数据，控制单元与存储单元连接，用于实现芯片连接件与芯片以及芯片连接件与打印机之间的数据通讯。

由上方案可见，本发明所提供的芯片组件相当于现有芯片，其中，芯片设置于耗材容器上，芯片连接件设置于打印机上，芯片触点组与公转接件引出的触针连接，芯片连接件的母转接件与打印机的公连接座连接，包括控制单元和存储单元的集成电路部分设置于芯片连接件中，芯片连接件可实现现有芯片的所有功能，设置于耗材容器上的芯片与现有芯片的外观结构相同而功能不同，如此，能有效避免使用者不正当地使用芯片或耗材容器，保障租赁商的利益不受损害。 

本发明的又一目的是提供一种芯片组件的通讯方法，芯片组件包括芯片和芯片连接件，其结构如上所述，通讯方法是：芯片连接件首先判断芯片是否适用于芯片连接件，如果适用，则从芯片中读取耗材余量并判断耗材余量是否耗尽，如果不适用则返回首先判断步骤；当耗材余量耗尽时，返回首先判断步骤，当耗材余量未耗尽时，则使用芯片连接件来记录与耗材相关的数据。 

由上方案可见，本发明利用设置于打印机上的芯片连接件来实现现有芯片的所有功能，当打印机上电使用时，芯片连接件首先判断安装于耗材容器上的芯片是否适用于该芯片连接件，当适用时，芯片连接件才从芯片中读取耗材余量数据到芯片连接件中以进行下一步的数据通讯，否则继续判断芯片是否适用于该芯片连接件。如此，能够有效避免使用者不正当的使用耗材容器及其上的芯片，防止使用者将芯片安装到其他租赁商的耗材容器上使用，或将耗材容器安装到其他租赁商的打印机上使用，保障了租赁厂商的利益。 

附图说明

图1是现有打印机及现有耗材容器的连接方式示意图。 

图2是现有芯片的结构示意图。 

图3是本发明之芯片第一实施例的结构示意图。 

图4是本发明之芯片连接件第一实施例的结构示意图。 

图5是本发明之芯片、芯片连接件、芯片组件第一实施例中芯片、芯片连接件及打印机的连接示意图。 

图6是本发明之芯片第二实施例的结构图。 

图7是本发明之芯片组件的通讯方法流程图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步进行说明。 

具体实施方式

芯片、芯片连接件、芯片组件第一实施例 

本实施例所提供的芯片组件包括芯片和芯片连接件，其中：

芯片设置于碳粉盒上，芯片结构参见图3，包括基板及安装在基

板上的电子模块，该电子模块包括触点组和与触点组电连接的加密存储器，触点组用于与触针连接，加密存储器中存储有租户数据和碳粉报尽数据，租户数据包括租户身份ID及其对应的用户数据信息。

芯片连接件设置于激光打印机壳体的主板上，芯片连接件的结构 

参见图4，包括连接件基板、安装在连接件基板上的连接件电子模块、母转接件和公转接件，母转接件用于与激光打印机的公连接座连接，激光打印机的公连接座通过连接线与母转接件连接，公转接件用于将触针引出，从而与芯片的触点组连接，该连接件电子模块包括与母转接件和公转接件电连接的集成电路部分，集成电路部分包括存储单元和控制单元，存储单元用于存储计量数据和非计量数据，计量数据包括碳粉余量、已打印页数、剩余打印页数等，非计量数据包括碳粉盒型号、生产厂商、生产日期、匹配的租户身份ID等，控制单元与存储单元连接，用于实现芯片连接件与芯片之间、以及芯片连接件与激光打印机之间的数据通讯。

芯片、芯片连接件及碳粉盒之间的连接方式示意图参见图5。本发明中的芯片连接件包含了现有芯片的所有功能，即计量功能和存储功能，芯片连接件能在碳粉耗尽时实现复位，还能对芯片执行操作。 

当碳粉盒安装到激光打印机上后，芯片也随着碳粉盒安装到激光打印机上，激光打印机上电访问芯片连接件时，芯片连接件开始工作，芯片连接件通过对芯片进行密钥认证，判断芯片是否合法，若芯片合法，再通过判断芯片的租户身份ID是否与芯片连接件中存储的匹配租户身份ID相同，从而继续判断芯片是否适用于芯片连接件，如果适用，芯片连接件才读取芯片内加密存储器中的碳粉余量数据，以便于激光打印机判断碳粉余量是否足够继续工作，若能继续工作，激光打印机在打印过程中将碳粉余量数据实时写入芯片连接件的存储单元中。因此，如果碳粉盒上没有使用与芯片连接件相匹配的芯片，激光打印机会报错并停止工作，芯片无法与激光打印机进行正常的数据通讯，有效避免了不正当的使用芯片或碳粉盒。 

由上可见，由于利用设置于激光打印机中的芯片连接件来实现现有芯片的功能，设置于碳粉盒上的芯片中只包括加密存储器和触点组，该芯片必须与芯片连接件相匹配才能正常使用，如果碳粉盒上使用其他租赁商的芯片或不匹配的芯片，激光打印机则无法实现与碳粉盒的正常数据通讯，不会继续工作。 

作为本发明芯片第一实施例及芯片组件第一实施例的一种变换，芯片中的加密存储器可以替换为普通存储器，此时，普通存储器不能实现对数据的加密处理，当碳粉盒安装到激光打印机上，激光打印机上电使用时，芯片连接件首先判断芯片是否与芯片连接件匹配，在匹配后方才继续下一步操作。 

作为本发明芯片连接件第一实施例及芯片组件第一实施例的另一种变换，芯片连接件中的控制单元可以采用其他控制器（如微控制器MCU），采用其软件设计实现其功能；也可采用可编程逻辑器件（如CPLD，FPGA 等）通过硬件编程来实现，上述变换均可实现本发明的目的。 

作为本发明芯片第一实施例、芯片连接件第一实施例及芯片组件第一实施例的又一种变换，该芯片可以安装于墨盒上，芯片连接件安装于喷墨打印机上，此时，芯片的加密存储器及芯片连接件的存储单元中存储的均是与墨盒相关的数据，其余结构和工作原理与本实施例相似。 

芯片、芯片连接件、芯片组件第二实施例 

本实施例所提供的芯片设置于碳粉盒上，芯片结构参见图6，包

括基板及安装在基板上的电子模块，该电子模块包括触点组和与触点组电连接的电容，触点组用于与触针连接。

芯片连接件设置于激光打印机壳体的主板上，芯片连接件的结构 

同上实施例所述，芯片、芯片连接件及碳粉盒之间的连接方式同上实施例。

本实施例相当于将现有芯片拆分为芯片和芯片连接件，芯片中的电容是现有芯片电路中的一部分，当碳粉盒安装到激光打印机上后，芯片也随着碳粉盒安装到激光打印机上，激光打印机上电访问芯片连接件时，芯片连接件开始工作，由于芯片上的电容属于现有芯片电路的组成部分，因此，芯片连接件与芯片之间相当于形成一个完整的电路以进行工作，此时，芯片连接件读取芯片连接件内存储单元中的碳粉余量数据，以便于激光打印机判断碳粉余量是否足够继续工作，若能继续工作，激光打印机在打印过程中则将碳粉余量数据实时写入芯片连接件的存储单元中。因此，如果碳粉盒上没有使用与芯片连接件中的电子元器件能组成完整电路的芯片，激光打印机会报错并停止工作，芯片无法与激光打印机进行正常的数据通讯，有效避免了不正当的使用芯片或碳粉盒。 

由上可见，由于将原有的芯片拆分为设置于激光打印机中的芯片 

连接件和设置于碳粉盒上的芯片，本发明所提供的芯片中只包括现有芯片电路中的部分元器件——电容和触点组，该芯片必须与芯片连接件相匹配才能正常使用，如果碳粉盒上使用其他租赁商的芯片或不匹配的芯片，激光打印机则无法实现与碳粉盒的正常数据通讯，不会继续工作。激光打印机工作一段时间后，使用者也对碳粉盒重新灌粉后以继续使用，实现碳粉盒壳体等以及芯片部件的重复利用，减少浪费，也有利于保护环境。

作为本发明芯片第二实施例及芯片组件第二实施例的一种变换，电容可以替换为电阻、二极管、三极管或电感中的任意一种电子元器件，只要是现有芯片电路中的一部分电子元器件均可。 

作为本发明芯片连接件第二实施例及芯片组件第二实施例的另一种变换，芯片连接件中的控制单元可以采用其他控制器（如微控制器MCU），采用其软件设计实现其功能；也可采用可编程逻辑器件（如CPLD，FPGA 等）通过硬件编程来实现，上述变换均可实现本发明的目的。 

作为本发明芯片第二实施例、芯片连接件第二实施例及芯片组件第二实施例的又一种变换，该芯片可以安装于墨盒上，芯片连接件安装于喷墨打印机上，此时，芯片的加密存储器及芯片连接件的存储单元中存储的均是与墨盒相关的数据，其余结构和工作原理与本实施例相似。 

芯片组件通讯方法实施例 

本实施例中芯片组件的结构如上实施例所述，其通讯方法为：芯片连接件首先对芯片进行密钥认证，如果芯片通过了芯片连接件的密钥认证，芯片连接件则继续判断芯片是否适用于芯片连接件，如果芯片没有通过芯片连接件的密钥认证，则返回密钥认证的判断步骤继续判断；当芯片适用于芯片连接件时，芯片连接件则从芯片的加密存储器中读取碳粉余量并判断碳粉余量是否耗尽，当芯片不适用与芯片连接件时，返回密钥认证的判断步骤继续判断；当碳粉余量耗尽时，也返回密钥认证的判断步骤继续判断；若碳粉余量未耗尽时，则使用芯片连接件的存储单元来计量与碳粉相关的数据，当采用芯片连接件的存储单元来计量与碳粉相关的数据时，芯片连接件还实时判断芯片连接件中的碳粉余量是否耗尽，如果耗尽，芯片连接件则将芯片连接件中与碳粉相关的数据进行初始化，如果未耗尽，芯片连接件则继续记录与碳粉相关的数据。

参见图7，其具体程序步骤如下： 

        s10：开始；即激光打印机对芯片连接件上电，开始打印工作。

s20：芯片连接件认证芯片加密存储器的密钥信息；利用加密存储器的密钥算法所产生的验证信息，验证算法可以加入随机数，从而使得复制的运算结果无效，提高安全性。 

s30：判断芯片是否通过密钥认证？如果通过，则进入步骤s40，否则，进入步骤s20；芯片连接件向芯片发送认证信息A，加密存储器收到该认证信息A后，利用加密算法和密钥运算得到一组认证信息B，然后芯片将认证信息B返回给芯片连接件；芯片连接件在发送认证信息A的同时，也计算得到一组认证信息C，接下来，将B与C进行对比，如果一致，则通过认证，表示芯片处于安全状态，可继续使用，进入下一步的操作；否则，返回步骤s20继续判断。 

s40：读取芯片的数据；芯片连接件读取加密存储器中的类型数据。 

s50：判断芯片是否适用于芯片连接件？如果适用，则进入步骤s60，否则，进入步骤s20；芯片连接件判断加密存储器中的租户身份ID是否与芯片连接件中存储的匹配租户身份ID相同？如果相同，则表明芯片适用于芯片连接件，可以继续下一步的操作，否则，返回步骤s20继续进行密钥认证的判断。 

s60：读取碳粉余量信息；芯片连接件读取加密存储器中的碳粉余量数据，上述数据可以在打印过程中实时更新，也可以在碳粉耗尽之前进行更新。 

s70：判断碳粉余量是否耗尽？如果是，则进入步骤s20，否则，进入步骤s80。 

s80：使用芯片连接件的存储单元记录碳粉余量；使用芯片连接件的存储单元来记录碳粉盒中的碳粉余量等数据。芯片连接件也可以使用芯片的加密存储器来记录碳粉余量等数据，然而必须在激光打印机读/写数据速度较慢的情况下才适用，在激光打印机读/写数据速度很快时，使用芯片连接件的存储和记录数据能确保稳定性。 

s90：判断芯片连接件中的碳粉余量是否耗尽？如果是，则进入步骤s100，否则，进入步骤s80；判断此时芯片连接件中记录的碳粉是否耗尽，如果耗尽，则执行下一步的复位操作，否则，执行继续使用芯片连接件记录碳粉余量。 

s100：复位芯片连接件的数据；将芯片连接件中所存储的计量数据初始化，以便于进行下一轮的打印计量。 

s110：将耗尽数据写入加密存储器；该步骤可以防止使用者将碳粉盒上的芯片取下安装到其他碳粉盒上反复使用。 

s120：结束。 

作为本发明芯片组件通讯方法实施例的一种变换，本发明所提供的方法还可以针对安装在喷墨打印机上的芯片连接件和安装在墨盒上的芯片，其具体工作过程与上述方法实施例相同。 

作为本发明之芯片组件通讯方法实施例的另一种变换，若芯片的加密存储器替换为普通存储器，可省略步骤s20及步骤s30，即密钥认证的判断步骤；若芯片中是二极管或其他电子元器件，可省略步骤s20~步骤s70及步骤s110，即使用芯片连接件计量碳粉余量等数据，只要是将芯片组件分解为芯片连接件和芯片，利用安装在激光打印机中的芯片连接件来记录碳粉数据的通讯方法，上述变换均可实现本发明的目的。 

打印机实施例 

激光打印机包括壳体及其内的主板，壳体上安装有碳粉盒，碳粉盒上安装有如上所述的芯片，打印机主板上设置有如上所述的芯片连接件。

作为本发明打印机实施例的一种变换，还可以是喷墨打印机，此时，打印机壳体上安装的是墨盒，墨盒上安装有如上所述的芯片，打印机主板上设置有如上所述的芯片连接件。 

本发明不限于上述各实施例及变换，其他基于本发明技术方案且不违背本发明目的的方法及其组合变化也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。 

Claims (10)

1.芯片，安装于耗材容器上，包括

基板及其上的电子模块；

所述电子模块包括触点组；

其特征在于：

所述电子模块还包括与所述触点组电连接的电子元器件；

所述触点组用于与触针连接。

2.如权利要求1所述的芯片，其特征在于：

所述电子元器件是电阻、电容、二极管、三极管或电感中的任意

一种。

3.如权利要求1所述的芯片，其特征在于：

所述电子元器件是存储器。

4.如权利要求3所述的芯片，其特征在于：

所述存储器是加密存储器。

5.芯片连接件，安装在打印机壳体内，其特征在于：

包括

连接件基板；

连接件电子模块，安装于所述连接件基板上；

母转接件，用于与所述打印机的公连接座连接；

公转接件，用于将触针引出；

所述连接件电子模块包括

集成电路部分，与所述母转接件和所述公转接件电连接；

所述集成电路部分包括

存储单元，用于存储计量数据和非计量数据；

控制单元，与所述存储单元连接，用于实现所述芯片连接件与所

述芯片以及所述芯片连接件与所述打印机之间的数据通讯。

6.芯片组件，其特征在于：

包括芯片和芯片连接件；

所述芯片安装于耗材容器上，包括

基板及其上的电子模块；

所述电子模块包括触点组和与所述触点组电连接的电子元器件；

所述触点组用于与触针连接；

所述芯片连接件安装于打印机壳体内，包括

连接件基板；

连接件电子模块，安装于所述连接基板上；

母转接件，用于与所述打印机的公连接座连接；

公转接件，用于将触针引出；

所述连接件电子模块包括

集成电路部分，与所述母转接件和所述公转接件电连接；

所述集成电路部分包括

存储单元，用于存储计量数据和非计量数据；

控制单元，与所述存储单元连接，用于实现所述芯片连接件与所

述芯片以及所述芯片连接件与所述打印机之间的数据通讯。

7.芯片组件的通讯方法，其特征在于：

所述芯片组件包括芯片和芯片连接件；

所述芯片包括

基板及其上的电子模块；

所述电子模块包括触点组和与所述触点组电连接的存储器；

所述触点组用于与连接件触针连接；

所述芯片连接件包括

连接件基板；

连接件电子模块，安装于所述连接件基板上；

母转接件，用于与所述打印机的公连接座连接；

公转接件，用于将触针引出；

所述连接件电子模块包括

集成电路部分，与所述母转接件和所述公转接件电连接；

所述集成电路部分包括

存储单元，用于存储计量数据和非计量数据；

控制单元，与所述存储单元连接，用于实现所述芯片连接件与所述芯片以及所述芯片连接件与所述打印机之间的数据通讯；

所述通讯方法是：

所述芯片连接件首先判断所述芯片是否适用于所述芯片连接件，如果适用，则从所述芯片中读取耗材余量并判断所述耗材余量是否耗尽，如果不适用则返回所述首先判断步骤；当所述耗材余量耗尽时，返回所述首先判断步骤，当所述耗材余量未耗尽时，则使用所述芯片连接件来记录与耗材相关的数据。

8.如权利要求7所述的芯片组件通讯方法，其特征在于：

所述芯片连接件记录与耗材相关的数据时，还判断所述芯片连接件中的耗材余量是否耗尽，如果耗尽，则将所述芯片连接件中与耗材相关的数据初始化，如果未耗尽，所述芯片连接件继续记录与耗材相关的数据。

9.如权利要求7或8所述的芯片组件通讯方法，其特征在于：

所述芯片的存储器是加密存储器；

在判断所述芯片是否适用于所述芯片连接件之前，所述芯片连接件还对所述芯片进行密钥认证，如果通过，则执行下一步的操作，如果不通过，则返回密钥认证的判断步骤。

10.打印机，包括壳体及其内的主板，

所述壳体上安装有耗材容器；

其特征在于：

所述耗材容器上安装有如权利要求1所述的芯片；

所述主板上设置有如权利要求5所述的芯片连接件。

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