CN109996681A - 用于可更换的打印机组件的集成电路设备 - Google Patents

Abstract

在一个示例中，用于可更换的打印机组件的集成电路设备用于当具有该集成电路设备的组件被安装在打印机中时，将关于该组件的信息传送到打印机控制器。集成电路设备包括：控制器；存储器，可操作地连接到控制器以存储和/或生成关于组件的信息；单对导体，用于将电力供给到控制器，以及用于将数据信号传输到控制器和从控制器传输数据信号；检测器，用于检测具有与组件相关联的信号特性的输入数据信号；以及两个电触头，每个电触头连接到导体中的一个，用于当具有集成电路设备的组件被安装在打印机中时，将集成电路设备连接到打印机控制器。

Description

用于可更换的打印机组件的集成电路设备

背景技术

在许多打印机中，墨粉、墨水和其他打印材料包含在可定期更换(例如当打印材料被完全耗尽时)的可拆卸的墨盒中。打印材料墨盒可以包括当墨盒安装在打印机中时能够在墨盒与打印机控制器之间交换信息的集成电路设备(IC)。

附图说明

图1是图示实施当组件安装在打印机中时用于与打印机控制器通信的新的集成电路设备的一个示例的可更换的打印机组件的框图。

图2是图示实施用于打印机控制器与可更换的打印机组件之间的通信的新的通信系统的一个示例的打印机的框图。

图3是图示具有沿双导体总线连接到打印机控制器的多个打印材料墨盒的通信系统的一个示例的框图。

图4是图示具有多个可更换的打印机组件的通信系统的一个示例的框图，每个打印机组件独立地用单对导体连接到打印机控制器。

图5是图示具有多个可更换的打印机组件的通信系统的一个示例的框图，每个打印机组件通过双向多路复用器用单对导体连接到打印机控制器。

图6图示了用于一组组件中的可更换的打印机组件的集成电路设备的一个示例，其中打印机控制器可以使用频率调制来单独地寻址每个组件上的IC。

图7图示了实施诸如图1所示的集成电路设备的集成电路设备的墨粉盒的一个示例。

图8图示了实施诸如图1所示的集成电路设备的集成电路设备的墨水盒的一个示例。

在整个附图中，相同的部件号表示相同或相似的部件。

具体实施方式

理想的是许多打印应用能够在打印机控制器与一组墨盒中的单独的打印材料墨盒之间通信。例如，打印机控制器可能希望与彩色激光打印机中的青色、品红色、黄色和黑色墨粉盒中的每个墨粉盒单独通信。标准的I2C双向通信接口允许打印机控制器通过同一总线单独与多个单独的墨盒中的每个通信，但代价是每个墨盒IC上有四个连接器的四导体总线。

已经开发出一种新技术，能够使用双导体总线，并且因此每个墨盒IC上的仅两个连接器用于根据单个接口协议、在同一总线上进行在打印机控制器与多个单独的墨盒中的每个之间的双向通信。在一个示例中，组中的每个IC被配置为根据与组中的其他IC中的每个的模拟信号特性不同的模拟信号特性、沿双导体总线与打印机控制器通信。例如，在频率调制的情况下，组中的每个IC包括用于衰减与单独的IC相关联的频率不同的频率的带通滤波器。

示例不限于打印材料墨盒。可以对其他可更换的打印组件实施示例，其他可更换的打印组件包括例如激光打印机中的光电导体、定影器和转印带，3D打印机中的构造材料供给器和助溶剂容器，以及微流体数字分配设备中的滴定磁带和生物或药物材料储液槽。用于可更换的打印机组件的IC可以包括控制器、可操作地连接到控制器以产生和/或存储关于组件的信息的存储器、用于将电力供给到控制器以及用于将数据信号传输到控制器和从控制器传输数据信号的单对导体、以及用于检测具有与组件相关联的信号特性的输入数据信号的检测器。当具有IC的组件被安装在打印机中时，两个电触头(每个连接到导体中的一个)将组件IC连接到打印机控制器。

本文中描述的这些和其他示例例示但不限制本专利的范围，本专利的范围在本说明书之后的权利要求中被限定。

如本文档中使用的，“和/或”意味着连接的事物中的一个或多个；“打印机”意味着包括任何数字打印设备或微流体分配系统(包括例如，激光打印机、喷墨打印机和其他数字微流体分配设备)以及3D打印机；并且“存储器”意味着可体现、包含、存储或保持由处理器使用的信息和指令的任何非暂时性有形介质，并且可以包括例如，电路、集成电路、ASIC(专用集成电路)、硬盘驱动器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和闪存。

图1是图示当组件安装在打印机中时实施用于与打印机控制器通信的新的集成电路设备12的一个示例的打印材料和或其他可更换的打印机组件10的框图。参考图1，集成电路设备12包括控制器14、连接到控制器14以存储和/或生成关于组件10的信息18的存储器16、以及单对导体20、22，单对导体20、22用于将电力供给到控制器14以及集成电路设备12的其他元件，并且用于将数据信号传输到控制器14和从控制器14传输数据信号(以及在数据不由控制器14专门控制的情况下，将数据信号传送到集成电路设备12的其他元件和从集成电路设备12的其他元件传送数据信号)。

集成电路设备12还包括用于检测具有与组件10相关联的信号特性的输入数据信号的检测器24。检测器24通常也被称为“解调器”，尤其在频率调制(FM)和幅度调制(AM)的背景下。电触头26、28分别连接到导体20、22，以在组件12安装在打印机中时通过双导体总线将集成电路设备12连接到打印机控制器。虽然检测器24在图1中被描绘为与控制器14分开的分立元件，但是检测器24可以与控制器14成一体，例如是同一集成电路的部件。

在一个示例中，检测器24被实施为可编程滤波器，以衰减具有与组件10相关联的信号特性不同的信号特性的输入数据信号。在一个示例中，用于在总线上寻址不同组件的信号特性为频率，并且检测器24被实施为被编程为带通滤波器，以通过与组件10相关联的频带内的频率并且衰减在与组件10相关联的频带之外的频率。检测器24可以包括用期望的调制和解调方法以及操作频率编程的调制器和解调器。调制频率可以与解调频率相同或不同。检测器24的解调方法可以与调制返回至打印机控制器的数据的调制方法(如由打印机控制器确定的)相同或不同。

与检测器24相关联的可编程滤波器可以针对带宽、操作的中心频率以及正确操作可能期望的任何增益或衰减是可编程的。对调制和解调方法以及操作频率进行编程的能力在电噪声打印环境中可能是尤其需要的，用于重新配置通信系统以帮助保持最佳性能。例如，对诸如频率调制的角度调制和解调方法进行编程可以充分改善信噪比，以在打印期间能够进行读/写操作。被频率调制的数据流的正交调制可以用于使命令和数据能够同时发送到组件10，例如通过将相位偏移90°，从而扩展可用带宽，代价是略微增加调制器和解调器的复杂度。

控制器14通常表示编程、处理和相关联的存储器资源、以及用于控制数据存储以及提取至设备12或从设备12提取的其他电子电路和组件、以及与设备12相关联的任何编程功能。例如，控制器14可以被实施为通用计算机或微控制器，该通用计算机或微控制器被配置为从打印机控制器接收命令、数据和信息请求并且作用于这些命令和请求，以将数据存储在存储器16中、从存储器16获取数据以及将检测器24重新配置为期望的操作参数。虽然存储器16在图1中被描绘为与控制器14分开的分立元件，但是存储器16可以与控制器14成一体，例如是同一集成电路的部件。

图2是图示实施用于打印机控制器与可更换的打印机组件之间的通信的通信系统的打印机30的一个示例的框图。参考图2，打印机30包括可更换的打印机组件10、打印引擎32、电源33以及可操作地连接到组件10、打印引擎32和电源33的控制器34。在一个示例中，组件10是将墨粉、墨水或另一打印材料供给到打印引擎32的打印材料墨盒。虽然仅示出了一个组件10，但是打印机30可以包括多个打印材料墨盒和/或其他可更换的组件。

打印引擎32表示将来自墨盒10的打印材料施加到纸张或其他打印基材的打印机组件。例如，在激光打印机30中，打印引擎32可以包括成像激光器、光电导体、定影器以及用于移动打印基材通过光电导体和定影器的传送系统。再比如，在喷墨打印机中，打印引擎32可以包括打印头和用于移动打印基材通过打印头的传送系统。在其他喷墨型微流体分配系统中，打印引擎32可以包括打印头阵列和用于将工件(workpiece)保持在阵列下方的固定装置。在3D打印机中，打印引擎32可以包括构造材料分层设备、助溶剂分配器和融合光。打印引擎32的一些组件可以是可更换的墨盒10的一部分。例如，在激光打印机30中，光电导体可以是可更换的墨粉盒10的一部分。再比如，在喷墨打印机30中，打印头可以是可更换的墨水盒10的一部分。

打印机控制器34表示编程、处理和相关联的存储器资源、以及控制打印机30的操作元件需要的其他电子电路和组件。具体地，控制器34包括具有通信指令38的存储器36和用于执行指令38的处理器39。通信指令38包括用于通过双导体总线40与打印材料墨盒或其他可更换的组件10上的集成电路12通信的指令。总线40包括电力和通信导体42以及返回导体44。集成电路12上的集成电路设备控制器14、导体22、24、检测器24和触头26、28与打印机30上的具有通信指令38的总线40和打印机控制器34一起形成组件间通信系统46。

图3是图示具有通过双导体总线40连接到打印机控制器34的多个打印材料墨盒10的通信系统46的一个示例的框图。在该示例中，每个墨盒10包括具有不同颜色的打印材料50的容器48。在另一示例中，如图4所示，具有集成电路设备12的多个打印材料墨盒和/或其它可更换的打印机组件10利用每个组件10的专用的单对导体40、42连接到打印机控制器34。在另一示例中，如图5所示，双向多路复用器52用于将每个组件10独立于通信系统46中的其他组件10而连接到打印机控制器34。

图6图示了诸如可以用于图3中的每个墨盒10的集成电路设备12的一个示例，其中打印机控制器34使用频率调制来单独寻址每个墨盒。参考图6，电力和通信信号被供给到触头26处的导体20。导体22通过触点28到例如打印引擎框架地或任何其他合适的电参考框架起到公共参考点的作用。在该示例中，电力被引导到整流器54和存储电容器56，以帮助稳定到控制器14和存储器16中的敏感电路以及到载波信号频率检测器24中的频率提取电路的供给电压。电容器58、60、62可用于将数据信号AC耦接到检测器24、无线电接收器系统64和无线电发射器系统66。

在一个示例中，耦合到频率检测器24的数据信号允许控制器14将由打印机控制器选择并且与可更换的组件10(图1-图5)上的集成电路设备12相关联的频率用作本地系统时钟。在另一示例中，本地设备控制器14包括用于本地系统时钟的较低精度振荡器或较高精度MEMs时钟电路。控制器14使用该本地系统时钟设置用于接收器无线电系统64和发射器无线电系统66两者的期望操作频率，从而允许使用接收和发送数据期望的任何频率。设备控制器14还与存储器16接合以存储和获取用于打印操作的数据。

通过打印机控制器在总线40(图3)上将命令和数据信号发送到接收器64并且在检测器24处解调之后提供到控制器14以存储到存储器16，来更新每个本地存储器16中的数据。当打印机控制器需要组件IC存储器16中的数据时，单独的命令在总线40(图3)上被发送到接收器64，并且然后被发送到控制器14。控制器14从存储器16获得期望的数据，开启发射器66，对期望的发射频率和调制方法进行编程，并且然后将数据发送到打印机控制器。

在一个示例中，可更换的组件10被实施为图7所示的墨粉盒10。在另一示例中，组件10被实施为图8所示的墨水盒10。例如，存在于打印材料墨盒10的存储器16中的信息18可以包括关于墨盒中的墨粉或墨水的信息、用于向打印机控制器认证墨盒的信息和/或用于向打印机控制器识别墨盒的信息。此外，虽然墨盒10被安装在打印机中时将通常包含打印材料，但图3、图7和图8中的打印材料墨盒表示具有或不具有打印材料50的打印材料墨盒，包括例如，在用印刷材料填充(或再填充)之前的空墨盒。

如在本说明书开头所述，附图中所示和上面描述的示例例示但不限制本专利的范围。其他示例是可能的。因此，前面的描述不应被解释为限制本专利的范围，本专利的范围在下面的权利要求中被限定。

如权利要求中使用的“一”和“该”意味着一个或多个。

Claims (15)

1.一种用于可更换的打印机组件的物品，包括集成电路设备，当具有所述集成电路设备的组件被安装在打印机中时，所述集成电路设备用于将关于所述组件的信息传送至打印机控制器，所述集成电路设备包括：

控制器；

存储器，可操作地连接到所述控制器以存储和/或生成关于所述组件的信息；

单对导体，用于将电力供给到所述控制器，以及用于将数据信号传输到所述控制器和从所述控制器传输数据信号；

检测器，用于检测具有与所述组件相关联的信号特性的输入数据信号；以及

两个电触头，每个电触头连接到所述导体中的一个，用于当具有所述集成电路设备的组件被安装在打印机中时将所述集成电路设备连接到打印机控制器。

2.根据权利要求1所述的物品，其中所述检测器响应于来自所述控制器的命令可配置，以改变与所述组件相关联的所述信号特性。

3.根据权利要求1所述的物品，其中所述检测器包括滤波器，用于衰减具有不同于与所述组件相关联的信号特性的信号特性的输入数据信号。

4.根据权利要求1所述的物品，其中与所述组件相关联的所述信号特性为信号频率、信号幅度和/或信号相位。

5.根据权利要求1所述的物品，其中所述集成电路设备包括：发射器，用于在具有与所述组件相关联的所述信号特性的所述导体上发送数据信号。

6.根据权利要求1所述的物品，其中所述组件为打印材料墨盒，并且所述存储器可操作地连接到所述控制器，以生成和/或存储关于所述墨盒中的打印材料的信息、用于向打印机控制器认证所述墨盒的信息和/或用于向打印机控制器识别所述墨盒的信息。

7.根据权利要求5所述的物品，其中所述存储器存储关于所述墨盒中的打印材料的信息、用于向打印机控制器认证所述墨盒的信息和/或用于向打印机控制器识别所述墨盒的信息。

8.根据权利要求6所述的物品，其中所述组件为墨粉盒或墨水盒。

9.一组集成电路设备，每个集成电路设备用于一组相关的打印材料墨盒中的不同的打印材料墨盒，所述组中的每个设备存储关于对应墨盒的信息，并且所述组中的每个设备被配置为根据与所述组中的其他设备中的每个的信号特性不同的信号特性，沿双导体总线与打印机控制器通信。

10.根据权利要求9所述的组，其中所述组中的每个集成电路设备被配置为根据单个接口协议沿所述双导体总线与打印机控制器通信。

11.根据权利要求9所述的组，其中所述组中的每个集成电路设备被配置为改变所述信号特性。

12.根据权利要求9所述的组，其中每个集成电路设备包括：

控制器；

存储器，可操作地连接到所述控制器，所述存储器存储关于所述对应墨盒的所述信息；

单对导体，当具有所述集成电路设备的墨盒被安装在打印机中时，所述单对导体用于同时将电力从所述总线供给到所述控制器，以及用于在所述总线与所述控制器之间传输数据信号；以及

信号滤波器，用于衰减具有不同于与所述集成电路设备相关联的信号特性的信号特性的输入数据信号；以及

两个电触头，每个电触头连接到所述导体中的一个，用于当具有所述集成电路设备的墨盒被安装在打印机中时，将所述集成电路设备连接到所述总线。

13.一组集成电路设备，每个集成电路设备用于对应的不同颜色的打印材料墨盒，所述组中的每个设备包括：

存储器，用于存储关于所述对应的墨盒的信息；

单对导体，用于将电力供给到所述存储器控制器，以及用于根据与所述组中的其他设备中的每个的模拟信号特性不同的模拟信号特性，将数据信号传输到所述存储器和从所述存储器传输数据信号；以及

两个电触头，每个电触头连接到所述导体中的一个，用于当具有所述集成电路设备的墨盒被安装在打印机中时，将所述集成电路设备连接到双导体总线。

14.根据权利要求13所述的组，其中所述组中的每个集成电路设备由打印机控制器可配置，以改变所述模拟信号特性。

15.根据权利要求14所述的组，其中每个集成电路设备包括：滤波器，用于衰减具有不同于与所述集成电路设备相关联的信号特性的信号特性的输入数据信号，所述滤波器响应于来自打印机控制器的命令可配置，以改变与所述集成电路设备相关联的所述信号特性。