CN111890811B - 一种打印机耗材管理系统及打印机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种打印机耗材管理系统及打印机，系统包括耗材芯片模块、耗材量检测模块和耗材控制模块，所述耗材芯片模块用于：和打印机之间进行通信，进行数据存取交换，实现对耗材的识别、耗材余量及状态的读取和更新写入；配合完成打印机对耗材芯片的安全认证识别；耗材量检测模块用于：实现打印机各个耗材的余量的准确检测；耗材控制模块用于：读取所述耗材芯片模块数据而对耗材完成安全认证和识别；动态周期性实时读取耗材量检测模块返回的耗材量数据，计算出耗材量，更新耗材量数据。本发明有效的解决了传统打印机用墨点计数方案带来的对耗材消耗量计算不准确、与实际消耗量之间存在差异；避免耗材量计算不准确而增加耗材，方便耗材管理。

Description

一种打印机耗材管理系统及打印机

技术领域

本申请涉及打印机技术领域，具体而言，涉及一种打印机耗材管理系统及打印机。

背景技术

打印机耗材作为打印机成像输出不可或缺的部分，包括喷墨打印机产品的墨水、激光打印机产品的碳粉，3D打印产品的叠层材料等,是用户使用打印产品的必备组件。因此打印机耗材管理是打印机产品上非常重要的组成模块，一般来讲打印机耗材管理模块需具备以下几种功能：1、通过安全认证识别打印耗材的合法性及有效性；2、能够准确的检测打印耗材的使用量、剩余量及当前工作状态；3、能在打印机使用中动态更新和管理各个打印耗材的信息和状态，并提示相关的信息、警示、错误给用户，并在警示或错误产生后标记耗材错误状态，然后停止相应的打印工作。

受制于成本及检测技术，针对打印机耗材管理模块中的耗材用量及余量的检测，一直没有非常好的方法，大多数现有的桌面及复合打印机都使用了打印墨点计数的方法来实现对耗材余量的检测。墨点计数的基本原理即是分析每次要打印的图像，根据打印图像内容计算该次打印要打印消耗的墨点数，再根据不同的打印参数来设定不同的墨点消耗系数，将打印图像内容计算的墨点数，结合打印参数对应的墨点消耗系数，导入设定的公式计算出每次打印最终的耗材用量和当次打印完后的耗材余量。如果实际打印的耗材用量与上述计算的耗材用量存在误差，则不断调整上述的墨点消耗系数，直到实际打印耗材消耗量与上述的计算消耗量相同或相近为止。

以上使用打印墨点计数来实现耗材用量检测的方法，由于是通过图像内容分析、以及对各种打印参数的建模来理论计算出耗材用量的，常常受到环境温湿度、用户对耗材的使用周期、打印机及耗材成像的均一性、打印组件在各个寿命阶段的稳定性、甚至打印头或成像单元在不同分辨率下的成像物理特性的差异性，都会造成理论计算的墨点消耗数与实际耗材消耗数存在差异的情况，最终使打印机不能准确的检测和提示打印机上各个耗材的使用量和剩余量。

此外，国产宽幅及大幅面打印机日益增多，主要应用在户内外广告、写真、数码印花、平板打印等行业，耗材使用量很大，但多数宽幅打印机没有耗材管理功能，所以一种针对以上行业的有效耗材管理方案，既可用于厂家自研的打印产品上，也可针对市场现有的打印机进行打印耗材管理方案显得尤为必要。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种打印机耗材管理系统及打印机，配合该方法实现的一整套耗材管理方案，实现耗材的识别、用量准确检测、状态更新及错误处理。

为了实现上述目的，本申请提供了如下技术：

本发明第一方面在于提供一种打印机耗材管理系统，包括耗材控制模块以及分别与所述耗材控制模块通讯连接的耗材芯片模块和耗材量检测模块，其中，

所述耗材芯片模块用于：和打印机之间进行通信，进行数据存取或交换，实现对耗材的识别、耗材余量及状态的读取和更新写入；配合完成打印机对耗材芯片的安全认证识别；

所述耗材量检测模块用于：实现打印机各个耗材的余量的准确检测；

所述耗材控制模块用于：读取所述耗材芯片模块数据而对耗材完成安全认证和识别；动态周期性实时读取耗材量检测模块返回的耗材量数据，计算出耗材量，更新耗材量数据。

优选地，打印机耗材管理系统还包括打印控制模块，所述打印控制模块通讯连接所述耗材控制模块，其中：

所述打印控制模块用于：根据耗材控制模块报告的耗材模块状态及打印机其它状态控制当前打印机允许打印或者禁止打印。

优选地，所述耗材量检测模块包括：

重量传感器单元：所述重量传感器单元用于将耗材重量换化为电信号并传送到耗材量检测模块。

优选地，所述耗材量检测模块还包括：

耗材量转换单元：所述耗材量转换单元用于将重量传感器单元检测到的耗材重量电信号转换为高精度的耗材重量数值。

优选地，打印机耗材管理系统还包括告警显示模块，所述告警显示模块通讯连接所述耗材控制模块，其中：

所述告警显示模块用于显示或提示当前耗材余量以及实现耗材量低于阈值警告。

优选地，打印机耗材管理系统还包括打印机主控模块，所述打印控制模块设置于所述打印机主控模块上。

优选地，打印机耗材管理系统还包括打印机主控模块，所述打印控制模块和所述耗材控制模块皆设于所述打印机主控模块上。

优选地，打印机耗材管理系统包括一个耗材单元，所述耗材单元包括一个耗材芯片模块和打印耗材；还包括一个打印控制模块、一个耗材控制模块以及一个耗材量检测模块。

优选地，打印机耗材管理系统包括两个或两个以上的耗材单元，所述耗材单元包括一个耗材芯片模块和打印耗材；还包括一个打印控制模块、一个耗材控制模块以及两个或两个以上的耗材量检测模块。

本发明第二方面在于提供一种打印机，包括打印机载体，所述打印机载体上安装有上述所述的一种打印机耗材管理系统。

与现有技术相比较，本申请能够带来如下技术效果：

1、本技术方案可以准确的对耗材用量进行检测，实现耗材的识别、用量准确检测、状态更新及错误处理；该方案尤其适合用于宽幅面打印机、UV打印机、3D打印机等各种大型打印机耗材管理；

2、耗材控制模块根据当前耗材余量的数据来通知打印控制模块当前允许打印或者禁止打印，或者发出低耗材量报警；可以综合管控耗材量；

3、本发明有效的解决了传统打印机用墨点计数方案带来的对耗材消耗量计算不准确、与实际消耗量之间存在差异的问题；避免了厂商为了防止由于耗材量计算不准确而在耗材出厂时增加比标定量更多的耗材，同时又在耗材打印消耗完之前提前计数到零、停止打印而造成的厂商成本增加，以及剩余耗材的浪费；对大容量耗材、大打印量的耗材管理变得更加方便和容易。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本发明打印机耗材管理系统的系统组成结构示意图；

图2是本发明耗材量检测模块的系统组成结构示意图；

图3是本发明一个实施例中耗材单元的系统组成实施结构示意图；

图4是本发明另一个实施例中耗材单元的系统组成实施结构示意图；

图5是本发明打印机的系统组成实施结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

本申请的主要目的在于提供一种打印机耗材管理系统及打印机，配合该方法实现的一整套耗材管理方案，实现耗材的识别、用量准确检测、状态更新及错误处理。

如附图1所示，本发明第一方面在于提供一种打印机耗材管理系统，包括耗材控制模块以及分别与所述耗材控制模块通讯连接的耗材芯片模块通讯和耗材量检测模块，其中，

1、所述耗材芯片模块用于：和打印机之间进行通信，进行数据存取或交换，实现对耗材的识别、耗材余量及状态的读取和更新写入；配合完成打印机对耗材芯片的安全认证识别；

耗材芯片模块一般安装在耗材模组上，如喷墨类打印机耗材芯片安装在墨盒或墨瓶上。其具有以下功能：

具有和打印机之间进行有线/无线通信的能力，通过指令或数据的存取或交换，实现对耗材的识别、对耗材余量及状态的读取和更新写入。

具有安全认证、加密相关算法及功能，用于对与打印机之间的通信、以及写入耗材芯片的数据进行安全加解密；能配合完成打印机对耗材芯片的安全认证识别，防止耗材模块被破解、篡改、仿冒等。

具有数据存储能力。能存储用于安全认证、安全通讯及加密处理的安全密钥，存储用于合法识别的厂商信息、产品信息及墨水属性等，以及存储耗材的余量、状态，并能在使用过程中进行实时更新。

2、所述耗材量检测模块用于：实现打印机各个耗材的余量的准确检测；

耗材量检测模块实现打印机各个耗材的余量的准确检测，如附图2所示，耗材量检测模块由以下几个单元构成：

1)重量传感器单元由较高精度的重量传感器安装于耗材(墨盒/墨瓶)安装位置，能将耗材重量换化为电信号传送到耗材量计算单元。

2)耗材量转换单元负责将重量传感器检测到的耗材重量电信号转换为高精度的耗材重量数值(例如精确到1克)。

3、所述耗材控制模块用于：读取所述耗材芯片模块数据而对耗材完成安全认证和识别；动态周期性实时读取耗材量检测模块返回的耗材量数据，计算出耗材量，更新耗材量数据。

耗材控制模块负责：

3.1、和耗材芯片模块通讯。读取耗材芯片内安全认证相关数据对耗材完成安全认证和识别；同时在打印过程中和认证过程中也可将耗材量检测模块检测到的新的耗材量数据写入耗材芯片模块。

3.2、根据和耗材芯片模块通讯的数据，来进行安全认证及识别，以判断耗材的来源是否有效。

3.3、动态周期性实时读取耗材量检测模块返回的耗材量数据，计算出耗材量：①当前耗材余量；②当前耗材剩余量与耗材总量的百分比；③耗材余量是否低于允许打印阈值或耗材余量为0；④耗材余量是否低于低耗材量告警量阈值。

3.4、根据上述的耗材量数据，耗材管理模块会做以下计算：

在上电或耗材(墨盒)安装后，根据上述计算出的耗材量，与从耗材芯片模块读回的存储的耗材量数值进行比较，确认两者是否相同或在一个范围内，以判断耗材量的有效性。

3.5、根据当前耗材余量的数据来通知打印控制模块当前允许打印或者禁止打印，或者发出低耗材量报警。

3.6、在耗材使用过程中，如耗材量检测模块检测出耗材量发生变化，如耗材量消耗变少，则将变化后的耗材量写入到耗材芯片模块中；如耗材量变多，则报告耗材异常状态并禁止打印。

耗材控制模块同时也具有安全认证、加密相关算法及功能，用于对与耗材芯片模块之间的通信、以及从耗材芯片读回的数据进行安全加解密。

各个模块连接关系上：

耗材控制模块与耗材芯片模块进行通讯，一方面耗材控制模块读取耗材芯片模块的安全信息、厂商信息、耗材信息等数据进行认证、识别和耗材量管理；另一方面耗材控制模块可发送通讯及认证指令、操作指令、耗材更新数据等到耗材芯片模块。

耗材管理模块可随时读取耗材量检测模块实时返回的耗材余量。

耗材管理模块根据当前各个耗材的实时状态，通知打印控制模块允许打印或禁止打印。

优选地，打印机耗材管理系统还包括打印控制模块，所述打印控制模块通讯连接所述耗材控制模块，其中：

所述打印控制模块用于：根据耗材控制模块报告的耗材模块状态及打印机其它状态控制当前打印机允许打印或者禁止打印。

负责根据耗材管理模块报告的耗材模块状态及打印机其它状态控制当前打印机允许打印或者禁止打印。

优选地，所述耗材量检测模块包括：

重量传感器单元：所述重量传感器单元用于将耗材重量换化为电信号并传送到耗材量检测模块。

在本实施例的另一个可选择操作中，还可以使用光电传感器单元将耗材容量转换为电信号并传送到耗材量检测模块。

优选地，所述耗材量检测模块还包括：

耗材量转换单元：所述耗材量转换单元用于将重量传感器单元检测到的耗材重量电信号转换为高精度的耗材重量数值。

优选地，打印机耗材管理系统还包括告警显示模块，所述告警显示模块通讯连接所述耗材控制模块，其中：

所述告警显示模块用于显示或提示当前耗材余量以及实现耗材量阀值打印警告。

告警显示模块为打印机的内置显示设备，其经过打印机电路而通讯连接耗材控制模块，可以将耗材控制模块读写的耗材量数据进行读写并显示，即可以把当前耗材余量给用户；耗材管理模块判断耗材余量是否低于允许打印的最低耗材量阈值，以及是否低于告警提示用户的低耗材量阈值；如低于允许打印的最低耗材量阈，则报告耗材寿命尽，通知打印控制模块禁止打印；如低于告警提示用户的低耗材量阈值，则报告耗材量低警告。

耗材控制模块可以作为打印机主控模块内的一个子模块，也可以独立于打印机主控模块本身单独存在，其作用不变。

因此，优选地，打印机耗材管理系统还包括打印机主控模块，所述打印控制模块设置于所述打印机主控模块上。

耗材控制单元可管理多个耗材单元(如多个不同颜色墨水)，耗材单元主要包括耗材及耗材上的芯片(如墨盒里面的墨水和墨盒上的加密芯片)，多个耗材单元会对应多个耗材单元上的耗材芯片，以及需要多个耗材量检测模块，使用中耗材单元用户可更换，耗材控制模块及耗材量检测模块用户不可更换。

打印机主控模块为打印机的打印控制系统以及硬件载体部分，如附图3所示，打印机耗材管理系统包括一个耗材单元，所述耗材单元包括一个耗材芯片模块和打印耗材；还包括一个打印控制模块、一个耗材控制模块以及一个耗材量检测模块。可以搭载打印控制模块进行一体式装配使用。此时，打印控制模块和耗材控制模块分开装配使用。

耗材控制模块可以作为打印机主控模块内的一个子模块，也可以独立于打印机主控模块本身单独存在，其作用不变。

优选地，打印机耗材管理系统还包括打印机主控模块，所述打印控制模块和所述耗材控制模块皆设于所述打印机主控模块上。作为本技术的另一实施例，如附图4所示，打印控制模块和所述耗材控制模块皆设于所述打印机主控模块上。优选地，打印机耗材管理系统包括两个或两个以上的耗材单元，所述耗材单元包括一个耗材芯片模块和打印耗材；还包括一个打印控制模块、一个耗材控制模块以及两个或两个以上的耗材量检测模块。

设有一个打印控制模块和一个耗材控制模块，设有四组耗材芯片模块以及四组耗材量检测模块。

本发明第二方面在于提供一种打印机，包括打印机载体，所述打印机载体上安装有上述所述的一种打印机耗材管理系统。

如附图5所示，打印机载体可以采用目前打印设备的基础硬件以及操作系统，将上述打印机耗材管理系统的各个模块进行关联安装，基于软件系统编程设定、采用微电脑处理管理程序即可。

打印机的使用流程如下：

1、开机/安装耗材后各模块工作流程

1)、耗材管理模块检测到耗材有安装到机器，便开始使用设定的安全密钥来和耗材芯片模块通讯连接，进行安全认证，如安全认证通过，则进行下一步处理；如果安全认证失败，则报告耗材异常，通知打印控制模块禁止打印。

2)、安全认证通过后，耗材管理模块读取耗材芯片模块中存储的厂商信息、墨水属性等进行匹配性检查，如匹配，则进行下一步处理；如不匹配，则报告耗材异常，通知打印控制模块禁止打印。

3)、匹配性检查通过后，耗材管理模块读取耗材芯片模块中存储的耗材量数据。

4)、耗材管理模块读取耗材量检测模块实时测量的耗材量数值。

5)、耗材管理模块对比上述3)读回的耗材量数据和上述4)读回的耗材量数值，如二者相同或相近在一个设定的范围，则当前耗材有效，将二者较值更新存储到耗材芯片模块，进行下一步处理；如二者不相同且相异超出一个设定的范围，则报告耗材异常，通知打印控制模块禁止打印。

6)、有效性检查通过后，显示或提示当前耗材余量给用户；同时判断耗材余量是否低于允许打印的最低耗材量阈值，以及是否低于告警提示用户的低耗材量阈值；如低于允许打印的最低耗材量阈，则报告耗材寿命尽，通知打印控制模块禁止打印；如低于告警提示用户的低耗材量阈值，则报告耗材量低警告。

7)、通过上述安全认证、有效性检查、耗材量检查后，如无耗材寿命尽及其它错误，耗材管理模块通知打印控制模块耗材模块状态正常，允许打印。

8)、打印控制模块可正常打印工作。

2、打印各模块工作流程

1)、在耗材模块处于可正常打印状态，如耗材管理模块检测到耗材余量发生变化，则进行如下判断：a.如耗材余量减少，则将减少后的新的耗材量值更新写入耗材芯片模块，并进行下一步处理；b.如耗材余量增加，则报告耗材异常，写入耗材量异常状态到耗材芯片模块，并通知打印控制模块禁止打印。

2)、判断耗材变化(减少)后的余量是否低于允许打印的最低耗材量阈值，如低于允许打印的最低耗材量阈，则报告耗材寿命尽，通知打印控制模块禁止打印。

3)、判断耗材变化(减少)后的余量是否低于告警提示用户的低耗材量阈值；如低于告警提示用户的低耗材量阈值，则报告耗材量低警告，但不影响用户当前打印。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种打印机耗材管理系统，其特征在于，包括耗材控制模块以及分别与所述耗材控制模块通讯连接的耗材芯片模块和耗材量检测模块，打印机耗材管理系统还包括打印控制模块，所述打印控制模块通讯连接所述耗材控制模块，其中，

所述耗材芯片模块用于：和打印机之间进行通信、以及写入耗材芯片的数据进行安全加解密，进行数据存取或交换，实现对耗材的识别、耗材余量及状态的读取和更新写入；配合完成打印机对耗材芯片的安全认证识别；

所述耗材量检测模块用于：实现打印机各个耗材的余量的准确检测；

所述耗材控制模块用于：读取所述耗材芯片模块数据而对耗材完成安全认证和识别；动态周期性实时读取耗材量检测模块返回的耗材量数据，计算出耗材量，更新耗材量数据；

所述打印控制模块用于：根据耗材控制模块报告的耗材模块状态及打印机其它状态控制当前打印机允许打印或者禁止打印；

打印机耗材管理系统还包括告警显示模块，所述告警显示模块通讯连接所述耗材控制模块，其中：

所述告警显示模块用于显示或提示当前耗材余量以及实现低于耗材量阈值警告。

2.如权利要求1所述的一种打印机耗材管理系统，其特征在于，所述耗材量检测模块包括：

重量传感器单元：所述重量传感器单元用于将耗材重量换化为电信号并传送到耗材量检测模块。

3.如权利要求2所述的一种打印机耗材管理系统，其特征在于，所述耗材量检测模块还包括：

耗材量转换单元：所述耗材量转换单元用于将重量传感器单元检测到的耗材重量电信号转换为高精度的耗材重量数值。

4.如权利要求1所述的一种打印机耗材管理系统，其特征在于，打印机耗材管理系统还包括打印机主控模块，所述打印控制模块设置于所述打印机主控模块上。

5.如权利要求1所述的一种打印机耗材管理系统，其特征在于，打印机耗材管理系统还包括打印机主控模块，所述打印控制模块和所述耗材控制模块皆设于所述打印机主控模块上。

6.如权利要求1-5任一所述的一种打印机耗材管理系统，其特征在于，打印机耗材管理系统包括一个耗材单元，所述耗材单元包括一个耗材芯片模块和打印耗材；还包括一个打印控制模块、一个耗材控制模块以及一个耗材量检测模块。

7.如权利要求1-5任一所述的一种打印机耗材管理系统，其特征在于，打印机耗材管理系统包括两个或两个以上的耗材单元，所述耗材单元包括一个耗材芯片模块和打印耗材；还包括一个打印控制模块、一个耗材控制模块以及两个或两个以上的耗材量检测模块。

8.一种打印机，其特征在于，包括打印机载体，所述打印机载体上安装有如权利要求1-7任一所述的一种打印机耗材管理系统。

Images