CN1657295A - 用于可消耗物质容器的可更换存储装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例包括在用于密封可消耗物质容器(100)的填充端口(120)的塞子(200、200’、200”、700、800)内形成的无线电子存储装置(210、210’、210”);包含这些塞子的容器;及其相关方法。
Description
技术领域
本发明主要涉及用于可消耗物质的容器,更具体而言,本发明涉及具有集成的电子存储装置的可更换容器。
背景技术
许多类型的设备或装置需要供给可消耗的物质。可能需要诸如染料或润滑剂的该物质用于该设备正常的工作;或者可以由设备使用该物质来作为形成最终产品或输出的成分。在该物质耗尽时,可以在更换的可更换容器中提供可消耗物质。
具有用户可更换耗材的打印机(及其相关装置,诸如传真机和复印机)在本领域中是众所周知的。例如,喷墨打印机典型地使用可更换墨源,该墨源或者与打印头集成或者为独立墨源的形式。在激光打印机中,在可更换墨盒中典型地提供了墨粉,墨盒可以包括在其上面形成图象的光敏鼓。
在制造可消耗物质的容器中,填充容器的速度典型地显著高于接下来通过使用设备而从容器中抽取物质的速度。例如利用打印机的墨源,一种快速利用油墨来填充耗材的普遍技术是在该耗材上提供单独的填充端口,其大小适于容纳填墨针。然后,将油墨迅速地喷入到位于装配线上的容器中。在填充耗材以及抽出针之后,典型地通过塞子来关闭该填充端口。
可消耗物质的容器具有集成电子存储装置正日益普遍,这可以被使用设备用于各种各样的目的。存储装置可以用作区别不同物质的“键控”特征,该装置可以包含校准信息,或者可以用于指示耗材的状态情况,诸如耗材内的物质高度。存储装置还可以用于许多其他的用途,诸如启用装置的专门特征或给设备用户提供其他的值。尽管早先的存储装置典型地具有必须连接到使用设备中的匹配触点的电触点,但是较新的装置通常是无线地并且依赖于射频(RF)通信。
就研发费用和重新装备一条装配线的成本而言,改变可更换容器的物理设计是相当昂贵的。尽管可能期望为容器的现有装配线添加一个存储装置,但是通常还需要保持对较老设备的向后兼容性。
当使用存储装置来区别基本上相似但包含不同内容的容器(诸如包含不同油墨颜色或带有不同填充高度的墨源)时,典型优选的是尽可能在远离装配线之下进行这种区别,这样就有较少的截然不同的成分装配线需要处理,并且在供应链和制造过程中存在着较大的灵活性。
而且,如果在制造厂之后提出需要重新特征化容器(诸如例如,提供有关可消耗物质的更新信息或者是启用设备的新的或修正的特征),那么一种简单的更换集成存储装置的方法可以证实比对该存储装置进行电子重新编程更为经济有效。如果位于容器上的集成存储装置发生故障,一种简单的更换方法还能允许经济有效地修复耗材容器。
发明内容
本发明的实施例包括在用于密封可消耗物质的容器的填充端口的塞子或“塞子元件”内所形成的无线电子存储装置;包含塞子的容器;以及相关方法。
通过以下结合附图、通过实例的方式示例本发明原理的详细描述,本发明的其他方面和优点将变得显而易见。
附图说明
图1示例了可应用本发明实施例的示意性打印机耗材;
图2(a)和2(b)沿图1的线2-2的部分横截面视图,其示例了在插入塞子元件过程中以及插入之后的示意性耗材的填充端口区域;
图3是根据本发明实施例的示意性塞子元件的部分剖面视图;
图4是示例了示意性的存储装置的操作过程的电子方框图;
图5示例了可应用本发明实施例的示意性的打印系统;
图6示例了安装在示意性打印机内部的天线是如何布置在几乎邻近存储装置处以及该天线如何与存储装置的天线对准的示意方式;
图7(a)和7(b)示例了一种可以用来物理地保证示意性的塞子元件当被放置于填充端口时保持正确对准的方法;
图8(a)和8(b)示例了另一种可以用来物理地保证示意性的塞子元件当被放置于填充端口时保持正确对准的方法;
图9(a)、9(b)、9(c)和9(d)示例了根据本发明一个实施例的如何将一个以前放置在填充端口120中的塞子元件200”’更换为一个新的塞子元件700’;以及
图10示例了根据本发明另一个实施例的可替换的示意性塞子元件。
具体实施方式
现在将参考示意性的喷墨打印耗材描述本发明的实施例;但是,本发明并不局限于该示意性的耗材也不局限于该喷墨耗材领域,而是可以用于其他的包含填充端口的可消耗物质容器中。
图1示例了可应用本发明的示意性打印机耗材100。示意性的耗材是典型地安装在打印机的打印滑架(printing carriage)上的这种类型并且打印滑架上包含一个集成打印头,但是其他类型的打印耗材也可以利用本发明,诸如例如,安装在扫描滑架上或位于远端(“离轴”)的不带有打印头的油墨容器。
示意性的耗材以填充端口120面向上的方向示出,正如在油墨填充操作中该耗材的方向。示例的耗材由其上冲压了金属侧边构件104的刚性外壳框架102形成;耗材具有包括打印头108的“喷嘴”区域106。穿过框架102提供了圆的填充端口120,以允许给耗材填充液体油墨。
为了清楚起见,以某种简化的形式示出了示意性的耗材100。示意性耗材的实施例可具备更为复杂的结构,诸如例如,在美国专利US5737002(Swanson等人,用于热喷墨墨盒的具有不同属性的两种材料的框架(TWO MATERIAL FRAME HAVING DISSIMILAR PROPERTIES FORTHERMAL INK-JET CARTRIDGE))中描述的用于喷墨墨盒的框架。示意性耗材的实施例还可以包括其他的机制,诸如在打印过程中控制反压力的机制(图1未示出)。
图2(a)和2(b)是沿图1的线2-2的部分横截面视图,其示例了示意性耗材的填充端口120区域。为了填充示意性耗材的油墨贮存器112,利用在如图1所示垂直位置中的喷嘴区域106保持耗材。针(未示出)穿过填充端口开口120向下降低到油墨贮存器112中,几乎接触该贮存器的底部。以上操作可使油墨以尽可能最短的距离落下,这是由于一些油墨在它们落下时将会起泡沫,这会使得难以起动(priming)打印头。然后通过一个泵穿过油墨填充针来给笔贮存器112填充油墨直到贮存器中的油墨几乎接触油墨填充孔120的内部。此时,从耗材中抽出该针并且在油墨填充端口120上放置一个塞子元件200,如图2(a)所示。该塞子元件包括一个如下所述的电子存储装置,并且还可以具有除了基本上是圆球以外的其他形式,如下所述。典型地,填充端口120和塞子元件200都有基本上是圆形的横截面,尽管也有可能是其他的结构。塞子元件紧紧地装配在开口120内部,当插入该塞子元件时,由于其大小相对于开口大小,所以代替了环绕开口120周围的某些塑料。塞子元件120通过挤压工具300被压入到油墨填充端口120中,以便让它严实地密封住油墨填充端口。在图2(b)中示出了塞子元件200在填充端口内的最终位置。
图3是根据本发明实施例的塞子元件200’的部分剖面视图。如虚线所示,塞子元件主体的上部以透视(phantom)的方式示出,以便可以看见其内部。在塞子元件的主体内部是包含使用有时称之为射频识别(RFID)技术的射频通信能力的电子存储装置210。
一种用于实现存储装置的示意性的适当技术是日立Maxell开发的芯片上线圈TM技术。示意性存储装置包括安装在2.5mm平方集成电路芯片上的天线线圈214;如下所述,该天线环绕了提供发电的电子电路212、控制电路以及存储器。利用在芯片表面上所形成的天线线圈,示意性的电子存储装置210可以嵌入到塞子元件200’中,而不需要任何附加电子电路或外部的电连接。还可以使用其他适当的技术,包括在公共基板上安装电子电路和天线的技术,以及使用分离的天线单元的技术。
示意性的存储装置210是带有总共128字节大小存储器的读/写装置,并且能够使用本领域已知的各种RFID阅读器方法来写入或读取该存储装置。典型地,读/写器(图3中未示出)相邻于包含存储装置的项目而放置;储存装置从读/写器产生的RF场中提取电能和数据。示意性的储存装置工作在13.56MHz的载波频率上;工作距离大约0.5mm到3mm(可根据读/写器性能或系统环境的变化而变化);数据速率是26.48千比特每秒(kbps)。示意性装置的存储器被构造为电子可擦写可编程只读存储器(EEPROM),尽管还可以使用其他构造的存储器,诸如例如,只读存储器(ROM)或可编程只读存储器(PROM)。
通过在存储装置210的附近浇注适当的材料216,或者通过本领域已知的任何各种封装方法可以制造塞子元件200’。
图4是示例了示意性的存储装置的操作过程的电子方框图。集成电路310上包含的是线圈天线314和电子电路312。电子电路包括为电子电路从在天线上碰撞的RF场中导出电力的发电电路410;EEPROM414;和控制EEPROM414读写并从天线接收和发送数据的控制电路412。
在操作过程中,安装耗材的装置(或单独编程站或阅读站)中的控制电路420产生控制连接到天线424上的收发信机422的信号,该天线产生允许从存储装置310读写数据的RF场。
图5示例了可以应用本发明实施例的示意性的打印系统500。如上所述,本发明还可以用于具有不同配置的打印机中,也可用于除了打印机之外的使用可消耗物质容器的其他装置中。如图5所示,在示意性打印机的扫描滑架510中可以典型地安装一个或更多的容器100’、100”;以及由于油墨或其他液体沉淀在打印媒体上,因此在该打印媒体上扫描该滑架。
图6示例了安装在示意性打印机的扫描滑架上的天线线圈524是如何布置在几乎邻近于塞子元件200”所包含的内存储装置210’的示意方式(为了清楚起见,耗材容器100”和塞子元件200”未按比例示出)。如参考图4所述,天线线圈524与位于打印机内的收发信机(在图6中未示出)相连。为了达到最佳的操作过程,利用天线线圈基本上平行,存储装置210”的天线与扫描滑架上的天线保持正确的对准,这是因为如果天线线圈不能正确对准,那么将会使通信恶化。对于未安装在扫描滑架上的耗材类型,天线线圈524安装在任何提供几乎接近和适当对准耗材填充端口的适当位置中。
图7(a)和7(b)示例了一种可以用来物理地保证示意性的塞子元件700当被放置于填充端口120时保持正确对准的方法。如图7所示,塞子元件的前端部分704被伸长,从而保证该塞子元件被正确地对准以便安装到填充端口中,并且保证当插入该塞子元件时不会由于旋转而没有对准。示意性塞子元件700的横截面典型地为如上所述的圆形。塞子元件的尾部部分702可以与上图所示的基本相同。
可替换地,图8(a)和8(b)示例了如何在塞子元件800的尾部部分上提供“鳍状物”或突起804,而前端部分802基本上与图2、3和6所示的相同。鳍状物804还保证了塞子元件与填充端口保持正确的对准。
还可以使用如图7和8所示的前端和尾部特征的组合;或者使用任何保证塞子元件与填充端口正确对准的其他物理对准特征。在新容器的设计中,可以构造填充端口来帮助正确地对准该塞子元件,诸如将填充端口的侧边定形以方便对准(未示出)。假如塞子元件插入填充端口中的插入过程可靠地提供了正确的对准,塞子元件的实施例则可以没有物理对准特征,例如如图2(a)、2(b)以及3所示的球形元件。
图9(a)、9(b)、9(c)和9(d)示例了根据本发明的一个实施例如何将一个以前放置在填充端口120中的塞子元件200”’更换为一个新的塞子元件700’。可以利用适当的操作装置更换损坏的存储装置,或者通过物理更换它来升级或改变存储装置的内容,或在先前没有存储装置的容器上提供一个存储装置以实现更换。
如图9(a)所示,先前安装的塞子元件200”位于填充端口120中。在图9(b)中,挤压工具300’将先前安装的塞子元件从填充端口推送出来并压入液体贮存器112中。假设先前安装的塞子元件200”包括一个功能性存储装置,那么塞子元件200”就离放置在填充端口相邻处的读/写天线太远了以至于不能被访问。在图9(c)中,使用挤压工具300”将新的或更换的塞子元件700’压入填充端口中;在图9(d)中,可以看到新的或更换的塞子元件700’已经安装在填充端口中。
还可以使用更换塞子元件的其他方法,诸如从填充端口抽出塞子元件(未示出)。
用于装可消耗物质的某些类型的容器具有一个填充端口,该填充端口被以除了插入塞子元件以外的其他方式予以密封,例如,在填充端口上放置密封带或标签。如果需要的话,还可以通过移除该密封带或标签并且如图9(c)和9(d)所示将塞子元件压入到填充端口中而将本发明的存储装置添加到这些容器中。
图10示例了塞子元件的一个可替换的实施例,其中,存储装置210”被外部地连接到塞子元件1000。该存储装置还可以附加到塞子元件上并通过诸如环氧树脂的材料1020进行封装。可替换地,可以根据本领域已知的任何包装方法,利用然后附加到塞子元件上(未示出)的该包装来包装存储装置。
上述详细描述了本发明的特定实施例。应该意识到偏离所公开实施例的内容可以位于本发明的范围内并且对于本领域的普通技术人员而言将会产生显而易见的修改。申请人的意图在于本发明包括本领域已知的执行与这里公开功能所相同的替换实施方案。本说明书不应该被限制于不适当地使得本发明要求的全部保护范围变窄。
以下权利要求书中的相应结构、材料、动作及其全部装置或步骤加上功能元件的等同物都旨在包括任何结构、材料或动作,用来执行如具体要求的其他要求元件结合的功能。
Claims (12)
1、一种用于可消耗物质容器(100)的可更换存储装置,包括:
主体(200、200’、200”、700、800),该主体被定形来密封用于可消耗物质的容器的填充端口(120);以及
与该主体集成的无线电子存储装置(210、210’、210”)。
2、根据权利要求1所述的用于可消耗物质容器的可更换存储装置,其中,所述无线电子存储装置(210、210’、210”)包含在所述主体内。
3、根据权利要求1所述的用于可消耗物质容器的可更换存储装置,其中,所述主体(200、200’、200”、700、800)具有基本上是圆形的横截面。
4、根据权利要求1所述的用于可消耗物质容器的可更换存储装置,其中,所述主体(700、800)具有物理对准特征(704、804)。
5、根据权利要求4所述的用于可消耗物质容器的可更换存储装置,其中,所述主体(700)具有前端部分,并且所述对准特征包括前端部分的伸长(704)。
6、根据权利要求4所述的用于可消耗物质容器的可更换存储装置,其中,所述主体(800)具有尾部部分,并且所述物理对准特征包括位于该尾部部分上的至少一个突起(804)。
7、根据权利要求1所述的用于可消耗物质容器的可更换存储装置,其中,所述无线电子存储装置(210、210’、210”)还包括电可擦写可编程只读存储器(EEPROM)。
8、根据权利要求1所述的用于可消耗物质容器的可更换存储装置,其中,所述无线电子存储装置(210、210’、210”)还包括只读存储器(ROM)。
9、根据权利要求1所述的用于可消耗物质容器的可更换存储装置,其中,所述无线电子存储装置(210、210’、210”)还包括可编程只读存储器(PROM)。
10、根据权利要求1所述的用于可消耗物质容器的可更换存储装置,其中,所述无线电子存储装置(210、210’、210”)还包括天线(214)。
11、根据权利要求1所述的用于可消耗物质容器的可更换存储装置,其中,所述无线电子存储装置(210、210’、210”)还包括在集成电路芯片上形成的电子电路(212、312)和线圈天线(214、314)。
12、根据权利要求1所述的用于可消耗物质容器的可更换存储装置,其中,所述无线电子存储装置(210、210’、210”)被外部地连接到所述主体上。
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