耗材芯片及其验证响应方法、耗材容器、打印设备与流程

本发明涉及打印设备的，具体地说，是涉及一种打印设备上的耗材芯片的验证响应方法，还涉及耗材容器的验证方法。

背景技术：

1、打印设备作为常见的办公设备，为现代化办公提供了极大的方便，常见的打印设备分为喷墨打印设备以及激光打印设备，喷墨打印设备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；激光打印设备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。

2、参见图1，现有一种彩色喷墨打印设备具有机壳11，图1所示的喷墨打印设备省略了机壳11的托板。机壳11内设有喷墨打印设备的机芯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内设有主控电路板(图1中不可见)，主控电路板通过排线13与机芯12进行通信。

3、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具有盒体16，盒体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。

4、墨盒15的盒体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连接端子19，用于与打印字车14上的触针电连接。基板的另一侧设有存储器(图2中不可见)，通常，该存储器为非易失性存储器，如eeprom或者flash，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、打印纸张数量等信息，不变信息是不会随打印操作变化的信息，如墨盒型号、适用的喷墨打印设备型号、墨水颜色等。

5、墨盒15安装到喷墨打印设备的打印字车14后，喷墨打印设备给芯片18上电，并读取存储在芯片18的存储器内的数据，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，喷墨打印设备才能执行打印工作。

6、由于打印字车14上往往安装多个墨盒15，每一个墨盒15的安装状态可能不相同，例如一些墨盒已经正确安装，另一些墨盒可能没有正确安装而无法与喷墨打印设备进行通信，为此，喷墨打印设备需要对每一个墨盒15进行验证，例如检测墨盒是否正确安装。通常，喷墨打印设备需要向各墨盒发送验证指令，墨盒接收到验证指令后，需要在规定的时间内进行响应，即在规定的验证时段内发送正确的验证响应信号。喷墨打印设备只有在各墨盒规定的验证时段内接收到墨盒发送的正确的验证响应信号，才会认定该墨盒已经正确安装，进而执行后续的通信操作。如果喷墨打印设备认为某一个墨盒没有正确安装，则发出警报信息，并不能执行后续的通信操作，也不能执行打印操作。

7、现有一种喷墨打印设备与各墨盒进行通信时，通过时钟信号线发送时钟信号，参见图3，时钟信号sck是一个周期性变化的方波信号，各墨盒芯片依据时钟信号sck与喷墨打印设备进行同步通信。喷墨打印设备发送验证指令时，连续两个发送周期均在数据信号线sda上发送相同的电平信号，每一个发送周期均包括九个时钟周期，例如第一发送周期包括九个时钟周期d1至d9，第二发送周期也包括九个时钟周期d1至d9。在第一个发送周期内，针对第一颜色墨盒，喷墨打印设备发送验证指令时，向数据信号线发送的数据信号sda1包括在第一个时钟周期d1、第八个时钟周期d8以及第九个时钟周期d9的高电平信号，以及在其他时钟周期的低电平信号。在第二个发送周期内，喷墨打印设备也是在第一个时钟周期d1、第八个时钟周期d8以及第九个时钟周期d9发送高电平信号，以及在其他时钟周期发送低电平信号。第一颜色墨盒接收到连续两个发送周期内三个对应的时钟周期d1、d8、d9均为高电平信号，则认为喷墨打印设备向其发送了针对第一颜色墨盒的验证指令，需要在规定的验证时段内发送验证响应信号。

8、参见图4，第一颜色墨盒对应的验证时段是第一个应答周期内的第八个时钟周期的后半段以及第二个应答周期内的第八个时钟周期全部时间段。以时钟周期的半个周期为基准，第一个墨盒对应的验证时段可以包括三个验证时段，分别是验证时段t1、t2、t3，其中，验证时段t1是第一个应答周期内的第八个时钟周期的后半个时钟周期，验证时段t2是第二个应答周期内的第八个时钟周期的前半个时钟周期，验证时段t3是第二个应答周期内的第八个时钟周期的后半个时钟周期。

9、从图4可以看出，在第一验证时段t1，墨盒需要向数据信号线输出低电平信号，在第一验证时段t2，墨盒需要向数据信号线输出高电平信号，在第一验证时段t3，墨盒需要向数据信号线输出低电平信号。在其他时间段内，由于喷墨打印设备并不检测数据信号线sda1的电平情况，因此墨盒可以不向数据信号线输出电平，此时数据信号线呈现高阻态，即图4虚线所示的部分。如果墨盒不能够按照上述的方式输出相应的电平信号，则会被喷墨打印设备认为没有正确安装，并影响后续的通信操作。针对第二颜色墨盒和针对第三颜色墨盒的情况与第一种颜色的墨盒情况相同，不再赘述。

10、参见图5，一些墨盒芯片在第一验证时段t1、第三验证时段t3将数据端子设定为高阻态，在第二验证时段t2向数据信号线加载高电平信号，由于喷墨打印设备的数据信号线存在一个下拉电阻，在理想状态下，在第一验证时段t1、第三验证时段t3里，数据信号线将呈现低电平状态，因此，可以满足验证的要求。然而，在现实状态下，时钟信号线上的高电平信号、喷墨打印设备内部的下拉电阻的阻值差异、墨盒芯片内部的寄生电容等也会影响到高阻态时的真实电压，特别是当第三验证时段t3设置为高阻态时，喷墨打印设备检测到的不一定是低电平信号，存在喷墨打印设备认为墨盒不通过验证的风险。参见图6，另一些墨盒在第一验证时段t1将数据端子设定为高阻态，在第二验证时段t2向数据信号线加载高电平信号，在第三验证时段t3向数据信号线加载低电平信号，也可以满足验证的要求。

11、然而，由于每一个颜色墨盒的应答周期都是紧接在喷墨打印设备的第二个发送周期之后，即第二个发送周期之后的下一个周期就是墨盒的第一个应答周期，因此每一个墨盒需要在极短时间内进行应答，墨盒芯片的处理时间非常短。而且墨盒芯片在两个应答周期内所发送的验证电平并不相同，尤其是第二验证时段t2与第三验证时段t3是在同一个时钟周期内的，这就需要墨盒芯片具有较强的处理能力，并且能够在极短时间内响应喷墨打印设备的验证指令。

12、为了满足这一要求，大部分墨盒芯片都是采用专用集成电路实现验证指令的应答，然而，一般专用集成电路的功能在流片后其功能就已经固定无法更改，如前面介绍的，专用集成电路在设计之初就将在第一验证时段t1、第三验证时段t3使用高阻态替代输出低电平信号的功能固定了，即使后来发现在第三验证时段t3输出状态不稳定，也无法更改。又或者，有的专用集成电路上电后初始化时间过长，上电后直到喷墨打印设备发送了安装检测指令，也没能完成初始化，或者在接收安装检测指令阶段才完成初始化。这样会导致专用集成电路只是无法正确的响应安装检测指令，但不会影响后续其他指令的应答。重新设计一个新的专用集成电路，需要耗费大量的人力物力以及时间。如果墨盒芯片采用单片机与喷墨打印设备进行通信，由于单片机对指令的响应速度不如专用集成电路的响应速度，在处理喷墨打印设备的其他指令时，有可能因为响应不及时而导致打印速度缓慢，影响打印效率。

技术实现思路

1、本发明的第一目的是提供一种降低墨盒芯片的实现难度还能保证耗材芯片与打印设备通信效率的耗材芯片验证响应方法。

2、本发明的第二目的是提供一种应用上述耗材芯片验证响应方法的耗材芯片。

3、本发明的第三目的是提供一种应用上述耗材芯片的耗材容器。

4、本发明的第四目的是提供一种应用上述耗材容器的打印设备。

5、为实现上述的第一目的，本发明提供的耗材芯片验证响应方法中，该耗材芯片具有修复控制单元以及主控制单元，该方法包括：修复控制单元接收到安装检测指令后，在至少一个验证时段内改变主控制单元对于安装检测指令的响应；修复控制单元改变主控制单元对于安装检测指令的响应包括：修复控制单元让主控制单元在至少一个验证时段内不响应安装检测指令；和/或修复控制单元在至少一个验证时段内输出低电平信号；和/或修复控制单元在至少一个验证时段之前输出高电平信号。

6、由上述方案可见，耗材芯片接收到安装检测指令后，修复控制单元在至少一个验证时段内改变主控制单元对于安装检测指令的响应。这样，针对安装检测指令，修复控制单元通过软件的方式响应安装检测指令，当主控制单元对于安装检测指令的响应存在瑕疵，或者主控制单元初始化未完成而导致来不及响应安装检测指令时，可以通过修复控制单元来响应安装检测指令。这样，即使主控制单元对于安装检测指令的响应有瑕疵或者无法及时响应，也能通过修复控制单元来完成安装检测指令的响应，无需重新设计新的主控制单元，降低主控制单元的生产、设计成本，从而降低耗材芯片的生产成本。

7、另外，由于修复控制单元能够在验证时段内输出低电平信号或者提前输出高电平信号，在专用集成电路等主控制单元无法正确响应安装检测指令的情况下，直接由修复控制单元替代主控制单元发送信号。这样，主控制单元可以不需要响应打印设备发送的安装检测指令，降低主控制单元的生产成本。

8、一个优选的方案是，修复控制单元使主控制单元不响应该安装检测指令包括：在验证响应时段内将片选信号降低至第一预设电平以下；或者在验证响应时段内断开主控制单元与数据信号线的连接；或者在验证响应时段内将时钟信号降低至第二预设电平以下。

9、由此可见，通过多种不同的方式均能够使得主控制单元不能响应打印设备发送的安装检测指令，从而避免修复控制单元与主控制单元均发送安装检测指令而导致通信错误的情况发生。

10、进一步的方案是，在验证响应时段内断开主控制单元与数据信号线的连接包括：在耗材芯片上设置第一开关管，第一开关管的控制端接收修复控制单元输出的控制信号，第一开关管还连接在数据信号线与主控制单元的数据引脚之间；在验证响应时段内，修复控制单元控制第一开关管截止。

11、可见，通过设置第一开关管并控制第一开关管的工作状态，即可以控制主控制单元的数据引脚与数据信号线之间的通信，使得主控制单元不能够向打印设备发送响应信号。

12、可选的方案是，在验证响应时段内将片选信号降低至第一预设电平以下：在耗材芯片上设置第二开关管，第二开关管的控制端接收修复控制单元输出的控制信号，第二开关管还连接在片选信号线与主控制单元的片选引脚之间；在验证响应时段内，修复控制单元控制第二开关管截止。

13、可见，通过设置第二开关管并控制第二开关管的工作状态，使得主控制单元不能够接收到片选信号，也就不能够响应打印设备的安装检测指令。

14、另一个可选的方案是，在验证响应时段内将时钟信号降低至第二预设电平以下包括：在耗材芯片上设置第三开关管以及稳压管，第三开关管的控制端接收修复控制单元输出的控制信号，稳压管的第一端连接至时钟信号线与主控制单元的时钟引脚，稳压管的第二端连接至第三开关管；在验证响应时段内，修复控制单元使第三开关管导通并使主控制单元的时钟信号的高电平钳位在稳压管的额定电压值。

15、由此可见，在验证响应时段内，由于主控制单元所接收到的时钟信号的高电平被拉低，相当于没有接收到时钟信号，这样，主控制单元不会响应打印设备发送的安装检测指令。

16、进一步的方案是，在验证时段的第二应答周期的第一个时钟周期后，第二组验证时段的第一个验证时段到达前，修复控制单元在持续让主控制单元不响应安装检测指令的同时，修复控制单元向数据信号线输出高电平信号，并使得数据信号线上的电压在第二组验证时段的第一个验证时段内，维持在确认为高电平的阈值电压以上。

17、由于第二组验证时段的第一个验证时段与第二个验证时段是相邻的，修复控制单元通过在第一个验证时段到达前提前输出高电平信号，能够避免在极短时间内监控两个验证时段的到达情况，也不需要在极短的时间内进行信号的连续切换，修复控制单元的运算量能够减少，可以使用低成本的微控制器实现，从而降低耗材芯片的生产成本。

18、进一步的方案是，修复控制单元至少在第二组验证时段的第二个验证时段内向数据信号线输出低电平信号。

19、由此可见，当主控制单元在设计之初，就已经将高阻态替代低电平信号来响应安装检测指令的功能固化了之后，修复控制单元在第二组验证时段的第二个验证时段内向数据信号线输出低电平信号，可以修复主控制单元在第二组验证时段的第二个验证时段输出信号不稳定的问题。

20、更进一步的方案是，修复控制单元在改变主控制单元对于安装检测指令的响应后，恢复主控制单元对于打印设备发送的其他指令的响应。

21、由此可见，修复控制单元只用于改变主控单元对于安装检测指令的响应，而对于其他指令，则由主控制单元来响应。由于主控制单元一般都是使用专用集成电路，对于其他指令的响应要比修复控制单元快，能满足喷墨打印设备对于耗材芯片快速响应的需求。修复控制单元的功能少且简单，可以使用低成本的微控制器来实现。

22、为实现上述的第二目的，本发明提供的耗材芯片包括基板，基板上设置电子模块以及多个连接端子，电子模块与连接端子电连接，其中，电子模块包括修复控制单元以及主控制单元，修复控制单元接收到安装检测指令后，在至少一个验证时段内改变主控制单元对于安装检测指令的响应；修复控制单元改变主控制单元对于安装检测指令的响应包括：修复控制单元让主控制单元在至少一个验证时段内不响应安装检测指令；和/或修复控制单元在至少一个验证时段内输出低电平信号；和/或修复控制单元在至少一个验证时段之前输出高电平信号。

23、为实现上述的第三目的，本发明提供的耗材容器包括壳体，壳体内形成耗材容纳腔，壳体的外壁上设置有上述的耗材芯片。

24、为实现上述的第三目的，本发明提供的打印设备包括机体，机体内设置有耗材容器安装腔，该耗材容器安装腔内安装有上述的耗材容器。