專利名稱：非接觸式芯片、耗材容器、成像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非接觸式芯片，具體地說，涉及一種用于耗材容器的非接觸式芯片及其數(shù)據(jù)顯示方法，本發(fā)明還涉及具有上述非接觸式芯片的耗材容器、成像設(shè)備。
背景技術(shù)：
本發(fā)明所說的成像設(shè)備是指將文字、圖案等電信號轉(zhuǎn)換為在紙張等介質(zhì)上形成可視圖像的設(shè)備，例如噴墨類或激光類的打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)及多功能一體機(jī)。常用的兩種打印機(jī)是噴墨打印機(jī)和激光打印機(jī)，噴墨打印機(jī)使用容納有墨水的墨盒作為耗材容器向打印機(jī)提供打印用的墨水，以在紙張上形成需要打印的文字或圖案；激光打印機(jī)則使用容納有碳粉的碳粉盒作為耗材容器向打印機(jī)提供打印用的碳粉，以在介質(zhì)上形成需要打印的文字或圖案，復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)及多功能一體機(jī)的成像原理、使用耗材容器等與打印機(jī)基本相同。本發(fā)明所說的耗材是指墨水或碳粉。如圖1所示，耗材容器的殼體上一般都安裝有芯片13，芯片13具有一塊基板16，在基板16上安裝有電子模塊17，電子模塊17用于存儲與成像設(shè)備通訊所需的數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)與成像設(shè)備之間的通訊操作，其中包括接收成像設(shè)備信號及電能的通訊部分和集成電路部分，采用電觸點(diǎn)作為通訊部分的屬于接觸式芯片，采用感應(yīng)線圈作為通訊部分的屬于非接觸式芯片，其集成電路部分中包括有存儲單元和主控制單元，該存儲單元中存儲與耗材容器相關(guān)的數(shù)據(jù)和打印過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，包括:耗材容器廠家代碼、耗材容器生產(chǎn)日期、耗材容器型號、總打印量、已消耗打印頁數(shù)、耗材容器內(nèi)耗材余量等，主控制單元與存儲單元連接，用于控制存儲單元的數(shù)據(jù)存取操作。當(dāng)耗材容器安裝到成像設(shè)備上時(shí)，成像設(shè)備會讀取芯片存儲單元中的數(shù)據(jù)，如:耗材容器內(nèi)耗材余量、已消耗打印頁數(shù)、剩余打印量、生產(chǎn)日期、首次使用日期及最后使用日期等，并把該數(shù)據(jù)傳送到成像設(shè)備面板的顯示屏或電腦顯示屏上，也可以通過打印其狀態(tài)頁，從而可了解當(dāng)前耗材的使用情況；然而，上述數(shù)據(jù)必須在耗材容器安裝到成像設(shè)備上時(shí)，才能顯示或打印，因此耗材狀態(tài)使用情況的提示受限，由此給使用者帶來不便；如果采用額外的供電部分給芯片供電，則會導(dǎo)致芯片結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本升高；如果在打印過程中斷電，使用者則無法了解該芯片所安裝耗材容器中耗材的使用狀況，因此，需要提供一種無需安裝到打印機(jī)上便可顯示耗材數(shù)據(jù)的芯片。另一方面，現(xiàn)有一種被稱之為電子紙的產(chǎn)品，也叫數(shù)碼紙。它是一種超薄、超輕的顯示屏，其是象紙一樣薄、柔軟、可擦寫的顯示器。電子紙技術(shù)與現(xiàn)有的液晶技術(shù)不一樣。電子紙顯示器沒有目前顯示設(shè)備無法避免的強(qiáng)烈反光，畫面分辨率高，顯示效果與視覺感觀與一般書寫紙幾乎完全相同；特別是電子紙技術(shù)具有畫面記憶特性，一旦畫面顯示后即使斷電也不消失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種無需安裝到成像設(shè)備上便可顯示耗材數(shù)據(jù)、成本低的非接觸式芯片，以彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的非接觸式芯片包括:基板、安裝于基板上的電子模塊及電子紙模塊，電子模塊包括通訊部分及與通訊部分連接的集成電路部分，集成電路部分包括存儲單元、主控制單元及協(xié)議單元，通訊部分是感應(yīng)線圈，存儲單元用于存儲與成像設(shè)備通訊所需的數(shù)據(jù)，主控制單元與存儲單元連接，電子紙模塊與電子模塊連接，協(xié)議單元與主控制單元及感應(yīng)線圈連接。由上方案可見，由于非接觸式芯片的電子模塊內(nèi)存儲有與成像設(shè)備通訊所需的數(shù)據(jù)信息，該數(shù)據(jù)信息可被成像設(shè)備讀或?qū)懖僮鳎ㄟ^電子紙模塊，上述數(shù)據(jù)信息被讀取并顯示出來，數(shù)據(jù)中實(shí)時(shí)記錄了其中的耗材識別和使用過程狀態(tài)信息；在非接觸式芯片斷電時(shí)，通過電子紙模塊保持顯示與非接觸式芯片相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，便于用戶在任何時(shí)刻直觀、快速地了解耗材的使用情況，避免現(xiàn)有耗材容器上的非接觸式芯片必須安裝到打印機(jī)上才能了解耗材容器使用狀態(tài)的情況，且功耗低、生產(chǎn)成本低、便于推廣應(yīng)用。其進(jìn)一步技術(shù)方案是，協(xié)議單元包括RFID協(xié)議電路和寄生電源電路；寄生電源電路和感應(yīng)線圈并連，RFID協(xié)議電路與寄生電源電路連接并連接到主控制單元。由上方案可見，協(xié)議單元中包括的寄生電源電路與RFID協(xié)議電路使得芯片結(jié)合了非接觸式芯片和電子紙模塊的功能，避免接觸式芯片由于接觸不良而造成打印出錯(cuò)，在該非接觸式芯片掉電時(shí)，使用者還可以清楚的了解該非接觸芯片所安裝的耗材容器的耗材使用情況。其更進(jìn)一步技術(shù)方案是，電子紙模塊包括電子紙，電子紙的一面與基板的一面電連接。由上方案可見，本方案將電子紙?jiān)O(shè)置在電子紙模塊中，通過電子模塊對電子紙進(jìn)行控制和驅(qū)動(dòng)，可以充分利用電子紙掉電后仍可顯示內(nèi)容的特性，不需要將該耗材容器安裝到打印機(jī)上便可顯示非接觸式芯片的數(shù)據(jù)信息，且結(jié)構(gòu)簡單。其更進(jìn)一步技術(shù)方案是，電子紙模塊還包括電子紙驅(qū)動(dòng)單元及電子紙控制單元；電子紙驅(qū)動(dòng)單元與電子紙連接，電子紙控制單元分別與電子紙驅(qū)動(dòng)單元及存儲單元連接。本方案采用了電子紙控制單元讀取電子模塊中的數(shù)據(jù)并傳送到電子紙驅(qū)動(dòng)單元，利用電子紙驅(qū)動(dòng)單元將傳送過來的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成電子紙的平面信號，并將該平面信號施加在電子紙的電極上，在電子紙上顯示相應(yīng)的信息，從而從視覺上直接提示用戶耗材的使用情況。本發(fā)明的另一目的是提供一種耗材容器，包括殼體，殼體圍成容納耗材的腔體，殼體的外壁上安裝有如上所述的非接觸式芯片。本方案所提供耗材容器由于安裝有如上非接觸式芯片，因此，可以在芯片掉電時(shí)仍可直接查看到耗材的使用狀態(tài)，結(jié)構(gòu)簡單、成本低且便于使用。本發(fā)明的又一目的是提供一種成像設(shè)備，包括成像單元和耗材容器，耗材容器上安裝有如上所述的非接觸式芯片。成像設(shè)備上的耗材容器上設(shè)置有如上所述的非接觸式芯片，該非接觸式芯片不需要安裝到打印機(jī)上，便可直接查看到耗材的使用狀態(tài)、結(jié)構(gòu)簡單、成本低且使用方便。


圖1是現(xiàn)有非接觸式芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明非接觸式芯片實(shí)施例的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明非接觸式芯片實(shí)施例的供電連接示意圖。圖4是本發(fā)明非接觸式芯片實(shí)施例中電子紙的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明非接觸式芯片掉電后的碳粉使用狀態(tài)顯示示意圖。圖6是本發(fā)明非接觸式芯片第一變換實(shí)施例的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明非接觸式芯片第二變換實(shí)施例的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本發(fā)明非接觸式芯片第三變換實(shí)施例的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是本發(fā)明碳粉盒實(shí)施例的示意圖。圖10是本發(fā)明打印機(jī)實(shí)施例的示意圖。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行說明。
具體實(shí)施例方式非接觸式芯片實(shí)施例
本發(fā)明提供的非接觸式芯片33用于碳粉盒，參見圖2、圖3，該非接觸式芯片33包括基板(圖中未示出)、安裝于基板上的電子模塊37及安裝于基板上的電子紙模塊；電子模塊37包括感應(yīng)線圈和集成電路部分，感應(yīng)線圈作為通訊部分用于接收激光打印機(jī)信號及電能，集成電路部分包括:主控制單元、存儲單元和協(xié)議單元，存儲單元用于存儲與激光打印機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊所需的數(shù)據(jù)，其中存放碳粉的參數(shù)信息、打印過程的使用狀態(tài)信息等，上述信息均可被主控制單元進(jìn)行讀訪問和寫訪問，從而可以實(shí)現(xiàn)碳粉盒識別和使用過程狀態(tài)的記錄，上述信息也可被電子紙控制單元選擇性地讀訪問。主控制單元與存儲單元連接，主控制單元是與打印機(jī)通訊的控制核心，用于控制存儲單元的讀寫操作，主控制單元能夠?qū)⒋蛴C(jī)的讀寫協(xié)議和存儲單元的讀寫協(xié)議相互轉(zhuǎn)換。電子紙模塊包括電子紙控制單元、電子紙驅(qū)動(dòng)單元和設(shè)置于基板上的電子紙8，電子紙8的一面與基板的一面電連接，電子紙控制單元分別與電子紙驅(qū)動(dòng)單元及存儲單元連接，用于選擇性地讀取存儲單元中的數(shù)據(jù)，并將讀取數(shù)據(jù)傳送到電子紙驅(qū)動(dòng)單元以顯示，如需要電子紙顯示已打印頁數(shù)，則電子紙控制單元讀取存儲單元中的已打印頁數(shù)信息，然后再把該信息傳送到電子紙驅(qū)動(dòng)模塊以驅(qū)動(dòng)電子紙顯示已打印頁數(shù)信息，電子紙驅(qū)動(dòng)單元與電子紙8連接，用于驅(qū)動(dòng)電子紙8以顯示信息，即是將電子紙控制單元傳送過來的信息轉(zhuǎn)換成電子紙8的平面信號，并將該平面信號施加在電子紙8的電極上，從而在電子紙8上顯示相應(yīng)的信息，從視覺上直觀地提示使用者該碳粉盒的使用情況；協(xié)議單兀包括寄生電源電路和IS01443協(xié)議電路，該寄生電源電路與IS01443協(xié)議電路還連接到主控制單元，寄生電源電路通過線圈把打印機(jī)中的芯片操作模塊線圈發(fā)送過來的交流信號整流成直流電源VCC，并把該電源供應(yīng)給整個(gè)芯片進(jìn)行工作，即提供電源給IS01443協(xié)議電路、主控制單元、存儲單元、電子紙控制單元、電子紙驅(qū)動(dòng)單元和電子紙，IS01443協(xié)議電路是RFID協(xié)議電路的一種，RFID協(xié)議電路是根據(jù)RFID國際標(biāo)準(zhǔn)做成的符合該標(biāo)準(zhǔn)的電路。圖4是本實(shí)施例之電子紙8的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，該結(jié)構(gòu)是利用電泳原理來顯示圖案，功耗極低，圖3中的電子紙8包括紙件層81，S卩具有一定柔軟性的基片層，以及基于紙件層81之上的電子墨水層82，電子墨水層82包括一種具有一定透光性的透明粘合劑83和多個(gè)以均勻散布于粘合劑83內(nèi)的微囊84，每個(gè)微囊84具有一個(gè)形狀為中空球型并具有一定透光性的主囊85，在主囊85內(nèi)填充一種液體溶劑86，在此液體溶劑86中分布有多個(gè)帶負(fù)電荷的帶電微粒87，每個(gè)帶電微粒87包括一個(gè)核心88和覆蓋于核心88上的覆蓋層89，對帶電微粒87和液體溶劑86顏色設(shè)置不同顏色使其效果不同，當(dāng)在微囊84上加載外部電場時(shí)，帶電微粒87將沿電場的相反方向在主囊體85內(nèi)運(yùn)動(dòng)。如帶電微粒設(shè)置為白色，液體顏色設(shè)置為黑色，當(dāng)在微囊84上方加在正電，則帶負(fù)電荷的帶電微粒87將被吸引往往上移動(dòng)，最終使得上側(cè)為白色，如果在微囊84上方加在負(fù)電，則帶負(fù)電荷的帶電微粒87將被排斥往往下移動(dòng)，最終使得上側(cè)為黑色。在向上或向下運(yùn)動(dòng)后，即使電場消失了，帶電微粒87仍能夠在某個(gè)位置停留較長時(shí)間，也就是存在顯示保持功能。圖5中顯示的狀態(tài)是在碳粉盒生產(chǎn)出來后，碳粉盒上可顯示非接觸式芯片33利用電子紙8顯示的內(nèi)容，包括碳粉盒型號、碳粉盒序列號、碳粉盒生產(chǎn)日期、碳粉盒有效日期、首次使用日期、已打印頁數(shù)、剩余打印頁數(shù)、剩余碳粉量、使用過程出錯(cuò)次數(shù)以及提示等信息，這些信息是電子紙控制單元從存儲單元讀取出來并顯示的，當(dāng)檢測到打印機(jī)更新上述信息時(shí)，電子紙控制單元?jiǎng)t將將更新后的信息信號送到電子紙驅(qū)動(dòng)單元將電子紙的顯示信息重新刷新顯示，因此，使用者購買該碳粉盒后，只要一打開包裝，即可直觀地了解該碳粉盒的使用情況；即使使用者在打印過程中取出碳粉盒，由于該碳粉盒上非接觸式芯片中設(shè)置有電子紙模塊，使用者也能知道當(dāng)前碳粉盒的使用情況，非常人性化且便于使用。作為本實(shí)施例非接觸式芯片的一種變換，可以采用目前應(yīng)用最廣的E-1nk電子顯示屏，其包括頂部透明電極、底部電極、帶正電荷的白色粒子、帶負(fù)電荷的黑色粒子和透明液體，也可以采用Sipix電子紙或電子流粉體(QR-LPD)或膽留相液晶(Ch-1XD)或電潤濕(EffD)或電致變色(ECD)或微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)或旋轉(zhuǎn)球或電化學(xué)沉積等多種技術(shù)的電子紙；只要是具備雙穩(wěn)態(tài)、反射式顯示特性的顯示技術(shù)，均可作為本實(shí)施例中碳粉盒非接觸式芯片的電子紙，上述變換同樣可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。作為本發(fā)明非接觸式芯片實(shí)施例的另一種變換，可以將電子紙控制單元和電子紙驅(qū)動(dòng)單元合并到主控制單元中，即非接觸式芯片包括電子紙模塊和電子模塊，電子紙模塊只包括電子紙，該變換是采用主控制單元用于控制存儲單元的數(shù)據(jù)讀寫、并為將要顯示的信息選擇性地傳送到電子紙驅(qū)動(dòng)單元上驅(qū)動(dòng)電子紙進(jìn)行顯示，其余結(jié)構(gòu)均同上，該變換同樣可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，也可以將電子紙控制單元或電子紙驅(qū)動(dòng)單元中的任意一個(gè)合并到主控制單元中，上述結(jié)構(gòu)的變換均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。作為本發(fā)明非接觸式芯片實(shí)施例的又一種變換，主控制單元可以采用其他控制器(如MCU)，采用其軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)其功能；也可采用可編程邏輯器件(如CPLD，F(xiàn)PGA等)通過硬件編程來實(shí)現(xiàn)，上述變換均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。作為本發(fā)明非接觸式芯片實(shí)施例的又一種變換，主控制單元中可以包括有為數(shù)據(jù)通訊提供協(xié)議或接口的接口單元，或者將接口單元設(shè)置在主控制單元之外、電子模塊之內(nèi)，接口單元與主控制單元連接，上述變換同樣可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。作為本發(fā)明非接觸式芯片實(shí)施例的又一種變換，協(xié)議單元可以包括如圖6所示的
13.56MHZ頻率的IS015693協(xié)議電路和寄生電源電路，也可以包括如圖7所示的134.2KHZ頻率的IS011785協(xié)議電路和寄生電源電路，只要是適用于非接觸式芯片的RFID協(xié)議電路和寄生電源電路，參見圖8，上述變換均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
作為本發(fā)明非接觸式芯片實(shí)施例的又一種變換，還可以用于墨盒非接觸式芯片，此時(shí)，存儲單元存放的是與墨盒相關(guān)的數(shù)據(jù)，其結(jié)構(gòu)和工作原理與本實(shí)施例相似，該變換同樣可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。碳粉盒實(shí)施例
參見圖9，碳粉盒包括殼體，該殼體圍成容納碳粉的腔體，殼體的外壁上安裝有如上實(shí)施例所述的非接觸式芯片33。打印機(jī)實(shí)施例
激光打印機(jī)包括成像單元和碳粉盒，該碳粉盒上安裝有如上所述的非接觸式芯片，其結(jié)構(gòu)簡圖參見圖10，圖中非接觸式芯片未示出。作為本發(fā)明打印機(jī)實(shí)施例的一種變換，還可以是復(fù)印機(jī)或傳真機(jī)或多功能一體機(jī)等其他成像設(shè)備，上述變換同樣可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。本發(fā)明不限于上述各實(shí)施例及變換，其他基于本發(fā)明技術(shù)方案且不違背本發(fā)明目的的方法及其組合變化也應(yīng)該包括在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.接觸式芯片，包括 基板及安裝于所述基板上的電子模塊； 所述電子模塊包括 通訊部分及與所述通訊部分連接的集成電路部分； 所述集成電路部分包括 存儲單元，用于存儲與成像設(shè)備通訊所需的數(shù)據(jù)； 主控制單元，與所述存儲單元連接； 其特征在于: 設(shè)置于所述基板上的電子紙模塊，所述電子紙模塊與所述電子模塊連接； 所述通訊部分是感應(yīng)線圈；所述集成電路還包括與所述主控制單元及所述感應(yīng)線圈連接的協(xié)議單元。
2.按權(quán)利要求1所述的非接觸式芯片，其特征在于: 所述協(xié)議單元包括RFID協(xié)議電路和寄生電源電路； 所述寄生電源電路及所述感應(yīng)線圈并連，所述RFID協(xié)議電路與所述寄生電源電路連接并連接到所述主控制單元。
3.按權(quán)利要求1或2所述的非接觸式芯片，其特征在于: 所述電子紙模塊包括電子紙； 所述電子紙的一面與所述基板的一面電連接。
4.按權(quán)利要求3所述的非接觸式芯片，其特征在于: 所述電子紙模塊還包括電子紙驅(qū)動(dòng)單元及電子紙控制單元； 所述電子紙驅(qū)動(dòng)單元與所述電子紙及所述電子紙控制單元連接； 所述電子紙控制單元與所述存儲單元連接。
5.材容器,包括殼體,所述殼體圍成容納耗材的腔體， 其特征在于: 所述殼體的外壁上安裝有如權(quán)利要求1所述的非接觸式芯片。
6.像設(shè)備，包括成像單元和耗材容器， 其特征在于: 所述耗材容器上安裝有如權(quán)利要求1所述的非接觸式芯片。
全文摘要
本發(fā)明提供一種非接觸式芯片，包括基板、安裝于基板上的電子模塊及電子紙模塊，電子模塊包括通訊部分和集成電路部分，通訊部分是感應(yīng)線圈，集成電路部分包括存儲單元、主控制單元及協(xié)議單元，存儲單元存儲與成像設(shè)備數(shù)據(jù)通訊所需的數(shù)據(jù)，主控制單元與存儲單元及協(xié)議電路連接，電子紙模塊包括電子紙、電子紙驅(qū)動(dòng)單元和電子紙控制單元，電子紙驅(qū)動(dòng)單元與電子紙連接，電子紙控制單元分別與電子紙驅(qū)動(dòng)單元及存儲單元連接，本發(fā)明能在非接觸式芯片掉電后保持?jǐn)?shù)據(jù)顯示、結(jié)構(gòu)簡單、成本低。
文檔編號B41J2/175GK103085482SQ20111033879
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者謝立功 申請人:珠海天威技術(shù)開發(fā)有限公司