專利名稱：具有機(jī)載智能裝置的打印機(jī)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及打印裝置的可更換模塊，尤其涉及監(jiān)控打印裝置中的這種可更換模塊的性能和狀態(tài)。
背景技術(shù)：
許多機(jī)械都具有可更換的模塊或組件。例如，打印裝置可具有一個或多個可更換模塊，例如定影器、打印盒、色粉盒、靜電鼓單元等。用戶可將這些組件或模塊單獨(dú)更換，或?qū)⒍鄠€組裝模塊結(jié)合成單一的用戶可更換模塊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在打印裝置用的可更換模塊上提供一存儲元件，用于保持所存儲的數(shù)據(jù)；一輸入端，用于接收所輸入的信息，例如與可更換模塊的狀態(tài)和/或操作有關(guān)的信息；與所述存儲器相連接的一微處理器，用于根據(jù)所存儲的數(shù)據(jù)和所輸入的信息進(jìn)行計(jì)算，以產(chǎn)生與可更換模塊的性能有關(guān)的結(jié)果。一通信元件用于從微處理器將所述結(jié)果傳遞至打印裝置。在一特定的實(shí)施例中，可更換模塊包括一操作元件，該操作元件具有可調(diào)節(jié)的操作參數(shù)，并與存儲元件或微處理器相連接，以接收來自微處理器的結(jié)果，這樣根據(jù)微處理器的結(jié)果就可以調(diào)節(jié)操作元件的操作參數(shù)。在另一實(shí)施例中，微處理器被構(gòu)造成根據(jù)所輸入的信息計(jì)算與可更換模塊狀態(tài)有關(guān)的狀態(tài)判定，通信元件被構(gòu)造成將該狀態(tài)判定傳遞至打印裝置。
一種打印裝置用的可更換模塊的操作方法包括獲取被存儲在與可更換模塊相連的存儲元件中的數(shù)據(jù)；將所輸入的信息提供給模塊微處理器，該模塊微處理器也與可更換模塊相連；根據(jù)所存儲的數(shù)據(jù)和所輸入的信息在模塊微處理器中計(jì)算結(jié)果。該方法還包括將所計(jì)算的結(jié)果傳遞至打印裝置。在一可選實(shí)施例中，該方法可包括采用所計(jì)算的結(jié)果來改變可更換模塊的操作參數(shù)。


圖1為能接收可更換模塊的打印裝置的示意圖；圖2為圖1的打印裝置用的可更換模塊的橫剖圖；
圖3為圖2的可更換模塊的透視圖；圖4為圖3的可更換模塊用的智能機(jī)載監(jiān)控元件的示意圖；圖5為圖4中智能監(jiān)控系統(tǒng)的一部分的示意圖；圖6為打印裝置的可更換模塊用的智能機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性地示出了一種打印裝置，例如靜電打印機(jī)20，該打印機(jī)一般稱為激光打印機(jī)。所示的結(jié)構(gòu)僅是示范性的。熟悉打印裝置的人將會理解，這種打印機(jī)可用各種結(jié)構(gòu)和配置來實(shí)現(xiàn)。該打印裝置采用多個可更換模塊中的一個，例如打印盒22?？筛鼡Q的打印盒在圖2和3中更詳細(xì)地被示出，并包括幾個單獨(dú)的打印機(jī)元件。打印盒中裝有靜電成像部件，例如，柔性感光環(huán)帶24，或感光鼓。根據(jù)已知的靜電打印技術(shù)，光柵輸出掃描儀(ROS)26提供一成像光束28，該成像光束28經(jīng)由成像狹縫30被引導(dǎo)至打印盒中的感光環(huán)帶24處。成像光束28在感光環(huán)帶24上形成靜電圖像。該圖像在打印盒內(nèi)被顯影，并在轉(zhuǎn)印站32處被轉(zhuǎn)印到介質(zhì)路徑33上的穿過該轉(zhuǎn)印站32的一打印介質(zhì)上。返回到圖1，打印裝置從一介質(zhì)供給托盤輸送打印介質(zhì)，該介質(zhì)供給托盤可以是該打印裝置內(nèi)或連接在該打印裝置上的多個介質(zhì)供給托盤34-37中的一個。所轉(zhuǎn)印的圖像在定影站40處被熔化于打印介質(zhì)上。含有被轉(zhuǎn)印和被熔化圖像的打印介質(zhì)被輸出該打印裝置。例如，含有圖像的打印介質(zhì)可被傳送至打印裝置頂部的樣品托盤42處，或被傳送至打印裝置上部的輸出托盤例如堆垛托盤44處。打印裝置的操作，包括控制打印介質(zhì)的輸送，處理所輸出的圖像信息，將該圖像信息輸送至光柵輸出掃描儀，以及控制打印盒內(nèi)的元件，所有這些都是受電子子系統(tǒng)(ESS)46控制的。電子子系統(tǒng)46也可包括一個或多個機(jī)械控制單元或中央處理單元，該中央處理單元包括微處理器和適當(dāng)?shù)拇鎯ζ?，用于存儲機(jī)械操作軟件。
圖2所示的打印盒模塊22也可包括充電部件(chargescorotron)48，顯影裝置50、轉(zhuǎn)印電暈管52、清潔裝置54、殼體55。充電部件位于盒子中的成像狹縫30的上游，以在感光環(huán)帶24曝光于成像光束之前將均勻的靜電荷應(yīng)用于感光環(huán)帶24的表面上。顯影裝置50位于成像狹縫的下游，以使顯影劑混合物與感光環(huán)帶上的靜電潛像接近，并由此顯影。顯影劑混合物是一種包括色粉和可吸磁載體的組分混合物。色粉在圖像顯影過程中被轉(zhuǎn)印到感光環(huán)帶上，更換色粉周期性地從一料斗或容器(未示出)被分配至顯影裝置的殼體內(nèi)。轉(zhuǎn)印電暈管52位于轉(zhuǎn)印站32處，以參與將所顯影的圖像從環(huán)帶上轉(zhuǎn)印到此刻進(jìn)入打印盒內(nèi)的打印介質(zhì)上。最后，清潔裝置54將所有殘留的色粉粒從感光環(huán)帶的表面除去。然后，感光環(huán)帶由一放電燈照射，從而除去殘留在該感光環(huán)帶上的所有靜電荷。
正如已經(jīng)描述過的，打印盒22可從打印裝置中移開，并用其他打印盒來代替。如果設(shè)置在打印盒中的任何處理元件損壞，一般就會進(jìn)行這種更換。打印盒具有被緊連于可更換模塊上的機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)56。在一特定的圖示實(shí)施例中，機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)被緊連于可更換模塊的一部分58上。
現(xiàn)參照圖4，機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)56包括處理元件60以及一個或多個通信元件62、63，該通信元件用于機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)與其它裝置例如打印裝置之間的連通。
接下來，參照圖5，一示范性的處理元件60包括微處理器64，該微處理器包含中央處理單元(CPU)66和存儲元件68，69。存儲元件可包括一非易失性存儲磁芯部分68，用來保存永久信息，例如操作軟件、設(shè)備識別信息、或其它這種信息，以及那些可改變的、但按照關(guān)電源、開電源的順序?qū)⒈槐３值男畔?。該存儲元件還包括一易失性存儲部分，例如隨機(jī)存取存儲器69。存儲元件68，69與中央處理單元66相連接，從而該中央處理單元可接收來自該存儲元件的信息和指令。中央處理單元也與存儲元件68、69相連接，從而該中央處理單元可將信息寫入該存儲元件內(nèi)。
機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)還包括一個或多個傳感器71，72，73。這些傳感器收集或檢測與可更換模塊和/或其操作環(huán)境有關(guān)的一些信息。例如，一傳感器71可在打印盒中的色粉量低于一個特定閾值時(shí)進(jìn)行檢測。另一傳感器72可在感光環(huán)帶被磨損時(shí)進(jìn)行檢測。第三個傳感器73可檢測清潔裝置的狀態(tài)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會認(rèn)識到，根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)連接于其上的可更換模塊，可收集與打印裝置和/或可更換模塊的操作有關(guān)的不同參數(shù)和信息。由于這些變化，傳感器71，72，73僅以示意的形式示出。
監(jiān)控系統(tǒng)包括一個或多個通信元件62、63，用于與另一裝置例如打印裝置之間來回地進(jìn)行信息傳遞。特定的實(shí)施例包括有線通信元件63和無線通信元件62。通信元件62，63的一部分可以是處理元件60的一部分，或者可以是獨(dú)立元件。通信元件經(jīng)由CPU接口76與中央處理單元66相連接。有線通信元件63包括一串聯(lián)/并聯(lián)的通信控制器78，該控制器78經(jīng)由一外連接器80控制通信。該外連接器可以是一種插頭和插座型的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的連接器。例如，監(jiān)控系統(tǒng)上的外連接器可包括與插頭82相互作用的多個插座，該插頭82從打印機(jī)連接器84(圖3)伸出。打印機(jī)連接器84被緊連到打印裝置的一部分85上，從而當(dāng)可更換模塊完全被插入打印裝置時(shí)，打印機(jī)連接器的插頭裝配于可更換模塊監(jiān)控系統(tǒng)控制器內(nèi)。
可更換模塊監(jiān)控系統(tǒng)也可包括無線通信元件62。無線連接器元件可包括含有天線86的射頻通信元件。無線連接器或通信元件通過可更換模塊監(jiān)控系統(tǒng)上的天線86與打印裝置上類似的RF天線88之間的無線通信鏈路進(jìn)行通信。在某種情況下，采用無線通信元件來進(jìn)行所有信息的傳送可能是理想的，這樣有線通信元件可以盡可能地簡單。例如，一個簡單的雙線接頭可從將動力從打印裝置傳送至可更換模塊監(jiān)控系統(tǒng)。
射頻通信元件包括RF通信控制器90，其經(jīng)由CPU接口76與微處理器64的CPU66相連接。RF通信控制器90將一信號提供給調(diào)制器92。調(diào)制器92將該信號調(diào)制到由載波發(fā)生器94生成的RF載波信號上。一激勵器96將所調(diào)制的RF信號傳送至天線86。在天線86RF處所接收的RF信號被放大器98放大，并在其被傳送至RF通信控制器90之前被解調(diào)器99解調(diào)。
專用集成電路(ASIC)102(圖4)在可更換模塊監(jiān)控系統(tǒng)傳感器71-73與處理元件60之間提供接口。通曉本領(lǐng)域的人將認(rèn)識到，ASIC被特別設(shè)計(jì)成將從傳感器接收到的信號轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)臄?shù)字信號，以便通過微處理器進(jìn)行處理。
處理元件60的微處理器64經(jīng)由ASIC接收來自傳感器71-73的輸入信息，或者經(jīng)由通信元件62，63中的一個接收來自打印裝置的輸入信息。此外，非易失性存儲器68可容納與可更換模塊本身有關(guān)的信息。中央處理單元66進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，或根據(jù)來自存儲元件的輸入信息數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算以產(chǎn)生計(jì)算結(jié)果。然后中央處理單元將該計(jì)算結(jié)果輸送至非永久性(隨機(jī)存取)存儲器69和/或非易失性存儲器68中。
打印裝置用的可更換單元的機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)可完全根據(jù)可更換模塊的各種計(jì)算結(jié)果和其它操作來執(zhí)行，從而減少與打印裝置通信的需要，并且也減少被強(qiáng)加于打印裝置上的計(jì)算需求。
存在有多種操作和功能，它們可通過采用與一微處理器一體的機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)來執(zhí)行。例如，打印裝置可將關(guān)于打印操作的信息提供給該監(jiān)控系統(tǒng)，在該打印操作中調(diào)用打印模塊來執(zhí)行。這種信息可包括那些用來估算可更換模塊被連接于其中的使用量。某些打印信息可用來估算可更換模塊內(nèi)的某部件的殘存使用年限。例如，如果可更換模塊含有一耗材、例如色粉，當(dāng)提供的耗材幾近耗盡時(shí)，有關(guān)由可更換模塊所執(zhí)行的打印量的保持信息就可用來估算。這樣，打印裝置可將所打印圖像中的像素量或所打印頁數(shù)的信息、或其它相關(guān)信息提供給監(jiān)控系統(tǒng)。采用機(jī)載智能監(jiān)控系統(tǒng)，微處理器可處理從打印裝置接收到的與所執(zhí)行的打印操作有關(guān)的信息，并且將該信息與先前所儲存的關(guān)于可更換模塊中部件的預(yù)期壽命的信息相結(jié)合。當(dāng)可更換模塊或其某部件到達(dá)、或即將到達(dá)預(yù)期壽命的最終時(shí)，CPU66可采用上述信息進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)所計(jì)算的這樣一種結(jié)果，然后CPU可傳遞給打印裝置一個狀態(tài)判定，例如“色粉不足”或其它相關(guān)的判定信息。打印裝置內(nèi)的計(jì)算處理元件的資源在進(jìn)行這種僅與特定可更換模塊有關(guān)的計(jì)算時(shí)不被消耗。此外，在可更換模塊上的智能機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行這種計(jì)算減少了必須在可更換模塊與打印裝置之間被傳送的數(shù)據(jù)量。
在另一種操作模式中，由可更換模塊上智能監(jiān)控系統(tǒng)的CPU所承擔(dān)的計(jì)算過程可以考慮關(guān)于可更換模塊在被傳感器檢測時(shí)的狀態(tài)的信息。例如，如果一色粉水平傳感器檢測到可更換模塊內(nèi)的色粉水平面較低時(shí)，經(jīng)由ASIC被傳遞至微處理器的上述信息可通過CPU被處理，從而一狀態(tài)判定(“色粉不足”)可被傳送至打印裝置。基于儲存在非易失性存儲器中的永久信息、從打印裝置接收到的打印操作信息、以及從傳感器接收到的狀態(tài)信息的各種結(jié)合，智能監(jiān)控系統(tǒng)的微處理器可進(jìn)行許多估算。
在又一種操作中，智能監(jiān)控系統(tǒng)促進(jìn)可更換模塊的升級而打印裝置的電子設(shè)備或軟件無需進(jìn)行相應(yīng)改變。這大大提高了改善打印裝置的可更換模塊性能的效率。當(dāng)新的性能特征形成于可更換模塊中時(shí)，可更換模塊22上智能監(jiān)控系統(tǒng)的微處理器64可設(shè)計(jì)成反映這些被提高的性能特征。然后，智能監(jiān)控系統(tǒng)的微處理器的中央處理單元可進(jìn)行必要的計(jì)算以考慮被改變的性能特征，并將已被調(diào)節(jié)信息傳遞給打印裝置以考慮這種被改變的性能特征。例如，如果打印裝置被設(shè)計(jì)成僅接收狀態(tài)判定信息，那么智能監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)該被改變的性能特征將正確的狀態(tài)判定提供給打印裝置。即使打印裝置被設(shè)計(jì)成進(jìn)行其特有的判定過程，那么智能監(jiān)控系統(tǒng)的微處理器也可被設(shè)計(jì)成改變被提供給打印裝置的信息，從而該打印裝置依據(jù)被改進(jìn)的可更換模塊正確地進(jìn)行操作。打印裝置可被設(shè)計(jì)成接收來自可更換模塊的模塊數(shù)據(jù)并使用一個特定的第一算法或程序來確定模塊狀態(tài)結(jié)果。如果新模塊需要模塊狀態(tài)結(jié)果，其中該結(jié)果采用一個不同的(第二)算法或程序來確定，智能機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)可提供被更改的模塊數(shù)據(jù)，這樣打印裝置本身不需要被改變成含有第二算法。智能機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)的微處理器接收所輸入的模塊數(shù)據(jù)，并計(jì)算所更改的模塊數(shù)據(jù)，以及將該更改的模塊數(shù)據(jù)傳遞給打印裝置。提供所更改的模塊數(shù)據(jù)，從而當(dāng)打印裝置將其第一算法應(yīng)用到所更改的模塊數(shù)據(jù)中時(shí)打印裝置產(chǎn)生模塊狀態(tài)結(jié)果，就好像該打印裝置在所輸入的模塊數(shù)據(jù)中使用第二算法似的。
例如，如果打印裝置被設(shè)計(jì)成表明感光環(huán)帶在某些圖像應(yīng)用于其上之后被磨損到不能接收的程度，而在其性能惡化之前，安裝新的允許應(yīng)用更多圖像的感光環(huán)帶，那么智能監(jiān)控系統(tǒng)可這樣設(shè)計(jì)從而它傳遞給打印裝置這樣的信息，即，打印裝置采用該感光體換帶幾乎不能進(jìn)行打印，這與實(shí)際安裝的感光環(huán)帶的所改進(jìn)的壽命是相稱的。
圖6示出了一實(shí)施例，其中智能監(jiān)控系統(tǒng)也可用來控制可更換單元的一個或多個操作參數(shù)?，F(xiàn)在參照圖6，除了檢測來自可更換模塊的狀態(tài)輸入信息的傳感器71，72外，上述系統(tǒng)包括一調(diào)節(jié)器或控制器104，其被連接以操作可更換單元的其中一個操作參數(shù)，例如充電部件48或轉(zhuǎn)印電暈管52(圖2)。例如，調(diào)節(jié)器可控制被應(yīng)用于操作元件的電壓、所應(yīng)用的電荷或信號的時(shí)限或其它某因素。處理元件60的微處理器64經(jīng)由ASIC 102和調(diào)節(jié)器104提供一控制信號來控制操作元件的操作。這種配置允許改變操作元件的性能特征而無需將新的或其它的控制軟件安裝到打印裝置中。如果，在制造或整修打印盒過程中，例如改變電暈管的性能特征，這樣可得到不同的控制信號，那么可重編智能監(jiān)控系統(tǒng)的微處理器64的程序從而中央處理單元中所執(zhí)行的計(jì)算產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膶⒁?jīng)由ASIC和調(diào)節(jié)器被傳遞的信號，以便改變操作元件的操作參數(shù)。
圖7所示為智能機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)的一實(shí)施例，其類似于圖6中所示的實(shí)施例，除了處理元件60與傳感器71，72和/或調(diào)節(jié)器104之間的接口為一串行總線106，而不是ASIC外。圖7所示的實(shí)施例中所使用的傳感器和調(diào)節(jié)器包括集成信號調(diào)節(jié)和處理，還包括一串行接口。這樣，傳感器適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)和處理被檢測的數(shù)據(jù)以便在串行總線上傳遞。然后，調(diào)節(jié)器104接收適當(dāng)?shù)拇行畔?，并將其提供用于調(diào)節(jié)可更換模塊的操作元件的操作。
通信元件，尤其是無線通信元件可用于與打印裝置以外的裝置進(jìn)行通信。如果無線通信元件是這樣的以致于它可和無線信號一起操作，那么在可更換單元入庫和裝運(yùn)的過程中，無線通信元件可用來接收數(shù)據(jù)并調(diào)整上述處理元件，其中上述無線信號穿過裝運(yùn)可更換單元的包裝。在這樣調(diào)整之后，無線通信元件可無效，使得有線通信元件連接到打印機(jī)上，或者無線通信元件仍可操作，以用于打印裝置與可更換模塊之間所進(jìn)行的無線通信操作中。將有線和無線通信元件63，62連接至CPU接口76的熔斷器108，110提供示范性技術(shù)，以便允許任一種通信鏈路在上述通信鏈路不再需要時(shí)被使用。在另一實(shí)施例中，信息傳遞經(jīng)由無線通信元件62來進(jìn)行，有線通信元件僅傳遞電力。在這樣的配置中，不必使用串聯(lián)/并聯(lián)通信控制器78。
權(quán)利要求
1.一種用于打印裝置的可更換模塊，該模塊包括用于保持存儲數(shù)據(jù)的存儲元件；用于接收輸入信息的輸入端；與存儲元件相連接的微處理器，用于根據(jù)所存儲的數(shù)據(jù)和所輸入的信息進(jìn)行計(jì)算以產(chǎn)生與可更換模塊性能有關(guān)的結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的可更換模塊，還包括通信元件，用于將所述結(jié)果傳遞至打印裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的可更換模塊，其特征在于所述輸入端與所述通信元件相連接，以接收來自打印裝置的與該打印裝置操作有關(guān)的打印輸入信息。
4.如權(quán)利要求2所述的可更換模塊，其特征在于可更換模塊還包括狀態(tài)傳感器，用于檢測可更換模塊的狀態(tài)；輸入端與狀態(tài)傳感器相連接，以接收來自狀態(tài)傳感器的狀態(tài)輸入信息。
5.如權(quán)利要求4所述的可更換模塊，其特征在于可更換模塊含有一種耗材；狀態(tài)傳感器檢測該耗材的剩余量。
6.如權(quán)利要求5所述的可更換模塊，其特征在于耗材為用于靜電打印裝置的干色粉。
7.如權(quán)利要求5所述的可更換模塊，其特征在于耗材為用于直接標(biāo)記打印裝置的油墨。
8.如權(quán)利要求1所述的可更換模塊，還包括具有可調(diào)節(jié)操作參數(shù)的操作元件，其特征在于操作元件被這樣連接，即，根據(jù)微處理器的結(jié)果可以調(diào)節(jié)操作元件的操作參數(shù)。
9.如權(quán)利要求2所述的可更換模塊，其特征在于微處理器被構(gòu)造成根據(jù)所輸入的信息計(jì)算與可更換模塊狀態(tài)有關(guān)的狀態(tài)判定；通信元件被構(gòu)造成將所述狀態(tài)判定傳遞給打印裝置。
10.一種確定打印裝置的可更換模塊狀態(tài)的方法，其中該打印裝置被構(gòu)造成使用第一機(jī)械程序來采用由可更換模塊提供給打印裝置的模塊數(shù)據(jù)計(jì)算可更換模塊的模塊狀態(tài)結(jié)果，該方法包括在與可更換模塊相連的微處理器接收模塊數(shù)據(jù)；在微處理器中根據(jù)模塊數(shù)據(jù)計(jì)算被改變的模塊數(shù)據(jù)；將被改變的模塊數(shù)據(jù)傳遞至打印裝置；其中采用第一機(jī)械程序處理時(shí)的被改變模塊數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊狀態(tài)結(jié)果，就好像打印裝置已經(jīng)使用第二機(jī)械程序來采用模塊數(shù)據(jù)計(jì)算該模塊狀態(tài)結(jié)果。
全文摘要
一種打印裝置用的可更換模塊的智能機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)，包括存儲元件；輸入端，用于接收來自可更換模塊上的傳感器的信息、或來自打印裝置的與所進(jìn)行的打印操作有關(guān)的信息；與所述存儲器相連接的微處理器，用于根據(jù)存儲在存儲元件中的數(shù)據(jù)并根據(jù)所輸入的信息進(jìn)行計(jì)算。所述計(jì)算過程產(chǎn)生與可更換模塊的性能有關(guān)的結(jié)果。這些結(jié)果可被傳遞至打印裝置，或用來控制可更換模塊本身的可調(diào)節(jié)操作參數(shù)，所有這些都不需要打印裝置本身的計(jì)算資源。
文檔編號B41J2/175GK1573617SQ200410049
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月11日
發(fā)明者H·羅梅爾曼, A·羅德里格茲, S·J·貝爾, E·庫伊特 申請人:施樂公司