耗材识别装置和设备的制作方法

专利2025-04-15  5


本申请涉及耗材识别装置,以及运用耗材识别装置的设备,如打印设备、包装设备。


背景技术:

1、对耗材的识别是大多数消耗类产品需求的功能,例如针对打印机,由于打印效果与配套使用的耗材密切相关,因此打印机需要通过各种方式来获取耗材的信息,从而进行身份识别和管控;再例如包装机,通常主机也需要对配套使用的包装袋进行识别,从而使用合适的控制方法进行包装的控制,例如包装速度、加热密封等参数,以达到最佳的包装效果。

2、在这些设备中,常用的耗材识别方式包括接触式和非接触式两种。接触式方式是指耗材上安装有存储芯片或加密芯片等元器件,耗材安装进入设备后,设备通过触点连接到耗材上的芯片,为芯片供电的同时进行通讯,读取芯片存储的耗材相关信息。接触式耗材加密方案框图如图1。

3、非接触式方式是指耗材上安装了rfid等射频标签,标签上包含存储芯片和天线,设备上则设计有相应的rfid读卡芯片和天线。当耗材安装在设备上时,读卡芯片的天线与rfid标签天线进行耦合,对标签进行供电和通讯,读取标签上存储的耗材相关信息。非接触式耗材加密方案框图如图2。

4、以上两种耗材加密方案中,接触式方案比较适用于耗材形态固定,耗材在设备中安装位置固定且耗材离设备主控的距离很近的应用,例如激光打印机,这是因为需要保证触点接触的稳定性。非接触式方案由于使用空间耦合的方式,耗材安装的距离和位置相对较灵活,适用于耗材形态多变,安装位置不固定或距离主控较远的场合,例如热敏打印机、包装机等产品。

5、在上述耗材识别方案中,尽管非接触式方案相比接触式方案,允许耗材的安装距离和位置稍微远一些,但由于rfid天线耦合的距离有限(一般在10cm以内),针对大型设备的耗材识别应用,例如大型包装设备等,耗材的安装位置与设备主控的距离可能达到50cm或更远,且安装位置更为灵活多变,上述非接触式方案依然无法满足耗材识别的需求。

6、当耗材的位置(即rfid标签的位置)与设备主控的距离较远时,也可以考虑将rifd读卡芯片单独做成读卡器,靠近rfid标签进行放置。但是由于rfid读卡芯片与设备主控采用有线连接,且连接线包含电源供电和高速通讯信号(一般使用串口、spi或i2c等常用通讯接口),不适用过长的连接线。另外,部分设备的耗材安装位置本身为活动件,难以进行rifd读卡芯片的安装和主控的有限连接。

7、另外一种解决方案是在读卡器上增加无线通讯芯片(例如蓝牙、wifi等),将设备主控与rifd读卡芯片之间的有线连接改为无线通讯的方式,并使用独立的电池为通讯芯片和rfid芯片供电,方案框图如图3。

8、利用独立的电池供电的方案可以实现将rifd读卡芯片靠近rfid标签放置,解决耗材标签与设备主控的距离问题。但显然还存在一些缺陷,这些缺陷包括:电池持续耗电,需要定期更换,否则rfid读卡芯片无法工作;增加电池成本。


技术实现思路

1、基于上述技术问题,本申请的一个目的是提供一种无需额外供电即可高效识别耗材的耗材识别装置。本发明的另一个目的是提供配置有耗材识别装置的设备。

2、第一方面,本申请提供一种耗材识别装置,应用于一设备,所述的设备被构造为能够收容耗材并且包括在作业时能够驱动至少一个动作部件移动的驱动装置,所述的耗材识别装置包括:主控单元和读卡器,所述的读卡器包含无线通讯模块、rfid读取模块和供电模块;所述供电模块的输出端分别与所述无线通讯模块与/或所述的rfid读取模块电性连接;所述的供电模块包括发电部件并且被配置为用于将源自所述驱动装置驱动所述至少一个动作部件移动的动能转换为电能供电。

3、本申请的技术方案中,供电模块能够在设备的动作部件移动时同步产生电能并储能,以为读卡器中的无线通讯模块和rfid读取模块供电。此方案将允许读卡器被安装到远离主控单元的位置以适应耗材位置;本申请解决了现有技术方案中的电池耗尽问题,降低了耗材识别的成本,同时方案简单易实现。

4、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述的至少一个动作部件包括能够被驱动旋转的部件。

5、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述的无线通讯模块包括wifi无线通讯芯片、蓝牙芯片和zigbee芯片中的至少一种。

6、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述的供电模块还包括电压转换电路和储能部件,所述的储能部件用于将所述的电压转换电路输出的电压存储。

7、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述的储能部件包括至少一个储能电容。

8、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述的电压转换电路为半波或全波整流电路。

9、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述的供电模块包括电源保护电路,所述电源保护电路的一端与所述的储能部件连接、另一端构成所述供电模块的输出端,所述的电源保护电路用于限制所述供电模块的供电方向并防止电源倒灌。

10、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述的电源保护电路包括二极管。

11、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述的发电部件包括直流发电机。

12、第二方面,本申请提供一种设备,包括:耗材收容部、至少一个动作部件、用于在所述设备作业时驱动所述的至少一个动作部件移动的驱动装置以及如上述第一方面的耗材识别装置;其中,所述的耗材收容部被构造为用于收容耗材,所述的耗材上设置有rfid标签,所述的耗材识别装置用于根据所述rfid标签来获取所述耗材的耗材信息。

13、结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述的读卡器被布置于靠近所述耗材收容部的位置。

14、结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述的设备包括作业机构和控制所述作业机构执行作业的控制装置,所述的控制装置被配置为在所述耗材识别装置的读卡器未能成功读取所述的rfid标签后控制所述的作业机构停止作业。

15、结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述耗材识别装置的主控单元集成在所述的控制装置处。

16、结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述的驱动装置包括马达。

17、结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述的设备是打印设备,所述的打印机构包括打印机构。

18、结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述的待识别耗材为打印纸。

19、结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述的设备是包装设备,所述的作业机构包括包装机构。

20、结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述的待识别耗材为包装袋。

21、结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述的rfid标签为无源标签。



技术特征:

1.一种耗材识别装置,应用于一设备,所述的设备被构造为能够收容耗材并且包括在作业时能够驱动至少一个动作部件移动的驱动装置,所述的耗材识别装置包括:主控单元和读卡器,所述的读卡器包含无线通讯模块、rfid读取模块和供电模块;所述供电模块的输出端分别与所述无线通讯模块与/或所述的rfid读取模块电性连接;其特征在于,所述的供电模块包括发电部件并且被配置为用于将源自所述驱动装置驱动所述至少一个动作部件移动的动能转换为电能供电。

2.根据权利要求1所述的耗材识别装置,其特征在于,所述的至少一个动作部件包括能够被驱动旋转的部件。

3.根据权利要求1所述的耗材识别装置,其特征在于,所述的无线通讯模块包括wifi无线通讯芯片、蓝牙芯片和zigbee芯片中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的耗材识别装置,其特征在于,所述的供电模块还包括电压转换电路和储能部件,所述的储能部件用于将所述的电压转换电路输出的电压存储。

5.根据权利要求4所述的耗材识别装置,其特征在于,所述的供电模块包括电源保护电路,所述电源保护电路的一端与所述的储能部件连接、另一端构成所述供电模块的输出端,所述的电源保护电路用于限制所述供电模块的供电方向并防止电源倒灌。

6.根据权利要求5所述的耗材识别装置,其特征在于,所述的电源保护电路包括二极管。

7.根据权利要求1所述的耗材识别装置,其特征在于,所述的发电部件包括直流发电机。

8.一种设备,其特征在于,包括:耗材收容部、至少一个动作部件、用于在所述设备作业时驱动所述的至少一个动作部件移动的驱动装置以及如权利要求1-9中任一项所述的耗材识别装置;其中,所述的耗材收容部被构造为用于收容待识别耗材,所述的待识别耗材上设置有rfid标签,所述的耗材识别装置用于根据所述rfid标签来获取所述待识别耗材的耗材信息。

9.根据权利要求8所述的设备,其特征在于,所述的读卡器被布置于靠近所述耗材收容部的位置。

10.根据权利要求8所述的设备,其特征在于,所述的设备包括作业机构和控制所述作业机构执行作业的控制装置,所述的控制装置被配置为在所述耗材识别装置的读卡器未能成功读取所述的rfid标签后控制所述的作业机构停止作业。

11.根据权利要求10所述的设备,其特征在于,所述耗材识别装置的主控单元集成在所述的控制装置处。

12.根据权利要求10所述的设备,其特征在于,所述的驱动装置包括马达。

13.根据权利要求10所述的设备,其特征在于,所述的设备是打印设备,所述的打印机构包括打印机构,所述的待识别耗材为打印纸。

14.根据权利要求10所述的设备,其特征在于,所述的设备是包装设备,所述的作业机构包括包装机构,所述的待识别耗材为包装袋。

15.根据权利要求8所述的设备,其特征在于,所述的rfid标签为无源标签。


技术总结
本申请涉及耗材识别装置和设备;其中,耗材识别装置应用于一设备,该设备被构造为能够收容耗材并且包括在作业时能够驱动至少一个动作部件移动的驱动装置,耗材识别装置包括:主控单元和读卡器,读卡器包含无线通讯模块、RFID读取模块和供电模块;供电模块的输出端分别与无线通讯模块与/或RFID读取模块电性连接;供电模块包括发电部件并且被配置为用于将源自驱动装置驱动至少一个动作部件移动的动能转换为电能供电。本案的耗材识别装置解决了现有技术方案中的电池耗尽问题,降低了耗材识别的成本,同时方案简单易实现。

技术研发人员:请求不公布姓名,请求不公布姓名
受保护的技术使用者:厦门汉印股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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