Что собственно такое чип для картриджа?

Что картриджный чип делает? А что он может НЕ делать?

Ответ на эти вопросы может быть одновременно простым и сложным. Поскольку чипы теперь являются очень серьезной частью индустрии, теперь настал момент осветить происхождение картриджных чипов и их развитие на протяжении многих лет. Мы также рассмотрим различные технологии, различия в некоторых новейших чипах, а самое важное, что они могут, а что не могут делать. На протяжении долгого времени чипы весьма быстро совершенствовались (иногда быстрее, чем те технологии, к которым они прилагались). Если вы ещё не интересовались вопросом, то в этой статье мы рассмотрим развитие чипов за последние 20 лет.

Перед тем как начнём, немного взглянем на историю.

До использования чипов существовало довольно много картриджей, в которых использовались предохранители той или иной формы. Они были недорогими, и менять их было просто. Смотри изображения А и В. Когда 
впервые появились чипы для картриджей, они были очень просты, и не стоило никакого труда их перепрограммировать. Для этого достаточно было достаточно небольшого приборчика, который мог переписывать 
код. В появившемся весной 1992 года агрегате TEC 1305 были впервые использованы чипы. Чипы, которые использовались в TEC 1305, а также в появившемся вскоре после агрегате Xerox N24, были довольно простыми устройствами.

Компания HP также поначалу использовала очень простые готовые чипы для Color LJ 4500. Они просто вставлялись в разъём. На изображении 2 вы можете видеть, как с годами развивались чипы HP на примере совместимых чипов.
Есть старый 4500 IC, первый радиочастотный чип, одна из первых схем с технологией монтажа на поверхность (SMT) и, наконец, МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ версии, используемые сегодня.

Компания Lexmark всегда была самым трудным для нашей индустрии оригинальным производителем. С моделью Optra T(4069) было не так уж и трудно справиться, но с выпуском серии T520, наш мир изменился. Одним 
из первых совместимых решений стала большая плата с проводками, на которую был приделан старый оригинальный чип, проводки подсоединялись к «переходной» плате, которая помещалась в разъем. Затем появились первые отдельные платы. Всё начиналось с крупных компонентов, которые уменьшались по мере развития индустрии. И наконец, настало время совсем маленьких плат с безумно сложными схемами кодирования, что собственно у нас и есть сейчас. За несколькими исключениями все чипы HP и Lexmark являются чипами контактного типа с пластинками на схеме, которые касаются контактов при установке картриджа в машину (исключения – HP-4100, 4600 и 9000). Другой тип – радиочастотные чипы (RF). Эти чипы через небольшую антеннусвязываются с принтером.

Антенной может быть спиралька из провода или тонкая наклейка с гибкой микросхемой, напечатанной на ней. Они весьма разнятся в зависимости от производителя. Также имели место быть чипы всяких необычных форм и способов исполнения. Есть, например, плата, выглядящая как кредитная карта, которая вставляется в машину при установке нового картриджа, чтобы обнулить счётчик принтера. Новейшей разновидностью, как для оригинальных, так и для совместимых производителей, являются специальные м и к р о п р о ц е с с о р н ы е чипы. Они разработаны с одной целью. Программа встроена в чип и является скорее частью устройства, чем ПО.

Производство специальных микропроцессорных чипов.

Производственный процесс для микропроцессорных чипов на самом деле довольно интересен. Все начинает с песка, или кремния в виде двуокиси кремния. Двуокись кремния очищается, расплавляется, из этого выращивается кристалл, который становится тем, что мы называем «болванкой». Такие кристаллы весят обычно около 100 килограмм и по форме напоминают цельный цилиндр. Болванки нарезаются и каждый срез полируется до тех пор пока не получается абсолютно ровная зеркальная поверхность. Тогда срезы покрываются фоторезистом, засвечиваются, вытравливаются и смазываются. «Смазывание» – это когда другие химикаты добавляются на отдельные участки, чтобы менять проводимость кремния. 
Затем в зависимости от того, что производится, добавляются другие слои или медное покрытие. На изображении показана пластина «вафля» 6 дюймов в диаметре. Пластины проверяются, а затем тестируются, таким образом, получаются тысячи чипов. Для HP P4015 из одной «вафли» получается 15000 чипов с шифрованием. Они запаковываются, чтобы им можно было подключать и использовать для целей нашей индустрии, устанавливаются на меленькую электронную плату. 

Все ли микропроцессорные чипы одинаковы?

Так как все микропроцессорные чипы делаются одинаково, то не являются ли они сами все одинаковыми? Не особо. Пускай они выпускаются одинаковым способом, но устройство у них может быть абсолютно разным. Сейчас в основном используются два базовых типа. Чипы одного из них разработаны так, что у них отсутствует шифровальный модуль. Шифровальный модуль – это то, что вычисляет, что ответить принтеру, когда тот задаёт вопрос. Более дешевые чипы не имеют этого модуля. Они эмулируют существующие чипы тем, что могут ответить на все известные вопросы, но если вдруг случится обновление ПО, из-за которого возникнут новые вопросы, или даже те же самые вопросы, просто заданные иначе, такие чипы не смогут ответить правильно и принтер выдаст ошибку.

Причина такого отличия – цена.

Шифровальный модуль занимает много места на матрице чипа, чем больше матрица, тем меньше чипов на «вафлю», те выше цена за чип. На изображениях 9 и 10 представлены схемы обоих типов. Если у чипа есть такой шифровальный узел, тогда он может 100% эмулировать оригинальный чип. Обновление ПО не имеет значения, поскольку данный модуль на самом деле вычисляет правильный ответ. Он не посылает запрограммированный ответ, как более дешевые чипы. И хотя они еще не появились, но новые машины и чипы от HP будут способны отправлять команду-подтверждение. Только чипы с шифровальным модулем смогут отправлять правильный ответ. Если вы не уверены, какие чипы продает ваш поставщик, задайте ему этот вопрос.

Что такое картриджный чип?

Кратко пройдясь по истории, мы ещё не получили всех ответов. Чем именно является картриджный чип? Что он, собственно, делает?
Начнём с того, чем являются такие чипы; Картриджный чип – это устройство, которое сообщается с машиной.

Как через непосредственный контакт, так и по радиочастотам.

• Обычно они помещены на маленькую микросхему.
• У них имеется память для хранения информации.
• Иногда у них имеется процессор, чтобы выдавать правильные ответы.
• Имеется схема, подающая электричества, для периодической подпитки процессора.
• Обеспечивают защиту от прыжков напряжения.

Чипы обычно…

• содержат специфическую информацию о картридже (так машина узнаёт, что был установлен правильный картридж).
• содержат информацию об объёме картриджа.
• содержат информацию о регионе (некоторые производители используют различную кодировку в разных географических регионах).

• обеспечивают аутентификацию, чтобы сделать сообщение с принтером возможным
– Должны правильно отвечать машине
– Должны использовать правильную кодировку
Должна отвечать в течение определенного времени

• содержат необходимую машине информацию для управления расходом тонера.
– Машина определяет уровень тонера и записывает эту информацию на чип.
– Чип пошлет эту информацию назад в машину при запросе.

• сохраняют текущую информацию о машине по мере использования картриджа.
– Машина считает напечатанные страницы и записывает эту информацию на чип.
– Машина считает напечатанные пикселя (покрытие страницы) и также записывает эту информацию на чип.
– Чип пошлет эту информацию назад в машину при запросе. Следует отметить, что более ранние модели не имели столь точной системы подсчёта. Прогресс огромен, но идеал ещё не достигнут. Теперь мы знаем, что такое чип.

Перейдём к следующему вопросу. Что собственно чип делает?

Чип сохраняет информацию о номере картриджа, объеме и регионе, когда это потребуется, он отправит эту информацию машине. По мере использования картриджа принтер будет посылать на чип информацию о количестве напечатанных страниц, покрытии страницы и предполагаемом количестве оставшегося тонера. Информация сохраняется на чипе и будет отправлена назад на принтер по его (принтера) требованию.
Повелителем в этом процессе является машина. Она сначала посылает данные, касающиеся всего выше-перечисленного, на чип, а потом по мере надобности считывает.
Чип – это раб. Чип должен смочь правильно ответить машине за определенное время, используя при этом правильную кодировку:

– Правильную информацию о картридже (парт-номер).
– Правильный регион.
– Является ли картридж новым, или уже использованным.
– Если картридж использован, то количество напечатанных страниц и покрытие.
– Количество тонера, оставшееся в картридже.

Информация с чипа ДОЛЖНА соответствовать объему тонера.

– Чипы не могут компенсировать большие изменения
– Несоответствие информации приведёт к ошибкам.

Итак, зная, что чип может делать, посмотрим, чего он НЕ может

• Чип НЕ контролирует объем. Они заранее запрограммирован на стартовый объем, но счёт страниц, покрытие, низкий объем тонера и полный расход тонера определяются машиной. Машина, конечно, записывает это на чип, так что чип по запросу будет выдавать эту информацию назад. Но начальное решение исходит

от принтера. Когда сообщение об окончании тонера записывается в чип, изменить эту информацию уже нельзя. Именно поэтому если у вас в картридже плохой контакт и появляется ошибочное сообщение о низком уровне тонера, даже

после устранения неполадки, чип картриджа все равно будет посылать сообщение о низком уровне тонера. Если такое попало на чип, единственный способ избавиться от этого – заменить чип.

• Чипы не выключают машину на определенном количестве страниц.

– У чипов нет этой способности. Машины будут использовать информацию, заложенную в чип, чтобы определить, когда нужно и нужно ли останавливать печать, но сама информация изначально исходит от машины, а не вычисляется чипом.

• Чип также не контролирует информацию об уровне тонера.
– Это также не входит в возможности чипа.
– Машина определяет уровень тонера, считая количество пикселей. Машина использует специальную формулу, чтобы вычислить количество тонера на пиксель и сохраняет эти данные на чип.
– Некоторые машины также используется механический, электрический и оптический способы определения уровня тонера. Опять же – это сохраняется на чипе, но не определяется чипом. Если бы чип мог определять уровень тонера, количество напечатанных страниц, и так далее, он был бы безумно сложным устройством и занимал бы куда больше места, чем было бы экономически оправдано. Зачем постоянно воспроизводить сложную электронику, если можно сделать это один раз в самой машине.

• Чипы не могут выдавать сообщение об ошибке.
– В машине содержатся все необходимые схемы, чтобы создавать сообщения об ошибке. Если машина не может видеть, или считать чип, этот создаст ошибку, но сообщение будет выдано машиной, а не чипом. Как обращаться с чипами в производстве?

Хотя большинство МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ чипов более устойчивы к повреждениям от статического электричества (ПСЭ), чем другие типы, все-таки такое тоже может случиться, и чипы с интегральной схемой легко повреждаются от этого. Ниже приводится несколько мер предосторожностей, чтобы снизить возможные риски на производстве. ПСЭ может случиться в любой момент, оно становится особенно опасным при очень низкой влажности (вспомните какого ходить зимой в носках по коврику икасаться при этом дверной ручки).

• Не извлекайте чипы из упаковки, если не готовы их использовать
• Убедитесь, что манипуляторы заземлены
• Не вываливайте чипы в корзины и не высыпайте на столы и сиденья
• Не используйте сжатый воздух или пылесос, чтобы очищать картридж после тестирования. Просто протрите чистой тряпочкой, если это нужно (не протирайте чип!).

Движение воздуха при работе пылесоса или продувного устройства создаст накопление статического электричества. Даже пылесосы с заземлением могут вызвать проблемы, если будут соответствующие условия. Заметный и сильный удар, который вы получаете, пройдясь по ковру зимой, а после дотронувшись до металлической поверхности и есть ПСЭ, но не такое, какое бывает на производстве. В большинстве случаев оно не заметно и вы просто не заметите, что были нанесены повреждения. Вам нужно следовать вышеприведенным советам, и тогда урон будет минимизирован. Хотите ли вы, или нет, но чипы теперь неотъемлемая часть нашей индустрии. И едва ли они вскоре уйдут. По-видимому, судя по тенденциям, они будут становиться всё сложнее. Чипы для картриджей становятся всё меньше, поэтому нам кажется, что хотя их код будет становиться все сложнее, их функции останутся теми же. И хотя в нашей индустрии чипы по большей части считают помехой, они также могут быь и весьма полезными. Благодаря вписываемым данным, мы можем получить вполне полную картину того, что клиент делал с картриджем. Когда клиент звонит и говорит, что картридж напечатал только энное количество страниц прежде, чем израсходовался, вы можете определить настоящее число напечатанных страниц, а также для многих машин процент покрытие. Это может, как подтвердить то, что думает клиент, так и использоваться для разъяснений. Как и принтеры, на которых они работают, чипы, по-видимому, следуют аксиоме, «меньше, лучше, быстрее». Они продолжают развиваться, но и индустрия на мест не стоит. Что точно никогда не изменится, так это то, что скучать никогда не придётся.