Chips de Cartuchos y Firmware de Impresoras “La Columna Vertebral del Aftermarket”

Introducción

Parecería no existir en la actualidad un final para las variaciones en la tecnología de chip y los cambios de firmware. Debido a esto, el aftermarket ha estado en una posición reactiva para crear soluciones desde finales de los años noventa. Compañías como Canon®, HP, Lexmark®, Samsung y Epson® son algunas de las más grandes en promover y perpetuar el uso de chips en cartuchos, con un éxito aparente. Hoy en día, la mayoría de los cartuchos de toner e inkjet poseen chip. Esto continúa desafiando en gran medida al aftermarket para entregar soluciones adecuadas de manera oportuna. El lanzamiento de las actualizaciones de firmware para una base instalada de impresoras tiene implicaciones de gran alcance en nuestra industria. Optimistamente, esto brinda muchas oportunidades para aquellos que puedan sobrellevarlo.

¿Por qué Chips para Cartuchos?

La funcionalidad del chip del cartucho es a menudo mal entendida porque es compleja. Un chip de cartucho es un miembro del sistema de la impresora, incluido el firmware de la impresora, el electromecánico y el cartucho. Los diferentes miembros de este sistema interactúan de manera que son invisibles para el usuario, excepto por la retroalimentación deseada a través de la pantalla LCD o las luces LED de la impresora y las páginas o informes impresos. Cuando se diseña un chip de cartucho en este sistema, el mismo desempeña un papel fundamental en la funcionalidad de la impresora debido a los datos que contiene. Los chips de cartucho son fundamentalmente dispositivos de almacenamiento de información que tienen memoria EEPROM y no toman decisiones sobre los datos que almacenan: el firmware de la impresora es responsable de las decisiones. Los chips tienen circuitos eléctricos, son alimentados por la impresora y contienen un lenguaje de comunicaciones que permite una respuesta a los comandos de la impresora. Esto permite que el firmware de la impresora lea los datos almacenados o escriba datos en el chip según sea necesario. Si la impresora no enciende el chip y emite un comando, el chip permanece en silencio.

Para los cartuchos que tienen un chip, los fabricantes OEM los cargan (escriben) con datos que representan algún tipo de identificación (ID) para trabajar en una impresora específica o grupo de impresoras. A veces, el mismo chip puede funcionar en una marca secundaria, según lo predeterminado por la OEM en el firmware de la impresora. Por lo general, el chip contiene una ID única como un número de serie y una amplia gama de otros datos relacionados con la función de cartucho / impresora para el firmware de la impresora. Para los cartuchos de chips encriptados, las claves de encriptación se crean utilizando grupos de datos en la memoria y se cargan de fábrica en el chip para asegurar la transferencia de datos entre la impresora y el chip.

Hay muchos otros tipos de datos cargados de fábrica en los chips de cartuchos como tipo, color, rendimiento y región, capacidad, fabricante de tóner, fecha de fabricación, información de la línea de producción y muchos más. Los chips pueden tener datos que se relacionan con los parámetros de generación de imágenes para el cartucho, como los voltajes eléctricos que el firmware puede usar para el rodillo revelador, el PCR y el rodillo de transferencia. Cuando se instala el cartucho en la impresora, el firmware de la impresora puede leer los datos del chip. A lo largo de la vida útil del cartucho, el chip almacena los datos escritos por el firmware como lo requiere el diseño del sistema. Esto puede correlacionarse con las rotaciones de rodillos reveladores y OPC o páginas impresas. El (buen) uso práctico de estos datos es cuando un cartucho cambia a su segundo ciclo de vida útil en la impresora y el desgaste del cartucho es considerado para que el firmware realice automáticamente los ajustes de imagen. Fundamentalmente, el uso de datos en el chip para dirigir las funciones de la impresora puede ser útil. El aftermarket ha utilizado datos de chip para crear chips universales, cartuchos de rendimiento extendido o parámetros de impresión personalizados para ciertos componentes de cartucho. Esto representa oportunidades.

Los chips vienen en una variedad de tamaños y formas. Esto generalmente se basa en la tecnología de comunicación que es un contacto directo o chips basados ​​en radiofrecuencia (RFID). Sin embargo, los mayores cambios tecnológicos se producen con los avances en la tecnología de semiconductores. Por ejemplo, la oblea de silicio de geometría más pequeña equivale a la funcionalidad incrementada incorporada en un chip del mismo tamaño. Esto permite el uso de la tecnología de tarjetas inteligentes como un chip de cartucho, que admite el encriptado de clave pública como AES o DES. Estos chips tienen memoria además de encriptación para protegerlo, lo que requiere mucha más complejidad en el diseño.

¿Por qué firmware de impresora?

El firmware de la impresora es el cerebro del sistema de la impresora que controla los miembros electromecánicos y los cartuchos. El firmware es el código del programa que toma decisiones sobre el funcionamiento de la impresora y las aplica a través de condiciones de error o cambios de función. El código se almacena en una memoria no volátil y es ejecutado por una unidad central de procesamiento (CPU) para interactuar con los controladores del subsistema para administrar la funcionalidad de la impresora. El resultado es el control de las funciones de la impresora paso a paso, la interacción del usuario con los botones, las luces y las pantallas LCD y los datos entre dispositivos externos. También administra el controlador del motor de imágenes que controla el láser, las señales eléctricas y la mecánica del cartucho de tóner y las comunicaciones con el chip del cartucho de tóner.

El firmware viene cargado de fábrica por la OEM en la memoria de la impresora y tiene las disposiciones que deben cambiarse mediante «actualizaciones». El control del código está limitado por el diseño a las capacidades de los subsistemas con los que se comunica y los módulos reemplazables por el consumidor, como por ejemplo el cartucho de tóner y la unidad de tambor o fusor.

El firmware se identifica por su número de versión y normalmente se muestra en la pantalla LCD de la impresora al inicio o en una página impresa como una «Página de configuración de la impresora». Las versiones de firmware son generalmente diferentes entre los tipos de impresoras, pero puede haber muchas versiones para el mismo tipo de impresora debido a las actualizaciones realizadas por la OEM.

El firmware se actualiza para alterar una función de la impresora y el resultado puede no ser obvio. Por ejemplo, un cambio realizado para alterar el texto en la pantalla LCD que indica que un cartucho no es «OEM» es ciertamente más obvio que un cambio para alterar las tablas de datos para obtener imágenes mejoradas bajo ciertas condiciones ambientales. Las actualizaciones de firmware son útiles para solucionar problemas conocidos como, por ejemplo, informes de rendimiento imprecisos de los cartuchos. Sin embargo, no todas las actualizaciones son aptas para el aftermarket y podrían causar que algunos cartuchos fallen en la impresora. En estos días es típico que las actualizaciones se realicen automáticamente por la OEM. La configuración de las actualizaciones automáticas a veces se establece de manera predeterminada durante la instalación del controlador de la impresora y se pasa por alto durante las instalaciones rápidas.

El firmware y su interacción específica con la aceptación y el rendimiento del cartucho de tóner están estrechamente relacionados con los datos cargados en el chip del cartucho. En impresoras que utilizan chips en sus cartuchos, el firmware tiene flexibilidad para controlar los voltajes eléctricos de la impresora o los ajustes del láser dentro del rango de diseño de la impresora. Esto permite una compensación debido a las variaciones de los componentes durante el proceso de fabricación, el desgaste de las propiedades de los componentes por los datos almacenados en el chip del cartucho de fábrica o escritos por la impresora durante el uso. Esto se hace para mantener la densidad de impresión deseada o controlar el número de impresiones posibles, teniendo en cuenta los componentes del cartucho.

El firmware verifica el ID del cartucho en la lectura inicial del chip. La mayoría de las impresoras de hoy en día utilizan comunicaciones encriptadas. Este ha sido el aspecto más desafiante de los chips del aftermarket desde 2008 porque las claves de cifrado se deben recopilar de los chips usados ​​para hacer chips de reemplazo. Esta es la base para una de las actualizaciones de firmware más deliberadas por parte de las OEM, para bloquear los chips de los cartuchos que tienen claves duplicadas conocidas.

Resumen

En general, el uso de chips en cartuchos comenzó como chips de memoria EEPROM básicos utilizados por ejemplo por Xerox® y Canon®. Estos fueron principalmente para almacenar la identificación de la marca y la información del tipo de cartucho. Esto reemplazó las características de incrustación de plástico en el cartucho que conectaba con la impresora, lo que indicaba el ID del cartucho y la información de tipo. A medida que los fabricantes de chips de silicio han desarrollado la tecnología de la memoria a través de los años, las OEM como HP®, Lexmark®, Samsung®, Epson® y otras han demostrado un uso constante de la tecnología de semiconductores de vanguardia para mantener la protección de su marca. La introducción de la tecnología de tarjeta inteligente altamente encriptada continúa siendo una barrera para el aftermarket, en términos de aspectos técnicos y legales y su interferencia con las funciones comerciales.

Los cartuchos del aftermarket con chips deben cumplir con la funcionalidad OEM y mantener la forma y el ajuste, respetando la propiedad intelectual (IP). Cualquier cosa menos que esto es un riesgo de rendimiento inferior de la impresora o un «bloqueo» por las actualizaciones de firmware y ambos resultan en una mala experiencia del usuario final.

Los problemas relacionados con la propiedad intelectual para los chips están entre los más desafiantes que enfrentamos. Comprender la IP en el chip OEM conlleva un enorme gasto de ingeniería. Cualquier cosa menos que esto puede resultar en la incapacidad de un fabricante para defenderse contra las OEM. Sea proactivo y comprenda bien las capacidades de su proveedor para evitar sorpresas.

Lynton R Burchette es un veterano de la industria por más de 25 años y es presidente de RBI LLC. Anteriormente, trabajó con SCC durante 21 años y se desempeñó como vicepresidente y director de desarrollo electrónico durante 15 años. Es inventor / co-inventor de más de 30 patentes.

 

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