CN1955001A - 喷墨成像装置和补偿其故障喷嘴的方法 - Google Patents
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Abstract
一种喷墨成像装置和在此喷墨成像装置中补偿故障喷嘴的方法。该方法包括在喷嘴单元中检测故障喷嘴的出现和位置，当检测到故障喷嘴时，分析涉及在由故障喷嘴打印的补偿位置将打印的图像数据和在邻近补偿位置的位置将打印的图像数据的图像信息，和根据所分析的图像信息，用在邻近位置之一处将打印的图像数据交换在补偿位置处将打印的图像数据并执行打印。通过交换图像数据和执行打印，补偿由故障喷嘴引起的漏点。因此，由于交换图像数据和打印，能够防止图像质量的恶化，如，用户容易识别的白带。
Description
技术领域
本发明涉及喷墨成像系统，尤其是涉及能够补偿出现故障喷嘴引发的图像质量下降的喷墨成像系统和在喷墨成像系统中补偿故障喷嘴的方法。
背景技术
通常，喷墨成像系统为通过用打印头喷射墨形成图像的装置，该打印头以预定的间隔与打印介质分隔并沿打印介质的传送方向的垂直方向往复运动。这种通过用沿打印介质的传送方向的垂直方向往复运动的打印头、将墨喷射到打印介质上形成图像的喷墨成像装置被称为梭式喷墨成像装置。梭式喷墨成像装置的打印头具有喷嘴单元，所述喷嘴单元包含多个用于喷射墨的喷嘴。
近来，通过使用具有相应打印介质宽度的喷嘴单元的打印头代替沿打印介质的宽度方向往复运动的打印头实现了高速打印。
以这种方式运行的成像装置被称为行印式喷墨成像装置。在行印式喷墨成像装置中，打印头以固定方式放置，并且仅传送打印介质。因此，行印式喷墨成像装置的驱动机构简单，能够执行高速打印。
图1为显示传统的喷墨成像装置中出现故障喷嘴时的打印模式的视图，图2A-2D为显示图1的传统喷墨成像装置中补偿故障喷嘴的方法的视图。
参照图1，喷墨成像装置通过提供在喷嘴单元80上的喷嘴82向打印介质喷射墨I形成图像。如果喷嘴单元80的一些喷嘴82发生故障，那么墨I不能正常地从故障喷嘴84喷出，这样在打印介质上出现缺失线条，如图1所示。也就是，如果喷嘴82中的一些喷嘴出现故障，墨I不能从故障喷嘴84喷射到打印介质的打印区域上，所以出现诸如缺失的线条之类的白带。由于打印在打印介质上的图像上的白带能够明显地看出，因此，白带严重地影响了打印质量。美国专利No.5,581,284公开了一种补偿由这种故障喷嘴引起的图像质量下降的传统方法。图2A-2D为显示补偿图1的传统方法的故障喷嘴的过程的视图。
该传统方法是一种补偿喷墨成像装置中出现故障喷嘴的方法。这里，故障喷嘴表示不能喷墨的缺失喷嘴或不能正常喷墨的喷嘴，例如，其功能被削弱的弱喷嘴。在传统方法中，在有故障的单色(即黑色)喷嘴(图2A中的标号63)出现故障的情况下，当必须使用故障喷嘴时，其它的颜色即青、品红色和黄色继续打印在故障喷嘴63必须打印的相同区域。图2B、2C和2D显示了关联过程，其中相同的区域被继续打印青色(图2B)、品红色(图2C)和黄色(图2D)以补偿故障(如黑色)喷嘴。在此处理过程中，形成代表青色点(图2B)和品红色点(图2C)以及最后跟随的黄色点(图2D)的总合的处理黑色点“P”(图2D)。这样，青色、品红色和黄色打印在相同区域，即使喷射黑色的喷嘴出现故障，变色的黑色可以代替。此处理过程被称为处理黑(process Black)或复合处理黑(process Composite Black)。但是，此方法不能用于喷射不同于黑色墨的彩色墨(即青色、品红色或黄色)的喷嘴出现故障的情况。当用于补偿的喷嘴的任何一个也出现故障时，用其它的颜色如深红色(黄色+品红色)、绿色(青色+黄色)和蓝色(青色+品红色)进行补偿，其不同于涂黑过程或复合涂黑过程，会严重地影响打印质量。因此，有通过应用故障喷嘴补偿来提高打印质量的需要，其不仅能够补偿有故障的喷出黑色的喷嘴，而且也能补偿一个或多个有故障的补偿喷嘴(如喷出青色、品红色、黄色的喷嘴)。
发明内容
本发明提供一种喷墨成像系统和为提高图像质量补偿故障喷嘴的方法。
本发明也提供一种喷墨成像系统，和通过克服仅补偿黑色的传统补偿方法的限制以使故障喷嘴对图像质量的影响最小的补偿故障喷嘴的方法。
本发明也提供喷墨成像系统和为延长打印头寿命补偿故障喷嘴的方法。
本发明的额外的方面和优点将部分地在随后的说明书中被阐述，和部分地从该说明书中明显导出，或通过实践本发明而获知。
本发明的前述和/或其它方面可以通过在喷墨成像系统中提供补偿故障喷嘴的方法实现，该方法包括：在喷嘴单元中检测故障喷嘴的出现和位置，当检测到故障喷嘴时，分析涉及在用故障喷嘴打印的被补偿位置上将打印的图像数据和邻近被补偿位置将打印的图像数据的图像信息，和根据所分析的图像信息，用在邻近位置之一将打印的图像数据交换在补偿位置将打印的图像数据，并利用所交换的图像数据执行打印。
分析图像信息可以包含比较补偿位置处的将打印的图像数据的颜色信息和邻近位置处的将打印的图像数据的颜色信息。此外，分析图像信息可以包括，把在补偿位置将打印的图像数据的颜色信息与在邻近位置将打印的图像数据的颜色信息进行比较后，确定在邻近位置处将打印的图像数据中是否存在与补偿位置处将打印的图像数据颜色为同色的图像数据。
在在补偿位置处将打印的图像数据可以与这样的图像数据交换，该图像数据由喷射邻近位置处将打印的图像数据的颜色中的至少一种颜色的墨形成。
在补偿位置处将打印的图像数据可以与邻近位置处将打印的图像数据中的这样的图像数据交换，该图像数据不包括与故障喷嘴喷出的墨同色的墨。此外，与邻近位置处将打印的图像数据同色的图像数据可选作交换的图像数据并可打印在补偿位置。
与在补偿位置处将打印的图像数据同色的图像数据可以打印在邻近位置并用交换的图像数据打印。
在补偿位置处将打印的图像数据可以与这样的邻近位置处将打印的图像数据进行交换，该图像数据与在补偿位置处将打印的图像数据具有相同的色度。
在补偿位置处将打印的图像数据可以为黑色。此外，根据交换的数据信息黑色墨可以在邻近位置被喷射。此外，根据交换的图像数据，青色、品红色和黄色墨可以在邻近位置处被喷射。
通过交换和传输向喷嘴单元的喷嘴输送的驱动数据可以执行交换和打印图像数据。
邻近位置可以包括补偿位置的左、左上和左下、右、右上和右下位置。
喷嘴单元的长度可以大于或等于打印介质的宽度。
此方法还可以包括，当检测到故障喷嘴时，执行维修操作以使喷嘴单元恢复到打印待命状态。此外，该方法还可以包括，在维修操作后，在喷嘴单元中探测故障喷嘴的出现和位置。
本发明的前述和/或其它方面也可以通过提供这样的喷墨成像系统实现，该喷墨成像系统包括：打印头，具有喷射墨的喷嘴单元；驱动元件，驱动喷嘴单元以在打印介质上形成图像；故障喷嘴检测单元，在喷嘴单元中检测故障喷嘴的出现和位置；和控制单元，控制驱动元件的操作以用邻近补偿位置的一个位置将打印的图像数据来交换补偿位置处(即由故障喷嘴打印的位置)将打印的图像数据，并在检测到故障喷嘴时使用所交换的图像数据执行打印。
控制单元可以控制驱动元件的操作以用邻近位置处将打印的图像数据中的这样的图像数据交换在补偿位置将打印的图像数据，该图像数据不包括与故障喷嘴同色的墨。
控制单元可以控制驱动元件的操作以用在邻近位置将打印的图像数据中与在补偿位置将打印的图像数据具有相似色度的图像数据交换在补偿位置将打印的图像数据。
喷嘴单元的长度可以大于或等于打印介质的宽度。
本发明的前述和/或其它方面也可以通过在喷墨成像系统中提供补偿故障喷嘴的方法实现，该方法包括：在喷嘴单元中检测故障喷嘴的出现；当检测到故障喷嘴时，执行维修操作以恢复喷嘴单元，确定喷嘴单元是否已恢复或继续保持故障状态，当故障喷嘴继续处于故障状态时检测故障喷嘴的位置，分析涉及在补偿位置将打印的图像数据和在邻近补偿位置处将打印的图像数据的图像信息，所述补偿位置是由故障喷嘴打印的，及根据所分析的图像信息利用在邻近位置之一将打印的图像数据交换在补偿位置将打印的图像数据；执行所交换的图像数据的打印。
本发明的前述和/或其它方面也可以通过在喷墨成像系统中提供一种补偿故障喷嘴的方法实现，该方法包括在喷嘴单元中检测故障喷嘴出现，和用邻近补偿位置的位置将打印的图像数据执行打印，所述补偿位置是由故障喷嘴打印的。
本发明的前述和/或其它方面也可以通过提供喷墨成像系统实现，该系统包括：具有喷射墨的喷嘴单元的打印头、接收图像数据和驱动喷嘴单元以在打印介质上形成图像的驱动元件、在喷嘴单元中检测故障喷嘴的故障喷嘴检测单元、和控制单元，其控制驱动元件和打印头的操作以用在邻近补偿位置处将打印的图像数据来打印，所述补偿位置是由故障喷嘴打印的。
本发明的前述和/或其它方面也可以通过提供成像系统实现，该系统包括：接收、传输图像数据并生成命令的数据输入单元，和接收来自数据输入单元的被传送的图像数据和生成的命令以及根据接收的图像数据和命令形成图像的成像装置，成像装置包括具有喷射墨的喷嘴单元的打印头、驱动喷嘴单元以在打印介质上成像的驱动元件、在喷嘴单元中检测故障喷嘴的出现和位置的故障喷嘴检测单元、当检测到故障喷嘴的出现时恢复故障喷嘴单元的维修单元、和根据生成的命令控制驱动元件的操作和分析接收的图像数据的控制单元(该图像数据包括使用故障喷嘴打印的在补偿位置处将打印的图像数据和在邻近补偿位置将打印的图像数据)，该控制单元还用接收的邻近位置将打印的图像数据交换接收的补偿位置将打印的图像数据并打印所交换的图像数据。
本发明的前述和/或其它方面也可以通过提供计算机可读介质实现，该介质在其上包含有计算机程序以在喷墨成像系统中执行补偿故障喷嘴的方法，该方法包括：在喷嘴单元中检测故障喷嘴的出现和位置；当检测到故障喷嘴时，分析涉及在用故障喷嘴打印的补偿位置处将打印的图像数据和在邻近补偿位置处将打印的图像数据的图像信息，和根据所分析的图像信息用在邻近位置将打印的图像数据交换在补偿位置将打印的图像数据；用所交换的图像数据打印。
本发明的前述和/或其它方面也可以通过提供计算机可读介质实现，该介质在其上包含有计算机程序以在喷墨成像系统中执行补偿故障喷嘴的方法，该方法包括：在喷嘴单元中检测故障喷嘴的出现和位置；当检测到故障喷嘴时，执行维修操作以恢复喷嘴单元；确定故障喷嘴是否已恢复或继续保持故障状态；当故障喷嘴继续保持故障状态时检测故障喷嘴的位置，分析涉及在用故障喷嘴打印的补偿位置处将打印的图像数据和在邻近补偿位置处将打印的图像数据的图像信息，和根据所分析的图像信息用在邻近位置之一将打印的图像数据交换在补偿位置将打印的图像数据；用所交换的图像数据执行打印。
本发明的前述和/或其它方面也可以通过提供计算机可读介质实现，该介质在其上包含有计算机程序以在喷墨成像系统中执行补偿故障喷嘴的方法，该方法包括在喷嘴单元中检测故障喷嘴的出现和位置，和用邻近由故障喷嘴打印的补偿位置处将打印的图像数据执行打印。
附图说明
本发明的这些和/或其它方面和优点将在以下实施例参照附图的描述中变得明显和更易理解，其中：
图1显示了传统的行印式喷墨成像装置的喷嘴单元具有故障时的打印模式的视图；
图2A-2D为显示图1的传统喷墨成像装置中补偿故障喷嘴单元的方法的视图；
图3为显示根据本发明的一个实施例的喷墨成像装置示意图；
图4为显示图3的喷墨成像装置的打印头的驱动机构的视图；
图5为显示根据本发明的一个实施例的成像系统的方块图；
图6为显示图5的成像系统的喷墨成像装置的方块图；
图7为显示根据本发明的一个实施例的补偿喷墨成像系统中故障喷嘴的方法的流程图；
图8为显示墨滴的补偿位置和邻近补偿位置布置的墨滴的位置的视图；
图9为显示图4所示的头芯片的放大视图；
图10为显示图8所示的邻近位置打印的图像数据的视图。
具体实施方式
现在将对本发明的实施例进行详细说明，它们在附图中被显示，其中贯穿全文的相同标记代表相同的元件。下面参照附图描述这些实施例以解释本发明。
图3为显示根据本发明的一个实施例的喷墨成像装置125的示意图，图4为显示打印头的驱动机构的视图。
参照图3和图4，喷墨成像装置125包括送纸盒120、打印头单元105、面向打印头单元105的支承元件114、检测喷嘴单元112的故障喷嘴的出现和位置的故障喷嘴检测单元132、沿第一方向(x方向)传输打印介质P的打印介质传输单元，和装载送出的打印介质P的装填单元140。此外，喷墨成像装置125包括驱动元件160(驱动装置)和控制该装置元件操作的控制单元130。
打印介质P被装载在送纸盒120上。装载在送纸盒120上的打印介质P穿过打印头111和由后面将描述的打印介质传输单元传送到装填单元140。装填单元140表示，如出纸盘，这样的元件，即在其上装载有送出的打印介质P。
打印介质传输单元作为沿预定的路径传送装载在送纸盒120上的打印介质P的元件，其包括捡纸辊117、辅助辊116、进纸辊115和出纸辊113。打印介质传输单元由驱动源131(如电机)驱动和提供施加到打印介质P上的传送力。打印源131的操作受到后面描述的控制单元130的控制。
捡纸辊117设置在送纸盒120的一侧，并按次序地捡拾和送出装载在送纸盒120上的打印介质P。进纸辊115设置在打印头111的输入侧并使捡纸辊117送出的打印介质P进入打印头111。进纸辊115包括：驱动辊115A，以在打印介质P上施加传送力；和弹性地与驱动辊115A咬合的惰辊115B。一对传输打印介质P的辅助辊116可以进一步被设置在捡纸辊117和进纸辊115之间。出纸辊113设置在打印头111的输出侧并送出来自成像装置125的已完成打印的打印介质P。出纸辊113包括沿打印介质P的宽度方向设置的棘轮113A和面向棘轮113A设置的支承辊113B以支承打印介质P的背面。棘轮113A能阻止打印介质P(传送至喷嘴单元112下)接触喷嘴单元112或主体110的底面或者能阻止打印介质P和喷嘴单元112之间的间隔改变。因此，棘轮113A的至少一部分被设置从喷嘴单元112伸出并以点态接触方式接触打印介质P的前面。从成像装置125送出的打印介质P装载在装填单元140上。
支承元件114设置在打印头111的下面以保持喷嘴单元112和打印介质P之间的预定间距并支承被传输的打印介质P的背面。喷嘴单元112和打印介质P之间的间隔可以在大约0.5到大约2.5mm的范围内。
故障喷嘴检测单元132在装载过程中或打印操作中检测故障喷嘴的出现和位置。除故障喷嘴之外，故障喷嘴检测单元132检测与故障喷嘴邻近的喷嘴的喷射状态。更为特别地，检测喷嘴单元112的喷嘴喷射状态后，故障喷嘴检测单元132向存储器单元171(参见图6)传送关于喷射状态的信息。这里，故障喷嘴表示不能正常喷墨如“死”喷嘴(其不能喷墨)和弱喷嘴(其具有微弱的喷射功能)。换句话说，故障喷嘴表示不能喷墨的喷嘴或喷射少于预定墨量的喷嘴。
故障喷嘴可以在装载打印头111的过程中或打印操作中出现。通常，在制造过程中关于故障喷嘴出现的信息单独地存储在存储器中(未示出)，并提供给打印头111，当打印头111安装在成像装置125上时此信息传送给成像装置125。
通常，喷墨成像装置的打印头根据向墨滴提供喷射力的致动器主要分为两种类型。一种为热驱动型，其中加热器用于在墨中产生气泡和用气泡的扩张力喷射墨滴，和另一种为压电驱动类型，其中压电装置用于以压电装置的变形带来的施加在墨上的压力喷射墨滴。在喷墨的热驱动类型中，容易检测到这样的喷嘴故障，它们包括用于喷墨的加热器的断开、加热器的驱动电路的故障、或如场发射晶体管(FETs)的元件的故障。同样，在喷墨的压电驱动类型中，容易探测到由于压电装置的故障或压电装置的驱动电路的故障产生的喷嘴故障。
但是，与前面提到的例子不同，在一些情况下如喷嘴被异物堵塞时，故障喷嘴的出现原因可能不容易确定。在故障喷嘴的出现原因不能容易确定的情况下，打印测试纸。
如果喷嘴有故障，那么由于缺少点，故障喷嘴打印部分的打印密度低于正常喷嘴打印部分的密度。因此，通过利用打印密度差异，能够检测到故障喷嘴的出现和位置。
在本发明的一个方面，故障喷嘴检测单元132包括第一检测单元132A和第二检测单元132B。在本实施例中，第一检测单元132A通过照亮喷嘴单元112检测喷嘴是否被被堵塞，和第二检测单元132B通过照亮打印介质P检测故障喷嘴的出现。作为例子，故障喷嘴检测单元132包括光传感器。光传感器包括照亮喷嘴单元112或打印介质P的发光传感器(如发光二极管)和接收从喷嘴单元112或打印介质P反射的光线的吸光传感器。故障喷嘴检测单元132根据来自吸光传感器的输出信号检测故障喷嘴的出现并向后面描述的控制单元130传输关于故障喷嘴出现的信息。这里，发光传感器和吸光传感器可以理解为一体或分开的。光学传感器的制作和操作广为人知，因此对它的详细的描述被省略了。
尽管图中未示出，例如一个替代的例子，故障喷嘴检测单元可以向打印头的喷嘴传输喷嘴检测信号和响应于传送的喷嘴检测信号检测故障喷嘴的出现和位置。
类似的故障喷嘴检测方法广为人知，因此它的详细描述被省略。另外，可以使用公知的各种装置和方法检测故障喷嘴的出现和位置。
故障喷嘴检测单元132通过使用一系列前面提到的方法检测故障喷嘴的出现和位置。关于故障喷嘴检测单元132检测到的故障喷嘴的信息存储在存储器(未示出)中，根据存储在存储器(未示出)中的故障喷嘴的信息，控制单元130控制元件的操作以补偿故障喷嘴。这里，故障喷嘴信息包括故障喷嘴的位置、故障喷嘴喷出的墨颜色等等。
打印头单元105为向打印介质P喷墨以打印图像的元件，包括：主体110；提供在主体110一侧的打印头111；提供在打印头111中的喷嘴单元112；和其上安装有主体110的托架106。主体110以盒子形式安装在托架106上。进纸辊115和出纸辊113分别可枢转地提供在喷嘴单元112的输入侧和输出侧。
尽管未在图3中示出，容纳墨的储墨空间提供在主体110中。另外，主体110可以进一步包括具有与喷嘴单元112的喷嘴连接以提供压力喷射墨的驱动元件(如压电驱动类型装置或热驱动类型加热器)的室、向室供应容纳在主体110中的墨的管道(如小孔)、供应穿过管道流向室的墨、作为公共管道的歧管、从歧管向室供应墨的分开的管道的限流器等等。室、管道、歧管和限流器是公知的，因此省略详细描述。在另一方面，容纳墨的储墨空间可从打印头单元105分离开提供。容纳在储墨空间(未示出)的墨可以通过传送元件，如软管，供应给打印头单元105。
参照图4，驱动元件(驱动工具)160为提供喷射墨滴的喷射力和以预定频率驱动喷嘴单元112以在打印介质P上打印图像的元件。根据用于向墨滴提供喷射力的致动器的类型驱动元件160可以分为两种类型。如上所述，一种类型是其中使用加热器喷射墨滴的热驱动类型，和另一种类型是其中使用压电装置喷射墨滴的压电装置类型。驱动喷嘴的驱动元件160的驱动操作受到后面描述的控制单元130的控制。
通常，打印头111可以分为梭式或线打印式，在梭式打印头中打印头111沿垂直于打印介质P传送方向的方向往复运动以打印图像，在线打印式打印头中打印头111的长度对应于打印介质P的宽度。在线打印式打印头中，当打印介质P被送纸辊115和/或出纸辊113沿传送方向进给时，沿垂直于传送方向的方向打印头111的长度等于和/或大于打印介质P的宽度。例如，当打印介质P为一页书信尺寸的纸时，即，垂直于传送方向8.5英寸宽和沿传送方向11英寸长，打印头111的长度等于或大于8.5英寸的宽度。本发明可以应用到梭式和行印式喷墨成像装置。下文中，为便于描述，线打印式打印头将作为例子说明。
参照图3和图4，打印头111沿第二方向(y方向)设置，所述第二方向沿着以第一方向(x方向)传送的打印介质P的宽度方向。打印头111可以使用热能、压电装置等作为墨喷射能源，和通过采用半导体制作工艺，如刻蚀、沉积和溅射工艺，可以制作成具有高精度。打印头111具有喷嘴单元112以将墨喷到打印介质P上打印图像。
喷嘴单元112可制作为具有对应于打印介质P宽度或大于打印介质P宽度的长度。如图3和4所示，多个头芯片H可以提供给打印头111，在头芯片中形成有大量的喷嘴行112C、112M、112Y和112K。这里，标记112C、112M、112Y和112K分别表示喷出青色、品红色、黄色和黑色墨的喷嘴行。另一方面，各头芯片H可以制作为相应于打印头111的长度的一个芯片，其可以等于打印介质P的宽度。
尽管在这里举例说明的打印头111，是构造有大量头芯片H的喷嘴单元112的线打印式，但打印头111可以以各种其它的方式构造。例如，根据本发明的喷墨成像装置可以是梭式打印头。即，打印头111和喷嘴单元112仅为本发明的一个实例，因此，本发明的保护范围不限于此。
另外，驱动信号、墨喷射能量和图像数据从后面描述的控制单元130(参间图4)传送到驱动电路112D和电缆112E，驱动电路112D和电缆112E连接到提供在喷嘴单元112中的各喷嘴。优选地，柔性电缆，如柔性印刷电路(FPC)和柔性平板电路(FFC)，可以用于电缆112E。
图5为显示根据本发明的实施例的成像系统的方块图，图6为显示图5的成像系统的喷墨成像装置125的方块图。这里，成像系统包括数据输入单元135和喷墨成像装置125。
参照图5和图6，数据输入单元135表示主机系统，如个人计算机(PC)、数字相机、或个人数字助手(PDA)，并按要打印的页码顺序接收将打印的图像数据。数据输入单元135包括应用程序210、图像装置接口(GDI)220、成像装置驱动器230、用户界面240和假脱机程序(spooler)250。
应用程序210具有生成和编辑对象(object)的功能，所述对象可利用成像装置125得到输出。GDI 220包括存在于主机系统上的操作系统(OS)中的程序，其接收应用程序210产生的对象，向成像装置驱动器230传送对象，产生成像装置驱动器230所要求的关于对象的命令。成像装置驱动器230包括存在于主机系统上的程序以产生能被成像装置125分析的命令。与成像装置驱动器230连通的用户界面240包括存在于主机系统上的程序和提供设置变量，其中成像装置驱动器230产生命令。用户使用用户界面240选择打印模式，如普通纸、相纸或透明膜。假脱机程序250(spooler)包括存在于主机系统中的操作系统上的程序和向与成像装置125连接的输入/输出单元(未示出)传送由成像装置驱动器230产生的命令。
成像装置125包括视频控制器170、控制单元130和打印设置信息单元136。另外，视频控制器170包括非易失性存储器(NVRAM，非易失性随即存取存储器)185、SRAM(未示出)、SDRAM(未示出)、NOR闪存(未示出)和实时时钟(RTC)190。视频控制器170分析成像装置驱动器230产生的命令，产生关联位图，并向控制单元130传输位图。控制单元130向成像装置125的元件传输视频控制器170产生的位图以在打印介质P上形成图像。通过前述的过程，通过成像装置125执行打印。
参照图6，为了获得高图像质量，维修单元122为保持喷嘴单元112处于打印待机状态的单元。尽管在图6中未示出，维修单元122包括覆盖喷嘴单元112的封口装置、擦洗喷嘴单元112的擦洗装置，及接收和储存喷射操作中由喷嘴单元112喷射的少量墨的墨接收部(未示出)。维修单元122的操作受到后面描述的控制单元130的控制。例如，当故障喷嘴被检测到时，控制单元130控制维修操作单元176以驱动维修单元122。
在预定的时间内不执行打印操作的情况下，或在打印操作中存在不以预定时间喷墨的喷嘴的情况下，喷射失效可能因喷嘴表面上的变干的墨或墨粘度增加而引起。喷射操作通过几次喷射少量墨除去高粘度墨。即，为了防止喷墨喷嘴的干燥带来的不正常喷射，在打印操作前或打印操作过程中，经由喷墨喷嘴，喷射操作喷射墨。
如果保留在喷嘴单元112表面的墨量增加，墨滴的轨线弯曲，引起打印质量的严重降低。擦洗装置(未示出)通过擦拭喷嘴单元112的表面除去固化的墨或喷嘴周围遗留的墨。
另外，当喷墨成像装置长时间不用或长时间打印待机时，向打印头111提供的喷嘴单元112的墨会变干或被灰尘污染。当喷嘴单元112在预定时间内不使用时，封口装置覆盖喷嘴单元112以隔绝外部气氛，这样喷嘴单元112的墨干燥或污染可以被避免。另外，吸取可用于清除部分的喷射墨，通过吸取遗留在喷墨单元112的喷嘴的喷嘴开口中的部分墨来清除。维修单元122的制作和操作是公知的，因此详细的描述和附图被省略。
再次参照图5，当从应用程序210输入的图像数据以预定的打印设置被打印时，打印设置信息单元136储存多数相应于打印设置的打印设置信息。即，打印设置信息单元136储存自用户界面240输入的相应于打印设置的打印设置信息。这里，打印设置表示至少一种打印模式、一种打印介质、一种打印密度、一种精度、一种打印介质的尺寸、一种使用温度、一种使用湿度和一种连续打印模式。再次参照图6，根据存储在打印设置信息单元136相应于打印设置的打印设置信息，控制单元130控制驱动元件(驱动装置)160或驱动源131的操作。
控制单元130提供在喷墨成像装置125的主板上，并根据故障喷嘴检测单元132检测到的故障喷嘴的出现，控制打印头111的喷嘴单元112的喷射操作、维修单元122的操作、打印介质传输单元的操作等。如图6所示，控制单元130包括存储器单元171、数据处理单元172、控制信号生成单元173、打印头驱动单元174、打印速度确定单元175和维修操作单元176。
控制单元130控制自数据输入单元135输入的图像数据被存储在存储器单元171中，并检查存储要打印的图像数据在存储器单元171中是否已完成。另外，被故障喷嘴检测单元132检测到的故障喷嘴的信息(如故障喷嘴的位置)存储在存储器单元171中。
根据存储器单元171中存储的故障喷嘴的信息，数据处理单元172分析在补偿位置将打印的图像数据和在邻近位置要打印的图像数据的图像信息。这里，补偿位置表示在墨从故障喷嘴中正常地喷出的情况下在打印介质上由故障喷嘴打印的位置，邻近位置表示邻近补偿位置的位置。另外，根据数据处理单元172分析的图像数据，用在邻近位置之一将打印的图像数据代替在补偿位置将打印的图像数据，并且执行打印。即，数据处理单元172将自数据输入单元135输入的图像数据中的将由故障喷嘴打印的图像数据和邻近位置的图像数据进行交换并执行打印。
根据自存储器单元171和数据处理单元172传送的图像数据和故障喷嘴信息以及输出控制信号，控制信号生成单元173生成控制信号以控制打印头驱动单元174、打印速度确定单元175和维修操作单元176的操作。
根据生成的在打印介质P上打印图像的控制信号，打印头驱动单元174接收来自控制信号生成单元173的控制信号并驱动驱动元件160。
打印速度确定单元175接收来自控制信号生成单元173的控制信号以驱动驱动源131。打印介质传输单元接收来自驱动源131的能量并沿预定的路径传输打印介质P。
维修操作单元176接收来自控制信号生成单元173的控制信号来驱动维修单元122，以使喷嘴单元112保持在打印待机状态。
现在将参照图7的流程图详细描述控制单元130的操作，图7显示了根据本发明实施例的故障喷嘴补偿方法。
图7为显示根据本发明的一个实施例在喷墨成像系统中补偿故障喷嘴的方法的流程图，图8为显示补偿位置和其邻近位置的视图。图8中，标记PD表示由故障喷嘴打印的补偿位置，标记P1、P2、P3、P4、P5和P6表示邻近补偿位置的位置。在此实施例中，邻近位置可以包括左侧位置P2、左上位置P1、左下位置P3、右侧位置P5、右上位置P4和右下位置P6。另外，标记D表示从故障喷嘴喷射并碰撞在打印介质上的墨滴，标记U表示从任意喷嘴喷射的并碰撞在打印介质上的墨滴。另外，补偿位置和邻近位置处打印的图像数据可以由单一喷嘴喷射的墨或两个或多个喷嘴喷射的墨形成。
参照图5到图7，故障喷嘴检测单元132检测喷嘴单元112(S5)的故障喷嘴的程序和位置。关于故障喷嘴的信息储存在存储器单元171中后，有关故障喷嘴的信息被传送到数据处理单元172和控制信号生成单元173。由于检测故障喷嘴的方法与上面参照图5和图6描述的方法相同，它的详细描述被省略了。
如果没有检测到任何故障喷嘴，通过在打印介质P输入喷嘴单元112的同时驱动喷嘴单元112，控制单元130打印图像。此时，控制信号生成单元173生成控制信号来控制打印头驱动单元174在打印介质P上打印图像和输出控制信号。驱动元件160接收来自打印头驱动单元174的控制信号并驱动喷嘴单元112(S10)。
当检测到故障喷嘴时，有关故障喷嘴的信息存储在存储器单元171中，然后此信息被传送到数据处理单元172和控制信号生成单元173(S10)。控制信号生成单元173生成控制信号来控制维修操作单元176并输出控制信号。维修操作单元176接收控制信号来控制维修单元122的操作，以执行恢复喷嘴单元112到打印待机状态(S15)的维修操作。即，为了修复故障喷嘴，控制单元130执行维修操作，如恢复喷嘴单元112的操作，如喷射和吸取操作。维修操作后，为了检查故障喷嘴是否已被修复，故障喷嘴检测单元132检测故障喷嘴的出现(S25)。在检测故障喷嘴是否被修复(S30)后，如果检测到又一个故障喷嘴或没有消除此故障喷嘴，控制单元130执行补偿故障喷嘴的操作。
参照图7和图8，当检测到故障喷嘴时，控制单元130分析这样的图像数据的图像信息和喷嘴的喷射状态(S35)，该图像数据包括在故障喷嘴打印的补偿位置PD将打印的图像数据和在邻近补偿位置PD的邻近位置P1、P2、P3、P4、P5和P6将打印的图像数据。例如，控制单元130将在补偿位置PD要打印的图像数据的颜色信息与在邻近位置P1、P2、P3、P4、P5和P6要打印的图像数据的颜色信息进行比较。
这里，控制单元130决定在邻近位置P1、P2、P3、P4、P5和P6将打印的图像数据中是否存在与在补偿位置PD将打印的图像数据相同或近似颜色的图像数据。也就是，对应于补偿位置PD的图像数据被对应于至少邻近位置P1、P2、P3、P4、P5和P6之一的图像数据替换。
然后，根据从存储器单元171传送的关于故障喷嘴的信息，数据处理单元172执行一系列的操作。
接下来，为了补偿故障喷嘴，根据分析的图像数据控制单元130将在补偿位置PD将打印的图像数据与在邻近位置P1、P2、P3、P4、P5和P6之一将打印的图像数据进行交换并执行打印(S40)。这里，将打印的图像数据表示从数据输入单元135输入的原始图像数据，交换的图像数据表示在检测到故障喷嘴时由于交换位置造成的不同于原始位置之处的将打印的图像数据。如，当输入的图像数据作为原始数据被打印时，假定黑色墨和青色墨分别在补偿位置PD和邻近位置P2被喷出。这里，将打印的图像数据表示在补偿位置PD将打印的黑色墨，交换的图像数据表示为了补偿故障喷嘴在补偿位置PD打印的青色墨和在邻近位置P2打印的黑色墨。
在补偿位置PD将打印的图像数据可以被交换为通过喷射在邻近位置P1、P2、P3、P4、P5和P6中的至少一种颜色所形成的图像数据。这是因为，如果在补偿位置PD将打印的图像数据被交换为通过不喷射墨所形成的图像数据，那么图像质量的下降会发生，如故障喷嘴引起的白带。
另外，在补偿位置PD将打印的图像数据被交换为在邻近位置P1、P2、P3、P4、P5和P6将打印的图像数据中存在的这样的图像数据，该图像数据不包括与故障喷嘴喷射的相同颜色的图像数据。对应于故障喷嘴喷射颜色的墨没有喷射在补偿位置。因此，如果在邻近位置P1、P2、P3、P4、P5和P6将打印的图像数据中、包含与故障喷嘴喷射颜色相同的墨的图像数据，被交换为补偿位置PD将打印的图像数据，那么由于存在故障喷嘴，原始颜色不能被替代。例如，假定补偿位置PD将打印的原始图像数据和邻近位置P2将打印的图像数据分别为青色+黄色和青色+品红。
为了补偿故障喷嘴，如果图像数据彼此进行交换和打印，由于故障喷嘴，在补偿位置打印不同于青色+品红色的颜色。因此，在补偿位置PD将打印的图像数据被交换为这样的图像数据，该图像数据在邻近位置P1、P2、P3、P4、P5和P6中不包括与故障喷嘴喷射颜色相同的墨。即，与在邻近位置将打印的图像数据同色的图像数据，被选作交换的图像数据并在补偿位置PD被打印。
另外，与在补偿位置PD将打印的图像数据同色的图像数据被选作交换的图像数据并在邻近位置被打印。换句话说，在补偿位置PD将打印的图像数据，被交换为与故障喷嘴喷出墨颜色相同的无故障喷嘴的位置的图像数据。
另外，为了提高补偿效果，在补偿位置PD将打印的图像数据交换为这样的图像数据，该图像数据在邻近位置P1、P2、P3、P4、P5和P6将打印的图像数据中与补偿位置PD将打印的图像数据具有相同的色度。
如果故障发生在喷出青色、品红色、黄色和黑色墨中任一种颜色墨的喷嘴中，图像数据被交换。通常，由于在打印操作中最频繁地使用黑色墨，喷出黑色墨的喷嘴中出现故障喷嘴的可能性最高。因此，通过补偿喷出黑色墨的喷嘴中的故障可以延长打印头的寿命。
在此实施例中，在补偿位置PD将打印的图像数据是黑色的。换句话说，在邻近位置打印黑色的图像数据并用交换的图像数据打印。在正常条件下，黑色的图像数据从喷出黑墨的喷嘴喷出。但是，如果邻近的喷出黑墨的喷嘴是故障喷嘴，为了形成复合黑色在邻近的喷出黑墨的喷嘴处喷出青色、品红色和黄色墨的喷嘴喷出墨。
如上所述，根据此实施例，为了补偿故障喷嘴，在补偿位置PD将打印的图像数据交换为一个邻近位置P1、P2、P3、P4、P5和P6将打印的图像数据并执行打印。在此实施例中，作为交换图像数据的方法，传送到喷嘴单元112的喷嘴的驱动数据彼此交换，这样图像数据彼此交换并执行打印。即，数据处理单元172交换从喷嘴将喷出的图像数据，在此之后，向喷嘴单元112中的喷嘴传送交换的图像数据。
根据本发明的实施例补偿故障喷嘴的方法将参照图9和10进行描述。
图9为显示图4的头芯片H的放大图；图10为显示图8所示的邻近位置处真实打印的图像数据的视图。在图9中，标记C1、C2、C3...、M1、M2、M3...、Y1、Y2、Y3、...和K1、K2、K3、...分别表示喷出青色、品红色、黄色和黑色墨的喷嘴。另外，图10中，标号REAL表示邻近位置处真实打印的图像数据。例如，假定打印青色+品红色的图像数据，如果喷青色墨的喷嘴是故障喷嘴，那么在图10的位置P1处就打印出品红色的图像数据。因此，标号REAL表示在位置P1真实打印的品红色的图像数据。
参照图9和图10，用从喷嘴C1、M1、Y1和K1喷出的墨打印位置P1、P2和P3，用从喷嘴C2、M2、Y2和K2喷出的墨打印位置PD，用从喷嘴C3、M3、Y3和K3喷出的墨打印位置P4、P5和P6。可以用青色、品红色、黄色或黑色的图像数据或喷嘴喷出墨的复合颜色的图像数据打印位置PD。如，假定喷射黄色墨的喷嘴Y2是故障喷嘴，在补偿位置PD将打印的图像数据为黄色+青色的图像数据，在邻近位置P5处打印的图像数据为青色+品红色的图像数据。由于喷出黄色墨的喷嘴Y2是故障喷嘴，如果没有本发明的实施例的方法而执行打印，在补偿位置打印青色的图像数据。即，不同于原始颜色的图像数据在补偿位置PD打印。在补偿位置处喷墨的喷嘴中喷出青色墨的喷嘴C2或喷出品红色墨的喷嘴M2中没有出现故障。因此，在邻近位置P5将喷射的青色+品红色的图像数据打印在补偿位置PD，在补偿位置PD将喷射的黄色+青色的图像数据打印在位置P5，这样故障喷嘴引起的图像质量的下降可以得到补偿。由于在实际的打印介质上打印的墨滴之间的间隔非常小，图像数据的交换不能被人眼识别。因此，通过交换图像数据和用前述的故障喷嘴补偿方法执行打印，可以防止由故障喷嘴引起的图像质量的劣化。这种图像质量的劣化可以包括，如故障喷嘴的喷射失效引起的白带。
在此方式下，在本发明的前述方法和系统中，为了补偿故障喷嘴，在补偿位置打印的图像数据被交换为在邻近位置之一打印的图像数据，并执行打印。
与传统方法不同，根据本发明的喷墨成像装置和喷墨成像装置中故障喷嘴的补偿方法，图像数据彼此交换并打印，这样可以防止容易被用户识别的图像质量的恶化，如白带。另外，不同于传统技术，根据本发明，与喷出黑墨的喷嘴一样，喷出其它颜色墨的喷嘴的故障可以被补偿。另外，考虑到补偿位置将打印的图像数据与邻近位置将打印的图像数据之间的色度差异，故障喷嘴可以被补偿，这样提高了补偿效果。另外，根据本发明的，可以补偿故障喷嘴，并且故障喷嘴可以再次被使用，这样打印头的寿命被延长了。
本发明也可以体现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质为能储存随后可被计算机系统读取的数据的任何数据储存设备。计算机可读记录介质的例子包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROMs、磁带、软盘、光数据存储设备和载波(如通过internet的数据传输)。计算机可读记录介质也可以分配在联网的计算机系统，这样计算机可读代码以分布的样式被储存和执行。而且，实现本发明的实用程序、代码和代码段可以容易地被熟悉本发明所属领域的程序员所解译。当计算机读取记录介质的计算机可读代码时，图7所示的方法可以以计算机可读代码形式存储在计算机记录介质中以执行此方法。
尽管本发明的几个实施例已经显示和描述，熟悉所属领域的技术人员可以理解，这些实施例中可以作出改变而不会脱离本发明的原则和主旨，本发明的保护范围限定在所附的权利要求书中和它们的等同物中。
本申请要求2005年9月28日向韩国知识产权局提交的编号为10-2005-0090711的韩国专利申请的在先权益，在此引用其全部作为参考。
Claims (29)
1、在喷墨成像系统中补偿故障喷嘴的方法，包括：
检测喷嘴单元中故障喷嘴的存在和位置；
当检测到故障喷嘴时，分析涉及在由故障喷嘴打印的补偿位置将打印的图像数据和在邻近补偿位置的一个或多个位置将打印的图像数据的图像信息；和
根据所分析的图像信息把在补偿位置将打印的图像数据和在邻近位置之一将打印的图像数据进行交换；和
使用所交换的图像数据执行打印。
2、如权利要求1所述的方法，其中，分析图像信息包括把在补偿位置将打印的图像数据的颜色信息与在邻近位置将打印的图像数据的颜色信息进行比较。
3、如权利要求2所述的方法，其中，分析图像信息包括，把在补偿位置将打印的图像数据的颜色信息与在邻近位置将打印的图像数据的颜色信息进行比较后，确定在邻近位置将打印的图像数据中是否存在与在补偿位置将打印的图像数据同色的图像数据。
4、如权利要求1所述的方法，其中，在补偿位置将打印的图像数据交换为由在邻近位置将打印的图像数据的至少一种颜色墨喷射形成的图像数据。
5、如权利要求1所述的方法，其中，在补偿位置将打印的图像数据交换为这样的图像数据，该图像数据在邻近位置将打印的图像数据中不包括与故障喷嘴喷出墨同色的墨。
6、如权利要求5所述的方法，其中，与在邻近位置将打印的图像数据同色的图像数据被选作在补偿位置将打印的交换的图像数据。
7、如权利要求1所述的方法，其中，与在补偿位置将打印的图像数据同色的图像数据打印在由交换的图像数据打印的邻近位置。
8、如权利要求1所述的方法，其中，在补偿位置将打印的图像数据交换为在邻近位置将打印的图像数据中与在补偿位置将打印的图像数据相似色度的图像数据。
9、如权利要求1所述的方法，其中，在补偿位置将打印的图像数据为黑色。
10、如权利要求9所述的方法，其中，根据交换的图像数据，黑色墨喷射在邻近位置。
11、如权利要求9所述的方法，其中，根据交换的图像数据，青色、品红色和黄色墨喷射在邻近位置。
12、如权利要求1所述的方法，其中，通过交换和传送被传送到喷嘴单元的喷嘴的驱动数据，执行图像数据的交换和打印。
13、如权利要求1所述的方法，其中，邻近位置包括补偿位置的左、左上和左下、右、右上和右下位置。
14、如权利要求1所述的方法，其中，喷嘴单元的长度大于或等于打印介质的宽度。
15、如权利要求1所述的方法，其中，还包括：
当检测到故障喷嘴时，执行维修操作以使喷嘴单元恢复到打印待机状态。
16、如权利要求15所述的方法，其中，还包括：
执行维修操作后，检测喷嘴单元中故障喷嘴的出现和位置。
17、一种喷墨成像系统，包括：
具有喷射墨的喷嘴单元的打印头；
驱动喷嘴单元以在打印介质上形成图像的驱动元件；
在喷嘴单元中检测故障喷嘴的出现和位置的故障喷嘴检测单元；和
控制单元，该控制单元控制驱动元件的操作，用在邻近补偿位置的位置之一处将打印图像数据交换在由故障喷嘴打印的补偿位置处将打印的图像数据，当检测到故障喷嘴时使用所交换的图像数据执行打印。
18、如权利要求17所述的喷墨成像装置，其中所述控制单元控制驱动元件的操作，以用在邻近位置将打印的图像数据中、不包括与故障喷嘴所喷墨同色的墨的图像数据交换在补偿位置将打印的图像数据。
19、如权利要求17所述的喷墨成像装置，其中控制单元控制驱动元件的操作，以用在邻近位置将打印的图像数据中、具有与在补偿位置将打印的图像数据相似色度的图像数据交换在补偿位置将打印的图像数据。
20、如权利要求17所述的喷墨成像装置，其中喷嘴单元的长度大于或等于打印介质的宽度。
21、一种在喷墨成像系统中补偿故障喷嘴的方法，包括：
在喷嘴单元中检测故障喷嘴的出现；
当检测到故障喷嘴时，执行维修操作以修复喷嘴单元；
确定故障喷嘴是否已被修复或继续处于故障状态；
当故障喷嘴继续处于故障状态时：
检测故障喷嘴的位置；
分析涉及在使用故障喷嘴打印的补偿位置将打印的图像数据和在邻近补偿位置的位置将打印的图像数据的图像信息；和
根据所分析的图像信息用在邻近位置之一处将打印的图像数据交换在补偿位置将打印的图像数据；和
执行所交换的图像数据的打印。
22、一种在喷墨成像系统中补偿故障喷嘴的方法，包括：
在喷嘴单元中检测故障喷嘴的出现；和
利用在邻近由故障喷嘴打印的补偿位置的位置处将打印的图像数据执行打印。
23、一种成像系统，包括：
接收和传送图像数据以及生成命令的数据输入单元；和
成像装置，接收来自数据输入单元的被传送的图像数据和生成的命令，并基于接收的图像数据和命令形成图像，此成像装置包括：
具有喷射墨的喷嘴单元的打印头；
驱动喷嘴单元以在打印介质上形成图像的驱动元件；
在喷嘴单元中检测故障喷嘴的出现和位置的故障喷嘴检测单元；
在检测到故障喷嘴的出现时修复故障喷嘴单元的维修单元；和
控制单元，该控制单元根据生成的命令控制驱动元件的操作，分析所接收的在使用故障喷嘴打印的补偿位置将打印的图像数据和在邻近补偿位置将打印的图像数据的图像信息，以及用所接收的邻近位置处将打印的图像数据交换所接收的补偿位置处将打印的图像数据和打印所交换的图像数据。
24、如权利要求23所述的成像系统，其中故障喷嘴检测单元还包括：
第一检测单元，基于照射喷嘴单元，检测喷嘴单元的喷嘴是否被堵塞；，和
第二检测单元，基于照射打印介质，检测喷嘴是否有故障。
25、一种喷墨成像系统，包括：
具有喷射墨的喷嘴单元的打印头；
接收图像数据和驱动喷嘴单元以在打印介质上成像的驱动元件；
检测喷嘴单元中的故障喷嘴的故障喷嘴检测单元；和
控制单元，该控制单元控制驱动元件和打印头的操作，以利用在邻近由故障喷嘴打印的补偿位置的位置处将打印的图像数据来打印。
26、如权利要求25所述的成像系统，其中成像装置还包括：
确定打印头的打印速度的打印速度确定单元；
修复打印头的维修操作单元；和
传送打印介质的打印介质传输单元，
其中控制单元控制驱动元件和打印头的喷嘴单元的喷射操作，维修单元修复打印头的操作，和打印介质传输单元的操作。
27、一种其上具有在喷墨成像系统中执行补偿故障喷嘴的方法的计算机程序的计算机可读介质，该方法包括：
在喷嘴单元中检测故障喷嘴的出现和位置；
当检测到故障喷嘴时，分析涉及在用故障喷嘴打印的补偿位置处将打印的图像数据和在邻近补偿位置处将打印的图像数据的图像信息；和
根据所分析的图像信息用在邻近位置之一处将打印的图像数据交换在补偿位置处将打印的图像数据；和
使用所交换的图像数据执行打印。
28、一种其上具有在喷墨成像系统中执行补偿故障喷嘴的方法的计算机程序的计算机可读介质，该方法包括：
在喷嘴单元中检测故障喷嘴的出现；
当检测到故障喷嘴时，执行修复喷嘴单元的维修操作；
确定故障喷嘴是否已修复或继续出于故障状态；
当故障喷嘴继续处于故障状态时：
检测故障喷嘴的位置；
分析涉及在用故障喷嘴打印的补偿位置处将打印的图像数据和在邻近补偿位置处将打印的图像数据的图像信息；和
根据所分析的图像信息用在邻近位置之一处将打印的图像数据交换在补偿位置处将打印的图像数据；和
使用所交换的图像数据执行打印。
29、一种其上具有在喷墨成像系统中执行补偿故障喷嘴的方法的计算机程序的计算机可读介质，该方法包括：
在喷嘴单元中检测故障喷嘴的出现；和
利用在邻近由故障喷嘴打印的补偿位置的位置处将打印的图像数据执行打印。
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