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Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Bildgebungsvorrichtungen, die Tinte aus Tintenstrahlen auf eine Bildaufnahmefläche ausstoßen, und mehr im Detail auf Bildgebungsvorrichtungen, die Tintenstrahlen kompensieren, die nicht in der Lage sind, Tinte auszustoßen, um ein Pixel auf der Bildaufnahmevorrichtung zu bilden.
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Drop-on-Demand-Tintenstrahltechnologie zum Produzieren von Druckmedien wird in kommerziellen Produkten wie Druckern, Schreibern und Faxgeräten verwendet. Im Allgemeinen wird ein Tintenstrahlbild gebildet, indem Tintentropfen selektiv aus einer Vielzahl von Tropfengeneratoren oder Tintenstrahlen, die in einem oder mehreren Druckköpfen angeordnet sind, auf eine Bildaufnahmefläche ausgestoßen werden. Bei einem Direkt-Tintenstrahldrucker stoßen die Druckköpfe Tintentropfen direkt auf die Oberfläche eines Druckmediums wie ein Papierbogen oder eine Endlospapierbahn aus. Bei einem Indirekt-Tintenstrahldrucker stoßen die Druckköpfe Tintentropfen auf die Oberfläche eines Zwischenaufnahmeelements wie eine Drehbildgebungstrommel oder ein Drehbildgebungsband aus. Während des Drucks bewegen sich die Druckköpfe und die Bildaufnahmefläche relativ zueinander und die Tintenstrahlen stoßen Tintentropfen zu geeigneten Zeitpunkten aus, um ein Tintenbild auf der Bildaufnahmefläche zu erzeugen. Eine Steuereinheit im Drucker erzeugt zu vorab definierten Zeitpunkten elektrische Signale, die auch als Aktivierungssignale bezeichnet werden, um einzelne Tintenstrahlen im Drucker zu aktivieren. Die aus den Tintenstrahlen ausgestoßene Tinte kann Flüssigtinte wie wässrige, Lösungsmittel-, ölbasierte, UV-härtbare Tinte oder dergleichen sein, die in im Drucker eingerichteten Behältern gelagert wird. Alternativ verwenden einige Tintenstrahldrucker Phasenwechseltinten, die in einer festen Form beladen und einer Schmelzvorrichtung zugeführt werden. Die Schmelzvorrichtung erhitzt und schmilzt die Phasenwechseltinte aus der festen Phase in eine flüssige Phase, die einem Druckkopf zum Drucken als flüssige Tropfen auf die Bildaufnahmefläche zugeführt wird.
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Während der Betriebsdauer dieser Bildgebungsvorrichtungen besteht die Möglichkeit, dass Tintenstrahlen in einem oder mehreren Druckköpfen unfähig werden, Tinte in Reaktion auf ein Aktivierungssignal auszustoßen. Der fehlerhafte Zustand des Tintenstrahls kann vorübergehend sein und der Tintenstrahl kann nach einem oder mehreren Bilddruckzyklen wieder in den Betriebszustand zurückkehren. In anderen Fällen besteht die Möglichkeit, dass der Tintenstrahl bis nach einem durchgeführten Reinigungszyklus nicht in der Lage ist, Tinte auszustoßen. Ein Reinigungszyklus kann Tintenstrahlen von Verstopfung befreien und die verstopften Tintenstrahlen wieder in Betrieb setzen. Die Durchführung eines Reinigungszyklus erfordert jedoch, dass die Bildgebungsvorrichtung aus ihrem Bilderzeugungsmodus entfernt wird. Somit beeinflussen die Reinigungszyklen die Durchsatzrate eine Bildgebungsvorrichtung und werden für gewöhnlich während Zeiträumen durchgeführt, in denen die Bildgebungsvorrichtung keine Bilder erzeugt.
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Bestehende Verfahren ermöglichen einer Bildgebungsvorrichtung, Bilder zu erzeugen, auch wenn eine oder mehrere Tintenstrahlen in der Bildgebungsvorrichtung nicht in der Lage sind, Tinte auszustoßen. Diese Verfahren arbeiten mit Bildwiedergabeverfahren zusammen, um die Erzeugung von Aktivierungssignalen für Tintenstrahlen in einem Druckkopf zu steuern. Die Wiedergabe bezieht sich auf Verfahren, die Eingabe-Bilddatenwerte empfangen und dann Ausgabe-Bildwerte erzeugen. Die Ausgabe-Bildwerte werden verwendet, um Aktivierungssignale für einen Druckkopf zu erzeugen, um zu bewirken, dass die Tintenstrahlen Tinte auf die Aufnahmemedien ausstoßen. Nachdem die Ausgabe-Bildwerte erzeugt wurden, verwendet ein Verfahren zum Kompensieren von fehlerhaften Tintenstrahlen Informationen bezüglich fehlerhafter Tintenstrahlen, die in einem Druckkopf erkannt wurden, um die Ausgabe-Bildwerte zu identifizieren, die einem fehlerhaften Tintenstrahl in einem Druckkopf entsprechen. Das Verfahren sucht dann nach einer benachbarten oder naheliegenden Ausgabe-Bildwertposition, die verwendet werden kann, um den fehlerhaften Tintenstrahl zu kompensieren. Bei einer Ausführungsformen erhöht eine Druckersteuereinheit die Menge an ausgestoßener Tinte nahe dem fehlerhaften Tintenstrahl durch Ausstoßen von Tintentropfen aus anderen Tintenstrahlen in der Nähe des fehlerhaften Tintenstrahls. Diese kompensierenden Tintenstrahlen werden an Positionen des Tintenbildes geleitet, die ansonsten leer bleiben würden. Somit kann ein Ausgabe-Bildwert an einer leeren Bildwertposition gespeichert werden, um zu ermöglichen, dass ein Tintenstrahl einen kompensierenden Tintentropfen an der Position ausstößt. Durch Aktivieren eines ansonsten nicht-verwendeten naheliegenden Tintenstrahls auf diese Weise kann sich die ausgestoßene Tintendichte in der Nähe des fehlerhaften Tintenstrahls der Tintenmasse annähern, die ausgestoßen werden würde, wäre der fehlerhafte Tintenstrahl in der Lage gewesen, die Tinte für ein fehlendes Pixel auszustoßen.
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Bestehende Kompensierungsverfahren für die Umverteilung der von einem fehlerhaften Tintenstrahl auszustoßenden Tinte auf andere benachbarte oder naheliegende Tintenstrahlen senken den wahrgenommenen durch den fehlenden Tintenstrahl bedingten Fehler zwar, die bestehenden Kompensierungsverfahren können die Wahrnehmung von durch fehlerhafte Tintenstrahlen erzeugten Bildfehlern unter gewissen Umständen jedoch erhöhen. Beispielsweise wenn die benachbarten Tintenstrahlen mit einer erhöhten Rate arbeiten, um den fehlerhaften Tintenstrahl zu kompensieren, können die benachbarten Tintenstrahlen eine im Vergleich zum umgebenden Bereich des Tintenbildes ungleichmäßige Tintendichte nahe dem fehlerhaften Tintenstrahl erzeugen. In einigen Fällen wird die Wahrnehmbarkeit des fehlerhaften Tintenstrahls im Tintenbild durch die ungleichmäßige Tintendichte erhöht statt verringert. Folglich wären Verfahren zum Kompensieren von fehlerhaften Tintenstrahlen, die ein selektiveres Platzieren der für das Kompensieren eines fehlerhaften Tintenstrahls verwendeten Tinte ermöglichen, günstig.
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Bei einer weiteren Ausführungsform wird ein Tintenstrahldrucker, der einen fehlerhaften Tintenstrahl kompensiert, entwickelt. Der Drucker enthält eine Vielzahl von betreibbaren Tintenstrahlen und einen nicht-betreibbaren Tintenstrahl, wobei jeder der betreibbaren Tintenstrahlen so konfiguriert ist, dass er Tinte auf eine Bildaufnahmefläche ausstößt, und wobei eine Steuereinheit funktionsmäßig mit der Vielzahl von Tintenstrahlen und dem nicht-betreibbaren Tintenstrahl verbunden ist. Die Steuereinheit ist so konfiguriert, dass sie eine Vielzahl von Pixeln in Bilddaten identifiziert, die von dem nicht-betreibbaren Tintenstrahl zu drucken sind, dass sie eine erste Position in den Bilddaten zum Speichern eines Kompensationspixels identifiziert, das einem der Vielzahl von Pixeln entspricht, die von dem nicht-betreibbaren Tintenstrahl zu drucken sind, wobei die erste Position mit einer Bezugnahme auf eine vorab definierte Sequenz von Pixelpositionen identifiziert wird, die um das eine von dem nicht-betreibbaren Tintenstrahl zu druckende Pixel angeordnet sind, dass sie einen Überlappungsparameter für die von der Vielzahl von betreibbaren Tintenstrahlen auszustoßende Tinte identifiziert, dass sie das Kompensationspixel in einer zweiten Position in den Bilddaten in Reaktion darauf speichert, dass der Überlappungsparameter einen vorab definierten Grenzwert überschreitet, wobei die zweite Position eine Position in der vorab definierten Sequenz ist, die über die erste Position hinaus geht, und dass sie das eine von dem nicht-betreibbaren Tintenstrahl zu druckende Pixel zurücksetzt.
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1 ist ein Blockschaubild eines Verfahrens zum Betreiben von Tintenstrahlen in einem Tintenstrahldrucker, um einen nicht-betreibbaren Tintenstrahl zu kompensieren.
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2A ist ein schematisches Schaubild eines Druckkopfes mit einem nicht-betreibbaren Tintenstrahl und eine beispielhafte Ansicht von fehlenden Tintentropfen in einem Druckbild.
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2B ist ein schematisches Schaubild des Druckkopfes von 2A und eine beispielhafte Ansicht von Tintentropfen, die gedruckt werden sollen, um den nicht-betreibbaren Tintenstrahl im Druckkopf zu kompensieren.
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3A ist ein schematisches Schaubild des Druckkopfes von 2A und ein beispielhaftes Suchmuster zum Identifizieren einer alternativen Pixelposition, um den nicht-betreibbaren Tintenstrahl im Druckkopf zu kompensieren.
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3B ist ein schematisches Schaubild des Druckkopfes von 2A und ein weiteres beispielhaftes Suchmuster zum Identifizieren einer alternativen Pixelposition, um den nicht-betreibbaren Tintenstrahl im Druckkopf zu kompensieren.
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4A ist eine Profilansicht von zwei nicht-überlappenden Tintentropfen auf einer Bildaufnahmefläche.
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4B ist eine Profilansicht von zwei überlappenden Tintentropfen auf einer Bildaufnahmefläche.
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5 ist eine schematische Ansicht eines Tintenstrahldruckers aus dem Stand der Technik.
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Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Pixel" auf einen einzelnen Wert in einer zweidimensionalen Anordnung aus Bilddaten, die einem Druckbild entspricht, das ein Tintenstrahldrucker auf einer Bildaufnahmefläche bildet. Die Positionen der Pixel in den Bilddaten entsprechen Positionen von Tintentropfen auf der Bildaufnahmefläche, die das Tintenbild erzeugen, wenn mehrere Tintenstrahlen im Drucker Tintentropfen mit Bezugnahme auf die Bilddaten ausstoßen. Ein "aktiviertes Pixel" bezieht sich auf ein Pixel in den Bilddaten, wobei der Drucker einen Tintentropfen auf eine Bildaufnahmeflächen-Position, die dem aktivierten Pixel entspricht, ausstößt. Ein "deaktiviertes Pixel" bezieht sich auf ein Pixel in den Bilddaten mit einem Wert, bei dem der Drucker keinen Tintentropfen auf eine Bildaufnahmefläche-Position, die dem deaktivierten Pixel entspricht, ausstößt. Der Ausdruck "binäre Bilddaten" bezieht sich auf Bilddaten, die als zweidimensionale Anordnung aus aktivierten und deaktivierten Pixeln gebildet sind. Jedes Pixel in den binären Bilddaten hat einen von zwei Werten, die anzeigen, dass das Pixel entweder aktiviert oder deaktiviert ist. Ein Tintenstrahldrucker erzeugt Tintenbilder durch selektives Ausstoßen von Tintentropfen entsprechend den aktivierten Pixeln in den Bilddaten. Ein Mehrfarben-Drucker stößt Tintentropfen unterschiedlicher Tintenfarbe mit Bezugnahme auf separate Sätze von binären Bilddaten für jede der unterschiedlichen Farben aus, um mehrfarbige Tintenbilder zu erzeugen.
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Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Überlappung" auf eine Situation, bei der zwei oder mehrere Tintentropfen jeweils eine einzelne Position auf der Bildaufnahmefläche bedecken. Eine Überlappungshöhe bezieht sich auf eine Größe von einem oder mehreren Bereichen des Bildaufnahmeelements, die von mehreren Tintentropfen bedeckt sind, oder auf eine Anzahl von Tintentropfen, die einander auf einem Druckmedium am Ende des Bildgebungsprozesses teilweise oder zur Gänze überlappen. Die Überlappung tritt für gewöhnlich auf, wenn naheliegende Tintentropfen und auf der Bildaufnahmefläche miteinander verschmelzen. Das Spreiten kann während eines Transfixierungsvorgangs bei einem Indirekt-Tintenstrahldrucker oder bei einem Direkt-Tintenstrahldrucker während eines Spreitvorgangs für Tintentropfen auf einem Druckmedium erfolgen. Wenn zwei oder mehrere naheliegenden Tintentropfen spreiten und am Druckmedium überlappen, ist der Gesamtbereich des Druckmediums, der mit Tinte bedeckt ist, geringer als wenn die gleichen Tintentropfen ohne Überlappung gespreitet hätten. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Überlappungsparameter" auf einen numerischen Wert, der mit Bezugnahme auf die Überlappung zwischen Tintentropfen am Druckmedium erzeugt wird. Der Überlappungsparameter kann vor dem Drucken des Bildes mit Bezugnahme auf die Anordnung von aktivierten Pixeln in den Bilddaten identifiziert werden.
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Bei einigen Konfigurationen misst ein Drucker die Überlappung mit Bezugnahme auf unterschiedliche Farben. Bei einem Mehrfarben-Drucker beispielsweise überlappen zwei Cyan-Tintentropfen, die in die gleiche Position auf der Bildaufnahmefläche spreiten, dennoch werden ein Cyan-Tintentropfen und ein Gelb-Tintentropfen, die die gleiche Position belegen, nicht als Überlappung angesehen. Eine Steuereinheit in einem Drucker kann die Überlappung zwischen Tintentropfen mit Bezugnahme auf Bilddaten des gedruckten Bilder vor Erzeugung des gedruckten Tintenbildes schätzen.
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Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Bilddichte" auf eine Anzahl von Pixeln in Bilddaten oder einem Tintenbild, die Tintentropfen aufnehmen. Bei einem Bereich mit hoher Dichte ist ein vergleichsweiser großer Teil der Pixel aktiviert und der entsprechende Bereich der Bildaufnahmefläche nimmt eine entsprechend große Anzahl von Tintentropfen auf. Bei einem Bereich mit geringer Dichte sind weniger Pixel aktiviert und der entsprechende Bereich der Bildaufnahmefläche nimmt weniger Tintentropfen auf.
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5 zeigt eine Ausführungsform eines Druckers 10 aus dem Stand der Technik, der so konfiguriert sein kann, dass er einen oder mehrere nicht-betreibbare Tintenstrahlen kompensiert. Wie gezeigt, enthält der Drucker 10 einen Rahmen 11, an dem all seine Betriebsteilsysteme und Komponenten direkt oder indirekt angebracht sind, wie unten beschrieben. Der Phasenwechseltintendrucker 10 enthält ein Bildaufnahmeelement 12, das in Form einer drehbaren Bildgebungstrommel gezeigt ist, kann aber gleichermaßen in Form eines gestützten Endlosbandes vorliegen. Die Bildgebungstrommel 12 weist eine Bildaufnahmefläche 14 auf, die eine Fläche für das Erzeugen von Tintenbildern bereitstellt. Ein Betätigungselement 94, beispielsweise ein Servo- oder Elektromotor, greift in das Bildaufnahmeelement 12 ein und ist so konfiguriert, dass es das Bildaufnahmeelement in eine Richtung 16 dreht. Eine Transfixierrolle 19, die in die Richtung 17 drehbar ist, ladet gegen die Oberfläche 14 der Trommel 12, um einen Transfixierspalt 18 zu bilden, in dem auf der Oberfläche 14 erzeugte Bilder auf ein erhitztes Druckmedium 49 transfixiert werden.
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Der Phasenwechseltintendrucker 10 enthält darüber hinaus ein Phasenwechseltinten-Zufuhrteilsystem 20, das mehrere Quellen unterschiedlicher Farb-Phasenwechseltinten in fester Form aufweist. Da der Phasenwechseltintendrucker 10 ein Mehrfarben-Drucker ist, enthält das Tintenzufuhrteilsystem 20 vier (4) Quellen 22, 24, 26, 28, die vier (4) unterschiedliche Farben CMYK (Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz) von Phasenwechseltinten darstellen. Das Phasenwechseltinten-Zufuhrteilsystem enthält darüber hinaus eine Schmelz- und Steuervorrichtung (nicht gezeigt) zum Schmelzen oder Phasenwechseln der festen Form der Phasenwechseltinte in eine flüssige Form. Jede der Tintenquellen 22, 24, 26 und 28 enthält ein Reservoir, das verwendet wird, um die geschmolzene Tinte zu den Druckkopfanordnungen 32 und 34 zuzuführen. Im Beispiel von 5 empfängt sowohl die Druckkopfanordnung 32 als auch 34 die geschmolzene CMYK-Tinte aus den Tintenquellen 22 bis 28. Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Druckkopfanordnungen 32 und 34 jeweils so konfiguriert, dass sie einen Teilsatz der CMYK-Tintenfarben drucken.
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Der Phasenwechseltintendrucker 10 enthält ein Substratzufuhr- und Substrathandhabungsteilsystem 40. Das Substratzufuhr- und Substrathandhabungsteilsystem 40 beispielweise enthält Blatt- oder Substratzufuhrquellen 42, 44, 48, von denen beispielsweise die Zufuhrquelle 48 eine leistungsstarke Papierzufuhr oder Beschickungsvorrichtung zum Lagern und Zuführen von Bildaufnahmesubstraten in Form eines Einzelblatt-Druckmediums 49 ist. Wie gezeigt, enthält der Phasenwechseltintendrucker 10 darüber hinaus eine Ursprungsdokument-Beschickungsvorrichtung 70 mit einer Dokumenthalteablage 72, Dokumentblattzufuhr- und Dokumentblattrückholvorrichtungen 74 und ein Dokumentenexpositions- und -scannsystem 76. Ein Medientransportweg 50 extrahiert Druckmedien, wie einzeln geschnittene Medienbögen, aus dem Substratzufuhr- und Substrathandhabungssystem 40 und bewegt die Druckmedien in eine Verfahrensrichtung P. Der Medientransportweg 50 leitet das Druckmedium 49 durch einen Substraterhitzer oder eine Vorerhitzeranordnung 52, der bzw. die das Druckmedium 49 erhitzt, bevor ein Tintenbild im Transfixierspalt 18 am Druckmedium 49 transfixiert wird.
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Die Medienquellen 42, 44, 48 liefern Bildaufnahmesubstrate, die den Medientransportweg 50 durchlaufen, um an einen zwischen dem Bildaufnahmeelement 12 und der Transfixierrolle 19 gebildeten Transfixierspalt 18 in zeitlich geplanter Erfassung mit dem Tintenbild, das auf der Bildaufnahmefläche 14 erzeugt ist, anzugelangen. Wenn sich das Tintenbild und die Medien durch den Spalt bewegen, wird das Tintenbild von der Oberfläche 14 übertragen und innerhalb des Transfixierspalts 18 fest am Druckmedium 49 fixiert. Bei einer Duplex-Konfiguration leitet der Medientransportweg 50 das Druckmedium 49 ein zweites Mal durch den Transfixierspalt 18, um ein zweites Tintenbild an einer zweiten Seite des Druckmediums 49 zu transfixieren.
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Der Betrieb und die Steuerung der diversen Teilsysteme, Komponenten und Funktionen des Druckers 10 werden mithilfe einer Steuereinheit oder einem elektronischen Teilsystem (ESS) 80 durchgeführt. Das ESS oder die Steuereinheit 80 ist beispielsweise ein unabhängiger dedizierter Minicomputer mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 82 mit einem digitalen Speicher 84 und einer Anzeige oder Benutzeroberfläche (UI) 86. Das ESS oder die Steuereinheit 80 beispielsweise enthält einen Sensoreingabe- und -steuerkreis 88 sowie einen Tintentropfenplatzierungs- und -Steuerkreis 89. Bei einer Ausführungsform ist der Tintentropfenplatzierungs-Steuerkreis 89 als feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA) umgesetzt. Darüber hinaus liest, erfasst, verwaltet und bereit die CPU 82 den Bilddatenstrom vor, der mit Druckaufträgen verknüpft ist, die von Bildeingabequellen wie dem Scannsystem 76 oder einer Online- oder einer Arbeitsstationsverbindung 90 empfangen werden. An sich ist das ESS oder die Steuereinheit 80 der Haupt-Multi-Tasking-Prozessor zum Betreiben und Steuern aller anderen Druckerteilsysteme und -funktionen.
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Die Steuereinheit 80 kann mit allgemeinen oder speziellen programmierbaren Prozessoren umgesetzt sein, die programmierte Anweisungen, beispielsweise Druckkopfbetrieb, ausführen. Die Anweisungen und Daten, die zur Ausführung der programmierten Funktionen erforderlich sind, werden im Speicher 84 gespeichert, der mit den Prozessoren oder Steuereinheiten verknüpft ist. Die Prozessoren, ihre Speicher und Schnittstellenschaltung konfigurieren den Drucker 10, so dass dieser Tintenbilder erzeugt und insbesondere den Betrieb von Tintenstrahlen in den Druckkopfmodulen 32 und 34 steuert, um nicht-betreibbare Tintenstrahlen zu kompensieren. Diese Komponenten sind auf einer Leiterkarte oder als Schaltung in einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) bereitgestellt. Jede der Schaltungen kann mit einem separaten Prozessor umgesetzt sein, oder mehrere Schaltungen sind auf dem gleichen Prozessor umgesetzt. Bei alternativen Konfigurationen sind die Schaltungen mit eigenständigen Komponenten oder Schaltungen umgesetzt, die in Very Large Scale Integration-(VLSI-)Schaltungen bereitgestellt werden. Ferner können die hier beschriebenen Schaltungen mit einer Kombination aus Prozessoren, FPGAs, ASICs oder eigenständigen Komponenten umgesetzt sein.
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Im Betrieb stößt der Drucker 10 eine Vielzahl von Tintentropfen aus Tintenstrahlen in den Druckkopfanordnungen 32 und 34 auf die Oberfläche 14 des Bildaufnahmeelements 12 aus. Die Steuereinheit 80 erzeugt elektrische Aktivierungssignale, um einzelne Tintenstrahlen in einer oder beiden der Druckkopfanordnungen 32 und 34 zu betreiben. Bei dem mehrfarbigen Drucker 10 verarbeitet die Steuereinheit 80 digitale Bilddaten entsprechend einer oder mehreren gedruckten Seiten in einem Druckauftrag, und die Steuereinheit 80 erzeugt zweidimensionale Bitmaps für jede Tintenfarbe im Bild, beispielsweise die CMYK-Farben. Jede Bitmap enthält eine zweidimensionale Anordnung von Pixeln, die Positionen auf dem Bildaufnahmeelement 12 entsprechen. Jedes Pixel hat einen von zwei Werten, die anzeigen, ob das Pixel aktiviert oder deaktiviert ist. Die Steuereinheit 80 erzeugt ein Aktivierungssignal, um einen Tintenstrahl zu aktivieren und einen Tintentropfen auf das Bildaufnahmeelement 12 auszustoßen, für die aktivierten Pixel, erzeugt aber kein Aktivierungssignal für die deaktivierten Pixel. Die kombinierten Bitmaps für jede der Tintenfarben im Drucker 10 erzeugen mehrfarbige oder monochrome Bilder, die danach am Druckmedium 49 transfixiert werden. Die Steuereinheit 80 erzeugt die Bitmaps mit ausgewählten aktivierten Pixelpositionen, um es dem Drucker 10 zu ermöglichen, mehrfarbige Bilder, Bilder in Halbtondarstellung, Bilder mit Dithering und dergleichen zu drucken.
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Während eines Druckvorgangs besteht die Möglichkeit, dass einer oder mehrere der Tintenstrahlen in den Druckkopfanordnungen 32 und 34 nicht-betreibbar werden. Ein nicht-betreibbarer Tintenstrahl kann Tintentropfen auf intermittierender Basis ausstoßen, kann Tintentropfen an eine falsche Position auf der Bildaufnahmefläche 14 ausstoßen oder kann gänzlich versagen, Tintentropfen auszustoßen. Beim Drucker 10 erzeugt ein optischer Sensor 98 Bilddaten entsprechend den Tintentropfen, die auf die Bildaufnahmefläche 14 gedruckt sind, und zwar nach Erzeugung der Tintenbilder und bevor sich die Bildgebungstrommel 12 durch den Spalt 18 dreht, um die Tintenbilder zu transfixieren. Bei einer Ausführungsform enthält der optische Sensor 98 ein lineares Array aus einzelnen optischen Detektoren, die von der Bildaufnahmefläche reflektiertes Licht erkennen. Die einzelnen optischen Detektoren erkennen jeweils einen Bereich des Bildaufnahmeelements, der einem Pixel entspricht, auf der Oberfläche des Bildaufnahmeelements in einer Richtung quer zur Verfahrensrichtung, die normal zur Verfahrensrichtung P verläuft. Der optische Sensor 98 erzeugt digitale Daten, die als Reflexionsgraddaten bezeichnet werden, entsprechend dem von der Bildaufnahmefläche reflektierten Licht. Die Steuereinheit 80 ist so konfiguriert, dass sie nicht-betreibbare Tintenstrahlen in den Druckkopfanordnungen 32 und 34 mit Bezugnahme auf die Reflexionsgradwerte, die auf der Bildaufnahmefläche 14 ermittelt wurden, und die vorab definierten Bilddaten der gedruckten Tintenbilder identifiziert. Bei einer alternativen Ausführungsform erkennt ein optischer Sensor Fehler in Tintenbildern, nachdem die Tintenbilder auf dem Druckmedium 49 erzeugt wurden. Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform werden nicht-betreibbare Tintenstrahlen mit Sensoren identifiziert, die in den Druckkopfanordnungen vorhanden sind. In Reaktion auf das Identifizieren eines nicht-betreibbaren Tintenstrahls beendet die Steuereinheit 80 das Erzeugen von Aktivierungssignalen für den nicht-betreibbaren Tintenstrahl und erzeugt Aktivierungssignale für andere Tintenstrahlen, die sich in der Nähe des nicht-betreibbaren Tintenstrahls im Drucker befinden, um den nicht-betreibbaren Tintenstrahl zu kompensieren.
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Der Drucker 10 ist eine veranschaulichende Ausführungsform eines Druckers, der nicht-betreibbare Tintenstrahlen unter Verwendung der hier beschriebenen Verfahren kompensiert, die hier beschriebenen Verfahren können allerdings auch nicht-betreibbare Tintenstrahlen bei alternativen Tintenstrahldruckerkonfigurationen kompensieren. Auch wenn der Drucker 10 in 5 so konfiguriert ist, dass er Tropfen einer Phasenwechseltinte ausstößt, können beispielsweise auch alternative Druckerkonfigurationen, die Tintenbilder unter Verwendung unterschiedlicher Tintentypen, darunter wässrige Tinte, lösungsmittelbasierte Tinte, UV-härtbare Tinte und dergleichen, erzeugen, unter Verwendung der hier beschriebenen Verfahren betrieben werden. Auch wenn der Drucker 10 ein Indirekt-Drucker ist, können darüber hinaus auch Drucker, die Tintentropfen direkt auf ein Druckmedium ausstoßen, unter Verwendung der hier beschriebenen Verfahren erzeugt werden.
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1 zeigt ein Verfahren 100 zum Betreiben von Tintenstrahlen in einem Drucker, um einen nicht-betreibbaren Tintenstrahl zu kompensieren, nachdem der nicht-betreibbare Tintenstrahl identifiziert wurde. In der folgenden Erörterung bezieht sich eine Bezugnahme auf das Verfahren, das eine Funktion oder eine Aktion ausführt, auf eine Steuereinheit, die in einem Speicher gespeicherte, programmierte Anweisungen ausführt, um eine oder mehrere Komponenten des Druckers zu betreiben, um die Funktion oder Aktion auszuführen. Das Verfahren 100 wird aus Veranschaulichungszwecken in Verbindung mit dem Drucker 10 von 1 beschrieben.
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Das Verfahren 100 beginnt mit dem Identifizieren einer Spalte von Bilddaten, die einem identifizierten nicht-betreibbaren Tintenstrahl entsprechen (Block 104). Wie hier verwendet, bezieht sich eine "Spalte" von Bilddaten auf eine Anordnung von Pixeln, die sich in Verfahrensrichtung P erstrecken. Beim Drucker 10 stößt ein einzelner Tintenstrahl in einer der Druckkopfanordnungen 32 oder 34 Tropfen auf aktivierte Pixel in der Spalte aus, während sich die Bildaufnahmefläche 14 in Richtung 16 dreht. Die Steuereinheit 80 steuert den zeitlichen Ablauf der Aktivierungssignale, die für den Tintenstrahl erzeugt werden, so dass Tintentropfen auf den aktivierten Pixeln in jeder Spalte landen. Wenn ein Tintenstrahl nicht betreibbar ist, erzeugt die Steuereinheit 80 keine Aktivierungssignale und die Pixel in der Spalte, die dem nicht-betreibbaren Tintenstrahl entsprechen, erhalten keine Tintentropfen. 2A zeigt eine vereinfachte Ansicht eines Druckkopfs 204 mit einem nicht-betreibbaren Tintenstrahl 206 und benachbarten betreibbaren Tintenstrahlen 208A bis 208D. 2A zeigt ein Array von binären Bilddaten, die in Spalten parallel zur Verfahrensrichtung P und in Zeilen parallel zur Richtung CP quer zur Verfahrensrichtung angeordnet sind. Wie oben beschrieben, sind die Bilddaten binäre Bilddaten, und jedes Pixel der Bilddaten hat einen von zwei Werten. In 2A zeigt ein Wert von "0" an, dass das Pixel deaktiviert ist, und ein Wert von "1" bedeutet, dass das Pixel aktiviert ist. Eine Spalte 220 aus Pixeln, die dem nicht-betreibbaren Tintenstrahl 206 entsprechen, enthält eine Vielzahl von aktivierten Pixeln 212A bis 212E, die den Wert "1" aufweisen, der anzeigt, dass der Tintenstrahl 206 einen Tintentropfen auf die angegebenen Pixelpositionen drucken sollte. Beim Verfahren 100 identifiziert die Steuereinheit 80 die Spalte 220 als dem nicht-betreibbaren Tintenstrahl 206 entsprechend. Beim Drucker 10 speichert die Steuereinheit 80 die binären Bilddaten im Speicher 84, und die Steuereinheit 80 ändert die im Speicher gespeicherten Pixelwerte während des Verfahrens 100 selektiv.
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Das Verfahren 100 wird durch Initialisieren eines Überlappungsparameterwerts für die Pixelspalte, die dem nicht-betreibbaren Tintenstrahl entspricht, fortgesetzt (Block 108). Der Überlappungsparameterwert, der während der Verarbeitung von Block 108 initialisiert wird, bezieht sich auf einen gemessenen Grad der Überlappung zwischen den alternativen Pixeln, die aktiviert werden, um die Tintentropfen zu kompensieren, die von dem nicht-betreibbaren Tintenstrahl nicht gedruckt werden. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Überlappung" auf eine Tintenmenge in benachbarten aktivierten Pixeln, die verschmilzt, wenn die benachbarten Pixel gedruckt werden. Beispielsweise in 2A sind die binären Bilddaten in angrenzende Pixel angeordnet, die für gewöhnlich als angrenzende Quadrate dargestellt sind. Die physischen Tintentropfen, die auf das Bildaufnahmeelement 12 gedruckt werden, entsprechen der quadratischen Form allerdings nicht ganz genau. Tintentropfen, die in naheliegende Pixelpositionen gedruckt werden, können einander teilweise bedecken, wenn sie auf das Bildaufnahmeelement 12 ausgestoßen werden. Beispielsweise zeigt 2A teilweise überlappende Tintentropfen in Pixelpositionen 224A und 224B, die in einem Bereich 226 überlappen. 4B zeigt eine Profilansicht des überlappenden Bereichs 226 zwischen den Tintentropfen 224A und 224B auf der Bildaufnahmefläche 14. 4A zeigt im Gegensatz dazu zwei nicht-überlappende Tintentropfen 404 und 408. Während des Transfixierungsvorgangs dehnen sich überlappende oder naheliegende Tintentropfen und verschmelzen, wenn die Tintentropfen im Spalt 18 auf das Druckmedium 49 übertragen werden. Der Druck und die Hitze, die in dem Spalt 18 erzeugt werden, verflachen und dehnen die Tintentropfen über die Grenzen eines einzelnen Pixels hinaus. Die Überlappung zwischen Tintentropfen ermöglicht es dem Drucker 10, Bilder mit festen Bereichen zu drucken, die vollständig mit Tinte bedeckt sind.
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Das Verfahren 100 setzt sich entlang der identifizierten Bilddatenspalte fort, bis ein aktiviertes Pixel identifiziert wird, das vom nicht-betreibbaren Tintenstrahl gedruckt werden sollte (Block 112). Bei einer Ausführungsform identifiziert das Verfahren 100 Pixel progressiv, wobei es mit dem ersten Pixel aus Spalte 220 in Verfahrensrichtung P beginnt und in Verfahrensrichtung P weitermacht, bis das Ende der Spalte in den binären Bilddaten erreicht ist. Beispielsweise in 2A identifiziert das Verfahren 100 aktivierte Pixel 212A, 212B, 212C, 212D und 212E in Reihenfolge. Bei einer weiteren Ausführungsform beginnt das Verfahren 100 mit dem letzten Pixel in der Spalte 220 und macht in der Richtung entgegen der Verfahrensrichtung P weiter.
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Das Verfahren 100 kompensiert das nächste identifizierte Pixel aus dem nicht-betreibbaren Tintenstrahl auf Basis eines Vergleichs des Überlappungsparameterwerts mit einem vorab definierten Überlappungsgrenzwert (Block 116). Die Berechnung des Überlappungsparameterwerts ist im Folgenden ausführlicher beschrieben. Wenn der Überlappungsparameterwert geringer als der vorab definierte Grenzwert ist, identifiziert das Verfahren 100 die erste alternative Pixelposition, die verfügbar ist, um das identifizierte fehlende Pixel zu kompensieren, und setzt den Pixelwert, um die erste alternative Pixelposition zu aktivieren (Block 120). Die erste alternative Pixelposition wird auch als "Kompensationspixel" bezeichnet, da ein weiterer Tintenstrahl im Drucker einen Tintentropfen in die alternative Pixelposition druckt, um den fehlenden Tintenstrahl zu kompensieren. Bei einer Ausführungsform wird die erste alternative Pixelposition mit Bezugnahme auf ein vorab definiertes Suchmuster in einem Bereich aus Pixeln identifiziert, die das Pixel aus dem nicht-betreibbaren Tintenstrahl umgiben.
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3A und 3B zeigen zwei beispielhafte Suchmuster, die die Steuereinheit 80 verwenden, um eine alternative Pixelposition zu ermitteln. In 3A wird das nächste identifizierte aktivierte Pixel aus dem nicht-betreibbaren Tintenstrahl 206 an Position 0 entlang der Pixelspalte 220 identifiziert. Die nummerierten Pixel, die Pixel 0 umgeben, entsprechen einer gereihten Anordnung aus potenziellen alternativen Positionen, an denen ein weiterer der Tintenstrahlen 208A bis 208D einen Tintentropfen ausstößt, um Pixel 0 zu kompensieren. Die Steuereinheit 80 durchsucht die alternativen Pixelpositionen in der Reihenfolge von 1 bis 20, bis sie eine alternative Pixelposition identifiziert hat, die deaktiviert ist, d. h., das alternative Pixel würde bei den bestehenden Bilddaten nicht gedruckt werden. Beispielsweise identifiziert die Steuereinheit 80 die binären Bilddaten in Pixelposition 1, und wenn die binären Daten anzeigen, dass das Pixel in Position 1 bereits aktiviert ist, geht die Steuereinheit zu den nachfolgenden Pixelpositionen 2 bis 20 weiter, bis die erste deaktivierte Pixelposition ermittelt wird. Der Prozessor 80 ändert dann die binären Bilddaten, um die alternative Pixelposition, die einem der anderen Tintenstrahlen 208A bis 208D entspricht, zu aktivieren. 3B zeigt ein weiteres Suchmuster, das ein Spiegelbild des Suchmusters von 3A, reflektiert entlang der Verfahrensrichtungsachse P, ist. Alternative Ausführungsformen können eine größere oder kleinere Anzahl von Pixeln im Suchmuster verwenden, und die Suchreihenfolge kann von den Beispielen von 3A bis 3B variieren. Die Suchreihenfolge kann auch über einen Pixelbereich randomisiert werden, anstatt einer vorab definierten Suchreihenfolge zu entsprechen.
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Das Verfahren 100 identifiziert eine Überlappung zwischen der identifizierten alternativen Pixelposition und anderen aktivierten Pixelpositionen in den binären Bilddaten (Block 124). Beispielsweise in 2B aktiviert die Steuereinheit 80 ein kompensiertes Pixel 216A in einer zuvor deaktivierten Pixelposition in den binären Bilddaten, um das fehlende Pixel 212A zu kompensieren. Das kompensierte Pixel 216A ist benachbart eines weiteren gedruckten Pixels 218, und die Steuereinheit 80 identifiziert einen Überlappungsbereich 219. Die Steuereinheit 80 addiert danach die identifizierte Überlappung zum Überlappungsparameterwert (Block 128). Bei einer Ausführungsform identifiziert das Verfahren 100 eine Vielzahl von Überlappungen zwischen der alternativen Pixelposition und naheliegenden Pixeln. Beispielsweise überlappt das Pixel 216A ein einzelnes aktiviertes Pixel 218, aber auch eine weitere Pixelposition könnte mehrere naheliegende aktivierte Pixel überlappen. Die Anzahl von Überlappungen wird zum Überlappungswertparameter addiert, und der Überlappungswertparameter wird mit dem Gesamtüberlappungsgrenzwert verglichen. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Überlappungswert auf Basis der Anordnung von aktivierten Pixeln um die alternative Pixelposition herum variieren. Beispielsweise in 2B ist ein aktiviertes Pixel 217 diagonal von der alternativen Pixelposition 216A versetzt. Bei einer Ausführungsform überlappen die Pixel 216A und 217, aber der Grad der Überlappung ist geringer als der Überlappungsbereich 219. Bei einer Konfiguration erhöht die Steuereinheit 80 den Überlappungsparameterwert um 1, um eine größere Überlappung zwischen Pixeln 216A und 218 zu berücksichtigen, und um 0,5, um die kleinere Überlappung zwischen Pixeln 216A und 217 zu berücksichtigen.
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Das Verfahren 100 deaktiviert das nächste identifizierte aktivierte Pixel für den nicht-betreibbaren Tintenstrahl oder setzt dieses zurück (Block 132). Bei den in 2B gezeigten binären Bilddaten setzt die Steuereinheit 80 die Werte der binären Bilddaten für jeden der identifizierten Pixel 212A bis 212E von "1" auf "0" zurück. Während des Druckens erzeugt die Steuereinheit 80 keine Aktivierungssignale für den nicht-betreibbaren Tintenstrahl 206.
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Beim Verfahren 100 wird die in den Blöcken 112 bis 132 beschriebene Verarbeitung für weitere Pixel in der Spalte 220 aus Pixeln, die dem nicht-betreibbaren Tintenstrahl 206 entsprechen, fortgesetzt, während der Überlappungsparameterwert unter dem vorab definierten Überlappungsgrenzwert bleibt. Wenn der Überlappungsparametergrenzwert den vorab definierten Grenzwert überschreitet (Block 116), identifiziert das Verfahren 100 aktivierte Pixel sowohl in der ersten alternativen Pixelposition, wie oben beschrieben, als auch in einer zweiten alternativen Pixelposition in den binären Bilddaten, um Tintentropfen an beiden Positionen zu drucken (Block 136). Die zweite alternative Pixelposition wird als zusätzliches Kompensationspixel für den fehlenden Tintenstrahl ausgewählt. Beispielsweise in 2A und 2B wird der vorab definierte Überlappungsgrenzwert überschritten, wenn das alternative Pixel 216A ausgewählt ist, um das Pixel 212A zu kompensieren. Die Steuereinheit 80 identifiziert danach aktivierte Pixel 212B, 212C und 212D in der Spalte 220. Der Überlappungsgrenzwert wird für jedes der aktivierten Pixel 212B bis 212D überschritten. Die Steuereinheit 80 identifiziert eine alternative Position für das Pixel 212B unter Verwendung des in 3A gezeigten Suchmusters, aber die Steuereinheit 80 wählt die zweite verfügbare Pixelposition im Suchmuster zusätzlich zur ersten verfügbaren Pixelposition aus. In Bezug auf das Pixel 212B entspricht das erste verfügbare Pixel in den binären Bilddaten dem Pixel 216B unter Verwendung des Suchmusters von 3A und die Steuereinheit 80 aktiviert das Pixel 216B. Da der Überlappungsgrenzwert überschritten wurde, setzt die Steuereinheit 80 die Suche fort und identifiziert eine Pixelposition 228A als die zweite verfügbare Pixelposition in den binären Bilddaten. Die Steuereinheit 80 setzt den Bilddatenwert in der zweiten Pixelposition 228A auf "1", um die zweite Pixelposition zu aktivieren. Die Steuereinheit 80 aktiviert die primären alternativen Pixel 216C und 216D sowie die sekundären alternativen Pixelpositionen 228B und 228C für die Pixel 212C bzw. 212D auf ähnliche Weise.
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Die Aktivierung der zweiten Pixelposition zusätzlich zur ersten verfügbaren Pixelposition erhöht den Bedeckungsbereich der kompensierten Pixel in den Bilddaten. Wenn der Überlappungsgrad in den kompensierten Pixeln zu hoch ist, ist die Dichte des gedruckten Bildes geringer als die Dichte des ursprünglichen Tintenbildes, da die überlappenden Tintentropfen eine kleinere Gesamtfläche der Bildaufnahmefläche als nicht-überlappende Tintentropfen bedecken. Beispielsweise in 4A bedecken die nicht-überlappenden Tintentropfen 404 und 408 einen größeren Bereich 412 der Bildaufnahmefläche 14 als der Bereich 416, der von den überlappenden Tintentropfen 224A und 224B in 4B bedeckt wird. Die durch überlappende Tintentropfen bedingte verringerte Bilddichte betont Bildartefakte wie Lichtstreifen, die bei Tintenbildern in Halbtondarstellung bedingt durch den nicht-betreibbaren Tintenstrahl erzeugt werden. Das Verfahren 100 kompensiert die Überlappung, um Tintenbilder mit Bilddichten zu erzeugen, die näher an der Bilddichte liegen, die erreicht werden würde, wenn der nicht-betreibbare Tintenstrahl normal funktionieren würde. Somit erhöht das Verfahren 100 den Bereich des gedruckten Bildes, der mit Tinte bedeckt ist, und ermöglicht während des Druckens ein Kompensieren von nicht-betreibbaren Tintenstrahlen über einen größeren Tintentropfendichtebereich.
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Das Verfahren 100 verringert den Überlappungsparameterwert der Pixelspalte, die dem nicht-betreibbaren Tintenstrahl entspricht, wenn ein Pixel einer zweiten Position zugewiesen ist (Block 140), und deaktiviert das identifizierte Pixel, das dem nicht-betreibbaren Tintenstrahl entspricht (Block 132). Bei einer Ausführungsform subtrahiert die Steuereinheit 80 den vorab definierten Überlappungswert vom Überlappungsparameterwert, nachdem das Pixel in der zweiten Position in den binären Bilddaten aktiviert wurde. Bei einer weiteren Ausführungsform verringert die Steuereinheit 80 den Überlappungsparameterwert um eine weitere vorab definierte Höhe.
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Das Verfahren 100 senkt den Überlappungsparameterwert, so dass das Verfahren 100 zum Aktivieren von Pixeln in der ersten alternativen Position zurückkehren kann, die im Suchmuster identifiziert wurden, wenn die Überlappungshöhe in den binären Bilddaten abnimmt. Bei dichteren Bereichen der Bilddaten aktiviert das Verfahren 100 einen großen Teil der Kompensationspixel in den sekundären Positionen im Suchmuster, wodurch die Kompensationspixel über einen größeren Bereich spreiten. Bei einem weiteren Bereich der Bilddaten mit einer geringeren Dichte nimmt der Überlappungsgrad ab und ein größerer Teil der Kompensationspixel wird in der ersten verfügbaren Position im Suchmuster aktiviert. Folglich passt sich das Verfahren 100 an Schwankungen der Dichte von gedruckten Pixeln in den binären Bilddaten an, die sich entlang der Länge der Pixelspalte 220 erstrecken. Im Beispiel von 2B senkt die Steuereinheit 80 den Überlappungsparameterwert auf unter den Überlappungsgrenzwert, bevor das aktivierte Pixel 212E identifiziert wird, und die Steuereinheit 80 aktiviert die erste verfügbare alternative Pixelposition 216E.
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Das Verfahren 100 setzt fort, um aktivierte Pixel in der Bilddatenspalte zu identifizieren, die von dem nicht-betreibbaren Tintenstrahl auszustoßenden Tintentropfen entsprechen, und um die Pixel wie oben beschrieben zu kompensieren. Nach dem Kompensieren jedes aktivierten Pixels in der Spalte (Block 112) setzt das Verfahren 100 fort, um Pixel zu kompensieren, die weiteren nicht-betreibbaren Tintenstrahlen im Drucker (Block 144) entsprechen. Ein Mehrfarben-Drucker, wie der Drucker 10 von 5, führt das Verfahren 100 unter Verwendung von binären Bilddaten für jede Farbtrennung im Drucker durch. Beispielsweise wird das Verfahren 100 bei der CMYK-Ausführungsform des Druckers 10 durchgeführt, um nicht-betreibbare Tintenstrahlen in jeder der Cyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarz-Farben zu kompensieren. Nachdem die Bilddaten modifiziert wurden, um die nicht-betreibbaren Tintenstrahlen zu kompensieren, erzeugt das Verfahren 100 Aktivierungssignale unter Verwendung der modifizierten Bilddaten (Block 148). Beim Drucker 10 erzeugt die Steuereinheit 80 elektrische Aktivierungssignale für die Tintenstrahlen in den Druckkopfeinheiten 32 und 34. Die modifizierten binären Bilddaten enthalten deaktivierte Pixel für die nicht-betreibbaren Tintenstrahlen, und die Steuereinheit 80 erzeugt keine Aktivierungssignale für die nicht-betreibbaren Tintenstrahlen. Die Steuereinheit 80 erzeugt darüber hinaus Aktivierungssignale für jede der aktivierten alternativen Pixelpositionen, um die nicht-betreibbaren Tintenstrahlen zu kompensieren.
