DE602004013253T2 - Verfahren zur Maskierung von ausgefallenen Druckelementen in einem Drucker - Google Patents

Verfahren zur Maskierung von ausgefallenen Druckelementen in einem Drucker Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Maskierung von schadhaften Druckelementen in einem Drucker, der einen Druckkopf mit mehreren Druckelementen aufweist und in der Lage ist, ein binäres Pixelbild zu drucken, wobei jedem Pixel des Bildes ein Druckelement zugewiesen ist, mit dem es gedruckt werden soll, und Bildinformation eines Pixels, das einem schadhaften Druckelement zugewiesen ist, auf nahegelegene Pixelpositionen verschoben wird, wo sie von einem nicht schadhaften Druckelement gedruckt werden kann. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen Drucker und ein Computerprogramm, die dieses Verfahren implementieren.
  • Die Erfindung ist z. B. bei einem Tintenstrahldrucker anwendbar, dessen Druckkopf eine Vielzahl von Düsen als Druckelemente aufweist. Typischerweise sind die Düsen in einer Reihe angeordnet, die parallel zu der Richtung (Unterabtastrichtung) verläuft, in der ein Aufzeichnungsmedium, z. B. Papier, durch den Drucker transportiert wird, und der Druckkopf tastet das Papier in einer zu der Unterabtastrichtung rechtwinkligen Richtung (Hauptabtastrichtung) ab. In einem Einpaß-Modus wird gewöhnlich ein vollständiger Streifen des Bildes in einem einzigen Durchgang des Druckkopfes gedruckt, und dann wird das Papier um die Breite des Streifens weitertransportiert, um den nächsten Streifen zu drucken, oder allgemein ist der Einpaß-Modus ein Modus, in dem eine komplette Zeile von nur einer einzigen Düse gedruckt wird. Wenn eine Düse des Druckkopfes schadhaft ist, z. B. verstopft ist, so fehlt die entsprechende Pixelzeile in dem gedruckten Bild, so daß Information verlorengeht und die Qualität des Druckes beeinträchtigt ist.
  • Ein Drucker kann auch in einem Mehrpaß-Modus betrieben werden, in dem in einem ersten Durchgang nur ein Teil der Bildinformation eines Streifens gedruckt. wird und die fehlenden Pixel während eines oder mehrerer nachfolgender Durchgänge des Druckkopfes aufgefüllt werden. In diesem Fall ist es möglich, daß eine schadhafte Düse durch eine nicht schadhafte Düse ersetzt wird, wenn auch auf Kosten der Produktivität.
  • US-A-6 215 557 oder US-A-6 217 148 beschreiben ein Verfahren der oben genannten Art, bei dem, wenn eine Düse schadhaft ist, die Druckdaten so verändert werden, daß die fehlerhafte Düse umgangen wird. Das bedeutet, daß ein Pixel, das mit der schafhaften Düse gedruckt werden müßte aber nicht gedruckt werden kann, dadurch ersetzt wird, daß ein zusätzliches Pixel in einer der benachbarten Zeilen gedruckt wird, die mit nicht schadhaften Düsen gedruckt werden, so daß die mittlere optische Dichte des Bildbereiches erhalten bleibt und der aus dem Ausfall der Düse resultierende Defekt verschleiert wird und nahezu unsichtbar wird. Dieses Verfahren arbeitet mit einem Algorithmus, der auf eine Bitmap wirkt, die die Druckdaten repräsentiert, und verschiebt jedes Pixel, das nicht gedruckt werden kann, zu einer benachbarten Pixelposition. Wenn jedoch diese benachbarte Pixelposition zufälligerweise ohnehin, aufgrund der ursprünglichen Druckdaten, von einem schwarzen Pixel belegt ist, so kann das zusätzliche Pixel nicht gedruckt werden, und es tritt doch ein Verlust an Bildinformation auf.
  • EP-A-0 999 516 beschreibt ein Verfahren zum Erzeugen einer Druckmaske, die ein Muster bestimmt, in dem die Pixel gedruckt werden. Dieses Dokument konzentriert sich auf das Mehrpaß-Drucken, und der hauptsächliche Zweck der Maske besteht darin, zu entscheiden, welche Pixel in welchem Durchgang gedruckt werden sollen. Bei dem Prozeß der Maskenerzeugung wird die zu druckende Bildinformation nur indirekt in der Form von Beschränkungen in Betracht gezogen, die die Konstruktion der Maske bestimmen. Zum Beispiel kann eine solche Beschränkung erfordern, daß ein gelbes Pixel und ein diesem direkt benachbartes Pixel in cyan nicht in demselben Durchgang des Druckkopfes gedruckt werden, damit ein Verlaufen der Farbe vermieden wird. Dieses Dokument schlägt weiterhin vor, die Maske so zu konstruieren, daß schadhafte Düsen durch nicht schadhafte Düsen ersetzt werden.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das es erlaubt, Bilddefekte, die andernfalls durch schadhafte Druckelemente verursacht würden, auf effiziente Weise zu verschleiern.
  • Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren der oben genannten Art, das die folgenden Schritte aufweist:
    • a) Repräsentieren der zu druckenden Bildinformation durch eine mehrwertige Pixelmatrix, in der ein Grauwert jedes Pixels durch eine Zahl angegeben wird,
    • b) Übertragen der Grauwerte der Pixel, die einem schadhaften Druckelement zugewiesen sind, auf benachbarte Pixel in der Pixelmatrix, und
    • c) Umwandeln der Pixelmatrix in eine zu druckende Bitmap.
  • Die Erfindung beruht auf der Überlegung, daß zu druckende Bildinformation dem Drucker häufig in der Form einer mehrwertigen Pixelmatrix präsentiert wird, die dann mit bekannten Algorithmen in eine druckbare Bitmap konvertiert wird. Jede Matrixzelle der Pixelmatrix entspricht einem zu druckenden Pixel oder einem Cluster von benachbarten Pixeln. Während jedoch der Drucker nur binäre Pixelbilder drucken kann, d. h., Bilder, deren Pixel entweder schwarz oder weiß sind, sind die Einträge in den Zellen der Pixelmatrix Zahlen, die eine Vielzahl verschiedener Grauwerte repräsentieren können. Wenn die Zahlen z. B. von 0 bis 255 reichen, so kann jede Matrixzelle einen von 256 verschiedenen Grauwerten haben, die von weiß (hier durch die Zahl "0" repräsentiert) bis schwarz (hier durch die Zahl "255" repräsentiert) reichen. Wenn eine einzelne Matrixzelle einem Cluster von Pixeln entspricht, z. B. einem Quadrat aus n×n Pixeln, so hat die in dieser Zelle enthaltene Zahl die Bedeutung, daß der durch diese Zahl repräsentierte Grauwert für jedes der n2 Pixel in der Zelle gilt. So kann die Pixelmatrix auf eine Matrix mit Ein-Pixel Zellen reduziert werden, und ohne Beschränkung der Allgemeinheit des Konzepts kann angenommen werden, daß eine Ein-zu-Eins Beziehung zwischen den Zellen der mehrwertigen Pixelmatrix und den Pixeln der druckbaren Bitmap besteht.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung wirkt nicht, zumindest nicht nur, auf der Bitmap, sondern in der Hauptsache auf der Pixelmatrix. Wenn bekannt ist, daß ein Druckelement (das hier in Einfachtheit halber als "Düse" bezeichnet werden soll) des Druckkopfes schadhaft ist, so werden die Grauwerte der Matrixzellen, die der schadhaften Düse entsprechen, auf benachbarte Matrixzellen übertragen oder verteilt, die Pixeln entsprechen, die mit nicht schadhaften Düsen gedruckt werden können. Im Fall einer vollständigen Übertragung der Grauwerte werden die Matrixzellen, die der schadhaften Düse entsprechen, alle die Zahl "0" enthalten, und die Zahlen in den benachbarten Matrixzellen werden entsprechend erhöht sein. In jedem Fall ist das Resultat eine mehrwertige Pixelmatrix, in der die Matrixelemente, die schadhaften Düsen entsprechen, heller gemacht worden sind und die benachbarten Matrixelemente dunkler, d. h., erhöhte Grauwerte haben.
  • Dann wird einer von vielen bekannten Algorithmen wie etwa Fehlerdiffusion oder Dithern angewandt, um die mehrwertige Pixelmatrix so in eine Bitmap umzuwandeln, daß, obgleich die Pixel der Bitmap entweder schwarz oder weiß sind, die Verteilung der schwarzen und weißen Pixel im Mittel immer noch die Grauwerte der mehrwertigen Pixelmatrix wiederspiegelt. Es sollte bemerkt werden, daß der Ausdruck "Bitmap" in dem hier gebrauchten Sinne nicht bedeutet, daß eine Bitmap wirklich physikalisch auf einem Speichermedium gespeichert werden muß, sondern nur bedeutet, daß die Druckdaten in binärer Form bereitgestellt werden, so daß jedes Pixel durch ein einzelnes Bit repräsentiert wird. Somit kann die "Bitmap" auch "fliegend" während des Druckprozesses erzeugt werden.
  • Es ist einer der Vorteile der Erfindung, daß der Prozeß der Verschiebung von Information von der schadhaften Düse zu nicht schadhaften Düsen mehr Flexibilität bietet, weil er auf der Ebene der mehrwertigen Pixelmatrix ausgeführt wird, wo die Verhältnisse oder Gewichte, mit denen der Grauwert auf benachbarte Pixel verteilt wird, so variiert werden kann, daß optimale Resultate erreicht werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Verfahren gemäß der Erfindung in einem verhältnismäßig frühen Stadium in der Verarbeitungssequenz ausgeführt wird, so daß das Verfahren z. B. auch an Drucker-Hardware angepaßt werden kann, die keine ausreichende Verarbeitungskapazität zur Ausführung von Korrekturen auf der Ebene der Bitmap aufweist. Es ist sogar möglich, daß das Verfahren gemäß der Erfindung in einem Host-Computer ausgeführt wird, von dem aus die Druckdaten zu dem Drucker gesandt werden, vorausgesetzt, daß die Information, welche Düsen schadhaft sind, an dem Host-Computer verfügbar gemacht wird. Wenn der Drucker Teil eines Mehrbenutzer-Netzwerkes ist, kann dann die zur Ausführung der Erfindung notwendige Datenverarbeitung über mehrere Rechner in dem Netzwerk verteilt werden. Weiterhin kann die Datenverarbeitung zur Übertragung der Grauwerte auf benachbarte Pixel vorteilhaft mit anderen Bildverarbeitungsschritten kombiniert werden, die an mehrwertigen Daten vorzunehmen sind, etwa einer Gammakorrektur oder dergleichen.
  • Je nach Algorithmus, der zum Umwandeln der mehrwertigen Daten in binäre Daten benutzt wird, etwa Fehlerdiffusion oder Dithern, wird die Erfindung auch die Wahrscheinlichkeit vergrößern, daß die schwarzen Pixel, die nicht gedruckt werden können, wirklich auf leere Pixelpositionen in der Nachbarschaft verschoben werden und nicht verlorengehen.
  • Speziellere wahlfreie Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Wenn die mehrwertigen Daten in binäre Daten umgewandelt werden, ist es bevorzugt, einen Algorithmus zu verwenden, der sicherstellt, daß die zusätzlichen schwarzen Pixel nicht zurück zu Positionen verschoben werden, wo sie nicht gedruckt werden können. Ein Fehlerdiffusionsalgorithmus wird als besonders nützlich angesehen. Wenn z. B. der Fehler nur in Richtung der Pixelzeilen diffundiert oder sich ausbreitet aber nicht zu benachbarten Zeilen, oder jedenfalls nicht zu der Zeile, die der schadhaften Düse zugewiesen ist, so kann der Verlust von Bildinformation erfolgreich vermieden werden. Als eine Alternative kann der Fehlerdiffusionsprozeß so angepaßt werden, daß Pixelpositionen, die nicht gedruckt werden können, bei dem Fehlerdiffusionsprozeß übersprungen werden.
  • Die Erfindung ist besonders nützlich, wenn die Druckdaten dem Drucker in einem mehrwertigen Format zugeführt werden. Wenn diese Daten jedoch bereits im binären Format vorliegen, ist es eine einfache Angelegenheit, diese Daten in mehrwertige Daten umzuwandeln, mit oder ohne Mittelwertbildung über Cluster benachbarter Pixel, und dann das oben beschriebene Verfahren anzuwenden.
  • Die Erfindung ist nicht auf das Drucken im Einpaß-Modus beschränkt, sondern ist auch beim Mehrpaß-Drucken anwendbar. Dann wird ein Düsenausfall im allgemeinen nicht den Effekt haben, daß in dem gedruckten Bild eine vollständige Zeile fehlt, sondern daß z. B. im Fall des Zweipaß-Druckens typischerweise die Hälfte der Pixel in der Zeile fehlen wird. In diesem Fall können die Grauwerte der Pixel, die nicht gedruckt werden können, nicht nur in der Unterabtastrichtung, sondern auch in der Hauptabtastrichtung auf benachbarte Pixel übertragen werden, d. h., in Richtung der Pixelzeile.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen erläutert. in denen zeigen:
  • 1 eine schematische Ansicht eines Tintenstrahldruckers, auf den die Erfindung anwendbar ist;
  • 2A–F Diagramme eines Bereiches von 5×5 Pixeln in einem Bild in verschiedenen Darstellungen, zur Illustration des Effekts eines Düsenausfalls;
  • 3A–D Diagramme analog zu 2A, B, E und F, zur Illustration eines Verfahrens gemäß der Erfindung zum Maskieren des Effekts des Düsenausfalls;
  • 4A–D Diagramme ähnlich 3A–D, zur Illustration einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
  • 5A–B Diagramme zur Illustration noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • Wie in 1 gezeigt ist, hat ein Tintenstrahldrucker eine Walze 10, die zum Transport eines Aufzeichnungspapiers 12 in einer Unterabtastrichtung (Pfeil A) an einer Druckkopfeinheit 14 vorbei dient. Die Druckkopfeinheit 14 ist auf einem Wagen 16 montiert, der auf Führungsschienen 18 geführt ist und in einer Hauptabtastrichtung (Pfeil B) relativ zu dem Aufzeichnungspapier 12 hin und her beweglich ist. Im dem gezeigten Beispiel weist die Druckkopfeinheit 14 vier Druckköpfe 20 auf, einen für jede der Grundfarben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz. Jeder Druckkopf hat eine Reihe von Düsen 22, die in der Unterabtastrichtung verläuft. Die Düsen 22 der Druckköpfe 20 können einzeln erregt werden, um Tintentröpfchen auf das Aufzeichnungspapier 12 auszustoßen und dadurch ein Pixel auf das Papier zu drucken. Wenn der Wagen 16 in der Richtung B über die Breite des Papiers 12 bewegt wird, so kann ein Streifen eines Bildes gedruckt werden. Die Anzahl der Pixelzeilen des Streifens entspricht der Anzahl der Düsen 22 jedes Druckkopfes. Wenn der Wagen 16 einen Durchgang vollendet hat, wird das Papier um die Breite des Streifens vorgerückt, so daß der nächste Streifen gedruckt werden kann.
  • Die Druckköpfe 20 werden durch eine Prozessoreinheit 24 angesteuert, die die Druckdaten in einer weiter unten näher beschriebenen Weise verarbeitet. Die Erörterung wird sich auf das Drucken in schwarzer Farbe konzentrieren, ist jedoch äquivalent für das Drucken in den anderen Farben gültig.
  • 2A zeigt ein Feld von 5×5 Pixeln 26, das einen Teil eines zu druckenden Bildes repräsentiert. Es wird hier angenommen, daß dieser Bildbereich einheitlich in grau gedruckt werden soll, wie in 2A durch Schraffur angedeutet wird.
  • 2B zeigt eine Pixelmatrix 28, deren Matrixzellen oder Pixel 26 den in 2A gezeigten Pixeln entsprechen. Jede Matrixzelle hat einen Eintrag in der Form einer Zahl ("150" in diesem Beispiel), die den Grauwert des betreffenden Pixels angibt. Der Grauwert 0 würde ein weißes Pixel angeben und der Grauwert 255 ein schwarzes Pixel. Der gezeigte Wert 150 entspricht somit einem Grauwert oder einer optischen Dichte von 59%. Die Grauwerte aller Pixel des zu druckenden Bildes konstituieren den wesentlichen Teil der Druckdaten, die der Prozessoreinheit 24 des Druckers zugeführt werden, z. B. von einem Host-Computer oder von einem Scanner.
  • Die Prozessoreinheit 24 verwendet einen Halbtonprozeß zur Umwandlung der mehrwertigen Druckdaten in binäre Daten, die in 2C in der Form einer Bitmap 30 gezeigt sind. Im Stand der Technik sind verschiedene Arten von Halbtonalgorithmen wie etwa Fehlerdiffusion oder Dithern bekannt, und sie werden deshalb hier nicht im einzelnen beschrieben. Das Resultat dieses Prozesses ist, daß der Wert jedes Pixels 26 in der Bitmap 30 entweder 0 oder 1 ist, der Mittelwert der Pixelwerte über eine größere Anzahl von Pixeln sich jedoch dem gewünschten Grauwert von 59% nähert.
  • Ein entsprechendes Pixelbild 32 aus schwarzen und weißen Pixeln ist in 2D gezeigt, wo schwarze Pixel durch Schraffur angegeben sind. Es versteht sich, daß jede Zeile des Pixelbildes 32 mit einer bestimmten Düse unter den Düsen 22 des Druckkopfes 20 gedruckt wird. Wenn ein Einpaß-Modus verwendet wird, wie hier angenommen werden soll, so werden alle Pixel 26 einer gegebenen Zeile mit derselben Düse 22 gedruckt. Wenn eine Düse schadhaft ist, kann folglich die betreffende Zeile nicht gedruckt werden.
  • Als ein Beispiel zeigt 2E für den Fall, daß die zu der dritten Zeile "i" der Bitmap gehörende Düse schadhaft ist, die effektive Bitmap 34, d. h., die Bitmap, die tatsächlich gedruckt werden wird. 2F zeigt das entsprechende Pixelbild 36, in dem die Zeile i als eine weiße Zeile auf grauem Hintergrund erscheint.
  • Die Prozessoreinheit 24 verarbeitet die Bilddaten, um den sichtbaren Effekt des Düsenausfalls zu verschleiern oder zu mildern, so daß der Drucker immer noch benutzt werden kann und immer noch Bilder in akzeptabler Qualität liefert, selbst wenn der Druckkopf nicht sofort ersetzt wird. Dieser Datenverarbeitungsalgorithmus wird nun im Zusammenhang mit 3A–D beschrieben werden.
  • 3A korrespondiert zu 2A und zeigt den sichtbaren Eindruck, der trotz des Düsenausfalls erreicht werden soll und auch erreicht werden kann. Der sichtbare Effekt der weißen Linien i wird dadurch verschleiert oder gemildert, daß die benachbarten Zeilen i + 1, i – 1 etwas dunkler gemacht werden.
  • Zu diesem Zweck wird die in 2B gezeigte Pixelmatrix 28 wie folgt transformiert. Die Grauwerte (150) jedes Pixels 26' in der Zeile i werden gleichmäßig auf die oberen und unteren Nachbarn dieses Pixels verteilt. Das Ergebnis wird durch die Pixelmatrix 28' in 3B illustriert. Hier sind die Grauwerte der Pixel 26'' in den Zeilen i + 1, i – 1 von 150 auf 225 erhöht, d. h., um die Hälfte des Wertes 150 in der Zeile i, die nicht reproduziert werden kann. Hier bleibt im Mittel die optische Dichte des Bildes erhalten.
  • Auf die modifizierte Pixelmatrix 28' wird nun der Fehlerdiffusionsprozeß angewandt, was zu der effektiven Bitmap 34' führt, die in 3C gezeigt ist. Durch Vergleich der 3C mit 2E ist zu erkennen, daß zwei zusätzliche schwarze Pixel 38 (mit dem Bitwert "1") in den Zeilen i + 1 und i – 1 auftreten. Das resultierende Pixelbild 36', das in 3D gezeigt ist, stellt eine gute Annäherung an das in 3A gezeigte dar.
  • Es sollte hier bemerkt werden, daß die Pixelbilder in den Zeichnungen in einem stark vergrößerten Maßstab dargestellt sind und daß in der Praxis die Größe eines einzelnen Pixels 26 an oder sogar unterhalb der Grenze des räumlichen Auflösungsvermögens des menschlichen Auges liegt, so daß die verbleibenden Defekte im wesentlichen unsichtbar sind.
  • Im Prinzip ist es je nach Art des angewandten Fehlerdiffusionsprozesses möglich, daß die Umwandlung von 3B nach 3C wieder zum Auftreten von schwarzen Pixeln in der Zeile i führt. Dieser unerwünschte Effekt kann jedoch z. B. dadurch vermieden werden, daß ein Fehlerdiffusionsprozeß angewandt wird, bei dem der Fehler nur in der Richtung der Pixelzeilen von Pixel zu Pixel propagiert wird. Wenn alternativ ein Prozeß angewandt wird, bei dem ein erster Teil des Fehlers in jedem Pixel auf das oder die benachbarten Pixel in derselben Zeile übertragen wird und der verbleibende Teil des Fehlers auf die benachbarten Pixel in der nächsttieferen Zeile übertragen wird, so erfordert die Zeile i + 1 besondere Überlegungen. Der aus der Zeile i + 1 in die Zeile i übertragene Fehler könnte sich in der Zeile i akkumulieren und in manchen Fällen eine "1", d. h. ein nicht druckbares schwarzes Pixel in der Zeile i hervorrufen. Das wäre jedoch ein sehr unwahrscheinliches Ereignis, weil alle Pixel in der Zeile i (3B) den Grauwert 0 haben. Um das Ergebnis weiter zu verbessern, kann der Prozeß z. B. insofern modifiziert werden, als der Fehler aus der Zeile i + 1 nicht auf die Zeile i, sondern direkt auf die Zeile i – 1 übertragen wird, so daß die Pixel in der Zeile i bei der Fehlerdiffusion übersprungen würden.
  • Statt mit. einer Fehlerdiffusion kann die Umwandlung von 3B und 3C auch mit einem bekannten Ditherprozeß erreicht werden. Dann würden die Grauwerte 0 in der Zeile i sicherstellen, daß in der Zeile i keine schwarzen Pixel auftreten, und die erhöhten Grauwerte (225) in den Zeilen i + 1 und i – 1 würden die Wahrscheinlichkeit erhöhen, daß der in der Dithermatrix vorgesehene Schwellenwert überschritten wird und zusätzliche schwarze Pixel erzeugt werden.
  • Das oben beschriebene Verfahren kann auf verschiedene Weisen weiter modifiziert werden. Zum Beispiel sind in 3B die Grauwerte in der Zeile i, die ursprünglich 150 betrugen, mit gleichen Gewichten (jeweils 50%) auf die oberen und unteren Nachbarn in den Zeilen i + 1 und i – 1 übertragen worden, was zu den Grauwerten 225 führte. Als Alternative können andere Gewichtsfaktoren wie 60:40 oder dergleichen verwendet werden. Ebenso ist es möglich, den Verlust an Dichte in der Zeile i überzukompensieren, z. B. durch Erhöhung der Grauwerte in beiden Zeilen i + 1 und i – 1, um 60% des ursprünglichen Grauwertes in der Zeile i. Umgekehrt kann der Verlust an Dichte unterkompensiert werden, indem z. B. nur 40% nach oben und nur 40% nach unten verschoben werden. Der Rest von 20% kann verworfen werden oder in der Zeile i verbleiben, so daß er immer noch einen Einfluß auf die Fehlerdiffusion haben kann.
  • Die Gewichtsfaktoren, mit denen die Grauwerte in der Zeile i auf benachbarte Pixel übertragen oder verteilt werden, können auch von den ursprünglichen Grauwerten in der Zeile i und/oder in der Nachbarschaft derselben und/oder von dem Gradienten der Grauwerte in der ursprünglichen Pixelmatrix 28 (2B) abhängig gemacht werden. Wenn z. B. in der Zeile i ein solcher Gradient besteht, daß die Grauwerte in der Zeile i + 1 größer sind als diejenigen in der Zeile i – 1, so mag es vorzuziehen sein, den Gewichtsfaktor zu vergrößern, mit dem die Grauwerte von der Zeile i in die Zeile i + 1 verschoben werden, und den Gewichtsfaktor zu verringern, mit dem die Grauwerte zu der Zeile i – 1 verschoben werden, jeweils proportional zu der Steilheit des Gradienten. Als ein Beispiel sei der Fall betrachtet, daß die ursprüngliche Pixelmatrix 28 in der ersten Zeile und in den Zeilen i + 1 und i hohe Grauwerte und Grauwerte 0 in der Zeile i – 1 und der untersten Zeile hat. Das würde bedeuten, daß die Zeile i den Rand einer dunklen Fläche im oberen Teil des Bildes darstellt. Dann könnte der in 3B und 3C gezeigte Prozeß zu einem ausgefransten Aussehen des Randes führen. Wenn jedoch in diesem Fall die Grauwerte auf der Linie i mit einem Gewicht von 100% zu der Linie i + 1 und mit einem Gewicht von 0% zu der Linie i – 1 verschoben werden (wobei das Gewichtsverhältnis eine monoton steigende Funktion des Grauwertgradienten ist), so bliebe ein glattes Aussehen des Randes erhalten, und der Rand würde nur um ein Pixel nach oben verschoben.
  • Gemäß noch einer weiteren Abwandlung können die zu druckenden Bilddaten einem Segmentierungsprozeß unterzogen werden, um Ränder und dünne Linien zu identifizieren, und dann können die Gewichtsfaktoren von dem Ergebnis der Segmentierung abhängig gemacht werden. Wenn z. B. die Segmentierung ergibt, daß in der Zeile i eine dünne, nur ein Pixel breite Linie auf einem weißen Hintergrund vorhanden ist, so würde der in 3B und 3C gezeigte Prozeß zu einem etwas verwaschenen Aussehen der Linie führen, und es wäre vorteilhafter, die Linie vollständig um ein Pixel nach oben (Gewichtsfaktoren 100:0) oder nach unten (Gewichtsfaktoren 0:100) zu verschieben.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung wird in Verbindung mit 4A–D beschrieben werden. Bei dieser Ausführungsform wird angenommen, daß die Druckdaten dem Drucker bereits im binären Format zugeführt werden, d. h., in der Form einer Bitmap 40, wie sie in 4A gezeigt ist. Dann besteht ein erster Schritt des Verfahrens darin, die binäre Bitmap in eine mehrwertige Pixelmatrix 42 umzuwandeln, wie sie in 4B gezeigt ist. Das kann in auf der Hand liegender Weise einfach dadurch geschehen, daß die "Einsen" in 4A in die Grauwerte (255) umgewandelt werden, die in 4B schwarze Pixel repräsentieren, und die "Nullen" unverändert gelassen werden. Weiterhin kann diese Umwandlung auf die Zeile i, in der der Düsendefekt auftritt, und ihre Nachbarn i + 1 und i – 1 beschränkt werden.
  • Die Pixelmatrix 42 wird auf die gleiche Weise wie oben in Verbindung mit 3B beschrieben wurde modifiziert, um eine Pixelmatrix 44 zu erhalten, wie sie in 4C gezeigt ist. Die Grauwerte 255 in der Zeile i in 4B werden mit einem Gewichtsfaktor von 50% in die Zeile i + 1 in 4C und einem Gewichtsfaktor von 50% in die Zeile i – 1 verschoben, mit dem Ergebnis, daß die entsprechenden Grauwerte in den Zeilen i + 1 und i – 1 in 4C auf 128 bzw. 383 erhöht sind. Natürlich kann ein Grauwert von 383 nicht direkt reproduziert werden, weil ein Grauwert von 255 bereits einem vollständig schwarzen Pixel entspricht. Diese "überdimensionierten" Grauwerte beeinflussen jedoch den Fehlerdiffusionsprozeß, der zu der in 4D gezeigten Bitmap 46 führt. Infolgedessen treten in 4D in den Zeilen i + 1 und i – 1 wieder zusätzliche schwarze Pixel 38 auf, vergleichbar zu dem, was in 3C erreicht wurde.
  • In einer modifizierten Ausführungsform kann der Schritt, der von 4A zu 4B führt, auch eine Mittelungsprozedur einschließen. Zum Beispiel können die Pixel in 4A zu 2×2 Superpixeln kombiniert werden, und die Bits der vier Pixel in dem Superpixel können summiert werden. Die Summe wird entweder 0, 1, 2, 3 oder 4 sein. Je nach Wert der Summe würde jedem Pixel des Superpixels in 4B ein Grauwert von 0, 63, 127, 191 oder 255 zugewiesen. Natürlich sollte die Mittelungsprozedur nur auf die Zeilen in der Nachbarschaft der Zeile i aber nicht auf die Zeile i selbst angewandt werden.
  • 5A und 5B illustrieren eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die an einen speziellen Zweipaß-Druckmodus angepaßt ist. Wenn die der Zeile i entsprechende Düse schadhaft ist, kann dann immer noch jedes zweite Pixel in dieser Zeile gedruckt werden, und nur die verbleibenden Pixel 48 in dieser Zeile bleiben leer, wie in 5A gezeigt ist. Es soll hier angenommen werden, daß in der ursprünglichen Pixelmatrix (nicht gezeigt) alle Pixel einen Grauwert von 160 hatten. 5B zeigt die modifizierte Pixelmatrix 50, in der die Grauwerte der Pixel 48 (160) nicht nur auf die oberen und unteren Nachbarn, sondern auch auf die linken und rechten Nachbarn 48 verteilt worden sind, jeweils mit einem Gewichtsfaktor von 25%. Infolgedessen ist der Grauwert einiger der Pixel in den Zeilen i + 1 und i – 1 um 40 auf 200 erhöht, und die druckbaren Pixel 48' in Zeile i sind um 80 auf 240 erhöht. Die Zunahme von 80 beruht darauf, daß diese Pixel Zuschläge sowohl von ihrem linken Nachbarn als auch von ihrem rechten Nachbarn erhalten.
  • Die in 5B gezeigte Pixelmatrix 46 wird dann im wesentlichen auf die gleiche Weise wie in Verbindung mit 3C beschrieben wurde einem Dither- oder Fehlerdiffusionsprozeß unterzogen. Wiederum sollte im Fall der Fehlerdiffusion darauf geachtet werden, daß die Pixel 48 nicht wieder in schwarze Pixel zurückverwandelt werden.
  • Die möglichen Modifikationen, die im Zusammenhang mit 3A–D diskutiert wurden, können entsprechend bei der in 5A und 5B gezeigten Ausführungsform angewandt werden. Insbesondere können die Gewichtsfaktoren variiert werden, was auch die Möglichkeit einschließt, daß die Gewichtsfaktoren für die Verschiebung aus der Zeile i in die Zeilen i + 1 und i – 1 zu null gemacht werden, so daß die Grauwerte nur horizontal in der Zeile i von den Pixeln 48 auf ihre Nachbarn 48' verschoben werden.

Claims (11)

  1. Ein Verfahren zur Maskierung von schadhaften Druckelementen (22) in einem Drucker, der einen Druckkopf (20) mit mehreren Druckelementen (22) aufweist und in der Lage ist, binäre Pixelbilder (32, 36, 36') zu drucken, wobei jedes Pixel (26) in dem Bild einem Druckelement (22) zugewiesen ist, mit dem es gedruckt werden soll, und Bildinformation eines Pixels (26; 48'), das einem schadhaften Druckelement zugewiesen ist, auf nahegelegene Pixelpositionen (38; 48') verschoben wird, wo sie mit einem nicht schadhaften Druckelement gedruckt werden kann, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte; a) Repräsentieren der zu druckenden Bildinformation durch eine mehrwertige Pixelmatrix (28, 28', 42, 44; 50), in der ein Grauwert jedes Pixels (26) durch eine Zahl angegeben ist; b) Übertragen der Grauwerte der Pixel (26'; 48), die einem schadhaften Druckelement zugewiesen sind, auf benachbarte Pixel (26'', 48') in der Pixelmatrix (28', 44; 50), und c) Umwandeln der Pixelmatrix (28'; 44; 50) in eine zu druckende Bitmap (34'; 46).
  2. Das Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt (b) einen Schritt umfaßt, in dem die Grauwerte von Pixeln (26', 48) in einer Pixelzeile (i), die einem schadhaften Druckelement zugewiesen ist, auf Pixel (26'') in benachbarten Pixelzeilen (i + 1, i – 1) übertragen werden.
  3. Das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, für einen Druckmodus, in dem die Pixel einer Pixelzeile (i) mit mehr als einem Druckelement gedruckt werden können, bei dem der Schritt (b) einen Schritt umfaßt, in dem die Grauwerte von Pixeln (48), die einem schadhaften Druckelement zugewiesen sind, auf benachbarte Pixel (48') übertragen werden.
  4. Das Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Schritt (b) die Übertragung von Pixeln, die einem schadhaften Druckelement zugewiesen sind, auf benachbarte Pixel (48') in derselben Pixelzeile (i) umfaßt.
  5. Das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Übertragungsschritt (b) einen Schritt umfaßt, in dem der Grauwert jedes Pi xels (26'), das einem schadhaften Druckelement zugewiesen ist, gemäß vorbestimmten Gewichtsfaktoren auf mehrere benachbarte Pixel (26'') verteilt wird.
  6. Das Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Gewichtsfaktoren in Abhängigkeit von dem Inhalt der Bildinformationen eines Bildbereiches bestimmt werden, der das Pixel (26') enthält, dessen Grauwert verteilt wird.
  7. Das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Schritt (c) einen Dither-Schritt umfaßt.
  8. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Schritt (c) einen Fehlerdiffusionsschritt umfaßt.
  9. Das Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Fehlerdiffusion nach einem Schema ausgeführt wird, das verhindert, daß ein Pixel (26'; 48), das einem schadhaften Druckelement zugewiesen ist, ein Bit erhält, das gedruckt werden muß
  10. Ein Drucker, der in der Lage ist, ein binäres Pixelbild zu drucken, gekennzeichnet durch eine Prozessoreinheit (24), in der ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 implementiert ist.
  11. Ein Computerprogramm mit Computerprogrammcode, der eine Prozessoreinheit (24), die Teil eines Druckers ist oder an diesen anschließbar ist, veranlaßt, das Verfahren nach einem der Schritte 1 bis 9 auszuführen.
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