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Diese
Erfindung bezieht sich auf Tintenstrahldrucker und insbesondere
auf einen Tintenstrahldrucker, der fehlerhafte oder betriebsunfähige Tintenausstoßelemente
korrigiert.
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Hintergrund der Erfindung
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Thermische
Tintenstrahldruckkopievorrichtungen, wie z. B. Drucker, Graphikplotter,
Faksimilemaschinen und Kopierer haben verbreitet Akzeptanz gefunden.
Diese Druckkopievorrichtungen werden beschrieben von W. J. Lloyd
und H. T. Taub in „Ink
Jet Devices", Kapitel
13 aus Output Hardcopy Devices (Ed. R. C. Durbeck und S. Sherr,
San Diego: Academic Press, 1988). Die Grundlagen dieser Technik
sind ferner in verschiedenen Artikeln in verschiedenen Ausgaben
des Hewlett-Packard Journal offenbart [Band 36, Nr. 5 (Mai 1985),
Band 39, Nr. 4 (August 1988), Band 39, Nr. 5 (Oktober 1988), Band
43, Nr. 4 (August 1992), Band 43, Nr. 6 (Dezember 1992) und Band
45, Nr. 1 (Februar 1994). Tintenstrahldruckkopievorrichtungen erzeugen
hoch qualitatives Drucken, sind kompakt und tragbar und drucken
schnell und ruhig, da nur Tinte auf das Papier auftrifft.
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Ein
Tintenstrahldrucker erzeugt ein gedrucktes Bild durch Drucken eines
Musters aus individuellen Punkten an bestimmten Orten eines Arrays,
das für
das Druckmedium definiert ist. Die Orte sind vorteilhaft als kleine
Punkte in einem geradlinigen Array visualisiert. Die Orte sind manchmal „Punktorte", „Punktpositionen" oder „Pixel". Somit kann die
Druckoperation als das Füllen
eines Musters aus Punktorten mit Tintenpunkten betrachtet werden.
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Tintenstrahldruckkopievorrichtungen
drucken Punkte durch Ausstoßen
sehr kleiner Tintentropfen auf das Druckmedium und umfassen üblicherweise
einen bewegbaren Wagen, der einen oder mehrere Druckköpfe trägt, die
jeweils tintenausstoßende
Tintenausstoßelemente
aufweisen. Der Wagen bewegt sich hin und her über die Oberfläche des
Druckmediums, und die Tintensausstoßelemente werden gesteuert,
um Tintentropfen zu geeigneten Zeiten auszustoßen, gemäß einem Befehl eines Mikrocomputers
oder einer anderen Steuerung, wobei die Zeitgebung der Aufbringung
der Tintentropfen dem Muster aus Pixeln des Bildes entsprechen soll,
das gedruckt wird.
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Der
typische Tintenstrahldruckkopf (d. h. das Siliziumsubstrat, Strukturen,
die auf dem Substrat aufgebaut sind und Verbindungen mit dem Substrat)
verwendet flüssige
Tinte (d. h. gelöste
Farbmittel oder Pigmente, die in einem Lösungsmittel dispergiert sind.
Er weist ein Array aus präzise
gebildeten Öffnungen
oder Düsen
auf, die an ein Druckkopfsubstrat angebracht sind, das ein Array
aus Tintenausstoßkammern
einlagert, die flüssige
Tinte von dem Tintenreservoir empfangen. Jede Kammer ist gegenüberliegend
zu der Düse
angeordnet, so dass sich Tinte zwischen derselben und der Düse sammeln
kann, und weist einen Abfeuerwiderstand auf, der in der Kammer angeordnet
ist. Das Ausstoßen
von Tintentröpfchen
unterliegt üblicherweise
der Steuerung eines Mikroprozessors, dessen Signale durch elektrische
Spuren zu den Widerstandselementen übermittelt werden. Wenn elektrische
Druckpulse den Tintenstrahlabfeuerkammerwiderstand erwärmen, verdampft ein
geringer Teil der Tinte neben demselben und stößt einen Tintentropfen aus
dem Druckkopf aus. Ordnungsgemäß angeordnete
Düsen bilden
ein Punktmatrixmuster. Ein ordnungsgemäßes Sequenzieren der Operation jeder
Düse verursacht,
dass Zeichen oder Bilder auf das Papier gedruckt werden, wenn sich
der Druckkopf über
das Papier hinweg bewegt.
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Bei
einem Tintenstrahldruckkopf wird die Tinte von einem Tintenreservoir,
das in dem Druckkopf oder in einem „außeraxialen" Tintenreservoir integriert ist, zugeführt, das
Tinte zu dem Druckkopf über
Röhren
zuführt,
die den Druckkopf und das Reservoir verbinden. Tinte wird dann zu
den verschiedenen Verdampfungskammern entweder durch ein längliches
Loch geführt,
das in der Mitte des Bodens des Substrats gebildet ist, „Mittelzuführung", oder um die Außenränder des
Substrats, „Randzuführung".
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Die
Tintenkassette, die die Tintenausstoßelemente enthält, wird
wiederholt über
die Breite des Mediums bewegt, auf das gedruckt werden soll. An
jedem der bezeichneten Anzahl von Inkrementen dieser Bewegung über das
Medium wird verursacht, dass jeder der Widerstände entweder Tinte ausstößt oder
es unterlässt,
Tinte auszustoßen,
gemäß der Programmausgabe
des Steuermikroprozessors. Jede abgeschlossene Bewegung über das
Medium kann ein Band drucken, das ungefähr so hoch ist wie die Anzahl
von Tintenausstoßelementen,
die in einer Spalte der Tintenkassette angeordnet sind, multipliziert
mit der Distanz zwischen den Düsenmittelpunkten.
Nach jeder solchen abgeschlossenen Bewegung oder jedem Band wird
das Medium um die Höhe
des Bandes oder einen Bruchteil derselben vorwärts bewegt, und die Tintenkassette
beginnt mit dem nächsten
Band. Durch eine ordnungsgemäße Auswahl
und Zeitgebung der Signale wird der gewünschte Druck auf dem Medium
erhalten.
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Die
Druckqualität,
die von einer Tintenstrahlvorrichtung erzeugt wird, ist abhängig von
der Zuverlässigkeit
ihrer Tintenausstoßelemente.
Ein Mehrfachdurchlauf-Druckmodus kann die Auswirkung der fehlerhaften
Tintenausstoßelemente
auf die Druckqualität
teilweise verringern, durch Einsetzen funktionierender Tintenausstoßelemente
für die
fehlerhaften Tintenausstoßelemente.
Dies ist bei einem Mehrfachdurchlauf-Druckmodus möglich, da
mehr als ein Tintenausstoßelement
jede horizontale Druckposition oder Zeile auf dem Medium überquert.
Bei einem Zweidurchlauf-Druckmodus überqueren z. B. zwei Tintenausstoßelemente
jede horizontale Druckposition auf dem Medium, und bei einem Vierdurchlauf-Druckmodus verlaufen
vier Tintenausstoßelemente über jede
horizontale Druckposition auf dem Medium. Somit kann bei einem Zweidurchlauf-Druckmodus
ein weiteres funktionieren des Tintenausstoßelement für ein fehlerhaftes Tintenausstoßelement
eingesetzt werden, und bei einem Vierdurchlauf-Druckmodus können drei weitere Tintenausstoßelemente
für ein
fehlerhaftes Tintenausstoßelement
eingesetzt werden. Die Verwendung von Mehrdurchlauf-Druckmodi reduziert
jedoch den Druckerdurchsatz bedeutend.
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Beim
Drucken in einem Eindurchlauf-Druckmodus jedoch ist die Fähigkeit,
ein fehlerhaftes Tintenausstoßelement
mit einem unterschiedlichen Tintenausstoßelement zu verdecken nicht
möglich,
da alle Pixel in einer horizontalen Zeile immer mit demselben Tintenausstoßelement
gedruckt werden. Wenn dieses fehlerhafte Tintenausstoßelement
ausgefallen ist, besteht keine Möglichkeit
das fehlerhafte Tintenausstoßelement
mit Fehlerverdeckungstechniken zu verdecken, die von mehreren Durchläufen abhängen. Dementsprechend
besteht ein Bedarf nach einem Verfahren, das fehlerhafte oder betriebsunfähige Tintenausstoßelemente
bei einem Eindurchlauf-Druckmodus korrigiert.
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Die
EP-A-0863004 beschreibt
Mehrfachdurchlauf-Drucksysteme, bei denen eine Kompensation für ein fehlerhaftes
Tintenausstoßelement
geliefert wird durch Sperren der Aufbringung von Tinte aus dem fehlerhaften
Element und Verursachen, dass Tinte an derselben Position auf das
Druckmedium aber aus einem funktionierenden Element aufgebracht
wird.
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Die
EP-A-1084847 beschreibt
ebenfalls eine Verbesserung bei Mehrfachdurchlauf-Drucksystemen, bei
denen eine Kompensation für
fehlerhafte Tintenausstoßelemente
durch Reduzieren der Frequenz von Tintentropfen geliefert wird,
die aus den fehlerhaften Elementen aufgebracht werden, und Erhöhen der
Frequenz von Tintentropfen, die aus funktionierenden Elementen aufgebracht
werden. Wiederum werden die Tintentropfen an derselben Position
auf dem Druckmedium aufgebracht.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren zum Korrigieren fehlerhafter Tintenausstoßelemente
bei einem Drucksystem gemäß Anspruch
1 geschaffen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Tintenstrahldruckers,
der die vorliegende Erfindung einlagert.
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2 ist
eine perspektivische Unteransicht einer einzelnen Druckkassette.
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3 ist
ein schematisches Diagramm der Düsenanordnung
des Druckkopfs aus 2.
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4 ist
ein Blockdiagramm der Hardwarekomponenten. des Tintenstrahldruckers
aus 1.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das die allgemeinen Schritte zeigt, die durch
die Druckersteuerung beim Aufbringen einer Druckmaske ausgeführt werden.
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6 ist
ein Flussdiagramm, das das Verfahren der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Während die
vorliegende Erfindung nachfolgend in dem Kontext eines außeraxialen
Druckers mit einer externen Tintenversorgung beschrieben wird, sollte
offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung auch bei einem
Tintenstrahl drucker nützlich
ist, der Tintenstrahldruckkassetten mit einem Tintenreservoir verwendet,
das einstückig
mit der Druckkassette ist.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Tintenstrahldruckers 10,
der geeignet zum Verwenden der vorliegenden Erfindung ist, mit entfernter
Abdeckung. Im Allgemeinen umfasst der Drucker 10 eine Ablage 12 zum
Halten von Medien 14. Wenn eine Druckoperation initiiert
wird, wird ein Blatt eines Mediums 14 aus der Ablage 12A in
den Drucker 10 unter Verwendung eines Blattzuführers zugeführt, dann
in einer U-Richtung herum gebracht, um sich nun in der entgegengesetzten
Richtung hin zu Ablage 12B zu bewegen. Eine Wageneinheit 16 stützt und
trägt einen
Satz aus entfernbar befestigten Druckkassetten 18. Der
Wagen 16 wird von unten auf einem Gleitstab 22 gestützt, der
ermöglicht,
dass sich der Wagen 16 unter der Richtkraft eines Wagenmechanismus
bewegt. Das Medium wird in einer Druckzone 68 gestoppt
und der Bewegungswagen 16 über das Medium 14 bewegt,
zum Drucken eines Tintenbandes auf dasselbe. Das Drucken kann auftreten,
während
sich der Wagen in jeglicher Richtung bewegt. Dies wird als bidirektionales Drucken
bezeichnet. Nach einem einzelnen Bewegungslauf oder mehreren Bewegungsläufen wird
das Medium 14 dann inkrementell unter Verwendung eines
herkömmlichen
Schrittgebermotors und Zuführrollen
zu einer nächsten
Position innerhalb der Druckzone 68 verschoben, und der
Wagen 16 bewegt sich wieder über das Medium 14 zum
Drucken des nächsten
Tintenbandes. Wenn das Drucken auf das Medium abgeschlossen ist,
wird das Medium zu einer Position über der Ablage 12B weiterbewegt,
in dieser Position gehalten, um sicherzustellen, dass die Tinten
trocken ist, und dann freigegeben.
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Der
Wagenbewegungsmechanismus kann herkömmlich sein und umfasst allgemein
einen Gleitstab 22 entlang dem der Wagen 16 gleitet,
eine flexible Schaltung (in 1 nicht
gezeigt) zum Übertragen
elektrischer Signale von dem Mikro prozessor des Druckers zu dem
Wagen 16 und Druckkassetten 18 und einen codierten
Streifen 24, der optisch durch einen Photodetektor in dem
Wagen 16 zum präzisen
Positionieren des Wagens 16 erfasst wird. Ein Schrittgebermotor
(nicht gezeigt), der mit dem Wagen 16 unter Verwendung
einer herkömmlichen
Riemenscheibenanordnung verbunden ist, wird zum Transportieren des
Wangens 16 über
die Druckzone 68 verwendet.
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Die
Merkmale des Tintenstrahldruckers 10 umfassen ein Tintenliefersystem
zum Liefern von Tinte zu den Druckkassetten 18 und schließlich zu
den Tintenausstoßkammern
in den Druckköpfen,
von einer außeraxialen
Tintenvorratsstation 50, die austauschbare Tintenvorratskassetten 51, 52, 53 und 54 enthält, die
unter Druck gesetzt oder auf atmosphärischem Druck sein können. Für Farbdrucker
liegt üblicherweise
eine separate Tintenvorratskassette für schwarze Tinte, gelbe Tinte,
magentafarbene Tinte und cyanfarbene Tinte vor. Vier Rohrleitungen 56 tragen
Tinte aus den vier austauschbaren Tintenvorratskassetten 51–54 zu
den Druckkassetten 18.
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Der
Wagen 16 hält
einen Satz aus Tintenkassetten 18, der eine Schwarz-Druckkassette 18a und
einen Satz aus Farbtintendruckkassetten 18b–18d für die Farben
Cyan, Magenta bzw. Gelb einlagert. Die Druckkassetten umfassen jeweils
einen Schwarztintendruckkopf 79a und einen Satz aus Farbtintendruckköpfen 79b–79d für die Farben
Cyan, Magenta bzw. Gelb. Jeder der Druckköpfe kann so wie Druckkopf 79 sein,
der in 2 gezeigt ist. Jeder der Druckköpfe 79a–79d umfasst
eine Mehrzahl aus Tintenstrahldüsen 82 zum
Ausstoßen
der Tintentröpfchen,
die die Text- und Objekt-Bilder
auf einer gegebenen Seite aus Informationen erzeugen.
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In
Betrieb antwortet der Drucker 10 auf Befehle durch Drucken
von Vollfarben- oder Schwarz-Druckbildern auf das Druckmedium 14,
das mechanisch aus der Zuführablage 12A wiedergewonnen
wird. Der Drucker 10 arbeitet in einem Mehrfachdurchlauf-Druckmodus,
um zu verursachen, dass ein oder mehrere Bänder aus Tintentröpfchen auf
das Druckmedium 14 ausgestoßen werden, um ein gewünschtes
Bild zu erzeugen. Jedes Band ist mit einem Muster aus individuellen
Punkten erzeugt, die an bestimmten Pixelpositionen in einem N mal
M Array aufgebracht werden, das für das Druckmedium definiert
ist. Die Pixelpositionen sind üblicherweise
als kleine Tintentröpfchenaufnahmebereiche
visualisiert, die in ein Matrixarray gruppiert sind.
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Bezug
nehmend auf
2 ist eine flexible Schaltung
80,
die Kontaktanschlussflächen
86 enthält, an der
Druckkassette
18 befestigt. Die Kontaktanschlussflächen
86 sind
mit Druckerelektroden an dem Wagen
16 (nicht gezeigt) ausgerichtet
und kontaktieren dieselben elektrisch, wenn die Druckkassette
18 in
dem Drucker
10 installiert ist, um extern erzeugte Energieversorgungssignale
zu der Druckkopfanordnung
79 zu übertragen. Die flexible Schaltung
80 weist
ein Düsenarray
auf, das aus zwei Zeilen aus Düsen
82 besteht,
die durch die flexible Schaltung
80 laser-ablatiert sind.
An der Rückoberfläche der
flexiblen Schaltung
80 ist ein Siliziumsubstrat (nicht
gezeigt) befestigt. Das Substrat umfasst eine Mehrzahl aus Tintenausstoßkammern
mit Tintenausstoßelementen
in denselben, die individuell mit Energie versorgt werden können, wobei
jedes derselben im Allgemeinen hinter einer einzelnen Öffnung oder
Düse
82 angeordnet
ist. Die Tintenausstoßelemente
können entweder
thermische Widerstände
oder piezoelektrische Elemente sein. Für eine Beschreibung des Substrats und
der Ausstoßelemente
siehe
U.S.-Patent Nr. 6,193,347 mit
dem Titel „Hybrid
Multi-drop/Multi-pass Printing System", das hierin durch Bezugnahme aufgenommen
ist. Das Substrat umfasst eine Barriereschicht, die die Geometrie
der Tintenausstoßkammern
und Tintenkanäle
definiert, die darin gebildet sind. Die Tintenkanäle stehen
in Fluidkommunikation mit Tintenausstoßkammern und mit einem Tintenreservoir.
Die Rückoberfläche der
flexiblen Schaltung
80 umfasst leitfähige Spuren, die auf derselben
gebildet sind. Diese leitfähigen
Spuren enden in Kontaktanschlussflächen
86 auf einer
vorderen Oberfläche
der flexiblen Schaltung
80. Die anderen Enden der leitfähigen Spuren
sind mit Elektroden auf dem Substrat verbunden.
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Weitere
Details über
Druckkopf-Entwurf und die elektronische Steuerung von Tintenstrahldruckköpfen sind
beschrieben in der
US 6257690 ,
eingereicht am 30. Januar 1999 mit dem Titel „Ink Ejection Element Firing Order
to Minimize Horizontal Banding and the Jaggedness of Vertical Lines";
US 6193347 , eingereicht am 30. Januar
1998 mit dem Titel „Hybrid
Multi-Drop/Multi-Pass Printing System";
US
6183078 , eingereicht am 31. Oktober 1997 mit dem Titel „Ink Delivery
System for High Speed Printing";
US 5874974 , eingereicht
am 28. Februar 1996 mit dem Titel „Reliable High Performance
Drop Generator For An Inkjet Printhead";
US
6315381 , eingereicht am 30. April 1998 mit dem Titel „Energy
Control Method for an Inkjet Printer Cartridge";
US 6183056 ,
eingereicht am 28. Oktober 1997 mit dem Titel „Thermal Ink Jet Print Head
and Printer Energy Control Apparatus and Method"; und dem
U.S.-Patent
Nr. 5,648,805 mit dem Titel „Inkjet Printhead Architecture
for High Speed and High Resolution Printing".
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Bezug
nehmend auf 3 weist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines Druckkopfs 79 zwei vertikale Spalten 70a–b aus Düsen auf,
die, wenn der Druckkopf 79 in dem Drucker 10 installiert
ist, senkrecht zu der Bewegungs- oder Quer-Richtung 90 sind. Die vertikale
spaltenförmige
Beabstandung 74 zwischen benachbarten Düsen in einer Spalte ist üblicherweise
1/300-tel Zoll bei aktuellen Druckköpfen. Durch Verwenden von zwei
Spalten anstelle von einer jedoch und logisches Behandeln der Düsen als
eine einzelne Spalte wird die effektive vertikale Beabstandung 72 zwischen
logischen Düsen
auf 1/600-tel Zoll reduziert, wodurch eine verbesserte Druckauflösung in
der Richtung der Medienvorschubrichtung 92 erreicht wird.
Als eine Darstellung würde
die Drucksteuerung 72 eine vertikale Spalte aus 1/600-tel-Zoll-Pixelpositionen auf
das Druckmedium 18 drucken, durch Aufbringen von Tinte
aus der Spalte 70a, dann Bewegen des Druckkopfs 79 in
der Bewegungsrichtung 90 um die Zwischen-Spalten-Distanz 76 vor
dem Aufbringen von Tinte aus der Spalte 70b.
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Der
Klarheit halber ist den Düsen 82 üblicherweise
eine Zahl zugeordnet, beginnend oben rechts 73, wenn die
Druckkopfanordnung von der Unterseite der Druckkopfanordnung 79 betrachtet
wird, und endend links unten 75, was dazu führt, dass
die ungerade nummerierten Düsen
in einer Spalte 70b angeordnet sind und die gerade nummerierten
Düsen in
der anderen Spalte 70a angeordnet sind. Natürlich können andere Nummerierungsübereinkünfte verfolgt
werden, aber die Beschreibung der Abfeuerreihenfolge der Düsen 82 und
der Tintenausstoßelemente,
die diesem Nummerierungssystem zugeordnet sind, hat Vorteile. Ein
solcher Vorteil ist, dass eine Zeilennummer durch die Düse gedruckt
wird, die dieselbe Düsennummer
wie die Zeilennummer aufweist.
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Darstellend
dafür würde die
Drucksteuerung 32 eine vertikale Spalte aus 1/600-tel-Zoll-Pixelpositionen auf
das Druckmedium 14 drucken, durch Aufbringen von Tinte
aus einer Spalte 70a oder 70b des Düsenarrays, dann
Bewegen des Druckkopfs 79 in der Bewegungsrichtung 90 um
die Zwischenspaltendistanz 76 vor dem Aufbringen von Tinte
aus der anderen Spalte.
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Wird
nun der Drucker 10 detaillierter Bezug nehmend auf 1 und 4 betrachtet,
umfasst der Drucker 10 im Allgemeinen eine Steuerung 32,
die mit einem Computersystem 20 über eine Schnittstelleneinheit 30 gekoppelt
ist. Die Schnittstelleneinheit 30 ermöglicht die Übertragung von Daten und Befehlssignalen zu
der Steuerung 32 zu Druckzwecken. Die Schnittstelleneinheit 30 ermöglicht ferner,
dass der Drucker 10 elektrisch mit einer Eingabevorrichtung 28 gekoppelt
ist, zum Zweck des Herunterladens von Druckbild informationen, die
auf ein Druckmedium 14 gedruckt werden sollen. Die Eingabevorrichtung 28 kann
jeglicher Typ eines Peripheriegeräts sein, das direkt mit dem
Drucker 10 gekoppelt sein kann.
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Um
die Daten zu speichern, umfasst der Drucker 10 ferner eine
Speichereinheit 34. Die Speichereinheit 34 ist
in eine Mehrzahl aus Speicherbereichen unterteilt, die Druckeroperationen
ermöglichen.
Die Speicherbereiche umfassen einen Datenspeicherbereich 44;
eine Speicherbereich für
Treiberroutinen 46; und einen Steuerspeicherbereich 48,
der die Algorithmen hält,
die die mechanische Steuerimplementierung der verschiedenen mechanischen
Mechanismen des Druckers 10 ermöglichen.
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Der
Datenspeicherbereich 44 empfängt die Datenprofildateien,
die die individuellen Pixelwerte definieren, die gedruckt werden
sollen, um ein gewünschtes
Objekt- oder Text-Bild
auf dem Medium 14 zu erzeugen. Der Speicherbereich 46 enthält Druckertreiberroutinen.
Der Steuerspeicherbereich 48 enthält die Routinen, die Folgendes
steuern: 1) einen Blattzuführstapelmechanismus
zum Bewegen eines Mediums durch den Drucker von einer Vorrats- oder
Zuführablage 12A zu
einer Ausgabeablage 12B und 2) einen Wagenmechanismus,
der verursacht, dass eine Druckkopfwageneinheit 16 auf
einem Führungsstab 22 über ein
Druckmedium bewegt wird. In Betrieb antwortet der Hochgeschwindigkeitstintenstrahldrucker 10 auf
Befehle durch Drucken von Vollfarben- oder Schwarz-Druckbildern
auf das Druckmedium, das mechanisch aus der Zuführablage 12A wiedergewonnen
wird.
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Das
spezifische Teiltinteneinfärbungsmuster,
das bei jedem Durchlauf eingesetzt wird, und die Art und Weise,
wie sich diese unterschiedlichen Muster zu einem einzelnen vollständig mit
Tinte eingefärbten
Bild zusammenfügen,
ist als ein „Druckmodus" bekannt. Druckmodi
ermöglichen
einen Kompromiss zwischen Geschwindigkeit und Druckqualität. Zum Beispiel
liefert der Entwurfsmodus eines Druckers dem Benutzer so schnell
wie möglich
lesbaren Text. Die Präsentation,
die auch als beste Ausführung
bekannt ist, ist langsam aber erzeugt die höchste Bildqualität. Der normale
Modus ist ein Kompromiss zwischen Entwurfs- und Präsentationsmodus.
Druckmodi ermöglichen
dem Benutzer, zwischen diesen Kompromissen zu wählen. Sie ermöglichen
dem Drucker auch, verschiedene Faktoren während des Druckens zu steuern,
die die Bildqualität
beeinflussen, die folgendes umfassen: 1) die Tintenmenge, die auf
das Medium pro Punktposition platziert wird, 2) die Geschwindigkeit,
mit der die Tinte platziert wird, und 3) die Anzahl von Durchläufen, die
zum Fertigstellen des Bildes erforderlich ist. Das Bereitstellen
unterschiedlicher Druckmodi, um das Platzieren von Tintentropfen in
mehreren Bändern
zu ermöglichen,
kann beim Verdecken von Düsendefekten
helfen. Es werden auch unterschiedliche Druckmodi eingesetzt, abhängig von
dem Medientyp.
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Eine
Eindurchlaufmodusoperation wird für einen erhöhten Durchsatz auf einfachem
Papier verwendet. Bei einem Eindurchlaufmodus werden alle Punkte,
die auf einer gegebenen Zeile aus Punkten abgefeuert werden sollen,
in einem Band des Druckkopfs auf das Medium platziert, und dann
wird das Druckmedium weiterbewegt, in Position für das nächste Band. Ein Zweidurchlauf-Druckmodus
ist ein Druckmuster, bei dem eine Hälfte der Punkte, die für eine gegebene
Zeile aus verfügbaren
Punkten pro Band verfügbar
sind, bei jedem Durchlauf des Druckkopfs gedruckt wird, so dass
zwei Durchläufe
benötigt
werden, um das Drucken für
eine Zeile abzuschließen.
Auf ähnliche
Weise ist ein Vierdurchlaufmodus ein Druckmuster, bei dem ein Viertel
der Punkte für
eine gegebene Zeile bei jedem Durchlauf des Druckkopfs gedruckt
wird. Bei einem Druckmodus mit einer bestimmten Anzahl von Durchläufen sollte
jeder Durchlauf von allen Tintentropfen, die gedruckt werden sollen,
einen Bruchteil ungefähr
gleich dem Kehrwert der Anzahl von Durchläufen drucken.
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Ein
Druckmodus umfasst üblicherweise
eine Beschreibung einer „Druckmaske" oder mehrerer Druckmasken,
die bei einer wiederholten Sequenz verwendet werden, und die Anzahl
von Durchläufen,
die zum Erreichen „voller
Dichte" erforderlich
sind, und ferner die Anzahl von Tropfen pro Pixel, die definiert,
was durch volle Dichte bezeichnet wird. Das Muster, das beim Drucken
jedes Düsenabschnitts
verwendet wird, ist als „Druckmaske" bekannt. Eine Druckmaske
ist ein binäres
Muster, das genau bestimmt, welche Tintentropfen in einem gegebenen
Durchlauf gedruckt werden, oder um dasselbe anders auszudrücken, welche
Durchläufe zum
Drucken jedes Pixels verwendet werden. Zusätzlich dazu bestimmt die Druckmaske,
welche Düse
zum Drucken jeder Pixelposition verwendet wird. Somit definiert
die Druckmaske sowohl den Durchlauf als auch die Düse, die
verwendet wird, um jede Pixelposition zu drucken, d. h. jede Zeilennummer
und Spaltennummer auf dem Medium. Die Druckmaske kann verwendet
werden, um die verwendeten Düsen
zu „vermischen", wie z. B. zwischen
Durchläufen,
auf solche Weise, um unerwünschte,
sichtbare Druckartefakte zu reduzieren.
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Der
Drucker 10 arbeitet in einem Mehrfachdurchlauf-Druckmodus, um zu
verursachen, dass ein oder mehrere Bänder aus Tintentröpfchen auf
das Druckmedium ausgestoßen
werden, um ein gewünschtes
Bild zu erzeugen. Jedes Band ist in einem Muster aus individuellen
Punkten gebildet, die an bestimmten Pixelpositionen in einem N mal
M Array angeordnet sind, das für
das Druckmedium definiert ist. Die Pixelpositionen sind vorteilhafterweise
derart visualisiert, dass sie kleine Tintentröpfchenaufnahmebereiche sind,
die in ein Matrixarray gruppiert sind.
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Eine
Drucksteuerung 32 steuert die Wagen- 16 und Medien- 14 Bewegungen
und aktiviert die Düsen 82 für eine Tintentropfenaufbringung.
Durch Kombinieren der relativen Bewegung des Wagens 16 entlang
der Bewegungsrichtung 90 mit der relativen Bewegung des
Druckmediums 14 entlang der Medienvorschubrichtung 92 kann
jeder Druckkopf 79 einen oder mehrere Tintentropfen an
jeder einzelnen der Pixelpositionen auf dem Druckmedium 14 aufbringen.
Eine Druckmaske wird durch die Drucksteuerung 32 verwendet,
um die Aufbringung von Tintentropfen aus dem Druckkopf 79 zu
regeln. Üblicherweise
besteht eine separate Druckmaske für jede unterschiedliche Farbintensitätsebene
(z. B. von hell zu dunkel), die durch den Drucker 10 unterstützt wird.
Für jede
Pixelposition in einer Zeile während
eines individuellen Druckdurchlaufs weist die Druckmaske ein Maskenmuster
auf, das sowohl (a) wirkt, um die Düse, die benachbart zu der Zeile
positioniert ist, zum Drucken zu aktivieren, oder die Düse an dieser
Pixelposition im Hinblick auf ein Drucken zu Deaktivieren, als auch (b)
die Anzahl von Tropfen definiert, die aus aktivierten Düsen aufgebracht
werden sollen. Ob das Pixel tatsächlich
durch die entsprechende aktivierte Düse bedruckt wird oder nicht
hängt davon
ab, ob die Bilddaten, die gedruckt werden sollen, ein Pixel dieser
Tintenfarbe an dieser Pixelposition erfordern. Die Druckmaske ist üblicherweise
in Firmware in dem Drucker 10 implementiert, obwohl sie
alternativ in einem Softwaretreiber in einem Rechenprozessor (nicht
gezeigt) außerhalb
des Druckers implementiert sein kann.
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Der
Ausdruck „Druckdurchlauf", wie er hierin verwendet
wird, bezieht sich auf jene Durchläufe, bei denen der Druckkopf
für ein
Drucken aktiviert ist, wenn sich die Düsenanordnung relativ zu dem
Medium 14 in der Bewegungsrichtung 90 bewegt;
bei einem bidirektionalen Drucker kann jeder Vorwärts- und
Rückwärts-Durchlauf
entlang der Bewegungsrichtung 90 ein Druckdurchlauf sein,
während
bei einem unidirektionalen Drucker Druckdurchläufe nur in einer der Bewegungsrichtungen
auftreten können.
Bei einem gegebenen Durchlauf des Wagens 16 über das
Druckmedium 14 bei einem Mehrfachdurchlaufdrucker 10 können nur
bestimmte Pixelpositionen, die durch die Druckmaske aktiviert sind,
gedruckt werden, und der Drucker 10 bringt die Anzahl von
Tropfen auf, die durch die Druckmaske für die entsprechenden Pixelpositionen
spezifiziert sind, wenn dies die Bilddaten so erfordern. Das Druckmaskenmuster
ist derart, dass zusätzliche
Tropfen für
die bestimmten Pixelpositionen sowie Tropfen für andere Pixelpositionen in
dem Band während
anderer Druckdurchläufe
gefüllt
werden.
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Bezug
nehmend auf 4 und 5 ist der
Steueralgorithmus 100 in der Speichereinheit 34 gespeichert
und wird durch die Steuerung 32 an die Bildinformationen
angewendet, die gedruckt werden sollen. Die Anzahl von Druckmasken,
die über
den Algorithmus 100 an jeglichen gegeben Bereich aus Bilddaten
angewendet werden, ist abhängig
von der Anzahl von Durchläufen,
die bei einem Mehrfachdurchlaufdruckmodus eingesetzt werden. Zum
Beispiel sind bei einem Zweidurchlaufdruckmodus zwei Druckmasken
erforderlich. Bei einem Vierdurchlaufdruckmodus sind vier Druckmasken
erforderlich. Es sollte offensichtlich sein, dass dieselben Druckmasken
für alle
Farbebenen verwendet werden können
oder unterschiedliche erzeugte Druckmasken für jede Farbebene eingesetzt
werden können.
Die Anzahl von Durchläufen,
Z, für
das Drucken eines Bildes, liegt zwischen ungefähr zwei Durchläufen und
ungefähr
16 Durchläufen.
Ein bevorzugterer Wert für
Z liegt zwischen ungefähr
drei und ungefähr
acht, während
der am meisten bevorzugte Wert für
Z ungefähr
vier ist.
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Das
Steueralgorithmusprogramm 100 beginnt bei einem Startbefehl 102,
wenn Leistung an die Steuerung 32 angelegt wird. Das Programm
schreitet dann zu einem Entscheidungsbefehl 104 fort, um
auf einen Druckbefehl von dem Computersystem 20 zu warten.
Wenn diesbezüglich
kein Druckbefehl empfangen wird, geht die Steuerung 32 in
der Schleife bei dem Entscheidungsschritt 104 weiter, bis
der Druckbefehl empfangen wird.
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Nach
dem Bestimmen der Anzahl von Durchläufen bei dem aktuellen Druckmodus
schreitet das Programm zu einem Befehlsschritt 108 weiter,
der verursacht, dass die Steuerung 32 in dem Speichereinheitdatenbereich 44 die
Informationen speichert, die gedruckt werden sollen.
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Wiederum
unter Betrachtung des Steuerprogramms 100 schreitet das
Programm nachdem Schritt 112 ausgeführt wurde zu einem Befehlsschritt 114 fort,
der verursacht, dass das Band erzeugt wird. Als nächstes schreitet
das Programm zu einem Befehlsschritt 116 fort, der verursacht,
dass das Band aus Bildinformationen gedruckt wird.
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Nachdem
das Bild aus Bildinformationen gedruckt wurde, geht das Programm
dann zu einem Befehlsschritt 118, der verursacht, dass
die Bilddaten in Erwartung des Druckens dieses Abschnitts aus Bildinformationen
verschoben werden, die während
des nächsten
Durchlaufs der Druckoperation gedruckt werden sollen.
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Das
Programm schreitet dann zu einem Befehlsschritt 120 fort,
der verursacht, dass das Druckmedium 14 inkrementell weiterbewegt
wird, in Vorbereitung für
das Drucken des nächsten
Abschnitts aus Bildinformationen.
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Das
Programm schreitet dann zu einem Bestimmungsschritt 122 fort,
um zu bestimmen, ob zusätzliche
Bildinformationen gedruckt werden sollen. Wenn zusätzliche
Bildinformationen gedruckt werden sollen, geht das Programm zu dem
Befehlsschritt 112 über,
und schreitet fort, wie vorangehend beschrieben wurde. Wenn keine
zusätzlichen
Bildinformationen gedruckt werden sollen, schreitet das Programm
zu dem Bestimmungsschritt 114 fort und wartet darauf, dass
der nächste
Druckbefehl empfangen wird.
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Fachleute
auf dem Gebiet sollten erkennen, dass jedes Mal eine unterschiedliche
Druckmaske angewendet wird, wenn das Programm den Befehlsschritt 112 ausführt. Obwohl
eine unterschiedliche Druckmaske bei jedem Durchlauf angewendet
wird, sollten Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass dieselbe Druckmaske für jeden
gleich nummerierten Durchlauf bei dem Band angewendet wird, das
gedruckt werden soll. Somit wird z. B. bei einem Vierdurchlaufdruckmodus
die Druckmaske Nummer Eins an den ersten Durchlauf jeder Vierdurchlaufsequenz
angewendet, während
die Druckmaske Nummer Vier bei jeder Vierdurchlaufsequenz an den
letzten Durchlauf angewendet wird. Auf diese Weise werden dieselben
Druckmasken einheitlich auf einer Band-Für-Band-Basis an die Bildinformationen
angewendet, die gedruckt werden sollen. Die Gesamtanzahl von Druckmasken,
die bei der Erzeugung des gewünschten
Bildes angewendet werden, das gedruckt werden soll, wird bestimmt
durch die Gesamtanzahl von Durchläufen, die ausgeführt werden,
um das Bild zu erzeugen. Es besteht daher keine Absicht, den Umfang
der Anzahl von angewendeten Druckmasken auf jegliche feste Anzahl
zu beschränken.
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Wenn
in einem Eindurchlaufdruckmodus gedruckt wird, ist die Fähigkeit,
ein fehlerhaftes Tintenausstoßelement
mit einem unterschiedlichen Tintenausstoßelement zu verdecken nicht
möglich,
da alle Pixel in einer Zeile immer mit demselben Tintenausstoßelement
gedruckt werden. Wenn dieses Tintenausstoßelement fehlerhaft ist, besteht
keine Möglichkeit,
Druckqualitätsdefekte
zu verdecken, die durch das fehlerhafte Tintenausstoßelement
verursacht werden, durch Fehlerverdeckungstechniken gemäß dem Stand
der Technik, die von mehreren Durchläufen abhängen. Fehlerhafte Tintenausstoßelemente
können
ein Tintenausstoßelement sein,
das entweder nicht abfeuert oder in einer falschen Richtung mit
einem kleinen Tropfenvolumen oder einem anderen Problem abfeuert.
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Ein
optisches Erfassungssystem kann die Gegenwart von fehlerhaften Tintenausstoßelementen
erfassen. Optische Tropfenerfassungsschaltungen können bei
Tintenstrahldruckern zu verschiedenen Zwecken verwendet werden,
die das Testen der Operation von Tintenausstoßelementen eines Druckkopfs
umfassen. Optische Tropfenerfassungsschaltungen umfassen üblicherweise
einen Lichtsensor, wie z. B. eine Photodiode, die das Licht erfasst,
das durch eine Licht quelle geliefert wird, wie z. B. eine LED. Wenn
ein Tropfen in dem Lichtweg zwischen dem Lichtsensor und der Lichtquelle
vorhanden ist, ändert
sich die Ausgabe des Lichtsensors, da der Lichtbetrag, der durch
den Lichtsensor erfasst wird, durch die Gegenwart des Tintentropfens
reduziert wird. Die Ausgabe des Lichtsensors wird üblicherweise
verstärkt
und analysiert, um zu bestimmen, ob sich ein Tintentropfen durch
den Lichtweg zwischen der Lichtquelle und dem Lichtsensor bewegt
hat. Alternativ kann ein optisches Erfassungssystem das Vorhandensein
eines Tropfens auf dem Medium bestimmen. Ferner kann ein akustisches
Tropfenerfassungsverfahren verwendet werden, um fehlerhafte Tintenausstoßelemente zu
identifizieren.
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Um
ausreichend Farbintensität
zu erreichen, ist abhängig
von der Tropfengröße erforderlich,
dass eine bestimmte Anzahl von Tropfen auf ein Pixel platziert wird.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es möglich, Druckqualitätsdefekte
zu verdecken, die durch ein fehlerhaftes Tintenausstoßelement
verursacht werden, durch Erhöhen
der Tintenmenge, die durch benachbarte Tintenausstoßelemente
auf das Tintenausstoßelement
aufgebracht wird, das fehlerhaft ist. Die Tinte, die durch benachbarte
Tintenausstoßelemente
aufgebracht wird, wird vermehrt, um den Tintenbetrag zu kompensieren,
der durch das Tintenausstoßelement
aufgebracht werden sollte, das fehlerhaft ist. Dies wird erreicht
durch Variieren der Tinte, die durch das Tintenausstoßelement über und
das Tintenausstoßelement
unter dem fehlerhaften Tintenausstoßelement aufgebracht wird.
Somit wird die Tinte, wie in dem nachfolgenden Beispiel gezeigt
ist, wenn das Tintenausstoßelement
267 fehlerhaft ist, die durch das Tintenausstoßelement 266 darüber und
das Tintenausstoßelement
268 darunter aufgebracht wird, erhöht. Zusätzliche Überlegungen sind (1) das Erhöhen der
Tinte, die in leere Pixel aufgebracht wird, vor dem Hinzufügen zusätzlicher
Tinte zu Pixeln mit Tinte und (2) wenn der maximale Tintenpegel für ein Pixel
erreicht wurde, kein Erhöhen
des aufgebrachten Tintenbetrags. Bei dem nachfolgenden Beispiel sei angenommen,
dass der maximale Tintenpegel für
ein Pixel zwei Tropfen ist.
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Wenn
das erwünschte
Pixeltropfenmuster für
die Tintenausstoßelemente
266, 267 und 268 z. B. Folgendes ist:
| 266 | 1 | 2 | 0 | 0 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 |
| 267 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 268 | 2 | 0 | 1 | 0 | 1 | 2 | 1 | 0 | 2 | 2 |
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, wenn das Tintenausstoßelement
267 fehlerhaft ist, Erhöhen
der Tinte, die durch das Tintenausstoßelement 266 über und
das Tintenausstoßelement 268
unter dem fehlerhaften Tintenausstoßelement 267 aufgebracht wird,
so dass das Tintentropfenmuster wie folgt ist:
| 266 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 267 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 268 | 2 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 0 | 2 | 2 |
wobei die Pixel, die verstärkt wurden, in Fettdruck gezeigt
sind.
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Bezug
nehmend auf 6 wird bei Schritt 140 die
Standarddruckmaske für
den Druckmodus erhalten, der entweder von dem Druckertreiber, dem
Mikroprozessorsteuersystem des Druckers, einer Nachschlagtabelle
in dem Druckerspeicher oder jeglicher anderen Quelle verwendet wird.
Bei Schritt 142 wird identifiziert, welche Tintenausstoßelemente
fehlerhaft sind. Bei Schritt 144 werden für jedes
der fehlerhaften Tintenausstoßelemente
die potentiellen Ersatztintenausstoßelemente aus der Standarddruckmaske
ermittelt, die bei Schritt 140 erhalten wurde. Bei Schritt 146 werden
die geeignetsten benachbarten Tintenausstoßelemente für die fehlerhaften Tintenausstoßelemente
ausgewählt,
um die fehlerhaften Tintenausstoßelemente zu kompensieren. Bei Schritt 148 wird
die Druckmaske durch Einstellen der Ausgabe der ausgewählten benachbarten
Tintenausstoßelemente
zum Kompensieren für
die fehlerhaften Tintenausstoßelemente
modifiziert. Die vorangehenden Schritte der vorliegenden Erfindung
können
für die
gesamte Druckmaske gleichzeitig oder für jeden Durchlauf individuell
ausgeführt
werden.
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Somit
ermöglicht
die vorliegende Erfindung, dass der Drucker ein Drucken in einem
Eindurchlaufdruckmodus fortsetzt, obwohl fehlerhafte Tintenausstoßelemente
vorhanden sind, derart, dass der Durchsatz bewahrt wird, während die
Druckqualität
hoch bleibt.
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Die
vorliegende Erfindung löst
das Problem von fehlerhaften Tintenausstoßelementen durch Entwickeln
spezifischer Korrekturschemata, die fehlerhafte Tintenausstoßelemente
durch selektives lindern von Druckoperationen kompensieren. Dies
erhöht
Text-, Zeilen- und Graphik-Qualität durch Reduzieren der Defekte,
die durch die fehlerhaften Tintenausstoßelemente verursacht werden.
Ein Vorteil dieser Erfindung ist, dass sie eine bedeutend verbesserte
Bild- und Textqualität
in einem Eindurchlauf-Druckmodus ermöglicht.