DE69819510T2

DE69819510T2 - Tintenstrahldrucker, Verfahren und System mit der Möglichkeit der Kompensation für nicht funktionierende Druckelemente

Info

Publication number: DE69819510T2
Application number: DE69819510T
Authority: DE
Inventors: David Neese; Warren Free; M. Loan HOANG
Original assignee: Encad Inc
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 2004-09-23
Anticipated expiration: 2018-08-01
Also published as: WO1999008875A1; EP0999935A1; US6199969B1; AU8765098A; US6302511B1; EP0999935B1; CA2298530A1; US6398342B1; DE69819510D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Tintenstrahldrucken in mehreren Durchgängen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung einer oder mehrerer nicht funktionierender Tintenstrahldüsen und das anschließende Ersetzen der einen oder mehreren nicht funktionierenden Tintenstrahldüsen durch die übrigen funktionierenden Tintenstrahldüsen.
Das Drucken in mehreren Durchgängen ist eine Technik, die zur Reduzierung der Streifenbildung im Tintenstrahldrucken genutzt wird. Tintenpunkte neigen in noch flüssiger Form dazu, aufgrund der Oberflächenspannung zusammen zu laufen. Dies wird als Koaleszenz bezeichnet. Um ein hochwertiges Bild zu drucken, ist es wichtig, dass einzelne runde Punkte gedruckt werden. Um eine volle Farbsättigung zu erreichen, müssen sich die Punkte jedoch überlagern, damit das Papier ganz bedeckt ist. Wenn nur ein Teil der Bilddaten gedruckt wird, um das gleichzeitige Drucken benachbarter Punkte während jedes Druckzyklus zu vermeiden, lässt sich Koaleszenz weitgehend verhindern. Indem man horizontale Adjazenzen vermeidet, lässt sich die Querbewegung des Druckmechanismus bis zum Doppelten der Drucknenngeschwindigkeit des Druckkopfes steigern.
Um in mehreren Durchgängen zu drucken, werden die Bilddaten mithilfe einer Druckmaske gefiltert, wobei bestimmt wird, welche Punkte in jeder Bahn zu drucken sind. Eine Bahn ist als ein Bereich oder ein Teil eines Aufzeichnungsmediums definiert, das von einem gegebenen Bereich oder einer Druckzone einer Druckkopfpatrone bedruckt wird, die mit einer bestimmten Anzahl von Tintenstrahldüsen versehen ist, während der Druckkopfschlitten über das Aufzeichnungsmedium verfährt. Die Bahn wird nach jedem Durchgang des Druckkopfes nacheinander durch jede Druckzone bewegt und in jeder Druckzone teilweise gedruckt. Das Drucken einer Bahn ist abgeschlossen, nachdem sie nacheinander durch jede Druckzone bewegt worden ist.
Beim Drucken in mehreren Durchgängen wird jeder Düse eines Druckkopfes die Aufgabe zugewiesen, Tinte nach Bedarf auf vorgegebene Bereiche oder „Punkte" auf einer Rasterlinie auszuwerfen, die sich derzeit in der jeweiligen Druckzone der Düse befindet. Es kann jedoch vorkommen, dass eine Düse ausfällt, weil sie verstopft ist oder aufgrund von elektrischen Problemen in ihrer Aktivierungsschaltung. In diesem Fall werden die vorgegebenen Bereiche, die der ausgefallenen Düse in Bezug auf eine entsprechende Düsenmaske zugewiesen sind, nicht bedruckt. Wenn eine oder mehre Düsen ausfallen und viele Bereiche auftreten, in denen die vorgesehenen Tintentropfen nicht abgelagert werden, kann die Qualität des gedruckten Bildes erheblich leiden.
Die Verfahren nach dem Stand der Technik lösen dieses Problem durch Verwendung von Zusatzdüsen im Druckkopf, die die Aufgabe der ausgefallenen oder nicht funktionierenden Düsen übernehmen sollen. Dieses Verfahren ist jedoch ineffizient, weil diese zusätzlichen Düsen inaktiv sind, wenn keine Düsenausfälle auftreten. Die Zusatzdüsen stellen Druckkopfressourcen dar, die nicht vollständig nach ihrem maximalen Potenzial genutzt werden. Um gegen Situationen gefeit zu sein, in denen mehrere Düsen gleichzeitig ausfallen, wird im Druckkopf nicht nur eine Zusatzdüse bereitgehalten, sondern eine Bank aus einer Vielzahl von Zusatzdüsen, die die Aufgabe der ausgefallenen Düsen übernehmen. Obwohl Druckköpfe mit mehreren Zusatzdüsen die Zuverlässigkeit und Qualität der Bilder verbessern, die von dem Drucker erzeugt werden, sind diese Druckköpfe kostspieliger und größer und bedürfen somit mehr Platz in einem Drucker als Druckköpfe ohne Zusatzdüsen.
EP-A-0 863 004, die unter Art. 54(3) EPC fällt, beschreibt einen Drucker für mehrere Durchgänge, worin ein nicht funktionierendes Tintenstrahlelement durch ein Tintenstrahlersatzelement ersetzt wird.
Ein Grundsatz von Tintenstrahldruckern besteht darin, dass alle Tintenstrahldüsen einwandfrei funktionieren müssen (d. h. dass sie Tintentropfen auswerfen müssen), da sich die Qualität des Bildes sonst verschlechtert. Die Erkennung nicht funktionierender Tintenstrahldüsen, die hier auch als „Düsenausfallerkennung" bezeichnet wird, ist ein Verfahren zur Erkennung, welche Düsen in einem Druckkopfschlitten elektrisch ohne Funktion sind. Dieses Nichtfunktionieren kann auf unterbrochene Leiterbahnen, beschädigte Tropfenauswurfwiderstände, veränderte Widerstandswerte oder schlechten Kontakt zwischen der Patrone und einer „Leiterbahnfolie" zurückzuführen sein, die Steuersignale an die Patrone anlegt. Sämtliche der genannten Fehler können bewirken, dass sich eine oder mehrere Düsen einer Druckkopfpatrone nicht aktivieren lassen oder nicht einwandfrei aktivieren lassen, was zu Anomalien in dem gedruckten Bild führt.
Defekte Düsen können auch auf verstopfte Düsenöffnungen zurückzuführen sein. Aktuelle Verfahren zur Düsenausfallerkennung sind nicht in der Lage, verstopfte Düsen elektronisch zu erkennen, die elektrisch noch funktionsfähig sind. Durch Ausführen eines Druckmusters mit einer Druckkopfpatrone im Rahmen eines Tests und Betrachten der gedruckten Ergebnisse kann ein Benutzer verstopfte Düsen ermitteln und die Adresse oder Referenzbezeichnung jeder verstopften Düse in eine Liste defekter oder nicht funktionierender Düsen manuell eingeben. Die Liste defekter oder nicht funktionierender Düsen, die hier als „Düsenausfallliste" bezeichnet wird, ist eine Liste aller nicht funktionierender Düsen in der jeweiligen Druckkopfpatrone. Durch Aktualisieren der Düsenausfallliste kann ein Benutzer des Tintenstrahldruckers darauf hingewiesen werden, wenn eine Druckkopfpatrone eine inakzeptable Anzahl nicht funktionierender Düsen aufweist. Verfahren nach dem Stand der Technik verwenden diese Düsenausfallliste, um nicht funktionierende Tintenstrahldüsen durch eine oder mehrere Zusatzdüsen in der Druckkopfpatrone zu ersetzen.
Eine gängige Möglichkeit, den Strom in einem Schaltkreis zu messen, ist die Messung der Spannung über einem mit dem Schaltkreis in Reihe geschalteten Widerstand. Dieses Konzept wird von Verfahren nach dem Stand der Technik verwendet, um den Strom durch die Druckkopfschaltung zu messen, wenn eine oder mehrere Düsen in einer Druckkopfpatrone aktiviert werden. Es sei beispielsweise angenommen, dass jede der vier Patronen mit vier Sätzen zu je 14 Düsen ausgestattet ist. Das Aktivieren aller Düsen erfordert eine Folge von 14 separaten Aktivierungen für die 14 Düsen jedes Satzes. Während des Tests wird nur jeweils eine Düse in jedem Düsensatz zu einem bestimmten Zeitpunkt eingeschaltet. Für jeden Düsensatz ist ein Widerstand in Reihe für jede Patrone geschaltet, was insgesamt 16 in Reihe geschaltete Widerstände ergibt. Der Spannungsabfall über einem Reihenwiderstand ist auf das Aktivieren einer einzelnen Düse zurückzuführen. Wenn in diesem Satz keine Düse aktiviert wird, beträgt der Spannungsabfall null. Der Spannungsabfall über jeder Reihe der Widerstände wird üblicherweise über eine Diode zu einem gemeinsamen Punkt geführt und dort mit einer Referenzspannung verglichen. Das Ergebnis des Vergleichs ist ein Hinweis darauf, ob eine Düse einwandfrei funktioniert. Indem jeweils eine Düse zu einem bestimmten Zeitpunkt aktiviert wird, lässt sich feststellen, ob die jeweilige Düse elektrischen Durchgang aufweist.
Das zuvor beschriebene Verfahren wird mit zunehmender Anzahl von Düsen und damit mit zunehmender Anzahl von Düsensätzen unvorteilhafter, weil die Zahl der erforderlichen Reihenwiderstände steigt. Diese Reihenwiderstände verbrauchen Energie, erzeugen Wärme, belegen Platz auf der Leiterplatte und kosten Geld. Das Verfahren nach dem Stand der Technik weist zudem eine eingeschränkte Funktionalität auf, weil es nur anzeigt, dass der Strom durch eine Düse größer oder kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellenwert. Diese Art der Anzeige unterscheidet nicht zwischen den verschiedenen Arten von Problemen, die zu einer Funktionsstörung oder zu einem Funktionsausfall einer Tintenstrahldüse führen können. Beispielsweise kann das Verfahren nach dem Stand der Technik nicht zwischen einer kurzgeschlossenen Stromleitung, einer kurzgeschlossenen Adressleitung oder einem beschädigten Tropfenauswurfwiderstand in einem Tintenstrahldruckkopf unterscheiden.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Tintenstrahldrucker und ein Verfahren zum Ersetzen nicht funktionierender Tintenstrahldüsen in einem Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1, 3 und 11 bereit. Die Unteransprüche 2, 4–10 und 12–16 bezeichnen weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele. Erfindungsgemäß wird ein Ersatzschema für das Drucken in mehreren Durchgängen bereitgestellt, das nicht funktionierende Tintenstrahldüsen in einer Düsengruppe erkennt und übrige Düsen der Düsengruppe nutzt, um die eine oder mehrere ausgefallene Düsen in der Gruppe zu ersetzen, ohne sonst untätige Zusatzdüsen zu verwenden. Das erfindungsgemäße Verfahren und der erfindungsgemäße Drucker führen diese Aufgabe aus, indem sie den verbleibenden Düsen der Düsengruppe neue Ersatzdüsenmasken zuordnen, so dass alle Bereiche oder Punkte auf einer entsprechenden Rasterlinie berücksichtigt werden. Zudem vermeiden diese Ersatzdüsenmasken die Bildung horizontal und vertikal benachbarter Punkte in einem einzelnen Durchgang des Druckkopfes über dem Aufzeichnungsmedium.
Die Erfindung wird im folgenden anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm der Komponenten eines Tintenstrahldrucksystems
2 einen Teil einer Druckmaske für einen Druckkopf mit 104 Düsen und sechs Druckzonen, die einer Druckkonfiguration mit sechs Durchgängen entspricht.
3 eine Maske mit sechs Düsen, die einer Düsengruppe Nr. 2 der Druckmaske aus 2 entspricht, wobei jede Düsenmaske einer jeweiligen Düse und einer jeweiligen Druckzone entspricht.
4 die Punkte auf der Rasterlinie, die in jeder Druckzone gemäß der Düsenmasken mit sechs Düsen aus der Düsengruppe Nr. 2 aus 3 gedruckt werden, wenn die Rasterlinie auf dem Aufzeichnungsmedium nacheinander durch jede Druckzone bewegt wird.
5 die Druckkonfiguration aufeinander folgender Bahnen eines Aufzeichnungsmediums, wenn das Aufzeichnungsmedium durch die sechs Druckzonen des Druckkopfes aus 2 unter Verwendung der Druckmaske von 2 bewegt wird.
6 eine erste Austauchdüsengruppenmaske für eine Düsengruppe, die eine nicht funktionierende Düse aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
7 eine zweite Austauchdüsengruppenmaske für eine erste Düsengruppe, die zwei nicht funktionierende Düse aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
8 eine dritte Austauchdüsengruppenmaske für eine Düsengruppe, die drei nicht funktionierende Düse aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
9 eine vierte Austauchdüsengruppenmaske für eine Düsengruppe, die vier nicht funktionierende Düse aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
10 die Korrelation zwischen jeder der sechs Druckzonen und jeder Ersatzdüsenmaske der ersten Ersatzdüsengruppe von 5.
11 einen Teil einer Druckmaske, worin Düse 12 in der Düsengruppe 12 als nicht funktionierend erkannt wurde, und worin die Düsengruppenmaske 12 durch die erste Ersatzdüsengruppenmaske aus 6 ersetzt wird.
12 die Druckkonfiguration aufeinander folgender Bahnen eines Aufzeichnungsmediums, wenn das Aufzeichnungsmedium durch die sechs Druckzonen des Druckkopfes aus 2 unter Verwendung der Druckmaske von 11 bewegt wird.
13 identische Ersatzdüsenmasken, die benachbarten Düsen in jeder Druckzone zugeordnet sind.
14 die erste Ersatzdüsengruppenmaske aus 6, worin die einzelnen Düsenmasken karussellartig gedreht sind, um auf einer zweiten Düsengruppe verwendet zu werden, die der ersten Düsengruppe benachbart ist.
15 die erste Ersatzdüsengruppenmaske aus 6, die einer ersten Düsengruppe zugeordnet ist, und die gedrehte Version der ersten Ersatzdüsengruppenmaske aus 14, die einer zweiten Düsengruppe zugeordnet ist, die zur ersten Düsengruppe benachbart angeordnet ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
16 eine schematische Darstellung einer Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, die mit einer Tintenstrahldruckpatrone gekoppelt ist, und die verwendet wird, um zu erkennen, ob eine oder mehrere Tintenstrahldüsen in der Patrone nicht funktionieren.
17 eine Tintenstrahlmatrix, die die Beziehung zwischen jeder Tintenstrahldüse in einer Tintenstrahlpatrone sowie die entsprechenden Strom- und Adressleitungen beispielhaft darstellt.
18 eine Ansprechkurve zur Darstellung eines abfallenden Spannungspegels über einem Ausgabekondensator bei Kondensatorentladung.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Fig. detailliert beschrieben.
1 zeigt verschiedene Komponenten eines typischen Tintenstrahldruckers 54. Diese verschiedenen Komponenten umfassen die Steuerelektronik innerhalb des Tintenstrahldruckers 54, die zur Steuerung des Tintentropfenauswurfs aus den Tintenstrahldüsen einer Druckkopfpatrone 44 eines Druckkopfschlittens 42 dient. Ein Host-Computer 50 kommuniziert mit einem in dem Tintenstrahldrucker 54 integrierten Prozessor 52. Der Host-Computer 50 führt eine Treibersoftware aus, die Druckbefehle ausgibt und Daten an den Tintenstrahldrucker sendet. Wie in herkömmlichen Tintenstrahldruckern kommuniziert der Prozessor 52 mit einer Anzeige und Tastatur 56, einem Speicher 58 und Treiberschaltungen 60, die den Druckerschlittenmotor 62 und den Papiermotor 63 sowie einen Lüfter 66 ansteuern. Der Prozessor 52 sendet Signale an die Drucker-Logikschaltung 70, die die Tintenstrahldüsen jeder im Druckkopfschlitten 42 befindlichen Druckkopfpatrone 44 aktiviert. Der Tintenstrahldrucker 54 beinhaltet zudem ein Schaltnetzteil 80, das mit der Druckkopfpatrone 44 des Druckkopfschlittens 42 gekoppelt ist und die Energie zur Aktivierung jeder einzelnen Tintenstrahldüse der Druckkopfpatrone 44 liefert. Das System mit dem Schaltnetzteil 80 sowie der Druckkopfpatrone 44, die mit dem Schaltnetzteil 80 verbunden ist, wird nachfolgend detaillierter unter Bezug auf 16 beschrieben.
Der Prozessor 52 wirft gemäß einer internen Firmware, die in einem Teil des Speichers 58 gespeichert ist, wahlweise Tintentropfen aus den Tintenstrahldüsen jeder Druckkopfpatrone 44 aus. Die Programmierung des Prozessors legt somit fest, welche Tintenstrahldüse der Druckkopfpatrone 44 verwendet wird, um einen Tintentropfen auf eine gegebene Gitterstelle des gedruckten Bildes auszuwerfen, wenn die zu druckende relevante Bahn einen Tropfen an dieser gegebenen Gitterstelle erfordert. Beim Drucken in mehreren Durchgängen wird die Anordnung von Düsen zu Gitterstellen, die oft als Druckmaske bezeichnet wird, im Speicher 58 des Tintenstrahldruckers 54 abgelegt. Funktion und Betrieb einer Druckmaske werden mit Bezug auf 2–14 näher beschrieben.
2 zeigt ein Beispiel einer Druckmaske 100 mit sechs Druckzonen 102a–f und 17 einzelnen Druckmasken 104 in jeder Druckzone 102a–f (für insgesamt 102 einzelne Druckmasken 104). Eine separate Druckmaske 100 ist für jeden von der Vorrichtung unterstützten Druckbetrieb (Anzahl der Durchgänge) festgelegt und wird unverändert für das Verarbeiten und Drucken eines Bildes genutzt. Die Druckmaske 100 besteht aus den einzelnen Düsenmasken 104, die die von jeder Düse eines Druckkopfes aktivierten Punkte bestimmen. Diese einzelnen Düsenmasken 104 sind derart konfiguriert, dass die benachbarten Düsen des Druckkopfes nicht horizontal oder vertikal benachbarte Punkte während eines einzelnen Durchgangs des Druckkopfes über dem Aufzeichnungsmedium drucken. Wie zuvor beschrieben, werden Druckanomalien und Verzerrungen aufgrund der Koaleszenz benachbarter Punkte wesentlich reduziert, indem horizontale oder vertikale Adjazenzen vermieden werden.
Wie in 2 gezeigt, sind die einzelnen Düsenmasken 104 in Zonen 102a–f angeordnet, die der Anzahl von Durchgängen entsprechen, für die die Druckmaske ausgelegt wurde. Eine komplementäre Düsengruppe setzt sich aus einem Satz von Düsen mit einer Düse aus jeder Zone zusammen. Eine Düsengruppenmaske setzt sich aus Düsenmasken für jede Düse in einer Düsengruppe zusammen. Beispielsweise setzt sich die Düsengruppenmaske Nr. 2 aus den Düsenmasken Nr. 2, 19, 36, 53, 70 und 87 zusammen. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Düsengruppenmaske Nr. 2, das sechs Düsenmasken 2, 19, 36, 53, 70 und 87 umfasst. Diese sechs Düsenmasken 2, 19, 36, 53, 70 und 87 entsprechen den sechs Druckzonen 1, 2, 3, 4, 5 bzw. 6.
Während des Druckens bedruckt jede Druckzone 102a–f eine Bahn des Aufzeichnungsmediums. Wie in 2 gezeigt, kann eine Bahn als die Menge von siebzehn vertikal benachbarten Rasterlinien auf dem Aufzeichnungsmedium innerhalb der jeweiligen Druckzone definiert werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine bestimmte Anzahl von Rasterlinien in einer Bahn oder von Düsenmasken in einer gegebenen Druckzone beschränkt ist. Es sind unterschiedliche Ausführungsbeispiele vorgesehen, die eine unterschiedliche Anzahl von Rasterlinien je Bahn und oder Düsenmasken je Druckzone enthalten.
4 zeigt jede Düsenmaske 2, 19, 36, 53, 70 und 87 der Düsengruppenmaske aus 3 innerhalb ihrer entsprechenden Druckzone 1–6. Jede Rasterlinie in einer Bahn wird von einer einzelnen Düsengruppe gedruckt, wobei die Arbeit unter den Mitgliedern dieser Düsengruppe aufgeteilt wird. Während eines ersten Durchgangs des Druckkopfes über dem Aufzeichnungsmedium befindet sich eine Bahn des Aufzeichnungsmediums in der Druckzone Nr. 1, während die zweite Düse des Druckkopfes, die zur Düsengruppe 2 gehört, Punkte auf einer entsprechenden zweiten Rasterlinie 302 der Bahn gemäß der Düsenmaske 2 aus 3 druckt. 4 zeigt die Zuordnung von Punkten auf einer einzelnen Rasterlinie 302 gemäß den Düsenmasken 2, 19, 36, 53, 70 und 87 der Düsengruppenmaske 2, während sich die einzelne Rasterlinie 302 durch jede Druckzone 1–6 bewegt. Wie in 4 gezeigt, bezeichnet die Düsenmaske 2, für welche Punkte auf der zweiten Rasterlinie die Düse 2 zuständig ist. Wenn es nach dem Bild erforderlich ist, Tinte auf einem Punkt zu drucken, für den die zweite Düse zuständig ist, wird dieser Punkt während des ersten Durchgangs des Druckkopfes durch die Bahn gedruckt, wenn sich diese in der Druckzone 1 befindet.
Nachdem die Bahn in der Druckzone 1 gedruckt worden ist, wird das Aufzeichnungsmedium um einen Betrag vorgeschoben, der gleich der Größe einer Zone ist, so dass die Bahn nun in der Druckzone 2 liegt. Wenn sich die Bahn in der Druckzone 2 befindet, ist die zweite Rasterlinie 302 mit einer Düse des Druckkopfes ausgerichtet, die ein Element der Düsengruppe 2 ist. In der Druckzone 2 wird die zweite Rasterlinie 302, die teilweise von der zweiten Düse bedruckt worden ist, während diese sich in der Druckzone 1 befand, nun nach Erfordernis durch die neunzehnte Düse des Druckkopfes während eines zweiten Durchgangs des Druckkopfes über dem Aufzeichnungsmedium gedruckt. Wie zuvor erläutert, ist die neunzehnte Düse und die entsprechende Düsenmaske 18 das nächste Element der Düsengruppe 2, das für das Drucken der zweiten Rasterlinie 302 in der Bahn zuständig ist. Die Düsenmaske 19 legt fest, welche Punkte von der neunzehnten Düse zu drucken sind.
Nachdem die Bahn in der Druckzone 2 gedruckt worden ist, wird das Aufzeichnungsmedium erneut um einen Betrag vorgeschoben, der gleich der Größe einer Zone ist, so dass die Bahn nun in der Druckzone 3 liegt. In der Druckzone 3 ist die zweite Rasterlinie 302 mit einer 36. Düse des Druckkopfes ausgerichtet und wird bei Bedarf von der 36. Düse gemäß der Düsenmaske 36 während eines dritten Durchgangs des Druckkopfes über dem Aufzeichnungsmedium gedruckt.
Der zuvor beschriebene Prozess wiederholt sich, bis die Bahn in jeder Druckzone gedruckt worden ist. Wie in 3 gezeigt, sind alle Punkte der Rasterlinie 302 berücksichtigt worden, nachdem die Bahn den sechs Durchgänge umfassenden Druckvorgang abgeschlossen hat und jede der sechs Druckzonen durchlaufen hat. Der Begriff „Punkt" wird hier so verwendet, dass er sich auf jeden Bereich jeder Form oder Größe auf einem Aufzeichnungsmedium beziehen kann, der von einer Düse mit Tinte bedeckbar ist.
5 zeigt benachbarte Bahnen eines Aufzeichnungsmediums, das verschiedenen Stufen eines sechsgängigen Durchgangs (also sechs Zonen) unterzogen worden ist. Die Konfiguration von Punkten auf dem Aufzeichnungsmedium stellt alle Punkte dar, die in einer gegebenen Zone plus aller vorherigen Zonen druckbar sind. In dem gezeigten Beispiel ist das auf dem Aufzeichnungsmedium zu druckende Bild ein Vollbild, das auch als „Volltonbild" bezeichnet wird, und die gesamte bedruckbare Fläche abdeckt. Wie in 5 gezeigt, ist jeder Punkt innerhalb eines Rechtecks angeordnet, das die Fläche auf dem Aufzeichnungsmedium darstellt, die zur Bedeckung durch den Tintenpunkt vorgesehen ist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass diese Rechtecke lediglich zur Unterscheidung der verschiedenen Bereiche oder „Punkte" auf dem Aufzeichnungsmedium dargestellt werden und auf dem tatsächlichen Aufzeichnungsmedium nicht sichtbar sind. Ferner sei darauf hingewiesen, dass die auf dem Aufzeichnungsmedium gedruckten Punkte überlagernde Bereiche aufweisen können, so dass zwischen benachbarten Punkten keine Abstände verbleiben, wenn ein Vollbild oder ein „Volltonbild" erwünscht ist.
Bei der Fehlerdüsenersetzung handelt es sich um das zuvor beschriebene Druckverfahren mit mehreren Durchgängen, das es ermöglicht, die Informationen über fehlerhafte oder nicht funktionierende Düsen zu verwenden, um die Druckmasken eines Druckkopfes dynamisch zu modifizieren und nicht funktionierende Düsen zu ersetzen. Diese Art der Ersetzungsschemas führt typischerweise zu einer minimalen Verschlechterung der Druckqualität und zu keiner Verschlechterung der Druckgeschwindigkeit, wenn sich in jeder Düsengruppe relativ wenige fehlerhafte Düsen befinden. Obwohl sich die folgende Erläuterung auf einen Druckkopf bezieht, der für das Druckverfahren mit sechs Durchgängen konfiguriert ist und siebzehn Düsengruppen aufweist, wobei in jeder Düsengruppe eine Düse in jeder Druckzone vorgesehen ist, sei darauf hingewiesen, dass sich die Erfindung auch in Druckern implementieren lässt, deren Druckköpfe eine andere Anzahl von Druckzone, Düsengruppen und Düsen in jeder Düsengruppe aufweisen.
Wenn eine Düsengruppe fehlerhafte Düsen enthält, werden die Düsenmasken für die gesamte Gruppe durch eine Ersatzdüsengruppenmaske ersetzt, die für die Anzahl der in der Gruppe verbleibenden, funktionierenden Düsen ausgelegt ist. In einem Ausführungsbeispiel beträgt die maximale Anzahl von Düsen in einer Düsengruppe 6. Es wurden daher Ersatzdüsengruppenmasken für die 2, 3, 4 und 5 verbleibenden Düsen definiert. Diese Ersatzdüsengruppen masken übernehmen von den fehlerhaften Düsen die Zuständigkeit für die Aktivierung von Punkten und weisen sie den verbleibenden, funktionsfähigen Düsen innerhalb dieser Düsengruppen, um die gesamte Rasterlinie zu drucken.
Fehlerhafte Düsen können auf unterbrochene Leiterbahnen, beschädigte Tropfenauswurfwiderstände, veränderte Widerstandswerte oder schlechten Kontakt zwischen der Patrone und die „Leiterbahnfolie" zurückzuführen sein, die Steuersignale an die Patrone anlegt. Defekte Düsen können auch auf verstopfte Düsenöffnungen zurückzuführen sein. Alle diese Fehler können bewirken, dass sich eine oder mehrere Düsen nicht aktivieren lassen, was zu Anomalien in dem gedruckten Bild führt. Die Erfindung kann sich jedes bekannten Verfahrens oder Systems bedienen, um fehlerhafte Düsen in Tintenstrahldruckern zu erkennen. Nachdem eine oder mehrere Düsen als nicht funktionsfähig erkannt worden sind, kann eine Liste der fehlerhaften Düsen erzeugt werden, und zwar entweder automatisch oder durch manuelle Eingabe seitens eines Bedieners des Tintenstrahldruckers, worauf die Liste in einem Speicher des Tintenstrahldruckers abgelegt wird. Die Liste der fehlerhaften Düsen ist bei Bedarf zugänglich, um die Druckmasken der entsprechenden Druckkopfpatrone zu aktualisieren. In einem Ausführungsbeispiel wird das zuvor beschriebene, verbesserte Verfahren und System zur Erkennung nicht funktionierender Elemente in einem Druckkopf benutzt, um nicht funktionierende Tintenstrahldüsen zu erkennen und die nicht funktionierenden Tintenstrahldüsen durch eine oder mehrere verbleibende funktionierende Tintenstrahldüsen zu ersetzen. Dieses neuartige Erkennungsverfahren und -system wird nachfolgend detaillierter unter Bezug auf 16–18 beschrieben.
Wenn, wie in 6 gezeigt, eine Düse in einer Düsengruppe als nicht funktionsfähig erkannt worden ist, ersetzt eine erste Ersatzdüsengruppenmaske 500 die ursprüngliche Düsengruppenmaske dieser Düsengruppe, um das Drucken der gesamten Rasterlinie auf die fünf verbleibenden, funktionsfähigen Düsen der Düsengruppe zu übertragen. Die erste Ersatzdüsengruppenmaske 500 umfasst einzelne Ersatzdüsenmasken 501–505. Wenn eine von sechs Düsen in einer Düsengruppe ausfällt, wird diese Düse abgeschaltet oder vollständig maskiert, und die ursprünglichen Düsenmasken für die verbleibenden fünf funktionsfähigen Düsen dieser Düsengruppe werden durch die Ersatzdüsenmasken 501–505 ersetzt.
Wenn beispielsweise eine erste Düse, die der ersten Druckzone entspricht, als nicht funktionsfähig erkannt worden ist, wird die erste Düse in der ersten Druckzone einfach abgeschaltet oder vollständig maskiert, so dass sie keine Tinte auswirft, und die Ersatzdüsenmasken 501– 505 werden den verbleibenden Düsen dieser Düsengruppe zugewiesen. In einem derartigen Ausführungsbeispiel werden die Ersatzdüsenmasken 501–505 den verbleibenden Düsen zugeordnet, so dass die Ersatzdüsenmasken 501–505 den übrigen funktionsfähigen Düsen für diese Düsengruppe in der Reihenfolge der aufsteigenden Druckzonenummern für jede verbleibende funktionsfähige Düse zugeordnet sind. Wenn die der Druckzone 1 entsprechende Düse ausgefallen ist, dann ist die erste funktionsfähige Düse in der Reihenfolge der aufsteigenden Druckzonen die Düse in der Druckzone 2 für die entsprechende Düsengruppe. Die Ersatzdüsenmaske 501 wird daher dieser Düse in der Druckzone 2 zugeordnet. In gleicher Weise wird die Ersatzdüsenmaske 502 der Düse in der Druckzone 3 für die jeweilige Düsengruppe zugeordnet, und die Ersatzdüsenmaske 503 wird der Düse in der Druckzone 4 zugeordnet usw.
Wenn allerdings die nicht funktionierende Düse in Druckzone 3 fällt, würde beispielsweise die erste funktionsfähige Düse die sein, die der Druckzone 1 entspricht. Die Ersatzdüsenmaske 501 würde daher der entsprechenden Düse für die Düsengruppe in der Druckzone 1 zugewiesen werden, die Ersatzdüsenmaske 502 würde der entsprechenden Düse in der Druckzone 2 zugewiesen werden, und die Ersatzdüsenmaske 503 würde der entsprechenden Düse in der Druckzone 4 zugewiesen werden usw.
Wie in 6 gezeigt, wird die Zuständigkeit für den Ersatz der nicht funktionierenden Düse unter den verbleibenden, funktionsfähigen Düsen aufgeteilt, indem die ursprüngliche Düsengruppenmaske durch die erste Ersatzdüsengruppenmaske 500 ersetzt wird, wenn eine Düse einer Düsengruppe als nicht funktionsfähig erkannt wurde. Auf diese Weise kann weiterhin eine vollständige Rasterlinie 506, in der keine Punkte ausfallen, durch diese Düsengruppe erstellt werden.
7 zeigt eine zweite Ersatzdüsengruppenmaske 600 für eine Düsengruppe mit zwei nicht funktionierenden Düsen. Der zweite Satz von Ersatzdüsengruppenmasken 600 umfasst Ersatzdüsenmasken 601–604, die jeweils einer der vier verbleibenden Düsen für jede Düsengruppe entsprechen. Ähnlich der mit Bezug auf 6 beschriebenen Zuordnung werden die Ersatzdüsenmasken 601–604 den verbleibenden funktionsfähigen Düsen in der Reihenfolge der aufsteigenden Druckzonennummern zugeordnet. Wenn beispielsweise eine Düsengruppe nicht funktionierende Düsen in den Druckzonen 1 und 4 aufweist, würde die erste funktionierende Düse die in der Druckzone 2 sein. Daher würde die Ersatzdüsenmaske 601 der Düse in der Druckzone 2 zugewiesen werden, die Ersatzdüsenmaske 602 würde der entsprechenden Düse in der Druckzone 3 zugewiesen werden, die Ersatzdüsenmaske 603 würde der entsprechenden Düse in der Druckzone 5 zugewiesen werden und die Ersatzdüsenmaske 604 würde der entsprechenden Düse in der Druckzone 6 zugewiesen werden. Wie in 7 gezeigt, ermöglichen es die Ersatzdüsenmasken 601–604 allen vier verbleibenden funktionsfähigen Düsen jeder Düsengruppe, die zwei nicht funktionierende Düsen enthält, eine vollständige Rasterlinie 605 ohne fehlende Punkte zu drucken.
8 zeigt eine dritte Ersatzdüsengruppenmaske 700 für eine Düsengruppe mit drei nicht funktionierenden Düsen. Der dritte Satz von Ersatzdüsengruppenmasken 700 umfasst die Ersatzdüsenmasken 701–703, die den drei verbleibenden, funktionierenden Düsen einer Düsengruppe zugeordnet sind, in der drei nicht funktionierende Düsen erkannt worden sind. In einem Ausführungsbeispiel werden die Ersatzdüsenmasken 701–703 den verbleibenden Düsen in der Reihenfolge der aufsteigenden Druckzonennummern zugeordnet, wie zuvor mit Bezug auf 6 und 7 besprochen. Wie in 8 gezeigt, ermöglichen es die Ersatzdüsenmasken 701–703 allen verbleibenden Düsen einer Düsengruppe, die drei nicht funktionierende Düsen enthält, eine vollständige Rasterlinie 704 ohne fehlende Punkte zu drucken.
9 zeigt eine vierte Ersatzdüsengruppenmaske 800 für eine Düsengruppe mit vier nicht funktionierenden Düsen. Der vierte Satz von Ersatzdüsengruppenmasken 800 umfasst die Ersatzdüsenmasken 801 und 802, die den beiden verbleibenden, funktionierenden Düsen einer Düsengruppe zugeordnet sind, in der vier nicht funktionierende Düsen erkannt worden sind. In einem Ausführungsbeispiel werden die Ersatzdüsenmasken 801 und 802 den verbleibenden Düsen in der Reihenfolge der aufsteigenden Druckzonennummern zugeordnet, wie zuvor mit Bezug auf 6, 7 und 8 besprochen. Wie in 9 gezeigt, ermöglichen es die Ersatzdüsenmasken 801 und 802 allen verbleibenden Düsen einer Düsengruppe, die vier nicht funktionierende Düsen enthält, eine vollständige Rasterlinie 803 ohne fehlende Punkte zu drucken.
Um die Koaleszenz zu minimieren und die volle Druckgeschwindigkeit zu erhalten, werden horizontal benachbarte Punkte in der Auslegung aller Ersatzdüsenmasken vermieden. Für das zuvor beschriebene Ersatzschema sollten daher zumindest zwei Düsen in jeder Gruppe funktionsfähig bleiben, um das gleichzeitige Drucken horizontal benachbarter Punkte zu vermeiden. Wie zuvor beschrieben, führt das gleichzeitige Drucken benachbarter Punkte häufig zu Koaleszenz und zu einer Verschlechterung der Druckqualität. Wenn in einer Düsengruppe weniger als zwei nicht funktionierende Düsen verbleiben, wird der Bediener daher in einem Ausführungsbeispiel angewiesen, einen Druckbetrieb mit mehr Durchgängen zu wählen oder die Druckpatrone zu ersetzen.
10 zeigt die Ersatzdüsenmasken 501–505 der ersten Ersatzdüsengruppenmaske 500, die den verbleibenden Düsen einer Düsengruppe zugewiesen sind, die eine nicht funktionierende Düse enthält, wobei sich jede verbleibende Düse in einer entsprechenden Druckzone befindet. Wie in 9 gezeigt, befindet sich die fehlerhafte, nicht funktionierende Düse in der Druckzone 1. Die Düse in der Druckzone 1 wird daher vollständig abgeschaltet oder maskiert, so dass auf einer entsprechenden Rasterlinie eines Aufzeichnungsmediums in Druckzone 1 keine Punkte ausgeworfen werden. Wenn sich das Aufzeichnungsmedium (z. B. ein Papierbogen) unter dem Druckkopf in Richtung der Pfeile 902 bewegt, verschiebt sich die Rasterlinie zur nächsten Druckzone, und die nächste Düse in der jeweiligen Düsengruppe kann Punkte auf der Rasterlinie gemäß der Ersatzdüsenmaske 501 drucken. Wenn sich das Aufzeichnungsmedium weiter in Richtung der Pfeile 902 bewegt, durchläuft die Rasterlinie nacheinander jede der Druckzonen, und die folgenden Düsen der jeweiligen Düsengruppe drucken Punkte auf der Rasterlinie gemäß ihrer jeweiligen Ersatzdüsenmaske 501–505. Nachdem die Rasterlinie durch jede der entsprechenden Druckzonen getreten ist, ist jeder Punkt oder vorgesehene Druckbereich auf der Rasterlinie berücksichtigt worden, wie anhand der vollständigen Rasterlinie 506 gezeigt.
11 zeigt einen Teil einer Druckmaske, in der die erste Ersatzdüsengruppenmaske 500 aus 6 der Düsengruppe 12 zugeordnet ist, weil die Düse 12 der Düsengruppe 12 als nicht funktionsfähig erkannt worden ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die Düse 12 in der Druckzone 1 der Düsengruppe 12 vollständig maskiert ist und daher keine Punkte auf der jeweiligen Rasterlinie druckt. Die verbleibenden Düsen 29, 46, 63, 80 und 97 der Düsengruppe 12 wurden den Ersatzdüsenmasken 501, 502, 503, 504 bzw. 505 (6) zugeordnet, um die nicht funktionsfähige Düse 12 zu ersetzen.
12 zeigt benachbarte Bahnen eines Aufzeichnungsmediums, das ein oder mehrere Stufen eines Sechs-Zonen-Druckprozesses abgeschlossen hat, wobei die erste Ersatzdüsengruppenmaske 500 aus 6 der Düsengruppe 12 zugeordnet worden ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die Rasterlinie 12, die der nicht funktionierenden Düse 12 in der Druckzone 1 entspricht, keine gedruckten Punkte aufweist. Da aber diese Rasterlinie durch jede der aufeinander folgenden Stufen tritt, wird diese vollständig mit Punkten „aufgefüllt". Wie in 12 gezeigt, sind alle Punkte der Rasterlinie ausgefüllt, nachdem der Druckvorgang in der Druckzone 6 für die Rasterlinie 12 abgeschlossen ist.
In 12 stellt die Konfiguration von Punkten auf dem Aufzeichnungsmedium alle Punkte dar, die in einer gegebenen Zone plus aller vorherigen Zonen druckbar sind. Mit anderen Worten ist in dem gezeigten Beispiel das auf dem Aufzeichnungsmedium zu druckende Bild ein Volltonbild, das die gesamte bedruckbare Fläche abdeckt, was auch als Volltonfläche bezeichnet wird. Wie in 12 gezeigt, ist jeder Punkt innerhalb eines Rechtecks angeordnet, das die Fläche auf dem Aufzeichnungsmedium darstellt, die zur Bedeckung durch den Tintenpunkt vorgesehen ist. Allerdings werden diese Rechtecke lediglich zur Unterscheidung der verschiedenen Bereiche auf dem Aufzeichnungsmedium dargestellt und sind auf dem eigentlichen Aufzeichnungsmedium nicht sichtbar. Die auf dem Aufzeichnungsmedium gedruckten Punkte können sich überlagernde Bereich aufweisen, so dass zwischen benachbarten Punkten keine Zwischenräume verbleiben, wenn ein Volltonflächenbild erwünscht ist.
Für eine gegebene Anzahl nicht funktionierender Düsen in einer Düsengruppe wird derselbe Satz von Ersatzmasken verwendet, der der Anzahl nicht funktionierender Düsen entspricht, und zwar unabhängig davon, welche Düse in der Düsengruppe als fehlerhaft erkannt worden ist. Wie in 11 gezeigt, treten einige vertikale Adjazenzen auf, wenn der Standarddruckmaske für den gesamten Druckkopf Ersatzmasken zugeordnet werden. Diese vertikalen Adjazenzen sind jedoch selten und führen nur zu einer minimalen Qualitätseinbuße.
Wenn allerdings Düsen in benachbarten Düsengruppen als fehlerhaft erkannt worden sind, würden identische Ersatzdüsenmasken für benachbarte Düsen in Druckzonen verwendet, die die übrigen funktionsfähigen Düsen jeder der benachbarten Düsengruppen enthalten. 13 zeigt die Verwendung identischer Ersatzdüsenmasken für benachbarte Düsengruppen, die jeweils eine fehlerhafte Düse aufweisen. Der erste Satz von Ersatzdüsengruppenmaske 500 aus 6 wird für jede der benachbarten Düsengruppen verwendet. Wie in 13 gezeigt, würden benachbarte, verbleibende, funktionsfähige Düsen für beide Düsengruppen eine erhebliche Anzahl vertikal benachbarter Punkte innerhalb jeder Druckzone erzeugen. Dies führt zu einer erheblichen Zunahme der Koaleszenz und daher zu einer erheblichen Einbuße der Druckqualität.
Um die Verwendung identischer Ersatzmasken für benachbarte Düsen in einer Druckzone zu vermeiden, wird ein Rotationsschema für die Anordnung der Ersatzmasken verwendet. Wenn beispielsweise eine Düse in der Düsengruppe 1 ausfällt, werden die Ersatzdüsenmasken 501– 505 (6) nacheinander auf die verbleibenden, funktionsfähigen Düsen der Düsengruppe 1 in der Reihenfolge 501, 502, 503, 504 und 505 angewandt. Jede Ersatzdüsenmaske 501–505 wird der entsprechenden Düse in der Reihenfolge der aufsteigenden Druckzonennummer zugeordnet, wie zuvor beschrieben. Wenn eine Düse in der Düsengruppe 2 ausfällt, werden die Ersatzdüsenmasken 501–505 derart gedreht, dass sie auf die verbleibenden, funktionsfähigen Düsen der Düsengruppe 2 in der Reihenfolge 502, 503, 504, 505 und dann 501 angewandt werden. Dieser Rotationsvorgang wird jedes Mal wiederholt, wenn eine andere Düse in einer anderen benachbarten Düsengruppe, z. B. Düsengruppe 3, als nicht funktionsfähig erkannt worden ist. Die nächste Drehung führte dazu, dass die Ersatzmasken in der Reihenfolge 503, 504, 505, 501 und 502 angewandt werden.
14 zeigt die erste Ersatzdüsengruppenmaske 500, nachdem die Ersatzdüsenmasken 501– 505 einmal gedreht worden sind, so dass die Ersatzdüsenmasken 501–505 jetzt in der Reihenfolge 502, 503, 504, 505 und dann wieder 501 auf die verbleibenden, funktionsfähigen Düsen einer Düsengruppe angewandt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Ersatzdüsenmaske 502 jetzt die erste Maske ist, die auf die verbleibende, funktionsfähige Düse in der untersten Druckzone angewandt wird, dass die Ersatzdüsenmaske 503 auf die funktionsfähige Düse in der nächst niedrigeren Druckzone angewandt wird usw. Die Ersatzdüseninaske 501 ist dann die letzte angewandte Ersatzdüsenmaske.
Durch Rotation der Reihenfolge der Ersatzdüsenmasken, wenn sich nicht funktionsfähige Düsen in benachbarten Düsengruppen befinden, werden vertikale Adjazenzen minimiert, und die Druckqualität wird auch dann maximiert, wenn eine Druckpatrone zahlreiche fehlerhafte Düsen aufweist. In 15 ist eine erste Düse 130 einer ersten Düsengruppe nicht funktionsfähig, und eine zweite Düse 132 einer zweiten, benachbarten Düsengruppe ist ebenfalls nicht funktionsfähig. Die Ersatzdüsenmasken 501–505 werden nach dem zuvor beschriebenen Rotationsschema auf die benachbarten Düsengruppen angewandt. In der Druckzone 2 wird die Ersatzdüsenmaske 501 auf eine erste verbleibende, funktionsfähige Düse der ersten Düsengruppe angewandt, während die Ersatzdüsenmaske 502 auf eine zweite verbleibende, funktionsfähige und zur ersten verbleibenden Düse benachbarte Düse der zweiten Düsengruppe angewandt wird. Auf diese Weise treten keine vertikalen Adjazenzen zwischen den Punkten auf, die von den verbleibenden, funktionsfähigen Düsen in der Druckzone 1 gedruckt werden. In jeder der übrigen Druckzonen 3–6 gibt es ebenfalls keine identischen Ersatzmasken für benachbarte Düsen und somit auch keine vertikalen Adjazenzen.
Wenn neue fehlerhafte Düsen während eines Druckvorgangs erkannt werden, ermöglicht ein Firmware-Algorithmus, der eine Druckzone der Druckmaske je Druckkopfdurchgang aktualisiert, den reibungslosen Übergang zur Fehlerdüsenersetzung. Druckzone 1 druckt stets in einer unbedruckten Bahn des Aufzeichnungsmediums. Druckzone 2 überdruckt stets den von Zone 1 bedruckten Bereich und muss Düsenmasken verwenden, die den von Zone 1 in dem vorherigen Durchgang des Druckkopfs verwendeten entsprechen usw. Falls eine neue fehlerhafte Düse mitten im Druckauftrag erkannt wird, werden nur die Düsenmasken für den nächsten Durchgang des Druckkopfes aktualisiert, die der Druckzone 1 entsprechen. Nach Abschluss des Durchgangs werden die der Druckzone 2 entsprechenden Düsenmasken aktualisiert, aber die den übrigen Druckzonen entsprechenden Düsenmasken bleiben unverändert. Dieser Prozess setzt sich fort, bis alle Zonen nacheinander auf die neuen Masken in der Reihenfolge der aufsteigenden Druckzonennummern aktualisiert worden sind. Auf diese Weise schließt eine entsprechende Rasterlinie, die vor dem Ausfall der fehlerhaften Düse in einer Druckzone erfolgreich gedruckt worden ist, die nachfolgenden Stufen in jeder nachfolgenden Druckzone gemäß der ursprünglichen Druckmasken für die jeweilige Düsengruppe ab, die für das Drucken der Rasterlinie zuständig sind.
Nachfolgend wird ein verbessertes Verfahren und System zur Erkennung nicht funktionierender Tintenstrahldüsen oder anderer Elemente in einem Tintenstrahldruckkopf beschrieben, das in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Einsatz kommt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das nachfolgend beschriebene Erkennungsverfahren und -system beschränkt ist, sondern dass jedes Erkennungsverfahren und -system verwendbar ist, das in der Technik bekannt ist oder in Zukunft bekannt werden wird.
16 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltung zur Erkennung ausgefallener Düsen. Die Schaltung 16 umfasst das Schaltnetzteil 80 aus 1, das eine Recheckimpulswelle (V_out) an einen Induktor (L₁) 162 ausgibt, der mit der Ausgabe des Schaltnetzteils 80 verbunden ist. Mit dem Induktor (L₁) 162 ist ein Kondensator (C₁) 164 gekoppelt, der zusammen mit dem Induktor (L₁) 162 ein Tiefpassfilter für die Ausgabe des Schaltnetzteils 80 bildet. Wie in 16 gezeigt, ist die Ausgabe (V_out) des Schaltnetzteils 80 eine Rechteckimpulswelle mit einer Dauer T. Das Tiefpassfilter, das aus dem Induktor (L₁) 162 und einem Kondensator (C₁) 164 besteht, wandelt diese Rechteckimpulswelle in eine Gleichspannung (V_c) um, die im Kondensator (C₁) 164 gespeichert wird. Ein Nebenschlusswiderstand (R₁) 166 ist mit dem Kondensator (C₁) 164 parallel geschaltet und erzeugt einen langsamen Stromverbrauch, der den Kondensator (C₁) 164 in einer Geschwindigkeit entlädt, die umgekehrt proportional zum Wert des Nebenschlusswiderstands (R₁) 166 ist. Schaltnetzteile und Tiefpassfilter nach der vorausgehenden Beschreibung sowie deren Betriebweisen sind in der Technik bekannt. Es wird daher auf eine detaillierte Beschreibung der Funktion und des Betriebs des Schaltnetzteils 80 und des Tiefpassfilters, des Induktors (L₁) 162 und des Kondensators (C₁) 164 verzichtet.
Um die Ausgabespannung Vout des Schaltnetzteils 80 und damit die am Kondensator (C₁) 164 anliegende Gleichspannungsausgabe V_c einzustellen, ist eine Rückkopplungsschaltung mit einem Rückkopplungsanschluss (FB) des Schaltnetzteils 80 verbunden. Die Rückkopplungsschaltung umfasst ein Widerstandsteilernetz, das parallel zum Kondensator (C₁) 164 geschaltet ist und die Gleichspannungsausgabe (V_c) in eine gewünschte Rückkopplungsspannung (V_FB) teilt, die dann an den Rückkopplungsanschluss des Schaltnetzteils 80 angelegt wird. Das Rückkopplungsnetz besteht aus einem zweiten Widerstand (R₂) 168 und einem dritten Widerstand (R₃) 170. Wie in der elektronischen Technik bekannt, ist die Größe der Rückkopplungsspannung (V_FB) abhängig von der Gleichspannungsausgabe V_c, dem Widerstand (R₂) 168 und dem Widerstand (R₃) 170 gemäß folgender Gleichung: VFB = VR1 × [R3 ÷ (R2 + R3)] (2)
Um die Gleichspannungsausgabe (V_c) zu regeln, wird die Rückkopplungsspannung (V_FB), die direkt proportional zur Gleichspannungsausgabe (V_c) ist, mit einer Referenzspannung (V_REF) verglichen, um zu ermitteln, ob die Gleichspannungsausgabe (V_c) innerhalb eines gewünschten Spannungsbereichs liegt. Die Referenzspannung (V_REF) wird durch einen Referenzkondensator (C₂) 176 bereitgestellt, der in Reihe mit einem Ausgleichswiderstand (R₅) 178 geschaltet ist, der wiederum mit der Referenzspannungs-Ausgabequelle (V_ROUT) des Schaltnetzteils 80 gekoppelt ist. Das Schaltnetzteil 80, das Tiefpassfilter mit Induktor (L₁) 162 und Kondensator (C₁) 164, das Spannungsteiler-Widerstandsnetz mit Widerstand (R₂) 168 und Widerstand (R₃) 170, sowie das zuvor kurz beschriebene Rückkopplungs-Regelungsschema sind in der Technik bekannt und brauchen daher hier nicht näher erläutert zu werden. Das Schaltnetzteil 80 kann jedes kommerziell verfügbare Netzteil sein, das die gewünschte geregelte Gleichspannungsausgabe (V_c) erzeugt. In einem Ausführungsbeispiel beträgt die gewünschte Gleichspannungsausgabe (V_c) 13,5 Volt bei 8 Ampere, wobei die Werte der zuvor beschriebenen Einzelkomponenten in der folgenden Tabelle aufgeführt sind:
Mit der gleichspannungsgeregelten Gleichspannungsausgabe (V_c) des Schaltnetzteils 80 ist die Druckkopfpatrone 44 aus 1 verbunden, die über acht Speiseleitungen P₁–P₈ verfügt. Jede Speiseleitung P₁–P₈ wird durch einen entsprechenden Schalter 190 aktiviert, der eine elektrische Verbindung zwischen der Gleichspannungsausgabe (V_c) des Schaltnetzteils und einer entsprechenden Tintenstrahldüse 192 herstellt. Jede der Tintenstrahldüse 192 ist ihrerseits mit einer entsprechenden Adressleitung A₁–A₁₃ verbunden, von denen jede durch einen entsprechenden Schalter 194 eingeschaltet wird, der sich öffnet und schließt, um eine elektrische Verbindung zwischen elektrischer Masse und jeder Tintenstrahldüsen 192 herzustellen. In einem Ausfürungsbeispiel ist jeder Schalter 190 bis 194, der den Speiseleitungen bzw. den Adressleitungen entspricht, als bipolarer NPN-Transitor bzw. als N-FET-Transistor ausgebildet.
Wie in 16 gezeigt, sind jeder Speiseleitung P₁–P₈ 13 Tintenstrahldüsen 192 zugeordnet. Jede der 13 Tintenstrahldüsen 192 für jede Speiseleitung P₁–P₈ ist mit einer entsprechenden Adressleitung A₁–A₁₃ gekoppelt, was insgesamt 104 (8 × 13) Tintenstrahldüsen 192 ergibt. Um eine Tintenstrahldüse 192 zu aktivieren, müssen die entsprechenden Speise- und Adressleitungen gleichzeitig eingeschaltet werden, damit eine Verbindung von der Gleichspannungsausgabe (V_c) des Schaltnetzteils 80 zur elektrischen Masse hergestellt wird, wodurch sich die Schaltung für die entsprechende Tintenstrahldüse 192 schließt. Wenn es beispielsweise wünschenswert ist, die Tintenstrahldüse 192a, wie in 16 gezeigt, zu aktivieren, muss der Schalter 190, der der Speiseleitung 1 (P₁) entspricht, ebenso wie der Schalter 194, der der Adressleitung 3 (A₃) entspricht, geschlossen werden. Nur dann wird die Tintenstrahldüse 192a aktiviert. Wie zuvor beschrieben, können die Schalter 190, die den Speiseleitungen P₁-P₈ entsprechen, sowie die Schalter 194, die den Adressleitungen A₁–A₁₃ entsprechen, bipolare NPN-Transistoren sein, die durch Anlegen eines bestimmten Stroms an deren Basis aktivierbar sind. Es sind jedoch auch andere Arten von Transistoren oder Schaltern verwendbar, um die entsprechenden Speise- oder Adressleitungen erfindungsgemäß zu aktivieren.
17 zeigt eine Tintenstrahlmatrix 44a, die der Druckkopfpatrone 44 aus 16 entspricht. Die Tintenstrahlmatrix 44a zeigt die Beziehung zwischen jeder Tintenstrahldüse 192 und den entsprechenden Speise- und Adressleitungen. Jede der Speiseleitung P₁–P₈ wird abhängig davon ein- und ausgeschaltet, ob eine Tintenstrahldüse 192, die der jeweiligen Speiseleitung entspricht, aktiviert werden soll. Jede der Adressleitungen A₁–A₁₃ wird abhängig davon ein- und ausgeschaltet, ob eine Tintenstrahldüse 192, die der jeweiligen Adressleitung entspricht, aktiviert werden soll. 17 zeigt zudem, dass beispielsweise zur Aktivierung der Tintenstrahldüse 192a, der Schalter 190, der der Speiseleitung P₁ entspricht, und der Schalter 194, der der Adressleitung A₃ entspricht, geschlossen werden muss, um eine geschlossene elektrische Schaltung von der Gleichspannungsausgabe des Netzteils zur elektrischen Masse der jeweiligen Tintenstrahldüse herzustellen.
17 ist kein elektrischer Schaltplan, sondern eine Darstellung der Zuordnung zwischen einer Speiseleitung und einer Adressleitung für jede Tintenstrahldüse 192. Die Tintenstrahl düsen 192 sind nicht notwendigerweise auf einer Druckkopfpatrone 44 (1) in einer Matrixkonfiguration angeordnet, wie in 17 gezeigt. Die Tintenstrahldüsen 192 sind auch nicht direkt mit benachbarten Tintenstrahldüsen 192 verbunden, wie durch 17 dargestellt. Statt dessen ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel jede Tintenstrahldüse 192 unabhängig mit der entsprechenden Speise- und Adressleitung derart gekoppelt, dass das Aktivieren einer Tintenstrahldüse nicht das Aktivieren einer benachbarten Tintenstrahldüse beeinträchtigt. Wie in 17 gezeigt, ist jede Speiseleitung P₁–P₈ mit der Gleichspannungsausgabe des Schaltnetzteils 80 aus 16 verbunden. Die Adressleitungen A₁–A₁₃ sind jeweils entsprechend mit Masse verbunden. In einem Ausführungsbeispiel umfasst jede Druckkopfpatrone 44 ihre eigenen separaten und unabhängigen Speiseleitungen P₁–P₈. Die Adressleitungen A₁–A₁₃ werden jedoch von allen Druckkopfpatronen 44 innerhalb eines Druckkopfschlittens 42 (1) benutzt. Wie in 17 gezeigt, setzt sich jede Adressleitung A₁–A₁₃ zur nächsten Druckkopfpatrone 44 innerhalb des Druckkopfschlittens 42 fort.
16 zeigt zudem eine Schaltung zur Fehlerdüsenersetzung 160, die einen Pull-Down-Widerstand (R₄) 172 und einen Pull-Down-Schalter 174 umfasst, der in Reihe mit dem Pull-Down-Widerstand (R₄) 172 geschaltet ist. In einem Ausführungsbeispiel ist der Pull-Down-Schalter 174 ein bipolarer NPN-Transistor. Wie in 16 gezeigt, sind der Pull-Down-Widerstand (R₄) 172 und der Pull-Down-Schalter 174 mit dem Spannungsteiler-Widerstandsnetz derart verbunden, dass sie parallel mit dem dritten Widerstand (R₃) 170 geschaltet sind.
Die geregelte Gleichspannungsausgabe (V_c) kann um einen gewünschten Betrag durch Schließen des Pull-Down-Schalters 174 inkrementiert werden, wodurch die Größe der Rückkopplungsspannung (V_FB) verringert wird, die an den Rückkopplungsanschluss (FB) des Schaltnetzteils 80 angelegt wird. Durch Einschalten des Pull-Down-Schalters 174 wird eine elektrische Verbindung zwischen dem Pull-Down-Widerstand (R₄) 172 und Masse hergestellt, wodurch der Pull-Down-Widerstand (R₄) 172 parallel zum dritten Widerstand (R₃) 170 des Spannungsteiler-Widerstandsnetzes geschaltet wird. Durch zusätzliches Parallelschalten des Pull-Down-Widerstands (R₄) 172 mit dem dritten Widerstand (R₃) 170 wird der effektive Rückkopplungswiderstand (R_FB) herabgesetzt. Der Wert des effektiven Rückkopplungswiderstands (R_FB) unterliegt folgender Gleichung:
Weil die Rückkopplungsspannung (V_FB) direkt proportional zum effektiven Rückkopplungswiderstand (R_FB) ist, führt ein Abfall des effektiven Rückkopplungswiderstands (R_FB) zu einem proportionalen Abfall der Rückkopplungsspannung (V_FB). Wenn die Rückkopplungsspannung (V_FB) durch Einschalten des Pull-Down-Schalters 174 verringert wird, wodurch sich der effektive Rückkopplungswiderstand (R_FB) ebenfalls verringert, kompensiert das Schaltnetzteil 80 diesen Abfall der Rückkopplungsspannung durch Erhöhen der geregelten Gleichspannungsausgabe (V_c). Hierzu erhöht das Schaltnetzteil seinen „Schaltarbeitszyklus", d. h. es erzeugt längere Impulswellen für das Tiefpassfilter, das aus dem Induktor (L₁) 162 und dem Kondensator (C₁) 164 besteht. Die Impulsrechteckwelle beginnt, den Kondensator (C₁) 164 zu laden, wodurch die Gleichspannungsausgabe (V_c) über dem Kondensator (C₁) 164 ansteigt. Das Schaltnetzteil 80 legt die Impulsrechteckwelle weiter an das Tiefpassfilter an, bis sich die geregelte Gleichspannungsausgabe (V_c) auf einem höheren Spannungspegel stabilisiert hat. Die Gleichspannungsausgabe (V_c) erhöht sich, bis die direkt proportionale Rückkopplungsspannung (V_FB) die Spannungspegel vor Einschalten des Pull-Down-Schalters 174 erreicht hat. Zu diesem Zeitpunkt stabilisiert sich die Gleichspannungsausgabe (V_c) auf ihrem neuen höheren Wert, und das Schaltnetzteil 80 setzt den Schaltvorgang aus.
Nachdem die geregelte Gleichspannungsausgabe (V_c) auf den neuen Spannungspegel gebracht worden ist, kann sie wieder auf ihren ursprünglichen Spannungspegel zurückgeführt werden, indem man den Pull-Down-Schalter 174 abschaltet. Durch Abschalten des Pull-Down-Schalters 174 kehrt der effektive Rückkopplungswiderstand wieder zu seinem ursprünglichen, höheren Wert zurück, der gleich dem Widerstand des dritten Widerstands (R₃) 170 ist. Dadurch steigt wiederum die Rückkopplungsspannung (V_FB) an, was dem Schaltnetzteil 80 anzeigt, dass die Gleichspannungsausgabe (V_c) zu hoch ist. Zu diesem Zeitpunkt legt das Schaltnetzteil 80 keine Impulswelle an das Tiefpassfilter an, so dass die Spannung über dem Kondensator (C₁) 164 abfällt, während Strom aus dem Kondensator (C₁) 164 entnommen wird. Wenn keine Tintenstrahldüsen 192 aktiviert werden, oder wenn keine Speiseleitungen P₁–P₈ oder Adressleitungen A₁–A₁₃ eingeschaltet werden, entlädt sich der Kondensator (C₁) 164 langsam durch den effektiven Ausgangswiderstand, der die Reihenwiderstände (R₂) 168 und (R₃) 170 des Spannungsteiler-Widerstandsnetzes umfasst, die parallel zum Nebenschlusswiderstand (R₁) 166 geschaltet sind, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die proportional zum Kapazitätswert des Kondensators (C₁) 164 und umgekehrt proportional zum effektiven Ausgangswiderstand ist.
18 zeigt eine Spannungsansprechkurve zur Darstellung der Entladung des Kondensators (C₁) 164 (16). Die vertikale Achse der Spannungsansprechkurve bezeichnet die Größe der geregelten Gleichspannungsausgabe (V_c), während die horizontale Achse der Ansprechkurve die Zeit angibt. Zum Zeitpunkt t₀ befindet sich die geregelte Ausgabespannung in einem stabilisierten, höheren Zustand, angezeigt durch V_H, und der Pull-Down-Schalter 174 (16) wird eingeschaltet. Zum Zeitpunkt t₁ wird der Pull-Down-Schalter 174 abgeschaltet, wodurch sich der effektive Rückkopplungswiderstand (R_FB) auf seinen ursprünglichen Wert von Widerstand (R₃) 170 erhöht. Dadurch wird die Rückkopplungsspannung (V_FB) proportional erhöht, wodurch dem Schaltnetzteil 80 angezeigt wird, dass die geregelte Gleichspannungsausgabe (V_c) zu hoch ist. Zu diesem Zeitpunkt legt das Schaltnetzteil 80 keine Rechteckimpulswelle an den Induktor (L₁) 162 und den Kondensator (C₁) 164 (16) an, und das Schaltnetzteil ist praktisch ausgeschaltet.
Von t₁ bis t₂ entlädt sich der Kondensator (C₁) 164 mit einer Geschwindigkeit, die umgekehrt proportional zum Widerstand der Ausgabe des Schaltnetzteils 80 ist. Der Spannungsabfall aufgrund der Entladung des Kondensators (C₁) 164, während keine Tintenstrahldüsen aktiviert und keine Speise- oder Adressleitungen eingeschaltet werden, wird durch die Ansprechkurve 400 dargestellt. Wenn keine Tintenstrahldüsen 192 aktiviert und keine Speise- oder Adressleitungen eingeschaltet werden, ist der effektive Ausgangswiderstand des Schaltnetzteils 80, wie zuvor erläutert, gleich dem Nebenschlusswiderstand (R₁) 166, der parallel zur Summe der Widerstände (R₂) 168 und (R₃) 170 geschaltet ist. Im Rahmen der nachfolgenden Erörterung wird angenommen, dass der effektive Ausgangswiderstand im Wesentlichen gleich dem Nebenschlusswiderstand (R₁) 166 ist. Diese Näherung hat keine Änderung der nachfolgenden Analyse zur Folge. Die Zeit, die der Kondensator (C₁) 164 benötigt, um sich durch den Nebenschlusswiderstand (R₁) 166 zu entladen, so dass die geregelte Gleichspannungsausgabe (V_c) von (V_H) auf (V_REG) abfällt, wird durch τ = t₂·t₁ dargestellt. τ ist hier die Referenzentladedauer.
Durch Messen der Referenzentladedauer τ, die benötigt wird, damit die Gleichspannungsausgabe (V_c) von einem Wert von V_H auf V_REG abfällt, wird ein Referenzwert ermittelt, der umgekehrt proportional zur Menge des vom Ausgang des Schaltnetzteils 80 entnommenen Stroms ist. Dieser Ausgabereferenzstrom (I_REF) bezeichnet die Menge des von dem Schaltnetzteil 80 entnommenen Stroms, wenn keine Tintenstrahldüsen 192 aktiviert werden, d. h. wenn alle Speiseleitungen P₁–P₈ und alle Adressleitungen A₁–A₁₃ ausgeschaltet sind. Die Referenzentladedauer wird von dem Punkt an gemessen, zu dem der Pull-Down-Schalter 174 (16) zum Zeitpunkt t₁abgeschaltet worden ist, nachdem sich die Gleichspannungsausgabe (V_c) auf einem neuen, höheren Wert V_H stabilisiert hat, bis zu dem Zeitpunkt t₂, zu dem das Schaltnetzteil seinen Schaltbetrieb wieder aufnimmt, d. h. eine Impulswelle ausgibt. Ein Sensor 180, der mit dem Ausgang des Schaltnetzteils 80 gekoppelt ist, misst die Impulswellenausgabe (V_out) des Schaltnetzteils 80 zum Zeitpunkt t₂ und zeichnet die Erfassungszeit auf. Der Sensor 180 kann einer der zahlreichen, in der Technik bekannten Schaltungen sein, die in der Lage sein, eine Impulswelle zu messen.
Ähnlich dem zuvor beschriebenen Verfahren zur Ermittlung der Referenzentladedauer lässt sich eine Testentladedauer für jeden der folgenden Zustände ermitteln: (1) wenn nur eine Speiseleitung P₁–P₈ eingeschaltet ist; (2) wenn nur eine Adressleitung A₁–A₁₃ eingeschaltet ist, (3) wenn eine Düse eingeschaltet ist (d. h. die entsprechende Speiseleitung und Adressleitung wird gleichzeitig eingeschaltet). In einem Ausführungsbeispiel wird die zuvor beschriebene Testentladedauer T_test für jede der Speiseleitungen P₁–P₈, jede der Adressleitungen A₁–A₁₃ und jede Tintenstrahldüse 192 nacheinander gemessen. Durch nacheinander folgendes Einschalten jeder Speiseleitung P₁–P₈, ohne eine der Adressleitungen A₁–A₁₃ einzuschalten, lässt sich jede der Speiseleitung P₁–P₈ einzeln testen. Jedes Element einer Druckkopfpatrone 44 kann dadurch einzeln getestet werden.
Um eine Tintenstrahldüse 192 aktivieren zu können, muss, wie zuvor erläutert, eine entsprechende Speise- und Adressleitung gleichzeitig eingeschaltet sein, um einen geschlossenen Schaltkreis herzustellen, der zwischen dem Ausgang des Schaltnetzteils 80 und der elektrische Masse verbunden ist. Nur dann liefert das Schaltnetzteil 80 die gewünschte Spannung und den gewünschten Strom über der jeweils zu aktivierenden Düse. Wenn eine Speiseleitung eingeschaltet wird, ohne eine Adressleitung einzuschalten, sollte Idealerweise kein geschlossener Stromkreis zum Ausgang des Schaltnetzteils 80 hergestellt sein, weshalb auch kein weiterer Strom vom Kondensator (C₁) 164 entnommen werden sollte. Durch nacheinander folgendes, einzelnes Einschalten jeder Speiseleitung und durch Abschalten des Pull-Down-Schalters 174 zum Zeitpunkt t₁ lässt sich ermitteln, ob eine Speiseleitung selbst zusätzlichen Strom vom Schaltnetzteil 80 bezieht, wenn dieses eingeschaltet ist. Da von einer einzelnen Speiseleitung kein zusätzlicher Strom entnommen werden sollte, wenn gleichzeitig keine Adressleitungen aktiviert sind, sollte die Testentladedauer T_test gleich der Referenzentladedauer T sein. Wenn sich durch Messen herausstellt, dass die Testentladedauer T_test erheblich kürzer als die Referenzentladedauer τ ist, weist dies darauf hin, dass zusätzlicher Strom durch Einschalten der jeweiligen Speiseleitung entnommen wird. Wenn, wie in 18 gezeigt, die Testspannungs-Ansprechkurve 402 auf V_reg innerhalb einer durch Testentladedauer T_test bezeichneten Zeit abfällt, die erheblich kürzer als T ist, dann wird angenommen, dass die entsprechende Speiseleitung einen Kurzschluss aufweist und/oder einen unerwünschten Stromschluss gegen Masse. In einem Ausführungsbeispiel gilt die entsprechende Speiseleitung als defekt oder nicht funktionsfähig, wenn die Testentladedauer T_test kleiner als 30% der Referenzentladedauer τ ist.
In der in 16 gezeigten Schaltung lässt sich die Speiseleitung einschalten, indem man einen Spannungsimpuls an den entsprechenden NPN-Transistor 190 für die Speiseleitung anlegt. In einem Ausführungsbeispiel hat der Impuls zum Einschalten einer entsprechenden Speiseleitung während des Tests der Speiseleitung einen Arbeitszyklus, der 16 mal größer ist als ein Impuls, der zum Einschalten der Speiseleitung während des tatsächlichen Aktivierens einer Tintenstrahldüse im normalen Betrieb des Tintenstrahldruckers 54 dient (1). Wie nachfolgend detaillierter erläutert, muss der 1/16 Arbeitszyklus des „eigentlichen" Impulses, der zur Aktivierung einer Tintenstrahldüse 192 im Vergleich mit dem „Testimpuls" dient, der während des Testens der Speiseleitung verwendet wird, kompensiert werden, indem ein gemessener Strom durch 16 geteilt wird, der von einer Speiseleitung während des Testens entnommen wird. Die Erhöhung des Arbeitszyklus des Testimpulses gibt dem Kondensator (C₁) 164 ausreichend Zeit, sich um eine Menge zu entladen, die proportional zu Spannungsänderung dV der geregelten Gleichspannungsausgabe (V_c) während des Testens der Speiseleitungen ist. Der erhöhte Arbeitszyklus ermöglicht zudem eine genauere Messung der Eigenschaften der Speiseleitung.
Nachdem alle Speiseleitungen P₁–P₈ getestet worden sind, kann jede Adressleitung A₁-A₁₃ jeweils nacheinander ähnlich wie während des Tests der jeweiligen Speiseleitung P₁–P₈ getestet werden. Das Verfahren zum Testen einer Adressleitung kann mit dem Verfahren zum Testen einer Speiseleitung identisch sein und braucht daher hier nicht wiederholt beschrieben zu werden.
Aus der vorausgehenden Gleichung 1 ist bekannt, dass der aus dem Schaltnetzteil entnommene mittlere Strom durch die Gleichung I_Mittel = C·(dV(dT) gegeben ist, wobei C die Ausgangskapazität des Kondensators (C₁) 164 ist, dV ist die Spannungsänderung der geregelten Gleichspannungsausgabe (V_c) während der Entladung des Kondensators (C₁) 164, und dT ist die für die Spannungsänderung gemessene Zeit. Aus dieser Gleichung ist zu ersehen, dass der aus dem Kondensator (C₁) 164 entnommene Strom umgekehrt proportional zur Dauer dT ist, die benötigt wird, um den Kondensator (C₁) 164 zu entladen, während sich die Ausgangsspannung um einen Betrag von dV ändert. Unter Berücksichtigung dieser Beziehung zwischen dem Strom und der Entladezeit ist es möglich, die mittlere Stromabgabe des Kondensators (C₁) 164 durch Messen der Zeitdauer zu berechnen, die erforderlich ist, damit sich die Spannung über dem Kondensator (C₁) 164 von (VH) nach (V_REG) ändert.
Mit Durchführung einer Knotenanalyse an der Ausgabe des Schaltnetzteils 80 aus 16 lässt sich folgende Gleichung ermitteln: Igesamt = Idüse + IP + Ia + Iref (4)wobei I_gesamt der Gesamtbetrag des aus dem Kondensator (C₁) 164 entnommenen Stroms ist, wenn eine Tintenstrahldüse aktiviert wird, I_düse ist der Betrag des durch eine einzelne Tintenstrahldüse entnommenen Stroms, wenn diese aktiviert wird, I_p ist der Betrag des von nur einer Speiseleitung entnommenen Stroms, wenn diese eingeschaltet wird, (die Stromentnahme einer einwandfrei funktionierenden Speiseleitung sollte vernachlässigbar sein), I_a ist die Menge des durch eine einzelne Adressleitung entnommenen Stroms, wenn diese eingeschaltet wird (die Stromentnahme einer einwandfrei funktionierenden Adressleitung sollte vernachlässigbar sein), und I_ref ist die Menge des durch einen Nebenschlusswiderstand (R₁) 166 entnommenen Stroms.
Indem man die vorausgehende Gleichung nach den Entladezeiten, die umgekehrt proportional zu den jeweiligen Strömen sind, umschreibt, erhält man folgende Gleichung:
wobei J_m gleich der gemessenen Entladungsdauer ist, wenn eine einzelne Tintenstrahldüse aktiviert wird, J₃ steht für die Entladedauer, die umgekehrt proportional zum tatsächlich entnommenen Strom durch nur eine einzelne Tintenstrahldüse ist, wenn diese aktiviert wird, P_a stellt die Entladedauer dar, die umgekehrt proportional zum tatsächlich entnommenen Strom durch eine einzelne Speiseleitung ist, wenn diese eingeschaltet wird, A stellt die Entladedauer dar, die umgekehrt proportional zum tatsächlich entnommenen Strom durch nur eine Adressleitung ist, wenn diese aktiviert wird, und τ steht für die Referenz-Endladedauer ( 4), die umgekehrt proportional zum Betrag des von dem Nebenschlusswiderstand (R₁) 166 entnommenen Stroms ist.
Da der Nebenschlusswiderstand (R₁) 166 stetig Strom aus dem Kondensator (C₁) 164 entnimmt, müssen alle Messungen des durch Aktivieren einer einzelnen Speiseleitung oder einer einzelnen Adressleitung oder einer Tintenstrahldüse entnommenen Stroms den stetig durch den Nebenschlusswiderstand (R₁) 166 entnommenen Strom berücksichtigen. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache erhält man folgende Gleichung in Bezug auf den gemessenen Strom, der von dem Schaltnetzteil entnommen wird, wenn nur eine einzige Adressleitung eingeschaltet ist:
wobei A_m die gemessene Entladedauer darstellt, die erforderlich ist, damit sich die Gleichspannungsausgabe (V_c) um einen Betrag dV ändert, wenn nur eine einzelne Adressleitung eingeschaltet ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die Entladung des Kondensators (C₁) 164 durch den Nebenschlusswiderstand (R₁) 166 durch 1/τ dargestellt ist. Aus Gleichung 6 lässt sich der von der Adressleitung entnommene Strom folgendermaßen ermitteln:
Der entnommene Strom bei Einschalten einer einzigen Speiseleitung wird durch folgende Gleichung dargestellt:
wobei P_m die gemessene Entladedauer darstellt, die erforderlich ist, damit sich Gleichspannungsausgabe (V_c) um einen Betrag dV ändert, wenn nur eine einzelne Speiseleitung eingeschaltet ist. Wie zuvor erläutert, ist die Tatsache, dass 1/P_a mit dem Faktor 16 multipliziert wird, auf den Testbetrieb zurückzuführen.
Die Speiseleitung wird für eine Dauer eingeschaltet, die 16 mal größer ist als die Einschaltdauer der Speiseleitung, wenn eine Tintenstrahldüse während des normalen Betriebs des Tintenstrahldruckers eingeschaltet wird. Mit anderen Worten wird während des tatsächlichen Betriebs des Tintenstrahldruckers eine Tintenstrahldüse durch „Pulsieren" der Speiseleitung in einem Arbeitszyklus aktiviert, der 1/16 des Arbeitszyklus der Speiseleitung während des Testbetriebs des Druckkopfes ist. Aus der oben genannten Gleichung lässt sich eine Gleichung ableiten, die den Betrag des Stroms liefert, der durch Aktivieren einer einzelnen Speiseleitung während des tatsächlichen Betriebs des Tintenstrahldruckers entnommen wird:
Durch Umstellen der vorherigen Gleichung 5 ergibt sich folgende Gleichung:
Durch Einsetzen der zuvor ermittelten Werte für 1/A_a und 1/P_a ergibt sich folgende Gleichung:
Wie zuvor erläutert, entspricht J_m der gemessenen Zeit, die für das Entladen des Kondensators (C₁) 164 erforderlich ist, damit der Spannungspegel um einen Betrag abfällt, der dem Wert dV entspricht, wenn eine einzelne Tintenstrahldüse aktiviert wird. τ steht für die Zeitdauer dT, die erforderlich ist, damit die Gleichspannungsausgabe (V_c) um einen Betrag abfällt, der gleich Dv ist, wenn keine Elemente der Druckkopfpatrone aktiviert werden. P_m ist die gemessene Zeitdauer, die erforderlich ist, damit sich der Kondensator um einen Betrag entladen kann, der gleich dem Wert dV ist, wenn eine einzelne Speiseleitung eingeschaltet wird. A_m ist die gemessene Zeitdauer, die erforderlich ist, damit sich der Kondensator um einen Betrag entladen kann, der gleich dem Wert dV ist, wenn eine einzelne Adressleitung eingeschaltet wird. Indem jeder dieser Werte einzeln gemessen wird, lässt sich ein Wert für 1/J_a ermitteln. Wie bereits erläutert, ist 1/J_a direkt proportional zum tatsächlichen Betrag des Stroms, der aus dem Schaltnetzteil von einer einzelnen Tintenstrahldüse entnommen wird, wenn diese aktiviert wird, ohne Berücksichtigung des Stroms, der von dem Nebenschlusswiderstand (R₁) 166 oder von fehlerhaften Adress- oder Speiseleitungen entnommen wird. Indem man die tatsächliche Menge an Strom ermittelt, die von einer einzelnen Tintenstrahldüse entnommen wird, lässt sich feststellen, ob diese Tintenstrahldüse defekt ist, z. B. ob der Auswurfwiderstand beschädigt ist, und zwar unabhängig davon, ob die Speiseleitung oder die Adressleitung für diese Tintenstrahldüse einwandfrei arbeitet.
Die vorliegende Erfindung stellt somit ein Verfahren und eine Vorrichtung bereit, in der der tatsächlich aus dem Kondensator (C₁) 164 entnommene Strom bei Aktivieren einer einzelnen Tintenstrahldüse (vorausgesetzt, dass sich die entsprechenden Speise- und Adressleitungen im einwandfreien Zustand befinden) 1/J_a beträgt. Die Menge des aus dem Kondensator (C₁) 164 entnommenen Stroms bei Einschalten nur einer Speiseleitung beträgt 1/P_a. Die Menge des aus dem Kondensator (C₁) 164 entnommenen Stroms bei Einschalten nur einer Adressleitung beträgt 1/A_a. Nachdem diese Werte ermittelt worden sind, können sie mit Schwellenwerten oder Wertebereichen verglichen werden, um festzustellen, ob sie unter diese Schwellenwerte oder Wertebereiche fallen. Falls dies nicht der Fall ist, wird in einem Ausführungsbeispiel, je nach Vorstellung des Konstrukteurs oder Herstellers des Tintenstrahldruckers, an einem LCD-Schirm, der bei den meisten derzeitigen Tintenstrahldruckern zur Serienausstattung gehört, die Fehlermeldung angezeigt, dass entweder eine Speiseleitung, eine Adressleitung oder eine Tintenstrahldüse ausgefallen ist. Anhand dieser Werte lässt sich ermitteln, ob in einem Tintenstrahldruckkopf eine Speiseleitung oder eine Adressleitung defekt ist, oder ob die Tintenstrahldüse selbst defekt ist. Ein Vergleich der Werte J_a, P_a und A_a mit den Schwellenwerten oder Wertebereichen lässt sich mit jeder in der elektronischen Technik bekannten Schaltung durchführen.
Ein wesentlicher Unterschied des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu Verfahren und Vorrichtungen nach dem Stand der Technik besteht darin, dass keine Reihenstrommesselemente (z. B. Widerstände) verwendet werden. Statt dessen wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Zeit gemessen, die die Kondensatoren, die die Tintenpatronen speisen, benötigen, um sich um einen kleinen Betrag zu entladen.
In einem Ausführungsbeispiel stellt sich die Messfolge folgendermaßen dar:

1. Schaltnetzteil anweisen, die Ausgabespannung um dV anzuheben, und warten, bis der neue Wert erreicht ist. Dies kann durch Einschalten des Pull-Down-Schalters 174 (16) erfolgen, wie zuvor beschrieben.
2. Zu messende Schaltung (z. B. die Düsen unter Test) aktivieren oder kein Element aktivieren, wenn eine Referenzentladedauer τ gemessen werden soll.
3. Schaltnetzteil anweisen, die Ausgabespannung herabzusetzen, und Zeitmessung beginnen. Dies kann durch Ausschalten des Pull-Down-Schalters 174 (16) erfolgen, wie zuvor beschrieben. Das Schaltnetzteil nimmt seinen Betrieb erst auf, wenn die Ausgabespannung auf den angewiesenen Wert abfällt.
4. Wenn das Schaltnetzteil den Schaltvorgang wieder aufnimmt, Zeitmessung beginnen. Dies ist die gemessene Entladungsdauer, die umgekehrt proportional zu dem Betrag des aus dem Kondensator (C₁) 164 entnommenen Stroms ist.

Diese Technik ist auch verwendbar, um den Ruhezustand zu messen (d. h. wenn keine Elemente aktiviert sind), die Druckkopfpatronen-Adressleitungen zu testen, die Druckkopfpatronen-Speiseleitungen zu testen, jede Tintenstrahldüse in der Druckkopfpatrone unter Test zu testen, die Druckkopfpatronenheizungen zu testen oder eine Kombination der genannten Komponenten zu testen. Die Messung des Ruhezustands erfolgt durch Messen der Referenzentladedauer und dient als Referenzpunkt zur Kalibrierung der anderen Messungen.
In einem Ausführungsbeispiel werden die zuvor beschriebenen Messungen für jede Adressleitung, für jede Speiseleitung und für jede Tintenstrahldüse zu Beginn des Tintenstrahldruckerbetriebs durchgeführt. Beispielsweise wird jede Speiseleitung P₁–P₈ nacheinander eingeschaltet, um den Wert der Entladedauer P_m für die jeweilige Speiseleitung zu messen.
Ebenso wird jede Adressleitung A₁–A₁₃ eingeschaltet, um die Entladedauer A_m für jede Adressleitung zu messen. Schließlich wird jede Tintenstrahldüse in einer Druckkopfpatrone nacheinander aktiviert, um die Entladedauer J_m für jede einzelne Tintenstrahldüse in der Druckkopfpatrone zu messen. Durch Ermittlung der gemessenen Werte für jede Speiseleitung,jede Adressleitung, jede Tintenstrahldüse und die gemessene Referenzentladedauer lassen sich die Werte für A_a, P_a und J_a, wie zuvor beschrieben, ermitteln. Auf der Grundlage dieser Werte für A_a, P_a und J_a ist das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Lage, zwischen einer ausgefallenen Speiseleitung, einer ausgefallenen Adressleitung oder einer ausgefallenen Tintenstrahldüse zu unterscheiden. Nachdem ein defektes oder ausgefallenes Element des Tintenstrahldruckers auf diese Weise ermittelt worden ist, können entsprechende Maßnahmen ergriffen werden, um das beschädigte Element zu reparieren, auszutauschen oder zu ersetzen.
Wie zuvor beschrieben, wird ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitgestellt, das bzw. die gegenüber den Merkmalen nach dem Stand der Technik wesentliche Vorteile aufweist. Wenn ein oder mehrere Tintenstrahldüsen in einer Düsengruppe als nicht funktionierend erkannt werden, kann die eine Tintenstrahldüse oder die Mehrzahl der Tintenstrahldüsen erfindungsgemäß durch die übrigen Düsen in einer jeweiligen Düsengruppe der ausgefallenen Düse ersetzt werden. Hierzu werden die Ersatzdüsenmasken den verbleibenden funktionsfähigen Düsen innerhalb jeder Düsengruppe zugewiesen, die eine oder mehrere nicht funktionierende Düsen aufweist, so dass die verbleibenden funktionierenden Düsen die ausgefallenen Düsen innerhalb ihrer jeweiligen Düsengruppen ersetzen. In diesem Verfahren und in dieser Vorrichtung kommen keine Zusatzdüsen zum Einsatz, wie während des normalen Betriebs inaktiv sind. Das bewirkt daher eine Maximierung der Druckkopfressourcen.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglichen einen Druckverfahren mit mehreren Durchgängen die Reduzierung oder Beseitigung der Koaleszenz von gedruckten Punkten durch Verfolgung eines Ersatzschemas, das das Drucken vertikal und horizontal benachbarter Punkte in einem einzelnen Durchgang des Druckkopfes über dem Aufzeichnungsmedium vermeidet. Wenn benachbarte Düsen nicht funktionsfähig sind, wird die Reihenfolge der Zuordnung der Ersatzmasken auf die verbleibenden funktionsfähigen Düsen der zweiten Düsengruppe derart gedreht, dass benachbarte, funktionsfähige Düsen keine identischen Ersatzmasken aufweisen. Auf diese Weise werden die vertikalen Adjazenzen minimiert.
Wenn eine oder mehrere fehlerhafte Düsen während des Druckvorgangs ermittelt werden, aktualisierten das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße System jeweils die Teile der Druckmaske, die nur einer Druckzone entsprechen. Wenn eine fehlerhafte Düse während des Druckvorgangs ermittelt wird, dann werden die Düsenmasken, die der Druckzone 1 entsprechen, vor dem nächsten Durchgang des Druckkopfes über dem Aufzeichnungsmedium aktualisiert, worauf der Druckkopf dann einen weiteren Durchgang über dem Aufzeichnungsmedium durchführen kann. Vor dem nächsten Durchgang werden die Düsenmasken, die der Druckzone 2 entsprechen, aktualisiert usw. Auf diese Weise wird ein reibungsloser Übergang von der ursprünglichen Düsengruppenmaske auf die Ersatzdüsengruppenmaske erreicht, wenn während eines Druckauftrags eine nicht funktionierende Düse erkannt wird.
Wie zuvor beschrieben, stellt die Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Düsenausfallerkennung bereit, in der der Strom, der zur Aktivierung einer Tintenstrahldüse erforderlich ist, nicht durch Messen des Spannungsverlusts über einem Reihenwiderstand gemessen wird, sondern durch Messen der Entladungsgeschwindigkeit aus einem Kondensator, der mit dem Ausgang eines Schaltnetzteils verbunden ist, während eine oder mehrere Tintenstrahldüsen des Tintenstrahlsdruckers aktiviert werden. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit von Reihenwiderständen, die Energie verbrauchen und Wärme abstrahlen, Raum auf den Druckkopfschlitten einnehmen und den Gesamtbetrieb des Druckkopfschlittens weniger effizient und die Herstellung kostspieliger machen. Durch Messen der Entladungsgeschwindigkeit des Kondensators nach Aktivieren einer Tintenstrahldüse oder nach Einschalten einer Speiseleitung der Tintenstrahldüse oder nach Einschalten einer Adressleitung der Tintenstrahldüse und Vergleichen dieser Testentladegeschwindigkeiten mit einer Referenzentladegeschwindigkeit, sieht die Erfindung eine Möglichkeit vor, zu ermitteln, ob beispielsweise eine Tintenstrahldüse, eine Speiseleitung oder eine Adressleitung fehlerhaft ist, und zwischen diesen Arten von Fehlern zu unterscheiden.
Obwohl die Erfindung mit besonderem Bezug auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann innerhalb des Geltungsbereichs Änderungen und Abwandlungen unterzogen werden.

Claims

Tintenstrahldrucker, der nicht funktionierende Tintenstrahldüsen in einem Druckkopf ersetzt, gekennzeichnet durch einen an einen Hostcomputer angeschlossenen Prozessor, der vom Hostcomputer Druckdaten und -befehle empfängt; einen mit dem Prozessor verbundenen Speicher, der mindestens eine erste Druckmaske und mindestens eine Ersatzdruckmaske speichert: eine mit dem Prozessor verbundene Drucker-Logikschaltung, die vom Prozessor Signale empfängt, um den Betrieb des Druckkopfs zu steuern, wobei der Druckkopf eine Vielzahl von Tintenstrahldüsen aufweist, von denen jede für das Drucken von Punkten auf einer Rasterzeile eines Aufzeichnungsmediums gemäß der im Speicher gespeicherten mindestens einen ersten Druckmaske bestimmt ist, wobei, wenn sich eine Tintenstrahldüse als defekt erweist, mindestens ein Abschnitt der Druckmaske durch die mindestens eine, ebenfalls im Speicher gespeicherte Ersatzdruckmaske ersetzbar ist, und wobei ursprünglich von der defekten Tintenstrahldüse unter Steuerung der ersten Druckmaske zu druckende Punkte von der Ersatzdruckmaske in ungefähr gleicher Weise zwischen mindestens zwei der übrigen Tintenstrahldüsen aus der Vielzahl von Tintenstrahldüsen neu zugewiesen werden, um die defekte Tintenstrahldüse zu ersetzen.
Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf eine Vielzahl von Druckzonen und in jeder Druckzone eine Vielzahl von Tintenstrahldüsen umfasst, von denen jede Düse für das Drucken von Punkten auf einer entsprechenden Rasterzeile eines Aufzeichnungsmediums bestimmt ist, wobei die Vielzahl von Tintenstrahldüsen in eine Vielzahl von Düsengruppen aufgeteilt ist, von denen jede Gruppe in jeder Druckzone mindestens eine Tintenstrahldüse aufweist; die Druckmaske eine Vielzahl von Düsengruppenmasken umfasst entsprechend einer Gruppe aus der Vielzahl von Düsengruppen, wobei jede Düsengruppenmaske das Drucken von Punkten auf einer Rasterzeile einer jeden Tintenstrahldüse einer entsprechenden Düsengruppe zuweist; und dass die Ersatzdruckmaske mindestens eine Ersatzdüsengruppenmaske umfasst, welche eine Düsengruppe mit mindestens einer nicht funktionierenden Tintenstrahldüse durch die Düsengruppenmaske ersetzt, wobei die mindestens eine Ersatzdüsengruppenmaske das Drucken von Punkten all den übrigen funktionierenden Tintenstrahldüsen der Düsengruppe zuweist, die mindestens eine nicht funktionierende Tintenstrahldüse umfasst, um die mindestens eine nicht funktionierende Tintenstrahldüse zu ersetzen.
Tintenstrahldrucker mit einem Druckkopf, der eine Vielzahl von Tintenstrahldüsen aufweist, von denen jede Düse für das Drucken von Punkten auf einer Rasterzeile eines Aufzeichnungsmediums gemäß einer Druckmaske bestimmt ist, wobei, wenn eine Düse sich als defekt erweist, mindestens ein Abschnitt der Druckmaske durch eine Ersatzdruckmaske ersetzbar ist derart, dass die defekte Tintenstrahldüse durch mindestens zwei der übrigen Tintenstrahldüsen aus der Vielzahl von Tintendüsen ersetzt wird.
Tintenstrahldrucker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf eine Vielzahl von Druckzonen aufweist; und dass die Vielzahl von Tintenstrahldüsen eine Vielzahl von Düsengruppen aufweist, von denen jede Gruppe mindestens eine Tintenstrahldüse entsprechend einer jeden Druckzone umfasst, wobei jede Gruppe verantwortlich ist für das Drucken von Punkten auf einer Rasterzeile eines Aufzeichnungsmediums, und wobei, wenn eine Tintenstrahldüse innerhalb einer Düsengruppe nicht funktioniert, diese Tintenstrahldüse durch alle übrigen funktionierenden Tintenstrahldüsen innerhalb dieser Düsengruppe ersetzt wird.
Tintenstrahldrucker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmaske eine Vielzahl von Düsengruppenmasken aufweist, von denen jede einer entsprechenden Düsengruppe aus der Vielzahl von Düsengruppen entspricht, wobei jede Düsengruppenmaske eine Vielzahl von Düsenmasken umfasst, von denen jede einer Tintenstrahldüse in einer entsprechenden Düsengruppe entspricht; und dass die Ersatzdruckmaske eine Ersatzdüsengruppenmaske aufweist, welche eine Düsengruppe mit mindestens einer nicht funktionierenden Tintenstrahldüse durch die Düsengruppenmaske ersetzt, wobei die Ersatzdüsengruppenmaske das Drucken von Punkten all den übrigen funktionierenden Tintenstrahldüsen innerhalb der Düsengruppe zuweist, die mindestens eine nicht funktionierende Tintenstrahldüsen umfasst, um die mindestens eine nicht funktionierende Tintenstrahldüse zu ersetzen.
Tintenstrahldrucker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ersatzdüsengruppenmaske eine Vielzahl von Ersatzdüsenmasken aufweist, von denen jede einer entsprechenden Tintenstrahldüse innerhalb einer Düsen gruppe entspricht, die mindestens eine nicht funktionierende Tintenstrahldüse umfasst, und wobei die Vielzahl von Ersatzdüsenmasken das Drucken von Punkten den übrigen funktionierenden Tintenstrahldüsen innerhalb der jeweiligen Düsengruppe zuweist derart, dass mindestens eine nicht funktionierende Tintenstrahldüse innerhalb dieser Düsengruppe ersetzbar ist.
Tintenstrahldrucker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass; wenn sich eine Tintenstrahldüse innerhalb einer Düsengruppe während eines Druckvorgangs als nicht funktionierend erweist, die den übrigen funktionierenden Tintenstrahldüsen innerhalb dieser Düsengruppe zugeordneten Ersatzdüsenmasken die ursprünglichen Düsenmasken einer jeden Tintenstrahldüse innerhalb dieser Gruppe druckzonenweise nach und nach ersetzen, sobald der Druckkopf über das Aufzeichnungsmedium streicht, um einen allmählichen Übergang zu schaffen von der ursprünglichen Düsengruppenmaske hin zur Ersatzdüsengruppenmaske.
Tintenstrahldrucker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Untergruppe aus der Vielzahl von Tintenstrahldüsen einer ersten Düsengruppe und eine zweite Untergruppe aus der Vielzahl von Tintenstrahldüsen einer zweiten Untergruppe entspricht; dass zur ersten Düsengruppe gehörende Tintenstrahldüsen für das Drucken von Punkten auf einer ersten Rasterzeile eines Aufzeichnungsmediums gemäß einer ersten Düsengruppenmaske bestimmt sind, wobei, wenn sich eine Tintenstrahldüse innerhalb der ersten Düsengruppe als defekt erweist, die erste Düsengruppenmaske durch eine Ersatzdüsengruppenmaske ersetzbar ist derart, dass die defekte Tintenstrahldüse innerhalb der ersten Düsengruppe durch mindestens eine der übrigen Tintenstrahldüsen innerhalb der ersten Düsengruppe ersetzbar ist, und dass zur zweiten Düsengruppe gehörende Tintenstrahldüsen für das Drucken von Punkten auf einer zweiten Rasterzeile eines Aufzeichnungsmediums gemäß einer zweiten Düsengruppenmaske bestimmt sind, wobei, wenn sich eine Tintenstrahldüse innerhalb der zweiten Düsengruppe als defekt erweist, die zweite Düsengruppenmaske durch eine Ersatzdüsengruppenmaske ersetzbar ist derart, dass die defekte Tintenstrahldüse innerhalb der zweiten Düsengruppe durch mindestens eine der übrigen Tintenstrahldüsen innerhalb der zweiten Düsengruppe ersetzbar ist.
Tintenstrahldrucker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ersatzdüsengruppenmaske eine Vielzahl von Ersatzdüsenmasken aufweist, von denen jede die Druckkonfiguration einer vorgegebenen Tintenstrahldüse bestimmt; und dass, wenn die erste Düsensatzgruppe der zweiten Düsensatzgruppe benachbart ist, die Vielzahl von Ersatzdüsenmasken entsprechenden Tintenstrahldüsen innerhalb der ersten und zweiten Düsengruppe zugeordnet ist, um das Drucken vertikal benachbarter Punkte während eines einzelnen Überstreichens des Druckkopfs über das Aufzeichnungsmedium zu verhindern.
Tintenstrahldrucker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Ersatzdüsenmasken aufeinanderfolgend nummeriert und den übrigen funktionierenden Tintenstrahldüsen der ersten Düsengruppe zugewiesen werden auf der Grundlage der Druckzonennummern der übrigen funktionierenden Tintenstrahldüsen derart, dass aufsteigende Nummern der Ersatzdüsenmasken mit aufsteigenden Nummern der Druckzonen korrelieren; und dass, wenn die erste Düsengruppe der zweiten Gruppe benachbart ist, die Vielzahl von Ersatzdüsenmasken den übrigen funktionierenden Tintenstrahldüsen der zweiten Düsengruppe zugewiesen werden auf der Grundlage eines Rotationsschemas derart, dass die Reihenfolge der Zuweisung der Vielzahl von Ersatzdüsenmasken zu den jeweils funktionierenden Tintenstrahldüsen innerhalb der zweiten Düsengruppe umgekehrt wird im Vergleich zur Reihenfolge der Zuweisung der Vielzahl von Ersatzdüsenmasken zu den jeweils funktionierenden Tintenstrahldüsen innerhalb der ersten Düsengruppe, um die Zuweisung identischer Ersatzdüsenmasken zu benachbarten Tintenstrahldüsen innerhalb einer Druckzone zu verhindern.
Verfahren zum Ersetzen nicht funktionierender Tintenstrahldüsen in einem Tintenstrahldrucker, der einen Druckkopf aufweist mit einer Vielzahl von Tintenstrahldüsen, von denen jede für das Drucken von Punkten auf einer Rasterzeile eines Aufzeichnungsmediums gemäß einer Druckmaske bestimmt ist, gekennzeichnet durch die Schritte: Bestimmen, wann mindestens eine der Tintenstrahldüsen nicht funktioniert; und Ersetzen mindestens eines Abschnitts der Druckmaske durch eine Ersatzdruckmaske derart, dass jede der mindestens einen nicht funktionierenden Tintenstrahldüsen ersetzt wird durch mindestens zwei der übrigen Tintenstrahldüsen aus der Vielzahl von Tintenstrahldüsen.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf eine Vielzahl von Druckzonen aufweist, dass nur ein Abschnitt einer Rasterzeile in einer der Druckzonen gedruckt wird, wobei die Vielzahl von Tintenstrahldüsen eine Vielzahl von Düsengruppen umfasst, von denen jede mindestens eine einer jeden Druckzone entsprechende Tintenstrahldüse aufweist; dass jede Düsengruppe verantwortlich ist für das Drucken von Punkten auf einer entsprechenden Rasterzeile eines Aufzeichnungsmediums, wobei die Druck maske eine Vielzahl von Düsengruppenmasken umfasst, von denen jede einer aus der Vielzahl von Düsengruppen entspricht, und wobei jede Düsengruppenmaske eine Vielzahl von Düsenmasken aufweist, von denen jede einer Tintenstrahldüse innerhalb einer entsprechenden Düsengruppe entspricht, und dass der Schritt des Ersetzens mindestens eines Abschnitts der Druckmaske folgenden Schritt umfasst: wenn feststeht, dass eine Düsengruppen mindestens eine nicht funktionierende Düse aufweist, Ersetzen der Düsengruppenmaske für diese Düsengruppe durch eine Ersatzdüsengruppenmaske, die das Drucken von Punkten auf einer jeweiligen Rasterzeile all den übrigen funktionierenden Tintenstrahldüsen dieser Düsengruppe zuweist derart, dass die mindestens eine nicht funktionierende Tintenstrahldüse innerhalb dieser Düsengruppe ersetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ersatzdüsengruppenmaske eine Vielzahl von Ersatzdüsenmasken aufweist, von denen jede einer entsprechenden Tintenstrahldüse innerhalb einer Düsengruppe mit mindestens einer nicht funktionierenden Tintenstrahldüsen entspricht, dass die Vielzahl von Ersatzdüsenmasken das Drucken von Punkten all den übrigen funktionierenden Tintenstrahldüsen innerhalb der jeweiligen Düsengruppe zuweist derart, dass die nicht funktionierenden Tintenstrahldüsen innerhalb dieser Düsengruppe ersetzt werden, und dass der Schritt des Ersetzens der Düsengruppenmaske durch eine Ersatzdüsengruppenmaske folgenden Schritt umfasst: wenn sich eine Tintenstrahldüse innerhalb einer Düsengruppe während eines Druckvorgangs als nicht funktionierend erweist, nach und nach druckzonenweises Ersetzen der ursprünglichen Düsenmasken einer jeden Tintenstrahldüse innerhalb dieser Düsengruppe durch die entsprechenden, einer jeden Tintenstrahldüse innerhalb dieser Düsengruppe zugeordneten Ersatzdüsenmasken dieser Gruppe, sobald der Druckkopf über das Aufzeichnungsmedium streicht, um einen allmählichen Übergang von der ursprünglichen Düsengruppenmaske hin zur Ersatzdüsengruppenmaske zu schaffen.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Untergruppe aus der Vielzahl von Tintenstrahldüsen einer ersten Düsengruppe und eine zweite Untergruppe aus der Vielzahl von Tintenstrahldüsen einer zweiten Untergruppe entspricht; und dass der Schritt des Ersetzens mindestens eines Abschnitts der Druckmaske folgenden Schritt umfasst: wenn sich eine Tintenstrahldüse innerhalb der ersten Düsengruppe als defekt erweist, Ersetzen einer der ersten Düsengruppe entsprechenden ersten Düsengruppenmaske durch eine Ersatzdüsengruppenmaske derart, dass die defekte Tintenstrahldüse innerhalb der ersten Düsengruppe durch mindestens zwei der übrigen Tintenstrahldüsen innerhalb der ersten Düsengruppe ersetzt wird, und wenn sich eine Tintenstrahldüse innerhalb der zweiten Düsengruppe als defekt erweist, Ersetzen einer der zweiten Düsengruppe entsprechenden zweiten Düsengruppenmaske durch die Ersatzdüsengruppenmaske derart, dass die defekte Tintenstrahldüse innerhalb der zweiten Düsengruppe durch mindestens zwei der übrigen Tintenstrahldüsen innerhalb der zweiten Düsengruppe ersetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ersatzdüsengruppenmaske eine Vielzahl von Ersatzdüsenmasken aufweist, von denen jede die Druckkonfiguration einer vorgegebenen Tintenstrahldüse bestimmt; und dass das Verfahren den Schritt umfasst, dass, wenn die erste und zweite Düsengruppe eine nicht funktionierende Tintenstrahldüse aufweisen und die erste Düsengruppe der zweiten Düsengruppe benachbart ist, Zuweisen der Vielzahl von Ersatzdüsenmasken zu entsprechenden Tintenstrahldüsen innerhalb der ersten und zweiten Düsengruppe, um zu verhindern, dass vertikal benachbarte Punkte während eines einzelnen Überstreichens des Druckkopfs über das Aufzeichnungsmedium gedruckt werden.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Zuweisens der Vielzahl von Ersatzdüsenmasken zu entsprechenden Tintenstrahldüsen innerhalb der ersten und zweiten Düsengruppe die Schritte umfasst: Bezeichnen einer jeden Ersatzdüsenmaske aus der Vielzahl von Ersatzdüsenmasken mit aufeinanderfolgenden Nummern; Zuweisen einer jeden Ersatzdüsenmaske zu übrigen funktionierenden Tintenstrahldüsen innerhalb der ersten Düsengruppe auf der Grundlage der Druckzonennummern der übrigen funktionierenden Tintenstrahldüsen innerhalb der ersten Düsengruppe derart, dass aufsteigende Nummern der Ersatzdüsenmasken mit aufsteigenden Nummern der Druckzonen der übrigen funktionierenden Tintenstrahldüsengruppe korrelieren; und, wenn die erste Düsengruppe der zweiten Gruppe benachbart ist, Zuweisen der Vielzahl von Ersatzdüsenmasken zu den übrigen funktionierenden Tintenstrahldüsen innerhalb der zweiten Düsengruppe auf der Grundlage eines Rotationsschemas derart, dass die Reihenfolge der Zuweisung der Vielzahl von Ersatzdüsenmasken zu den jeweils funktionierenden Tintenstrahldüsen innerhalb der zweiten Düsengruppe umgekehrt wird im Vergleich zur Reihenfolge der Zuweisung der Vielzahl von Ersatzdüsenmasken zu den jeweils funktionierenden Tintenstrahldüsen der ersten Düsengruppe derart, dass die Korrelation zwischen Nummern der Ersatzdüsenmasken und Nummern der Druckzonen funktionierender Tintenstrahldüsen innerhalb der zweiten Düsengruppe verschoben wird im Vergleich mit der Korrelation zwischen den Nummern von Ersatzdüsenmasken und den Nummern der Druckzonen funktionierender Tintenstrahldüsen innerhalb der ersten Gruppe, um zu verhindern, dass identi sche Ersatzdüsenmasken benachbarten Tintenstrahldüsen innerhalb einer Druckzone zugewiesen werden.