噴墨悖論

由于速度和墨水選擇的能力不斷提高，再加上沉積的非接觸性質，噴墨已經進入許多工業應用。然而，由于噴墨打印通常依靠噴嘴陣列將墨水沉積在受控的液滴陣列中，噴嘴被堵塞或偏離的影響是在新市場中早期采用的最大障礙之一。不幸的是，這似乎是很常見的。

改進打印頭設計，包括再循環，已經提高了系統的可靠性，特別是那些使用干燥速度更快的水基油墨的系統。預測故障并通過預防性維護盡早處理故障也是質量控制的一個重要部分。即使有最先進的噴嘴清潔系統，仍然不可避免地會出現與特定的打印頭缺陷有關的條紋或密度變化，甚至是不同年限的打印頭的退化。

補償方法的作用是通過選擇關閉哪些噴嘴的打印數據，然后打開其他噴嘴（或用力驅動）來幫助隱藏這些視覺錯誤。

多通道實例與冗余

當然，這不是一個新問題。長期以來，噴嘴維護和補償一直是家庭辦公打印機的一個特點。近三十年來，噴墨機一直使用定期封蓋和吐墨式以及擦拭來保持噴頭工作。而直到最近，隨著分頁打印機的出現，任何噴嘴故障都可以通過多次打印的能力來隱藏。在下面的示意圖中，我們提供了一個簡單的視圖，說明一個像素網格是如何被4次 “棋盤式 “打印的隔行掃描所填充。你可以想象，如果打印頭在基材上多做幾次，比如16次，那么任何缺失的噴嘴都會變得不那么明顯。唯一的懲罰是打印的時間。

在工業寬幅印刷中，多道工序的方法繼續使事情變得簡單一些，但打印機OEM廠商更進一步，在圖案發生器中引入了 “被動 “補償，這樣，操作人員注意到的不工作的噴嘴，可以在隔行圖案（或印刷掩膜）中有意避免。

在沒有油墨空隙的情況下，需要應用比像素分辨率所要求的更多的通道，從而產生我們所說的 “冗余”。這是指應用的油墨比工藝要求的多。

單程噴墨打印

在單程打印機中，問題是沒有同樣的機會在下一程用不同的噴嘴打印同一像素行。冗余要么來自于有一整排其他噴嘴可用，以備不時之需，要么來自于相鄰的噴嘴（有時甚至是其他顏色的噴嘴）的額外容量。下面的圖片顯示了不同類型的冗余和它們所帶來的補償的例子。

正如我們右上角的例子所示，最簡單的解決方案是應用比工藝所需更多的噴嘴，以備一個失敗。然而，這可能是一個不可接受的成本，這取決于打印頭的技術。對于熱敏打印頭和Versapass Memjet打印頭來說，例如，在用于單一顏色時，有可能擁有5倍的冗余度，這是比較現實的。擁有全部噴嘴冗余的好處是，即使連續幾個噴嘴出現問題，也可以進行校正。

在壓電式DoD系統中，包括那些用于商業印刷和紙質包裝的系統，更常見的是通過液滴體積來獲得冗余，如我們示意圖的左下方的例子所示。使用富士Samba打印頭的打印機就是一個很好的例子。在這些方案中，不工作的噴嘴旁邊的噴嘴被用來沉積一點額外的相同顏色的墨水，使用一個額外的灰色水平。如果承印物有足夠的分布，這種效果可以填補原本非常明顯的白色差距。還可以對相鄰的像素進行調整，以進一步平滑密度。

毫不奇怪，這種類型的補償在有吸收性的情況下，比如在紙上，比非吸收性材料（如薄膜）更容易。這種方法的局限性在于，除了孤立的缺失噴射之外，很難對任何東西進行校正，或者墨水的空隙變得太大，無法通過傳播來填補。

我們最后的例子，在右下方，打印頭通常分擔打印像素網格的工作。如果打印頭沒有以最大頻率運行，那么一排中剩余的工作噴嘴就可以用兩倍的頻率進行發射。然而，在一些打印機中，兩排打印頭被用來分擔打印方向上的分辨率，目的是為了更快地打印。在這些條件下，失去了完全替代的能力，但事實上只有50%的墨水丟失，可以減少缺陷的嚴重性。

當使用全過程色彩組運行時，有更多的選擇變得可能，這取決于所缺的顏色。例如，CMY的混合物可以用來替換同一像素線上的黑色噴嘴，而不是相鄰的噴嘴，這可以幫助提高相鄰噴嘴替換的效果。這種效果如下面的示意圖所示，來自惠普的PageWide™打印白皮書。

光學反饋和主動替代

上面的討論只考慮了打印每個像素的墨滴的來源，而沒有考慮決定什么需要修復的過程。我們已經提到了多通道的被動補償，一些單通道的打印機和硬件可以根據已知的、可重復的、缺失的噴頭來進行補償。然而，真正使噴嘴補償變得強大的是即時修正的能力。這涉及到一些檢測打印缺陷的光學裝置，如下面Inca Speedset™的圖片所示。

定期打印的噴嘴檢查或密度圖案被光學系統捕獲，并用于確定哪些噴嘴不工作。然后，高度定制的軟件對像素圖像數據進行必要的調整以進行補償。

這些系統的優點，無論是被動的還是主動的，都可以糾正與打印頭之間的差異有關的色帶問題，既包括液滴體積方面的差異，也包括機械排列方面的輕微變化，如旋轉。盡管這些技術很復雜，因此通常會增加噴墨系統的開發成本，但它們可以大大減少操作員在更換打印頭時微調設置所需的停機時間，通過最大限度地提高生產力來改善投資回報。