)的工廠測得 常數(shù)。ConfigMaximum被用來準確地向主機102報告打印頭206在選定的電壓狀態(tài)的實測等 效電容。
[0053] 2操作細節(jié)
[0054] 一般而言，激勵器212和打印頭206由控制器110操作，使得激勵器212向打印頭206 提供包括一系列具有由主機102指定的形狀的脈沖波形。在一些例子中，對每個脈沖，激勵 器212和打印頭216循環(huán)通過初始化階段(I)和在圖2中被標記為（1)-(5)的五個能量傳送階 段。在使用更復雜的復合脈沖形狀(例如，在較長的梯形頂部的短梯形)的其它例子中，每個 脈沖需要多于五個階段。
[0055]在初始化階段中，控制器110從編碼器(未示出）接收指示來自主機102的打印請求 的編碼觸發(fā)器356?？刂破?10隨后向打印頭206發(fā)送命令，該命令使噴嘴216的第一子集被 啟用（即，其噴嘴撥動開關224關閉），并且使噴嘴216的第二子集被禁用（即，其噴嘴撥動開 關224打開）。在一些例子中，來自控制器110的命令是基于從主機102接收到的打印數(shù)據(jù)。
[0056] 由于每個噴嘴216具有對應的壓電電容器217,因此啟用不同數(shù)目的噴嘴216導致 連接到(一個或多個)電感性電荷傳送元件214的總電容由于噴嘴216而改變。如果不補償這 種變化的電容，則提供給噴嘴216的驅動電壓波形將偏離由打印數(shù)據(jù)指定的期望的驅動電 壓波形。例如，驅動電壓波形的轉換速率和驅動電壓波形的最終電壓可能偏離期望的轉換 速率和期望的電壓。為了補償由噴嘴216呈現(xiàn)的變化的電容，可配置電容器218被并聯(lián)連接 到噴嘴216的壓電電容器217。一般而言，對于驅動電壓波形中的每個脈沖，可配置電容器 218被配置為使得啟用的噴嘴216的電容與可配置電容器218的電容的總和被維持在近似恒 定的電容值，而不管啟用的噴嘴216的數(shù)目。
[0057] 為了配置可配置電容器218,控制器110查找512個10位可配置電容器配置碼的表 來計算9位地址，并且使用該地址來檢索對應于該地址的10位配置碼。10位配置碼被應用到 可配置電容器218的控制線，由此配置可配置電容器218的電容。在一些例子中，基于表中的 元素的位數(shù)(例如，對于1024個元素是10位或者對于256個元素是8位），由控制器110計算出 的地址具有不同數(shù)目的位。
[0058]控制器110利用下式為波形的每個脈沖動態(tài)地計算9位地址查找表：
[0059] Conf igAddress = Conf igCoeff icient*(NumJets-NumEnabledJets)
[0060] 其中Numjets是包括在打印頭206中的噴嘴216的總數(shù)，并且NumEnabledJets是為 當前脈沖啟用的噴嘴216的數(shù)量。ConfigCoefficient依賴于特定的打印頭206和可配置電 容器218。對于Numjets = 1024,在典型的打印頭和對應的電路設計中，Conf igCoefficient 在從大約330/1024的典型值至511/1024的最大值的范圍內。一般而言，ConfigCoefficient 控制被用來補償變化的打印頭噴嘴電容的可配置電容器218的總范圍。
[0061 ] 控制器110最初基于系統(tǒng)上電自校準試驗計算ConfigCoefficient值。 Conf igCoeff icient的值在操作期間被周期性地(例如，在每個初始化階段期間）調整，使得 當零個打印頭噴嘴216被啟用時可配置電容器218的電容近似地等于當所有噴嘴216被啟用 時噴嘴216的電容的總和。
[0062] Conf igAddress是根據(jù)上式對驅動電壓波形的每個脈沖計算出來的。通過電容線 性化表將Conf igAddress映射到可配置電容器218導致可配置電容器218將適量電容添加到 總的打印頭電容Ct〇 tai (即，被啟用的噴嘴電容與可配置電容器電容的總和），由此維持一般 恒定的總負載電容。在一些例子中，為了優(yōu)化流體噴射，總負載電容被允許偏離一般恒定的 電容。在實踐中，由于與噴嘴216關聯(lián)的電容隨所施加電壓變化，因此恒定的總電容可以在 驅動波形的生成過程中僅一個或兩個點實現(xiàn)。
[0063] 在一些例子中，與控制器110同時啟用和禁用打印頭206的各個噴嘴216同時，可配 置電容器218的控制線被控制器110更新。在一些例子中，由于用于可配置電容器218的配置 碼的表被線性化，因此計算Conf igCoeff icient的副作用是在所有噴嘴216被啟用時打印頭 的有效電容等于由等式Conf igMaximum*Conf igCoeff icient*NumJets計算的電容值。這個 電容值可以由系統(tǒng)報告給主機102,供診斷和實驗目的。
[0064] 繼續(xù)參照圖2并且還參照圖3,通過噴嘴216被啟用并且可配置電容器218被配置， 控制器110開始第一階段（1)，其中能量從電源108傳送到充電變壓器214a。在該第一階段 中，控制器110向充電開關220提供可控寬度的充電命令脈沖324,從而使充電開關220閉合 可控的時間間隔。
[0065] 在充電開關220閉合時，充電變壓器214a的初級繞組L1;1中的電流如下以由電源電 壓Vcc除以充電變壓器214a的初級繞組的電感L確定的速率以線性方式上升：
[0067]充電變壓器的初級繞組中電流的線性上升表示關于充電命令脈沖324的長度的平 方隨時間生長的所存儲的能量的量：
[0069]在充電變壓器的初級繞組中的電流增加時，充電二極管232防止充電變壓器的次 級繞組中相反電流的形成。
[0070] 在充電命令脈沖324的下降沿，第二階段(2)開始，其中充電開關220打開并且存儲 在充電變壓器214a的初級繞組L1;!中的能量通過充電變壓器214a的次級繞組L 1;2和二極管 232被傳送到打印頭206的組合電容性負載的電容器（即，被啟用的噴嘴216的壓電電容器 217)和可配置電容器218中。能量到組合負載的傳遞引起被啟用的噴嘴216的壓電電容器 217上的電壓按準正弦波328的第一四分之一循環(huán)的形式上升。充電變壓器214a的次級繞組 L1>2上的電流同時按準余弦波330的第一四分之一循環(huán)的形式下降（由于噴嘴有效電容的非 線性電荷-電壓特性，兩個波形都僅僅是準正弦或余弦，而不是純粹的正弦或余弦）。如果被 啟用的噴嘴216的壓電電容器217和可配置電容器218是線性的，則電壓波形328的上升沿 (和充電變壓器214a的次級繞組L1>2上的電流的下降沿）的基本周期是
充電變壓器的電感(例如，35uH)并且Ctotai是打印頭206和可配置電容器218的組合電容。
[0071] 存儲在充電變壓器214a的初級繞組中的能量幾乎被完全傳送到電容器217、218， 從而導致(1/2) CtotaiV2的總能量被存儲在電容器217、218上。
[0072]由于上述充電事件將受控量的能量添加到打印頭206的電容器216、217,因此充電 命令脈沖寬度計算必須將電容器216、217的起始電壓考慮在內。從初始電壓Vo,最終電壓乂： 的產生要求長度為TCHARCE的充電命令脈沖：
[0074]其中，忽略部件的寄生損耗，VCC是電源電壓，L是充電變壓器214a的初級繞組的電 感并且Ctotai是有效打印頭電容加上可配置電容器電容。
[0075]按照控制器110的時鐘循環(huán)重新縮放時間給出：
[0077 ]其中Ncharge是在控制器的時鐘循環(huán)內測得的充電命令脈沖長度，并且Fclqck是控制 器的時鐘頻率(例如，62.5MHz)。在一些例子中，當從零伏開始時，在壓電電容器217上獲得 的峰值電壓是每微秒充電時間大約20伏。
[0078] 在一些例子中，打印頭206的有效電容隨第一脈沖目標電壓并且還與電壓歷史 (即，對于每個噴嘴216的之前充電和放電操作的量值和方向）分開改變。特別地，噴嘴216可 以通過多脈沖灰度級波形的進度具有不同的開/關歷史。
[0079] 為了適應噴嘴隨電壓的電容變化，對于原始電壓波形規(guī)范中的每個充電事件，控 制器110計算將可配置電容器218的所選最大電容充電至期望的最終電壓V所需的能量的量 Ecc(v)，并分別計算將打印頭的全開噴嘴電容充電至相同的最終電壓所需的能量EjETS(v)。 在打印過程中，兩個能量值在控制器110中通過瞬時"啟用的"噴嘴計數(shù)分數(shù)縮放，并如下求 和：
[0080] Etot = DEjets+ (1 _D) Ecc
[0081] 其中Ετοτ是所需的總充電能量并且D是瞬時噴嘴"啟用的"分數(shù)（即，打印頭中當前 啟用的噴嘴的計數(shù)除以打印頭中的噴嘴的總數(shù);從〇到1的實數(shù)）。項（1-D)被用來計算可配 置電容器的所選最大電容的互補部分，以實現(xiàn)這個充電事件的能量輸入需求，這近似地獨 立于在充電事件被啟用的噴嘴的數(shù)目。
[0082] 然后，控制器110如下計算在系統(tǒng)時鐘周期內所需的充電命令脈沖長度：
[0084]為了減少控制器硬件資源需求并縮放到整數(shù)值，控制器110從玢^和Eee計算縮放 后的量Pjets和Pcc:
[0085 ] PjETS ~ ^JETS^CLOCK ^
[0086] Pcc = EccF^lock 2L
[0087] 然后，控制器計算：
[0088] Ptot = DPjets+ (1 _D) Pcc
[0089] 然后，控制器110計算充電命令脈沖長度（以系統(tǒng)時鐘循環(huán)為單位)為：
[0091] -般而言，以上總能量計算對非灰度級驅動電壓波形或者具有相對統(tǒng)一的脈沖電 壓的灰度級驅動電壓波形工