)的工廠測得 常數(shù)。ConfigMaximum被用來準(zhǔn)確地向主機(jī)102報(bào)告打印頭206在選定的電壓狀態(tài)的實(shí)測等 效電容。
[0053] 2操作細(xì)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(jī)102指定的形狀的脈沖波形。在一些例子中，對每個(gè)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(biāo)記為（1)-(5)的五個(gè)能量傳送階 段。在使用更復(fù)雜的復(fù)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(gè) 脈沖需要多于五個(gè)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(jī)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(guān)224關(guān)閉），并且使噴嘴216的第二子集被禁用（即，其噴嘴撥動開 關(guān)224打開）。在一些例子中，來自控制器110的命令是基于從主機(jī)102接收到的打印數(shù)據(jù)。
[0056] 由于每個(gè)噴嘴216具有對應(yīng)的壓電電容器217,因此啟用不同數(shù)目的噴嘴216導(dǎo)致 連接到(一個(gè)或多個(gè))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(bǔ)償這 種變化的電容，則提供給噴嘴216的驅(qū)動電壓波形將偏離由打印數(shù)據(jù)指定的期望的驅(qū)動電 壓波形。例如，驅(qū)動電壓波形的轉(zhuǎn)換速率和驅(qū)動電壓波形的最終電壓可能偏離期望的轉(zhuǎn)換 速率和期望的電壓。為了補(bǔ)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(qū)動電壓波形中的每個(gè)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(gè)10位可配置電容器配置碼的表 來計(jì)算9位地址，并且使用該地址來檢索對應(yīng)于該地址的10位配置碼。10位配置碼被應(yīng)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(gè)元素是10位或者對于256個(gè)元素是8位），由控制器110計(jì)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(gè)脈沖動態(tài)地計(jì)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(dāng)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(yīng)的電路設(shè)計(jì)中，Conf igCoefficient 在從大約330/1024的典型值至511/1024的最大值的范圍內(nèi)。一般而言，ConfigCoefficient 控制被用來補(bǔ)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(zhǔn)試驗(yàn)計(jì)算ConfigCoefficient值。 Conf igCoeff icient的值在操作期間被周期性地(例如，在每個(gè)初始化階段期間）調(diào)整，使得 當(dāng)零個(gè)打印頭噴嘴216被啟用時(shí)可配置電容器218的電容近似地等于當(dāng)所有噴嘴216被啟用 時(shí)噴嘴216的電容的總和。
[0062] Conf igAddress是根據(jù)上式對驅(qū)動電壓波形的每個(gè)脈沖計(jì)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(dǎo)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(fù)載電容。在一些例子中，為了優(yōu)化流體噴射，總負(fù)載電容被允許偏離一般恒定的 電容。在實(shí)踐中，由于與噴嘴216關(guān)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(qū)動波形的生成過程中僅一個(gè)或兩個(gè)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。
[0063] 在一些例子中，與控制器110同時(shí)啟用和禁用打印頭206的各個(gè)噴嘴216同時(shí)，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(jì)算Conf igCoeff icient的副作用是在所有噴嘴216被啟用時(shí)打印頭 的有效電容等于由等式Conf igMaximum*Conf igCoeff icient*NumJets計(jì)算的電容值。這個(gè) 電容值可以由系統(tǒng)報(bào)告給主機(jī)102,供診斷和實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br>[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(guān)220提供可控寬度的充電命令脈沖324,從而使充電開關(guān)220閉合 可控的時(shí)間間隔。
[0065] 在充電開關(guān)220閉合時(shí)，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(guān)于充電命令脈沖324的長度的平 方隨時(shí)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(shí)，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(guān)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(fù)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(fù)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(zhǔn)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(shí)按準(zhǔn)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(gè)波形都僅僅是準(zhǔn)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(dǎo)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(jì)算必須將電容器216、217的起始電壓考慮在內(nèi)。從初始電壓Vo,最終電壓乂： 的產(chǎn)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(shí)鐘循環(huán)重新縮放時(shí)間給出：
[0077 ]其中Ncharge是在控制器的時(shí)鐘循環(huán)內(nèi)測得的充電命令脈沖長度，并且Fclqck是控制 器的時(shí)鐘頻率(例如，62.5MHz)。在一些例子中，當(dāng)從零伏開始時(shí)，在壓電電容器217上獲得 的峰值電壓是每微秒充電時(shí)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(biāo)電壓并且還與電壓歷史 (即，對于每個(gè)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(jìn)度具有不同的開/關(guān)歷史。
[0079] 為了適應(yīng)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(gè)充電事件，控 制器110計(jì)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(jì)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(gè)能量值在控制器110中通過瞬時(shí)"啟用的"噴嘴計(jì)數(shù)分?jǐn)?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(shí)噴嘴"啟用的"分?jǐn)?shù)（即，打印頭中當(dāng)前 啟用的噴嘴的計(jì)數(shù)除以打印頭中的噴嘴的總數(shù);從〇到1的實(shí)數(shù)）。項(xiàng)（1-D)被用來計(jì)算可配 置電容器的所選最大電容的互補(bǔ)部分，以實(shí)現(xiàn)這個(gè)充電事件的能量輸入需求，這近似地獨(dú) 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(jì)算在系統(tǒng)時(shí)鐘周期內(nèi)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(jì)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(jì)算：
[0088] Ptot = DPjets+ (1 _D) Pcc
[0089] 然后，控制器110計(jì)算充電命令脈沖長度（以系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán)為單位)為：
[0091] -般而言，以上總能量計(jì)算對非灰度級驅(qū)動電壓波形或者具有相對統(tǒng)一的脈沖電 壓的灰度級驅(qū)動電壓波形工