Демпфер (Damper). Конструкция. Неисправности и их проявления

Что же это за «зверь» такой? И почему его работоспособность так значимо влияет на печать?

Для устойчивой работы струйного принтера очень важно иметь стабильный уровень чернил на входе Печатающей Головки (ПГ).

Демпфер (нем. Dampfer — глушитель, от dampfen — заглушать), глушитель, устройство для гашения, успокоения (демпфирования) колебаний или предотвращения механических колебаний, возникающих в машинах и приборах при их работе. БСЭ. — 1969—1978

Демпфер — часть системы подачи чернил (Ink System) широкоформатного струйного принтера, предназначенный для компенсации разницы давления между емкостью с чернилами и ПГ, а также гашения колебаний чернил в системе при движении каретки. Он обеспечивает постоянный уровень чернил на входе ПГ во время печати и препятствует оттоку чернил обратно в картридж.

Первые широкоформаты от EPSON (Stylus Color 1500/1520/3000, Pro 5000/7000/7500/9000/9500) имели «пассивную» систему подачи чернил. Чернила двигались от картриджей к ПГ самотеком. После первоначального принудительного заполнения системы чернилами (Init Fill) она работала по принципу сообщающихся сосудов.

При небольших, относительно современных, ПГ (для простоты DX-2; трехканальная 64дюзы на цвет =192дюзы) и невысоких скоростях печати такая система работала устойчиво. Надо отметить, что у такой схемы есть один недостаток — уровень чернил в исходной емкости относительно уровня ПГ. Ниже границы – чернила перестают подаваться через тракт к ПГ, а при превышении этого уровня чернила буквально начинают течь через ПГ. Проявляется в виде капель или клякс на отпечатке. К тому же такая система подачи чернил диктует схему компоновки всего принтера.

Расход чернил в единицу времени не был критичным для производительности такой схемы подачи чернил к ПГ. Подобный принцип также используются в принтерах MUTOH, MIMAKI, ROLAND построенных на ПГ от EPSON для печати водорастворимыми так и сольвентными чернилами.

Сама Конструкция демпфера предельно проста.

Это герметичная камера из пластика, одна из стенок которой выполнена в виде гибкой мембраны (пленка). За счет нее и некоторого количества воздуха происходит основное гашение колебаний давления жидкости. На входе стоит сетчатый микронный фильтр. Он защищает ПГ от забивания (слипшиеся частицы пигмента, пыль и т.п.) и заставляет течь чернила более плавно.

Когда ПГ начинает печатать, уровень чернил в демпфере падает, мембрана втягивается внутрь («выдох»).В камере образуется некоторое отрицательное давление. Чернила из тракта наполняют демпфер, стремясь выровнять общее давление в системе («вдох»). Чтобы  сделать мембрану более упругой, к ней прикреплена металлическая пластина.  При нормальной работе демпфера уровень чернил в нем находится примерно на уровне металлической планки.

Соединяется демпфер с магистральной трубкой при помощи уплотнительного резинового кольца и штуцерной гайки. На выходе также присутствует уплотнительное кольцо для штуцера ПГ. Герметичность соединений очень важна.

С развитием технологии пьезоструйной печати ПГ становились все более производительными . В демпферах стали делать фильтры больших размеров, увеличивать объем камер и сечение входных трубок (DX-4 уже и даже DX-5).  Вязкость или текучесть чернил тоже влияют на скорость заполнения камеры демпфера.  При значении вязкости  превышающем расчетные значения  может проявится эффект «чернильного голодания».

Генри форд однажды сказал: «В машине надежны только те узлы, которых в ней нет». Исходя из конструкции, вытекают возможные неисправности.

Забивается фильтр. Соответственно чернила подаются недостаточно или вообще перестают поступать к ПГ. Наступает «чернильное голодание» (по аналогии с автомобильным термином «масляное голодание двигателя»). В результате принтер начинает «полосить».

Механическое нарушение целостности мембранной пленки или ее отслоение от корпуса — чернила просто утекут в картридж, печать полосатая или вообще отсутствует.

Со временем резина ссыхается, теряя свои свойства, и  уплотнительное кольцо может начать подтравливать воздух в систему. Чернила могут завоздушиваться в демпфере. Последствия те же – «полосатые» отпечатки.

Выход из строя нижнего уплотнительного кольца может привести еще и к подтекам чернил на ПГ.

Идем дальше.

Первым принтером EPSON, в котором была «активизирована» подача чернил, стал StylusPro 10000 (DX-4, двухканальная моноблочная ПГ 180 дюз на цвет х 3блока = 1080дюз)с расположением корзины картриджей значительно ниже уровня ПГ. Для стабильной подачи чернил к ПГ в герметичные картриджи нагнетался воздух. Пакеты с чернилами внутри корпуса картриджа, находясь под избыточным давлением, выталкивали чернила из себя в магистральный тракт. Такая система требует контроля уровня чернил в демпферах и клапанов для управляемого перекрытия магистральной трубки.

Система получилась довольно сложной и громоздкой. Хотя надо отдать ей должное работала превосходно.

Следующим шагом стал StylusPro 9800 (DX-5). Инновационная высокопроизводительная ПГ (восьмиканальная моноблочная 180дюз на цвет = 1440дюз) потребовала и изменений в системе подачи чернил. Впервые был использован демпфер с обратным клапаном, позволивший значительно упростить систему контроля уровня чернил на входе ПГ.

Здесь уже значительно увеличен объем камеры, большой входной фильтр, увеличено сечение входной трубки. Принцип работы практически тот же. В равновесном положении подпружиненный клапан перекрывает вход в демпфер и чернила, находясь под избыточным давлением в магистрали, не поступают в него. Когда Пг начинает печатать, отрицательное давление в камере втягивает мембрану. Прикрепленный к ней клапан открывается и чернила наполняют камеру. Как только давление выравнивается — клапан закрывается.

Усложнение элементов конструкции добавляет возможных неисправностей. Со временем пигментный осадок от чернил может привести к залипанию клапана, что в свою очередь ведет либо к перекрытию входящего потока чернил вообще, либо к переполнению его и в дальнейшем выдавливанию чернил через ПГ. Остальные возможные неисправности такие же как и у предыдущей конструкции.

В целом эта конструкция зарекомендовала себя превосходно. Кстати, в сервисных парткаталогах EPSON эта деталь идет уже не как Damper, а как Valve Assy, Head.

Дальнейшее развитие технологии производства ПГ и выход 10-и канальных головок (StylusPro 11880) потребовало улучшить компоновочную схему демпфера с целью уменьшения общего объема конструкции и ее удешевления. Так появился 2-х канальный демпфер, которым оснащаются все современные модели широкоформатных принтеров EPSON. Водно-пигментные и сольвентные. Думаю что это уже не секрет для многих — разницы в пластике нет. Вся разница в остатках жидкости после проверки на заводе — сольвент или вода.

Минимизация конструкции привела к уменьшению самого демпфера в целом — меньше камера, что совсем не «айс» — меньше входной фильтр (в присутствии на рынке огромного количества низкокачественных чернил сторонних производителей), который довольно быстро может забиться.

Как правило, в современных принтерах EPSON все демпфера монтируются в один самостоятельный отдельный узел, в котором жестко закреплены защелками. Этот узел еще называют Дакт (очевидно от DAmper Kit — DAKT). В дополнение к клапанам, которые находятся в собственно демпферах, в ДАКТе добавлены дополнительно мембранные клапана и фильтры (такие мини промежуточные демпфера).

Основные неисправности те же. Чаще всего забитый входной фильтр. Недорогие китайские реплики часто страдают залипанием клапана, некачественным литьем. Проявления — полошение, пропадание цветов, подтекание чернил.

Ремонт в данном случае подразумевает замену неисправной детали.