JPH0633199A

JPH0633199A - プリンタヘッド用ヨークコア

Info

Publication number: JPH0633199A
Application number: JP21208792A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Nagatsuka; 博信長束; Mikio Yamane; 幹生山根
Original assignee: Hitachi Metals Precision Ltd
Current assignee: Proterial Precision Ltd
Priority date: 1992-07-16
Filing date: 1992-07-16
Publication date: 1994-02-08

Abstract

(57)【要約】【目的】プリンタヘッドに用いられるヨークとコアを
精密鋳造法で一体的に製造した磁気特性が優れ割れや欠
けの少ないヨークコアを提供する。【構成】重量比でＣｏ５〜１９％、Ｖ０．５〜２．５
％、Ｓｉ０．１〜４．０％、Ｍｎ０．１〜１．０％含有
し、さらにＡｌ≦２．０、Ｍｏ≦１．０％のうちの１種
または２種以上を合計で０．５〜５．０％含有し、残部
が実質的にＦｅからなり、高い靭性と固有抵抗値を有
し、精密鋳造法で製造されることを特徴とするプリンタ
ヘッド用ヨークコアである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ端末機な
どのプリンタヘッドに用いられる精密鋳造で製造され組
織が鋳造組織を有するヨークコアに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータの端末機器に接続して情報
の記録を行なうプリンタは鮮明な画質で高速印刷が可能
であるとともに騒音の発生が少なく、かつトラブルもな
く安定して動作することが要求される。図４はバネチャ
ージ式ワイヤドットプリンタヘッドの構成の一例を示す
断面図である。プリンタヘッドはコア１、ヨーク２、永
久磁石３、スペーサ４、板ばね５、側磁板６、アマチュ
ア７からなる閉磁気回路を作り、印字作動をしない時に
は永久磁石３からの磁束によって、プリントワイヤ８を
固着したアマチュア７がコア１に吸引されているように
配置しておく。

【０００３】印字作動を行なわせるときはコアに巻かれ
た消磁コイル９に信号電流を流すことにより永久磁石３
の磁束を消去してコア１とアマチュア７間の磁気吸引力
を無くすと、板ばね５の復帰力によりアマチュア７が作
動しプリントワイヤ８がプラテンをたたいて印字がなさ
れる。次に信号電流が止まると再び永久磁石３による閉
磁気回路が形成されて、アマチュア７はコア１に磁気吸
引されて印字の一行程を終わる。

【０００４】前記コア１とヨーク２には磁気的には軟磁
性の特性が必要であるため、Ｓｉ鋼が用いられていた。
しかしながら、Ｓｉ鋼は振動吸収能が小さいため、コア
１とアマチュア７間で高騒音を発生していた。また、印
字速度の高速度化つまり駆動周波数の増加が進んでいく
中で、Ｓｉ鋼では飽和磁束密度が不足し高速度化しにく
い上に、前記の騒音が印字速度の高速度化に伴って、増
加していくという問題があった。そこで、最近ではＳｉ
鋼の代わりに、パーメンジュール又はパーメンダと呼ば
れるＦｅ−５０％Ｃｏ系の合金がプリンタ用ヨーク材に
用いられてきている。一方で図３に示すコア１とヨーク
２は、ほぼ円板状のヨーク２に孔を開けて、ほぼブロッ
ク状のコア１を１６ヶあるいは２４ヶはめこんで組立て
られるので、組立て作業が煩雑でコスト的にも不利であ
り、コアとヨークを一体的に製造できないかという要望
も生まれてきていたのである。

【０００５】パーメンジュールは現在実用されている材
料では飽和磁束密度（Ｂｓ）が最も高い材料である。し
かし、Ｆｅ−５０Ｃｏ系の合金は、非常に脆弱であり、
ヨークのような薄い板にすることは困難なため、第３元
素としてＶ、Ｃｒ、Ｎｉ及びＮｂ等を添加し靭性を改善
したものが実用化され、Ｖを約２％含有するＦｅ−４９
Ｃｏ−２Ｖが代表的な合金としてヨーク材として実用化
している。Ｖなどを添加して靭性改善をはかったＦｅ−
４９Ｃｏ−２Ｖ系の合金であっても、冷間加工の安定性
が欠けるため、プリンタヘッド用ヨークは精密鋳造で製
造するのが主流である。精密鋳造で製造すればヨークと
コアを一体に製造することができるメリットもあるから
である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、ロストワ
ックス法による精密鋳造で２％のＶを含有するパーメン
ジュール合金製のヨークを実用化してきた。しかしなが
ら、従来の２％Ｖ添加のパーメンジュールを精密鋳造で
製作する場合であっても、注湯後に於ける冷却時の鋳型
と金属との収縮差による拘束割れや、バリ取り作業など
手入れ時の欠けが生じやすいことを経験した。さらには
ヨークを旋削する時の端面角部の欠けも生じやすく、パ
ーメンジュールが難削であることより穴明けなどでの工
具寿命の短かいことなどの問題点があることが判明して
きた。上記問題点を解決する為には、合金組成を最適化
し靭性向上を図り、割れ、欠け、そして加工性の改善を
図る必要性がある。しかし、合金組成を変更すると固有
抵抗（比抵抗）も低下するので、プリンタヘッド用のヨ
ークとしての適正なうず電流を確保できなくなる惧れも
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、Ｆｅ−Ｃｏ合金をベースにして、靭性
を大幅に改善し、なおかつ磁気特性も優れたものにする
ように最適な合金組成を検討したものである。特に固有
抵抗を改善する目的で種々の化学組成を検討する過程で
得られたものである。合金組織を検討するうちにパーメ
ンジュール合金の靭性を向上させ、割れや欠けの発生を
低減するためにはＣｏ含有量を下げれば最も手っ取早い
が、Ｃｏ量を下げると、重要な性質である固有抵抗値と
磁束密度も低下してしまうことが判った。そこで本願発
明者は、Ｃｏ量を下げても固有抵抗値と磁束密度が低下
しない合金組成範囲を検討した結果、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗを
単独または複合で添加するとその効果が大きいこと、ま
た通常は脱酸剤として添加されるＳｉ、Ｍｎも固有抵抗
値と磁束密度を維持する効果があり、特にＳｉが添加の
効果が大きいことを見出して本願発明を完成したもので
ある。具体的には本発明は、化学成分が重量比でＣｏ５
〜１９％、Ｖ０．５〜２．５％、Ｓｉ０．１〜４．０
％、Ｍｎ０．１〜１．０％含有し、さらにＡｌ≦２．０
％、Ｍｏ≦３．５％、Ｗ≦１．０のうちの１種または２
種以上を合計で０．５〜５．０％含有し、残部が実質的
にＦｅからなり、組織が鋳造組織を有することを特徴と
するプリンタヘッド用ヨークコアである。このような用
途に用いる場合、固有抵抗値と磁束密度は高い方が望ま
しく保磁力は低い方が望ましいが、従来用いられている
３％珪素鋼や、４９Ｃｏ−２Ｖパーメンジュールの値を
勘案して、可能であれば磁束密度・Ｂ２５（Ｏｅ）Ｇ・
は15600 以上、固有抵抗値は４３μΩｃｍ以上、保磁力
Ｈｃは１．６以下が望ましいが、必ずしも完全に満す必
要はない。

【０００８】

【作用】本発明においてＣｏは磁束密度を高めるための
必須の基本組成の元素である。５％未満では、ヨークと
して必要な磁束密度が得られないので下限を５％とし
た。靭性は２５％以上添加すると低下し始めるが保磁力
及び最大透磁率は２０％を越えると低下し始めるため上
限を１９％とした。Ｖは靭性を向上させ且つ固有抵抗値
を向上させるのに有効であるが、０．５％以下ではその
効果が薄く、２．５％を越えて添加すると磁気特性のう
ちの保磁力を著しく低下させるので、必須で添加し０．
５〜２．５％に限定する。ＳｉはＭｎと同じ脱酸と鋳造
性を向上させる効果の他に、固有抵抗を向上させるのに
有効であるが、４．０％を越えると鋳造後の結晶粒が粗
大化して、靭性が著しく低下するため４．０％を上限と
した。ＭｎはＳｉと同様、鋳造品に於いては脱酸と鋳造
性向上に有効な元素で固有抵抗値の向上にも効果がある
が、１．０％を越えると磁気特性を著しく劣化させるた
め１．０％を上限とした。Ａｌは靭性向上と固有抵抗値
の向上に有効であるが、多すぎると鋳造性が悪くなり、
磁気特性も劣化するので、上限を２．０％とした。

【０００９】Ｍｏは耐食性向上と固有抵抗値の向上に寄
与するが、多すぎると磁気特性のうちの保磁力を低下さ
せるため３．５％を上限とした。Ｗも固有抵抗値向上に
寄与するが１．０％を越えると、逆に固有抵抗値が低下
するようになるため添加の効果を減ずる。よって上限を
１．０％とした。Ｖ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｗは、
精密鋳造されたパーメンジュール合金の固有抵抗値を向
上させるのに効果的であるが、Ｖは靭性を維持するため
必須で添加し、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗは固有抵抗値を下げない
ように１種または２種以上を合計で０．５〜５．０％含
有することが必要である。特に０．５〜２．５％のＶと
複合添加することにより、高い磁気特性を維持しなが
ら、靭性の向上と固有抵抗値の向上が達成できる。しか
し、多すぎると磁気特性が低下し、鋳造性を損なうの
で、複合で添加した時５．０％を越えて添加しないこと
が必要である。

【００１０】

【実施例】以下本発明を実施例と図面に基づき説明す
る。高周波誘導溶解炉を用いて得られた表１に示す組成
の合金溶湯から図１に示す形状（６５mmφ×１６mmＴ）
のプリンタヘッド用ヨークコアを各３２ヶと図２に示す
形状の磁気測定用リングおよび２mmＴ×１０mmＷ×１２
０mmＬの固有抵抗値測定用の試験片を精密鋳造法で製造
した。

【００１１】

【表１】

【００１２】磁気測定用リングは水素雰囲気中で１００
０℃で３時間保持する磁性焼鈍を施した後、磁気測定に
供した。割れや欠けの発生は目視観察によって確認し
た。まず比較例として鋳造した試料番号１〜５はＣｏ含
有量を徐々に減らしてある。Ｃｏが低下するに伴なっ
て、磁束密度、固有抵抗値共に低下するが、鋳造直後に
発生する割れや欠け、あるいは鋳造後の研削、旋削など
の二次加工によって発生する割れも減少することが判っ
た。ただしＣｏを３９％含有する試料番号２は鋳造直後
の割れ発生数が多いので不良率も高くなった。

【００１３】

【表２】

【００１４】

【表３】

【００１５】試料番号６〜１１は、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗのう
ちの１種を添加した実施例であるが、Ａｌが高いと固有
抵抗値が高くなり、保磁力が低下することが分る。Ｍｏ
を添加することにより固有抵抗値が上ることが認められ
るが、若干保磁力の低下が認められる。またＷの添加は
固有抵抗値の向上に僅かながら寄与していることが分
る。そして、これらＡｌ、Ｍｏ、Ｗを添加すると割れや
欠けなどが発生しなくなることが大きな特徴として挙げ
られる。

【００１６】試料番号１２〜１５はＡｌ、Ｍｏ、Ｗのう
ち２種以上を添加した例であるが、１種だけ添加した時
に比べ、固有抵抗値は向上していることが分る。Ａｌを
添加したときと添加しなかったときの試料番号１３と１
４を比較すると、保磁力への影響の違いが良く分る。試
料番号８と１３を比較してみるとＭｏが多くなると保磁
力が低下することが分り、さらにＭｏの添加は３．５％
を越えないことが望ましいことが分る。試料番号１６〜
１９はＶおよびＣｏの量を変動させた例である。Ｃｏの
量が減ると磁束密度が低下することは試料番号１８と１
９の比較で分る。Ｖを下げると靭性が低下するが、本実
施例ではＡｌ、Ｍｏ、Ｗなどを添加しているため、これ
が補てんされて割れ、欠けの発生への影響が出ていない
ことも分る。

【００１７】試料番号２０〜２４はＳｉ、Ｍｎの量を変
動させた例であるが、Ｍｎが多くなると保磁力を低下さ
せることが分る。従ってＭｎは１．０％を越えないこと
が必要である。Ｓｉは量が増加するに従い固有抵抗値が
非常に高くなるが、逆に磁束密度の低下と割れや欠けが
増加してくる。特にＳｉが５．０％を越えると異常に割
れが多発しほとんど製造ができなくなるので、Ｓｉは
４．０％を越えないことが大切である。試料番号２５は
Ａｌ、Ｍｏ、Ｗの合計が５．０％を越えたものである。
磁束密度が低目となり割れや欠けの発生も多くなる傾向
にある。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプリンタ
ヘッド用ヨークコアは従来の２Ｖパーメンジュールに比
べて、著しく割れおよび欠け発生数の低減が図れ、不良
率が大幅に減少したうえに、従来ヨークとコアを別々に
製造した後、煩雑な作業により組立てていたものを、精
密鋳造法で一体的に製造できるので、安定した生産が可
能になりコストも低減することができる。さらに本発明
は、高価な合金であるＣｏの含有量を減らしても、必要
とする磁気特性が十分得られ、価格的にも有利なヨーク
コアが提供できるので工業上有益な発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリンタヘッド用ヨークコアの一実施
例を示す部分断面図である。

【図２】本発明のプリンタヘッド用ヨークコアの一実施
例を示す図１の上面図である。

【図３】本発明のプリンタヘッド用ヨークコアの磁気特
性を測定するためのリングを示す形状の図である。

【図４】本発明のプリンタヘッド用ヨークコアに係る、
従来のプリンタヘッドの一例を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１コア，２ヨーク，３永久磁石，４スペーサ，
５板ばね，６側磁板，７アマチュア，８プリン
トワイヤ，９消磁コイル，１０ヨークコア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】化学成分が重量比でＣｏ５〜１９％、Ｖ
０．５〜２．５％、Ｓｉ０．１〜４．０％、Ｍｎ０．１
〜１．０％含有し、さらにＡｌ≦２．０％、Ｍｏ≦３．
５％、Ｗ≦１．０のうちの１種または２種以上を合計で
０．５〜５．０％含有し、残部が実質的にＦｅからな
り、組織が鋳造組織を有することを特徴とするプリンタ
ヘッド用ヨークコア。