WO1992000850A1 - Pieces constitutives de la tete d'impression d'une imprimante par points du type a impact, et procede de production - Google Patents

Pieces constitutives de la tete d'impression d'une imprimante par points du type a impact, et procede de production Download PDF

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    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Definitions

  • the present invention relates to a part constituting a print head for a wire dot type dot printer and a method of forming the same. Background technology
  • print heads for wire impact type dot blinds are generally provided in the nose frame a, the core block b fixed to the back of the nose frame a, and the center hole of the core block b.
  • Koapuro click b constituting the magnetic circuit for example of each of these components, it is configured to couple a large number of core b 2 formed by material such as large Bame Njiyuru saturation magnetic flux density on the base frame consisting of soft iron
  • the printing lever has a structure in which a lever £ e and a fulcrum pin £ 3 are connected to a plunger ⁇ , made of permendur, etc., and these components are integrally connected. This requires considerable man-hours.
  • the core block b no matter how the base frame and the core are connected, there is a slight gap between them and magnetic loss occurs.
  • the second and fulcrum pins 3 are likely to be damaged, resulting in inconveniences such as unstable wire behavior and adversely affecting responsiveness. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a new wire impact type dot head component in which a plurality of members are integrated by sintering. In addition, it is an object of the present invention to propose a new method for forming a head component that can easily and surely integrate a plurality of members.
  • At least one of the components configured as a combination of a plurality of members is formed using metal powder.
  • at least one member constituting the component is made of metal by integrating with another member that has been previously formed. It is formed by injection molding using powder, and then, in the process of sintering, other preformed members are combined and sintered integrally.
  • the present invention in the process of molding and sintering at least one of a plurality of members constituting the magnetic circuit component for a print head by injection molding using metal powder, Since the member is combined with another preformed member and sintered integrally, multiple members can be easily combined and integrated without requiring special processing accuracy of the joint. Thus, the number of assembly steps and the number of parts can be greatly reduced, and a gap between members can be eliminated to form a magnetic circuit component with almost no magnetic loss. Moreover, it is possible to mold only necessary parts as parts having expensive high magnetic permeability material or the like, so that the printing head can be configured at lower cost. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIGS. 1 and 2, FIGS. 3 and 4 and FIGS.
  • FIG. 5 and 6 are perspective views showing the steps of combining and integrating the components for printing the printheads, and the process diagrams thereof.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a step of connecting and integrating components for a print head
  • FIG. 8 is a view showing an example of a print head for a wire impact type dot printer.
  • FIG. 1 and FIG. 2 show a method of forming a core block 1 constituting a magnetic circuit.
  • the base frame 2 is a powder of a magnetic material having a diameter of 3 to 25 wm, such as pure iron Fe or 3% silicon steel Fe-Si, to which 5 to 60% by volume of an organic binder is added and kneaded. .
  • This is used as an original base frame with an injection pressure of 300 to 300 O kgf / cm 2 by an injection molding machine and a central circular hole 3 on the inner bottom surface and a number of core mounting holes 4 surrounding it.
  • an injection pressure 300 to 300 O kgf / cm 2 by an injection molding machine and a central circular hole 3 on the inner bottom surface and a number of core mounting holes 4 surrounding it.
  • the base frame 2 formed by injection molding is rich in processability only by being joined by a binder, so that the gate residue can be easily removed. Further, the liner can be ground and kneaded and used again for injection molding, so that the base frame 2 can be made inexpensive.
  • de-binder treatment is performed, for example, by holding at 50 ° C to 200 ° C for 1 hour to 3 hours and then at 300 ° C to 700 ° C for 2 hours to 60 hours in an inert gas or vacuum. .
  • the organic binder is removed from the base frame 2.
  • the other core 5 is made of a component having a large saturation magnetic flux density (Fe—Co—V alloy) or a 3% silicon steel Fe—Si or nickel having a high magnetic permeability.
  • -A powder of a metal alloy Fe—Ni is kneaded together with a binder in the same manner as described above, and this is formed by injection molding to form an original shape of a core having a projection 6 attached to the lower surface, and subjected to a binder removal treatment.
  • the two cores are joined so that the mounting projections 6 of the core prototype are fitted into the mounting holes 54 of the base frame prototype. That is, by making the shape of the base frame mounting hole 4 substantially rectangular parallelepiped and making the shape of the core mounting projection 6 substantially the same as the above substantially rectangular parallelepiped shape, the positions of the base frame 2 and the core 5 can be easily determined. In addition, the position of the step 6a of the mounting protrusion 6 of the core abuts on the bottom 4a of the base frame so that the position is easily determined.
  • the jig 17 has a groove 17 a having a shape corresponding to the core 5, and the core 5 is inserted into the groove 17 a.
  • the depth of the groove 1a is set so that the step 6a of the protrusion 6 of the core 5 is higher than the upper surface 17b of the jig.
  • the core 5 is set on the jig 17, and the mounting projection 6 of the core 5 is formed into, for example, a substantially cylindrical shape, and the hole 4 of the base frame 2 is formed.
  • the interface between the base frame 2 and the core 5 is welded during sintering, and the base frame 2 and the core 5 are integrally joined without any gap, so that the core block 1 with almost no magnetic loss 20 is formed. can get.
  • FIGS. 3 and 4 show a method of forming the print lever 7.
  • the lever piece 9 is made of a plate made of a high-strength material such as pure iron Fe or 3% silicon steel Fe-Si or stainless steel.
  • the fulcrum pin 10 is formed in advance by cutting or the like from a wire made of carbon steel or the like. These powders are mixed with a powder of an alloy having a high saturation magnetic flux density or high permeability, such as Permendule F e-C ⁇ 1 V, and an organic binder to form a plunger with a molding die, and the injection molding is performed by the insert method.
  • the plunger 8 is integrally molded with the original shape. Then, binder removal processing is performed, and these are sintered in a vacuum or in an atmosphere of an inert gas.
  • Another method is to knead a binder with powder of high saturation magnetic flux density or high magnetic permeability alloy such as Fe-Co-V, and form a blender 8 by injection molding.
  • the print lever piece 9 and the fulcrum pin 10 may be connected, and this may be sintered in a vacuum or in an atmosphere of an inert gas.
  • FIGS. 5 and 6 show a method of forming the yoke 11.
  • a disk-shaped yoke 1 provided with a number of radial grooves 13 and fulcrum pin insertion recesses 1 4.
  • a dish-shaped yoke 15 provided with a large number of radial grooves 16 and pure iron F e, silicon steel F e- S i or permendur (F e- (0 0- ⁇ alloy) powder and a binder are kneaded and molded by injection molding, followed by binder removal. Then, these radial grooves are polymerized so that the original shapes of the yokes 12 and 15 are aligned with each other so that the radial grooves 13 and 16 match each other, and these are fired in a vacuum or in an atmosphere of an inert gas. Tie.
  • the yokes 12 and 15 which have not been able to be integrated until now are integrally molded as a single yoke 11. Since the yoke 11 is sintered after injection molding the fine powder together with the binder, pores smaller than the fine powder remain in the portion where the binder 1 exists. Since the pores are impregnated with lubricating oil, a porous yoke having a small magnetic loss and a self-lubricating property should be configured as a yoke 11 capable of operating the printing lever 7 smoothly and reliably. Can be.
  • the present invention has been described above with reference to an example of a component applied to a general suction type wire impact type dot head, the present invention employs a permanent magnet in addition to this.
  • the present invention can also be applied to the yoke used for the used store energy type dot head.
  • the permanent magnet is formed in advance using a material such as samarium-cobalt or a neodymium, and the yoke is sintered or pressed using a material such as pure iron Fe or silicon steel Fe-Si. Formed in advance by processing. Then, these are mixed in a process of injection molding for kneading powder of ferromagnetic material such as silicon steel Fe-Si or permendur Fe-Co-V and a binder to form a base frame original shape. Integrate with base frame by saint method After sintering, sinter.
  • the yoke constituting the magnetic circuit can be formed with as little magnetic loss as possible.
  • the present invention is used for an impact dot head of a dot type printer, and can be applied to all types of dot impact printers that will spread in the future. It will contribute.

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Description

明 細 ' 書 · ワイヤィンパク卜式ドッ トプリンタ用印字へッ ド
の構成部品とその成形方法 技 術 分 野
本発明はワイヤドッ 卜式ドッ トプリンタ用印字へッ ドを構成する部品とそ の成形方法に関する。 背 景 技 術
ワイヤィンパクト式ドッ トブリン夕用の印字へッ ドは、 一般に第 8図に示 したように、 ノーズフレーム aと、 その背面に固定されたコアブロック b と、 コアブロック bの中心円孔に設けたスプリングホルダ cと、 コアブロッ ク b上に載置されたヨーク dと、 ヨーク d上に位置決め保持された多数の印 字レバーぶと、 さらにその上を覆う押え板 f とによって構成されている。
ところで、 これらの各構成部品のうち例えば磁気回路を構成するコアプロ ック bは、 軟鉄よりなるベースフレーム に飽和磁束密度の大きなバーメ ンジユール等の素材により形成した多数のコア b 2 を結合する構成が採ら れ、 また印字レバ一 £は、 パーメンジュール等からなるブランジャ ·β , にレ バー £ e と支点ピン £ 3 を結合する構成が採られているが、 これらの構成部 品を結合一体とするにはかなりの工数がかかるほか、 特にコアブロック bで は、 ベースフレームとコアをどのように結合しても両者の間に僅かな隙間が できて磁気損失が生じ、 また印字レバ一 ではレバ一 2 や支点ピン 3 に ガ夕が生じ易く、 ワイャの挙動が不安定となったり応答性に悪影響がでるな どの不都合が生じる。 発 明 の 開 示
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、 その目的とするところ は、 複数の部材を焼結により一体化した新たなワイヤインパクト式ドッ 卜へ ッ ド構成部品を提供することにあり、 またこのために、 複数の部材を容易に しかも確実に一体化し得る新たなヘッ ド構成部品の成形方法を提案すること にある。
すなわち本発明はかかる課題を達成するためのワイヤィンパクト式ドッ 卜 へッ ド構成部品として、 複数の部材の結合体として構成される構成部品の少 なくとも 1つの部材を金属粉末を用いて成形し焼結する過程で、 予め成形さ れた他の部材と結合一体となしたものであり、 また、 このようなヘッ ド構成 部品の成形方法として、 構成部品を構成する少なくとも 1つの部材を金属粉 末を用いて射出成形法により成形し、 ついで焼結する過程で、 予め成形され た他の部材を結合して一体的に焼結するようにしたものである。
従って、 本発明によれば、 印字ヘッ ド用の磁気回路構成部品を構成する複 数の部材のうちの少なくとも 1つの部材を金属粉末を用いて射出成形により 成形して焼結する過程で、 この部材を予め成形された他の部材と結合させて 一体的に焼結するようにしたので、 結合部分の加工精度を特に必要とするこ となく複数の部材を容易に結合一体化することができて、 組付けの工数及び 部品点数の大巾な削減を図ることができるとともに、 部材間の空隙をなく し て磁気損失の殆どない磁気回路構成部品を構成することができる。 しかも、 必要とする部品にのみ高価な高透磁率材等を施した部品として成形すること を可能となして、 印字へッ ドをより安価に構成することができる。 図面の簡単な説明 第 1図と第 2図、 第 3図と第 4図及び第 5図と第 6図は、 それぞれの印字 へツ 卜用構成部品の結合一体化工程について示した斜視図と、 その工程図で あり、 第 7図は印字へッ ド用構成部品の結合一体化工程について示した斜視 図、 第 8図はワイヤィンパクト式ドッ トプリンタ用印字へッ ドの一例を示し た図である。 発明を実施するための最良の形態
以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
第 1図及び第 2図は磁気回路を構成するコアプロツク 1の成形方法を示し たものである。 一方のベ一スフレーム 2は、 純鉄 F eもしくは 3 %珪素鋼 F e- S i等の 3〜25 wm径の磁性体の粉末に、 有機質バインダを体積比 で 5〜60%加え混練する。 これを射出成形機により射出圧 300〜300 O k g f/cm2 で、 内底面に中央円孔 3と、 これを取囲むような多数のコ ァ取付け孔 4 ····を有するベースフレーム原形として形成する。 射出成形に おいて必要となるゲートをピンゲートにすることにより、 ゲート残りを小に できる。 また、 射出成形により形成されたべ一スフレーム 2は、 バインダー により結合されているだけで、 加工性に富む為、 容易にゲ一卜残りを除去で きる。 またライナ一は粉砕し混練して、 再度射出成形に用いることができる のでべ一スフレーム 2を安価にすることができる。
次に脱バイダー処理は例えば 50°C〜200°Cにて 1時間〜 3時間保持し た後、 300°C〜700°Cにて 2時間〜 60時間、 不活性ガスあるいは真空 中にて行なう。 これにより有機物よりなるバインダ一はべ一スフレ一ム 2よ り除かれる。
また他方のコア 5は、 飽和磁束密度の大きなパ一メンジュール （F e— C o— V合金） あるいは透磁率の大なる 3%珪素鋼 F e— S iもしくはニッケ - ル合金 F e — N iの粉末を前記と同様にバインダとともに混練し、 これを射 出成形により下面に取付け凸部 6を有するコアの原形として形成して、 脱バ ィンダ処理を施す。
そしてつぎに、 コア原形の取付け凸部 6をべ一スフレーム原形の取付け孔 5 4に嵌込むようにして両者を結合する。 即ち、 ベースフレーム取付け孔 4の 形状を概直方体形状とし、 コアの取付け凸部 6の形状を前記概直方体形状と ほぼ同一にすることにより、 ベースフレーム 2とコア 5の位置が容易に決ま り、 かつコアの取付け凸部 6の段部 6 aがべ一スフレームの底部 4 aに当接 し位置が容易に決まる。
10 また、 第 7図に示すような治具を用いる方法によってもよい。 治具 1 7に は、 コア 5に対応した形状の溝部 1 7 aが形成されており、 この溝部 1 7 a にコア 5を挿入する。 コア 5の凸部 6の段部 6 aが治具の上面 1 7 bより高 くなるように溝部 1 Ί aの深さを設定している。 治具 1 7にコア 5をセッ ト し、 コア 5の取付凸部 6を例えば概円柱形状とし、 ベースフレーム 2の孔 4
1 5 を前記凸部 6に対応した形状として、 孔 4に凸部 6を圧入することにより両 者が結合される。 これを真空中もしくは不活性ガスの雰囲気中において焼結 する。
このようにして成形すると、 焼結時にベースフレーム 2とコア 5の界面が 溶着しベースフレーム 2とコア 5とは隙間なく一体的に結合されて、 磁気損 2 0 失の殆どないコアブロック 1が得られる。
上記した方法により成形したコアブロックと、 接着剤を用いてコァを接合 した従来のコアプロックを用いてそれぞれの入力エネルギー、 出力エネルギ 出力エネルギー
—及びエネルギー効率 （ 1 0 0 ) を実験により求めたとこ 入力エネルギー
。 ろ、 下記のような結果が得られた。
2 0 入力 エネルギー 出力 エネルギー エネルギー ¾¾¾ 本方法によるコアブ口ック 4. 3mj 0. 4mj 9. 3¾ 従来のコアブロ ッ ク 6. 3mj 0. 4mj 6. 3¾ これにより、 本発明方法により成形したコアブロックは、 従来のものに比 ベて磁気損失が少なくてエネルギ効率がきわめてよいことが判つた。
第 3図及び第 4図は印字レバー 7の成形方法を示したもので、 レバ一片 9 は純鉄 F eもしくは 3 %珪素鋼 F e— S i もしくはステンレス鋼等の高強度 材料の板材からブレス加工等により、 また支点ピン 1 0は炭素鋼等よりなる 線材から切削加工等により予め成形しておく。 そしてこれらを、 パーメンジ ユール F e— C◦一 V等の高飽和磁束密度あるいは高透磁率合金の粉末と有 機質バイングとを混練して成形型によりブランジャ原型を射出成形する過程 でィンサート法によりプランジャ 8の原形とともに一体的に成形 ..、 ついで 脱バインダ処理を施して、 これらを真空中あるいは不活性ガスの雰囲気中で 焼結する。
また、 別の方法としてパ一メンジュール F e— C o— V等の高飽和磁束密 度あるいは高透磁率合金の粉末とバインダとを混練し、 射出成形によりブラ ンジャ 8を形成するとともに脱バインダ処理をした後、 前記印字レバ一片 9 及び支点ピン 1 0を結合し、 これを真空中あるいは不活性ガスの雰囲気中で 焼結してもよい。
このようにして成形することにより、 プランジャ 8の部分にのみ高価な高 透磁率材を使用したエネルギー効率の高い印字レバー 7を得ることができ、 かつレバ一片 9及び支点ピン 1 0をブランジャ 8の所定部分に正確かつ強固 に一体化して、 その作動の安定化を図ることができる。 さらに第 5図、 第 6図はヨーク 1 1の成形方法を示したもので、 放射状の 多数の溝 1 3 · · · ·と支点ピン挿入凹部 1 4 · ·…を設けた円板型ヨーク 1 2 と、 放射状の多数の溝 1 6 · ·■·を設けた皿型ヨーク 1 5とを、 それぞれ磁性 材としての純鉄 F e、 珪素鋼 F e— S iもしくはパーメンジュール （ F e— 0 0 — ¥合金） の粉末とバインダを混練した原材から射出成形法により成形 し、 ついで脱バインダ処理を施す。 そしてつぎに、 これらの放射状溝.1 3、 1 6同士を合致させるようにして両ヨーク 1 2、 1 5の原形を重合して、 こ れらを真空中もしくは不活性ガスの雰囲気中で焼結する。
このようにして成形することにより、 これまで一体化し得なかつた両ョー ク 1 2、 1 5は単一のヨーク 1 1 として一体的に成形される。 このヨーク 1 1は、 微粉末をバインダーとともに射出成形した後焼結するためバインダ 一が存在した部分に微粉末より小さな空孔が残る。 この空孔に潤滑油が含浸 されるので磁気損失が少なくかつ自己潤滑性を有するポーラス型のヨークと して、 印字レバー 7を円滑にかつ確実に作動させることのできるヨーク 1 1 として構成することができる。
なお、 以上は一般的な吸引型ワイヤインパ.ク卜式のドッ 卜へッ ドに適用す る構成部品を例にとつて本発明を説明したものであるが、 本発明はこれ以外 に永久磁石を用いたストアーエネルギー式のドッ 卜へッ ドに用いるヨークに 対しても適用することができる。
すなわち、 図示は省略したが、 永久磁石をサマリウムコバルトあるいはネ 才ジゥム等の素材により予め成形し、 またヨークを純鉄 F eあるいは珪素鋼 F e - S i等の素材を用いて焼結あるいはプレス加工により予め成形する。 そして、 これらを珪素鋼 F e - S iあるいはパーメンジュール F e— C o— Vなどの強磁性材の粉末とバインダを混練してベースフレーム原形を形成す る射出成形の過程でァゥ卜サ一卜法によりべ一スフレームと一体化し脱バイ ンダ一後焼結する。
これにより、 磁気回路を構成するヨークを可及的に磁気損失が少ないもの として成形することができる。 産業上の利用可能性
この発明は、 ドッ 卜式プリンタのインパクト ドツ 卜へッ ドに用いられるも のであり、 今後、 普及するあらゆるドッ 卜インパクトブリン夕に適用するこ とが可能であり、 その性能向上、 コストダウンに大きく寄与するものであ る。

Claims

' 請 求 の 範 囲
( 1 ) 印字ヘッ ド用の磁気回路構成部品のうち、 複数の部材の結合体とし て構成される上記構成部品の少なくとも 1つの部材を、 金属粉末を用いて成 形し焼結する過程で予め成形された他の部材と結合一体となしたワイヤイン パク卜式ドッ トブリンタ用印字へッ ドの構成部品。
(2) 複数の部材の結合体として構成される印字へッ ド用の磁気回路構成 部品を対象とし、 該構成部品を構成する少なくとも 1つの上記部材を金属粉 末を用いて射出成形法により成形し、 ついで焼結する過程で、 予め成形され た他の上記部材を結合して一体的に焼結するようにしたことを特徴とするヮ ィャインパクト式ドツ 卜プリン夕用印字へッ ドの構成部品成形方法。
( 3 ) 前記金属粉末が高透磁率材料又は高飽和磁束密度材料であることを 特徴とする請求項 （ 1 ) 又は （2) 記載のワイヤィンパク卜式ドッ トブリン タ用印字へッ ドの構成部品とその成形方法。
( 4 ) 磁性材料の微粉末とバインダを混練する工程と、
これを射出成形する工程と、
高温にて前記バインダを除く脱バインダ工程と、
予め成形された他の部材を結合して一体的に焼結する工程とより成る請求項 (2) 記載のワイヤィンパクト式ドッ 卜プリン夕用印字へッ ドの構成部品の 成形方法。
(δ) 前記複数の部材がコア （5) とベースフレーム （2) であることを 特徴とする請求項 （3) 記載のワイヤインパク卜式ドッ トプリンタ用印字へ ッ ドの構成部品とその成形方法。
(6) 前記複数の部材がプランジャ （8) とレバ一片 （9) である事を特 徵とする請求項 （ 1 ) 又は （2) 記載のワイヤインパク卜式ドッ 卜プリンタ 用印字ヘッ ドの構成部品とその成形方法。
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