JPS63255342A - ドツトプリンタ用ワイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はドツトマトリックス型プリンタヘッドに用いら
れる印字ワイヤに関するものである。

〔従来の技術〕

現在、ドツトマトリックス型プリンタヘッドに用いられ
る印字ワイヤとして、要求されている材質的特性は下記
の３点である。

１、ワイヤの耐摩耗性が高いこと。ワイヤ先端はインク
リボンを１０”回収玉も打点するため、先端が摩耗し、
印字が不明瞭となる。また、ワイヤはガイドと常に摺動
しているため、ワイヤ側面が摩耗して印字精度を悪くす
る原因ともなっている。

２、ワイヤが軽量であること。印字ワイヤは高速度で運
動しなければならず、印字速度を大きくするためには、
ワイヤが軽量であることが必要である。

３、ワイヤのしん性が高いこと。ワイヤは中間のガイド
によってわん曲されて配置されているため、ワイヤ組立
中や印字中に折損し易く、じん性の高い材質であること
が必要である。

従来、この種の印字ワイヤには一般に超硬合金細線、タ
ングステン細線、高速度工具鋼細線等が用いられている
。このうち超硬合金は耐摩耗性に優れているが比重が大
きいためワイヤが重く、高速印字には適さない。また、
じん性も低いので使用中または組立中に折損する等、信
頼性の点で十分でない。

タングステンは比重が大きい、強度の塑性加工のためフ
ァイバー＆ＩＩ！！ａが発達し二枚割れを発生し易い、
耐摩耗性が十分でない等の欠点がある。

高速度鋼は超硬合金やタングステンに比較すると比重が
約半分と小さく、じん性も高い、しかも）１ｖ７００〜
９００の高硬度が得られ、かつ適量の未固溶炭化物を分
散しているために耐摩耗性にも優れておりドツトプリン
タ用印字ワイヤとして多量に使用されている。高速度工
具鋼には通常の溶製法によるものと、粉末法により製造
されたものとがあるが、粉末高速度鋼の方がより耐摩耗
性が高い、ところが、印字プリンタのより以上の高速化
および高寿命化のためには、従来の粉末高速度工具鋼で
は耐摩耗性がまだ不十分であり、耐摩耗性の改善が必要
である。

印字ワイヤの耐摩耗性を向上させる技術としては１、例
えば特開昭５２−１１０１２１号に開示されるように、
ワイヤの先端に硬質合金のチップを接合する方法や、特
開昭５４−５４７１３号に開示されるような、先端部を
レーザー照射等で衝撃焼入する方法、特開昭５２−９６
１１９号に開示されるワイヤ表面を化学気相メッキ法に
より硬質化合物で被覆する方法等が提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

印字ワイヤの耐摩耗性を向上させようとする従来の方法
の内、ワイヤ先端に硬質合金のチップを接合する方法、
先端部をレーザー照射等で衝撃焼入する方法、ワイヤ表
面を化学気相メッキ法により硬質化合物で被覆する方法
等は量産性に乏しく、コストが高くなる問題があり現時
点では工業的規模での実用化はなされていない。

以上の従来技術に対し本願出願人は粉末高速度工具鋼の
未固溶炭化物の平均粒径を１．０μ以上とすることによ
り耐摩耗性の向上を図る手法を提案している（特開昭６
１−１９９０５５号）。本手法は耐摩耗性の向上には効
果があるものの、前記粒径が大きすぎる場合には引抜性
にやや問題があり、細線製造の引抜き作業時に破断する
場合があると云う問題点を知見するに至った。

そこで本発明はドツトプリンタ用ワイヤに供される粉末
高速度工具鋼細線の引抜き作業時の破断を抑え、かつ耐
摩耗性をより経済的な方法で改善することにより高速化
、高寿命化に対応できる印字ワイヤを提供しようとする
ものである。

〔問題点を解決するための手段］ 本発明はドツトマトリックス型プリンタの印字ワイヤに
供される細線において、焼入れ焼もどしをされた基地中
に未固溶炭化物を面積比で２５％以上均一に分散せしめ
た粉末高速度工具鋼とすることにより前記問題を解決す
るものである。

以下本発明を詳述する。

本願発明者は、前述のように特開昭６１−１９９０５５
号で開示した未固溶炭化物の平均粒径が１．０μｍ以上
の粉末高速度工具鋼からなるワイヤーでは引抜作業時に
破断が生ずること、そしてこの破断は耐摩耗性向上に寄
与する未固溶炭化物の粒径が大きすぎる場合に生ずるこ
とを知見した。この点につき種々検討を行った結果、前
記未固溶炭化物の量を面積比で２５％以上とすることに
より、前記未固溶炭化物の粒径を過度に大きくすること
なく十分な耐摩耗性を具備し、引抜き作業時の破断を抑
えることができることを知見し本発明を完成したのであ
る。

未固溶炭化物の量を面積比で２５％以上にすると上記の
ような効果が得られる理由については明らかでないが、
下記の作用効果によるものと推定している。

粉末高速度鋼細線をプリンタ用ワイヤに使用した場合、
その耐摩耗性は焼もどしマルテンサイト基地の硬さと、
未固溶炭化物の分布、大きさ、量などに影響されると考
えてよい。未固溶炭化物はＭ、Ｃ型とＭＣ型の２種類の
炭化物が混在しているが、Ｍ、Ｃ型炭化物の硬さはＨシ
１６００〜２４００、ＭＣ型炭化物はＨｖ２５００〜３
５００といずれも基地の硬さＨｖ７００〜９００に比較
して著しく硬い。したがいワイヤはインクリボンとの接
触、あるいはガイドとの摺動により、まず基地が摩耗し
、未固溶炭化物は浮き上がった状態でなお耐摩耗に寄与
しているが、基地摩耗の進行につれてやがて脱落する。

第１図はその模式図であるが（ａ）の未固溶炭化物が少
ない場合は焼もどしマルテンサイトの面積が大きくなり
炭化物間の距離が大きく、これの摩耗によって未固溶炭
化物は早く脱落する。（ｂ）のように未固溶炭化物が多
いと焼もどしマルテンサイトの面積が小さく、未固溶炭
化物間の距離が小さくなりこのマルテンサイトの摩耗は
しにくくなり未固溶炭化物は脱落しに＜（、耐摩耗に有
利となる。

本発明材の耐摩耗性が従来の粉末高速度鋼細線に比較し
優れているのは、この理由によるものと考える。

未固溶炭化物の含有％が２５％未満では上記の効果が顕
著に現れないので、本発明では未固溶炭化物を面積比で
２５％以上に限定した。

また普通の溶製高速度鋼細線では、未固溶炭化物の分布
が均一でなく、耐摩耗性、じん性の点で劣り、本発明の
目的を満足しない。

そこで本発明では粉末高速度工具鋼を採用するのである
が粉末高速度鋼の原料粉末は溶鋼を細いノズルを通して
落下させる時に、高速のＮｚガスや水などにより飛散さ
せて、粉末状に急冷凝固させたものである。したがって
粉末は極めて微細な凝固組織となり、その粉末を原料と
して製造した粉末高速度工具鋼は鋼材の内外とも炭化物
が均一に分布するのである。　　　　゛ なお、未固溶炭化物量を焼入れ、焼もどし時点のもので
限定したのは、粉末高速度工具鋼細線は、前記鋼材を熱
間圧延、冷間引抜などの方法により所定のサイズとした
後、焼入焼もどし熱処理を施し硬化させてドツトワイヤ
ーに供されるからである。

粉末高速度鋼細線の未固溶炭化物を２５％以上とするた
め、および他のドツトプリンタに要求される特性に好適
な粉末高速度鋼の化学組成は下記の通りである。

すなわち、Ｃ１，１〜４．０％、　Ｓｉ≦１．５％、　
Ｍｎ≦１．０％、　Ｃｒ３．　０〜８．０％、ＷＳ２０
．０％、Ｍｏ≦１６．０％（ただし１５％≦Ｗ＋２Ｍ、
≦３５）、Ｖ３、　０〜１６．０％、　Ｃｏ≦１６．０
％、残部ＦｅあるいはさらにＮを０．２％以下添加した
組成である。また、その他の元素で不可避的不純物を含
有しても本発明の遂行にはさしつかえない。

以下に各元素の効果について述べる。

Ｃは同時に添加されるＣｒ、　Ｗ、　Ｍｏ、　　Ｖとと
もに炭化物を形成し、一部は基地中に固溶することによ
り耐摩耗性を高める効果がある。したがって、Ｃの含有
量は単独に決められるものではなく　、Ｃｒ。

Ｗ、　Ｍｏ、　Ｖなどの含有量との関係において、適量
法める。上記併用元素の含有量の範囲ではＣ含有１！ｔ
１．１％未満だと基地の硬さが低く、本発明が必要とす
る未固溶炭化物量が得られず、耐摩耗性が不足する。逆
に３．５％を越えると著しく脆化するので、Ｃ含有量は
１．１〜３．５％とした。

Ｓｉは精錬時の脱酸のために、さらには基地の焼もどし
硬さを高める目的で添加する。しかし１．５％を越える
と脆くなるのでＳｉ≦１．５％とした。

ＭｎもＳｔと同様脱酸のために、さらには焼入性を高め
るために添加する。しかし１．０％を越えると、効果が
飽和するのでＭｎ≦１．０％とした。

Ｃｒは炭化物を形成して耐摩耗性を高める効果および焼
入性、耐酸化性を高める効果がある。Ｃｒ３％未満では
、この効果が十分でなく、逆に８％を越えると、靭性の
低下がおこるのでＣｒ３．０〜８．０％とした。

ＷおよびＭｏは、炭化物を形成して耐摩耗性を向上させ
、さらに一部は基地に固溶して焼もどし硬さを高める効
果がある。ＮｏはＷの原子量の約％であるために、Ｍｏ
１％はＷ２％と等量の効果を有しており、Ｗ＋２Ｍｏ１
１にてその効果をあられすことが出来る。ＷＳ２０．０
％、　Ｍｏ≦１６．０％の範囲において、Ｗ＋２Ｍｏｆ
ｉが１５％未満では炭化物量が少ないため効果がない。

逆にＷ＋２Ｍｏｆが３５％を越えると炭化物量が極端に
多くなり過ぎ脆くなるので１５％≦Ｗ＋２Ｍｏ≦３５％
とした。

ＶもＷ、Ｍｏと同様の効果を有している。■含有量が３
．０％未満では耐摩耗性が少なく、逆に１６．０％を越
えると線引加工が難かしくなるのでｖ３．０〜１６．０
％とした。

Ｃｏは基地に固溶して基地の硬度を高める効果があるが
、１６．０％を越えると脆くなるのでＧｏ≦１６．０％
とした。

ＮはＶと窒化物を形成して耐摩耗性を高める効果および
一部基地に固溶して基地硬度を高める効果があるが、０
．２％を越えると線引加工が難しくなるので添加する場
合は０．２％以下とする。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について述べる。

第１表に示す線径φ０．３Ｒの粉末高速度鋼細線を製造
し、プリンタ用ワイヤ寿命試験機で一定打点後のワイヤ
先端の摩耗量を測定した。

供試材はいずれもＮ２ガスアトマイズ粉を軟鋼製カプセ
ルに入れて熱間静水圧プレスにて押し固めた後、ソーキ
ングを行なったあと熱間圧延を行ない、さらに冷間引抜
きにてφ０．３　ｍの線径に加工後焼入れ焼もどしを行
なった。

焼入温度は記号Ａ、Ｂ、Ｄは１１９０℃、記号Ｃは１２
００℃とし、焼もどしはいずれも５５０℃×（１＋１＋
１）Ｈｒとした。

焼入れ焼もどし後の硬さは記号ＡＨｖ９６５、記号ＢＨ
ｖ９８５、記号ＣＨｖ７０４、記号ＤＨｖ９９０、であ
った。

本ワイヤ材を用いて、プリンタ用ワイヤ寿命試験を実施
したところ５０００万打後のワイヤ先端摩耗量は記号Ａ
３０〜４０μ、記号８２０〜３０μ、記号Ｄ２０〜３０
μで従来材の記号Ｃ７０〜９０μに対し耐摩耗性に優れ
ていることが確認された。

また、以上の記号のＡ−Ｄいずれも引抜き作業時に破断
は生じなかった。

〔発明の効果〕

以上のごとく、本発明によればドツトプリンタ用ワイヤ
の耐摩耗性を著しく高めることが出来、しかも軽量で靭
性も高いので高速、高寿命プリンタ用ワイヤとして顕著
な効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は未固溶炭化物の含有率が異なるプリンタ用ワイ
ヤの摩耗メカニズムをあられす模式図である。 ｌ：未固溶炭化物、 ２：焼もどしマルテンサイト基地、 ａ：未固溶炭化物が少ない場合、 ｂ：未固溶炭化物が多い場合。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、焼入れ焼もどしをされた基地中に未固溶炭化物が面
   積比で２５％以上で均一に分散した、粉末高速度工具鋼
   からなることを特徴とするドットプリンタ用ワイヤ。 ２、化学組成がＣ１．１〜４．０％、Ｓｉ≦１．５％、
   Ｍｎ≦１．０％、Ｃｒ３．０〜８．０％、Ｗ≦２０．０
   ％、Ｍｏ≦１５．０％（ただし１５％≦Ｗ＋２Ｍｏ≦３
   ５％）、Ｖ３．０〜１６．０％、Ｃｏ≦１６．０％、残
   部Ｆｅおよび不可避的不純物よりなる特許請求の範囲第
   １項記載のドットプリンタ用ワイヤ。 ３、化学組成がＣ１．１〜４．０％、Ｓｉ≦１．５％、
   Ｍｎ≦１．０％、Ｃｒ３．０〜８．０％、Ｗ≦２０．０
   ％、Ｍｏ≦１５．０％（ただし１５％≦Ｗ＋２Ｍｏ≦３
   ５％）、Ｖ３．０〜１６．０％、Ｃｏ≦１６．０％、Ｎ
   ≦０．２％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物よりなる特
   許請求の範囲第１項記載のドットプリンタ用ワイヤ。