JPH04270661A - ドットワイヤの先端ガイド - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はドッ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の先端ガイドに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ドットマトリックス型プリンタに
おけるプリンタヘッド部は図１に示すごときものである
。このようなプリンタヘッドは、磁気ハンマ４により印
字ワイヤ２を駆動し、印字ワイヤ２を先端ガイド１のワ
イヤ孔７からインクリボン３に向かって出入りさせるこ
とによってプラテン６で支持された印字紙５に印字する
ものである。

【０００３】ここで用いられる印字ワイヤの先端ガイド
１は、図１に示すような板状物にワイヤ穴となる複数の
貫通孔を有するもの、あるいは図２（ａ）およびそのＡ
−Ａ断面図（ｂ）に示すような支持板８にブッシュのご
とく嵌め込まれたもの等が知られている。

【０００４】このような印字ワイヤ２の先端ガイドは、
通常は製作が容易で使用インクに対して耐腐食性を有す
るプラスチック製とするか、特に高寿命をもたせるため
にセラミックス製としたものが用いられている。また、
特開昭６４−９０７６３号には、セラミックスより加工
性が良く、プラスチックよりも耐久寿命の長い材料とし
て、鋼を熱処理して硬度を上げた先端ガイドを用いるこ
とが記載されている。また、特開昭６２−２８２５５号
には、耐摩耗性を上げるために高速度工具鋼にクロム酸
化物を分散させた先端ガイドが記載されている。

【０００５】これまで、ドッ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の先端ガイドとして、要
求されている材質的特性をまとめると次の２点であると
考えられていた。 （１）　　ワイヤとの摺動面の耐摩耗性が高いこと。印
字ワイヤはインクリボンを１０８回以上も打点するため
、ワイヤはガイドとの摺動によって、摺動面が摩耗して
印字精度を悪くする原因ともなっている。 （２）　　加工が容易なこと。先端ガイドは印字ワイヤ
を貫通させるための小孔を高精度で作成しなければなら
ない。特に最近の印字ワイヤの多ピン化に伴い、小径の
ワイヤを密に支持する精密な開孔が必要である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者がドットワイ
ヤの先端ガイドの寿命を向上させる目的で、ＳＫＨ５１
製の先端ガイドの摩耗状況を観察、調査したところ、ド
ットワイヤの先端ガイドはインク中に含まれる顔料また
は染料である黒鉛微粒子等によるアブレッシブ型の摩耗
だけでなく、腐食による摩耗も同時に進行していること
が判明した。これはインクを構成する数％〜数１０％の
特殊脂肪酸による腐食作用と考えられる。したがって、
高速度工具鋼を用いたドットワイヤの先端ガイドにおい
ては、寿命の向上には耐アブレッシブ摩耗性とともに、
耐腐食性にも優れる必要のあることを知見した。また、
焼入れ時に多量のオーステナイトが残留すると曲がりの
発生や靭性の低下をもたらし、加工精度が劣化すること
が判明した。

【０００７】本発明の目的は、耐摩耗性、耐腐食性の高
い高Ｃｒ高速度鋼を用いて、高速化、高寿命化に対応で
きる高性能かつ経済的なドットワイヤの先端ガイドを提
供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、Ｃ含有量と
炭化物形成元素（Ｃｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｖ）含有量との間に
適正な関係があり、両者のバランスを調整すること等に
より、優れた耐摩耗性、耐腐食性を達成することができ
ることを見出し、本発明を完成した。

【０００９】本発明は重量比でＣ　１．５〜２．８％、
Ｃｒ　７．５〜１２．０％、Ｗ　１８．０％以下および
Ｍｏ　１１．０％以下の１種または２種で、１２≦Ｗ＋
２Ｍｏ≦２２、Ｖ　３〜１０％、Ｃｏ　１．０〜１０％
、Ｓｉ　１．０％以下、Ｍｎ　１．０％以下、残部Ｆｅ
および不可避不純物よりなり、さらに、Ｃｅｑ＝０．０
６×％Ｃｒ＋０．０３３×％Ｗ＋０．０６３×％Ｍｏ＋
０．２×％Ｖとするとき、Ｃ−Ｃｅｑが−０．５〜−０
．１５であることを特徴とする耐腐食性、耐摩耗性に優
れたことを特徴とするドットワイヤの先端ガイドである
。

【００１０】以下に本発明の成分限定理由を述べる。Ｃ
はＣｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖと反応して硬い炭化物を形成し、
耐アブレッシブ摩耗性を向上させる。この炭化物の一部
は焼入れ−焼もどし熱処理によって、マルテンサイト基
地中に固溶・再析出し、マトリックスの硬度を高める作
用がある。その含有量は、１．５％未満ではこの作用が
十分発揮されず、逆に２．８％を越えると、靭性、伸線
性等が著しく悪くなるため、１．５〜２．８％、望まし
くは１．８〜２．０％とする。

【００１１】このようにＣは、本発明にとって重要な構
成元素であるが、その含有量は同時に添加されるＣｒ，
Ｗ，Ｍｏ，Ｖ含有量との適正な均衡があり、この範囲を
外れると本発明の目的は達成されない。すなわち、Ｃｅ
ｑ＝０．０６×％Ｃｒ＋０．０３３×％Ｗ＋０．０６３
×％Ｍｏ＋０．２×％Ｖとするとき、Ｃ含有量とＣｅｑ
との差Ｃ−Ｃｅｑが−０．５〜−０．１５の範囲となる
ようにＣ含有量を調整しなければならない。この範囲を
越えて過剰にＣを含有させると、以下のごとき弊害が現
われる。

【００１２】■　　本発明の材料は、７．５〜１２．０
％のＣｒを含有する高Ｃｒ高速度鋼に係るものであるが
、Ｃが高いとＣｒ２３Ｃ６型の固溶し易い炭化物を多量
に形成し、これが焼入れ熱処理によってマトリックス中
へのＣ固溶量を著しく高め、残留オーステナイトの量を
極端に多くする。焼入れ−焼もどし熱処理したとき、こ
のような多量の残留オーステナイトを形成した材料は、
熱処理変形が極端に大きくなり、ワイヤ穴の精度が得ら
れず、大部分が不良となる知見を得た。また、この材料
の抗折力も低く、実用できるものでなかった。

【００１３】■　　Ｃｒとの結合による炭化物の形成量
を増し、その反作用として、マトリックス中へのＣｒの
固溶量を減じ、実質的に耐食性を損ない、本願発明の目
的を達成できない。逆に、Ｃ含有量がＣ−Ｃｅｑ＜−０
．５の場合は、焼入れ−焼もどし熱処理しても十分に高
い硬度が得られず、耐アブレッシブ摩耗性が不足すると
いう問題がある。

【００１４】Ｃｒは本発明における重要な構成元素であ
る。インクリボン中に含有されている脂肪酸による腐食
摩耗の進行を抑制するためには、Ｃｒ含有の効果が大き
く、Ｃｒ含有量の高いほど腐食量は少ない。しかし、前
述の如く、単純にＣｒ含有量のみ高くすれば本発明の目
的の１つである耐食性を向上できるのではなく、同時に
添加されるＣ含有量とのバランス（Ｃ−Ｃｅｑ）が重要
である。本発明のＣバランスとすれば、従来の高速度鋼
製のガイドと比較して、Ｃｒ含有量が７．５％以上にな
ると、その効果が明瞭に現れる。

【００１５】本発明の特徴は、高速度鋼のもつＣｒが前
記のＣと結合して、硬い炭化物を形成し、アブレッシブ
摩耗の進行を押える効果による優れた耐摩耗性を活かし
つつ、マトリックスのＣｒ含有量を高めて耐食性の向上
をも兼備したワイヤの先端ガイド素材を提供しようとす
るものである。しかし、本発明の合金組成でＣｒ含有量
が１２．０％を越えると残留オーステナイトが増えて焼
もどし硬さが上がらなくなるためＣｒ含有量は７．５〜
１２．０％とする。

【００１６】ＷおよびＭｏは、Ｃｒと同じくＣと結合し
て硬い炭化物を形成するのでアブレッシブ摩耗に対し有
効な元素であると同時に、焼もどしによって二次硬化を
生ぜしめるので、マトリックスを硬化し、さらに耐摩耗
性を向上させる効果が大きい。上記効果を有効に発揮さ
せるため、Ｗ　１８．０％以下、Ｍｏ　１１．０％以下
の１種または２種で、Ｗ＋２Ｍｏ量で１２％以上、望ま
しくは１４％以上含有した素材でなければならない。し
かし、Ｗ，Ｍｏの含有量が過度になると、抗折力が低下
する、などの弊害があるので、１２≦Ｗ＋２Ｍｏ≦２２
に限定した。

【００１７】ＶもまたＣと結合して硬い炭化物を形成す
る。特に、Ｖ炭化物の硬さは約ＨＶ３０００でＣｒ炭化
物（約ＨＶ１５００）の２倍の硬さを有しているので、
アブレッシブ摩耗に対し有効な作用を及ぼす。したがっ
て、耐摩耗性の向上には可能な限り多く含有させたいが
、逆にＶ炭化物はマトリックスとの濡れ性が悪く、靭性
を劣化させる悪影響も併せ持っているので、Ｖは３〜１
０％とした。望ましくは、４〜６％である。Ｃｏは耐腐
食性の向上に効果があり、有効な元素である。Ｃｏが１
．０％以下では効果が不十分で１０％を越えると靭性を
劣化するのでＣｏ　１．０〜１０％とした。Ｃｏの望ま
しい含有量は２〜５％である。

【００１８】Ｓｉは脱酸剤として添加し、さらにマトリ
ックスに固溶して硬さを高める効果があるが、多すぎる
と靭性低下を招くので１％以下含有させる。Ｍｎも脱酸
剤として添加するが、多すぎると焼入れ後の硬さが低く
なるので１．０％以下含有させる。Ｎを０．０４〜０．
１５％含有させると、ＶＣＮ型の硬くて安定な炭窒化物
を形成し、耐摩耗性を高める効果がある。特に本発明の
高Ｃｒ高速度鋼の場合、Ｎを溶鋼中に多量に溶解させ得
るのに有利である。

【００１９】本発明の合金は、Ｗ、Ｍｏ、Ｖなどの炭化
物が多量に存在している。これらの炭化物は通常の製造
法では粗大な棒状、または角状になり易いので、鋼塊寸
法を小さくして凝固時の冷却速度を高め、炭化物を微細
化する等の工夫を必要とする。特に上記合金を粉末法に
て製造し、粉末の粒度、熱間加工条件を調整することに
より、平均粒径が１．５μｍ以下の微細で球状の炭化物
組織とすれば、本発明の目的に最も適したドットワイヤ
の先端ガイド用素材が得られる。

【００２０】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明を詳細に説明す
る。表１に示す化学組成の線材を粉末法で作製し、表２
に示す条件で焼入れ焼もどし熱処理を行なった。なお、
本発明の材料の炭化物の大きさは、平均粒径で０．９８
〜１．２４μｍであった。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】その材料の焼入れままの硬さ、および焼も
どし後の硬さを同じく表２に示す。本発明鋼の焼入れ硬
さはＨＲＣ６２以上を得て適正であるが、比較鋼Ｎｏ．
９とＮｏ．１１の焼入れ硬さが極端に低い。これは、こ
の材料が高ＣｒでかつＣ−Ｃｅｑが高いため、焼入れに
よって多量の残留オーステナイトを形成したためである
。このような多量に残留オーステナイトを形成する材料
は熱処理による変形が大きく不適である。また、５６０
℃で焼もどしした後の硬度がＨＲＣ６７以上ないと、耐
摩耗性や疲労強度が不足する。本発明材はいずれもこの
要求を満たすが、比較材Ｎｏ．１０とＮｏ．１１は本発
明と比較してＷ＋２Ｍｏ量が低いため、同じくＮｏ．１
２はＣ−Ｃｅｑが低いためこの特性を満足していない。

【００２４】表１に示すＮｏ．１〜Ｎｏ．１３の材料に
ついて、＃　５００のＳｉＣ研磨紙上で６ｍｍφの試験
片を周速度１５ｍ／ｍｉｎ、送り　６０ｍｍ／ｍｉｎ、
荷重　１０ｋｇの条件で１０００ｍｍ移動させることに
よって、耐アブレッシブ摩耗性を評価した。 試験前後の摩耗減量（ｍｇ）を表２中に示す。比較材お
よび従来材に比べて本発明に用いられる材料の摩耗減量
が少なく、本発明の材料は耐摩耗性に優れていることが
わかる。

【００２５】同じく表１の試験片を用いて、耐腐食性の
評価を行なった。腐食液には脂肪酸に代わる加速試験と
して１０％ＨＮＯ３水溶液を用い、単位面積、単位時間
あたりの腐食減量を求めた。本発明材の腐食減量は従来
材（Ｎｏ．１３）の約半分と良好である。比較材Ｎｏ．
９〜Ｎｏ．１１はやや劣る。

【００２６】次に抗折試験を行ない、靭性の評価を行な
った。試験片のサイズは、５ｍｍφ×７０Ｌで支点間距
離　５０ｍｍ中央一点荷重方式とした。表２にその結果
を抗折力で示す。本発明材は、従来材（Ｎｏ．１３）と
ほぼ同等であり、十分な靭性を有している。比較材Ｎｏ
．９〜Ｎｏ．１１は抗折力が低い。以上に示した如く、
本発明材はドットワイヤの先端ガイドとして必要な基本
的特性である、硬さ、耐摩耗性、耐腐食性のいずれをも
満足することが判明した。

【００２７】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば従
来不十分であったドットワイヤの先端ガイドの耐腐食性
、耐摩耗性を著しく高めることができ、しかも鋼系であ
るために、加工性に優れる特徴も有しているので、高精
度、高速、高寿命プリンタ用ドットワイヤの先端ガイド
として顕著な効果を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ドットマトリックス型プリンタヘッド部の一例
を示す図である。

【図２】（ａ）はドットワイヤの先端ガイドの一例を示
す正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１　　先端ガイド ２　　印字ワイヤ ３　　インクリボン ４　　磁気ハンマ ５　　印字紙 ６　　プラテン ７　　ワイヤ穴 ８　　支持板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　重量比でＣ　１．５〜２．８％、Ｃｒ
   　７．５〜１２．０％、Ｗ　１８．０％以下、Ｍｏ　１
   １．０％以下の１種または２種で、１２≦Ｗ＋２Ｍｏ≦
   ２２、Ｖ　３〜１０％、Ｃｏ　１．０〜１０％、Ｓｉ　
   １．０％以下、Ｍｎ　１．０％以下、残部Ｆｅおよび不
   可避不純物よりなり、さらに、Ｃｅｑ＝０．０６×％Ｃ
   ｒ＋０．０３３×％Ｗ＋０．０６３×％Ｍｏ＋０．２×
   ％Ｖとするとき、Ｃ−Ｃｅｑが−０．５〜−０．１５で
   あることを特徴とする耐腐食性、耐摩耗性に優れたこと
   を特徴とするドットワイヤの先端ガイド。
2. 【請求項２】　　重量比でＣ　１．８〜２．０％、Ｃｒ
   　９．０〜１０．５％、Ｗ　２〜１２％およびＭｏ　２
   〜８％を合計で１４≦Ｗ＋２Ｍｏ≦１８、Ｖ　４〜６％
   、Ｃｏ　２〜５％、Ｓｉ　０．１〜０．５％、Ｍｎ　０
   ．１〜０．５％、残部Ｆｅおよび不可避不純物よりなり
   、さらに、Ｃｅｑ＝０．０６×％Ｃｒ＋０．０３３×％
   Ｗ＋０．０６３×％Ｍｏ＋　０．２×％Ｖとするとき、
   Ｃ−Ｃｅｑが−０．３５〜−０．１５であることを特徴
   とする耐腐食性、耐摩耗性に優れたことを特徴とするド
   ットワイヤの先端ガイド。
3. 【請求項３】　　Ｎ　０．０４〜０．１５％である請求
   項１または２に記載のドットワイヤの先端ガイド。
4. 【請求項４】　　ワイヤを構成する金属組織において、
   その炭化物の平均粒径が１．５μｍ以下であることを特
   徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のドットワイヤ
   の先端ガイド。