JPH05261945A - 印字部材とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 印字ワイヤと印字レバーとをロウ付けし、ま
た印字ワイヤの、印字レバーとの接合部の根元部および
印字ワイヤ先端部を焼入れ，焼戻し処理することによ
り、安価な線材を高速印字用の印字ワイヤとして使用可
能にし、コストの引き下げを図る。 【構成】 印字レバー１と印字ワイヤ２との接合部３を
ロウ付けしてあり、印字ワイヤ２の接合部３の根元部２
ａおよび、印字ワイヤ先端部２ｂが焼入れ，焼戻し処理
してある。焼入れは、接合部３の中央部よりも印字ワイ
ヤ２先端部寄りの部分および印字ワイヤ先端部２ｂに例
えばレーザービームを光ファイバ４ａ，４ｂにより同時
に瞬間的に照射してこの部分を加熱して行う。ロウ付け
はたとえばこの焼入れと同時に焼入れの熱により行う。
以上により印字ワイヤの根元部２ａおよび先端部２ｂを
硬い組織にする。次に、ロウ付けされた印字レバー１と
印字ワイヤ２との結合体を２４０〜２８０℃で焼戻し処
理を施し、強じん性を付与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ドットインパクト式プ
リンタの印字ヘッドにおける印字部材およびその製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ドットインパクト式プリンタの印字ワイ
ヤの線材は、プリンタの機種に対応して種々の線材が採
用されている。一般的に、高速印字用としては、超硬合
金が用いられ、中級用としては高速度鋼線やタングステ
ン鋼線あるいはモリブデン鋼線等が採用されている。ま
た、低速印字用としては、安価なピアノ線材やオイルテ
ンパー線材が採用されている。これらの線材からなる印
字ワイヤは、トーチや高周波による加熱によって印字レ
バーの先端部にロウ付けして印字ヘッドに組み込まれて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した高速用や中速
用の印字ワイヤに用いる線材は、いずれも高価なもので
あり、印字ヘッドのコスト低減の障害になっている。そ
の対策として、上記した高価な線材に代えて、安価なピ
アノ線材やオイルテンパー線材を採用する試みも行われ
ている。しかし、ロウ付け時に印字ワイヤを高周波加
熱、トーチ加熱により全体的に加熱するため印字ワイヤ
は加熱後すぐに冷却せず、これら炭素鋼をベースとする
印字ワイヤは焼鈍され、図１（Ｂ）のグラフで破線で示
すように、印字レバーの先端と印字ワイヤとがロウ付け
接合してなる接合部を含むワイヤの根元部が軟化を生じ
る問題がある。この結果、印字ワイヤの根元部の強度が
低下し、また記録紙を叩打する印字ワイヤ先端部の強
度、じん性も、超硬合金、モリブデン鋼に比べ不足し、
印字ワイヤ根元部、先端部において長期使用中に疲労に
よる破損が生じ、印字ヘッドの寿命低下の原因になって
いる。最近の印字ヘッドの高速化など高級志向により、
印字ワイヤの強じん性化による長寿命化が要求されるよ
うになってきている。その結果、印字ヘッドのコストが
ますます高くなっていく傾向にあるため、高級志向の印
字ワイヤのコストの引き下げは重要な課題となってい
る。

【０００４】そこで本発明の目的は、従来は低速用とし
てのみ使用されていた安価なピアノ線材やオイルテンパ
ー線材を、高速または中速機種用の印字ワイヤとして使
用可能にし、高速印字用の印字ヘッドのコスト低減を図
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における印字部材は印字レバーと印字ワイヤ
との接合部をロウ付けしてある印字部材であって、印字
ワイヤの接合部の根元部および印字ワイヤの先端部が焼
入れ，焼戻し処理してある。

【０００６】また本発明における第１の印字部材の製造
方法は、印字レバーと印字ワイヤとの接合部をロウ付け
するロウ付け工程と、接合部の中央部よりも印字ワイヤ
の先端部寄りの部分を含む箇所を瞬間的に加熱して、印
字ワイヤの接合部の根元部を焼入れする第１の焼入れ工
程と、印字ワイヤの先端部を瞬間的に加熱して、印字ワ
イヤの先端部を焼入れする第２の焼入れ工程と、第１，
第２の焼入れ工程の後に根元部および印字ワイヤの先端
部を含む部分に焼戻し処理を施す焼戻し工程とを含む。

【０００７】また本発明における第１の印字部材の製造
方法において、第１，第２の焼入れ工程の加熱はレーザ
ービームを照射することにより行なってもよい。

【０００８】そのとき、第１，第２の焼入れ工程は接合
部の中央部よりも印字ワイヤの先端部寄りの部分を含む
箇所および印字ワイヤの先端部に、光ファイバを用いて
同時にレーザービームを照射することにより、同時に行
うものであってもよい。

【０００９】さらにそのとき、ロウ付け工程と、第１の
焼入れ工程とは同時に行うものであってもよい。

【００１０】また本発明における第１の印字部材の製造
方法において、第１，第２の焼入れ工程の加熱は超高周
波衝撃焼入法により行なってもよいまた本発明における
第２の印字部材の製造方法は印字レバーと印字ワイヤと
の接合部をロウ付けするロウ付け工程と、ロウ付け工程
の直後に少なくとも印字ワイヤの接合部の根元部を含む
部分に冷却ガスを吹き付け急冷する急冷工程と、印字ワ
イヤの先端部を焼入れする焼入れ工程と、焼入れおよび
急冷工程の後に根元部および印字ワイヤの先端部を含む
部分に焼戻し処理を施す工程とを含む。

【００１１】また本発明における第１または第２の印字
部材の製造方法において、焼戻し工程は接合部の中央部
よりも印字ワイヤの先端部寄りの部分を含む箇所および
印字ワイヤの先端部に、光ファイバを用いて同時にレー
ザービームを照射することにより行うものであってもよ
い。

【００１２】このとき接合部の中央部よりも印字ワイヤ
の先端部寄りの部分を含む箇所に照射するレーザービー
ムのエネルギー量と、印字ワイヤの先端部に照射するレ
ーザービームのエネルギー量とを異ならせてもよい。

【００１３】

【作用】本発明による印字部材の製造方法では、印字レ
バーに印字ワイヤをロウ付けし、また印字ワイヤの接合
部の根元部、印字ワイヤの先端部を焼入れ、焼戻しし、
これらの部分の硬度、じん性が向上する。

【００１４】また、このようにして得られた本発明によ
る印字部材では低コストのピアノ線、オイルテンパー線
等の印字ワイヤを使っても、ワイヤ根元部、先端部の硬
度とじん性を向上させることが可能なため、高速用印字
部材として使え、コストを軽減できる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
して説明する。図１（Ｄ）のように、印字部材は印字レ
バー１、印字ワイヤ２とによりなり印字レバー１の先端
部と印字ワイヤ２の基部とを直角になるように、位置さ
せてロウ付けしてある状態を示している。印字レバー１
の先端部と印字ワイヤ２の基部との重なる位置を接合部
３として印字レバー１と印字ワイヤ２とをロウ付けによ
り結合してある。

【００１６】印字レバー１は、厚さ０・２ｍｍ，幅２ｍ
ｍの炭素工具鋼（ＳＫ材）板材を所定長に形成したもの
にニッケルメッキを施したもので構成されている。印字
ワイヤ２は、直径０．２ｍｍの弁バネ用シリコンクロム
鋼オイルテンパー線材を所定長にしたものを用いてい
る。

【００１７】接合部３は、印字レバー１と、印字ワイヤ
２とを銀ロウでロウ付けすることにより接合してあり、
印字レバー１の先端部に近いほど（図１（Ｄ）上端
部）、ニッケルメッキ層に銀が拡散した合金層の組織に
なっている。印字ワイヤ２は、先端部２ｂと接合部３の
根元部２ａを含む先端部寄りの所定位置までとが焼戻し
マルテンサイト組織になっており、図１（Ｃ）実線で示
すようにビッカース硬さ（Ｈｖ）で６８０ほどで耐摩耗
性と強じん性とを備えている。

【００１８】次に、本発明における焼入れ，焼戻し処理
を含む印字部材の製造方法について説明する。

【００１９】図１（Ａ）のようにロウ付け前の印字ワイ
ヤ２の硬度はその全長にわたりＨＶ７００である。その
のち図２のように印字レバー１の先端に印字ワイヤ２の
基部を合わせ、その接合部３の周囲にフラックスと銀ロ
ウ材とを混合したペースト状のロウを置き、光ファイバ
ー４ａにより、レーザービームを印字レバー１と印字ワ
イヤ２との接合部３の中央部よりも印字ワイヤの先端部
２ｂ寄りの部分に３秒間照射し、同時に光ファイバー４
ｂによりレザービームを印字ワイヤ先端部２ｂに３秒間
照射する。なお本実施例ではレーザーとしてＹＡＧ（イ
ットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザーを使
用している。

【００２０】それにより、これら２つの部分を約８５０
℃に加熱する。この照射により、印字レバー１の先端部
に、印字ワイヤ２の基部がロウ付けされる。このとき、
加熱した部分の印字ワイヤ２の部分が、オーステナイト
状態になっている。

【００２１】次に、これら２つの部分に対するレーザー
ビームの照射を停止すると、レーザービームによる加熱
部分は狭いからその総熱量も少ないので印字ワイヤの加
熱してない部分と接している加熱部分を介して熱が拡散
され、加熱部分が急冷されるため、加熱された部分のオ
ーステナイトがマルテンサイトに変態して、焼入れされ
た状態になる。

【００２２】すなわち、印字レバー１の先端部に、印字
ワイヤ２がロウ付けされると同時に印字ワイヤ２の接合
部の根元部２ａおよび印字ワイヤ２の先端部２ｂは焼入
れされ図１（Ｂ）に実線で示すように、印字ワイヤの根
元部２ａを含む部分および印字ワイヤの先端部の硬さ
は、Ｈｖ８５０程度になっている。加熱の有無の２つの
境界付近は、焼入れ温度に達しないため焼鈍され、その
硬さはＨｖ５００程度になっているが、印字ワイヤが最
も折れ易い根元部や最も摩耗し易い先端部から離れた位
置であるため、印字ワイヤの強度保持に支障は生じな
い。光ファイバー４ａ，４ｂは径が同じで、同じエネル
ギー量のレーザービームを印字ワイヤに照射する。

【００２３】次に、ロウ付けされた印字レバー１と印字
ワイヤ２との結合体を洗浄し、付着しているフラックス
等を除去してから、焼戻し処理を施す。焼戻し処理は、
上記した結合体を多数まとめて加熱炉内で２４０〜２８
０℃に加熱し、自然冷却をすることにより行う。図１
（Ｃ）に実線で示すように焼戻し処理により、硬さがＨ
ｖ６８０程度に引き下げられるが、その反面、強じん性
が付与される。

【００２４】本実施例では、ハイス、超硬ワイヤに近い
耐久性を印字ワイヤ先端部に付与するため、焼戻し時の
加熱温度を低目にして硬度を高めた。図１（Ｂ），
（Ｃ）に一点鎖線で示してあるのは、印字レバーと印字
ワイヤとの接合部の中央部よりも印字ワイヤの先端部寄
りの部分を含む箇所のみにレーザービームを３秒間照射
し、約８５０℃に加熱し、印字ワイヤの上記接合部の根
元部を焼入れし上述と同様に同時に印字ワイヤと印字レ
バーとをロウ付けし、そののち２８０℃〜３００℃にて
焼戻し処理した場合の硬度分布である。

【００２５】図１（Ｂ）から分かるように、本実施例で
は印字ワイヤ先端部も焼入れしているから、一点鎖線の
グラフで示されるような印字ワイヤ根元部のみ焼入れし
たものと比べ、ロウ付け後において、印字ワイヤ先端の
硬度が高い。また、図１（Ｃ）から分るように、本実施
例では焼戻し温度が２４０℃〜２８０℃と比較的低いか
ら、一点鎖線のグラフで示されるような２８０℃〜３０
０℃にて焼戻ししたものと比べ焼戻し後の印字ワイヤ根
元部、先端部の硬さはＨＶ６８０であり硬度が高い（２
８０℃〜３００℃で焼戻ししたものでは相当する部分は
ＨＶ６５０である。）。

【００２６】本実施例では、ワイヤ根元部、先端部とも
に焼戻しマルテンサイト組織となっており、ハイス並み
の耐久性を有する。

【００２７】本実施例では、焼戻しは、ロウ付後の印字
部材を炉内で全体的に加熱しているが、これに限られな
い。

【００２８】例えば、図２のように焼戻しも焼入れと同
様に光ファイバーを用いてレーザーを印字ワイヤ根元部
２ａ、印字ワイヤ先端部２ｂにそれぞれ同時に照射して
もよい。この場合、この２つの部分に照射するレーザー
ビームのエネルギー量を異ならせてもよい。すなわち、
印字ワイヤ根元部２ａはじん性が高い必要があり、印字
ワイヤ先端部２ｂは耐久性すなわち硬度が高い必要であ
るから、焼戻しのときに、印字ワイヤ根元部２ａに当て
るレーザービームのエネルギー量を、先端部２ｂに当て
るそれよりも大きくし、それぞれの加熱温度を変える。
これにより、例えば印字ワイヤ根元部２ａはＨＶ６００
程度でじん性が高く、印字ワイヤ先端部２ｂはＨＶ６８
０程度で耐久性が高いというようにできる。

【００２９】この場合、印字ワイヤ根元部２ａ、先端部
２ｂ用の光ファイバーは、管径を印字ワイヤ根元部用の
方が小さいようにする。これにより２本のファイバーで
同じエネルギーのレーザーを流しても印字ワイヤに照射
されるレーザーのエネルギーは印字ワイヤ根元部の方が
大きくなる。

【００３０】なお、印字ワイヤの材質は、ピアノ線材や
オイルテンパー線材に限定されるものではなく、合金鋼
など焼入れ可能な線材であればなんでもよい。

【００３１】本発明は、印字レバーと印字ワイヤとの接
合部をロウ付けしてある印字部材において、印字ワイヤ
の上記接合部の根元部および印字ワイヤ先端部が焼入
れ，焼戻し処理してある印字部材を提供するものであっ
て、この印字部材を形成するための製造方法は上記実施
例に限られない。

【００３２】すなわち、上記実施例ではロウ付け工程
と、印字ワイヤの根元部、先端部の焼入れ工程とは同時
に行うものであるが、これに限られず、例えば印字ワイ
ヤを高周波加熱またはトーチ加熱により印字レバーと印
字ワイヤとの接合部をロウ付けし、その後に別工程で焼
入れするようにしてもよい。ロウ付け後には印字ワイヤ
は図１（Ｂ）で破線で示すような硬度分布であるが、焼
入れ後には焼入れされた部分のオーステナイトがマルテ
ンサイトに変態して、図１（Ｂ）の実線で示すような硬
度分布になる。

【００３３】また加熱はレーザービーム照射によるもの
に限られず、超高周波衝撃焼入により行なうようにして
もよい。

【００３４】さらに印字ワイヤの根元部の焼入れの方法
としては例えば高周波加熱、トーチ加熱により印字レバ
ーと印字ワイヤとの接合部をロウ付けし、その直後に少
なくとも印字ワイヤの上記接合部の根元部を含む部分に
窒素（Ｎ2 ）ガス，アルゴン（Ａｒ）ガス等の冷却ガス
を吹き付け急冷するようにしてもよい。ロウ付け時には
印字ワイヤは図１（Ｂ）で実線で示すような硬度分布で
あるが、急冷後には加熱された部分のオーステナイトが
マルテンサイトに変態して、印字ワイヤの根元部が焼入
れされた状態になる。その後に印字ワイヤの先端部を別
工程で焼入れするようにしてもよい。

【００３５】

【発明の効果】本発明による印字部材の製造方法では、
印字レバーに印字ワイヤをロウ付けし、また印字ワイヤ
の接合部の根元部、印字ワイヤの先端部を焼入れ、焼戻
しし、これらの部分の硬度、じん性が向上する。

【００３６】また、このようにして得られた本発明によ
る印字部材では低コストのピアノ線、オイルテンパー線
等の印字ワイヤを使っても、ワイヤ根元部、先端部の硬
度とじん性を向上させることが可能なため、高速用印字
部材として使え、コストを軽減できる。

【００３７】印字ワイヤの根元部、先端部の焼入れまた
は焼戻しを光ファイバを用いて同時に行ったり、印字ワ
イヤ根元部の焼入れと印字ワイヤのロウ付けとを同時に
行ったりすれば、印字部材製造時間を短縮できる。

【００３８】また、焼戻し工程において、光ファイバに
より印字ワイヤ根元部、先端部に照射するレーザービー
ムのエネルギー量を異ならせれば、それぞれの部分で、
所望のじん性、耐久性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の一実施例のロウ付け前の印字
ワイヤの位置と硬さとの関係を示す硬さの分布図、
（Ｂ）は焼入れ後の同上の分布図、（Ｃ）は焼戻し後の
同上の分布図、（Ｄ）は本発明の一実施例の要部の一部
断面側面図である。

【図２】本発明の一実施例の製造方法を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 印字レバー ２ 印字ワイヤ ２ａ 根元部 ２ｂ 先端部 ３ 接合部 ４ａ，４ｂ 光ファイバ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印字レバーと印字ワイヤとの接合部をロ
   ウ付けしてある印字部材であって、 上記印字ワイヤの上記接合部の根元部および上記印字ワ
   イヤの先端部が焼入れ，焼戻し処理してあることを特徴
   とする印字部材。
2. 【請求項２】 印字レバーと印字ワイヤとの接合部をロ
   ウ付けするロウ付け工程と、 上記接合部の中央部よりも上記印字ワイヤの先端部寄り
   の部分を含む箇所を瞬間的に加熱して、上記印字ワイヤ
   の上記接合部の根元部を焼入れする第１の焼入れ工程
   と、 上記印字ワイヤの先端部を瞬間的に加熱して、上記印字
   ワイヤの先端部を焼入れする第２の焼入れ工程と、 上記第１，第２の焼入れ工程の後に上記根元部および上
   記印字ワイヤの先端部を含む部分に焼戻し処理を施す焼
   戻し工程とを含むことを特徴とする印字部材の製造方
   法。
3. 【請求項３】 請求項２において、上記第１，第２の焼
   入れ工程の加熱はレーザービームを照射することにより
   行なうことを特徴とする印字部材の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項２において、上記第１，第２の焼
   入れ工程の加熱は超高周波衝撃焼入法により行なうこと
   を特徴とする印字部材の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項３において、上記第１，第２の焼
   入れ工程は上記接合部の中央部よりも上記印字ワイヤの
   先端部寄りの部分を含む箇所および上記印字ワイヤの先
   端部に、光ファイバを用いて同時にレーザービームを照
   射することにより、同時に行うものであることを特徴と
   する印字部材の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項５において、上記ロウ付け工程
   と、上記第１の焼入れ工程とは同時に行うものであるこ
   とを特徴とする印字部材の製造方法。
7. 【請求項７】 印字レバーと印字ワイヤとの接合部をロ
   ウ付けするロウ付け工程と、 上記ロウ付け工程の直後に少なくとも上記印字ワイヤの
   上記接合部の根元部を含む部分に冷却ガスを吹き付け急
   冷する急冷工程と、 上記印字ワイヤの先端部を焼入れする焼入れ工程と、 上記焼入れおよび上記急冷工程の後に上記根元部および
   上記印字ワイヤの先端部を含む部分に焼戻し処理を施す
   工程とを含むことを特徴とする印字部材の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項２ないし７のいずれかにおいて、
   上記焼戻し工程は上記接合部の中央部よりも上記印字ワ
   イヤの先端部寄りの部分を含む箇所および上記印字ワイ
   ヤの先端部に、光ファイバを用いて同時にレーザービー
   ムを照射することにより行うものであることを特徴とす
   る印字部材の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項８において、上記接合部の中央部
   よりも上記印字ワイヤの先端部寄りの部分を含む箇所に
   照射するレーザービームのエネルギー量と、上記印字ワ
   イヤの先端部に照射するレーザービームのエネルギー量
   とを異ならせてあることを特徴とする印字部材の製造方
   法。