JPS63254054A

JPS63254054A - ドツトプリンタ用印字ピン

Info

Publication number: JPS63254054A
Application number: JP62088468A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Uchiyama; 哲夫内山; Masakazu Sasagawa; 笹川　政和
Original assignee: Riken Corp
Current assignee: Riken Corp
Priority date: 1987-04-10
Filing date: 1987-04-10
Publication date: 1988-10-20

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）本発明はドツトプリンタ用印字ピンに係り、更に詳しく
は、特に軽量で靭性に優れ改善された耐摩耗性を具備し
たセラミックス製のドツトプリンタ用印字ピンに関する
。

（従来技術と問題点）従来からドツトプリンタ用印字ピンは、その直径が０．
２ｍｍ程度の太さにも拘らず耐摩耗性と繰返し曲げ応力
に対する強度が要求されるため、その材質として高速度
工具鋼、タングステン或いは超硬合金等で構成されてい
るのが一般的である。

しかしながら、これらの印字ピンは短時間に多数回の点
打ち、例えば１秒間に８０文字というかなりの高速で文
字印刷を行なっているので著しく摩耗し、高速度工具鋼
では耐摩耗性が充分でなく摩耗が早く使用寿命が短いと
いう問題点を有している。又、超硬合金においては、耐
摩耗性に優れ使用寿命は良好であるが、比重が約１３　
ｇ　／ａｍ３と重く、従って印字のためのエネルギーが
大きく高速印字をする上での重大な問題点となっている
。

上記の問題点を解決するために、超硬合金に匹敵する耐
摩耗性と靭性に優れ、且つ軽量のセラミックス製の印字
ピンの検討が種々行なわれている。

例えば特開６０−４４３５５号公報にアルミナセラミッ
クスのグリーンを射出成型して焼結したアルミナ製印字
ピンが、特開６１−１４０８３７号公報に細線状に形成
された金属からなる本体部分の先端に、酸化ジルコニウ
ムセラミックスからなる印字部を接合一体化した印字ピ
ン等が開示されているが、アルミナでは靭性が低く機械
的強度が不足しているため折損の問題が残り、一方ジル
コニアでは靭性が高いため折損の心配はないが、硬さが
セラミックスの中では低いため耐摩耗性において若干の
問題を残している。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上述の従来のドツトプリンタ用印字ピンの問
題点に鑑みてなされたもので、軽量で靭性に優れ、改善
された耐摩耗性を具備して使用寿命の長い、高速印字が
可能となるセラミックス製ドツトプリンタ用印字ピンと
して適した材料を開発すべく、各種の材料を用いて鋭意
研究を重ねた結果、アルミナ或いは炭化チタンの硬質相
をジルコニアに複合した高靭性、高強度、高硬度のジル
コニア基複合焼結体がこの目的に適うことを見出した。

本発明のアルミナ或いは炭化チタンの硬質相をジルコニ
アに複合した高靭性、高強度、高硬度のジルコニア基複
合焼結体からなるドツトプリンタ用印字ピンは、平均粒
径１０μｍ以下のアルミナ或いは炭化チタンを５〜４０
容積％；残部が実質的にイツトリア１〜５モル％含有し
た部分安定化ジルコニアからなることを特徴としている
。

次に、アルミナ或いは炭化チタンの硬質相をジルコニア
に複合した高靭性、高強度、高硬度のジルコニア基複合
焼結体の成分範囲の限定理由について述べる。

アルミナ或いは炭化チタンの硬質相は、１０μｍを超え
ると硬質相自体が欠陥として働き強度を低下させるので
１０μｍ以下とした。その量は靭性及び強度を低下させ
ることなく、且つ硬質相としての役割も果たすために、
５％未満では硬度が充分でなく、４０％を超えると靭性
及び強度が低下するため５〜４０％の範囲とした。

本発明は、高靭性、高強度、高硬度セラミックスという
特性から、耐摩耗性に優れ、折損も起こさないで長期に
わたる使用が可能なドツトプリンタ用印字ピンとして適
用することができ、更に軽量のため高速印字も可能とな
った。

（実施例）以下本発明を実施例によって詳細に説明する。

第１実施例容積比で部分安定化ジルコニア８０％、アルミナ２０％
を配合した。

ジルコニア粉末は２モル％（３，５重量％）イツトリア
で安定化した平均粒径０．２μｍの部分安定化ジルコニ
アである。アルミナ粉末は純度９９％以上、平均粒径０
．７μｍ、α型結晶形のものである。

この原材料をアルミナ容器とアルミナボールを使用する
ボールミル中でエチルアルコールを混合液に使用して２
４時時間式混合し、次ぎにこれらの混合粉を乾燥した。

この混合粉から金型プレスによって３０ｍ＋ａＸ　５０
ｍｍＸ　２　、５ｍｍに成形し、大気中で常圧で焼結し
た。焼結温度１５００℃、焼結時間は２時間とした。

第２実施例容積比で部分安定化ジルコニア７０％、炭化チタン３０
％を配合した。

ジルコニア粉末は第１実施例と同様、２モル％（３，５
重量％）イツトリアで安定化した平均粒径０．２μｍの
部分安定化ジルコニアである。炭化チタンは純度９５％
以上、平均粒径１．５μｍのものである。

この混合粉からホットプレス法にて、アルゴンガス雰囲
気中で成形圧力３００ｋｇ／ａｍ”、温度１６００℃で
６０分の焼結を行なって、直径５０ｍｍＸ厚さ２ｍｍの
焼結耐を得た。

更にこれら焼結体から厚さ１．５ｍｍＸ幅２．５ｍｍ×
長さ２５ｍｍの曲げ試験片と、１　、５ｍｍＸ　ｉ　Ｏ
ｗｌＩＩＸｌｏｍｍの硬度測定用試験片及び破壊靭性試
験片を採取して表面を鏡面仕上げし、下記の試験片によ
る試験と実体試験を行なった（１）曲げ試験（２）硬度試験（３）破壊靭性試験試験結果を第１表に示す。

尚、比較品として、従来のドツトプリンタ用印字ピンに
用いられているアルミナセラミックスとジルコニアセラ
ミックスとを用いて同様な試験を行なった。

試験方法は下記の通りである。

（１）曲げ試験ＪＩＳ　　Ｒ１６０１（ファインセラミックスの曲げ強
さ試験方法）に準拠する３点曲げ試験方法によった。試
験片を２０ｍｍの距離に配置された２支点間中央の１点
にクロスヘッド速度０．５ｍｍ／ｗｉｎの荷重を加え試
験片が破壊するまでの最大荷重を測定した。

（２）硬度試験硬度測定は、ビッカース硬度計によって行った。

（３）破壊靭性試験本試験はビッカース硬度計を用いたインデンテーション
法によって靭性の評価を行った。靭性の評価は破壊靭性
Ｋｃを求めてその大小によって行った。破壊靭性Ｋｃは
新涼の式によって算出した。

第１表本発明品：■ジルコニアー２０容積％アルミナ：■ジル
コニアー３０容積％炭化チタン比較品：■アルミナ：■ジルコニア第１表から明らかなように、本発明品の曲げ強度及び破
壊靭性はアルミナを複合したちの■は９２ｋｇ／ａｍ２
．７　、８　Ｍ　Ｐ　ａ　（石、炭化珪素を複合したも
の■は８５．４　ｋｇ／ｍｍ２．７　、２　Ｍ　Ｐ　ａ
　ｆ蕪と靭性、強度に優れた比較品のジルコニア■と同
等の性能を示しており、一方比較品のアルミナ■に較べ
て２倍以上の性能を示している。

又、硬度は耐摩耗性に優れているアルミナに近い高硬度
を示しており、耐摩耗性が著しく改善されていることが
認められる。

以上の結果から、従来の耐摩耗性に優れたセラミックス
のアルミナに比して約２倍の強度、破壊靭性を有し、硬
度はアルミナに近く優れた耐摩耗性をもっていること。

又靭性、強度に優れたジルコニアと略同等の性能を有し
ていることが確認される。

（４）実体試験更に、これらの焼結体からダイヤモンド砥石にて、第１
図に示すようなドツトプリンタ用印字ピンに研削加工し
、ドツトプリンタに組込み印字試験を行なった。

印字試験の結果、従来の超硬合金製の印字ピンに比較し
ての２倍以上の長寿命化が図られた。

又１本発明の複合セラミックスの比重が４．２ｇ／ｃｍ
３と従来の超硬合金の１３　ｇ　７ｃｍ”に比較して１
／３と軽量化が図られたため、低い印字エネルギーでの
高速化が達成できた。

（効果）本発明のドツトプリンタ用印字ピンにおいて、アルミナ
或いは炭化チタンの硬質相を複合したジルコニア基複合
セラミックスの高靭性、高強度、高硬度という優れた特
性から、耐摩耗性に優れ印字ピンの長寿命化が図られ、
且つ軽量のため高速印字を可能とする効果は顕著である
。

【図面の簡単な説明】

第１図　本発明のドツトプリンタ用印字ピンの外観図

Claims

【特許請求の範囲】

　平均粒径１０μｍ以下のアルミナ或いは炭化チタンを
５〜４０容積％；残部が実質的にイットリア１〜５モル
％含有した部分安定化ジルコニアからなるジルコニア基
複合焼結体で構成したことを特徴とするドットプリンタ
用印字ピン。