JPS58112760A - ドツトプリンタ用プリントワイヤ - 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】 本発明はデータ通信機のワイヤ寿命を向上葛せたドツト
プリンタ用改良プリントワイヤに関する。

データ通信機器の端末プリンタは活字をタイプする通称
タイププリンタが用いられてきたか、タイププリンタは
その印字速度が１５〜２０字／秒と遅いため最近高速化
指向でドツト方式のプリンタに移行している。

ドツトプリンタは複数本のプリントワイヤを作動して所
定の文字、数字あるいは記号を印字するもので、その印
字速度はきわめて速い特徴を有している。印字ヘッド接
衝の一例（概要図）を図に示す。図において１はプリン
トワイヤ（実際には複数本ある）である。２はＩｌ！ｌ
動用コイル、３はヨークコア、４はアマチュア、５は印
字ヘッド軸受である。そこで駆動用コイル２に電流を通
すと、ヨークコア３が磁化し、アマチュア４が吸引式れ
て、プリントワイヤ１の端部を叩くことによって作動す
る。５の印字ヘッド軸受はプリントワイヤ１を案内する
役目を持っている。６は印字を形成する紙である。プリ
ントワイヤ１のアマチュア４に接する端部には復帰バネ
７がついており紙６への胸部が終ったら直ちに元の位置
へ戻るようになっている。又８も同様の復帰バネである
。９はガイドパイプであり１０はバネ座である。印字ヘ
ッド軸受５はルビー等の超高硬度で、耐摩耗性の材質か
らなっている。

プリントワイヤには摩耗に酎えながら強靭であり、且つ
疲労強度の強いことが要求される。プリントワイヤには
従来ピアノ線タングステンｈａ近になって高速度ｆ１４
ｆｉｉｌの繰入極細線が使用感れている。ピアノ線は印
字部の先端摩耗が激しく長寿命化のさまたげとなってい
るため、タングステン線や高速度鋼線が使用される事が
多い。

タングステン線はｍ間あるいは冷間で伸線されたもので
強度の加工によって長手方向に強いファイバー形成があ
り、使用中にファイバーに沿って縦割れ（裂け）が発生
し易い。またその硬さは加工硬化を主体としたもので、
硬さのバラツキが大きく印字待合、品質の安定化を図る
上で限界がある。更にタングステンは資源面でも産地が
限られ原料コストも高く月つコストの変動も大きい等の
欠点がある。又、高速度−線も早期の折損防止と耐摩耗
性という点から開発されて来たもので、引抜伸線を繰返
して極細線としたワイヤーをそのまま焼入れ焼もどしし
たのち切断して製造式れるが引抜加工工程が長く塑性加
工比が大きいため焼入れ焼戻しの温度調整がむづかしく
疲労優良の点でｉ も今−歩の実用性に難点があった。

また、実願昭５３−１６８３６９号（特開昭５５−８３
３４８号）のごとくプリントワイヤの材質をダイス讃な
いし高速反動とし、その表層部に５０ミクロン以下の深
さでピツカーズ硬さで５０以上の表面硬化層を賦与せし
め、ざらに耐摩耗性を向上させる方法も提案されている
が、表面硬化処理工程が繁雑であり、またプリントワイ
ヤは直径か０５ｍ以下の極細線であるため適当な（ｉｌ
！さ分布を再現性よく与えることがむずかしいという難
点があり、必ずしも実用的とは言えない。

以上の絡点を克服し、印字寿命の向上、品質の安定化を
図るために本発明は、非晶質である金属極細路を使用す
ることで、強靭で、耐摩耗性に膳れ、かう疲労強度の高
いドツトプリンタ用プリントワイヤを供給するものであ
る。

非晶質金属は均一に乱れた原子配列を有するために結晶
異方性が無く、特定のすべり面が存在しないこと、結晶
に見られる粒界、双晶、積層欠陥がどの局部的不均一！
１１！ｌＩを持たない。しかも、金属結合特有な性質が
保存されていることから特徴的な機械的性質を示す。具
体的には、極めて高い硬さと高い強度を有するとともに
高い靭性を示す。

硬式と引張強さの一例を第１表に示す。

第　　１　　表 また、引裂き試駁によって得られる引裂きエネルギーの
値は、ｌ１０１ｌｅｒ　／　ｔｘのオーダーであり、結
晶質の材料の１１０７０ｒ／ｃＩＩｐのオーダーより一
桁高くそれだけクラック先端の塑性変形に要するエネル
ギーか大で高い靭性を有している。

ところで、ドツトプリンタ用プリントワイヤに要求され
る性質としては、耐摩耗性とともに、強靭でかつ疲労強
度に強いことであることは前述の通りである。耐摩耗性
を決定するのは硬さの上昇が必須であり非晶質金属の高
い硬さは極めて有効である。また、強靭でかつ疲労強度
の高い点については、実質的には座屈強度として評価さ
れ、従来材料ではヤング亭（弾性率）の高いことが重要
とされている。ところが非晶質金属のヤング亭は一般に
同一組成の合金結晶よりも２０〜３０％低いのが普通で
あり、なかんずく現在最高級材として使用式れている高
速度鋼ＳＸ五９の２１，０００〜２＆■０〜／簡１に比
べると、例えはＩＦｅ系非晶質合金のそれはｍｏｏｏ〜
）３４００１１９　／　Ｍ”程度で約５であり必ずしも
好ましい傾向にあるとはいえない。しかしながら、発明
者は高い＃Ｌ度レベル（高い硬さに対応する）を有する
ある種の非晶質金属群は通常の結晶質金属と異なり、引
張強さと疲れ限度（両振り引張圧縮モード）の比例関係
が、引張強１４００Ｊ９／絽に至るまで維持され、極め
て高い疲労強度を有し、むしろヤーング率の大小には関
係なくドツトプリンタ用プリントワイヤとして使用した
場合に折損率が低いこと、従って高い硬さによる耐摩耗
性を生かしつつ、長寿命のプリントワイヤが得られるこ
とを新規に見出したものである。

すなわち、ドツトプリンタ用プリントワイヤとしては、
高い（１！式及び高い１度を得るとともに安価であると
いう条件からＦｅを主要構成元素とし、また非晶質形°
或元素としてＢ　、Ｏ、Ｂ　、Ｐを主要に含む合金が高
靭性で疲労強度が高く最適なことを見出した。またこれ
らの元素に強度化物生成元素であるＯｒ、ｌ［ｏ、Ｗ）
　　７％　Ｎｂ）Ｔａ％　Ｔｉ、Ｚｒ、−Ｈｆのうちｌ
が得られ、どれらの強度化物生成元素の存在により非晶
質形成元素の含有量はより低減でき、最も非晶質化の傾
向の高いＢを全く含有しないでも非晶質化が可能となる
。

以下、成分元素の限定塩出を述べる。

第１の発明はハを主要元素とし１非晶質元素としてＢを
主要にＳｉ、ＯないしＰを含むものである。

１Ｆｅは６５から９３原子％までで、６５％未満９３原
−！−％をこえると非晶質化が困難である。Ｂは各種半
金属中で最も高い非晶質化形成能を該合金に与えるとと
もに、プリントワイヤに相応しい硬さと、疲労強度をも
たらす。Ｂは５ｂら３０％までで、５％未満では非晶質
化が困難となり、３０％をこえると靭性、疲労限度が低
下する。０，８１．Ｐは３とともに非晶質化を容易にし
、Ｂの効果を助長する。Ｏ，Ｓｉ、Ｐの１種ないし２種
以上は０５％からｂ５％までで、０５％未満では１との
相乗効果による非晶質形成能が期待できず、２５％をこ
えると靭性、疲労限度が低下する。

第２の発明は１・に加えて、さらに硬さ、強度を上昇せ
しめる元素群、すなわちＯｒＳＭｏ、Ｗ、Ｖ。

ｎｉｂ、　Ｔａ、’　Ｔ：ｉ、Ｚｒ、　Ｂｆの１種ない
し２種以上を含有させるものである。これらを含有する
ことによる副次的な効果は、非晶質化が賂らに容易にな
り、ＢＯｌＥｌｌ、Ｐの１種ないし２種以上の総量の最
低含有量が３％にまで拡大される。この場合、Ｆｅは２
０から８５原子２まで、２０％未満では硬ざがＨｖ８０
０を下まわる頻度が高く、８６％をこえると、非晶質が
困難となる６　０ｒＳＭｏ）　Ｗ）　Ｖ−、１Ｍｂ、Ｔ
ａ１Ｔｉ、Ｚｒ、　Ｈｆのうちｌｌｉないし２種以上は
０５〜７５％含有できるが、７５％を越えると靭性が低
下し、疲労限度が５０に９／ｓｌを下まわる頻度が高い
。またα５％未満では杉威能向上の効果がほとんどない
。Ｅ、０．Ｓｉ、Ｐの１種ないし２種以上は３〜３５％
で３％未満では非晶質がむずかしく、３５％をこえると
靭性、疲労強度が低下する。

このような限定された範囲内でさらに好ましくは、１・
が３０から８０％、０ｒ１Ｎｏ、ＷＮ　’／　ＸＷｂｌ
Ｔａ、Ｔ１、ｚ７．　Ｉｆのうち１種ないし２ａ以上が
５から６５％Ｎ　Ｂと０の和は１０から２５％では、硬
さと靭性、疲労強度のバランスがよく、また溶解も含め
て験造し易い。

また、これら成分元素のほかに以下の元素を含んでいて
も実害は少ない。

すなわち、　ｌｉｉ　、　Ｇｏ及びｌ［ｎ）その他山金
属元素１希土類元素を組成式Ｔの中に５ｒＪｊＬ子修以
下、また非晶質潜威元素ムＬ％９ｅを３原子外以下含有
してもかまわない。これらの限度をこえるとｌｉｉ、Ｏ
ｏ１Ｍｍ白金員等は１＃！さの低下、希土類元素では非
晶ｍＶ成能の低下、゛およびムｔＳｅ・では靭性の低下
がある。

また不可避的な不純物を含有することも障害とはならな
いのは勿論である。

非晶質極細線の［造には種々の方法が可能である。回転
する田−ル外表面に溶融金属のジェットを噴射するいわ
ゆる片賞−ル法、相対する２個のロール間隙に溶融金属
のジェットを噴射するいわゆる双ロール法、あるいはこ
れらのように冷却媒体として固体を使うのではなく、溶
融金属を気体液体中に噴射する方法も可能である。

また非晶質金属は通常の結晶質材料と異なり加工硬化現
象を示さないので、中間焼なましをせずに冷間引抜が可
能であり、溶融金属からフィラメントを製造した後、引
抜によって容易に断面が円形の極細線とすることができ
る。片ｐ−ル法および双ロール法など、固体に溶融金属
のジェットを噴射する方法ではジェットが押しつぶされ
るため円形断面の線を得ることがむずかしいが、ロール
表面に半円状の溝を切ることで、幅と厚みの比が１＝１
に近い形状の極細線とし、ダイス形状を段階的に円に近
づけつつ多重引抜すれは真円度のよい極細線とすること
が可能である。特に片ロール法は他の方法に比べて大容
量化が容易で量産性がある。

以下本発明を実施例に基づき説明する。

実施例 半円状の溝を切ったｐ−ルを用いた片ｐ−ル法によって
楕円断面を有する本発明及び比較例の非晶質金属極細線
を作朧し、ダイヤモンドダイスによる冷間引板によって
段階的に円形断面とし、こ　　′れをプリントワイヤと
して実装評価した。溶融ジェットの通過するオリフィス
径、進度、およびロール周速度の調整により１急冷まま
の非晶質金属細線の平均径は約６０μｍに調整し、引抜
後、最終的に直径５０μｍの真円１１面とした。これを
所定の長さに裁断し、ヘッド部の加工を行ってプリン）
ワイヤとし、第１ｉｄに示すようなドツトプリンタを構
成した。

それぞれの組成の材料についての平均硬さと３０本ずつ
のプリントワイヤの１０’回及びＩＯ口回の槌打試験を
行った結果を第２表に示す。

第　　２　　表 本発明のプリントワイヤはいずれも１０７回の槌打ちで
の折損率は０％で極めて高い靭性と疲労強度を有してい
ることがわかる。１０”回でも折損しないワイヤもあり
、表面性状の吟味によってはさらに折損率の低減が期待
し得る。また硬石が非常に高いためにｌｏ″Ｉ＠槌打ち
後の摩耗量は高速度鋼５ＫＨ９の％以下であることから
折損率の低てと相まって著しく高寿命である。

比較例の非晶質合金は１０′１回あ゛たりが折損寿命か
らは限度と考えられる。汐９卸と高い硬石を示す００系
合金Ｏｏ？ａ８１ｘａＢλ。の折損率の高いのはヤング
率が本発明のプリントワイヤ材よりさらに低（５Ｋｎ９
の約１４であることに起因している。

以上本発明は、従来使用式れている高速度鋼線よりも折
損および摩耗の少ないプリントワイヤ材第１図は印字ヘ
ッドの作動機構概略図である。

１ニブリントワイヤ、２＝駆動用コイル、３：ヨークコ
ア、４＝アマチユア、５：印字ヘッド軸受、６：紙、！
７．８　：復帰バネ、９：ガイドピイプｌＯ：バネ座。

第１　図 手続補正書く自発〕 ６□５１１２４ｇ４　。

特許庁長官殿 事件の表示 昭和５６年特許願第２１０５８１　　号発明の名称　ド
ツトプリンタ用プリントワイヤ補正をする者 名　＃　　圀）日立金属株式会社 代表者河野　典夫 代　　　理　　　ノ゛　　　　　　　　　ユ居　　所　
　　東京都千代田区九の醜下目１番２号詳細な説明の−
及び図面の簡単な説明 補正の内容 Ｌ　明ｈＩＩ−の特許請求の範囲の欄を次のように訂正
する。

「Ｌ　ドツトプリンタのプリントワイヤにおいて、プリ
ントワイヤの材質を式’ｐＩＦＷＢｙｋｍで示される組
成の非晶質金属細線としたことを特徴とするドツトプリ
ンタ用プリンシワイヤ。

（式中Ｆ恒は１・か１原子％、１ンはＢａｙ原子％、Ｍ
ｚは０Ｓ８１、Ｐから選はれる何れか１１またはは７〜
３５でｘ　−）−ｙ　＋　Ｚ　ｍ１ｏｏである。）ａ　
ドツトプリンタのプリントワイヤにおいて、プリントワ
イヤの材質を式：ｔｅｗ　ＴｘＢｙ　Ｍｌで示される組
成の非晶質金属細線としたことを特徴とするドツトプリ
ンタ用プリントワイヤ。

（式中１ｆｆは１・が！原子％　、ＴＸはＯｒ、ｌｌｏ
、ｗ、ｖ。

Ｗｂ、　Ｔａ、　Ｔｉ、Ｚｒ５ｌｉｆからｉＭはれる何
れか１種または２ｓ以上がＸ原子Ｓ％Ｂ７はＢがｙ原子
％、Ｍｚは０、Ｓｌ、Ｐから遣はれる何れかｌ！ｌｌＩ
または２ｓ以上が２原子含有されていることを示し、Ｗ
は２０〜８５、ｚはα５〜７５、ｙ＋ｚは３〜３５でＷ
＋　ｘ　＋ｙ　＋　ｚ−１００である。）」２　明細書
の発明の詳細な説明の欄を次のように訂正する。

（１）　　明細書第４頁第１３行「特開昭」を「実開昭
」に訂正する。

（２）　同書第９頁第１５行及び第９頁第二行の「品質
か」を「品質化が」に訂正する。

（３）　　同書第１１頁第５行「気体」の後に「、」を
加入する。

３、　　Ｆ！Ａｍ書の図面の簡単な説明の楠を次のよう
に訂正する。

明細書第１４頁第１９行「ガイトビイブ」を「ガイドパ
イプ」に訂正する。

以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　ドツトプリンタのプリントワイヤにおいて、プリン
   トワイヤの材質を式？４１Ｗ　ＢｙｌＬａで示される組
   成の非晶質金属細線としたことを特徴とするドツトプリ
   ンタ用プリントワイヤ。 （式中ｂｙは？ｅがＷ原子％、ＢｙはＢかｙ原子％、Ｍ
   ｚはＯ，Ｓｉ、Ｐから迦はれる何れか１種または２種以
   上がｚ像子鵞含有されていることを示し、Ｗは６５〜９
   ３　、ｙは５〜３Ｕ、　Ｚは０５〜２５でｙ＋ｚは７〜
   ３５でｘ　＋ｙ　＋　Ｚ−１００である。）２　ドツト
   プリンタのプリントワイヤにおいて、プリントワイヤの
   材質を式？ｅＷ　ｌ［ｉ　ＢｙＭｚで示される組成の非
   晶質金属細線としたことを特徴とするドツトプリンタ用
   プリントワイヤ。 （式中Ｆｅｗは１・かＷ原子％　”ｈ　ＴｘはＯｒ、Ｍ
   ｏ、Ｗ）Ｖ）Ｂｉｂ、Ｔａ、Ｔｉ）　Ｚｒ、　Ｉｆから
   選はれる何れか１檀まだは２種以上がＸ原子外、Ｂｙは
   Ｂ　ｐｉ　ｙ　原子％、Ｍｚは０、Ｓｉ、Ｐから選にれ
   る何れかｌ槌または２種以上がｚ原子含有されているこ
   とを示し、ＷはｚＯ〜８５、ｘは０．５〜７５、ｙ　−
   １−ｚは３〜３５でＷ＋Ｘ＋７十ｚ−１００である。　
   ）