(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
結着樹脂、及び粒状マグネタイトを含有するトナーの表面に、少なくとも針状マグネタイトが付着されていることを特徴とするＭＩＣＲ用トナー。
【請求項２】
結着樹脂、及び粒状マグネタイトを含有するトナーの表面に、針状マグネタイト及び流動化剤とが付着されていることを特徴とするＭＩＣＲ用トナー。
【請求項３】
流動化剤が疎水性シリカであることを特徴とする請求項２に記載のＭＩＣＲ用トナー。
【請求項４】
粒状グネタイトがトナーに対して５．０〜４０重量％添加されていることを特徴とする請求項１または２に記載のＭＩＣＲ用トナー。
【請求項５】
針状マグネタイトがトナーに対して１．０〜１０重量％付着していることを特徴とする請求項１または２に記載のＭＩＣＲ用トナー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁性一成分現像方式のプリンターや複写機で、磁気読み取りの印刷に用いられるＭＩＣＲ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｉｎｋ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）用トナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気インキ文字認識（ＭＩＣＲ）が可能な書類を、特に小切手、手形を磁性トナーを用いて磁性一成分現像方式で非常に簡単に作成することが行われるようになってきた。ＭＩＣＲは、画像を磁化し磁気ヘッドにより読み出す方式であり、通常、磁性インキを用いてオフセット印刷などで画像を作成するので簡便ではない。また、二成分現像方式を用いて印刷する方式も実用化されてきているが、一成分に比べ機械が大型になるので簡便とは言えない。小型の印刷機として感熱転写方式のものがあるがＭＩＣＲ文字のみの印字を行う単機能機がほとんどである。よって、ＭＩＣＲ文字以外の文字やグラフィックスの印字も同時に可能な小型プリンターが要望されている。その点、磁性一成分現像方式は、機械はコンパクトでメンテナンスも簡単で、ＭＩＣＲ文字以外の印字も容易に出来るのでＭＩＣＲ用としての用途展開がされてきた。
【０００３】
従来技術によるＭＩＣＲ用トナーには、磁化そのものの大きな磁性体を用いることが試みられ、特開平６−２８２１００号、特開平７−２７１０８５号に針状マグネタイトを用いることが開示されている。しかし、針状マグネタイトはトナー表面に露出しやすく、磁気ヘッドとの摺擦で擦り取られ易いという問題がある。また磁性一成分方式の現像には適正な飽和磁化が必要だが、針状マグネタイトを現像に必要な量含有させると信号強度が高くなりすぎてしまう。また、針状マグネタイトは、分散性が悪いので使用量が制限され、現像に必要な飽和磁化と、信号強度に必要な残留磁化の両方を満たすことは困難であった。さらに分散性が悪いがため製造ロット毎に分散状態に差異が出て信号強度のばらつきが大きくなることも問題であった。よって、他の形状のマグネタイト併用しても、あらゆる条件を満たすには至らなかった。
【０００４】
また、前記摺擦性を改善するために、ＭＩＣＲ用トナー中に各種のワックス類を添加することが、特開平６−２８２１００号、特開平６−４３６８９号、特開平７−２７１０８５号に開示されているが、単なる画像としては問題なくても、磁気読み取りでは問題を起すことが多々あり、要求を充分に満たすのは困難であった。
【０００５】
以上のように、従来のＭＩＣＲ用のトナーには、磁気ヘッドに対する優れた耐摺擦性と、適正でかつ製造ロット毎の信号強度のばらつきが小さく、画像濃度やカブリなどの画質の点でも問題を起すことのないものはなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、磁気ヘッドに対する優れた耐摺擦性を有し、かつ適正な信号強度を発現することにより読取りエラーを生ずることなく、製造ロット間の信号強度のばらつきが小さく、しかも画像濃度やカブリなどの画質の点でも問題ないＭＩＣＲ用トナーを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１のＭＩＣＲ用トナーは、結着樹脂、及び粒状マグネタイトを含有するトナーの表面に、少なくとも針状マグネタイトが付着されていることを特徴とするＭＩＣＲ用トナーである。
また、本発明の第２のＭＩＣＲ用トナーは、上記トナー表面に針状マグネタイトと流動化剤とが付着されていることを特徴とするＭＩＣＲ用トナーである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のトナーの結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロルスチレン、ポリビニルトルエン、スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体等のスチレン並びにその置換体の単独重合体及びそれらの共重合体、；スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸−ｎ−ブチル共重合体等のスチレンとアクリル酸エステルとの共重合体；スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸−ｎ−ブチル共重合体等のスチレンとメタクリル酸エステルとの共重合体；スチレンとアクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルとの多元共重合体；その他スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−アクリルニトリルインデン共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレンと他のビニル系モノマーとのスチレン系共重合体；ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアクリル酸フェノール樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、石油樹脂、塩素化パラフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、等が単独又は混合して使用できる。
本発明は、これらの中でもスチレンーアクリル酸エステル共重合体樹脂及びポリエステル樹脂が好ましく使用される。
【０００９】
本発明における粒状マグネタイトは主として現像性に必要であり、針状マグネタイトは主として信号強度に必要である。針状マグネタイトを表面に付着させることで、内部に含有させるより、少量で信号強度を確保でき、かつ分散性の悪さに起因する製造ロット間の信号強度のばらつきを小さくすることができる。
本発明でトナー内部に添加する粒状マグネタイトとは、不定形、球形、六面体、八面体などを包含する。
この場合の粒状マグネタイト粒子の添加量は、好ましくはトナー内部に５．０〜４０重量％であり、さらに好ましくは１０〜３５重量％である。粒状マグネタイトの含有量が５．０重量％未満では、画像濃度と必要な信号強度が得られにくい。４０重量％を越える定着強度が低下し、また信号強度が過剰になりやすい。
一方、トナー表面に付着させる針状マグネタイトの付着量はトナー１００重量部に対して好ましくは１．０〜１０重量％、さらに好ましくは２．０〜８．０重量％である。針状マグネタイトの付着量が１．０重量％未満では必要な信号強度が得られにくく、１０重量％を越えると信号強度が過剰になりやすい。また、トナー表面に付着しない針状マグネタイトが現れトナーの寿命を損なう。
また、トナー表面の針状マグネタイトは、重量比でトナー内部に添加の粒状マグネタイト１．０に対し０．１０〜０．５０が好ましい。０．１０未満であると信号強度が不足し、０．５を越えると信号強度が適正範囲を越え、いずれの場合もＭＩＣＲシステムの読取機のリーダーソーターで読取りエラーを起こしやすくなる。
本発明で使用する粒状マグネタイトの残留磁化は、５〜１５ｅｍｕ／ｇが好ましく、８〜１３ｅｍｕ／ｇがより好ましい。飽和磁化は７０〜９５ｅｍｕ／ｇが好ましく、７５〜８５ｅｍｕ／ｇがより好ましい。残留磁化が１５ｅｍｕ／ｇを越えると磁化や信号強度が過剰になりやすく、一方、５ｅｍｕ／ｇ未満であると信号強度が不足し読取りエラーの原因となる。また、飽和磁化が７０ｅｍｕ／ｇ未満では、現像に必要な飽和磁化が得られないので十分な画像濃度が得られず、一方、９５ｅｍｕ／ｇを越えると現像に必要な飽和磁化を越えるので非画像部のカブリの増大の問題を生じやすい。粒状マグネタイトとしては、粒子径は０．２〜０．３μｍ程度、アスペクト比は２．０以下の一般的なものが本発明に適用できる。
本発明で使用する針状マグネタイトの残留磁化は、２０〜５０ｅｍｕ／ｇが好ましく、２５〜４０ｅｍｕ／ｇがより好ましい。飽和磁化は７０〜９５ｅｍｕ／ｇが好ましく、７５〜８５ｅｍｕ／ｇがより好ましい。残留磁化が２０ｅｍｕ／ｇ未満では信号強度が不足し、５０ｅｍｕ／ｇを越えると信号強度が過剰になりやすい。飽和磁化が７０ｅｍｕ／ｇ未満では、現像に必要な飽和磁化が得られず、９５ｅｍｕ／ｇを越えると現像に必要な飽和磁化を越える傾向となる。針状マグネタイトとしては、粒子径は０．６μｍ程度、アスペクト比は２．０以上の一般的なものが適用できる。
さらに、本発明によれば、針状マグネタイトをトナー内部に含有させると分散性が劣るため製造ロット間の信号強度のばらつきが大きいという問題も、トナー表面に付着させるということで解消できる。
【００１０】
また、本発明のＭＩＣＲ用トナーには、必要に応じて、帯電制御剤、着色剤、離型剤、その他の添加剤を含有させてもよい。
本発明のＭＩＣＲ用トナーは、帯電制御剤を含有することが好ましい。
帯電制御剤には、トナーに正帯電性を付与するものと、負帯電性を付与するものとがある。正荷電性を付与する帯電制御剤としては、例えばニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物、トリブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の第四級アンモニウム塩、ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド、ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレートを単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。この中でも特にニグロシン系化合物、第四級アンモニウム塩が好ましく用いられる。
負荷電性を付与する帯電制御剤としては、例えばアセチルアセトン金属錯体、モノアゾ金属錯体、ナフトエ酸あるいはサリチル酸系の金属錯体または塩等の有機金属化合物、キレート化合物、カレックスアーレン、ホウ素含有有機物等を単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。この中でも特にサリチル酸系金属錯体、モノアゾ金属錯体が好ましく用いられる。
帯電制御剤の好ましい添加量はトナーに対し０．１〜１０重量％、好ましくは１．０〜５．０重量％である。
【００１１】
本発明のトナーには、定着用熱ロールに対する離型性と磁気ヘッドでの耐摺擦性を確保するために離型剤を含有することが好ましい。
離型剤としてワックス類や高級脂肪酸、高級脂肪酸アミド、硬化ひまし油等がある。ワックス類としては、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等のポリオレフィン系ワックス、パラフィンワックス、フィッシャトロプシュワックス、カルナバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックスなどがあげられる。そして、これら離型剤を単独又は混合して使用することができる。
本発明の離型剤としては、耐オフセット性に優れるポリオレフィン系ワックスが好ましい。プリント画像が視覚的には問題なくても、オフセット不良のためにＭＩＣＲシステムの読取機のリーダーソーターで読取りエラーを起すことがあるからである。
離型剤の含有量は、トナーに対し、１．５〜１５重量％が好ましく、２．０〜１０重量％がより好ましい。
【００１２】
本発明のＭＩＣＲ用トナーは、黒色のマグネタイト粒子を含有しているので、通常は着色剤を使わなくても支障ないが、必要に応じて着色剤を使用できる。着色剤としては、カーボンブラック、アニリンブルー、カルコオイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、キノリンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオクサレート、ランプブラック、ローズベンガル、ローダミン系染料、アントラキノン染料、モノアゾ及びジスアゾ系顔料、これらの混合物及びその他を挙げることができる。これらの着色剤は、十分な画像濃度の可視像が形成される割合で含有されることが必要であり、通常結着樹脂１００重量部に対して２０重量部以下の割合が好ましい。
【００１３】
また、本発明のトナーには、感光体を保護すると共に、現像特性を劣化させることなく、高品質の画像を得るために、高級脂肪酸、オレフィンー無水マレイン酸共重合体類などを適宜添加してもよい。
【００１４】
本発明の第１のＭＩＣＲ用トナーを作製するに当たって、針状マグネタイトをトナー表面に付着させるには、ヘンシェルミキサー等のミキサーでトナーと針状マグネタイトを混合して、該トナーの表面にまぶして付着させてもよいし、針状トナーの少なくとも一部を埋没させてもよい。埋没させるには、ハイブリタイゼーションのような強衝撃力処理や熱気流中での熱処理によってもよい。
【００１５】
本発明の第２のＭＩＣＲ用トナーの表面には、針状マグネタイト以外に、流動化剤としてのシリカや酸化チタンが付着されていることが必要である。これらの流動化剤の存在により画像濃度が適正化できる。流動化剤は、疎水性シリカが好ましい。
針状マグネタイトと流動化剤の添加は同時でもよいが、例えば下記の工程で構成されるのが好ましい。
▲１▼結着樹脂及び粒状マグネタイトを含有するトナーを作製する第１の工程、
▲２▼該トナーの表面に針状マグネタイトを付着させる第２の工程、この工程においては、針状マグネタイトの一部を埋没させることが好ましい。
▲３▼該トナー表面にさらに流動化剤を付着させる第３の工程。
上記工程によれば、針状マグネタイトの一部を埋没させ脱落しにくくした後、その後流動化剤を付着させることになる。したがって、流動化剤はトナー最外部に存在するのでその作用を針状マグネタイトで妨げられない。針状マグネタイトはトナーの最外部には存在しなくなるので磁気ヘッドの摺擦で脱落しにくい。
なお、本発明は、溶融混練・粉砕法のみならず、重合法にて作製するトナーにも適用できる。
また、本発明のＭＩＣＲ用トナーは、一般のプリント用としても使用可能である。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を説明する。なお、配合部数は全て重量部を意味する。
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上記原料をスーパーミキサーで乾式混合し、二軸押出混練機で熱溶融混練して混練物を得た後、ジェットミルで粉砕、乾式気流分級機で分級して体積平均粒子径が８μｍのトナーを得た。
上記トナー１００部に対し、針状マグネタイト（戸田工業社製  商品名：ＭＡＴ−２３０、残留磁化３０ｅｍｕ／ｇ、飽和磁化８１．８ｅｍｕ／ｇ）６．０部を添加しヘンシェルミキサー内で５分間攪拌し、針状マグネタイトの少なくとも一部を該トナー表面に埋没させた後、疎水性シリカ（日本アエロジル社製  商品名：Ｒ９７２）１．５部を添加し、再びヘンシェルミキサー内で５分間攪拌し、該トナー表面に付着させ本発明のＭＩＣＲ用トナーを作製した。
0004567901.tif 000003
上記原料をスーパーミキサーで乾式混合し、二軸押出混練機で熱溶融混練して混練物を得た後、ジェットミルで粉砕後、乾式気流分級機で分級し体積平均粒子径が８μｍの負帯電性のトナーを得た。
上記トナー１００部に対し、針状マグネタイト（関東電化工業社製  商品名：ＣＪ３０００Ｂ、残留磁化３４．３ｅｍｕ／ｇ、飽和磁化８３．２ｅｍｕ／ｇ）６．０部を添加し、ヘンシェルミキサー内で５分間攪拌し、針状マグネタイトの少なくとも一部を該トナー表面に埋没させた後、疎水性シリカ（日本アエロジル社製  商品名：Ｒ９７２）１．５部を添加し、再びヘンシェルミキサー内で５分間攪拌し、該トナー表面に付着させ本発明のＭＩＣＲ用トナーを作製した。
【００１７】
＜比較例１＞
実施例１の粒状マグネタイトＢＬ−１００を使用しない以外は実施例１と同様にして比較用のトナーを作製した。
＜比較例２＞
実施例１の針状マグネタイトＭＡＴ−２３０を使用しない以外は実施例１と同様にして比較用のトナーを作製した。
＜比較例３＞
実施例１の粒状マグネタイトＢＬ−１００を針状マグネタイトＭＡＴ−２３０とした以外は実施例１と同様にして比較用のトナーを作製した。
＜比較例４＞
実施例１の針状マグネタイトＭＡＴ−２３０を粒状マグネタイトＢＬ−１００とした以外は実施例１と同様にして比較用のトナーを作製した。
＜比較例５＞
実施例１の針状マグネタイトＭＡＴ−２３０をトナー表面に付着させずにトナー内部に添加した以外は実施例１と同様にして比較用のトナーを作製した。実施例１及び比較例５を各々１０ロット製造し、初期信号強度のバラツキを比較した。
【００１８】
＜評価試験＞
市販の磁性一成分方式のプリンター（プリント速度  Ａ４：１６枚／分）を用いて実施例、比較例のトナーでプリントし、画像濃度、カブリ、擦り定着強度、テープ剥離強度、及び信号強度を評価した。
＊評価方法は下記の通りである。
１）  画像濃度：マクベス社の反射濃度計（ＲＤ９１４）で２５ｍｍ×２５ｍｍのベタ画像の初期と２万枚後の濃度を測定した。
２）  カブリ：非画像部の白色度を日本電色社製色差計ＺＥ２０００で測定し、（プリント前の白色度−プリント後の白色度）をカブリの値とした。
３）  擦り定着強度（残存率％）：２５ｍｍ×２５ｍｍのベタ画像を５００ｇ／ｃｍ２の加圧で砂消しゴムで３往復擦り、擦る前の画像濃度Ｘと後の画像濃度Ｙから下記式により算出した。磁気ヘッドの摺擦に対する強さの代用特性とした。
擦り定着強度（％）＝Ｙ／Ｘ×１００
４）  テープ剥離強度（残存率％）：セロハンテープを２５ｍｍ×２５ｍｍベタ画像に貼って剥がし、剥がす前の画像濃度Ｐと後の画像濃度Ｑとから下記式により算出した。他のものに触れたり、テープを貼られたときの定着強度の代用特性とした。
テープ剥離強度（％）＝Ｑ／Ｐ×１００
５）  信号強度（％） ：ＭＩＣＲ文字のリーダーにＭａｇｔｅｋ社ＭＩＮＩ  ＭＩＣＲ  ＲＳ２３２を使用して、初期と２万枚後の信号強度を測定した。この信号強度は７０〜２００％であればＭＩＣＲシステムの読取機のリーダーソーターで読取りエラーを生じないとされている。
【００１９】
評価結果を表１に示した。
【表１】
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表１から明らかなとおり本発明による実施例１及び２のＭＩＣＲ用トナーは、連続プリントの初期から２万枚後にわたって、画像濃度、カブリ、擦り定着強度、テープ剥離強度、及び信号強度の各々の特性においても、ＭＩＣＲ用として実用上満足できるものであることを確認した。
比較例１は、トナー内部に粒状マグネタイトを含有しないため、現像に必要な飽和磁化が不足し、画像濃度が出ず、カブリも多かった。また、画像濃度が出ないので信号強度も適正範囲下限の７０％以下であった。
比較例２は、トナー表面に針状マグネタイトが存在しないため、残留磁化が不足し、信号強度が適正範囲下限の７０％以下であった。
比較例３は、針状マグネタイトをトナー内部にも含有させたため、定着強度が低下し、且つ信号強度がプリントの初期から２万枚後にわたり適正範囲上限の２００％を大幅に越えた。
比較例４は、針状マグネタイトをトナー表面に付着させないため、信号強度がプリント初期から２万枚後の間で適正範囲下限の７０％以下になった。
比較例５は、針状マグネタイトをトナー内部に含有させたため、初期信号強度の製造ロット間のばらつきが大きかった。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、磁気ヘッドに対する耐摺擦性を有し、適正な信号強度維持することで、読取りエラーを生ずることなく、しかも画像濃度やカブリなどの画質の点もも問題なく、また、製造ロット間の信号強度のばらつきが小さいＭＩＣＲ用トナーを提供できる。