JP3033614B2

JP3033614B2 - 磁性トナー

Info

Publication number: JP3033614B2
Application number: JP3159514A
Authority: JP
Inventors: 浩江奥山; 晴英石田; 高木　　誠一; 豊文井上; 雅夫望月
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1991-06-04
Filing date: 1991-06-04
Publication date: 2000-04-17
Anticipated expiration: 2015-04-17
Also published as: JPH04358164A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＭＩＣＲによる磁気読
み取り画像形成用の静電荷像現像用磁性トナーに関する
ものである。更に詳しくは、印刷後定着された磁性トナ
ーが磁気ヘッド等により読み出し可能で、かつ磁気ヘッ
ドに読み出される際に、印字がこすり取られることのな
い磁性トナーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、実用化されている種々の静電複写
方式における乾式現像法としては、トナー及び鉄粉など
のキャリアを用いる二成分現像方式とキャリアを用いず
トナー内部に磁性体を含有するトナーを用いる一成分磁
性トナー現像方式が知られている。一成分磁性トナーに
よる現像方式は、二成分現像方式の現像機に必要な自動
濃度調節機などがいらないため、現像機がコンパクトに
なり、またキャリアの汚染というものがないため、キャ
リア交換のようなメンテナンスが不要となる。そのた
め、小型の複写機やプリンターなどに特に適している。
しかしながら、磁性トナーは、磁性体微粉末（以下磁性
粉という）３０〜７０重量％含んでおり、本質的に二成
分現像方式のトナー（一般的に磁性体を含んでいない）
と比して定着性が悪く、また磁性体は通常親水性である
ため、トナーバインダーとの接着性が良くない。これら
の問題点を改良すべく検討が続けられている。

【０００３】ところで、このような一成分磁性トナー現
像方式を利用して、磁気画像文字認識に適した書類、特
に個人用小切手を非常に簡単に作成し、印刷するという
試みが行われてきている。一般的にこのような方式はＭ
ＩＣＲと言われている。ＭＩＣＲは、画像を磁化し磁気
ヘッドにより読みだすというものであり、これは、通
常、液体の磁性インクを用いて印刷した画像を読みとる
というものであるので、画像の形成は簡便というもので
はない。その点、一成分磁性トナー現像方式を用いた場
合、機械がコンパクトになり、しかもメンテナンスも簡
単になるため、非常に効率化されると考えられる。しか
しながら、従来の一成分磁性トナー現像方式では、画像
を形成する磁性トナー像の磁化が弱すぎて、ＭＩＣＲの
読みとり機で正しく認識することができない。さらに、
ＭＩＣＲ用の読取り機は、液体印刷された画像を読みと
ることを前提に作られているため、紙などの定着画像担
持体に滲み込むのではなく、単に熱融着している磁性ト
ナー像には、従来の磁性トナー画像になかった性能、あ
るいは、従来使用されていた磁性トナーの性能をより高
度にすることが要求される。

【０００４】そこで、磁性トナー像の磁化を多くするた
め、画像あたりの磁性トナーののり量を多くして、読み
取れるようにする方法が考えられる。この場合磁化とし
ては十分であっても、磁性トナー量が多すぎて画像がつ
ぶれてきたりブラーがでてくるため、記号を正しく認識
することができなくなる。また、磁性トナー粒子の磁性
体含有量そのものを増やして磁性トナー画像の磁気力を
高くする方法も考えられるが、これはトライボを低下さ
せる方向であり、画像のシャープネス、特に、高温高湿
下での画像性の低下や耐久安定性の低下を招き、さらに
は定着性も低下するため、ＭＩＣＲの読取り機で画像が
擦り取られ易く、記号の認識ができなくなる。そこで、
磁化そのものの大きな磁性体を用いることが考えられ
る。

【０００５】特開昭５４−２０７２５号、同６０−２０
６４４号公報には、保磁力２００Ｏｅ以上の磁性粉を用
いた磁性トナーが記載されている。前者では、磁性トナ
ーの搬送性が向上するため、高速現像に適しており、後
者は、磁気ヘッドにより読みだし可能な磁性トナーを記
載している。しかしながら、３００Ｏｅ以上もの保磁力
を有する磁性粉は磁化が大き過ぎるため、適正量含有さ
せた場合、ＭＩＣＲの読みとり機で記号を認識できなく
なる。さらに、ともに針状マグネタイトを用いているた
め、磁性トナー表面に磁性粉が多く露出しており、磁気
ヘッドとの摺擦で擦りとられ易く問題となる。

【０００６】また、特公昭６１−１３７４号、同６１−
６３５３２号公報には、高保磁力を有する粒状黒色強磁
性酸化鉄粒子粉末もしくは等軸酸化鉄についてが記載さ
れている。それらは、粒子の形状が針状ではなく優れた
ものであるが、前者では、保磁力が２４８Ｏｅ以上、後
者でも、１８０Ｏｅ以上と大きいため、磁化も強く一成
分磁性現像用として磁性粉を適正量含有させた場合、記
号を認識することが難しく問題となると考えられる。逆
に、これらの高保磁力の磁性粉は磁化も強いため、従来
磁性トナーより少ない磁性粉含有量でＭＩＣＲの読み取
りは可能であるが、通常の一成分磁性トナー現像方式で
は、磁性トナーの残留磁化σγの減少のため、搬送性が
悪くなり、安定した画像が得られなくなる。また、帯電
量も必要以上に高くなる傾向になり、特に、低温低湿環
境下では画像濃度の低下などが問題となる。

【０００７】また、特開昭５８−９５７４８号公報に
は、保磁力が１５０〜３５０Ｏｅの磁性トナーが記載さ
れている。この磁性トナーは現像性、転写性が良好で高
品質の画像が得られるものであるが、帯電量として１５
１μｃ／ｇ以上が必要であり、特に、低温低湿下では帯
電量がさらに増加し、磁性トナー担持体との鏡映力が大
きくなるため、現像しにくいという問題がある。

【０００８】さらに、特開平１−２１９７５５号公報に
は、磁性トナーの残留磁化σγを、磁性トナーの体積平
均径ｄに対して３．７−０．１１ｄ≦σγ≦６．５−
０．２３ｄとする磁性トナーが記載されている。しかし
ながら、このような磁化では、ＭＩＣＲ用としては不十
分で記号を正確に認識することができない。

【０００９】また、特開昭６０−２６９５５号公報に
は、磁性粉の平均粒径が１μｍ以上であって、ＢＥＴ比
表面積を０．５〜３．８ｍ²／ｇ，好ましくは０．８〜
２．５ｍ²／ｇの範囲に特定した磁性粉を含有させた磁
性トナーが記載されている。しかしながら、ＢＥＴ比表
面積が小さければ、耐摩耗性に対し、優れた特性を有す
るが、粒径が１μｍ以上で、ＢＥＴ比表面積が３．５ｍ
²／ｇ以下であると、尾引き、ブラー等の画質欠陥を多
く生じ、ＭＩＣＲに利用する場合、読み取り誤差を生じ
る等の不具合を生じる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のごと
き問題点を解決することを目的としてなされたものであ
る。即ち、本発明の第１の目的は、磁気力が適切でＭＩ
ＣＲによる磁気読み取り記号認識が正確にできる磁性ト
ナーを提供することにある。本発明の第２目的は、磁気
読み取りの際の磁気ヘッドとの摺擦においても画像がと
れにくい磁性トナーを提供することにある。本発明の第
３の目的は、耐久安定性の優れた磁性トナーを提供する
ことにある。本発明の第４の目的は、環境安定性の良い
磁性トナーを提供することにある。本発明の第５の目的
は、ブラー、尾引き等の画質欠陥の無い磁性トナーを提
供することにある。本発明の第６の目的は、感材摩耗が
少なく、感材に対するフィルミングの無い磁性トナーを
提供することにある。そして、本発明の第７の目的は、
カブリの無い、鮮明な画像を呈する磁性トナーを提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
鋭意検討の結果、マグネタイト微粉末のＢＥＴ比表面
積、磁性粉の残留磁化、磁性トナーの残留磁化及びマグ
ネタイト微粉末の磁性トナーに対する含有量に着目し、
それぞれの範囲を一定の範囲に特定することにより、前
記本発明の目的が達成できることを見出だし、本発明を
完成するに至った。即ち、本発明は、ＭＩＣＲによる磁
気読み取り画像形成用の磁性トナーに関するものであっ
て、少なくとも結着樹脂とマグネタイト微粉末からなる
磁性トナーにおいて、前記マグネタイト微粉末のＢＥＴ
比表面積が、３．５ｍ²／ｇより大きく、６．０ｍ²／
ｇ以下である範囲の中にあり、更に、前記マグネタイト
微粉末の残留磁化をσrm（ｅｍｕ／ｇ）、磁性トナーの
残留磁化をσrt（ｅｍｕ／ｇ）、マグネタイト微粉末の
磁性トナーに対する含有量をＷ（重量％）とした時、４．２＜σrt≦７７≦σrm≦２４３０≦ Ｗ ≦７０であることを特徴とする。

【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
磁性トナーは、少なくとも結着樹脂とマグネタイト微粉
末からなるものである。マグネタイト微粉末は、公知の
方法によって製造できる。また、本発明においてはマグ
ネタイト微粉末のＢＥＴ比表面積は、３．５ｍ²／ｇよ
り大きく、６．０ｍ²／ｇ以下の範囲に設定することが
必要であるが、その中でも３．８ｍ²／ｇより大きく
５．５ｍ²／ｇ以下、特に、４．０ｍ²／ｇ以上５．０
ｍ²／ｇ以下の範囲に設定することが好ましい。比表面
積が、３．５ｍ²／ｇ以下であると、結着樹脂への分散
が悪化し、ブラー、尾引き等の画質欠陥の原因となり、
また、６．０ｍ²／ｇより大きいと、ＭＩＣＲの読み取
り機で画像が擦り取られ易くなり、記号の認識ができな
くなる。磁性トナーの残留磁化σrt範囲は、４．２〜７
ｅｍｕ／ｇの範囲に設定しなければならないが、４．５
〜６．５ｅｍｕ／ｇの範囲に設定するのが特に好まし
い。σrtが、４．２ｅｍｕ／ｇ以下であると磁化が弱く
正確に記号を認識することができないこと、逆に、σrt
が７ｅｍｕ／ｇより大きいと、磁化が強すぎて、やはり
正確に記号を認識することができなくなる。マグネタイ
ト微粉末の残留磁化σrmは、７〜２４ｅｍｕ／ｇに設定
することが必要の条件となるが、好ましい範囲は７〜１
６ｅｍｕ／ｇであり、特に、８〜１４ｅｍｕ／ｇの範囲
に設定するのが好ましい。σrmが、７ｅｍｕ／ｇより小
さいと磁化が弱く磁化が正確に記号を認識することがで
きないこと、逆に、σrmが２４ｅｍｕ／ｇより大きい
と、磁化が大きすぎるため、マグネタイト微粉末の分散
性の影響がでてきてやはり正確に記号を認識することが
できない。更に、マグネタイト微粉末の磁性トナーに対
する含有量の範囲は、３０〜７０重量％に設定する必要
がある。その中でも３０〜６０重量％、特に、３５〜５
５重量％に設定することが好ましい。マグネタイト微粉
末含有量が、３０重量％より少ないと帯電量のコントロ
ールが難しく、特に低温低湿環境下では、画像濃度の低
下あるいは不均一現像が生じ、読み取り機で正しく記号
を読み取ることができなくなること、反対にマグネタイ
ト微粉末含有量が７０重量％より多いと磁性トナーの定
着性が悪化し、ＭＩＣＲ用の読取り機では、画像が擦り
取られるか、マグネタイト微粉末の剥離が生じ、正確に
記号を認識できなくなる。

【００１３】上記結着樹脂としては、磁性トナー用とし
て従来から使われているものならばどのようなものでも
使用可能である。例えば、１又は２以上のビニルモノマ
ーのホモポリマー又はコポリマーがあげられる。代表的
なビニルモノマーとしては、スチレン、ｐ−クロルスチ
レン、ビニルナフタレン、例えば、エチレン、プロピレ
ン、ブチレン、イソブチレン等のエチレン系不飽和モノ
オレフィン類、例えば塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化
ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビ
ニル、酪酸ビニル、ぎ酸ビニル、ステアリン酸ビニル、
カプロン酸ビニル等のビニルエステル類、例えばアクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチ
ル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ドデシル、アク
リル酸ｎ−オクチル、アクリル酸２−クロルエチル、ア
クリル酸フェニル、メチル−α−クロルアクリレート、
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル
酸ブチル等のエチレン性モノカルボン酸及びそのエステ
ル類、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル、
アクリルアミド等のエチレン性モノカルボン酸置換体、
例えばマレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレ
イン酸ジブチル等のエチレン性カルボン酸及びそのエス
テル類、例えばビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケ
トン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン
類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエ
ーテル、ビニルエチルエーテル等の如きビニルエーテル
類、例えばビニリデンクロリド、ビニリデンクロルフロ
リド等のビニリデンハロゲン化物、例えばＮ−ビニルピ
ロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドー
ル、Ｎ−ビニルピロリン等のＮ−ビニル化合物類等があ
げられる。

【００１４】また、本発明の磁性トナーにおいては、荷
電制御、電気抵抗制御等の目的で種々の物質を添加する
ことができる。例えば、フッ素系界面活性剤、サリチル
酸クロム錯体のようなクロム系染料、マレイン酸を単量
体成分として含む共重合体のごとき高分子酸、４級アン
モニウム塩、ニグロシン等のアジン系染料、カーボンブ
ラック等を添加することができる。

【００１５】更にまた、耐オフセット性をより完全なも
のにするために離型剤を添加してもよい。離型剤として
は炭素数８以上のパラフィン、ポリオレフィン等が好ま
しく、例えばパラフィンワックス、パラフィンラテック
ス、マイクロクリスタリンワックス等、またはポリプロ
ピレン等が使用できる。

【００１６】更に、磁性トナーの耐久性、流動性或いは
クリーニング性を向上することを目的として、シリカ等
の無機微粉末、脂肪酸或いはその誘導体及び金属塩等の
有機微粉末、フッ素系樹脂微粉末等を添加することもで
きる。磁性トナーの製造方法は、従来公知の方法を用い
ることができるが、特に粉砕方式によるものがよい。す
なわち、ポリマー、マグネタイト微粉末、着色剤、など
を熱混練機を用いて溶融混練し、冷却後粉砕、分級を行
い磁性トナーを得る方法である。

【００１７】次に、磁性トナーの物性の測定方法を示
す。ＢＥＴ比表面積は、Ｎ₂ガスを用いた吸着測定法に
よる。また、磁気特性はＶ．Ｓ．Ｍ法により、外部磁場
１ＫＯｅで測定した。他に、磁性トナーの粒度は、コー
ルターカウンター社製粒度測定機ＴＡ−ＩＩにより、ア
パーチャー径１００μｍで測定した。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例を用いて説明するが、
これらにより本発明が限定されるものではない。また、
実施例および比較例において使用するマグネタイト微粉
末は、表１に記載するものを使用した。

【００１９】

【表１】

【００２０】実施例１スチレン−ｎ−ブチルアクリレート４８重量％共重合体（重合比７２／２８、Ｍｗ：１７５０００）磁性粉Ａ５０重量％負帯電性荷電制御剤２重量％上記材料をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これ
を設定温度１５０℃の二本ロールミルにより１５分間熱
混練した。混練物を冷却後粗粉砕し、かつ微粉砕をした
後、これをさらに、分級して５０％体積平均粒径Ｄ50１
１．２μｍの分級品を得た。これに、疎水性コロイダル
シリカ０．６重量％をヘンシェルミキサーで外添し、磁
性トナーを得た。得られたトナーの残留磁化σrtは、
５．２ｅｍｕ／ｇであった。この磁性トナーを富士ゼロ
ックス製プリンターＸＰ−１１のホッパー容量を増やす
などの改造をした改造機により評価した。以下に本発明
における評価法を以下に示す。耐久性：連続６０００枚コピー操作を行った後、
画像濃度、カブリ、細線再現性、画質欠陥等を評価し
た。環境安定性：高温高湿下、低温低湿下と環境を変え
て、と同様のテストを行った。ＭＩＣＲの読み取り機による読み取り不良率得られたコピーサンプルをＮＣＲ６７５，ＭＩＣＲリー
ダーソーターに通し、その際の読み取り不良率を求め
た。コピーサンプル５００枚を一単位として、繰り返し
読み取りを行い、１２単位まで行った。その結果を表２
に示す。

【００２１】実施例２スチレン−ｎ−ブチルアクリレート４３重量％共重合体（重合比８０／２０、Ｍｗ：２５０００）磁性粉Ｂ５５重量％負帯電性荷電制御剤２重量％上記材料を実施例１と同様の製造法によって、５０％体
積平均粒径Ｄ₅₀：１０．５μｍの分級品を得た。これに
シリカ０．５重量％を外添し、磁性トナーを得た。σrt
は、５．８ｅｍｕ／ｇであった。この磁性トナーを実施
例１と同様にして評価した。その結果を表２に示す。

【００２２】実施例３イソフタル酸、テレフタル酸、エチ６５重量％レングリコール、１，６−ヘキサンジオール、無水トリメリット酸よりなるポリエステル樹脂（Ｍｗ：１６０００）磁性粉Ｃ３５重量％上記材料を実施例１と同様の製造法によって、５０％体
積平均粒径Ｄ₅₀：１２μｍの分級品を得た。これにシリ
カ０．７重量％を外添し、磁性トナーを得た。σrtは、
６．８ｅｍｕ／ｇであった。この磁性トナーを実施例１
と同様にして評価した。その結果を表２に示す。

【００２３】比較例１実施例１の磁性粉を磁性粉Ｄに変更した以外は、実施例
１と同様に、磁性トナーを作成した。得られた磁性トナ
ーは、５０％体積平均粒径Ｄ₅₀が１０．６μｍであっ
た。また、σrtは、４．５ｅｍｕ／ｇであった。この磁
性トナーを実施例１と同様にして評価した。その結果を
表２に示す。

【００２４】比較例２実施例１の磁性粉を磁性粉Ｅに変更した以外は、実施例
１と同様に磁性トナーを作成した。得られた磁性トナー
は、５０％体積平均粒径Ｄ₅₀が１１．４μｍであった。
またσrtは、２．８ｅｍｕ／ｇであった。この磁性トナ
ーを実施例１と同様にして評価した。その結果を表２に
示す。

【００２５】比較例３実施例１の磁性粉を磁性粉Ｆに変更した以外は、実施例
１と同様に磁性トナーを作成した。得られた磁性トナー
は、５０％体積平均粒径Ｄ₅₀が１１．０μｍであった。
またσrtは、２．２ｅｍｕ／ｇであった。この磁性トナ
ーを実施例１と同様にして評価した。その結果を表２に
示す。

【００２６】

【表２】

【００２７】

【発明の効果】本発明のＭＩＣＲによる磁気読み取り画
像形成用の磁性トナーによれば、（１）磁気力が適切でＭＩＣＲによる磁気読み取り記号
認識が正確にできる。（２）磁気読み取りの際の磁気ヘ
ッドとの摺擦においても画像がとれにくい。（３）耐久
安定性に優れている。（４）環境安定性が良好である。
（５）ブラー、尾引き等の画質欠陥がない。（６）感材
摩耗が少なく、感材に対するフィルミングが無い。
（７）カブリの無い、鮮明な画像が得られる等、種々の
効果が得られる。したがって、本発明の磁性トナーは、
一成分磁性トナー現像方式におけるＭＩＣＲによる磁気
読み取り画像形成用の用途に極めて有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高木誠一神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社竹松事業所内 (72)発明者井上豊文神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社竹松事業所内 (72)発明者望月雅夫神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社竹松事業所内 (56)参考文献特開昭60−73630（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−26953（ＪＰ，Ａ) 特開平１−221757（ＪＰ，Ａ) 特開平１−219756（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−276066（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも結着樹脂とマグネタイト微粉
末からなる磁性トナーにおいて、前記マグネタイト微粉
末のＢＥＴ比表面積が、３．５ｍ²／ｇより大きく、
６．０ｍ²／ｇ以下である範囲にあり、更に、前記マグ
ネタイト微粉末の残留磁化をσrm（ｅｍｕ／ｇ）、トナ
ーの残留磁化をσrt（ｅｍｕ／ｇ）、マグネタイト微粉
末のトナーに対する含有量をＷ（重量％）とした時、４．２＜σrt≦７７≦σrm≦２４３０≦ Ｗ ≦７０であることを特徴とするＭＩＣＲによる磁気読み取り画
像形成用の磁性トナー。