JPH08123094A - 電子写真用トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安全性が高く、人体や環境等に影響を及ぼさ
ない電子写真用トナーを提供する。 【構成】 電荷制御剤として、食品用としての安全性が
確認されている食用色素を用いた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電子写真用トナーに関
し、より詳細には、安全性が高く、人や環境等に悪影響
を及ぼさない電子写真用トナーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】近年の環
境保全意識の向上にともなって、静電式複写機、レーザ
ービームプリンタ、ファクシミリ等の、いわゆる電子写
真法を応用した画像形成装置に使用される電子写真用ト
ナーについても、その安全性、とくに人体や環境等に対
する影響を減少させるために、組成の見直しが求められ
つつある。

【０００３】この発明の目的は、安全性が高く、人体や
環境等に悪影響を及ぼさない電子写真用トナーを提供す
ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するためのこの発明の電子写真用トナーは、電荷制御
剤として食用色素を用いたことを特徴とする。上記構成
からなるこの発明の電子写真用トナーによれば、食品用
としての安全性が確認されている食用色素を電荷制御剤
として使用しているので安全性が高い。

【０００５】また上記食用色素としては、種々の色味を
有するものが使用できるので、黒色以外のカラートナー
の場合は、そのトナーの色調に合わせた食用色素を電荷
制御剤として使用すれば、カラートナーの色味を損なう
おそれがない。よってこの発明の構成は、たとえばフル
カラー画像形成用に使用される、シアン、マゼンダおよ
びイエローの各色のトナーにも好適に適用することがで
きる。

【０００６】また、上記食用色素にトナーの着色剤を兼
ねさせて、他の着色剤を省略することもでき、その場合
には安全性がさらに向上するとともに、コストダウンも
図れるという利点がある。以下にこの発明を説明する。
この発明の電子写真用トナーは、従来と同様に、定着用
樹脂からなる粒子中に、着色剤と、電荷制御剤としての
食用色素と、その他各種添加剤とを分散させることで構
成される。

【０００７】このうち電荷制御剤として使用される食用
色素としては、食品用としての安全性が確認されている
種々の食用色素を使用することができる。食用色素の具
体例としては、これに限定されないが、たとえば以下の
ものがあげられる。 〈赤色〉食用赤色２号（アマランス、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．１
６１８５）、食用赤色３号（エリスロシン、Ｃ．Ｉ．Ｎ
ｏ．４５４３０）、食用赤色４０号（アルラレッドＡ
Ｃ、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．１６０３５）、食用赤色１０２号
（ニューコクシン、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．１６２５５）、食用
赤色１０４号（フロキシン、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４５４１
０）、食用赤色１０５号（ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．Ｎ
ｏ．４５４４０）、食用赤色１０６号（アシドレッド、
Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４５１００）。 〈黄色〉食用黄色４号（タートラジン、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．
１９１４０）、食用黄色５号（サンセットイエローＦＣ
Ｆ、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．１５９８５）。 〈緑色〉食用緑色３号（ファーストグリーンＦＣＦ、
Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４２０５３）。 〈青色〉食用青色１号（ブリリアントブルーＦＣＦ、
Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４２０９０）、食用青色２号（インジゴ
カーミン、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７３０１５）。

【０００８】かかる食用色素はいずれも水溶性であるた
め、電子写真用トナーの耐候性を確保するには、金属塩
にして基質に吸着させた食用レーキの形で使用するのが
好ましい。水溶性の食用色素と塩を生成する金属として
は、安全性等の点でアルミニウムが最も好ましいが、バ
リウム、カルシウム、鉄、マグネシウム等も使用でき
る。また金属塩を吸着させる基質としては、水酸化アル
ミニウム等の吸着性の体質顔料があげられる。

【０００９】上記食用レーキは、水、油脂および有機溶
媒にほとんど不溶であり、しかも一次粒子径１０μｍ以
下の微粒子であって着色性が高い上、原料である水溶性
の食用色素に比べて堅ろう性にもすぐれている。また上
記食用レーキは、水溶性の食用色素の金属塩という化学
構造上の特徴から、主として負極性の電荷制御剤として
機能する。

【００１０】上記食用レーキ等の食用色素は、とくにカ
ラートナーの場合、その色味に合わせて、２色以上を併
用することもできる。たとえば食用色素として食用レー
キを使用する場合に、２色を混色するには、それぞれの
色の食用色素から製造された、２色の食用レーキをトナ
ーに配合してもよいが、上記２色の食用色素を原料とし
て、単体で２色が混色された色味の食用レーキを製造し
て、それをトナーに配合してもよい。

【００１１】食用レーキ等の食用色素の配合量は、食用
色素の化学構造等に起因する帯電付与性能によって異な
るが、一般的には、定着用樹脂１００重量部に対して
０．５〜２０重量部であるのが好ましく、１〜１０重量
部であるのがさらに好ましい。この値は、１色の食用色
素を単独で使用する場合はその食用色素の配合量であ
り、２色以上の食用色素を併用する場合はその総量であ
る。

【００１２】食用色素の配合量が上記範囲未満では、十
分な帯電付与性能が得られないおそれがあり、逆に上記
範囲を超えた場合には、画像濃度が低下するおそれがあ
る。また食用色素の配合量が上記範囲を超えた場合に
は、この発明のトナーを含む現像剤の耐久性が低下し、
それに伴って画像濃度の低下等を生じるおそれがある。
なお現像剤の耐久性の低下とは、たとえば磁性キャリヤ
とトナーとを含む２成分系の現像剤において、食用色素
等のトナーの成分が、磁性キャリヤの表面に付着して、
帯電性能等が劣化することをいう。

【００１３】食用色素の帯電付与性能には、その配合量
とともに、定着用樹脂への分散性が、重要な要素として
大きく係わっている。つまり食用色素は、定着用樹脂中
へできるだけ均一に分散させるほど、より均一で安定な
帯電付与性能を得ることができる。このため、たとえば
食用色素として食用レーキを使用する場合は、前記１０
μｍ以下の範囲でもより粒径の小さい食用レーキを使用
するのが望ましいとともに、電子写真用トナーを製造す
る際には、前混合の混合条件や、混練条件等を適宜設定
して、食用レーキを、定着用樹脂中にできるだけ均一に
分散させるようにするのが望ましい。

【００１４】この発明の電子写真用トナーは、上記食用
レーキ等の食用色素を電荷制御剤として使用すること以
外は、従来と同様に構成することができる。定着用樹脂
としては、これに限定されるものではないが、たとえば
ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチル
スチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレ
ン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合
体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビ
ニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレ
ン−アクリル酸エステル共重合体（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−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−
アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸フ
ェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル
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
クリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェ
ニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メ
チル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル
酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまた
はスチレン置換体を含む単独重合体または共重合体）、
ポリ塩化ビニル、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリ
プロピレン、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ポ
リビニルブチラール、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ
樹脂、ポリエステル樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレ
タン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、キシレン樹
脂、ポリアミド樹脂等があげられ、これらが単独で、ま
たは２種以上混合して用いられる。

【００１５】着色剤としては、トナーの色味に合わせ
て、従来公知の種々の着色剤が使用できる。またこの発
明では、前述したように電荷制御剤としての食用色素に
着色剤を兼ねさせて、他の着色剤を省略することもでき
る。上記着色剤としては、黒色トナーの場合は、たとえ
ばアセチレンブラック、カーボンブラック、アニリンブ
ラック等があげられる。

【００１６】またフルカラー用の着色剤としては、シア
ン、マゼンダおよびイエローの顔料が使用される。この
うちシアン系の着色剤としては、たとえばカラーインデ
ックスによって分類される、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー
１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ソルベ
ントブルー５５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー７０、Ｃ．
Ｉ．ダイレクトブルー２５、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー
８６等があげられる。

【００１７】マゼンダ系の着色剤としては、たとえばカ
ラーインデックスによって分類される、Ｃ．Ｉ．ピグメ
ントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７、Ｃ．
Ｉ．ピグメントレッド８１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド
１２２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１９、Ｃ．Ｉ．ソル
ベントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５２、
Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１０、Ｃ．Ｉ．ディスパーズ
レッド１５等があげられる。

【００１８】イエロー系の着色剤として、たとえばカラ
ーインデックスによって分類される、Ｃ．Ｉ．ピグメン
トイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー５、Ｃ．
Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエ
ロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．
アシッドイエロー１、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２、
Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー６、Ｃ．Ｉ．ソルベントイ
エロー１４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１５、Ｃ．
Ｉ．ソルベントイエロー１６、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエ
ロー１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２１等があげら
れる。

【００１９】着色剤の配合量は、定着用樹脂１００重量
部に対して１〜３０重量部がであるのが好ましく、２〜
２０重量部であるのがさらに好ましい。食用色素（電荷
制御剤）、着色剤以外の代表的な添加剤としては、トナ
ーにオフセット防止効果を付与するための離型剤（オフ
セット防止剤）があげられる。離型剤（オフセット防止
剤）としては、たとえば脂肪族系炭化水素、脂肪族金属
塩類、高級脂肪酸類、脂肪酸エステル類もしくはその部
分ケン化物、シリコーンオイル、各種ワックス等があげ
られる。中でも、重量平均分子量が１０００〜１０００
０程度の脂肪族系炭化水素が好ましい。具体的には、低
分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、パラフ
ィンワックス、炭素原子数４以上のオレフィン単位から
なる低分子量のオレフィン重合体等の１種または２種以
上の組み合わせが適当である。

【００２０】離型剤の配合量は、定着用樹脂１００重量
部に対して０．１〜８重量部であるのが好ましく、０．
５〜５重量部であるのがさらに好ましい。磁性体粉末を
添加すると、１成分系現像剤としての磁性トナーが得ら
れる。磁性体は、磁場によってその方向に強く磁化され
る物質であって、化学的に安定なものが望ましく、粒径
は１μｍ以下、とくに０．０１〜１μｍ程度の微粉末で
あるのがよい。代表的な磁性体としては、マグネタイ
ト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄の他、鉄、コバ
ルト、ニッケルのような金属、あるいはこれら金属と、
アルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、す
ず、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミ
ウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タング
ステン、バナジウム等との合金、または混合物等があげ
られる。

【００２１】磁性体粉末の配合量は、定着用樹脂１００
重量部に対して２０〜３００重量部であるのが好まし
く、５０〜１５０重量部であるのがさらに好ましい。そ
の他、安定剤等の種々の添加剤を、適宜の割合で配合し
てもよい。電子写真用トナーは、以上の各成分を乾式ブ
レンダー、ヘンシェルミキサー、ボールミル等によって
均質に予備混合して得られた混合物を、バンバリミキサ
ー、ロール、一軸または二軸の押出混練機等の混練装置
を用いて均一に溶融混練した後、得られた混練物を冷却
して粉砕し、必要に応じて分級することで製造される
他、懸濁重合法等により製造することもできる。

【００２２】電子写真用トナーの粒径は３〜３０μｍ、
とくに４〜２０μｍであるのが好ましく、形成画像の高
画質化を目的とした小粒径トナーの場合は４〜１０μｍ
程度が好ましい。また電子写真用トナーには、流動性向
上等の目的で外添剤を外添することもできる。

【００２３】外添剤としては、無機微粒子やふっ素樹脂
粒子等の、従来公知の種々の外添剤を使用することがで
き、とくに疎水性または親水性のシリカ微粒子を含むシ
リカ系表面処理剤、たとえば超微粒子状無水シリカやコ
ロイダルシリカ等が好適に使用される。外添剤の外添量
はとくに限定されず、従来と同程度でよい。具体的に
は、トナー粒子１００重量部に対して、外添剤を０．１
〜３．０重量部程度外添するのが好ましいが、場合によ
っては、外添剤の外添量はこの範囲を外れてもよい。

【００２４】この発明の電子写真用トナーの構成は、単
独で非磁性１成分現像剤として使用されたり、磁性キャ
リヤとともに磁性２成分現像剤を構成したりする非磁性
トナーや、単独で磁性１成分トナーとして使用される磁
性トナー、あるいはそれ自体が光感度を有する感光性ト
ナー等の、従来公知の種々のトナーに適用することがで
きる。

【００２５】磁性２成分現像剤に使用する場合のトナー
濃度は、従来と同程度、すなわち２〜１５重量％程度が
好ましい。磁性トナーの場合は、定着用樹脂中に磁性顔
料を配合すればよい。さらに感光性トナーの場合は、定
着用樹脂中に光導電性顔料とその増感成分としてのシア
ニン色素等を配合すればよい。

【００２６】

【実施例】以下にこの発明の電子写真用トナーを、実施
例、比較例に基づいて説明する。 実施例１ 定着用樹脂としてのスチレン−アクリル系樹脂４０００
重量部と、着色剤としてのカーボンブラック４００重量
部と、負電荷制御用の電荷制御剤としての、食用黄色５
号アルミニウムレーキ６０重量部と、離型剤としてのポ
リプロピレンワックス１１２重量部とを混合し、溶融混
練した後、粉砕、分級して、平均粒径１０μｍのトナー
粒子を作製した。

【００２７】そして上記トナー粒子１００重量部に対し
て、外添剤としての疎水性シリカ０．３重量部をまぶし
て、黒色の電子写真用トナーを製造した。 実施例２ 負電荷制御用の電荷制御剤として、食用青色２号アルミ
ニウムレーキ６０重量部を使用したこと以外は、実施例
１と同様にして、黒色の電子写真用トナーを製造した。 比較例１ 負電荷制御用の電荷制御剤として、スピロンブラックＴ
ＲＨ６０重量部を使用したこと以外は、実施例１と同様
にして、黒色の電子写真用トナーを製造した。

【００２８】上記実施例、比較例の電子写真用トナーに
ついて以下の各試験を行い、その特性を評価した。 電気特性試験 実施例、比較例の電子写真用トナーの導電率（Ｓ／ｃ
ｍ）、誘電率、誘電正接tanδおよび緩和時間（秒）
を、図１に示す測定装置を用いて測定した。結果を表１
に示す。

【００２９】図１の測定装置は、円筒状のシールドケー
ス１１内に、フランジ付きのシリンダ状電極１２，１３
と、リング体１４とを、それぞれ絶縁リング１５を介し
て電気的に独立した状態で保持したもので、上記シリン
ダ状電極１２，１３は、電気特性測定器１６に接続さ
れ、リング体１４は接地されている。この測定装置にお
いては、シリンダ状電極１２，１３とリング体１４とで
構成される空隙内に粉体状の試料Ｓを充填し、上側のシ
リンダ状電極１２を、図中矢印で示すように下方へ押圧
して試料Ｓを圧縮しつつ、両シリンダ状電極１２，１３
間に、電気特性測定器１６から所定の周波数の交流電圧
（緩和時間の場合は１００ｋＨｚ）を印加して、圧縮状
態の試料Ｓの電気特性（導電率、誘電率、誘電正接 tan
δおよび緩和時間）が測定される。なお電気特性測定器
１６としては、横河ヒューレットパッカード社製のイン
ピーダンスアナライザが好適に用いられる。

【００３０】

【表１】

【００３１】帯電立ち上がり特性試験 実施例、比較例の電子写真用トナーを、それぞれフェラ
イトキャリヤと混合して、トナー濃度３％の２成分現像
剤を作製し、これを、ポリプロピレン製の容器（ポリ容
器、内容量３ml）内に入れ、作業環境で１日放置して調
湿した。つぎにこのポリ容器１個をミニボトル（内容量
３００ml）中に入れ、ミニボトルを回転数１００r.p.m.
で回転させた。そして所定回数、回転させた後に、ポリ
容器中の試料の全量を用いて、前記飽和帯電量測定と同
様に、ブローオフ法によって、立ち上がり帯電量（μＣ
／ｇ）を測定した。結果を表２に示す。

【００３２】

【表２】

【００３３】実機試験 上記帯電立ち上がり特性試験で用いたトナー濃度３％の
２成分現像剤を、静電式複写機（三田工業（株）製のＤ
Ｃ−４６５５）に使用して、それぞれ黒白原稿を３枚複
写し、各画像の前端部、中央部および後端部の画像濃度
と、上記各部の余白部分のかぶり濃度とを、反射濃度計
（東京電色（株）製のＴＣ−６Ｄ）を用いて測定した。
画像濃度の結果を表３、かぶり濃度の結果を表４に示
す。

【００３４】

【表３】

【００３５】

【表４】

【００３６】

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、安全性が高く人体や環境等に影響を及ぼさない電子
写真用トナーが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子写真用トナーの電気特性を評価するための
測定装置の概略説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電荷制御剤として、食用色素を用いたこと
   を特徴とする電子写真用トナー。