(57)【要約】【課題】  複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に使用されるコート紙から発生する有機性揮発ガスを機外に排出することなく、良好なオフィス環境を維持できるようにする。【解決手段】  定着直後のコート紙に対して、カーボンナノホーンのような分子サイズ程度の細孔を有する吸着材を接触させ、有機性揮発ガスを吸着する。【選択図】  図２
2006208759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材に転写されたトナー像を熱で定着させた後の該シート材に接触する吸着材であって、内部に直径が１〜３ｎｍ、長さが該直径の１０倍以上の円柱状の細孔を有する部材からなることを特徴とする吸着材。
【請求項２】
前記細孔を有する部材がカーボンナノホーンであることを特徴とする請求項１に記載の吸着材。
【請求項３】
シート材に転写されたトナー像を熱で定着させた後の該シート材に接触する吸着材であって、直径が０．７〜５００ｎｍ、軸方向の長さが１０ｎｍ〜１ｍｍの細線の集合体からなることを特徴とする吸着材。
【請求項４】
前記集合体がカーボンナノチューブの集合体であることを特徴とする請求項３に記載の吸着材。
【請求項５】
シート材に転写されたトナー像を熱で定着させた後の該シート材に接触する吸着材であって、内部に直径が１〜３ｎｍ、長さが該直径の１０倍以上の円柱状の細孔を有する部材と、直径が０．７〜５００ｎｍ、軸方向の長さが１０ｎｍ〜１ｍｍの細線の集合体とからなることを特徴とする吸着材。
【請求項６】
前記細孔を有する部材がカーボンナノホーンであり、前記集合体がカーボンナノチューブの集合体であることを特徴とする請求項５に記載の吸着材。
【請求項７】
前記吸着材が導電性を有し、アースと導通が取られており、除電針であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の吸着材。
【請求項８】
前記吸着材が接触する時の前記シート材温度が５０℃以上であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の吸着材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等に用いられる吸着材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置における定着手段として、一般に、熱効率・安全性に優れた熱ローラ方式のものが採用されている。
【０００３】
熱ローラ方式の定着装置は、アルミニウムや鉄の芯金の表面に必要に応じて弾性層、耐熱離型層を被覆した加熱ローラ（定着ローラ）と、ステンレス等の芯金の周囲に耐熱弾性層を形成した加圧ローラとを基本構成とし、この一対のローラを圧接回転させて両ローラ間の定着ニップ部（圧接ニップ部）を構成している。
【０００４】
この定着ニップ部に、未定着画像（未定着トナー像）を担持した被加熱材としての記録材（記録材シート、静電記録紙、エレクトロファックス紙、印字用紙等）を導入し、定着ニップ部にてこの記録材を挟持搬送することで、加熱ローラからの熱と定着ニップ部の加圧力とによって未定着画像を記録材表面に永久固着画像として熱圧定着させるものである。
【０００５】
加熱ローラの芯金内部には加熱体としてハロゲンヒータが配設され、また加熱ローラ表面における通紙部には温度検知素子が配置されており、この温度検知素子による加熱ローラ表面温度の検知結果をもとにハロゲンヒータをＯＮ／ＯＦＦ駆動して、加熱ローラ表面を定着温調、または印字待機時のスタンバイ温調の一定温度に保持している。
【０００６】
従来の画像形成装置においては、例えば像担持体上にトナー像を形成し、このトナー像をシートである記録材Ｐ上に転写してシート上に画像を得る。そして、このようにトナー像が転写された記録材Ｐは、上記のような定着器により熱と圧力が印加され、トナー像が定着された後、排出ローラによって機外に排出されるようになっている。
【０００７】
このような従来の画像形成装置において、記録材Ｐは、転写時の帯電あるいは搬送径路を形成する部材との摺動により静電気を帯びて排出される。その結果、積載時、静電気を帯びて排出される記録材Ｐが、静電気により既にシート積載部に積載されている記録材Ｐと密着し、この記録材Ｐを押し出してしまう場合がある。そして、このように既に積載されているシートを押し出した場合、シートが整然とシート積載部に積載できないという問題点がある。この問題点を解決するため、排紙口に除電針を設けると共に、この除電針に記録材Ｐに接触させることにより除電を行なっている。
【０００８】
しかしながら、このような画像形成装置で記録材Ｐとしてコート紙のように樹脂を含んだ紙を通紙すると、定着の熱によってコート紙の樹脂が気化しホルムアルデヒドのような有機性揮発ガスを発生するという問題がある。そのような場合、有機性揮発ガスが機外に排出され、オフィス環境の空気を汚す可能性がある。これに対応するため、画像形成装置にフィルタを設け、機外に排出する空気をろ過すること（特許文献１参照）や、定着器の近傍に吸着材を設ける（特許文献２参照）ことが提案されているが、機外に排出されたコート紙から発生するガスには対応できなかった。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１６９４３２号公報
【特許文献２】特開平４−２２１９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に使用されるコート紙から発生する有機性揮発ガスを機外に排出することなく、良好なオフィス環境を維持できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、トナー像を熱で定着させた後のシート材に対して、カーボンナノホーンのような分子サイズ程度の細孔を有する吸着材を接触させることが極めて効果的であることを見出した。本発明は以下の発明を特徴とする。
（１）  シート材に転写されたトナー像を熱で定着させた後の該シート材に接触する吸着材であって、内部に直径が１〜３ｎｍ、長さが該直径の１０倍以上の円柱状の細孔を有する部材からなることを特徴とする吸着材。
（２）  前記細孔を有する部材がカーボンナノホーンであることを特徴とする（１）に記載の吸着材。
（３）  シート材に転写されたトナー像を熱で定着させた後の該シート材に接触する吸着材であって、直径が０．７〜５００ｎｍ、軸方向の長さが１０ｎｍ〜１ｍｍの細線の集合体からなることを特徴とする吸着材。
（４）  前記集合体がカーボンナノチューブの集合体であることを特徴とする（３）に記載の吸着材。
（５）  シート材に転写されたトナー像を熱で定着させた後の該シート材に接触する吸着材であって、内部に直径が１〜３ｎｍ、長さが該直径の１０倍以上の円柱状の細孔を有する部材と、直径が０．７〜５００ｎｍ、軸方向の長さが１０ｎｍ〜１ｍｍの細線の集合体とからなることを特徴とする吸着材。
（６）  前記細孔を有する部材がカーボンナノホーンであり、前記集合体がカーボンナノチューブの集合体であることを特徴とする（５）に記載の吸着材。
（７）  前記吸着材が導電性を有し、アースと導通が取られており、除電針であることを特徴とする（１）乃至（６）のいずれかに記載の吸着材。
（８）  前記吸着材が接触する時の前記シート材温度が５０℃以上であることを特徴とする（１）乃至（７）のいずれかに記載の吸着材。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の吸着材によれば、熱が印加された直後のシート材（特にはコート紙）に接触させることにより、ホルムアルデヒドのような有機性揮発ガスを極めて効果的に吸着できるため、シート材から発生する有機性揮発ガスを複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置の機外に排出することなく、良好なオフィス環境を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態を具体的な実施例とともに説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明に係る吸着材を有した定着装置が適用される画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【００１５】
同図において、１は像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）であり、アルミニウムやニッケル等の導電性部材を円筒状に形成した基体の表面に感光層を設けたものである。感光層としては、ＯＰＣ（有機半導体）、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）等を使用することができる。
【００１６】
感光ドラム１は、画像形成装置本体（不図示）によって回転自在に支持されおり、駆動手段（不図示）によって所定の周速（プロセススピード）で同図中、時計回り方向に回転駆動される。
【００１７】
感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、感光ドラム１表面を所定の極性に均一に帯電する帯電ローラ（帯電手段）２、帯電後の感光ドラム１表面を露光して画像情報に応じて静電潜像を形成する露光装置（露光手段）３、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像器（現像手段）４、感光ドラム１上のトナー像を紙等の記録材Ｐに転写する転写ローラ（転写手段）５、転写後の感光ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーナ（クリーニング手段）７が配設されている。上述の転写ローラ５の、記録材Ｐの搬送方向についての下流側には、記録材Ｐ上に転写された未定着トナーを加熱加圧して定着する定着装置６が配設されている。
【００１８】
また、転写ローラ５の、記録材Ｐの搬送方向についての上流側には、手差しされる定型以外の記録材Ｐがセットされる手差しトレイ２１、手差しトレイ２１上の記録材Ｐを給送する給紙ローラ２２、搬送されてきた記録材Ｐと感光ドラム１上のトナー像との同期を取るレジストローラ２３が配設されている。さらに、転写ローラ５の下方には、定型の記録材Ｐを収納する給紙カセット２４、ここから記録材Ｐをレジストローラ２３に向けて給送する給紙ローラ２５が配設されている。
【００１９】
次に、上述構成の画像形成装置の動作を簡単に説明する。
【００２０】
図１中の時計回り回転駆動された感光ドラム１は、その表面が帯電ローラ２によって所定の電位に均一に帯電される。帯電後の感光ドラム１表面は、画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御される露光装置３からのレーザービームの走査露光（イメージ露光）を受けて静電潜像が形成される。
【００２１】
この静電潜像は、現像器４によってトナーが付着され、トナー像（可視画像）として現像される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法、ＦＥＥＤ現像法等が用いられ、上述のイメージ露光の組み合わせで反転現像が用いられることが多い。
【００２２】
記録材Ｐは手差しトレイ２１又は給紙カセット２４から、給紙ローラ２２又は給紙ローラ２５によって取り出される。手差しトレイ２１、給紙カセット２４のいずれからの給紙の場合も、記録材Ｐは、レジストローラ２３によって、感光ドラム１表面に形成されたトナー像と同期を取り、感光ドラム１と転写ローラ５とで形成される転写ニップ部に供給される。
【００２３】
転写ニップ部において、感光ドラム１上のトナー像は電源（不図示）による転写バイアスの作用で記録材Ｐ表面に転写される。表面に未定着トナー像を担持した記録材Ｐは定着装置６に搬送され、表面の未定着トナー像が定着装置６の定着ニップ部で加熱加圧されて定着された後、装置本体外部に排出される。
【００２４】
一方、トナー像の転写後の感光ドラム１は、表面に残った転写残トナーがクリーナ７によって除去され、次の画像形成に供される。
【００２５】
次に、上述の定着装置６における定着動作について詳述する。
【００２６】
図２に、本発明に係る定着装置の一例として、ローラ加熱方式の定着装置の概略断面図を示す。同図を参照して、以下、構成ならびに動作について説明する。
【００２７】
定着ローラ６１として外径４０ｍｍ、肉厚１ｍｍのアルミニウム芯金上に、厚さ２ｍｍのシリコンゴム６１１を被せ、最外層に離形層として厚さ５０μｍのＰＦＡチューブ層６１２を設けてあり、周速１５０ｍｍ／ｓで回転駆動し、表面温度が１９０℃になるように温調制御した。定着ローラ６１の硬度は６０°（１ｋｇ荷重でＡｓｋｅｒ−Ｃにて測定）である。加圧ローラ６２は、直径２０ｍｍの鉄芯金６２１上に厚さ８ｍｍの弾性層としてシリコンゴム６２２を被せ、最外層に離形層として厚さ５０μｍのＰＦＡチューブ層６２３を被服してある。上記加圧ローラ６２を上記定着ローラ６１に加圧力２１．５Ｎで押し当て約６ｍｍの定着ニップＮを得た。
【００２８】
次に、本発明にかかるブラシ部材６４について、図３を用いて説明する。
ブラシ部材６４は、金属または硬質樹脂などの剛体より成る芯板１１０と、その芯板１１０に対して基端部が固定された多数の導電性繊維１２０よりなるブラシを有し、その繊維の先端部側が紙搬送経路に当接している。導電性繊維１２０の長さは１０ｍｍでピッチは３ｍｍ間隔とした。定着ニップからの距離は５０ｍｍである。
【００２９】
導電性繊維１２０には、カーボンナノホーン１３１を結合させている。結合方法として以下に３つの方法を説明するが、これに限定されるものではない。
【００３０】
（ａ）導電性接着剤でカーボンナノホーンを接着
導電性繊維の先端にのみ導電性接着剤を厚さ２〜１０μｍで塗布し、その後静電力を利用してカーボンナノホーンを導電性繊維に吸い上げて接触させ、さらに導電性接着剤を熱硬化させ、カーボンナノホーンを固定し、ブラシ部材６４を完成させる。
【００３１】
（ｂ）導電性繊維と融着
導電性繊維を加熱して先端を溶融し、その後カーボンナノホーンと接触させ、更に導電性繊維を冷却し再硬化させることによってカーボンナノホーンと導電性繊維を融着し、ブラシ部材６４を完成させる。
【００３２】
（ｃ）電気泳動法
導電性繊維の先端にのみポリメチルフェニルシランを塗布し、その後超高圧水銀灯により波長４００ｎｍ程度の光を照射し、ポリメチルフェニルシランのＳｉ−Ｓｉ結合を切断する。その後イソプロピルアルコール中にカーボンナノホーンを分散させた溶液に導電性繊維を浸漬し、Ａｌ電極を対向電極として導電性繊維に負電圧を印加して、電気泳動によりカーボンナノホーンを導電性繊維に接触させる。
【００３３】
カーボンナノホーンは印加された電界と平行な方向に移動するため、導電性繊維に接触してＳｉ−Ｓｉ結合の切れたポリメチルフェニルシランに突き刺さり、固定化される。
【００３４】
上記の方法を用いると、導電性繊維の表面に導電性接着剤、ポリメチルフェニルシランが塗付されたり、あるいは導電性繊維の表面に軟化層が形成され、それらの層によってカーボンナノホーンが固定される。
【００３５】
上記のようなブラシ部材６４では、主にカーボンナノホーン１３１で記録材Ｐと接触する。カーボンナノホーン１３１には単層カーボンナノホーンと多層カーボンナノホーンがあり、両方ともアスペクト比が非常に大きい極細の繊維形状をしている。
【００３６】
またカーボンナノホーン１３１はシームレス構造であるため、非常に高い弾性率とチューブの軸方向に対しての大きな引っ張り強度を持つ。後述のようにカーボンナノホーン１３１は極細の直径を持つため、樹脂層を介して導電性繊維の表面に密集して配置することが可能である。
【００３７】
またカーボンナノホーン１３１は大きな弾性を持つため、記録材Ｐと接触すると撓ることができ、カーボンナノホーン１３１の先端のみではなく側面でも記録材Ｐと接触することができる。
【００３８】
ここでカーボンナノホーン１３１は半導体性や金属性（つまりオーミック接触をしている）の導電特性を持つため、カーボンナノホーン１３１から電荷を直接記録材Ｐへ注入することが可能である。
【００３９】
さらにカーボンナノホーン１３１は軸方向に対して大きな引っ張り強度を持つため、極細でも記録材Ｐとの接触において破断することが非常に少なく、長期的には除電のバラツキが非常に少なく、長寿命化を実現できる。
【００４０】
また本発明に係るブラシ部材６４ではカーボンナノホーン１３１は離散して配置された樹脂層１３０のみで導電性繊維１２０に固定化させる。よって樹脂層１３０はカーボンナノホーン１３１を保持できる大きさがあれば良く、カーボンナノホーン１３１の長さにもよるが、樹脂層１３０の容量（１個当たりの容量）としては、１０〜８０００μｍ3、大きさとしては、１０〜２０００μｍ2もあれば十分である。
【００４１】
そのため樹脂層１３０によって隣接した導電性繊維１２０を接着する確率が小さくなる。また、たとえ隣接した導電性繊維１２０を接着したとしても、従来のブラシ部材と異なり点接着であるため、接着力は小さく、記録材Ｐとの接触によって導電性繊維１２０同士の接着がとれ、ブラシ部材６４の導電性繊維１２０の柔軟性を低下しない。
【００４２】
ただし樹脂層１３０はカーボンナノホーン１３１を固定するのには十分な容量があるため、記録材Ｐとの接触によってカーボンナノホーン１３１が抜けるようなことはなく、ブラシ部材６４の長期信頼性も低下させない。
【００４３】
なお本例では導電性繊維表面に樹脂層を形成しているが、導電性繊維表面を薬液でエッチングし導電性繊維表面に凹部を形成し、樹脂層を導電性繊維に部分的に埋め込むことによって、導電性繊維と樹脂層の接着力を向上させても何ら構わない。前記のように導電性繊維の表面が平滑ないし凹部が形成され樹脂層が部分的に埋め込まれている場合も本発明に含まれる。
【００４４】
次に本発明のブラシ部材６４の構成部材について説明する。
【００４５】
芯板１１０はＦｅ、Ａｌ、Ｃｕ、ステンレス等の金属や合金から構成され、外部のアースと接続され、導電性繊維１２０やカーボンナノホーン１３１を介して記録材Ｐを除電させるための電荷をカーボンナノホーン１３１へ供給する働きをしている。
【００４６】
導電性繊維１２０としては、ＳＵＳ繊維や、カーボンブラックや金属微粒子をレーヨン樹脂やナイロン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等に分散させた後、紡糸して繊維形状にしたものや、あるいはテトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）等の電子受容性化合物とテトラチアフルバレン（ＴＴＦ）等の電子供与性化合物から構成される電荷移動錯体を高分子ネットワークに置換した高分子樹脂を紡糸したものが用いられる。これらの導電性繊維１２０を芯板１１０に貼り付けて使用される。
【００４７】
樹脂層１３０は導電性繊維１２０との接着力とカーボンナノホーン１３１の保持力を両立し、かつ隣接した導電性繊維１２０を接着しない機能を必要とする。カーボンナノホーン１３１を保持する構造としては図４のような構造が挙げられる。
【００４８】
樹脂層１３０は少なくとも熱可塑性高分子樹脂またはホットメルト型の接着剤の一方から構成される樹脂からなり、樹脂の中にカーボンナノホーン１３１が部分的に埋め込まれており（図中の点線が埋め込まれたカーボンナノホーンの部位を示す）、樹脂層１３０の表面からカーボンナノホーンが突出している。なお樹脂層１３０に埋め込まれたカーボンナノホーン１３１の終端は樹脂から突出して導電性繊維１２０と直接接触しても良い。
【００４９】
またカーボンナノホーン１３１を樹脂に混在させることによって樹脂層１３０の抵抗が小さくなる。樹脂層１３０の抵抗が導電性繊維１２０の抵抗と同じ程度まで低下した場合、埋め込まれた側のカーボンナノホーン１３１の終端は樹脂の中にあっても樹脂層からカーボンナノホーンへ電荷が輸送される場合大きな抵抗成分にならない。
【００５０】
よって一般的に、樹脂層１３０の抵抗が１０3〜１０8Ω・ｃｍまで低下した場合、埋め込まれた側のカーボンナノホーン１３１の終端は樹脂の中にあっても何ら構わない。
【００５１】
さらに、樹脂層１３０に導電性粒子を含有させる（樹脂中に分散状態で配置する）ことにより、樹脂層１３０の抵抗を更に低下させると、導電性繊維１２０から樹脂層１３０への電荷の輸送、樹脂層１３０からカーボンナノホーン１３１への電荷の輸送がより容易になるので望ましい。
【００５２】
例えば導電性粒子としてはＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ等の金属や合金の微粒子、またはグラファイト、フラーレン等の導電性無機材料、または表面にＮｉ、Ｃｏ、Ａｌ等の金属薄膜を形成して導電処理した高分子樹脂の微粒子が使用でき、導電性粒子の大きさとしては樹脂層の大きさや導電性粒子の素材にも依存するが、１０μｍ以下が望ましい。
【００５３】
また樹脂層１３０を構成する樹脂はカーボンナノホーンを保持する他に導電性繊維表面に固定化されるため接着性が必要とされる。一般的な高分子樹脂や接着剤はある程度の接着性は持っているので、導電性繊維１２０に樹脂層１３０を固定化することは困難ではない。
【００５４】
しかしながら導電性繊維１２０表面に樹脂層１３０を形成するプロセスにおいて、樹脂が液状である場合、樹脂層を離散して配置すること自体が非常に困難である。そのため必然的に樹脂層を導電性繊維へ固定化するプロセス全般では樹脂は微粒化した固体形状でなければならず、かつ導電性繊維との接着工程においてのみ接着性を発揮することが重要となる。
【００５５】
これらの機能を発現する材料としては、加熱によって接着性を発現する熱可塑性高分子樹脂がある。またホットメルト型の接着剤は熱可塑性の高分子樹脂よりも更に接着性が向上しているためより好適である。なお熱可塑性高分子樹脂ないしホットメルト型接着剤を用いる場合、それらの融点は導電性繊維の軟化点、融点以下の温度でなければならない。
【００５６】
その他接着工程のみに接着性を発現させることができる材料としては紫外線硬化型接着剤があるが、紫外線硬化型接着剤の場合、導電性繊維１２０の付け根部分に樹脂層１３０を形成する場合、導電性繊維１２０の付け根部分に紫外線を到達させる必要があり、紫外線の照射方法に工夫が必要となり、結果的に低コストでカーボンナノホーンを保持したブラシ部材６４を作製することは困難である。
【００５７】
さらに樹脂層１３０は導電性繊維１２０表面に固定化する場合、導電性繊維の柔軟性を維持するため隣接した導電性繊維１２０との接着を避ける必要があり、樹脂層１３０の大きさを小さくする必要がある。
【００５８】
一般的には樹脂層１３０はカーボンナノホーンの保持、導電性繊維との接着、隣接した導電性繊維との接着回避を考慮すると、容量（１個当たりの容量）としては、１０〜８０００μｍ3、大きさとしては、１０〜２０００μｍ2もあれば十分である。
【００５９】
なお隣接した導電性繊維との接着を回避することによって、記録材Ｐと良好な接触を維持でき、ホルムアルデヒドの吸着や除電の効率が低下しない。なお樹脂層１３０の大きさを小さくする手段としては、導電性繊維１２０表面へ固定する熱可塑性高分子樹脂やホットメルト型の接着剤の容量を小さくする他に、導電性繊維１２０表面に樹脂層１３０を形成した後に、ＣＦ4、Ｏ2、ＣＯ2等のガスを用いたプラズマによって樹脂層１３０を部分的にエッチングしても良い。
【００６０】
高分子樹脂や接着剤はＣ−Ｈ結合を中心に構成されているため、炭素のｓｐ2混成軌道からのみなるカーボンナノホーンよりもエッチング速度が著しく大きい。よって上記のプラズマに晒すと樹脂層を優先的にエッチングすることができ、ほぼ樹脂層のみを小さくできる。
【００６１】
加えて樹脂層１３０のみが小さくなることによって、初期には樹脂層１３０に完全に埋没していたカーボンナノホーン１３１の先端を樹脂層１３０の表面から突出させることが可能となり、カーボンナノホーンの突出密度を向上でき、ホルムアルデヒドの吸着や除電の効率を更に改善できる。
【００６２】
次に、カーボンナノホーンの作成方法について説明する。
単層カーボンナノホーン集合体は、従来より知られている各種の方法で製造したものを使用することができる。例えば、室温、１．０１３×１０5Ｐａ（７６０Ｔｏｒｒ）のＡｒ雰囲気中で、触媒無しのグラファイトをターゲットとしたＣＯ2レーザーアブレーション法等の合成方法によって製造することができる。
【００６３】
具体的には、室温、１．０１３×１０5Ｐａ（７６０Ｔｏｒｒ）、Ａｒ雰囲気の反応チャンバー内で回転しているφ３０×５０ｍｍのグラファイトターゲットに、波長１０．６μｍのＣＯ2レーザーをビーム径１０ｍｍで照射し、生成物としてのカーボンナノホーンを収集フィルターから回収した。得られたカーボンナノホーンは、複数のカーボンナノホーンが管状部を中心側にし円錐部が角のように表面部に突き出るような構成で集合した、直径７０ｎｍ程度の球状の単層カーボンナノホーン集合体であった。各々のカーボンナノホーンは、管状部の直径が約２〜３ｎｍで、管状部の長さは３０ｎｍ程度であった。
【００６４】
次に本発明のブラシ部材６４の作製法の一例を図５に従って述べる。
［工程（ａ）］
少なくとも熱可塑性高分子樹脂ないしホットメルト型の接着剤から構成される樹脂１５１にカーボンナノホーン１３１を混合し微粒子１５０を形成する。また微粒子１５０の表面にはカーボンナノホーン１３１が突出していると後述する工程（ｄ）の後で樹脂層１３０からカーボンナノホーン１３１が突出している割合が高くなるので低コスト化を考慮すると望ましく、更に微粒子１５０は工程（ｄ）で熱溶融して導電性繊維１２０と接着し、カーボンナノホーン１３１を保持した１個の樹脂層１３０を形成するので、微粒子１５０の大きさは樹脂層と同程度が良く容量としては１０〜８０００μｍ3（大きさとしては１０〜２０００μｍ2）とするのが良い。
【００６５】
なお樹脂１５１は熱によって熔融する材料であるから、導電性繊維１２０の融点及び軟化点よりも低い温度に融点を持つ必要があり、熱可塑性高分子樹脂よりもホットメルト型の接着剤の方が選択が容易である。
【００６６】
熱可塑性高分子樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート等が使用でき、またホットメルト型の接着剤は広く市販されているものの中から以下のプロセスに見合うものを選択すれば良い。たとえば東亜合成化学製ＰＥＳ１００シリーズ等が挙げられる。
【００６７】
更に導電性粒子を含有した樹脂層を導電性繊維１２０に固定化する場合は、樹脂１５１にカーボンナノホーン１３１とＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ等の金属や合金の微粒子、またはグラファイト、フラーレン等の導電性無機材料、または表面にＮｉ、Ｃｏ、Ａｌ等の金属薄膜を形成して導電処理した高分子樹脂を混合した微粒子を使用すれば良い。
【００６８】
［工程（ｂ）］
その後樹脂１５１を溶解しない溶媒１５２に微粒子１５０を分散する。例えば熱可塑性高分子樹脂であるポリエチレンを用いる場合にはメタノール、エタノールまたは水等に分散させるのが良い。またホットメルト型の接着剤として東亜合成ＰＥＳ１００シリーズを用いる場合は水に微粒子１５０を分散させるのが良い。
【００６９】
なお溶媒１５２に対する微粒子１５０の添加量としては導電性繊維１２０に付ける樹脂層１３０の密度や導電性繊維１２０の植毛密度によって影響されるが、微粒子１５０の均一分散を考えると０．０１〜１０体積％程度が良い。また微粒子１５０の凝集を防ぐため、溶媒１５２に界面活性剤添加しても良い。
【００７０】
なお溶媒１５２は導電性繊維１２０自体を溶解しないものを選ぶ必要があるが、導電性繊維を構成するＳＵＳ、レーヨン、ナイロン、ポリエステル等は水や相当数の汎用有機溶媒によってもダメージがないので、溶媒１５２を選択することは困難でない。
【００７１】
［工程（ｃ）］
その後微粒子１５０が分散された分散液に導電性繊維１２０（導電性繊維１２０を保持する芯板は１１０）を浸積し、導電性繊維１２０表面に微粒子１５０を付着させる。なお導電性繊維１２０への微粒子１５０の付着量は微粒子１５０の分散量、浸積時間、浸積回数等で制御するのが良い。
【００７２】
［工程（ｄ）］
その後導電性繊維１２０を微粒子１５０が分散された分散液から取り出し、熱可塑性高分子樹脂あるいはホットメルト型接着剤の融点以上の温度に加熱して樹脂を熔融する。その後樹脂を冷却して再度硬化させることによって、導電性繊維１２０表面に樹脂を固定化し、カーボンナノホーン１３１を保持した離散した樹脂層１３０を形成する。
【００７３】
なお微粒子が小さいため融ける樹脂の量は少なく、樹脂の流れ出しが小さい。さらに熔融する温度を制御することにより熔融時の樹脂の粘度の最適化を図ることによって樹脂の流れ出しを更に抑制できるので、隣接した導電性繊維を接着することなくカーボンナノホーンを保持しつつ、かつ導電性繊維と十分な接着力を確保することができる。
【００７４】
例えば熱可塑性高分子樹脂としてポリエチレンを用いる場合は、オーブン中で融点から１０℃高く１０分間加熱し、その後自然冷却することによって、ホットメルト型接着剤ＰＥＳ１００シリーズではオーブン中で融点から１０℃程高く１５分間加熱しその後自然冷却することによって、導電性繊維１２０にカーボンナノホーン１３１を保持した離散した樹脂層１３０を形成できる。
【００７５】
最後に樹脂層１３０からカーボンナノホーン１３１が突出していない場合は、ＣＦ4、Ｏ2、ＣＯ2等のガスを用いたプラズマによって樹脂層１３０を部分的にエッチングし、カーボンナノホーンの突出を実現すれば良い。
【００７６】
なお工程（ａ）において微粒子１５０表面からカーボンナノホーン１３１が突出していることが望ましいが、突出していない場合でも最後にＣＦ4、Ｏ2、ＣＯ2等のガスを用いたプラズマによって樹脂層１３０を部分的にエッチングし、カーボンナノホーンの突出を実現すれば良いので、必ずしも微粒子の状態でカーボンナノホーンが表面に突出している必要はない。
【００７７】
次にブラシ部材６４の別の作製方法を図６に従って述べる。
［工程（ａ）］
前述の方法と同様に、少なくとも熱可塑性の高分子樹脂ないしホットメルト型の接着剤からなる樹脂１５１とカーボンナノホーン１３１を混合した微粒子１５０を樹脂１５１を溶解しない溶媒１５２に分散する。
【００７８】
［工程（ｂ）］
その後微粒子１５０が分散された分散液にパイル地に編まれた導電性繊維１２０（導電性繊維１２０を保持する芯板は１１０）を浸積し、導電性繊維１２０表面に微粒子を付着させる。なお導電性繊維１２０への微粒子１５０の付着量は微粒子１５０の分散量、浸積時間、浸積回数等で制御するのが良い。
【００７９】
［工程（ｃ）］
その後導電性繊維１２０を微粒子１５０が分散された分散液から取り出し、熱可塑性高分子樹脂あるいはホットメルト型接着剤の融点以下の温度に加熱して溶媒１５２を蒸発させる。例えば熱可塑性高分子樹脂としてポリエチレン、溶媒としてメタノールを用いる場合は８０℃に加熱すると、ポリエチレンを熔融することなくメタノールを蒸発できる。
【００８０】
［工程（ｄ）］
その後微粒子１５０を熱可塑性高分子樹脂あるいはホットメルト型接着剤の融点以上の温度に加熱して樹脂を熔融する。その後樹脂を冷却して再度硬化させることによって、導電性繊維１２０表面に樹脂を固定化し、カーボンナノホーン１３１を保持した離散した樹脂層１３０を形成する。
【００８１】
本方法によると、微粒子１５０を加熱熔融する前に微粒子１５０と導電性繊維１２０の界面にある溶媒１５２を完全に除去できるので、樹脂層１３０と導電性繊維１２０の接着力が向上する。その結果、記録材Ｐとの接触によってもカーボンナノホーン１３１の脱離が起こりにくくなり、ブラシ部材６４の長期信頼性が改善される。
【００８２】
なお溶媒１５２に水等の沸点の高い溶媒を用いた場合は減圧下で加熱することによって、溶媒１５２の蒸発を加速でき、低温つまり樹脂を熔融させないで溶媒を完全に除去できる。
【００８３】
最後に必要に応じ、前述の方法と同様にＣＦ4、Ｏ2、ＣＯ2等のガスを用いたプラズマによって樹脂層１３０を部分的にエッチングしてもよい。
【００８４】
またブラシ部材６４は図７の方法によっても作製できる。
［工程（ａ）］
前述の方法と同様に、少なくとも熱可塑性の高分子樹脂ないしホットメルト型の接着剤からなる樹脂１５１とカーボンナノホーン１３１を混合した微粒子１５０を樹脂１５１を溶解しない溶媒１５２に分散する。
【００８５】
［工程（ｂ）］
その後微粒子１５０を分散した分散液を噴霧装置１５３を用い霧状にして導電性繊維１２０（導電性繊維１２０は芯板１１０で保持されている）に塗付し、導電性繊維１２０の表面に微粒子１５０を付着させる。
【００８６】
湿式噴霧では分散液の液温及び分散液の液径、噴霧装置１５３出口と導電性繊維１２０との距離、導電性繊維１２０の環境温度等を制御することによって、微粒子１５０が導電性繊維１２０へ到着する間に溶媒１５２を完全に蒸発させることができ、導電性繊維１２０に乾いた状態の微粒子１５０を付着させることが可能となる。また噴霧後の微粒子１５０の凝集を防ぐため１個の液滴に１個の微粒子１５０のみが入るように噴霧条件を制御するのが良い。なお噴霧装置１５３としては低圧噴霧器、高圧噴霧器、超音波噴霧器等が使用できる。
【００８７】
［工程（ｃ）］
その後微粒子１５０を熱可塑性高分子樹脂あるいはホットメルト型接着剤の融点以上の温度に加熱して樹脂を溶融する。その後樹脂を冷却して再度硬化させることによって、導電性繊維１２０表面に樹脂を固定化し、カーボンナノホーン１３１を保持した離散した樹脂層１３０を形成する。
【００８８】
本方法によっても、微粒子１５０と導電性繊維１２０の間に溶媒１５２を残さないので、樹脂層１３０と導電性繊維１２０の接着力が向上し、記録材Ｐとの接触によってもカーボンナノホーン１３１の脱離が起こりにくくなり、ブラシ部材６４の長期信頼性が改善される。
【００８９】
最後に必要に応じ、前述の方法と同様にＣＦ4、Ｏ2、ＣＯ2等のガスを用いたプラズマによって樹脂層１３０を部分的にエッチングしてもよい。
【００９０】
本発明のブラシ部材６４は図８のように分散液を用いない方法によっても作製できる。
［工程（ａ）］
前述の方法と同様に、少なくとも熱可塑性の高分子樹脂ないしホットメルト型の接着剤からなる樹脂１５１とカーボンナノホーン１３１を混合した微粒子１５０を作製する。
【００９１】
［工程（ｂ）］
その後微粒子１５０を乾式噴霧装置１５４（例えば高圧噴霧器）に充填し、Ｎ2ガス等の高圧ガス流に微粒子１５０を乗せることによって微粒子１５０を凝集させないで噴霧する。噴霧流の直下及び近傍では微粒子１５０の流速が大きく導電性繊維１２０に微粒子１５０が付着しにくいので、噴霧流から離したところに導電性繊維１２０（導電性繊維１２０は芯板１１０で保持）を置き、拡散してきた微粒子１５０を導電性繊維１２０に付着させる。拡散してきた微粒子は流速が遅くなっているため、導電性繊維１２０に容易に付着する。
【００９２】
なお微粒子１５０の凝集を防ぐため、噴霧装置内で微粒子１５０と装置内壁との衝突回数を増やし、壁との摩擦帯電によって微粒子を同一極性に帯電させることによって、静電反発を起こさせるのが良い。さらに導電性繊維１２０に微粒子が帯びた帯電と逆極性の電圧を印加することにより、静電気力によって導電性繊維１２０へ微粒子１５０の付着を促進しても良い。
【００９３】
［工程（ｃ）］
その後微粒子１５０を熱可塑性高分子樹脂あるいはホットメルト型接着剤の融点以上の温度に加熱して樹脂を熔融する。その後樹脂を冷却して再度硬化させることによって、導電性繊維１２０表面に樹脂を固定化し、カーボンナノホーン１３１を保持した離散した樹脂層１３０を形成する。
【００９４】
本方法によると微粒子１５０を溶媒に分散させる必要がないため、プロセスが簡略化でき、より低コストでブラシ部材６４を作製できる。
【００９５】
なお本発明に係るブラシ部材６４の作製方法は以上説明した方法に限定されるわけではなく、樹脂１５１とカーボンナノホーン１３１を混合した微粒子１５０を任意の方法により湿式ないし乾式の状態で導電性繊維１２０に付着させ、その後樹脂１５１の融点以上の温度に加熱して樹脂を熔融し、その後樹脂を冷却して再度硬化させることによって、導電性繊維１２０表面に樹脂を固定化し、カーボンナノホーン１３１を保持した離散した樹脂層１３０を形成しても何ら構わない。
【００９６】
次に樹脂１５１とカーボンナノホーン１３１を混合した微粒子１５０の作製方法の一例を図９に従って述べる。
［工程（ａ）］
少なくとも熱可塑性高分子樹脂ないしホットメルト型接着剤からなるペレット状、顆粒状または粉末状の樹脂１６１とカーボンナノホーン１３１を予備混合する。
【００９７】
樹脂１６１に対するカーボンナノホーン１３１の比率は大きいほど微粒子１５０表面から突出するカーボンナノホーン１３１の密度が大きくなるので好ましいが、カーボンナノホーン１３１が多すぎると形成される微粒子１５０がもろくなり、プロセスに適さなくなる。
【００９８】
使用する熱可塑性高分子樹脂やホットメルト型接着剤によって添加できるカーボンナノホーン１３１の量が決まるが、おおよそ１０〜５０％体積程度が望ましい。
【００９９】
なおカーボンナノホーン１３１の割合を多くできない場合は形成された微粒子１５０をＣＦ4、Ｏ2、ＣＯ2等のガスを用いたプラズマに晒し、樹脂層１３０を部分的にエッチングしてカーボンナノホーン１３１の突出密度を向上させると、導電性繊維に微粒子を固定した後、樹脂層１３０から突出しているカーボンナノホーンの密度が多くなりやすく、ホルムアルデヒドの吸着や除電の効率の改善が期待できる。
【０１００】
さらに導電性粒子を含有した樹脂層を作製する場合は、樹脂１６１にカーボンナノホーン１３１と同時にＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ等の金属や合金の微粒子、またはグラファイト、フラーレン等の導電性無機材料、または表面にＮｉ、Ｃｏ、Ａｌ等の金属薄膜を形成して導電処理した高分子樹脂の微粒子を混合すれば良い。
【０１０１】
［工程（ｂ）］
その後樹脂１６１を融点以上に加熱して十分熔融させた状態でカーボンナノホーン１３１と樹脂をホモジナイザー等を用い攪拌し、熔融した樹脂１６１中にカーボンナノホーン１３１を均一分散させる。
【０１０２】
［工程（ｃ）］
その後樹脂を冷却して再硬化させ、カーボンナノホーン１３１が樹脂中に均一分散した混合体１７０を形成する。
【０１０３】
［工程（ｄ）］
その後混合体１７０を乳鉢で予備粉砕後、ボールミル、ジェットミル等を用いて本粉砕を行い、カーボンナノホーン１３１を保持した樹脂からなる微粒子１５０を形成する。
【０１０４】
カーボンナノホーンは樹脂よりもはるかに硬いため、粉砕時に樹脂のみが粉砕され、カーボンナノホーンは折れず、最終的には表面からカーボンナノホーンが突出した状態の微粒子が得られる。
【０１０５】
本粉砕によって微粒子１５０を前述の方法で使用できる大きさまで（用いるカーボンナノホーンの大きさによって影響されるが２０μｍ以下を目安とする）に微粒子化するのが最も好ましいが、本粉砕によっても所定の大きさ以下の微粒子が多量に得られない時は粉砕した微粒子１５０をふるいなどによって分級し、所定の大きさ以下の微粒子１５０のみを使用しても良い。
【０１０６】
また粉砕した微粒子１５０をＣＦ4、Ｏ2、ＣＯ2等のガスを用いたプラズマによって樹脂層１３０を部分的にエッチングし、カーボンナノホーン１３１の突出密度を向上させると、導電性繊維に微粒子を固定した後、樹脂層１３０から突出しているカーボンナノホーンの密度が多くなるので、より望ましい。
【０１０７】
さらに本粉砕では樹脂を溶解しない溶媒を少量加え、湿式の状態でボールミルにより本粉砕を行っても良く、その場合は溶媒ごと微粒子を回収して、溶媒に分散させた状態で図５、図６、図７等の方法によってブラシ部材６４を作製すれば良い。
【０１０８】
上記に述べた微粒子１５０の作製方法とブラシ部材６４の作製方法を組み合わせることにより、導電性繊維にカーボンナノホーンを保持した離散した樹脂層を形成でき、ホルムアルデヒドの吸着や除電の効率に優れたブラシ部材６４を実現できる。
【０１０９】
なお本例は固定型のブラシ部材６４について説明したが、従動回転やカウンター回転を行うブラシであっても本発明の効果は同様に実現できる。
【０１１０】
上述のように、ブラシ部材６４の芯板はアルミ板で出来ており、アースと導通が取られている。定着装置６によって画像が定着された記録材Ｐは、上記ブラシ部材の当接により、表裏面の電荷が除去されると共に、紙上に存在するホルムアルデヒド等の有機揮発性ガスが除去される。ブラシ部材６４は主にカーボンナノホーンで記録材Ｐの表面と接触する。
【０１１１】
有機揮発性ガスは定着直後の温度が高い時ほど発生量が多い。ゆえに、ブラシ部材の当接は、記録材Ｐの温度が高い時ほど効率が良い。常温より高い状態、特に５０度以上で発生量が多いことから、記録材Ｐが常温になる前にブラシ部材を当接させる必要がある。これは、コート紙に含まれる樹脂のガラス転移温度以上になるとガスを発生しやすくなることに起因していると考えられる。
【０１１２】
本発明においてはブラシ部材６４の表層は、上述したカーボンナノホーンのような分子サイズ程度の細孔を有する部材で形成し、ホルムアルデヒド分子をトラップする。ホルムアルデヒド等の有機揮発性ガスの分子の大きさはおおよそ１ｎｍ以下であり、１ｎｍ以上の細孔を有した吸着材が必要である。一方、１０ｎｍ以上の平均細孔径を有すると比表面積が小さくなってしまい、吸着効率が悪い。従って、少なくともホルムアルデヒド分子より大きい細孔径を有し、かつ、１０ｎｍ以下であるのが望ましい。その点において、カーボンナノホーンは好適である。さらに、カーボンナノホーンは酸化処理によって、径を可変であり、ホルムアルデヒド分子に対応した径とすることが可能である。また、それらは、比較的高温でも安定である。導電性を有することから、従来の除電針の役割をかねることも可能であり、省スペースや低コスト化も可能である。
【０１１３】
カーボンナノホーンについて、さらに詳細に説明する。
本発明で使用するカーボンナノホーンとしては、単層カーボンナノホーンが好適である。
【０１１４】
工業材料の２００３年４月号によれば、カーボンナノホーンは、カーボンナノチューブ状物質の一つである。単層カーボンナノホーン（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｗａｌｌ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏｈｏｒｎ：ＳＷＮＨ）は、チューブ部分と三角錐状のコーン部分を持つのが特徴である。全体としては、ホーンの形をしている。単層カーボンナノホーン粒子は集まって２次粒子を形成する。それを図１０に示す。ガスは、主に、この２次粒子を構成する単層カーボンナノホーン粒子同士の間隙部分と単層カーボンナノホーン粒子の内部に吸着貯蔵される。単層カーボンナノホーンの特徴は、従来の炭素材料系の吸着材と比較して、ナノオーダーでの細孔構造が均一であることと、図１０の（ｃ）（ｄ）のように細孔が固有の形を持つ点である。単層カーボンナノホーンの細孔は、単層カーボンナノホーン内部にある直径１〜３ｎｍ程度、長さ３０〜５０ｎｍ程度の円柱状の細孔と、３つの単層カーボンナノホーンもしくは４つの単層カーボンナノホーンの間隙にできる少しへこみのある三角柱または四角柱状の細孔のいずれかに分類できる。
【０１１５】
単層カーボンナノホーンの内部の細孔の大きさは比較的大きいゆえに、大きい分子の吸着が可能である。通常の炭素材料系の吸着材では、細孔径の増加に伴い、吸着量が小さくなる。同じ細孔径で比較した場合に、単層カーボンナノホーンは、群を抜いた吸着性能を有する。カーボンナノホーン内部に有する細孔は、直径に比して１０倍以上の長さを有する円柱形状であるがゆえに、直径に比して吸着面積が大きく取れるためと推測される。それを図１１に示す。
【０１１６】
図１１は、単層カーボンナノホーン（ＳＷＮＨ）と従来の炭素材料系の吸着材との性能比較を示している。測定は、重量法により、３０３Ｋ、３５気圧下での吸着メタン密度を測定した。Ａ−５、Ａ−１０、Ａ−２０は、活性炭素繊維であり、ＡＸ２１、ａ−ＭＣＭＢは、高表面積活性炭である。活性炭素繊維は、繊維状の炭素材料であり、通常の活性炭よりも均一な細孔構造を持つのが特徴である。ＡＸ２１とａ−ＭＣＭＢは粒状活性炭の一種ではあるが、活性炭の中で最も細孔容量の大きいものの一つである。これらの物質は、スリット形状の細孔をもち、その平均細孔径は、Ａ−５、Ａ−１０、Ａ−２０がそれぞれ０．７ｎｍ、０．８ｎｍ、１．２ｎｍであり、ＡＸ２１とａ−ＭＣＭＢでは、１．３ｎｍと１．６ｎｍである。
【０１１７】
カーボンナノホーンやカーボンナノチューブは、ベンゼンと同じようにπ電子をもっている。このπ電子のおかげで電気を良く通す性質を有する。したがって、除電針に非常に好適な材料である。
【０１１８】
ブラシ部材６４として、ＳＵＳ繊維のみで出来た従来品と、カーボンナノホーンを表面に結合した本発明品とを用いた画像形成装置から機外に排出されるホルムアルデヒド量を測定した。具体的には、デジタルフルカラー複写機（キヤノン製ＣＬＣ５０００、コピー速度Ａ４、５０枚／分）を使用し、ＯＳＨＡ規程測定法において測定した。その結果を図１２に示す。
【０１１９】
従来の画像形成装置と比較して、本発明のように、カーボンナノホーンを定着直後の記録材Ｐに接触させると、ホルムアルデヒドの発生量は、１／７程度に削減される。
【０１２０】
上記では、吸着材の表層をカーボンナノホーンで構成したが、カーボンナノチューブでもおおよそ同様の効果が得られる。以下で、カーボンナノチューブについて説明する。
【０１２１】
カーボンナノチューブには単層カーボンナノチューブと多層カーボンナノチューブがあり、単層カーボンナノチューブは直径が０．７〜５０ｎｍ、軸方向の長さ（以後長さと略す）は１０ｎｍ〜１ｍｍであり、より合成しやすい大きさとしては直径が０．７〜５ｎｍ、長さは３０ｎｍ〜１００μｍである。
【０１２２】
一方多層カーボンナノチューブは直径が１〜５００ｎｍで、長さは１０ｎｍ〜１ｍｍであり、より合成しやすい大きさとしては直径が２〜５０ｎｍで、長さは１μｍ以上であり、単層、多層カーボンナノチューブともアスペクト比が非常に大きい極細の繊維形状をしている。ゆえに、これらカーボンナノチューブの集合体は、細孔構造が円柱形状に類似した形を有し、細孔径に比して大きな吸着量を有することが可能である。
【０１２３】
カーボンナノチューブは以下の方法によって作製される。単層カーボンナノチューブは、陽極としてグラファイトにＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｌａ、Ｙ等の金属触媒を混合したコンポジット棒を用い、陰極としてグラファイト棒を用い、１．３３×１０4〜９．３１×１０4Ｐａ（１００〜７００Ｔｏｒｒ）のＨｅないしＨ2雰囲気でのアーク放電により合成する。
【０１２４】
単層カーボンナノチューブは金属触媒の種類によって放電チャンバー内壁の煤（チャンバー煤）か、陰極表面の煤（陰極煤）の中に存在する。また前記のコンポジット棒を電気炉中で１０００〜１４００℃に加熱し、６．６５×１０4Ｐａ（５００Ｔｏｒｒ）のＡｒ雰囲気で、Ｎｄ：ＹＡＧパルスレーザーを照射して単層カーボンナノチューブを合成しても良い。合成された単層カーボンナノチューブは種々の不純物を含むため、水熱法、遠心分離法、限外ろ過法等によって精製しても良い。
【０１２５】
一方多層カーボンナノチューブは、陽極、陰極ともグラファイト棒を用い、１．３３×１０4〜９．３１×１０4Ｐａ（１００〜７００Ｔｏｒｒ）のＨｅ雰囲気でのアーク放電を用いて合成する。多層カーボンナノチューブは陰極上の円柱状堆積物の中心に存在する。
【０１２６】
多層カーボンナノチューブも合成後は種々の不純物が含まれるため、有機溶媒や界面活性剤が添加された水溶液に分散した後、遠心分離法や限外ろ過法によって高純度に精製するのが良い。
【０１２７】
なお未精製のカーボンナノチューブを樹脂層１３０に保持させた場合も、樹脂層１３０の表面に突出しているカーボンナノチューブは導電性の接点の増加に寄与するので、本発明は精製、未精製の両方のカーボンナノチューブついて言及している。
【０１２８】
またカーボンナノチューブの先端は閉管、開管のどちらの形状でも良い。加えて化学的気相成長法（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）で作製されるカーボンナノチューブはアーク放電法やレーザーアブレーション法よりも長いカーボンナノチューブを高純度の状態で作製できる。
【０１２９】
長いカーボンナノチューブは記録材Ｐとの接点をより多く持つことができるため、化学的気相成長法で作製されるカーボンナノチューブを樹脂層１３０に保持させることによって、除電やホルムアルデヒド除去の効率がより改善できる。
【０１３０】
更に化学的気相成長法ではカーボンナノチューブが高純度で作製されることから、カーボンナノチューブの精製工程が不要となり、より低コストでブラシ部材６４を作製できる。
【０１３１】
化学的気相成長法の一例を述べる。まず、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ合金、Ｎｉ合金、Ｃｏ合金、Ｆｅ酸化物、Ｎｉ酸化物またはＣｏ酸化物の１種からなる触媒層を支持体上に形成し、アニールによって触媒層を微粒子化する。
【０１３２】
その後ＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ2Ｈ4等の炭化水素ガスを導入し、７００〜１２００℃前後で炭化水素ガスの熱分解を行うと、触媒層が形成され支持体上にカーボンナノチューブが成長する。特にガス流量、熱分解温度、触媒構成を最適化することによって支持体から垂直成長したカーボンナノチューブも得ることができる。
【０１３３】
垂直配向したカーボンナノチューブは以降のプロセスにおいて、カーボンナノチューブの取り扱いが容易になる。またこの作製法によるカーボンナノチューブは合成時間の間は絶えず成長し続けるため、合成時間によって長さを制御するのが容易であり、アーク放電法では多量に合成する事が困難であった長さが長い（一般的には長さが２０μｍ以上のカーボンナノチューブをほぼ１００％で得ることも可能）カーボンナノチューブを安定的にかつ多量に得られる。
【０１３４】
また、吸着材の表層を、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーンの複合体としても構わない。より高い吸着性が期待できる。
【０１３５】
カーボンナノチューブ・カーボンナノホーン複合体は、カーボンナノチューブとカーボンナノホーン集合体が分散されて凝集されていることを特徴としている。この分散の状態は、カーボンナノチューブがバンドルを全く形成していないか、あるいは極少数本からなるバンドルとなって絡まり、その各々のカーボンナノチューブの間にカーボンナノホーン集合体がほぼ均一な分布状態で入り込んだ状態であり、カーボンナノチューブおよびカーボンナノホーン集合体のそれぞれが互いに分散され、互いの凝集を防いでいる。
【０１３６】
したがって、カーボンナノチューブ・カーボンナノホーン複合体において、例えば、カーボンナノホーン集合体に着目すると、カーボンナノホーン集合体に特有の表面構造である、カーボンナノホーン先端間に形成される空間を極めて有効に活用することができるようになる。また、カーボンナノチューブにおいても、バンドルが形成されないため、有効比表面積が増えることになる。
【０１３７】
以上のようなこのカーボンナノチューブ・カーボンナノホーン複合体は、カーボンナノチューブを液溶媒に入れて超音波を照射し、カーボンナノチューブを液溶媒に分散させる工程１と、このカーボンナノチューブが分散された液溶媒にカーボンナノホーン集合体を加え、液溶媒を除去する工程２、を含む製造方法により製造することができる。
【０１３８】
カーボンナノチューブとしては、直径および長さ等に制限はなく、また円筒が一重の単層カーボンナノチューブあるいは円筒が複数の多層カーボンナノチューブのいずれであってもよく、カーボンナノチューブの内部容量や使用目的等に応じて任意のものを用いることができる。
【０１３９】
また、カーボンナノホーン集合体についても同様でその直径等に制限はなく、カーボンナノホーンがダリアの花状に集合したダリア状カーボンナノホーン集合体あるいは花のつぼみ状に集合したつぼみ状カーボンナノホーン集合体のいずれであってもよく、使用目的等に応じて任意のものを用いることができる。
【０１４０】
液溶媒についても各種のものを使用することができ、たとえば、水，二硫化炭素，酸等の無機溶媒、ベンゼン，トルエン，キシレン等の炭化水素やアルコール、エーテル、およびその誘導体等の有機溶媒、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の高分子およびこれらの混合物等を適宜選択して使用することができる。本発明において、液溶媒として扱いやすいのは有機溶媒である。
【０１４１】
前記工程１では、この液溶媒にカーボンナノチューブを入れ、必要に応じてスターラー等で攪拌してカーボンナノチューブと液溶媒とをなじませてから、超音波を照射する。ここで液溶媒に分散されたカーボンナノチューブは、超音波を照射されることによりバンドルがほぐされ、その一部は切断されたり欠陥および細孔等を形成し、また欠陥部で液溶媒分子と反応するなどする。すなわち、通常のカーボンナノチューブはファンデルワールス力の強い凝集力のため速やかにバンドルを再形成してしまうが、カーボンナノチューブを構成するグラファイトシートの六員環ネットワークが不連続になり、カーボンナノチューブ間に作用するファンデルワールス力による凝集力が弱められ、分散状態を維持することができるようになるのである。
【０１４２】
液溶媒に照射する超音波は、比較的エネルギーが強いものであることが好ましい。この超音波のエネルギーについては、使用するカーボンナノチューブ状態や液溶媒の種類、およびそれらの量、さらには超音波の照射時間等と関連するため一概には言えないが、グラファイトシートの六員環ネットワークを切断するために必要とされるエネルギーを供給することになる。具体的には、２５０〜３５０Ｗ／ｃｍ2程度の超音波を３〜６時間程度照射することを目安とすることができ、より具体的には、たとえば３００Ｗ／ｃｍ2程度の超音波を５時間照射すること等が例示される。このとき、超音波供給手段のチップ等を直接液溶媒に接触させて超音波を照射することがより効果的である。
【０１４３】
次いで、前記工程２では、このようにカーボンナノチューブが分散された液溶媒にカーボンナノホーン集合体を加え、必要に応じて均一になるよう攪拌し、ろ過する等して液溶媒を除去する。カーボンナノチューブとカーボンナノホーン集合体の混合比について特に制限はなく、任意のものとすることができる。ただし、カーボンナノチューブとカーボンナノホーン集合体のいずれかが極端に多い場合には複合体としての収率が低下してしまうために好ましくない。そして液溶媒中に入れられたナノホーン集合体は、分散しているナノチューブの間に均一に入り込み、溶媒を除去した後もこの状態を保ったまま固体状態となる。この工程で、カーボンナノホーン集合体は、カーボンナノチューブの表面に物理吸着すると共に、カーボンナノチューブに形成された活性な切断部位あるいは欠陥および細孔部位等に化学吸着され、凝集と同時に絡み取られていく。これによって、上記の通りのカーボンナノチューブ・カーボンナノホーン複合体を得ることができる。
【０１４４】
また、たとえばカーボンナノチューブを大量生産する場合等には製造工程でフラーレン、アモルファスカーボン、触媒金属粒子等が不純物として混入することがある。これらの不純物は、カーボンナノチューブの間隙に多くが付着している。そこで、工程１Ａとして、上記の工程１で得た液溶媒をろ過することで、カーボンナノチューブが分散すると共に脱離した不純物を除去することなどを考慮することができる。ろ過後のカーボンナノチューブを新しい液溶媒に入れた後は、上記と同様の手順とすることができる。
【０１４５】
さらに、工程１Ｂとして、上記の工程１Ａでろ過したカーボンナノチューブを液溶媒に入れる前に、酸素雰囲気中で加熱することなども考慮することができる。これによって、カーボンナノチューブと反応した液溶媒分子やさらなる残留不純物等を除去することができる。
【０１４６】
このようにして得られたカーボンナノチューブ・カーボンナノホーン複合体は、超音波処理によって分散されたナノチューブ間にナノホーン集合体が入り込んだ構造を維持することができ、それぞれがお互いの凝集を防いでいる。したがって、カーボンナノホーン集合体の構造に特有の、ホーン先端間の空間を極めて有効に活用することができる。また、ナノチューブのバンドルを分散させ、ナノチューブの表面および内部をも有効に利用することが可能となる。
【０１４７】
このカーボンナノチューブ・カーボンナノホーン複合体によると、ガス吸着において、ナノホーン集合体単独で用いるより、比表面積を増加させることができるため、その吸着量増加が期待できる。
【０１４８】
以下に、カーボンナノチューブ・カーボンナノホーン複合体の詳細な作成方法を説明する。
【０１４９】
金属触媒としてＣｏとＮｉが添加されたグラファイトペレットをターゲットとし、１２００℃、Ａｒ気流下でＮｄ：ＹＡＧレーザーの第２高調波によりアブレーションするレーザーアブレーション法によって単層カーボンナノチューブを製造した。この単層カーボンナノチューブは、不揃いの長さのものがおよそ５０本程度凝集してバンドルを形成していた。
【０１５０】
液溶媒として２％のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のモノクロロベンゼン（ＭＣＢ）溶液を用い、このＭＢＣ溶液１５ｍｌと単層カーボンナノチューブおよそ５ｍｇとをマグネッチックスターラーで２時間混合した。このＭＣＢ溶液に、超音波発生装置の直径３ｍｍのチップ（超音波発生用振動棒）を接触させて超音波を照射した。超音波処理の条件は、エネルギー３００Ｗ／ｃｍ2、照射時間５時間とした。
【０１５１】
超音波照射後のＭＣＢ溶液を細孔径２０μｍおよび５μｍのフィルターでろ過することで、単層カーボンナノチューブとＭＣＢ溶液および不純物を分離した。さらにこの単層カーボンナノチューブから、残存しているＭＣＢやアモルファスカーボン、フラーレン、カーボンナノカプセル等の炭素質の不純物を除去するために、さらに４００℃，３．９９×１０4Ｐａ（３００Ｔｏｒｒ），１００ｍｌ／ｍｉｎの酸素雰囲気中で３０分間焼成処理を施した。
【０１５２】
この単層カーボンナノチューブを再びＭＣＢ溶液に入れ、マグネチックスターラーで攪拌した。このとき、ＭＣＢ溶液中で単層カーボンナノチューブは容易に分散され、攪拌後も凝集することなく分散状態を維持することが確認された。
【０１５３】
この単層カーボンナノチューブが分散されたＭＣＢ溶液にカーボンナノホーン集合体を入れた。なお、使用したカーボンナノホーン集合体は、波長１０．６μｍ，ビーム径１０ｍｍのＣＯ2レーザーを、反応チャンバー（室温，１．０１３×１０5Ｐａ（７６０Ｔｏｒｒ），Ａｒ雰囲気）内に設けたφ３０×５０ｍｍのグラファイトターゲットに照射して発生させ、収集フィルター上に回収したものである。
【０１５４】
再度、この溶液をマグネチックスターラーで攪拌し、ろ過して固体物を得た。この得られた物質を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察した結果によると、カーボンナノチューブとカーボンナノホーン集合体が互いに均一に、よく混ざり合っている様子が確認された。また、高度に分散されたカーボンナノチューブ・カーボンナノホーン複合体が得られていることが確認された。さらにまた、カーボンナノホーン集合体がカーボンナノチューブに絡まれ、両者のグラファイト層が複雑に入り組んでいる様子が観察された。これらから、カーボンナノホーン集合体が有孔カーボンナノチューブの表面に物理吸着すると共に、有孔カーボンナノチューブ表面において活性な細孔あるいは欠陥部位に化学吸着され、凝集と同時に絡み取られていくことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】本発明に係る吸着材を有した定着装置が適用される画像形成装置の一構成例を示す概略図である。
【図２】本発明に係る吸着材を有した定着装置の一構成例を示す概略図である。
【図３】本発明に係る吸着材を表面に有するブラシ部材の一構成例を示す概略図である。
【図４】本発明に係る吸着材の保持状態を説明するための図である。
【図５】本発明に係る吸着材を表面に有するブラシ部材の作製法の一例を説明するための図である。
【図６】本発明に係る吸着材を表面に有するブラシ部材の作製法の別の例を説明するための図である。
【図７】本発明に係る吸着材を表面に有するブラシ部材の作製法の別の例を説明するための図である。
【図８】本発明に係る吸着材を表面に有するブラシ部材の作製法の別の例を説明するための図である。
【図９】本発明に係る吸着材を表面に有するブラシ部材の作製法の別の例を説明するための図である。
【図１０】単層カーボンナノホーンおよびその２次粒子を説明するための図である。
【図１１】単層カーボンナノホーンと従来の炭素材料系の吸着材との性能を説明するための図である。
【図１２】ブラシ部材として、ＳＵＳ繊維のみで出来た従来品と、カーボンナノホーンを表面に結合した本発明品とを用いた画像形成装置から機外に排出されるホルムアルデヒド量の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１  感光ドラム
２  帯電ローラ
３  露光装置
４  現像器
５  転写ローラ
６  定着装置
７  クリーナ
２１  手差しトレイ
２２、２５  給紙ローラ
２３  レジストローラ
２４  給紙カセット
６１  定着ローラ
６２  加圧ローラ
６４  ブラシ部材（吸着材）
１１０  芯板
１２０  導電性繊維
１３０  樹脂層
１３１  カーボンナノホーン
１５０  樹脂にカーボンナノホーンを混合した微粒子
１５１  樹脂
１５２  溶媒
１５３  噴霧装置
１５４  乾式噴霧装置
Ｐ  記録材（シート材）
【図１】
2006208759.tif 000003
【図２】
2006208759.tif 000004
【図３】
2006208759.tif 000005
【図４】
2006208759.tif 000006
【図５】
2006208759.tif 000007
【図６】
2006208759.tif 000008
【図７】
2006208759.tif 000009
【図８】
2006208759.tif 000010
【図９】
2006208759.tif 000011
【図１０】
2006208759.tif 000012
【図１１】
2006208759.tif 000013
【図１２】
2006208759.tif 000014