(57)【要約】【課題】安定した駆動力の伝達を可能とする技術を提供する。【解決手段】第１カップリング部材９０、誘電体９０ｇ、第２カップリング部材６３の間の通電状態を観測する観測部１０３と、観測部１０３が観測した通電状態に基づいて、第１カップリング部材９０と誘電体９０ｇと第２カップリング部材６３との相対移動が規制される静電吸着力が発生しているか否かを判断する判断部１０２と、を備え、制御部１０１は、上記相対移動が規制される静電吸着力が発生していると判断部１０２が判断したら、駆動力伝達機構の駆動を開始する。【選択図】図１２
2019003020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源を備えた装置本体と、
前記動力源から伝達される駆動力によって回転する回転体を備える、前記装置本体に着脱可能なカートリッジと、
前記動力源から前記回転体へ、駆動力を伝達する駆動力伝達機構であって、
前記動力源から伝達される駆動力で回転する第１カップリング部材と、
前記回転体に連結された第２カップリング部材と、
前記第１カップリング部材と前記第２カップリング部材との間に挟まれる誘電体と、
前記第１カップリング部材、前記誘電体、前記第２カップリング部材の間に電圧を印加する電圧印加部と、
を備え、
前記電圧印加部の電圧印加によって前記第１カップリング部材と前記第２カップリング部材とを前記誘電体を介して互いに吸着させる静電吸着力を発生させ、前記第１カップリング部材と前記第２カップリング部材との相対移動を規制させる駆動力伝達機構と、
前記駆動力伝達機構を制御する制御部と、
を備える画像形成装置であって、
前記第１カップリング部材、前記誘電体、前記第２カップリング部材の間の通電状態を観測する観測部と、
前記観測部が観測した通電状態に基づいて、前記相対移動が規制される前記静電吸着力が発生しているか否かを判断する判断部と、
を備え、
前記制御部は、前記相対移動が規制される前記静電吸着力が発生していると前記判断部が判断したら、前記駆動力伝達機構の駆動を開始することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記観測部は、
前記電圧印加部の電圧印加によって、前記第１カップリング部材、前記誘電体、前記第２カップリング部材の間に流れる電流値を検知する電流計を有し、
前記電流計が検知する電流値が所定の閾値よりも高ければ、前記相対移動が規制される前記静電吸着力が発生していると判断することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記観測部は、
前記電圧印加部の電圧印加によって、前記第１カップリング部材、前記誘電体、前記第２カップリング部材の間に印加される電圧値を検知する電圧計を有し、
前記電圧計が検知する電圧値が所定の閾値よりも高ければ、前記相対移動が規制される前記静電吸着力が発生していると判断することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記観測部は、
前記第１カップリング部材、前記誘電体、前記第２カップリング部材の間の静電容量を検知する検知手段を有し、
前記検知手段が検知する静電容量に基づいて、前記相対移動が規制される前記静電吸着力が発生しているか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記観測部は、前記装置本体に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記観測部は、前記カートリッジに設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記相対移動が規制される前記静電吸着力が発生していないと前記判断部が判断した場合、前記電圧印加部は、前記電圧印加における電圧値を大きくすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記判断部は、前記電圧印加部の電圧印加によって前記第１カップリング部材、前記誘電体、前記第２カップリング部材の間が通電された積算通電時間と、前記観測部が観測した通電状態と、に基づいて、前記相対移動が規制される前記静電吸着力を発生させるのに必要な電圧値を予測することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記電圧印加部は、前記第１カップリング部材に接続された電源を有し、
前記第２カップリング部材は、前記第１カップリング部材に対してアース側にあり、
前記第１カップリング部材の前記誘電体との接合部を一方の電極、前記第２カップリング部材の前記誘電体との接合部を他方の電極として、
前記電圧印加部の電圧印加によって、前記一方の電極に静電誘導、前記誘電体に誘電分極、前記他方の電極に静電誘導がそれぞれ生じることで、前記静電吸着力が発生することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第１カップリング部材、前記誘電体、前記第２カップリング部材は、それぞれ前記第１カップリング部材の回転軸に垂直な面で互いに接合されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記誘電体は、前記第１カップリング部材に固定されており、
前記電圧印加部の電圧印加によって前記誘電体に生じる誘電分極と前記第２カップリング部材の前記誘電体との接合部に生じる静電誘導とにより、前記誘電体と前記第２カップリング部材とが互いに静電吸着されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記誘電体は、前記第２カップリング部材に固定されており、
前記電圧印加部の電圧印加によって前記第１カップリング部材の前記誘電体との接合部に生じる静電誘導と前記誘電体に生じる誘電分極とにより、前記誘電体と前記第１カップリング部材とが互いに静電吸着されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記誘電体は、前記第１カップリング部材に固定された第１誘電体と、前記第２カップリング部材に固定された第２誘電体と、を含み、
前記第１誘電体と前記第２誘電体は、前記第１カップリング部材の回転軸に垂直な面で互いに接合され、
前記電圧印加部の電圧印加によって前記第１誘電体と前記第２誘電体にそれぞれ生じる誘電分極により、前記第１誘電体と前記第２誘電体とが互いに静電吸着されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記誘電体に設けられた貫通孔に挿通されるとともに、一端が前記第１カップリング部材に設けられた凹部に、他端が前記第２カップリング部材に設けられた凹部に、それぞれ嵌合される芯合せ部材をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記芯合せ部材は、絶縁部材であることを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記貫通孔は、前記芯合せ部材の外径と略同径であり、
前記凹部は、前記貫通孔よりも大きく開口するように開口部が面取りされていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記第１カップリング部材と前記誘電体との接合面、および、前記誘電体と前記第２カップリング部材との接合面は、前記第１カップリング部材の回転軸に垂直かつ内径及び外径を有する環状の面であることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記回転体は、記録材に転写される現像剤像を担持するための像担持体であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置において装置本体からプロセスカートリッジ等へ駆動力を伝達するための駆動力伝達機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるプロセスカートリッジ方式の電子写真画像形成装置では、プロセスカートリッジに設けられた感光ドラム等の回転体に回転駆動力を供給すべく、装置本体に設けられた駆動源につらなる動力伝達部材と、感光ドラム等とを駆動力伝達可能に連結する。そのような感光ドラム等を回転駆動させるための駆動力伝達機構として、種々の構成が提案されている。特許文献１には、装置本体に設けるカップリングにねじれた凹部を設け、感光ドラムに設けるカップリングにねじれた凸部を設け、これら凹部と凸部とを嵌合させることで、感光ドラムを駆動可能とする構成が開示されている。また、特許文献２には、カップリングのカップリングと装置本体のカップリングとが嵌合した際に接続されるアース接点を設け、感光ドラム端部の回転部分でアースをとる構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４０８０８２号公報
【特許文献２】特許第３８３９９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、前述のねじれた凹凸形状を嵌合させて駆動伝達するカップリング構成では、製造時に生じる寸法誤差の観点から、凹凸形状の嵌合部に隙間を設ける必要がある。この隙間が感光ドラム等を回転させる際の回転方向のガタ成分となり、感光ドラム等の被駆動部の駆動伝達性能が低下する可能性がある。
【０００５】
本発明の目的は、安定した駆動力の伝達を可能とする技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
動力源を備えた装置本体と、
前記動力源から伝達される駆動力によって回転する回転体を備える、前記装置本体に着脱可能なカートリッジと、
前記動力源から前記回転体へ、駆動力を伝達する駆動力伝達機構であって、
前記動力源から伝達される駆動力で回転する第１カップリング部材と、
前記回転体に連結された第２カップリング部材と、
前記第１カップリング部材と前記第２カップリング部材との間に挟まれる誘電体と、
前記第１カップリング部材、前記誘電体、前記第２カップリング部材の間に電圧を印加する電圧印加部と、
を備え、
前記電圧印加部の電圧印加によって、前記第１カップリング部材と前記第２カップリング部材とを前記誘電体を介して互いに吸着させる静電吸着力を発生させ、前記第１カップリング部材と前記第２カップリング部材との相対移動を規制させる駆動力伝達機構と、
前記駆動力伝達機構を制御する制御部と、
を備える画像形成装置であって、
前記第１カップリング部材、前記誘電体、前記第２カップリング部材の間の通電状態を
観測する観測部と、
前記観測部が観測した通電状態に基づいて、前記相対移動が規制される前記静電吸着力が発生しているか否かを判断する判断部と、
を備え、
前記制御部は、前記相対移動が規制される前記静電吸着力が発生していると前記判断部が判断したら、前記駆動力伝達機構の駆動を開始することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、安定した駆動力の伝達が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１に係る駆動力伝達機構の模式的断面図
【図２】実施例１に係る画像形成装置の模式的断面図
【図３】実施例１に係るプロセスカートリッジの模式的断面図
【図４】実施例１に係るクリーニングユニットの模式的斜視図
【図５】プロセスカートリッジの装置本体に対する着脱の様子を示す模式的斜視図
【図６】実施例１に係る駆動力伝達機構の模式的断面図
【図７】実施例１の変形例１に係る駆動力伝達機構の模式的断面図
【図８】実施例１の変形例１に係る駆動力伝達機構の模式的断面図
【図９】実施例１の変形例２に係る駆動力伝達機構の模式的断面図
【図１０】実施例１の変形例２に係る駆動力伝達機構の模式的断面図
【図１１】実施例１の制御構成を示すブロック図
【図１２】実施例１の制御のフローチャート
【図１３】実施例１の観測部の回路図
【図１４】実施例２の回路図
【図１５】実施例３の制御構成を示すブロック図
【図１６】実施例３の回路図
【図１７】実施例４の制御のフローチャート
【図１８】実施例５の制御のフローチャート
【図１９】実施例５における積算通電時間と必要吸着バイアスの関係図
【図２０】静電吸着力と伝達可能トルクの関係を説明する図
【図２１】静電吸着力を利用したカップリング構成の等価回路図
【図２２】静電吸着力、電流、電圧の関係を説明する図
【図２３】静電吸着力、電流、体積抵抗率の関係を説明する図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して本発明の実施形態を例示する。ただし、実施形態に記載されている構成部品の寸法や材質や形状やそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件などにより適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨ではない。
【００１０】
（実施例１）
図１〜図１３、２０〜２３を参照して、本発明の実施例１に係る画像形成装置について説明する。ここで、本発明が適用される画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録材に画像を形成する画像形成装置であり、具体的には、複写機、プリンタ（ＬＥＤプリンタ、レーザプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が該当する。また、本発明が適用される画像形成装置は、プロセスカートリッジ方式を採用した画像形成装置である。すなわち、電子写真感光体である感光ドラム（像担持体）と感光ドラムに作用するプロセス手段とをプロセスカートリッジとして一体化し、このプロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とした装置構成を有する画像形成装置である。プロセ
スカートリッジは、感光ドラム、帯電手段、クリーニング手段等を備えたクリーニングユニットや、現像ローラ（現像剤担持体）、現像剤を収容する現像容器等を備えた現像ユニットなどの複数のユニットで構成される場合がある。また、これらユニットが単独で装置本体に対して着脱自在なカートリッジとして構成される場合もある。本発明においてカートリッジとは、プロセスカートリッジだけでなく、上記各ユニットがカートリッジ化されたものも含まれる。
【００１１】
以下の説明において、感光ドラムの回転軸線方向を長手方向とする。また、長手方向において、画像形成装置本体から感光ドラムが駆動力を受ける側を駆動側（図１において被駆動カップリング６３側）とし、その反対側を非駆動側とする。
【００１２】
図２及び図３を用いて、本実施例の画像形成装置の全体構成および画像形成プロセスについて説明する。図２は、本発明の実施例に係る画像形成装置の画像形成装置本体（以下、装置本体Ａと記載する）及びプロセスカートリッジ（以下、カートリッジＢと記載する）の模式的断面図である。図３は、カートリッジＢの構成を説明する模式的断面図である。ここで、画像形成装置の装置本体Ａとは、画像形成装置の構成のうちカートリッジＢを除いた構成部分である。
【００１３】
＜電子写真画像形成装置全体構成＞
図２に示すように、本実施例に係る画像形成装置は、カートリッジＢを装置本体Ａに着脱自在とした電子写真技術を利用したレーザビームプリンタである。装置本体Ａに装着されたカートリッジＢに対して、その上側に露光装置３（レーザスキャナユニット）が配置されている。また、カートリッジＢの下側には画像形成対象となる記録材（以下、シート材Ｐと記載する）を収容したシートトレイ４が配置されている。更に、装置本体Ａには、シート材Ｐの搬送方向Ｄに沿って、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ対５ｂ、搬送ローラ対５ｃ、転写ガイド６、転写ローラ７、搬送ガイド８、定着装置９、排出ローラ対１０、排出トレイ１１等が順次配置されている。なお、定着装置９は、加熱ローラ９ａ及び加圧ローラ９ｂにより構成されている。
【００１４】
＜カートリッジ全体の構成＞
図３に示すように、カートリッジＢは、クリーニングユニット６０と現像ユニット２０を合体して構成される。クリーニングユニット６０は、クリーニング枠体７１、感光ドラム（以下、ドラム）６２、帯電ローラ６６およびクリーニングブレード７７等からなる。一方、現像ユニット２０は、底部材２２、現像容器２３、現像ブレード４２、現像ローラ３２、マグネットローラ３４、搬送部材４３、トナーＴ、等からなる。これらクリーニングユニット６０と現像ユニット２０を、互いに回動可能に結合することによってカートリッジＢを構成する。
【００１５】
＜クリーニングユニットの構成＞
図１、図３〜図５を参照して、クリーニングユニット６０の構成について説明する。図１は、本実施例に係る駆動力伝達機構の模式的断面図であって、ドラムユニット６１近傍の構成について装置本体Ａの構成を含めて示した図である。図４は、クリーニングユニット６０の構成を説明する模式的斜視図である。図５は、装置本体Ａに対するカートリッジＢの着脱の様子を示す模式的斜視図であり、カートリッジＢを着脱するために装置本体Ａの開閉扉１３が開かれた状態を示している。
【００１６】
図３に示すように、クリーニングブレード７７は、板金からなる支持部材７７ａとウレタンゴム等の弾性材料からなる弾性部材７７ｂからなり、クリーニング枠体７１に対して支持部材７７ａの両端をビス（不図示）で固定することで、所定の位置に配置される。弾性部材７７ｂがドラム６２と当接し、ドラム６２の外周面上から残留トナーを除去する。
除去されたトナーはクリーニングユニット６０の廃トナー室７１ｂに貯蔵される。
【００１７】
図４に示すように、付勢部材７４、帯電ローラ軸受６６ｃは、クリーニング枠体７１に取り付けられる。帯電ローラ６６の軸部は、帯電ローラ軸受６６ｃにはめ込まれる。帯電ローラ６６は、バネ等の付勢部材７４によって、ドラム６２に対して付勢されるとともに、帯電ローラ軸受６６ｃによって回転可能に支持され、ドラム６２の回転に伴って従動回転を行う。帯電ローラ６６は、不図示の電極板を給電経路として給電される。
【００１８】
ドラム６２は、例えばアルミシリンダの筒状体の外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ感光体）が塗布されたものであり、アルミシリンダはドラム６２における導電部として機能する。図１に示すように、ドラム６２は、筒状体の長手方向の一方（駆動側）の筒状端部にドラムフランジ機能部６３ｆを有する被駆動カップリング６３が結合され、他方（非駆動側）の筒状端部にフランジ６４（フランジ形状部を備えた端部部材）が結合されている。被駆動カップリング６３に一体に構成されたドラムフランジ機能部６３ｆと、フランジ６４は、それぞれドラム６２の筒状体の端面と軸方向に当接している。このように、被駆動カップリング６３とフランジ６４とがドラム６２に一体的に結合され、電子写真感光ドラムユニット（以下、ドラムユニット６１）となる。フランジ６４の中心に軸孔が設けられており、この軸孔にドラム軸７８が挿通嵌合されている。
【００１９】
ドラム６２と被駆動カップリング６３及びフランジ６４との結合方法は、カシメ、接着、溶着等を用いることができる。フランジ機能部６３ｆ及びフランジ６４は、導電性を有し、同じく導電性を有する第一の電極であるドラム軸７８が装置本体Ａのアース電極と電気的に導通している。また、フランジ機能部６３ｆには、装置本体Ａから駆動力を受けるカップリング基材６３ａが設けられている。ドラムユニット６１は、クリーニング枠体７１に回転可能に支持される。
【００２０】
図５に示すように、クリーニングユニット６０には、装置本体Ａに装着されたときに装置本体Ａに精度良く位置決めするため、ドラム軸７８と同芯の周面を有する位置決め部８０と、回転止め部８１とを長手両端にそれぞれ設けられている。この構成により、クリーニングユニット６０に結合された現像ユニット２０を含むカートリッジＢが装置本体Ａに精度良く位置決めされる。
【００２１】
＜カートリッジ着脱＞
図５に示すように、装置本体Ａには開閉扉１３が回動可能に取り付けられている。開閉扉１３を開くと、不図示のリンク機構が開閉扉１３の動作に連動して動作することにより、装置本体Ａに設けられた駆動カップリング９０が、カートリッジＢの長手退避方向に移動する。装置本体Ａにはガイドレール１２が備えてあり、カートリッジＢはガイドレール１２に沿って装置本体Ａ内に装着される。このとき、上述したクリーニングユニット６０に設けた位置決め部８０と回転止め部８１が、装置本体Ａの位置決め部（不図示）と係合することによりカートリッジＢが装置本体Ａに位置決めされる。開閉扉１３を閉じると、不図示のリンク機構が開閉扉１３の動作に連動して動作し、駆動カップリング９０が前述とは反対にカートリッジＢに設けられた被駆動カップリング６３に近づく方向に移動し、カップリングの駆動伝達面同士が接合される。
【００２２】
そして、図１に示すように、装置本体Ａのモータ９５により駆動される駆動カップリング９０は、必要に応じ装置本体Ａの制御部（コントローラ）１０１によってカートリッジＢに設けられた被駆動カップリング６３（図６）と後述する静電力により吸着される。このことにより、被駆動カップリング６３と結合しているドラム６２が装置本体Ａから駆動力を受けて回転する。
【００２３】
＜画像形成プロセス＞
図２、図３を参照して、画像形成プロセスの概略を説明する。プリントスタート信号に基づいて、ドラム６２は矢印Ｒ方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。バイアス電圧が印加された帯電ローラ６６は、ドラム６２の外周面に接触し、ドラム６２の外周面を一様均一に帯電する。露光装置３は、画像情報に応じたレーザ光Ｌを出力する。そのレーザ光ＬはカートリッジＢの上面の露光窓部７５を通り、ドラム６２の外周面を走査露光する。これにより、ドラム６２の外周面には画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００２４】
図３に示すように、現像装置としての現像ユニット２０において、トナー室２９内のトナーＴは、搬送部材４３の回転によって撹拌、搬送され、トナー供給室２８に送り出される。トナーＴは、マグネットローラ３４（固定磁石）の磁力により、現像ローラ３２の表面に担持される。トナーＴは、現像ブレード４２によって、摩擦帯電されつつ現像ローラ３２周面の層厚が規制される。そのトナーＴは、静電潜像に応じてドラム６２へ転移され、トナー像（現像剤像）として可視像化される。
【００２５】
図２に示すように、レーザ光Ｌの出力タイミングとあわせて、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ対５ｂ、搬送ローラ対５ｃによって、装置本体Ａの下部に収納されたシート材Ｐがシートトレイ４から給送される。そして、そのシート材Ｐが転写ガイド６を経由して、ドラム６２と転写ローラ７との間の転写位置へ供給される。この転写位置において、トナー像はドラム６２からシート材Ｐに順次転写されていく。トナー像が転写されたシート材Ｐは、ドラム６２から分離されて搬送ガイド８に沿って定着装置９に搬送される。そしてシート材Ｐは、定着装置９を構成する加熱ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとのニップ部を通過する。このニップ部で加圧・加熱定着処理が行われてトナー像はシート材Ｐに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Ｐは、排出ローラ対１０まで搬送され、排出トレイ１１に排出される。
【００２６】
図３に示すように、転写後のドラム６２は、クリーニングブレード７７により外周面上の残留トナーが除去されて、再び、画像形成プロセスに使用される。ドラム６２から除去されたトナーはクリーニングユニット６０の廃トナー室７１ｂに貯蔵される。上記において、帯電ローラ６６、現像ローラ３２、クリーニングブレード７７がドラム６２に作用するプロセス手段である。
【００２７】
＜駆動伝達カップリング（駆動力伝達機構）＞
図１、図６を参照して、本発明の根幹をなす、駆動伝達カップリングの構成について詳細に説明する。図６は、本実施例に係る駆動伝達カップリング（駆動力伝達機構）の模式的断面図であって、駆動カップリング９０と被駆動カップリング６３とが連結される前の状態を示した図である。本発明の駆動伝達カップリングは、装置本体Ａに具備される駆動カップリング９０と、カートリッジＢに具備される被駆動カップリング６３と、で構成される。また、カップリング面を平面同士の吸着による駆動伝達手段とすることで、従来の凹凸形状による駆動伝達のガタ成分を発生させないことを実現している。まず、カートリッジＢに具備される被駆動側のカップリングである被駆動カップリング６３の構成について説明する。
【００２８】
図１、図６に示すように、カートリッジＢに取り付けられたドラム６２の長手方向一方端部にはカップリング手段としての被駆動カップリング６３が設けてある。被駆動カップリング６３は、カップリング基材６３ａを有している。ドラムカップリング基材６３ａには、直径１６ｍｍの駆動伝達機能部６３ｂと、ドラムフランジ機能部６３ｆと、が一体的に設けられている。駆動伝達機能部６３ｂの先端面には、装置本体Ａに具備された駆動カップリング９０と面構成で接触する駆動伝達機能部としての第二の電極である駆動伝達面
６３ｃが、ドラム６２の回転軸線と直交する方向に延びる面として設けられている。
【００２９】
ここで、駆動伝達面６３ｃの表面粗さ（中心線平均粗さ）Ｒａは、０．２μｍに設定した。表面粗さＲａは、０．２μｍ以下であれば適宜選択可能である。表面粗さＲａが０．２を超えると、静電吸着力が減少していく。なお、カップリング部材や誘電体の表面粗さＲａは、例えば、ＪＩＳ表面粗さ「ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（２００１）」に基づき、表面粗さ測定器を用いて測定される中心線平均粗さにより規定することができる。
【００３０】
駆動伝達面６３ｃのドラム６２回転軸線上には、一端が駆動カップリング９０と嵌合することで、回転中心を規定する直径４ｍｍの円形ボス６３ｄが設けられている。円形ボス６３ｄは、被駆動カップリング６３とは別部材であり、他端が被駆動カップリング６３の穴６３ｈに嵌合されている。穴６３ｈは、駆動伝達面６３ｃのドラム６２の回転軸上に直径４ｍｍで設けられ、さらにその入り口周囲（開口部）に２ｍｍのＣ面取り６３ｅが施されている。穴６３ｈと円形ボス６３ｄの係合部（嵌合部）は、エポキシ接着剤にて強固に固定している。ここで、カップリング基材６３ａへの円形ボス６３ｄの固定方法は、エポキシなどの接着剤に限定されることなく、ねじ込み式やローレット加工による圧入など、適宜選択可能である。
【００３１】
被駆動カップリング６３は、ドラムフランジ機能部６３ｆのドラム６２の軸線方向における駆動伝達機能部６３ｂと反対方向に、ドラム６２の筒状端部の内周面に合わせて形成された外周面を有する嵌合部６３ｆ１を備えている。被駆動カップリング６３をドラム６２に固定する際には、嵌合部６３ｆ１をドラム６２の内面に嵌合するとともに、ドラムフランジ機能部６３ｆをドラム６２に位置決め（筒状端部の端面に当接）した状態で、嵌合部６３ｆとドラム６２とをかしめる。なお、ドラムフランジ機能部６３ｆの固定方法は、かしめに限定されることなく接着等、適宜選択可能である。
【００３２】
各構成部材の材質について説明する。カップリング基材６３ａの材質は、導電性を有するアルミニウムを用いた。しかし、カップリング基材６３ａの材質は、アルミニウムに限定されるものではない。例えば、鉄や、銅、などの金属や、導電性セラミック、またプロセスカートリッジで一般的に使用される導電性樹脂、具体的にはポリアセタール、ポリエステル、エポキシ樹脂等に導電剤を添加したものを用いた成型品でも構わない。導電剤としては、電子導電剤、イオン導電剤など、適宜選択可能である。目安としては、被駆動カップリング６３の体積抵抗率が１×１０１０Ωｃｍ以下となればよい。以上の構成及び材質を選択することで、被駆動カップリング６３は、ドラム６２と電気的に導通される。
また、前述のクリーニングユニット６０の構成説明で述べたフランジ６４が導電性を有し、同じく導電性を有するドラム軸７８が装置本体Ａのアースと電気的に導通している。以上の構成により被駆動カップリング６３は、プロセスカートリッジが装置本体Ａに装着された際、ドラム軸７８を介して、装置本体Ａのアースと電気的に繋がり、駆動カップリング９０に対してアース側に位置することになる。
【００３３】
円形ボス６３ｄの材質は、駆動カップリング９０と電気的に絶縁関係にするために、絶縁部材であるポリアセタールを用い、導電性を有するカップリング基材６３ａと電気的に絶縁状態で別体に構成している。ここで、円形ボス６３ｄの材質においてもカップリング基材６３ａと電気的に絶縁関係を維持できるものを適宜選択すれば良く、セラミックや、ポリエステル、エポキシ樹脂等、適宜選択可能である。絶縁の目安としては、体積抵抗率で１×１０１５Ωｃｍ以上である。
【００３４】
次に、装置本体Ａに具備される駆動側のカップリングである駆動カップリング９０の構成について説明する。図１に示すように、駆動カップリング９０は、概略、カップリング基材９０ａと、静電吸着機能部９０ｇとで構成される。
【００３５】
カップリング基材９０ａは、直径１６ｍｍの円柱形状に構成された駆動伝達機能部９０ｂを有する。駆動伝達機能部９０ｂの先端に静電吸着機能部９０ｇが接着固定されている。駆動伝達機能部９０ｂは、装置本体ＡにカートリッジＢが装着されたとき、被駆動カップリング６３の駆動伝達面６３ｃと面構成で相対する相対面９０ｆを有している。相対面９０ｆと駆動伝達面６３ｃは、駆動カップリング９０の回転軸と直交する方向に延びる面である。さらに、カップリング基材９０ａの相対面９０ｆの回転中心部には、被駆動カップリング６３の円形ボス６３ｄが挿通、嵌合されるΦ４の嵌合穴９０ｄが設けられている。嵌合穴９０ｄに嵌合された円形ボス６３ｄは、駆動伝達機能部９０ｂに接触するとともに静電吸着機能部９０ｇにも接触する。更に、嵌合穴９０ｄの入口周辺は、２ｍｍのＣ面取り９０ｅを施している。
【００３６】
第三の電極である、静電吸着機能部９０ｇは、表面粗さＲａ０．２μｍ、厚み１２０μｍ、中心部にΦ４の貫通孔を開けた、外径Φ２０ｍｍの円形のシート部材で構成されている。ここで、静電吸着機能部９０ｇの厚みは特に限定されるものではなく、後述する静電吸着力と必要電力に応じて適宜選択すれば良い。また、表面粗さＲａは、０．２μｍ以下であれば適宜選択可能である。ここで、表面粗さＲａを０．２以下に設定する理由は、表面粗さＲａが０．２を超えると、静電吸着力が減少していくことにある。静電吸着機能部９０ｇは、嵌合穴９０ｄの周囲に設けたＣ面取り９０ｅの直径と同じ、直径８ｍｍの孔を中心に開けた導電両面テープを使用してカップリング基材９０ａの相対面９０ｆに固定される。固定に際しては、静電吸着機能部９０ｇのΦ４の貫通孔と、Φ４の嵌合孔９０ｄとを位置合わせし、円形ボス６３ｄを静電吸着機能部９０ｇの貫通孔に挿通できるようにする。ここで、前述導電両面テープに設けた孔は、嵌合穴９０ｄの周囲に設けたＣ面取り９０ｅの直径以上の大きさであれば良く、必要接着強度にあわせて適宜選択可能である。このことで、静電吸着機能部９０ｇは、被駆動カップリング６３の駆動伝達機能部６３ｂの駆動伝達面６３ｃと当接する駆動伝達機能部９０ｂの駆動伝達面９０ｃとして機能する。
【００３７】
各構成部材の材質について説明する。カップリング基材９０ａの材質は、導電性を有するアルミニウムを用いた。カップリング基材９０ａの材質は、アルミニウムに限定されるものではない。例えば、鉄や、銅、などの金属や、導電性セラミック、またプロセスカートリッジで一般的に使用される導電性樹脂、具体的にはポリアセタール、ポリエステル、エポキシ樹脂等に導電剤を添加したものを用いた成型品でも構わない。導電剤としては、電子導電剤、イオン導電剤など、適宜選択可能である。目安としては、駆動カップリング９０の体積抵抗率が１×１０１０Ωｃｍ以下となればよい。
【００３８】
静電吸着機能部９０ｇの材質は、誘電体として機能する、体積抵抗率が１×１０１２Ωｃｍの変性ポリイミドを用いた。ここで、静電吸着機能部９０ｇとしては、体積抵抗率が１×１０１０Ωｃｍ〜１×１０１４Ωｃｍの範囲で、後述する必要とする静電吸着力に応じて適宜選択すれば良い。そして、その材質もポリアセタールや、ポリフッ化ビニルデン、ウレタンゴムなど、特に限定されるものでは無く、また、体積抵抗率調整の為の導電剤も、電子導電剤、イオン導電剤など、適宜選択可能である。電子導電剤としては、電子導電性を示すカーボンブラック、グラファイト；酸化錫等の酸化物；銅、銀等の金属；酸化物や金属を粒子表面に被覆して導電性を付与した導電性粒子が挙げられる。また、イオン導電剤としては、イオン導電性を示す第四級アンモニウム塩、スルホン酸塩等のイオン交換性を有するイオン導電剤が挙げられる。
【００３９】
なお、本発明で定義される誘電体とは、電流を通しにくく、電界を加えると誘電分極を発生する物質であり、導電粒子を含有した絶縁体のような、電導機構に抵抗成分と誘電成分をもつ物質もこれに含まれる。ここで、静電吸着機能部９０ｇ（シート部材）の体積抵抗率の測定は、三菱化学アナリック  ハイレスタＵＰ  ＭＣＰ−ＨＴ４５０型、およびリ
ングプローブ：ＵＲを用い、印加電圧１０００Ｖで測定した。
【００４０】
次に、カップリング基材９０ａと静電吸着機能部９０ｇの固定に用いた導電両面テープは、日立マクセル株式会社製の導電両面テープＮｏ．５８０５を用いた。ここで、カップリング基材９０ａと誘電体の結合方法は、導電両面テープに限定されるものではなく、導電接着剤を使用する構成、などから、適宜選択可能である。
【００４１】
一方、駆動カップリング９０は、駆動源としてのモータ９５の駆動力をドラム６２へと伝える大ギヤ９７に、その回転軸を同じくして結合されている。大ギヤ９７は、はす歯ギヤであって、このはす歯ギヤはモータ９５の軸に固定して又は一体に設けられたはす歯の小ギヤ９６と噛合っている。ここで、大ギヤ９７のはす歯ギヤのねじり方向は、小ギヤ９６が、大ギヤ９７を駆動したときに、大ギヤ９７が、カートリッジＢ側にスラスト力が働く方向に設定している。
【００４２】
大ギヤ９７の材質は、電子写真画像形成装置で使用される摺動グレードのポリアセタールを使用した。ここで、大ギヤ９７の材質は、駆動伝達カップリングと電気的に絶縁関係にする必要がある。このことより、大ギヤ９７の材質は、摺動グレードのポリアセタールに限定されることなく、体積抵抗率の目安として、１×１０１５Ωｃｍ以上の材質であれば、適宜選択可能である。小ギヤ９６の材質も、電気写真画像形成装置で使用される摺動グレードのポリアセタールを使用した。この材質については、体積抵抗率の制限なく、必要とする寿命などの性能に基づき適宜選択可能である。
【００４３】
あるいは、大ギヤ９７の材質を駆動カップリング９０と同じ導電性を有する材質を選択し、大ギヤ９７と駆動カップリング９０とを一体的に成形する構成も可能である。この場合は、小ギヤ９６に体積抵抗率の目安として、１×１０１５Ωｃｍ以上の材質を選択し、小ギヤ９６より駆動の上流側を絶縁する。すなわち、駆動カップリングさ９０と駆動モータ９５の間に介在するいずれかの部品を体積抵抗率が１×１０１５Ωｃｍ以上の材質を選択することで、絶縁すれば良い。
【００４４】
駆動カップリング９０と大ギヤ９７の結合構成について説明する。駆動カップリング９０と大ギヤ９７の結合は、駆動カップリング９０の嵌合部にローレットを切った、圧入構成としている。ここで、該結合構成は、前述した圧入構成に限定されることなく、必要な駆動伝達トルクを満足する中で、接着による構成や、インサート成型など適宜選択可能である。そして、駆動カップリング９０は、駆動伝達カップリングの回転軸線方向のカートリッジＢと反対側の端部において、装置本体に設けた給電接点９８と当接する。給電接点９８は、装置本体Ａに具備した高圧電源１００と電気的に導通している。この構成により、高圧電源１００と駆動カップリング９０は電気的に導通された構成になっている。そして、装置本体Ｂに具備された制御部（コントローラ）１０１によって、高圧電源１００から駆動カップリング９０への給電ｏｎ／ｏｆｆをコントロールする。
【００４５】
装置本体ＡへのカートリッジＢ装着に伴う、駆動伝達カップリングの結合作用について説明する。前述した構成により、装置本体Ａの開閉扉１３を開けると、装置本体Ａに具備された駆動カップリング９０が、その回転軸線方向において、カートリッジＢと離れる方向に移動する。つぎに、カートリッジＢを装置本体Ａに装着する。そして、開閉扉１３を閉めることにより、先程退避位置に移動していた駆動カップリング９０がカートリッジＢ側に移動する。この移動により、被駆動カップリング６３に設けた円形ボス６３ｄと駆動カップリング９０に設けた嵌合穴９０ｄが係合し、駆動カップリング９０の回転中心が決まる。さらに、駆動カップリング９０および被駆動カップリング６３の駆動伝達機能部としての駆動伝達面９０ｃ、６３ｃが当接する。
【００４６】
＜駆動伝達メカニズム＞
図１、図６を参照して、駆動伝達カップリングが感光ドラムの駆動するための、前述の駆動伝達面９０ｃ、６３ｃにおける駆動伝達メカニズムについて説明する。本発明においては、ジョンセン・ラーベック力による静電吸着作用を、駆動伝達面９０ｃ、６３ｃでの摩擦を得る手段として利用している。ジョンセン・ラーベック力とは、誘電体（静電吸着機能部９０ｇ）の体積抵抗率を小さくすることで、誘電体内の電荷の移動が容易になり、吸着界面である誘電層最表面（駆動伝達面９０ｃ）に電荷が多量に誘起されることで発生する力である。一般的に、誘電体（静電吸着機能部９０ｇ）として抵抗成分の非常に大きい絶縁体を用いた場合に発生する力（＝クーロン力と呼ばれる）と比べると、大きな力を発生する。すなわち、電極（給電接点９８）に印加された電荷は、誘電層（静電吸着機能部９０ｇ）を通って誘電層最表面（駆動伝達面９０ｃ）に移動する。そして前述の誘電層最表面（駆動伝達面９０ｃ）に移動した電荷の一部は被吸着対象（駆動伝達面６３ｃ）に流れつつも、この電荷に対して被吸着対象（駆動伝達面６３ｃ）が静電誘導あるいは誘電分極により帯電して静電吸着力が発生するものである。
【００４７】
ここで、以上述べたことより、静電吸着力は電極間で電流が流れる領域の広さと印加電圧に比例することがわかる。従って、アース経路である第一の電極（ドラム軸７８）は、一点でも通電する領域が確保されていればアースとしての機能を有する。これに対し、第二の電極（駆動伝達面６３ｃ）、および第三の電極（静電吸着機能部９０ｇ）は、その通電する面積に応じて吸着力が発揮させるところが異なることが分かる。このことより、第二の電極（駆動伝達面６３ｃ）と第三の電極（静電吸着機能部９０ｇ）は必要とする静電吸着力に応じた接触面積が必要であり、より効果的に接触面積を確保する手段の一つとして、電極の表面粗さがある。この理由により本発明では、静電吸着力を発生させる電極面の表面粗さＲａを０．２以下とした。このことにより、第二、第三の電極を通電するための接触面積を、表面粗さＲａが０．２より大きい場合に比べ、小さくできるのである。
【００４８】
プリント動作に伴う、駆動伝達カップリングの駆動伝達作用について説明する。前述、ＣＲＧの着脱の項で述べた様に、カートリッジＢの装置本体Ａへの装着動作にともない、駆動伝達カップリングの駆動伝達面９０ｃ、６３ｃは接合状態にある。そして、プリント信号に伴い、装置本体Ａに具備された制御部１０１により、高圧電源１００から―１ｋｖの電圧を給電接点９８を介して駆動伝達カップリングに印加する。これにより、カップリング基材９０ａ⇒誘電層としての静電吸着機能部９０ｇ⇒駆動伝達面９０ｃ⇒駆動伝達面６３ｃ⇒カップリング基材６３ａ⇒感光ドラム６２内面の導電部⇒フランジ６４⇒ドラム軸７８⇒アース接点９９を介して、アースへと電流が流れる。
【００４９】
この電流の流れは、前述のジョンセン・ラーベック力の発生メカニズムと照らし合わせると、次のような現象を発生させる。すなわち、電極（一方の電極）としてのカップリング基材９０ａに印加された電荷は、誘電層（誘電体）としての静電吸着機能部９０ｇを通って、誘電層最表面としての静電吸着機能部９０ｇの表面である駆動伝達面９０ｃに移動する。この電荷に対し、被吸着対象（他方の電極）としての被駆動カップリング６３の駆動伝達面６３ｃが静電誘導または誘電分極により帯電する。このことにより、駆動伝達面９０ｃと駆動伝達面６３ｃの間で静電吸着力が発生する。そして、装置本体Ａに具備されたモータ９５が駆動され、小ギヤ９６を介して、大ギヤ９７が駆動される。この動作に伴い、静電吸着力が、駆動伝達面９０ｃと駆動伝達面６３ｃの摩擦力に変換されることで、ドラム６２が駆動されるのである。
【００５０】
より具体的には、本実施例の構成は、誘電体を介在させて対向する一対の対向電極間において静電吸着力を発生させる構成として、次のように説明できる。すなわち、第１カップリング部材としての駆動カップリング９０における、誘電体としての静電吸着機能部９０ｇとの接合部（相対面９０ｆ及びその近傍領域）が、上記対向電極のうちの一方の電極
に対応する。また、第２カップリング部材としての被駆動カップリング６３における、静電吸着機能部９０ｇとの接合部（駆動伝達面６３ｃ及びその近傍領域）が、上記対向電極のうちの他方の電極に対応する。高圧電源１００によって駆動カップリング９０、静電吸着機能部９０ｇ、被駆動カップリング６３の間に電圧が印加されると、静電吸着機能部９０ｇの駆動伝達面９０ｃには、マイナス電荷が誘起される。これに伴い、相対する非駆動カップリング６３の駆動伝達部６３ｃには、プラス電荷が誘起される。このような電荷配置が形成されることで、駆動カップリング９０と静電吸着機能部９０ｇとの間、静電吸着機能部９０ｇと被駆動カップリング６３との間にそれぞれ静電吸着力が発生し、互いに吸着される状態となる。この静電吸着力が、動力源としてのモータ９５から駆動カップリング９０へ伝達される回転駆動力を、静電吸着機能部９０ｇを介して被駆動カップリング６３へロスなく伝達可能な程度の強さとなるように、高圧電源１００による印加電圧を調整する。本実施例において、高圧電源１００や制御部（コントローラ）１０１、給電接点９８、アース接点９９等の、上記静電吸着力を発生させる電圧印加の実施に関わる構成が、本発明における電圧印加部に対応する。
【００５１】
実際には、−１ｋＶの電圧を印加することで、約１７０μＡの電流が流れるとともに、約１ｋｇｆｃｍの駆動伝達トルクを得られた。
【００５２】
ここで、駆動側のカップリング基材９０ａと被駆動側のカップリング基材６３ａにおいて、円形ボス６３ｄの嵌合部周辺に２ｍｍのＣ面取り９０ｅ、６３ｅと、円形ボス６３ｄと略同寸法の内径の貫通孔を有する静電吸着機能部９０ｇを構成したこと。および、静電吸着機能部９０ｇの外径を、各カップリング基材９０ａ、６３ａの駆動伝達機能部９０ｂ、６３ｂの外径より４ｍｍ大きくしたこと。これらのことにより、静電吸着機能部９０ｇを介したカップリング基材９０ａとカップリング基材６３ａの沿面距離は、実質４ｍｍとなる。この静電吸着面を介したカップリング基材９０ａとカップリング基材６３ａ間の沿面距離は、部材間でリーク（静電吸着に寄与しない電流の流れ）が発生するのを抑制するのに十分な距離として設定される。このリーク防止のための沿面距離は、装置構成等に応じて適宜設定されるものである。
【００５３】
また、静電吸着機能部の絶縁耐圧を超える電圧を印加すると、絶縁破壊が起こり、静電吸着力は得られなくなることが分かっている。従って静電吸着力を得るための電圧は、静電吸着機能部９０ｇの絶縁耐圧以下で設定する。
【００５４】
＜伝達可能トルクと静電吸着力＞
ここで、図２０（ａ）に示したカップリング構成をもとに、静電吸着力を利用した駆動力伝達機構における伝達可能トルクと静電吸着力の関係について説明する。図２０（ａ）に示したカップリング構成は、本実施例のカップリング構成において円形ボスによる芯合せ機構を排して簡略化した構成である。具体的には、駆動カップリング９０の駆動伝達機能部９０ｂの先端面、およびこれに対向する被駆動カップリング６３の駆動伝達機能部６３ｂの先端面が、それぞれ嵌合穴が排された円形端面となっている。また、静電吸着機能部６３ｇは、本実施例の円形ボスを挿通するための貫通孔が排されており、被駆動カップリング６３に接着固定されるとともに、駆動伝達機能部９０ｂ、６３ｂと同径に形成されている。すなわち、駆動カップリング６３の駆動伝達機能部９０ｂの先端面が駆動伝達面となっており、該駆動伝達面と静電吸着機能部６３ｇとが互いに静電吸着することで駆動力が伝達される構成となっている。
【００５５】
図２０（ｂ）は、静電吸着力と伝達可能トルクの関係を示すグラフである。静電吸着力と伝達可能トルクは次式で表される。
2019003020.tif 000003
式（１）において、Ｔ：伝達可能トルク［Ｎ・ｍ］、μ：静電吸着機能部６３ｇと駆動カップリング９０の摩擦係数、Ｄ：静電吸着機能部６３ｇの外径［ｍ］、ｐ（ｒ）：静電吸着力［Ｐａ］、ｒ：回転中心からの半径方向位置［ｍ］である。
静電吸着力が駆動伝達面内で一定である場合、式（１）は以下のように表される。
2019003020.tif 000004
式（２）を図で示すと、図２０（ｂ）に示すようになる。図２０（ｂ）は、外径Ｄを１６ｍｍ、摩擦係数μを０．３としたときの計算結果である。この図をみると、伝達可能トルクは、静電吸着力に比例して大きくなることが分かる。例えば、伝達可能トルクを０．１Ｎｍに設定したい場合は、静電吸着力としておよそ３００ｋＰａ得られればよい。
【００５６】
図２１、図２２を用いて、静電吸着力について説明する。
図２１は、図２０（ａ）に示すカップリング構成における、駆動カップリング９０の駆動伝達機能部９０ｂと、静電吸着機能部６３ｇのミクロな接触状態と、その電気的性質を示した等価回路図である。この図において、電圧印加後、十分時間が経過した後の静電吸着力は以下の式で表される。
2019003020.tif 000005
式（３）において、ε０：雰囲気中の誘電率、Ｒｇ：静電吸着機能部６３ｇと駆動伝達機能部９０ｂの接触抵抗［Ω］、Ｒｂ：静電吸着機能部６３ｇの体積抵抗［Ω］である。また、Ｖ：印加電圧、ｄ：駆動伝達機能部９０ｂと静電吸着機能部６３ｇの平均空隙距離［ｍ］である。式（３）は、静電吸着機能部６３ｅの体積抵抗Ｒｂによって静電吸着力が変化することを示しており、静電吸着力を大きくするには、静電吸着機能部６３ｇの体積抵抗率を小さくすればよいことが分かる。
【００５７】
＜体積抵抗率と静電吸着力＞
図２２は、静電吸着力とそのときに流れた電流を測定した結果である。静電吸着力の測定は、静電吸着機能部６３ｇを具備したカートリッジＢを装置本体Ａから取り出し、駆動カップリング９０に見立てたアルミ板に静電吸着機能部６３ｇを密着させて、静電吸着機能部６３ｇをアルミ板からひきはがす力を測定することで行なった。また、この予備試験には、静電吸着機能部６３ｇの体積抵抗率として１×１０１１Ωｃｍと１×１０１３Ωｃｍのものを使用し、厚みはいずれも７５μｍのものを用いた。なお、ここでの体積抵抗率は、印加電圧１００Ｖとしたときの電流値から求めたもので、中抵抗材料では一般的に、材料の温度特性や非オーミック電導機構に依り印加電圧によって体積抵抗率は変化する。
【００５８】
図２２（ａ）の静電吸着力の測定結果をみると、体積抵抗率の小さい方が静電吸着力が
大きいことが分かる。これは式（３）で説明したとおりである。このように、体積抵抗率が１×１０９Ωｃｍ〜１×１０１４Ωｃｍ程度のいわゆる中抵抗領域で得られる静電吸着力をジョンセン・ラーベック力という。ジョンセン・ラーベック力は大きな力が得られる一方、リーク電流が発生するため、消費電力に注意する必要がある。実際に、図２２（ｂ）の電流測定結果をみると、体積抵抗率１×１０１１Ωｃｍでは印加電圧４００Ｖのとき、４００μＡ程度の電流が発生し、消費電力としては４００Ｖ×４００μＡ＝０．１６Ｗとなる。
【００５９】
一方、体積抵抗率を小さくし過ぎると、静電吸着力が逆に低下してしまうことが、試験結果からわかった。図２３は、静電吸着力とそのときに流れた電流を測定した結果を体積抵抗率との関係で示したものであり、図２２を用いて説明した上記予備試験と同様の試験を、印加電圧を２００Ｖとして行った結果である。図２１を用いて説明すると、体積抵抗率が大きいと、電流が流れないため、ｇａｐに蓄積される電荷量が小さくなる。そのため、電荷に依存する静電吸着力が小さくなる。すなわち、ジョンセン・ラーベック力が働かない。一方で、体積抵抗率が小さいと、表面に析出する導電カーボンが多くなり、接触抵抗Ｒｇが小さくなる。式（３）からわかるように、体積抵抗Ｒｂに対しＲｇが小さくなると、ギャップにかかる電圧Ｖｇが小さくなる。すると、静電吸着力が下がる。すなわち、静電吸着機能部６３ｇの体積抵抗率を小さくすれば、必ず静電吸着力が大きくなるかと言うと必ずしもそうではなく、静電吸着力が最も大きくなる体積抵抗率の大きさがあることが分かる。
【００６０】
本実施例では、円形ボス６３ｄを用いて駆動カップリング９０と被駆動カップリング６３のそれぞれの回転中心軸を合わせる芯合せ構成（回転中心を規定する調芯機能部）を、回転中心軸近傍の領域、すなわち、円形の吸着接合面における中央部に配置している。回転軸線に垂直な円形の接合面におけるロスのない回転駆動力の伝達とは、接合面同士が周方向に互いにずれることがないこと、すなわち、回転方向における駆動カップリング９０と被駆動カップリング６３との間の相対移動が規制され、一体的に回転することである。接合面の周方向のずれの抑制において重要となるのが、接合面積が相対的に広くなる回転軸中心から離れた外周側の領域での吸着力である。式（１）に示したように、伝達可能トルクＴは、半径方向位置ｒとその位置での静電吸着力Ｐ（ｒ）との積の積分によって決まる。つまり、静電吸着機能部の半径方向内側（ｒが小）よりも、半径方向外側（ｒが大）の静電吸着力が伝達可能トルクに大きく寄与する。したがって、外周側の領域において十分な吸着力を確保できれば、回転軸中心に近い領域では吸着力を働かせなくても、ロスのない回転駆動力の伝達が可能となる。本実施例では、駆動カップリング９０、被駆動カップリング６３、静電吸着機能部９０ｇの静電吸着接合面を、内径及び外径を有する環状の面とし、該接合面の内側の回転中心部に芯合せ構成を配置している。さらに、芯合せ部材である円形ボス６３ｄを絶縁部材で構成し、各カップリングの嵌合穴の開口部に面取りを施している。またさらに、静電吸着機能部９０ｇの内径及び外径を、各カップリングとの接合領域（接合面）に対して内径側及び外径側にそれぞれ拡張した構成としている。すなわち、静電吸着機能部９０ｇにおける、各カップリングとの対向面の外径が、各カップリングとの接合領域（接合面）の外径よりも大きく、各カップリングとの対向面の内径が、各カップリングとの接合領域（接合面）の内径よりも小さい構成としている。また、静電吸着機能部９０ｇは、環状の接合面の内径側で円形ボス６３と接触するように、貫通孔の内径が円形ボス６３の外径と略同径とされている。これにより、駆動カップリング９０と被駆動カップリング６３の確実な芯合せと、リークのない安定した静電吸着力の発生が可能となり、ロスのない駆動力伝達を実現することができる。
【００６１】
（カップリングの連結構成の変形例）
図７〜図１０を参照して、本実施例の変形例について説明する。本実施例は、誘電層としての静電吸着機能部９０ｇを駆動カップリング９０に配置した構成となっているが、か
かる構成に限定されるものではない。
【００６２】
図７は、本実施例の変形例１にかかる駆動力伝達機構の模式的断面図であって、駆動カップリング９０と被駆動カップリング６３とが連結される前の状態を示した図である。図８は、本実施例の変形例１にかかる駆動力伝達機構の模式的断面図であって、駆動カップリング９０と被駆動カップリング６３とが連結された状態を示した図である。
図７、図８に示すように、誘電層としての静電吸着機能部を、被駆動側カップリング６３側の静電吸着機能部６３ｇ（第２誘電体）と駆動カップリング９０側の静電吸着機能部９０ｇ（第１誘電体）とに分割して配置した構成としてもよい。静電吸着機能部６３ｇは、Φ４の貫通孔を有し、カップリング基材６３ａの相対面６３ｆに、上記貫通孔とΦ４の嵌合穴６３ｈとを位置合わせして、上述の導電両面テープ等により固定される。同様に、静電吸着機能部９０ｇも、Φ４の貫通孔を有し、カップリング基材９０ａの相対面９０ｆに、上記貫通孔とΦ４の嵌合穴９０ｄとを位置合わせして、上述の導電両面テープ等により固定される。電圧を印加すると各静電吸着機能部６３ｇ、９０ｇそれぞれにおいて誘電分極が発生し、静電吸着機能部６３ｇの駆動伝達面６３ｃと、静電吸着機能部９０ｇの駆動伝達面９０ｃとが互いに静電吸着される。これにより、駆動カップリング９０と被駆動カップリング６３とが連結される。
【００６３】
図９は、本実施例の変形例２にかかる駆動力伝達機構の模式的断面図であって、駆動カップリング９０と被駆動カップリング６３とが連結される前の状態を示した図である。図１０は、本実施例の変形例１にかかる駆動力伝達機構の模式的断面図であって、駆動カップリング９０と被駆動カップリング６３とが連結された状態を示した図である。
図９、図１０に示すように、静電吸着機能部を、駆動カップリング９０ではなく、被駆動カップリング６３に配置しても構わない。静電吸着機能部６３ｇは、Φ４の貫通孔を有し、カップリング基材６３ａの相対面６３ｆに、上記貫通孔とΦ４の嵌合穴６３ｈとを位置合わせして、上述の導電両面テープ等により固定される。上述したように、電圧を印加すると静電吸着機能部６３ｇにおいて誘電分極が発生し、静電吸着機能部６３ｇの駆動伝達面６３ｃと、駆動カップリング９０の駆動伝達面９０ｃとが互いに静電吸着される。これにより、駆動カップリング９０と被駆動カップリング６３とが連結される。
【００６４】
（カップリング部が接合されてから駆動するまでの制御）
図１１〜１３を参照して、プリント動作に伴う、カップリング部が接合されてから駆動するまでの制御の流れについて説明する。本実施例のカップリング構成は、吸着面が平面であるため、吸着力が不足した際の空回りを防止する必要がある。
図１１は、本実施例の制御構成の概略を示すブロック図である。画像形成装置の装置本体Ａ内に電源部１００、制御部１０１、判断部１０２（ＣＰＵ）、観測部１０３、記録部１０４が設けられており、プロセスカートリッジＢと画像形成装置本体Ａを吸着部１０５で締結している。
【００６５】
図１２は、本実施例における一連の制御の流れを示すフローチャートである。まず、プリント動作の命令が開始された際に、カップリングを駆動するために吸着バイアスが吸着部１０５に電源部１００から印加される（Ｓ１）。次に吸着に必要な通電状態の閾値を、判断部１０２が記録部１０４から参照する（Ｓ２）。そして、吸着部１０５における通電状態を観測部１０３で観測し、記録部１０４に保存し（Ｓ３）、実際に得られた通電状態の観測結果と閾値の比較を判断部１０２で行う（Ｓ４）。
【００６６】
図１３は、観測部１０３である電流の観測回路は示す回路図である。図１３に示す通り、観測部１０３は、通電状態観測手段として、電源部１００に接続された吸着部１０５である抵抗とコンデンサに直列に電流計を接続し、電流値を観測する。本実施例では直流電源を使用しているが、交流電源でも構わない。先述したとおり（式（３））、吸着部１０
５に掛る静電吸着力は通電状態に左右される。本実施例では電流値を観測し、電流値が大きくなれば静電吸着力が増加し、電流値が閾値より高ければ一体的に回転駆動可能な所定以上の静電吸着力がカップリング部に発生している（すなわち、駆動力伝達機構が駆動力を伝達可能な状態にある）と判断する。ここでは、カップリングの回転駆動に必要な閾値を１００μＡとする。なお、閾値は、カートリッジの構成、使用状況、環境によって適宜変更してもよい。
【００６７】
図１２に示すように、観測結果が、閾値よりも高ければ駆動を開始する（Ｓ５）。観測結果が、閾値より低ければ駆動ＮＧと判断し（Ｓ６）、駆動を行わないことで空回りを防止する。
【００６８】
以上説明した構成・作用により、駆動伝達カップリングのガタレスな駆動力の伝達が達成可能になる。さらに、カップリング部での締結力不足による空回りを防止することが可能になる。ここで、所望の駆動伝達力を得るためには、誘電体としての静電吸着機能部９０ｇの面積、および静電吸着機能部９０ｇに印加する電圧を適宜選択することで対応可能であることはいうまでもない。
なお、本実施例においては、クリーニングユニットと現像ユニットを一体に構成したプロセスカートリッジについて記載したが、装置本体に着脱可能なカートリッジの構成は、本実施例で示した構成に限定されるものではない。クリーニングユニット、現像ユニットがそれぞれ独立してクリーニングカートリッジ（ドラムカートリッジ）、または現像カートリッジとして、装置本体に着脱可能な構成に対しても本発明が適用可能なことは言うまでもない。
また、本発明は、クリーニングブレードを廃止したクリーナレスプロセスを採用する装置構成に対しても効果的に適用可能である。また、現像ユニットの駆動カップリングにも好適に適用可能である。また、多色画像形成プロセスにおいても好適に適用可能である。
また、カップリングに印加する電圧のＯＮ・ＯＦＦによる静電吸着作用のＯＮ・ＯＦＦ作用を利用して、電気クラッチとしても好適に適用可能である。
本実施例に記載されている構成部品の機能、材質、形状その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００６９】
（実施例２）
本発明の実施例２について説明する。実施例２において実施例１と共通する構成については実施例１と同じ符号を付し、再度の説明を省略する。実施例２においてここで特に説明しない事項は実施例１と同様である。実施例２は、実施例１が電流を計測することで通電状態を観測しているのに対し、通電状態観測が電圧を対象としていることが特徴である。先述したとおり、吸着部１０５に掛る静電吸着力は通電状態に左右され、吸着力の大小により観測される電圧値が異なる。
【００７０】
図１４は、実施例２における電圧値を観測する回路図を示している。図１４に示すように、観測部１０３は、通電状態観測手段として、電源部１００に接続された吸着部１０５である抵抗とコンデンサに並列に電圧計を接続し、電圧値を観測する。判断部１０２は、観測される電流値が大きくなれば静電吸着力が増加し、電圧値が閾値より高ければ回転駆動可能な吸着力が発生していると判断する。電圧値の閾値は装置構成等に応じて適宜設定される。このように電圧を観測する観測部１０３を使用する構成でも、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
なお、通電状態の観測手法としては、上記のように吸着部１０５における電流値、電圧値に限られず、例えば、吸着部１０５における静電容量を観測するようにしてもよい。例えば、検知手段として、吸着部１０５における静電容量を検知する検知回路を設け、該検知回路が検知する静電容量を観測部１０３が観測し、判断部１０２は、観測された静電容
量の大きさに基づいて、駆動伝達機構が駆動伝達可能な状態か否か判断してもよい。
【００７２】
（実施例３）
本発明の実施例３について説明する。実施例３において実施例１、２と共通する構成については実施例１、２と同じ符号を付し、再度の説明を省略する。実施例３においてここで特に説明しない事項は実施例１、２と同様である。
【００７３】
図１５は、実施例３の制御構成を示すブロック図である。実施例３における実施例１との差異は図１５に示す通り、観測部１０３をプロセスカートリッジＢに備えていることである。
図１６は、実施例３における電流値を観測する回路図を示している。プロセスカートリッジＢに観測部１０３を設けて通電状態を観測することで、実施例１に比べプロセスカートリッジＢと画像形成装置本体Ａとの間の接点の数を減らすことが可能となる。これにより、駆動用バイアスの制御における安定性を向上させることが出来る。この構成にすることで、実施例と同様の効果を得ると共に、精度良く通電状態を観測することができる。
【００７４】
（実施例４）
本発明の実施例４について説明する。実施例４において実施例１〜３と共通する構成については実施例１〜３と同じ符号を付し、再度の説明を省略する。実施例４においてここで特に説明しない事項は実施例１〜３と同様である。実施例４は、実施例１に対して通電状態が閾値より低い際の制御が異なることが特徴である。
【００７５】
図１７は、実施例４における一連の制御の流れを示すフローチャートである。吸着バイアスの印加（Ｓ２１）から観測結果と閾値との比較（Ｓ２４）までは実施例１（図１２のＳ１〜Ｓ４）と同じ流れである。Ｓ２４において、観測結果が閾値より低い場合、吸着バイアスを増加させる（Ｓ２６）、これにより吸着力を増加する。本実施例では増加させる吸着バイアスを１ステップ１０Ｖずつ増加とした。吸着バイアスの１ステップ量は大きければ制御の総時間を減らすことができ、小さければ精度を上げることができ、目的に応じてステップ量を適宜決めて良い。そして、再度通電状態を観測し（Ｓ２３）、通電状態が閾値を上回るまで続ける。通電状態が閾値を超えたのを確認した後、駆動を開始する（Ｓ２５）。
以上の制御を行うことで、吸着部の誘電層が使用環境や使用状況によって、通電特性が変わった際にも、安定してカップリングが吸着し、回転駆動する事ができる。
【００７６】
（実施例５）
本発明の実施例５について説明する。実施例５において実施例１〜４と共通する構成については実施例１〜４と同じ符号を付し、再度の説明を省略する。実施例５においてここで特に説明しない事項は実施例１〜４と同様である。実施例５では、実施例１に対して吸着バイアスを予測し印加バイアスを制御することが特徴である。
【００７７】
図１８は、実施例５における一連の制御の流れを示すフローチャートである。まず、プリント動作の命令が開始されたら予測近似線ラインＡを算出済かを判断する（Ｓ３１）。予測近似線ラインＡとはカップリングに必要な吸着バイアスを予測した関数である。
図１９は、通電時間に対して必要吸引バイアスをプロットしたものである。吸着バイアスは吸着部に掛る通電時間に応じて、吸着力が減少するためより多くのバイアスを印加する必要がある。
【００７８】
予測近似線ラインＡが算出されていない場合は、記録部１０４から所定の吸着バイアスを参照（Ｓ３２）し、吸着バイアスの印加と通電状態の検知とによって必要吸着バイアスを算出し記録する（Ｓ３３〜Ｓ３７）。そして、複数の積算通電時間に対する複数の必要
吸着バイアスの値（図１９のＰ１、Ｐ２、Ｐ３）から、予測近似線ラインＡを算出する（Ｓ３８）。この算出は、判断部（ＣＰＵ）で行い、記録部１０４に記録される。
【００７９】
予測近似線ラインＡが算出されている場合は、この予測近似線ラインＡを基に任意の積算通電時間の必要吸着バイアスＰ４を算出する（Ｓ４１）。そして、算出された予測吸着バイアスを印加して（Ｓ４２）駆動を開始する（Ｓ４３）。以上の制御を行うことにより、実施例１の効果に加えて、必要吸着バイアスを決定する通電時間を短縮でき、駆動開始までの時間を短縮できる。また、本実施例での予測近似線は単純線形関数であるが、非線形関数であってもよい。また、予測近似線を算出後、任意のタイミングでＳ３２〜Ｓ３７を行い、予測近似線を補正することで、予測必要バイアスの精度を上げることができる。
【００８０】
上記各実施例は、可能な限りそれぞれの構成を互いに組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００８１】
６２…ドラム（電子写真感光ドラム）、６３…被駆動カップリング、６３ｃ…駆動伝達面、９０…駆動カップリング、９０ｃ…駆動伝達面、９０ｇ…静電吸着機能部、９５…モータ、９８…給電接点、９９…アース接点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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