(57)【要約】【課題】  本発明は、現像剤収容手段内の内圧上昇に伴って起こる該現像剤収容手段からの現像剤の噴出を防止することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  空気圧により現像剤１４が補給される現像剤補給装置８から補給された現像剤１４を収容する現像剤容器４ｆと、該現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を感光ドラム１に供給する、外部へ通じる開口４ｆ１を有して設けられる現像ローラ４ｃと、該現像剤容器４ｆ内の体積から、収容されている現像剤１４の量を差し引いた空間の体積Ｖを判定する判定手段（ＣＰＵ２０）と、該判定手段の判定結果に基づいて、現像剤補給装置８の現像剤補給圧力を制御する制御手段（ＣＰＵ２０）と、を有することを特徴とする。【選択図】      図２
2017211559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気圧により現像剤が補給される現像剤補給手段から補給された現像剤を収容する現像剤収容手段と、
前記現像剤収容手段の現像剤を像担持体に供給する、外部へ通じる隙間を有して設けられる現像剤供給手段と、
前記現像剤収容手段内の体積から、収容されている現像剤量を差し引いた空間の体積を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて、前記現像剤補給手段の現像剤補給圧力を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像剤補給手段は、ポンプ部の伸縮により前記現像剤収容手段内に現像剤を補給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】
前記現像剤補給手段は、回転することで現像剤を搬送する現像剤ボトルを有し、
前記制御手段は、前記現像剤ボトルの回転速度を変更することにより前記現像剤補給圧力を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、非画像形成時に前記現像剤補給手段による現像剤補給圧力を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像剤供給手段と前記現像剤の粒子との摩擦係数が０．５５以上であ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】
前記制御手段は、前記現像剤供給手段の有する外部へ通じる隙間から現像剤が噴出しないように前記現像剤補給圧力を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記外部へ通じる隙間が、前記現像剤供給手段が前記像担持体へと現像剤を供給する際に現像剤が通過する隙間であ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】
前記現像剤収容手段内の現像剤量を検出する現像剤検出手段を有し、
前記判定手段が、前記現像剤収容手段内の体積から前記現像剤検出手段の検出結果を差し引いた空間の体積を判定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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の電子写真方式の画像形成装置では、微粉末の現像剤が使用される。このような画像形成装置では、画像形成に伴い現像装置内の現像剤が消費されるため現像剤補給容器から現像装置内に現像剤が補給される。
【０００３】
現像剤補給容器から現像剤を補給する画像形成装置において、現像剤の補給過多による画像不良や現像剤の補給不足による画像濃度の追従性の悪化を防止するために現像剤の均一補給が求められる。これを解決するためにポンプ部の伸縮により排気される空気を利用して現像剤の補給量を１ｇ〜１０ｇ程度に安定して補給するものが提案されている。
【０００４】
特許文献１では、現像剤収容部の内圧を変化させるポンプ部と、現像剤収容部外への現像剤の流出を阻止しつつ現像剤収容部内外への通気を許容する通気部と、ポンプ部が動作するとき通気を阻止させる通気阻止部を有する。物流や環境の変化により気温や外気圧が変化しても通気部を介して現像剤収容部内が外部と通気されるため現像剤収容部内の圧力は常に外気圧と同じになり、ポンプ部による補給動作を安定させている。
【０００５】
また、現像剤と気体の混合気をそのまま現像装置に流入させてしまうと、現像装置から現像剤が噴き出し、画質低下の原因となることから現像装置の手前に現像剤と気体を分離するためのフィルタ（通気部材）を設置している。
【０００６】
特許文献２では、駆動入力部に入力された駆動力により排出口を介した排気動作と吸気動作が交互に繰り返し行なわれるように動作するポンプ部を有する。これにより現像装置の手前に設けられた現像剤と気体とを分離するためのフィルタが短時間で目詰まりすることによる現像容器内の内圧上昇による現像剤の噴き出しを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−４７７１４号公報
【特許文献２】特開２０１２−９３７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ポンプ部により排気される空気とともに現像剤の補給を行なう場合、補給される現像剤と空気とが瞬間的に投入される。このため現像剤容器内の圧力が上昇することによる現像剤の噴き出しが発生し、画像形成装置内を汚す。このような現像剤の噴き出しを抑えるためポンプ部により現像剤を補給する場合は、現像剤の補給量を抑える必要があった。しかし、現像剤の補給量が少量である場合でも、現像容器内の現像剤の割合が大きい、即ち、現像容器内の空気の量（空間体積）が少ない場合は、内圧上昇が大きくなり、現像剤の吹き出しが生じてしまう恐れがあった。
【０００９】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、現像剤収容手段内の内圧上昇に伴って起こる該現像剤収容手段からの現像剤の噴出を防止することができる画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、空気圧により現像剤が補給される現像剤補給手段から補給された現像剤を収容する現像剤収容手段と、前記現像剤収容手段の現像剤を像担持体に供給する、外部へ通じる隙間を有して設けられる現像剤供給手段と、前記現像剤収容手段内の体積から、収容されている現像剤量を差し引いた空間の体積を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて、前記現像剤補給手段の現像剤補給圧力を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、現像剤収容手段内の内圧上昇に伴って起こる該現像剤収容手段からの現像剤の噴出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面説明図である。
【図２】現像装置に接続された現像剤補給装置の構成を示す断面説明図である。
【図３】本実施形態の現像装置の内部構造を示す斜視説明図である。
【図４】現像剤補給装置の構成を示す斜視説明図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の現像剤補給部及び現像装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図６】本実施形態の画像形成装置における現像剤補給動作を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態の現像装置の現像剤容器内の残量センサによる現像剤の残量検出結果に基づく現像剤の有無判断を示す図である。
【図８】本実施形態の現像装置の内部構造を示す断面説明図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は、現像剤の加圧補給前後の現像剤容器内の現像剤を除いた空間部の体積と、該現像剤容器内の圧力との関係を示す断面説明図である。
【図１０】現像剤の加圧補給時に現像剤容器内の現像剤を除いた空間部の圧力の上昇により現像剤が現像剤容器の現像剤供給手段が設けられた開口から該現像剤容器の外へ噴出する力を考慮する。更に、現像剤供給手段の表面に担時される現像剤のコート厚とを考慮する。そして、両者の関係を示す断面説明図である。
【図１１】現像剤供給手段の内部に設けられたマグネットによって発生する磁気吸引力により現像剤が現像剤供給手段の表面に担時される力を考慮する。更に、現像剤容器内の現像剤を除いた空間部の圧力の上昇に対して現像剤が現像剤容器内に留まる力を考慮する。そして、両者の関係を示す断面説明図である。
【図１２】ポンプ部の伸縮により現像剤容器内に現像剤を加圧補給したときに現像剤が現像剤容器内に留まる力と、現像剤容器外に噴き出す力との計算結果及び実際に現像剤が噴出する現象との差異について確認する実験を行った結果を示す図である。
【図１３】現像剤の補給動作を説明するフローチャートである。
【図１４】図１３に示すステップＳ１４，Ｓ１７，Ｓ１９における現像剤の加圧補給動作時における現像剤ボトルの回転数（回転速度）と、現像剤の補給量と、現像剤の噴き出し現象との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図により本発明に係る画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。
【００１４】
＜画像形成装置＞
先ず、図１を用いて本発明に係る画像形成装置の構成について説明する。図１は、電子写真方式の画像形成装置１７の概略構成を示す断面説明図である。図１に示すように、１は、静電潜像を担持する像担持体としての感光ドラム１である。感光ドラム１は、図示しないモータ等の駆動手段により図１の矢印ａ方向に回転する。
【００１５】
感光ドラム１の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ２、像露光手段としてのレーザスキャナ３が設けられる。更に、感光ドラム１の表面に形成された静電潜像に現像剤１４を供給して該静電潜像を現像する現像手段としての現像装置４、クリーニング手段としてのクリーニング装置５及び転写手段となる転写ローラ７が設けられている。
【００１６】
帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面を所定電位に帯電する。レーザ走査装置等のレーザスキャナ３は、帯電ローラ２により所定電位に帯電された感光ドラム１の表面上に画像情報に応じたレーザ光３ａを照射して静電潜像を書き込む。現像装置４は、感光ドラム１の表面上に形成された静電潜像に対して現像剤１４を供給してトナー像として現像して可視像化する。
【００１７】
転写ローラ７は、記録材１８を搬送する転写ベルト６の内周面側に設けられており、該転写ベルト６により感光ドラム１の表面に対向する転写部２４まで搬送された記録材１８に対して感光ドラム１の表面上に形成されたトナー像を転写する。クリーニング装置５は、記録材１８に対して感光ドラム１の表面上に形成されたトナー像を転写した後に該感光ドラム１の表面上に残った残留現像剤等を除去する。
【００１８】
＜画像形成動作＞
次に、画像形成装置１７による画像形成動作について説明する。先ず、図１の矢印ａ方向に回転する感光ドラム１の表面を帯電ローラ２により一様に帯電した後、レーザスキャナ３から出射される画像情報に応じたレーザ光３ａを該感光ドラム１の表面上に照射して静電潜像を書き込む。
【００１９】
その後、現像装置４により感光ドラム１の表面上に形成された静電潜像に現像剤１４を供給してトナー像として可視像化し、所定のタイミングで、該感光ドラム１の表面と転写ベルト６の外周面とが対向する転写部２４へと回転移動させる。
【００２０】
一方、記録材１８は、転写ベルト６により所定のタイミングで感光ドラム１が対向する転写部２４へと搬送される。そして、転写ローラ７と、帯電された転写ベルト６とによって転写バイアスが印加されることにより感光ドラム１の表面上のトナー像が記録材１８に転写される。尚、転写ベルト６と転写ローラ７とからなる転写手段は、帯電ローラ２による帯電とは逆極性となるように転写電界をかける。
【００２１】
＜現像剤補給装置＞
図２は、現像装置４に接続された現像剤補給手段となる現像剤補給装置８の構成を示す断面説明図である。図４は、現像剤補給装置８の構成を示す斜視説明図である。
【００２２】
図２に示すように、現像剤補給装置８（現像剤補給手段）は、ポンプ部８ｄの伸縮により現像装置４に設けられた現像剤収容手段となる現像剤容器４ｆ内（現像剤収容手段内）に現像剤１４を補給する。現像剤容器４ｆ（現像剤収容手段）は、ポンプ部８ｄの伸縮により生じる空気圧により現像剤１４が補給される現像剤補給装置８（現像剤補給手段）から補給された現像剤１４を収容する。図４に示すように、現像剤補給装置８には、図５に示す現像剤補給部８ａの駆動部２３に設けられた図示しないモータ等の駆動手段により回転駆動されることで現像剤１４を搬送する現像剤ボトル８ｃが設けられている。
【００２３】
現像剤ボトル８ｃには、ポンプ部８ｄが設けられた加圧収容部８ｅが接続されており、該加圧収容部８ｅには、図２に示す搬送路９が接続されている。搬送路９の内部には、ポンプ部８ｄの伸縮により加圧収容部８ｅから空気と共に吐き出された現像剤１４を搬送する搬送手段となる螺旋状羽根を有するスクリュー部材１０が設けられている。
【００２４】
＜現像剤検出センサ＞
現像剤容器４ｆ内と、搬送路９内には、それぞれ現像剤１４の現像剤量（有無）を検出する現像剤検出手段となる残量センサ１３ａ，１３ｂが備えられている。図５は、本実施形態の画像形成装置１７に設けられる現像剤補給装置８及び現像装置４の動作を制御する制御系のブロック図を示す。図５に示すように、画像形成装置１７の電源１９がＯＮされると、制御手段となるＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算装置）２０が起動する。
【００２５】
そして、ＣＰＵ２０は、現像装置４に設けられた残量センサ１３ａと、搬送路９に設けられた残量センサ１３ｂとによる現像剤１４の残量検出結果に基づいて以下の制御を行なう。現像装置４の駆動部２１、搬送路９の駆動部２２、現像剤補給部８ａの駆動部２３の駆動制御を行なう。
【００２６】
図６は、本実施形態の画像形成装置１７における現像剤補給動作を示すフローチャートである。図７は、本実施形態の現像装置４の現像剤容器４ｆ内の残量センサ１３ａによる現像剤１４の残量検出結果に基づく現像剤１４の有無判断を示す図である。
【００２７】
図６のステップＳ１において、図２及び図５に示す搬送路９内の残量センサ１３ｂが現像剤１４無しを検出する。すると、ステップＳ２において、ＣＰＵ２０は、現像剤補給部８ａの駆動部２３を駆動する。そして、図４に示す現像剤ボトル８ｃを周方向に回転駆動する。そして、ポンプ部８ｄを図４の上下方向に伸縮駆動して現像剤補給口８ｂから搬送路９に現像剤１４を補給する動作を開始する。
【００２８】
図４に示すように、現像剤ボトル８ｃの内部には螺旋状突起８ｃ１が設けられている。該現像剤ボトル８ｃの外周面上に設けられたギア８ｃ２に噛合する図示しない駆動ギアに図示しないモータ等の駆動源から回転駆動力が伝達されて現像剤ボトル８ｃを周方向に回転駆動する。これにより現像剤ボトル８ｃの内部に収容されたトナーからなる現像剤１４は、螺旋状突起８ｃ１の回転に伴って図４の右から左方向に搬送されて加圧収容部８ｅ内に送られる。
【００２９】
一方、ポンプ部８ｄは、現像剤ボトル８ｃの回転駆動を受けて図示しない連結手段により図４の上下方向に伸縮駆動される。これにより現像剤ボトル８ｃの周方向の回転に伴って現像剤１４が加圧収容部８ｅ内に送られる。ポンプ部８ｄの図４の上下方向の伸縮による空気圧が作用してポンプ部８ｄ内の空気とともに現像剤１４が図２に示す現像剤補給口８ｂから搬送路９に設けられた開口９ａを介して搬送路９内に噴き出される。尚、現像剤補給口８ｂには、ポンプ部８ｄの伸縮動作に連動して開閉可能な図示しないシャッター部材が設けられている。
【００３０】
搬送路９内に噴き出された現像剤１４は、図５に示す搬送路９の駆動部２２によりスクリュー部材１０が回転駆動して該スクリュー部材１０に設けられた螺旋状羽根により図２の矢印Ｘ方向に搬送される。その後、搬送路９に設けられた開口９ｂを介して現像装置４の現像剤容器４ｆに設けられた開口１２から該現像剤容器４ｆ内に補給される。
【００３１】
ポンプ部８ｄ内、搬送路９内及び現像剤容器４ｆ内は、気密的に連通されている。これにより現像剤１４の加圧補給時にポンプ部８ｄの図４の上下方向の伸縮による空気圧が作用する。そして、ポンプ部８ｄ内の空気が搬送路９内及び現像剤容器４ｆ内を通過して現像剤容器４ｆの現像剤供給手段となる現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ噴出する。現像ローラ４ｃ（現像剤供給手段）は、現像剤容器４ｆ（現像剤収容手段）の現像剤１４を像担持体となる感光ドラム１の表面に供給する、外部へ通じる隙間となる現像剤容器４ｆ（現像剤収容手段）に設けられた開口４ｆ１を有して設けられる。
【００３２】
次に、ステップＳ３において、ＣＰＵ２０は、現像装置４の現像剤容器４ｆ内の残量センサ１３ａによる現像剤１４の残量検出結果に基づいて所定時間内に所定の回数の現像剤１４の有無を判定する。そして、現像剤１４無しの回数に応じて搬送路９内からの現像剤１４の補給開始の有無を決定する。
【００３３】
本実施形態では、図７に示すように、現像装置４の現像剤容器４ｆ内の残量センサ１３ａによる現像剤１４の残量検出を１００ｍｓｅｃあたり１５回実施する。そして、図７に示す検出信号ｂ〜ｄに示すように、１５回検出した内で現像剤１４有りの状態検出が２回以下だった場合には、ＣＰＵ２０は、現像装置４の現像剤容器４ｆ内は現像剤１４無しと判断し、ステップＳ４に進む。
【００３４】
前記ステップＳ４において、図２に示す搬送路９のスクリュー部材１０を回転駆動して現像剤１４の補給動作を開始する。搬送路９内のスクリュー部材１０は図２の矢印Ｘ方向へ現像剤１４を搬送するように回転し、開口１２から現像装置４の現像剤容器４ｆ内に現像剤１４を補給する。そして、前記ステップＳ３，Ｓ４を繰り返す。
【００３５】
前記ステップＳ３において、図７に示す検出信号ｅに示すように、１５回検出した内で現像剤１４有りの状態検出が３回以上だった場合には、ＣＰＵ２０は、現像装置４の現像剤容器４ｆ内は現像剤１４有りと判断する。そして、図２に示す搬送路９のスクリュー部材１０の回転を停止して現像剤１４の補給を行なわずにステップＳ５に進んで補給処理を終了する。
【００３６】
＜現像装置＞
次に、図２、図３及び図８を用いて現像装置４の構成について説明する。図２に示すように、現像手段となる現像装置４には、現像剤１４を収容する現像剤容器４ｆと、該現像剤容器４ｆ内（現像剤容器内）の現像剤１４を担持する現像剤供給手段となる現像ローラ４ｃ（現像剤担持体）が設けられている。更に、該現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を搬送する搬送手段となる螺旋状羽根を有するスクリュー部材４ａが設けられている。スクリュー部材４ａは、現像剤容器４ｆの長手方向に沿って配置されて回転可能に設けられる。
【００３７】
更に、現像装置４には、現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を撹拌する撹拌部材４ｂと、現像ローラ４ｃ内部に設けられ、磁気吸引力により現像剤１４を引き寄せるマグネット４ｄが設けられている。更に、現像剤容器４ｆ内の現像剤１４の残量を検出する残量センサ１３ａが設けられている。
【００３８】
図６に示す現像剤補給動作により図３に示す開口１２から現像装置４の現像剤容器４ｆ内に補給された現像剤１４は以下の通りである。図３に示す現像装置４の長手方向（図３の上下方向）に沿って設けられた螺旋状羽根を有するスクリュー部材４ａが回転することにより図３の矢印Ｙ方向へ搬送される。
【００３９】
更に、現像剤容器４ｆ内に設けられた撹拌部材４ｂが回転することにより現像剤１４を現像ローラ４ｃまで搬送する。現像ローラ４ｃまで搬送された現像剤１４は、該現像ローラ４ｃ内に設けられたマグネット４ｄによって発生する磁気吸引力によって該現像ローラ４ｃの表面上に担時される。
【００４０】
現像ローラ４ｃの表面上に担時された現像剤１４の層厚は、層厚規制部材４ｅにより規制される。現像ローラ４ｃの表面の一部は、現像剤容器４ｆに設けられた開口４ｆ１から露出して感光ドラム１の表面に対向して配置される。現像ローラ４ｃの表面上に担時された現像剤１４は、現像剤容器４ｆに設けられた開口４ｆ１から露出した現像部から感光ドラム１の表面に形成された静電潜像に供給される。
【００４１】
図３及び図８に示す現像装置４に設けられたスクリュー部材４ａ及び撹拌部材４ｂは、現像ローラ４ｃからの回転駆動力を受けて回転駆動する。現像ローラ４ｃの寿命の観点から該現像ローラ４ｃの回転駆動は、画像形成時にのみ行なわれ、非画像形成時には、回転駆動及び現像剤補給は行なわれない。
【００４２】
次に、図９（ａ），（ｂ）を用いて現像剤１４の加圧補給前後の現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ１，Ｖ２を考慮する。更に、現像剤１４の加圧補給動作時にポンプ部８ｄの収縮により現像剤容器４ｆ内に加わる現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ３を考慮する。そして、両者の関係について説明する。
【００４３】
図９（ａ），（ｂ）は、現像剤１４の加圧補給前後の現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ１，Ｖ２と、該現像剤容器４ｆ内の圧力Ｐ１，Ｐ２との関係を示す断面説明図である。図９（ａ）では、現像剤１４の加圧補給前の現像装置４の現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の体積をＶ１、現像剤１４の加圧補給前の現像剤容器４ｆ内の圧力をＰ１とした。図９（ｂ）では、現像剤１４の加圧補給後の現像装置４の現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の体積をＶ２、現像剤１４の加圧補給後の現像剤容器４ｆ内の圧力をＰ２とした。
【００４４】
図９（ａ）に示すように、現像剤１４の加圧補給前の現像剤容器４ｆ内の現像剤１４の現像剤面１４ａは、図９（ｂ）に示すように、現像剤１４の加圧補給後の現像剤容器４ｆ内の現像剤１４の現像剤面１４ｂのように上昇する。
【００４５】
ここで、ボイルシャルルの法則（気体の体積と圧力、温度に関係する法則）によると、現像装置４の現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖと圧力Ｐとの関係は、温度Ｔ、気体定数Ｒ、モル数ｎとすると、以下の数１式で表わすことが出来る。尚、気体定数Ｒは、気体１ｍｏｌ（モル）について、気体の種類、圧力、体積、温度に関係なく一定となる値である。
【００４６】
［数１］
ＰＶ＝ｎＲＴ
【００４７】
図９（ａ），（ｂ）に示すように、現像剤１４の加圧補給前後では、図９（ｂ）に示す現像剤１４の加圧補給後の現像剤容器４ｆ内の現像剤１４の現像剤面１４ｂが上昇する。これにより現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖは、図９（ａ）に示す体積Ｖ１から図９（ｂ）に示す体積Ｖ２に減少する。これにより現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の圧力Ｐは、図９（ａ），（ｂ）に示す「Ｐ２−Ｐ１」だけ上昇する。
【００４８】
ここで、現像剤１４の加圧補給動作時にポンプ部８ｄの伸縮により現像剤容器４ｆ内に加わる現像剤１４を除いた空間部の体積をＶ３とする。そして、図９（ａ），（ｂ）に示す現像剤１４の加圧補給前後の現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ１，Ｖ２を用いて以下の数２式に示す関係とする。
【００４９】
［数２］
Ｖ２＝Ｖ１−Ｖ３
【００５０】
図９（ｂ）に示す現像剤１４の加圧補給後の現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の圧力Ｐ２は、図９（ａ）に示す現像剤１４の加圧補給前の現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の圧力Ｐ１を大気圧としたとき以下の数３式で表わされる。
【００５１】
［数３］
Ｐ２＝Ｐ１×（Ｖ１／Ｖ２）
【００５２】
図１０は、現像剤１４の加圧補給時に現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の圧力Ｐが上昇する。これにより現像剤１４が現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ噴出する力を考慮する。更に、該現像ローラ４ｃの表面に担時される現像剤１４のコート厚を考慮する。そして、両者の関係を示す断面説明図である。
【００５３】
ここで、図１０に示すように、現像ローラ４ｃの長手方向の長さをＬ、該現像ローラ４ｃの表面に担持される現像剤１４の厚みをｒとする。そのとき、該現像ローラ４ｃの表面上で長手方向全域に亘って均等に担持された現像剤１４の現像ローラ４ｃの径方向の断面１５の面積は、Ｌ×ｒで表わされる。以下、該断面１５の面積を断面積Ｌ×ｒを用いて説明する。
【００５４】
図１０に示すように、現像剤１４の加圧補給動作時にポンプ部８ｄの伸縮により現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４を飛ばす力Ｆａが生じる。この現像剤１４を飛ばす力Ｆａは、現像ローラ４ｃの表面上で長手方向全域に亘って均等に担持された現像剤１４の現像ローラ４ｃの径方向の断面１５の断面積Ｌ×ｒに作用する。
【００５５】
現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４を飛ばす力Ｆａは以下の通りである。図９（ａ），（ｂ）に示す現像剤１４の加圧補給前後の現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の圧力Ｐ１，Ｐ２の差を考慮する。更に、現像ローラ４ｃの表面上で長手方向全域に亘って均等に担持された現像剤１４の現像ローラ４ｃの径方向の断面１５の面積（Ｌ×ｒ）を考慮する。そして、これらを用いて、圧力Ｐと面積（Ｌ×ｒ）との積により以下の数４式により求めることが出来る。
【００５６】
［数４］
Ｆａ＝（Ｐ２−Ｐ１）×Ｌ×ｒ
【００５７】
厳密には、図１１に示すように、現像ローラ４ｃの表面上に担持された現像剤１４を現像剤粒子１６と見たとき、該現像剤粒子１６間に存在する空気に加わる力と、該現像剤粒子１６に加わる力とは異なる。しかし、現像ローラ４ｃの内部に設けられたマグネット４ｄによって発生する磁気吸引力により現像剤粒子１６は圧縮されている。このため現像剤粒子１６間の空気の量は極微小である。そのため本実施形態では、現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４を飛ばす力Ｆａを考える際には、現像剤粒子１６に加わる力のみを考えている。
【００５８】
図１１は、現像ローラ４ｃの内部に設けられたマグネット４ｄによって発生する磁気吸引力により現像剤１４が現像ローラ４ｃの表面に担時される力Ｎを考慮する。更に、現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の圧力Ｐの上昇に対して現像剤１４が現像剤容器４ｆ内に留まる力Ｆｔを考慮する。そして、両者の関係を示す断面説明図である。図１１に示すように、現像ローラ４ｃの表面に担時されている現像剤１４には、該現像ローラ４ｃの内部に設けられたマグネット４ｄにより現像ローラ４ｃに向かう磁気吸引による力Ｎが加わる。
【００５９】
現像剤１４の加圧補給動作時にポンプ部８ｄの伸縮により現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から空気が噴き出される。ポンプ部８ｄの伸縮により噴き出される空気による力Ｆａが加わる現像ローラ４ｃの表面に担時された全ての現像剤粒子１６の現像ローラ４ｃの内部に設けられたマグネット４ｄによって発生する磁気吸引力の合計を力Ｎとする。また、現像剤粒子１６間の摩擦係数をμとする。このとき現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の圧力Ｐの上昇に対して現像剤１４が現像剤容器４ｆ内に留まる力Ｆｔは、以下の数５式で表わすことができる。
【００６０】
［数５］
Ｆｔ＝μ×Ｎ
【００６１】
現像剤１４の加圧補給動作時にポンプ部８ｄの伸縮により現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から噴き出される空気に伴って現像剤１４が噴き出すのを防止するためには以下の通りである。図１１に示す現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４を飛ばす力Ｆａと、現像剤１４が現像剤容器４ｆ内に留まる力Ｆｔとは、以下の数６式に示す力関係である必要がある。
【００６２】
［数６］
Ｆｔ＞Ｆａ
【００６３】
現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４を飛ばす力Ｆａは以下の通り決定される。現像剤１４の加圧補給動作時にポンプ部８ｄの伸縮により現像剤容器４ｆ内に補給される現像剤１４の体積Ｖｔと、現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖとにより決定される。
【００６４】
このため図１１に示す現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４を飛ばす力Ｆａと、現像剤１４が現像剤容器４ｆ内に留まる力Ｆｔとが前記数６式に示す力関係になるような体積Ｖｔの現像剤１４をポンプ部８ｄの伸縮により現像剤容器４ｆ内に加圧補給する。
【００６５】
＜実験＞
前記数４式〜数６式は、本発明者による図１２に示す実験結果からも証明される。図１２では、ポンプ部８ｄの伸縮による現像剤１４の加圧補給前後の現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ１，Ｖ２及び圧力Ｐ１，Ｐ２を変化させる。更に、現像剤１４の加圧補給動作時にポンプ部８ｄの伸縮により現像剤容器４ｆ内に加わる現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ３を変化させる。更に、現像ローラ４ｃの長手方向の長さＬ、現像ローラ４ｃの表面に担持される現像剤１４の厚みｒを適宜変化させる。
【００６６】
尚、図１２に示す実験結果では、現像ローラ４ｃ（現像剤供給手段）の表面と現像剤粒子１６（現像剤の粒子）との間の摩擦係数μを０．５５に設定した場合の一例である。現像ローラ４ｃ（現像剤供給手段）の表面と現像剤粒子１６（現像剤の粒子）との間の摩擦係数μは、０．５５以上であれば良い。現像ローラ４ｃ（現像剤供給手段）の表面と現像剤粒子１６（現像剤の粒子）との間の摩擦係数μが０．５４以下である場合は以下の通りである。現像剤１４の粒子の摩擦抵抗による保持力がポンプ部８ｄの伸縮による圧力（ポンプ圧）を下回る。このため現像剤１４が現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ噴出してしまう。
【００６７】
そして、実際にポンプ部８ｄの伸縮により現像剤容器４ｆ内に現像剤１４を加圧補給したときに現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４が噴出するか否かの前記数４式〜数６式を用いた計算結果を示す。更に、実際に開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４が噴出する現象との差異について確認する実験を行った結果を示す。
【００６８】
図１２に示す実験（１）は以下の通りである。図９（ａ）に示す現像剤１４の加圧補給前の現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ１に対して以下の通りである。現像剤１４の加圧補給動作時にポンプ部８ｄの伸縮により現像剤容器４ｆ内に加わる現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ３が４％であった場合を考慮する。そのときの現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４を飛ばす力Ｆａを考慮する。更に、現像剤１４が現像剤容器４ｆ内に留まる力Ｆｔを考慮する。それらの計算結果と、実際に開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４が噴出する現象の実験結果を示す。
【００６９】
図１２に示す実験（１）の結果、現像剤１４の噴き出しは見られなかった。一方、前記数４式を用いた現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４を飛ばす力Ｆａと、前記数５式を用いた現像剤１４が現像剤容器４ｆ内に留まる力Ｆｔとの計算結果は、前記数６式を満たしている。実際に開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４が噴き出していなかった。これにより前記数４式〜数６式による計算結果と、実際に開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４が噴出する現象の実験結果とは一致していることが確認された。
【００７０】
図１２に示す実験（２）では、図９（ａ）に示す現像剤１４の加圧補給前の現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ１を減らした。そして、該体積Ｖ１に対して、現像剤１４の加圧補給動作時にポンプ部８ｄの伸縮により現像剤容器４ｆ内に加わる現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ３が８％であった場合を考慮する。そして、現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４を飛ばす力Ｆａを考慮する。更に、現像剤１４が現像剤容器４ｆ内に留まる力Ｆｔを考慮する。これらの計算結果と、実際に開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４が噴出する現象の実験結果を示す。
【００７１】
図１２に示す実験（２）の結果、現像剤１４の噴き出しは見られなかった。一方、前記数４式を用いた前記力Ｆａと、前記数５式を用いた前記力Ｆｔとの計算結果は、前記数６式を満たしている。実際に開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４が噴き出していなかった。これにより前記数４式〜数６式による計算結果と、実際に開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４が噴出する現象の実験結果とは一致していることが確認された。
【００７２】
図１２に示す実験（３）では、現像剤１４の加圧補給動作時にポンプ部８ｄの伸縮により現像剤容器４ｆ内に加わる現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ３を増やした。そして、図９（ａ）に示す現像剤１４の加圧補給前の現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ１に対して、前記体積Ｖ３が９％であった場合を考慮する。そして、現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４を飛ばす力Ｆａを考慮する。更に、現像剤１４が現像剤容器４ｆ内に留まる力Ｆｔを考慮する。それらの計算結果と、実際に開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４が噴出する現象の実験結果を示す。
【００７３】
図１２に示す実験（３）の結果、開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４が噴き出していることが確認された。一方、前記数４式を用いた前記力Ｆａと、前記数５式を用いた前記力Ｆｔとの計算結果は、「Ｆｔ＜Ｆａ」となり、前記数６式を満たしていない。これにより前記数４式〜数６式による計算結果と、実際に開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４が噴出する現象の実験結果とは一致していることが確認された。
【００７４】
図１２に示す実験（４）では、図９（ａ）に示す現像剤１４の加圧補給前の現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ１を減らした。そして、現像剤１４の加圧補給動作時にポンプ部８ｄの伸縮により現像剤容器４ｆ内に加わる現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ３を増やす。これにより前記体積Ｖ１に対して、前記体積Ｖ３が２０％であった場合を考慮する。そして、現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４を飛ばす力Ｆａを考慮する。更に、現像剤１４が現像剤容器４ｆ内に留まる力Ｆｔを考慮する。これらの計算結果と、実際に開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４が噴出する現象の実験結果を示す。
【００７５】
図１２に示す実験（４）の結果、開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４が噴き出していることが確認された。一方、前記数４式を用いた前記力Ｆａと、前記数５式を用いた前記力Ｆｔとの計算結果は、「Ｆｔ＜Ｆａ」となり、前記数６式を満たしていない。これにより前記数４式〜数６式による計算結果と、実際に開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４が噴出する現象の実験結果とは一致していることが確認された。
【００７６】
図１２に示す実験（１）〜（４）の結果から前記数４式〜数６式による計算結果と、実際に開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外へ現像剤１４が噴出するか否かとが一致していることから前記数４式〜数６式に示される関係は、妥当であると考えられる。
【００７７】
図１２に示す実験（１）〜（４）に示すように、現像剤１４の加圧補給動作時にポンプ部８ｄの伸縮により現像剤容器４ｆ内に加わる現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ３を以下の通りとする。図９（ａ）に示す現像剤１４の加圧補給前の現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ１に対して９％未満にする。これにより現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１に噴き出し防止フィルタを設けることなく現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外への現像剤１４の噴き出しを防止することが出来る。
【００７８】
厳密には、現像剤１４が現像剤容器４ｆ内に留まる力Ｆｔを算出するには、前記数５式で示された現像剤粒子１６間の摩擦係数μだけでなく、現像ローラ４ｃの表面と現像剤粒子１６との間の摩擦係数も考慮しなければならない。しかし、本実施形態では、現像ローラ４ｃと現像剤粒子１６との間の最小摩擦係数による計算結果であるため現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外への現像剤１４の噴き出し現象の有無に変化はない。
【００７９】
本実施形態のように現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖに対して、現像剤１４の加圧補給動作時にポンプ部８ｄの伸縮により現像剤容器４ｆ内に補給される現像剤１４の体積Ｖｔを規定する。これにより現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外への現像剤１４の噴き出しを防止することが出来る。
【００８０】
また、現像装置４の現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖに対して、補給できる現像剤１４の補給量は変動する。このため現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖが大きい場合、つまり現像剤容器４ｆ内の現像剤１４の量が少ない場合には以下の通りである。現像剤補給装置８の現像剤ボトル８ｃやスクリュー部材１０の回転速度やポンプ部８ｄの伸縮速度を速くする等して現像剤容器４ｆ内に現像剤１４を大量補給する。その場合でも現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外への現像剤１４の噴き出しは起こらない。
【００８１】
尚、本実施形態では、現像剤ボトル８ｃの回転動作に連動してポンプ部８ｄが伸縮し、図示しないシャッター部材の開閉動作も連動する。更に、スクリュー部材１０の回転動作も連動している。このため以下の説明では、現像剤補給装置８（現像剤補給手段）による現像剤補給量は、現像剤ボトル８ｃの回転数（回転速度）を変更することにより制御するものとして説明する。
【００８２】
即ち、ＣＰＵ２０（制御手段）は、現像剤ボトル８ｃの回転数（回転速度）を変更することによりポンプ部８ｄの伸縮速度を変更して該ポンプ部８ｄによる現像剤補給圧力を制御する。このとき、ＣＰＵ２０（制御手段）は、現像ローラ４ｃ（現像剤供給手段）を有する現像剤容器４ｆ（現像剤収容手段）に設けられた外部へ通じる開口４ｆ１（隙間）から現像剤１４が噴出しないようにポンプ部８ｄによる現像剤補給圧力を制御する。外部へ通じる開口４ｆ１（隙間）は、現像ローラ４ｃ（現像剤供給手段）が感光ドラム１（像担持体）へと現像剤１４を供給する際に該現像剤１４が通過する開口４ｆ１（隙間）である。
【００８３】
画像形成装置１７の画像形成時にのみ図３に示す現像装置４の現像剤容器４ｆ内に開口１２から現像剤１４を大量補給すれば、現像剤１４が現像剤容器４ｆの長手方向の片側に設けられた開口１２から現像剤１４が補給される。
【００８４】
この場合、現像剤容器４ｆの長手方向に沿って配置されたスクリュー部材４ａによる現像剤１４の現像剤容器４ｆの長手方向への搬送が十分に行なわれない。このため現像剤容器４ｆの開口１２付近に補給された現像剤１４が集中し、図２に示す現像剤容器４ｆ内の残量センサ１３ａ側への現像剤１４の供給が少なくなってしまう。
【００８５】
現像剤容器４ｆの長手方向に対して現像剤１４の搬送に偏りが発生した場合、現像ローラ４ｃの長手方向で現像剤１４の濃度ムラが発生してしまう。このため現像剤容器４ｆ内に現像剤１４を大量補給するときには現像装置４の駆動制御を変更する必要がある。
【００８６】
＜現像剤の補給動作＞
次に、図１３を用いて現像剤の補給動作について説明する。図１３は、現像剤１４の補給動作を説明するフローチャートである。本実施形態における現像剤１４の補給量の決定は、現像装置４の現像剤容器４ｆ内の残量センサ１３ａの現像剤有検出回数により決定する。
【００８７】
図１３のステップＳ１１において、図５に示す制御手段となるＣＰＵ２０は、図７の検出信号ｅで示すように、現像剤容器４ｆ内の残量センサ１３ａにより検出された現像剤有検出回数が１５回の検出タイミングのうち３回以上であった場合は以下の通りである。現像剤容器４ｆ内に現像剤１４が十分有るものと判断してステップＳ１２に進む。前記ステップＳ１２において、ＣＰＵ２０は、現像剤補給装置８による現像剤１４の補給動作を行なわないで現像剤１４の補給動作を終了する
【００８８】
前記ステップＳ１１において、ＣＰＵ２０は、図７の検出信号ｄで示すように、現像剤容器４ｆ内の残量センサ１３ａにより検出された現像剤有検出回数が１５回の検出タイミングのうち３回未満であった場合は、ステップＳ１３に進む。
【００８９】
そして、前記ステップＳ１３において、ＣＰＵ２０は、図７の検出信号ｄで示すように、現像剤容器４ｆ内の残量センサ１３ａにより検出された現像剤有検出回数が１５回の検出タイミングのうち２回であった場合は以下の通りである。現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖが「小」であると判断して、ステップＳ１４に進む。
【００９０】
前記ステップＳ１４において、ＣＰＵ２０は、現像剤補給装置８の現像剤ボトル８ｃの回転数（回転速度）を予め設定した下限値に設定して現像剤１４の補給を開始する。
【００９１】
現像剤ボトル８ｃの回転数（回転速度）を予め設定した下限値に設定した場合の現像剤１４の補給量は、画像形成時のみの現像剤容器４ｆ内のスクリュー部材４ａの長手方向への搬送で十分に搬送できる。このためステップＳ１５において、ＣＰＵ２０は、画像形成装置１７の非画像形成時での現像装置４の駆動は行なわないで前記ステップＳ１１に戻る。
【００９２】
前記ステップＳ１３において、ＣＰＵ２０は、図７の検出信号ｃで示すように、現像剤容器４ｆ内の残量センサ１３ａにより検出された現像剤有検出回数が１５回の検出タイミングのうち２回よりも少ない場合は、ステップＳ１６に進む。前記ステップＳ１６において、現像剤容器４ｆ内の残量センサ１３ａにより検出された現像剤有検出回数が１５回の検出タイミングのうち１回であった場合は以下の通りである。現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖが「大」であると判断して、ステップＳ１７に進む。
【００９３】
前記ステップＳ１７において、ＣＰＵ２０は、現像剤ボトル８ｃの回転数（回転速度）を上げる。具体的には、現像剤ボトル８ｃやスクリュー部材１０の回転速度やポンプ部８ｄの伸縮速度を上げる。これによりポンプ部８ｄの伸縮により現像剤補給装置８から現像剤容器４ｆ内に補給する現像剤１４の加圧補給量を増加させる。次に、ステップＳ１８に進んで、現像剤容器４ｆ内の長手方向への現像剤１４の搬送力を上げるために非画像形成時（現像前後の感光ドラム１の回転時）に現像装置４を駆動させ、前記ステップＳ１１に戻る。
【００９４】
前記ステップＳ１６において、ＣＰＵ２０は、図７の検出信号ｂで示すように、現像剤容器４ｆ内の残量センサ１３ａにより検出された現像剤有検出回数が１５回の検出タイミングのうち１回よりも少ない０回であった場合は以下の通りである。現像剤容器４ｆ内の現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖが「極大」であると判断して、ステップＳ１９に進む。
【００９５】
前記ステップＳ１９において、ＣＰＵ２０は、現像剤ボトル８ｃの回転数（回転速度）を大幅に上げる。これによりポンプ部８ｄの伸縮により現像剤補給装置８から現像剤容器４ｆ内に補給する現像剤１４の加圧補給量を大幅に増加させる。次に、ステップＳ２０に進んで、現像剤容器４ｆ内の長手方向への現像剤１４の搬送力を大幅に上げるために非画像形成時（現像前後の感光ドラム１の回転時）に現像装置４を駆動させ、前記ステップＳ１１に戻る。
【００９６】
図５に示す制御手段となるＣＰＵ２０は、図７の検出信号ｅで示すように、現像剤容器４ｆ内の残量センサ１３ａにより検出された現像剤有検出回数が１５回の検出タイミングのうち３回以上となるまで前記ステップＳ１１〜Ｓ２０を繰り返す。そして、前記ステップＳ１１において、図７の検出信号ｅで示すように、現像剤容器４ｆ内の残量センサ１３ａにより検出された現像剤有検出回数が１５回の検出タイミングのうち３回以上となった場合は以下の通りである。現像剤容器４ｆ内に現像剤１４が十分有るものと判断してステップＳ１２に進む。そして、前記ステップＳ１２において、ＣＰＵ２０は、現像剤補給装置８による現像剤１４の補給動作を行なわないで現像剤１４の補給動作を終了する。
【００９７】
図１３に示す本実施形態のような現像剤補給制御を行なうことにより、図３に示す現像剤容器４ｆ内の長手方向への現像剤１４の搬送性を損なうことなく、該現像剤容器４ｆ内の現像剤１４の量を適切に保つことが出来る。そのため高印字率で連続印刷を行った場合でも画像濃度を安定させることが出来る。
【００９８】
図１４は、図１３に示す前記ステップＳ１４，Ｓ１７，Ｓ１９における現像剤の加圧補給動作時における図４に示す現像剤ボトル８ｃの回転数（回転速度）と、現像剤１４の補給量と、現像剤１４の噴き出し現象との関係を示す図である。
【００９９】
図１３の前記ステップＳ１４に示すように、現像剤ボトル８ｃの回転数（回転速度）が下限（１０ｒｐｍ（rotation per minute)）の場合は以下の通りである。現像剤１４の加圧補給動作時にポンプ部８ｄの伸縮により現像剤容器４ｆ内に加わる現像剤１４を除いた空間部の圧力Ｐ３は１．０６０×１０５Ｐａであった。
【０１００】
これにより図１４に示すように、現像剤１４の加圧補給動作時にポンプ部８ｄの伸縮により以下の通りである。現像剤容器４ｆ内に加わる現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ３が３４０ｃｍ３中に１５ｃｍ３の現像剤１４が現像剤容器４ｆ内に補給される。このとき、現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外への現像剤１４の噴き出しは発生していなかった。
【０１０１】
図１３の前記ステップＳ１７に示すように、現像剤ボトル８ｃの回転数（回転速度）が大（１５ｒｐｍ）の場合は以下の通りである。現像剤１４の加圧補給動作時にポンプ部８ｄの伸縮により現像剤容器４ｆ内に加わる現像剤１４を除いた空間部の圧力Ｐ３は１．０７４×１０５Ｐａであった。
【０１０２】
これにより図１４に示すように、現像剤１４の加圧補給動作時にポンプ部８ｄの伸縮により以下の通りである。現像剤容器４ｆ内に加わる現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ３が３５０ｃｍ３中に２０ｃｍ３の現像剤１４が現像剤容器４ｆ内に補給される。このとき、現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外への現像剤１４の噴き出しは発生していなかった。
【０１０３】
図１３の前記ステップＳ１９に示すように、現像剤ボトル８ｃの回転数（回転速度）が極大（２０ｒｐｍ）の場合は以下の通りである。現像剤１４の加圧補給動作時にポンプ部８ｄの伸縮により現像剤容器４ｆ内に加わる現像剤１４を除いた空間部の圧力Ｐ３は１．０８６×１０５Ｐａであった。
【０１０４】
これにより図１４に示すように、現像剤１４の加圧補給動作時にポンプ部８ｄの伸縮により以下の通りである。現像剤容器４ｆ内に加わる現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ３が３７０ｃｍ３中に２５ｃｍ３の現像剤１４が現像剤容器４ｆ内に補給される。このとき、現像剤容器４ｆの現像ローラ４ｃが設けられた開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外への現像剤１４の噴き出しは発生していなかった。
【０１０５】
以上のように、本実施形態では、現像剤容器４ｆ内（現像剤収容手段内）の現像剤１４の量（現像剤量）を検出する現像剤検出手段となる残量センサ１３ａを有する。そして、ＣＰＵ２０（判定手段）が現像剤容器４ｆ内（現像剤収容手段内）の体積から残量センサ１３ａ（現像剤検出手段）の検出結果を差し引いた空間の体積Ｖを判定する。
【０１０６】
ＣＰＵ２０（判定手段）は、現像剤容器４ｆ内の残量センサ１３ａ（現像剤検出手段）による検出結果に基づいて以下の通り判定する。判定手段を兼ねるＣＰＵ２０が現像剤容器４ｆ内（現像剤収容手段内）の体積から、該現像剤容器４ｆ内に収容されている現像剤１４の量（現像剤量）を差し引いた空間の体積Ｖを判定する。そして、制御手段を兼ねるＣＰＵ２０は、該ＣＰＵ２０（判定手段）の判定結果に基づいて、現像剤補給装置８（現像剤補給手段）のポンプ部８ｄの伸縮による現像剤補給圧力を制御する。
【０１０７】
これによりＣＰＵ２０（制御手段）は、現像剤容器４ｆ内（現像剤収容手段内）の体積から、該現像剤容器４ｆ内に収容されている現像剤１４の量（現像剤量）を差し引いた空間の体積Ｖに基づいて以下の通り制御する。現像剤補給装置８（現像剤補給手段）による現像剤補給量を制御する。ＣＰＵ２０（制御手段）は、図５に示す現像剤補給部８ａの駆動部２３により回転される現像剤ボトル８ｃの回転数（回転速度）を変更することにより現像剤補給装置８（現像剤補給手段）による現像剤補給量を制御する。
【０１０８】
また、図１３のステップＳ１８，Ｓ２０に示すように、ＣＰＵ２０（制御手段）は、画像形成装置１７の非画像形成時に現像剤補給装置８（現像剤補給手段）による現像剤補給量を制御する。また、ＣＰＵ２０（制御手段）は、現像剤補給装置８（現像剤補給手段）による現像剤補給量に応じて現像剤容器４ｆ内のスクリュー部材４ａ（搬送手段）の駆動時間を変更する。
【０１０９】
本実施形態のように、現像剤ボトル８ｃの回転数（回転速度）を上昇させて現像剤１４の補給量を増加させる。そして、ポンプ部８ｄの伸縮により現像剤容器４ｆ内に加わる現像剤１４を除いた空間部の圧力Ｐ３が上昇する。これにより現像剤容器４ｆ内に加わる現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ３が増加する。このため開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外への現像剤１４の噴き出しは発生していない。これにより本実施形態では、ポンプ部８ｄの伸縮により現像剤容器４ｆ内に加わる現像剤１４を除いた空間部の体積Ｖ３に応じた適切な現像剤１４の補給を開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外への現像剤１４の噴き出し無しで行なうことが出来る。
【０１１０】
本実施形態では、ポンプ部８ｄの伸縮による現像剤１４の補給圧力及び現像装置４の駆動を制御する。これにより図３に示す現像剤容器４ｆ内の長手方向への均一な現像剤１４の補給を迅速かつ開口４ｆ１から該現像剤容器４ｆの外への現像剤１４の噴き出し無しで行なうことが出来る。これにより高印字率で大量の連続印刷であっても図３に示す現像剤容器４ｆ内の長手方向における現像剤１４の濃度の均一性を向上して画像濃度の追従性を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１１１】
Ｖ…現像剤容器４ｆ内の体積から、収容されている現像剤１４の量を差し引いた空間の体積
１…感光ドラム（像担持体）
４ｃ…現像ローラ（現像剤供給手段）
４ｆ…現像剤容器（現像剤収容手段）
４ｆ１…開口（隙間）
８…現像剤補給装置（現像剤補給手段）
１３ａ…現像剤容器４ｆ内の残量センサ（現像剤検出手段）
１４…現像剤
２０…ＣＰＵ（制御手段、判定手段）
【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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