JP6642144B2 - 電源制御装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電源制御装置及び画像形成装置に関し、特に、コールドスタート時において、ウォームアップ時間を延長することなく電源制御装置の破壊を防止する技術に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、記録シートにトナーを熱定着するためにさまざまな熱源が用いられており、特にハロゲンヒーターは安価であることから広く用いられている。ハロゲンヒーターに給電する際には、降圧チョッパー回路にて電力制御を行えば、高い制御応答性を実現することができる。
しかしながら、ハロゲンヒーターには、ヒーター自体の温度が低いと電気抵抗値が低くなって、点灯開始時における突入電流量が多くなるという特性がある。

突入電流が多くなると電源ラインの電圧降下が発生して、フリッカーや蛍光灯のチラツキが起こる恐れもある。
また、降圧チョッパー回路に耐圧の低い絶縁ゲートバイポーラートランジスター（IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いて、ハロゲンヒーターのコールドスタート時に高デューティでオンさせると、ＩＧＢＴが破壊される恐れがある。

低耐圧のＩＧＢＴに代えて、高耐圧のＩＧＢＴを用いれば、突入電流による破壊を解消することはできるが、部品コストが上昇するため現実的ではない。
また、コーストスタート時の初期ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）デューティを低くすれば、突入電流を抑制してＩＧＢＴの破壊を免れることができるものの、低デューティの期間を長くすると、ハロゲンヒーターのウォームアップ時間が常に長くなるという弊害が生じる。

このような問題に対して、例えば、ハロゲンランプ点灯当初においては、電流量がランプ許容電流値を超えない値になるように入力電圧を制限した状態で一定時間だけハロゲンランプを点灯させ、その後、ＰＷＭ制御を開始するという対策が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
このようにすれば、入力電圧を制限することによって突入電流が制限されるので、ＩＧＢＴの破壊を防止することができる。

特開２００１−０６９６６７号公報 特開平８−０９８３９３号公報

画像形成装置では、ユーザーによる印刷指示を受け付けてから最初のページを印刷出力するまでの時間（FCOT: First Copy Out Time）が装置性能表すベンチマークの一つになっており、ＦＣＯＴを短縮することが望まれる。
しかしながら、上記の従来技術においては、ハロゲンランプの点灯当初には毎回必ず一定時間だけ入力電圧を制限するため、この一定時間分だけ常に立ち上がりが遅くなる。従って、画像形成装置に上記従来技術を適用すると、入力電圧を制限する一定時間を確保する必要上、ウォームアップ時間が長くなり、延いてはＦＣＯＴが長くなってしまうという問題がある。

本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、ウォームアップ時間の延長を招くことなく、ハロゲンヒーターのコールドスタート時の突入電流を抑制する電源制御装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る電源制御装置は、ハロゲンヒーターを用いてトナー像を熱定着する画像形成装置において、外部電源から交流電力を受電して、前記ハロゲンヒーターに電流を供給する電源制御装置であって、前記交流電力を全波整流する整流手段と、全波整流された電力から前記ハロゲンヒーターへの供給電流を生成するチョッパー手段と、前記ハロゲンヒーターへの供給電流量を指標する電流帰還信号を生成する電流帰還手段と、前記ハロゲンヒーターに供給すべき目標電流量と、前記電流帰還信号が指標する供給電流量との差に応じて、前記供給電流量をＰＷＭ制御する定電流制御手段と、を備え、前記電流帰還手段は、前記ハロゲンヒーターのオン時における前記ハロゲンヒーターの温度状態に応じて、前記ハロゲンヒーターのオン時から所定時間が経過するまでの初期期間においては、当該初期期間の経過後よりも前記電流帰還信号が指標する供給電流量が多くなるように、前記電流帰還信号の生成方式を切り替えることを特徴とする。

このようにすれば、電流帰還手段が、ハロゲンヒーターのオン時から所定時間が経過するまでの初期期間において、初期期間の経過後よりも電流帰還信号が指標する供給電流量が多くなるように、電流帰還信号の生成方式を切り替えるので、コールドスタート時の突入電流を抑制することができる。また、定電流制御手段が、ハロゲンヒーターに給電すべき目標電流量と、電流帰還信号が指標する供給電流量との差に応じて供給電流量をＰＷＭ制御する。このため、ヒーター電流が不必要に抑制されないので、ウォームアップ時間が不必要に延長されるのを防止することができる。

この場合において、前記電流帰還手段は、前記電流帰還信号が指標する供給電流量が、前記初期期間においては前記初期期間の経過後よりも前記供給電流量の尖頭値に近く、前記初期期間の経過後は当該初期期間よりも前記供給電流量の平均値に近い値になるように前記生成方式を切り替えてもよい。
また、前記電流帰還手段は、前記初期期間の経過後においては、前記初期期間よりも充電時定数が大きくなるように前記生成方式を切り替えてもよいし、放電時定数が小さくなるように前記生成方式を切り替えてもよい。更に、前記電流帰還信号のゲインが上がるように前記生成方式を切り替えてもよい。

また、前記定電流制御手段は、前記電流帰還信号の位相補償を行う位相補償手段を備え、前記位相補償手段は、前記初期期間においては、前記初期期間の経過後よりも応答速度が速くなるように応答速度を切り替えてもよい。
また、前記ハロゲンヒーターへの電流供給を停止してから所定時間が経過したか否かを判定する判定手段を備え、前記電流帰還手段は、前記ハロゲンヒーターへの電流供給を停止してから所定時間が経過していないと判定された場合には、前記初期期間における前記生成方式として、前記初期期間経過後の前記生成方式を用いてもよい。

また、前記定電流制御手段が行うＰＷＭ制御は、等間隔ＰＷＭ制御であってもよい。
また、前記電流帰還手段は、前記電流帰還信号を生成するために、前記整流手段によって全波整流される前の交流電流を検波してもよいし、前記チョッパー手段に流入する電流または前記チョッパー手段から流出する電流を検波してもよい。
また、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る電源制御装置を備えることを特徴とする。この場合において、前記ハロゲンヒーターを用いてトナー像を熱定着するための定着温度を検出する温度検出手段と、検出された定着温度に応じた前記目標電流量を前記定電流制御手段に指示する電流指令手段と、を備えるのが望ましい。

また、前記ハロゲンヒーターを用いてトナー像を熱定着するための定着温度を上昇させるウォームアップモードと、前記定着温度を所定温度に維持する待機モードと、を含む複数の動作モードを有し、前記動作モードが前記ウォームアップモードと前記待機モードとの何れでもない場合に、前記電流帰還手段は、前記初期期間における前記生成方式として、前記初期期間の経過後と同じ生成方式を用いてもよい。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。 電源制御装置１００の主要な構成を示す回路図である。 フィルターＦＬ１の主要な構成を示す回路図である。 ＰＩ信号ＰＩＯのレベルとコンパレーターＣＰ１が出力するパルス信号ＰＷＭとの関係を説明する図であって、（ａ）はＰＩ信号ＰＩＯのレベルが高い場合を例示し、（ｂ）はＰＩ信号ＰＩＯのレベルが低い場合を例示する。 制御部１１０の主要な構成を示すブロック図である。 制御部１１０の動作を示すフローチャートである。 全波整流信号ＩＦＢ１から平均値検波、準尖頭値検波及び尖頭値検波によって得られた電流帰還信号ＩＦＢ２を例示する図である。

以下、本発明に係る電源制御装置及び画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［１］画像形成装置の構成
まず、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に示されるように、画像形成装置１は、いわゆるタンデム型のカラープリンターであって、電源制御装置１００を備えている。電源制御装置１００は、いわゆる低圧電源であって、外部電源１６０から交流電力の給電を受けると、画像形成装置１の各部に駆動用電力や制御用電力、ヒーター用電力を供給する。制御部１１０は、電源制御装置１００を含む画像形成装置１の各部の動作を制御する。

制御部１１０は、ＬＡＮ（Local Area Network）等、不図示のネットワークを経由して他の装置から印刷ジョブを受け付けると、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）各色のトナー像を作像ユニット１３０Ｙ、１３０Ｍ、１３０Ｃ及び１３０Ｋに作像させる。
作像ユニット１３０Ｙ、１３０Ｍ、１３０Ｃ及び１３０Ｋはそれぞれ感光体ドラム１３１Ｙ、１３１Ｍ、１３１Ｃ及び１３１Ｋを備えている。作像時には、不図示の帯電装置、露光装置及び現像装置を用いて、それぞれ感光体ドラム１３１Ｙ、１３１Ｍ、１３１Ｃ及び１３１Ｋの外周面を一様に帯電させた後、印刷ジョブに応じた露光によって静電潜像を形成し、当該静電潜像にトナーを供給することによって、ＹＭＣＫ各色のトナー像を形成する。

感光体ドラム１３１Ｙ、１３１Ｍ、１３１Ｃ及び１３１Ｋの外周面上に形成されたＹＭＣＫ各色のトナー像は、１次転写ローラー１３２Ｙ、１３２Ｍ、１３２Ｃ及び１３２Ｋによって、中間転写ベルト１３３上で互いに重なり合って、カラートナー像になるように静電転写される。転写後に感光体ドラム１３１Ｙ、１３１Ｍ、１３１Ｃ及び１３１Ｋの外周面上に残留するトナーはクリーナーによって除去される。

中間転写ベルト１３３は駆動ローラー１３４と従動ローラー１３５とに張架されており、矢印Ａ方向に回転走行する。駆動ローラー１３４には、中間転写ベルト１３３を挟んで２次転写ローラー１３６が圧接されており、２次転写ニップが形成されている。
シートトレイ１３８には記録シートＳが収容されており、中間転写ベルト１３３がカラートナー像を２次転写ニップまで搬送するのにタイミングを合せて、ピックアップローラー１３９が記録シートＳを１枚ずつ繰り出す。繰り出された記録シートＳは、搬送経路（一点鎖線Ｂ）に沿って搬送される。

記録シートＳは、タイミングローラー対１４０で一旦停止して搬送タイミングを調整した後、２次転写ニップまで搬送されて、カラートナー像を静電転写される。記録シートＳは更に定着装置１４１でカラートナー像を熱定着された後、排紙ローラー対１４２によって排紙トレイ１４３上に排出される。
なお、定着装置１４１は、熱源としてハロゲンヒーター１２０を内蔵しており、電源制御装置１００から給電を受けて昇温する。定着装置１４１には、また、温度センサー１２１が内蔵されており、後述のように、制御部１００は温度センサー１２１が検出した定着器温度Ｔを参照して電源制御装置１００に制御信号をフィードバック入力する。

また、画像形成装置１には、カラー現像モーター１５０、カラー感光体モーター１５１、メインモーター１５２、黒現像モーター１５３及び定着モーター１５４が搭載されている。カラー現像モーター１５０は作像ユニット１３０Ｙ、１３０Ｍ及び１３０Ｃが有する現像装置を駆動し、カラー感光体モーター１５１は感光体ドラム１３１Ｙ、１３１Ｍ及び１３１Ｃを回転駆動する。

メインモーター１５２は、ピックアップローラー１３９からから２次転写ローラー１３６までのシート搬送、中間転写ベルト１３３及び感光体ドラム１３０Ｋを駆動する。黒現像モーター１５３は、作像ユニット１３０Ｋが有する現像装置を駆動し、定着モーター１５４は定着装置１４１を駆動する。
［２］電源制御装置１００の構成
次に、電源制御装置１００の構成について説明する。

電源制御装置１００は、図２に示されるように、外部電源１６０から受電した交流電力を、ブリッジ整流回路２０１を用いて整流し、降圧チョッパー回路を用いて降圧することによって、ハロゲンヒーター１２０に直流電力を給電する。また、電源制御装置１００においては、電流帰還回路を用いて、降圧チョッパー回路が定電流制御される。
（２−１）ブリッジ整流回路２０１
ブリッジ整流回路２０１は、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３及びＤ４から構成されている。ブリッジ整流回路２０１のａ点には、外部電源１６０のＬ（Live）ラインがヒューズＦ１を介して接続され、ｂ点には外部電源１６０のＮ（Neutral）ラインが接続されている。ブリッジ整流回路２０１は、交流電力を全波整流して、ｃ点並びにｄ点から出力する。

（２−２）降圧チョッパー回路
降圧チョッパー回路は、スイッチング素子Ｑ１、フライホイールダイオードＤ９及びリアクトルＬ１から構成されている。スイッチング素子Ｑ１は、例えば、ＩＧＢＴであって、コレクター端子がブリッジ整流回路２０１のｃ点に接続されており、エミッター端子がフライホイールダイオードＤ９のカソード端子とリアクトルＬ１の一方の端子とに接続されている。

リアクトルＬ１のもう一方の端子、並びにフライホイールダイオードＤ９のアノード端子はハロゲンヒーター１２０に接続されており、フライホイールダイオードＤ９のアノード端子はブリッジ整流回路２０１のｄ点にも接続されている。
スイッチング素子Ｑ１は、ゲートアンプＧＡ１が出力するゲート信号ＰＷＭＧに応じたデューティ比でオンオフし、ＰＷＭ制御する。

スイッチング素子Ｑ１のオン時には、ハロゲンヒーター１２０に供給される電流（以下、「ヒーター電流」という。）の立ち上がり時間がリアクトルＬ１によって抑えられる。一方、スイッチング素子Ｑ１がオフ時には、リアクトルＬ１に蓄積されたエネルギーがリアクトルＬ１、ハロゲンヒーター１２０及びフライホイールダイオードＤ９を経由して還流する。

（２−３）電流帰還回路
電流帰還回路は、電流トランスＣＴ１やブリッジ整流回路２０２、固定抵抗Ｒ１等を有している。
（２−３−１）電流トランスＣＴ１から固定抵抗Ｒ１まで
電流トランスＣＴ１は、外部電源１６０のＮラインからブリッジ整流回路２０１のｂ点に至る回路上で、ハロゲンヒーター１２０に供給される電流量を検出する。

ブリッジ整流回路２０２はダイオードＤ５、Ｄ６、Ｄ７及びＤ８から構成されており、電流トランスＣＴがブリッジ整流回路２０２のｅ点とｆ点に接続されている。ブリッジ整流回路２０２は電流トランスＣＴの２次電流（検出電流）を全波整流する。
固定抵抗Ｒ１はブリッジ整流回路２０２のｇ点とｈ点に接続されている。固定抵抗Ｒ１はブリッジ整流回路２０２の出力電流から電圧信号（全波整流信号）ＩＦＢ１を生成する。

（２−３−２）フィルターＦＬ１
フィルターＦＬ１は、全波整流信号ＩＦＢ１の入力を受け付けて、電流帰還信号ＩＦＢ２を出力する。フィルターＦＬ１は、制御部１１０が出力するフィルター特性選択信号ＦＳに応じて、フィルター特性を平均値検波と準尖頭値検波との何れかに切り替える。
図３は、フィルターＦＬ１の主要な構成を示す回路図である。フィルターＦＬ１は、いわゆるＲＣフィルターであって、ＲＣ定数を変化させることによってフィルター特性が変化する。図３に示されるように、フィルターＦＬ１は、可変抵抗Ｒ２、Ｒ３、可変キャパシターＣ１及び増幅器ＧＡ２を備えている。

可変抵抗素子Ｒ２は、他方の端子がキャパシターＣ１、可変抵抗素子Ｒ３及び増幅器ＧＡ２に接続されている。
キャパシターＣ１並びに可変抵抗素子Ｒ２の他方の端子は他方の入力端子に接続されている。キャパシターＣ１並びに可変抵抗素子Ｒ２の他方の端子は入力端子に接続されている。増幅器ＧＡ２は入力信号を増幅して、フィルターＦＬ１の出力端子に電流帰還信号ＩＦＢ２を出力する。

制御部１１０からのフィルター特性選択信号ＦＳが切り替わると、切り替え信号ＦＳ１、ＦＳ２及びＦＳ３の何れか１つ又は２つ以上が切り替わることによって、可変抵抗素子Ｒ２、Ｒ３の抵抗及び可変キャパシターＣ１の容量のうち対応するものが切り替わる。
本実施の形態においては、フィルターＦＬ１のフィルター特性が平均値検波である場合と比較して、充電時定数を短くしたり、放電時定数を長くしたりすることによって、フィルター特性を準尖頭値検波（図７）に切り替える。

フィルターＦＬ１のフィルター特性は、アナログ回路を用いて切り替えてもよいし、デジタル回路を用いてソフトウエアにより切り替えてもよい。
（２−３−３）位相補償器ＯＡ１からゲートアンプＧＡ１まで
位相補償器ＯＡ１は、電流帰還による出力電圧の発振を防止するために位相補償を行う。このため、制御部１１０がヒーター電流の目標量を示すヒーター電流指令信号ＩＲＥＦを出力すると、ヒーター電流指令信号ＩＲＥＦから電流帰還信号ＩＦＢ２を差し引いた信号が位相補償器ＯＡ１に入力される。

また、制御部１１０からのフィルター特性選択信号ＦＳに応じてフィルターＦＬ１の応答性が切り替わることに対応して、位相補償器ＯＡ１は、制御部１１０からＰＩ（Proportional-Integral）定数の切り替えを指示するＰＩ定数選択信号ＰＩＳを受け付けて、応答性を切り替える。位相補償器ＯＡ１はこれらの入力を受け付けてＰＩ信号ＰＩＯを出力する。

三角波発振器ＯＳＣ１は三角波の電圧信号である三角波出力信号ＯＳＣＯを生成する。
コンパレーターＣＰ１は、位相補償器ＯＡ１が出力するＰＩ信号ＰＩＯから三角波発振器ＯＳＣ１の三角波出力信号ＯＳＣＯを差し引いた電圧信号からパルス信号ＰＷＭを生成する。図４に示されるように、三角波出力信号ＯＳＣＯが一定であるのに対して、位相補償器ＯＡ１が出力するＰＩ信号のレベルが変化すると、この変化に応じてコンパレーターＣＰ１が出力するパルス信号ＰＷＭのデューティ比が変化する。

ゲートアンプＧＡ１は、パルス信号ＰＷＭ増幅してゲート信号ＰＷＭＧを出力する。スイッチング素子Ｑ１はゲート信号ＰＷＭＧに従ってオンオフし、ＰＷＭ制御する。
このようにすれば、ヒーター電流指令信号ＩＲＥＦと電流帰還信号ＩＦＢ２が一致するようにヒーター電流がフィードバック制御される。
［３］制御部１１０の構成
次に、制御部１１０の構成について説明する。

図５に示されるように、制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０１やＲＯＭ（Read Only Memory）５０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０３等を備えており、画像形成装置１に電源が投入されると、ＣＰＵ５０１はＲＯＭ５０２からブートプログラムを読み出して起動し、ＲＡＭ５０３を作業用記憶領域として、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）５０４から読み出したＯＳ（Operating System）や制御プログラム等を実行する。

ＮＩＣ（Network Interface Card）５０５はＬＡＮ（Local Area Network）等を介して他の装置から印刷ジョブを受け付けるための通信処理を実行する。タイマー５０６は、ＣＰＵ５０１によってタイムアウト時間を設定され、起動されると、当該タイムアウト時間を経過した時点でＣＰＵ５０１にタイムアウト割り込みを発生させる。
ＤＡＣ（Digital to Analogue Converter）４０７はＣＰＵ５０１からデジタル信号を入力されると、アナログ信号であるヒーター電流指令信号ＩＲＥＦ、ＰＩ定数選択信号ＰＩＳ及びフィルター特性選択信号ＦＳを生成して、フィルターＦＬ１に入力する。

ＣＰＵ５０１は、定着装置１４１が備える温度センサー１２１を参照して、定着器温度を取得する。また、ＣＰＵ５０１は操作パネル４１０を制御して、ユーザーに情報提示を行ったり、ユーザーから指示入力を受け付けたりする。操作パネル４１０は、例えば、タッチパッドと液晶ディスプレイとからなるタッチパネルやハードキーを備えたものである。

［４］電源制御装置１００の制御動作
次に、電源制御装置１００の制御動作について説明する。
制御部１１０は電源制御装置１００からハロゲンヒーター１２０への電力供給を制御し、ハロゲンヒーター１２０への電力供給を断った場合（ヒーターオフ）には、その時刻をＨＤＤ５０４に記録するものとする。

図６に示されるように、制御部１１０は、画像形成装置１に電源が投入されると起動して（Ｓ６０１：ＹＥＳ）、最後のヒーターオフ時刻と現在の時刻を参照する。ヒーターオフ後３秒以内である場合には（Ｓ６０２：ＹＥＳ）、ハロゲンヒーター１２０の温度が十分高く、従って突入電流が多くならないと判断される。このため、フィルター特性選択信号ＦＳを出力して、フィルターＦＬ１のフィルター特性を平均値検波に切り替える（Ｓ６２０）。

また、ＰＩ定数選択信号ＰＩＳを出力し、平均値検波に合わせて位相補償器ＯＡ１の位相特性を設定し（Ｓ６２１）、ヒーター電流指令信号ＩＲＥＦを出力して、平均値検波に合わせて電流帰還信号のゲインを設定した後（Ｓ６２２）、ハロゲンヒーター１２０を点灯して、定着装置１４１のウォームアップを開始する（Ｓ６２３）。
その後、温度センサー１２１を参照して、定着器温度が１６０度以上になったら（Ｓ６１２：ＹＥＳ）、ウォームアップを完了する。

このようにすれば、ヒーター電流の平均値がヒーター電流指令信号ＩＲＥＦで指定された電流量に一致するようにフィードバック制御される。また、等間隔ＰＷＭ制御にてチョッピングすることによりヒーター電流が一定になるように電流制御を行うので、電流波形が常に正弦波となり力率が１００％に維持される。等間隔ＰＷＭ制御は、等パルス幅ＰＷＭ制御（equal pulse width modulation）とも呼ばれ、パルスを等間隔に出力するので制御が容易になるという利点を有している。

また、フィルターＦＬ１の特性が平均値検波である場合には、図７に示されるように、全波整流信号ＩＦＢ１の波形が商用周波数（電源周波数）の倍のリップルを含んでいるので、電流帰還信号ＩＦＢ２が概ね全波整流信号ＩＦＢ１の平均値になる。
一方、ハロゲンヒーター１２０が冷えており、抵抗値が非常に小さい場合には、ヒーターオン時のヒーター電流が非常に大きくなってしまい、フィルターＦＬ１で平均値検波を行うとフィードバックが間に合わず、スイッチング素子Ｑ１に大電流が流れて破壊される恐れがある。このため、コールドスタート時には次のような処理を行う。

すなわち、電源オン時に前回のヒーターオフから３秒以上経過している場合には（Ｓ６０２：ＮＯ）、ハロゲンヒーター１２０の温度が下がっており、突入電流が多くなる恐れがあると判断される。このため、フィルター特性選択信号ＦＳを出力して、フィルターＦＬ１のフィルター特性を準尖頭値検波に切り替える（Ｓ６０３）。
また、ＰＩ定数選択信号ＰＩＳを出力して、平均値検波の場合よりも応答が早くなるように、位相補償器ＯＡ１の位相特性を設定し（Ｓ６０４）、ヒーター電流指令信号ＩＲＥＦを出力して、平均値検波の場合よりも電流帰還のゲインを大きくした後（Ｓ６０５）、ハロゲンヒーター１２０を点灯して、定着装置１４１のウォームアップを開始する（Ｓ６０６）。

その後、タイマー５０６にタイムアウト時間（本実施の形態においては、０．５秒）をセットして（Ｓ６０７）、タイムアウトが発生したら（Ｓ６０８：ＹＥＳ）、ハロゲンヒーター１２０が十分昇温して、突入電流が多くなるおそれはなくなったと判断される。そこで、フィルター特性選択信号ＦＳを出力して、フィルターＦＬ１のフィルター特性を平均値検波に切り替える（Ｓ６０９）。

また、ＰＩ定数選択信号ＰＩＳを出力して、位相補償器ＯＡ１の位相特性を遅くし（Ｓ６１０）、ヒーター電流指令信号ＩＲＥＦを出力して、電流帰還のゲインを小さくする（Ｓ６１１）。その後、温度センサー１２１を参照して、定着器温度が１６０度以上になったら（Ｓ６１２：ＹＥＳ）、ウォームアップを完了する。
このように、コールドスタート時にはフィルターＦＬ１の特性を準尖頭値検波に切り替えれば、図７に示されるように、平均値検波よりも電流帰還信号ＩＦＢ２の電圧値を高くすることができるので、応答遅れを無くすることができる。従って、コールドスタート時に突入電流が多くなっても、大きな電流帰還がかかるので、ヒーター電流を抑制することができる。

また、ハロゲンヒーター１２０が昇温し抵抗値が大きくなってヒーター電流量が変化すれば、この変化に応じて電流帰還がかかるので、従来技術のようにあらかじめ固定された期間中つねに入力電圧を制限する場合と比較して、ウォームアップ時間の最適化を図ることができる。
例えば、従来技術では、朝一など、ヒーター温度が最も低い場合を想定して入力電圧を制限する期間を決定しなければならない。従って、プリント直後のようにヒーター温度が早期に昇温する場合には入力電圧が不必要に長期間に亘って低く制限されてしまうので、ウォームアップ時間が長くならざるを得ない。

一方、本実施の形態においては、プリント直後など、ヒーター温度があまり低くなく、早期にハロゲンヒーター１２０の抵抗値が上昇する場合には、電流帰還によって柔軟にヒーター電流が調整される。従って、ハロゲンヒーター１２０が昇温する早さに応じて、ウォームアップ時間を短縮することができる。
［５］変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。

（１）上記実施の形態においては、外部電源１６０のＮラインからブリッジ整流回路２０１のｂ点に至る回路上で、電流トランスＣＴ１を用いて、ヒーター電流を検出する場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしてもよい。
すなわち、降圧チョッパー回路に流入する電流や、降圧チョッパー回路から流出する電流を検出してもよい。具体的には、ブリッジ整流回路２０１のｃ点からスイッチング素子Ｑ１を経由してハロゲンヒーター１２０に至る回路上に検出抵抗または直流電流トランス（DCCT: DC Current Transformer）を挿入して検出してもよい。このようにしても本発明の効果は同じである。

（２）上記実施の形態においては、コールドスタート後の所定期間（以下、「初期期間」という。）においてはフィルターＦＬ１のフィルター特性を準尖頭値検波とし、初期期間の経過後は平均値検波とする場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしてもよい。
すなわち、初期期間の経過後のフィルターＦＬ１のフィルター特性を平均値検波にする代わりに、初期期間におけるフィルターＦＬ１のフィルター特性（準尖頭値検波）と平均値検波との中間のフィルター特性（準尖頭値検波）としてもよい。初期期間経過後のフィルター特性が厳密に平均値検波になっておらず、平均値検波よりも充電時定数が短かったり、放電時定数が長かったりしても、初期期間におけるフィルター特性（準尖頭値検波）よりも充電時定数が長かったり、放電時定数が短かったりすれば、本発明の効果は同じである。

（３）上記実施の形態においては、フィルターＦＬ１のフィルター特性を初期期間では準尖頭値検波として、その後、平均値検波とする場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて、或いはこれと共に次のようにしてもよい。
すなわち、制御部１１０が出力するフィルター特性選択信号ＦＳにて切り替え信号ＦＳ４を制御して、コールドスタート時の初期期間においては増幅器ＧＡ２の増幅率、言い換えると電流帰還信号ＩＦＢ２のゲインを上げることによって、大きな電流帰還をかけてヒーター電流を抑制する。また、初期期間経過後においては、電流帰還信号ＩＦＢ２のゲインを下げる。このようにしても、本発明の効果は同じである。

（４）上記実施の形態においては、特に言及しなかったが、ハロゲンヒーター１２０がコールドスタートするのは、画像形成装置１の動作モードがウォームアップモードであるか待機モードであるかの何れかであるため、制御部１１０は、画像形成装置１の動作モードがウォームアップモードと待機モードとの何れかである場合のみフィルター特性選択信号ＦＳを切り替えて、初期期間におけるフィルターＦＬ１のフィルター特性が準尖頭値検波になるように制御してもよい。

このようにすれば、例えば、動作モードがプリントモードである場合などには、初期期間であってもフィルター特性が平均値検波になるので、定着装置１４１の定着温度を適切に制御することができる。
（５）上記実施の形態においては、画像形成装置１がタンデム型のカラープリンターである場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、タンデム型以外のカラープリンターやモノクロプリンターに本発明を適用してもよい。また、スキャナーを備えた複写装置や、更に通信機能を備えたファクシミリ装置、これらの機能を兼ね備えた複合機（MFP: Multi-Function Peripheral）に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。

本発明に係る電源制御装置及び画像形成装置は、コールドスタート時において、ウォームアップ時間を延長することなく電源制御装置の破壊を防止する装置として有用である。

１………画像形成装置
１００…電源制御装置
１１０…制御部
１２０…ハロゲンヒーター
ＦＬ１…フィルター
Ｑ１……スイッチング素子

Claims (13)

1. ハロゲンヒーターを用いてトナー像を熱定着する画像形成装置において、外部電源から交流電力を受電して、前記ハロゲンヒーターに電流を供給する電源制御装置であって、
   前記交流電力を全波整流する整流手段と、
   全波整流された電力から前記ハロゲンヒーターへの供給電流を生成するチョッパー手段と、
   前記ハロゲンヒーターへの供給電流量を指標する電流帰還信号を生成する電流帰還手段と、
   前記ハロゲンヒーターに供給すべき目標電流量と、前記電流帰還信号が指標する供給電流量との差に応じて、前記供給電流量をＰＷＭ制御する定電流制御手段と、を備え、
   前記電流帰還手段は、前記ハロゲンヒーターのオン時における前記ハロゲンヒーターの温度状態に応じて、前記ハロゲンヒーターのオン時から所定時間が経過するまでの初期期間においては、当該初期期間の経過後よりも前記電流帰還信号が指標する供給電流量が多くなるように、前記電流帰還信号の生成方式を切り替える
   ことを特徴とする電源制御装置。
2. 前記電流帰還手段は、前記電流帰還信号が指標する供給電流量が、前記初期期間においては前記初期期間の経過後よりも前記供給電流量の尖頭値に近く、前記初期期間の経過後は当該初期期間よりも前記供給電流量の平均値に近い値になるように前記生成方式を切り替える
   ことを特徴とする請求項１に記載の電源制御装置。
3. 前記電流帰還手段は、前記初期期間の経過後においては、前記初期期間よりも充電時定数が大きくなるように前記生成方式を切り替える
   ことを特徴とする請求項２に記載の電源制御装置。
4. 前記電流帰還手段は、前記初期期間の経過後においては、前記初期期間よりも放電時定数が小さくなるように前記生成方式を切り替える
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の電源制御装置。
5. 前記電流帰還手段は、前記初期期間においては、前記初期期間の経過後よりも前記電流帰還信号のゲインが上がるように前記生成方式を切り替える
   ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の電源制御装置。
6. 前記定電流制御手段は、前記電流帰還信号の位相補償を行う位相補償手段を備え、
   前記位相補償手段は、前記初期期間においては、前記初期期間の経過後よりも応答速度が速くなるように応答速度を切り替える
   ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の電源制御装置。
7. 前記ハロゲンヒーターへの電流供給を停止してから所定時間が経過したか否かを判定する判定手段を備え、
   前記電流帰還手段は、前記ハロゲンヒーターへの電流供給を停止してから所定時間が経過していないと判定された場合には、前記初期期間における前記生成方式として、前記初期期間経過後の前記生成方式を用いる
   ことを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の電源制御装置。
8. 前記定電流制御手段が行うＰＷＭ制御は、等間隔ＰＷＭ制御である
   ことを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の電源制御装置。
9. 前記電流帰還手段は、前記電流帰還信号を生成するために、前記整流手段によって全波
   整流される前の交流電流を検波する
   ことを特徴とする請求項１から８の何れかに記載の電源制御装置。
10. 前記電流帰還手段は、前記電流帰還信号を生成するために、前記チョッパー手段に流入する電流または前記チョッパー手段から流出する電流を検波する
    ことを特徴とする請求項１から８の何れかに記載の電源制御装置。
11. 請求項１から１０の何れかに記載の電源制御装置を備える
    ことを特徴とする画像形成装置。
12. 前記ハロゲンヒーターを用いてトナー像を熱定着するための定着温度を検出する温度検出手段と、
    検出された定着温度に応じた前記目標電流量を前記定電流制御手段に指示する電流指令手段と、を備える
    ことを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記ハロゲンヒーターを用いてトナー像を熱定着するための定着温度を上昇させるウォームアップモードと、前記定着温度を所定温度に維持する待機モードと、を含む複数の動作モードを有し、
    前記動作モードが前記ウォームアップモードと前記待機モードとの何れでもない場合に、前記電流帰還手段は、前記初期期間における前記生成方式として、前記初期期間の経過後と同じ生成方式を用いる
    ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の画像形成装置。