JP3614677B2

JP3614677B2 - Differential transformer inspection equipment

Info

Publication number: JP3614677B2
Application number: JP24113798A
Authority: JP
Inventors: 勉青木; 剛弘杉山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-08-12
Filing date: 1998-08-12
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2018-08-12
Also published as: JP2000058330A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計測器、金属探知器、トナー濃度計測センサなどに使用される差動トランスの検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複写機やレーザプリンタなど電子写真方式の画像形成装置には、現像ユニットや感光体ドラムなどへのトナーの供給タイミングを決定するためにトナーセンサが設けられている。
図５にトナーセンサなどに使用される差動トランスの回路構成を示す。この差動トランス１０１は、予め設定されている周波数、例えば数百ＫＨｚの周波数を持つ駆動電圧を生成する発振器１０２と、この発振器１０２から出力される駆動電圧によって駆動されて交番磁界を発生する１次コイル１０３と、この１次コイル１０３によって生成された交番磁界によって磁束が生成されるコア１０４と、このコア１０４内に発生する磁束に応じた２次電圧を生成する一対の２次コイル１０５、１０６とを備えている。これら１次コイル１０３、コア１０４、及び一対の２次コイル１０５、１０６は、プラスチック製の筐体１０７内に納められている。
前記発振器１０２によって１次コイル１０３を駆動して交番磁界を生成させ、コア１０４内に交番磁束を発生させると、コア１０４に巻き付けられた２つの２次コイル１０５、１０６に２次電圧Ｖ２、Ｖ３が発生し、出力端子１０９から、次式に示す如く、これらの２次電圧Ｖ２、Ｖ３の差電圧Ｖ０が出力される。
Ｖ０＝Ｖ２−Ｖ３ …（１）
２つの２次コイル１０５、１０６は、インダクタンス定数が等しく設定され、一方の２次コイル（以下、「基準インダクタ」ともいう。）１０５と１次コイル１０３との磁気結合係数と、他方の２次コイル（以下、「検出インダクタ」ともいう。）１０６と１次コイル１０３との磁気結合係数とが等しくなるように設定されているので、２つの２次コイル１０５、１０６の外部に何も無い状態では、前記差電圧Ｖ０がゼロになる。
そして、図６に示す如く筐体１０７の外部から検出インダクタ１０６の近くに磁気に反応する物体、例えばトナーなどの磁性材１１０を近づけると、この磁性材１１０の磁気特性に応じて検出インダクタ１０６に生じる２次電圧Ｖ３の値が変化して、出力端子１０９から次式に示す如く前記（１）式で示す差電圧Ｖ０と異なる値を持つ差電圧Ｖ０’が出力される。
Ｖ０’＝Ｖ２−Ｖ３’ …（２）
これにより、トナーなどの磁性材１１０の濃度が変化すれば、これに応じて出力端子１０９から出力される差電圧Ｖ４の値が変化する。
【０００３】
ところで、トナーセンサに使用される差動トランス１１０が不良品であると、例えば複写機において、トナー量が十分でないにもかかわらず、現像ユニット内へのトナー供給が停止して画像が薄くなったり、反対に、トナー量が十分であるにも拘わらず、トナーを供給し過ぎて画像汚れ（地汚れ）や複写機内へのトナー溢れなどが発生し、複写機の機能が果たせなくなってしまう。
そこで従来、差動トランス１０１においては、製造工程で、筐体１０７の外部から検出インダクタ１０６に検査用の磁性材１１０を近づけて、この差動トランス１１０が正常に動作するかどうかを検査している。
しかしながら、差動トランス１０１をデジタル複写機の現像ユニットなどに組み込んだ後、差動トランス１０１が正常に動作しているかどうかを検査する際、検出インダクタ１０６側の筐体１０７外部に何らかの器材が配置されていると、上述した製造段階での検査方法のように磁性材１１０を近づけてこの差動トランス１０１が正常に動作しているかどうかを検査することができない。
このため、このような場合には、現像ユニットから差動トランス１０１や周辺機器などを取り外してこれを検査しなければならず、その工数分だけ余分なコストがかかってしまうという問題があった。
また、このような差動トランス１０１は、筐体１０７の検出インダクタ１０６側からしか、磁性材１１０を近づけて差動トランス１０１が正常かどうか検査することができないことから、他方の側に設けられている基準インダクタ１０５の状態が正常かどうかを検査することができないという問題があった。
このような問題を解決するために、図５に示すように、筐体１０７の磁性材近接側面１０８とは反対側の側面１１４近傍に検査用の交番磁界を印加する検査用交番磁界発生回路１１１を設け、検査用交番磁界発生回路１１１の発振器１１２から駆動電圧を出力させて、検査用のコイル１１３に交番磁界を発生させ、２次コイル１０５に生じる２次電圧Ｖ２の値を変化させることにより、磁性材などを近づけることなく差動トランス１０１が正常に動作するかどうかを検査することができる機能検査技術を提案した。
この技術によれば差動トランス１０１を現像ユニットなどに組み込んだ後でも差動トランス１０１や周辺機器などを取り外すことなく、磁性材などを近づけなくとも、差動トランス１０１の機能を容易に検査することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、差動トランス１０１の磁性材近接側面１０８側においては、検出目標に対して差動トランス１０１の磁束中心を合わせるように正確に取り付け位置や角度が調整されているが、磁性材近接側面１０８と反対側の側面１１４側においては、検出目標に面していないことから何ら調整されていないため、検査用交番磁界発生回路１１１に対する磁束中心の位置や傾きが個々の製品毎にばらついている。
そのため、上記の技術を用いても、差動トランス１０１の合否を正しく検査できるとは限らない。差動トランス１０１と検査用交番磁界発生回路１１１はそれぞれ機械的に固定されているため、両者の磁束中心が不規則に傾いたり、偏心したりしていると、検査用の交番磁界を印加したときの差動トランス１０１の差動出力の変動量が製品毎に大きくばらつくからである。差動トランス１０１と検査用交番磁界発生回路１１１の磁束中心が互いに一致していれば、検査用の交番磁界を印加することにより差動トランス１０１の差動出力は正（＋）側に変動するが、両者の磁束中心が互い離れていれば負（−）側に変動することになる。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、差動トランスの磁束中心と検査用交番磁界発生回路の磁束中心の不一致などにより、検査用の交番磁界を印加したときの差動トランスの差動出力の変動量が製品毎に大きくばらつく場合でも、差動トランスが正常に動作するかどうかを正確且つ容易に検査することができる差動トランスの検査装置を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、発振器から出力される駆動電圧によって交番磁界を発生する１次コイルと、１次コイルによって生成される交番磁界に応じた２次電圧を各々発生する一対の２次コイルとを備え、外部からの磁気的影響に応じて両２次コイルの２次電圧間に生じる差電圧を出力する差動トランスの検査装置であって、前記差動トランスの少なくとも一方の２次コイルに検査用の交番磁界を印加する検査用交番磁界発生回路と、前記差動トランスの出力電圧を保持するホールド回路と、前記差動トランスの出力電圧が正のときの基準差電圧を出力する正側基準電圧回路と、前記差動トランスの出力電圧が負のときの基準差電圧を出力する負側基準電圧回路と、前記ホールド回路の出力電圧と前記正側基準電圧回路の出力電圧とを比較する正側比較回路と、前記ホールド回路の出力電圧と前記負側基準電圧回路の出力電圧とを比較する負側比較回路とを備え、前記正側比較回路及び前記負側比較回路による比較結果に基づいて、前記差動トランスの合否判定を行うことを特徴としている。
上記のように構成したことにより、請求項１記載の検査装置によれば、検査対象の差動トランスの電源投入時などの出力電圧をホールド回路で保持し、検査用の交番磁界を印加したときに差動トランスの出力電圧が正側に変動したときは、ホールド回路の出力電圧と前記正側基準電圧回路の出力電圧とを正側比較回路で比較し、差動トランスの出力電圧が負側に変動したときは、ホールド回路の出力電圧と前記負側基準電圧回路の出力電圧とを負側比較回路で比較し、比較回路及び前記負側比較回路による比較結果に基づいて、前記差動トランスの合否判定を行うことにより、検査用の交番磁界を印加していないときと印加したときとでの差動出力の差を差動出力の極性に関係なく検出できる。
【０００６】
しかし、検査時における差動トランスの差動出力の変化量が小さいと、ノイズ成分との区別がつきにくいため、差動出力の変動量を正確に測定することが難しい。たとえば、差動トランスへの供給電圧に対し、差動出力の変化量が２％程度しか得られない場合、差動出力の変化量とノイズ成分との区別がつきにくいため、より正確な測定を実現するためには少なくとも１０％程度の差動出力の変化量が必要である。
そこで、請求項２記載の発明では、請求項１記載の検査装置において、前記差動トランスの動作開始タイミングに対し、前記検査用交番磁界発生回路の動作開始タイミングを遅らせるように両者の動作タイミングを制御するタイミング制御回路を備えた。
上記のように構成したことにより、請求項２記載の検査装置によれば、検査対象の差動トランスを作動させた後、検査用交番磁界発生回路を作動させて差動トランスに検査用の交番磁界を印加することにより、検査時における差動トランスの差動出力の変化量を大きくすることができるので、差動トランスが正常に動作するかどうかをより正確に検査できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態の一例を示す回路図であり、図中、１は差動トランス、２０は検査装置の一構成要素である検査用交番磁界発生回路である。
差動トランス１は、予め設定されている周波数、例えば数百ＫＨｚの周波数を持つ駆動電圧を生成する発振器２と、この発振器２から出力される駆動電圧によって駆動されて交番磁界を発生する１次コイル３と、この１次コイル３によって生成された交番磁界によって磁束が生成されるコア４と、このコア４内に発生する磁束に応じた２次電圧を生成する一対の２次コイル５、６とを備えて構成される。これらの構成要素のうち、１次コイル３、コア４、及び一対の２次コイル５、６は、プラスチック製の筐体１０内に収容されている。
検査用交番磁界発生回路２０は、前記発振器２と同じ周波数を持つ駆動電圧を生成する検査用の発振器７と、この検査用の発振器７から出力される駆動電圧に応じて検査用の交番磁界を発生し、２次コイル５に発生する２次電圧の値を変化させる検査用のコイル８とを備えて構成される。
トナー濃度などを検出する際には、差動トランス１の発振器２のみを動作させ、これによって得られた駆動電圧により、１次コイル３を駆動して、交番磁界を生成する。
これにより、コア４内に交番磁束が発生し、このコア４に巻き付けられた２つの２次コイル５、６に２次電圧Ｖ２、Ｖ３が発生し、出力端子１１から、次式に示す如く、これらの各２次電圧Ｖ２、Ｖ３の差電圧が出力される。
Ｖ０＝Ｖ２−Ｖ３ …（３）
２つの２次コイル５、６は、インダクタンス定数が等しく設定され、一方の２次コイル５と１次コイル３との磁気結合係数と、他方の２次コイル６と１次コイル３との磁気結合係数とが等しく設定されているので、２つの２次コイル５、６の外部に何も無い状態では、前記差電圧Ｖ０がゼロになる。
筐体１０の２次コイル６側の側面の近くに、磁気に反応するもの、例えばトナーなどの磁性材を近づけると、この磁性材の磁気特性に応じて２次コイル６に生じる２次電圧Ｖ３の値が変化し、出力端子１１から次式に示す如く前記（３）式で示す差電圧Ｖ０と異なる値を持つ差電圧Ｖ０’が出力される。
Ｖ０’＝Ｖ２−Ｖ３’ …（４）
これにより、トナーなどの磁性材の濃度が変化すれば、これに応じて出力端子１１から出力される差電圧Ｖ０’の値が変化する。
【０００８】
また、図２に示す如く差動トランス１にトナーなどの磁性材を近づけていない状態で、差動トランス１の発振器２と、検査用交番磁界発生回路２０の発振器７を動作させると、一方の発振器２によって１次コイル３が駆動されてコア４内に磁束が発生し、各２次コイル５、６に２次電圧Ｖ２、Ｖ３が発生して出力端子１１に前記（３）式で示される差電圧Ｖ０が発生するとともに、他方の発振器７によってコイル８が駆動されてこのコイル８が設けられている側の２次コイル５に新たな２次電圧が発生して、この２次コイル５に発生する２次電圧Ｖ２の値が変化して２次電圧Ｖ２’となり、出力端子１１から前記（３）式と異なる値の差電圧Ｖ０’’が出力される。
これにより、出力端子１１から出力される差電圧Ｖ０’’の値が予め設定されている値かどうかをチェックするだけで、この差動トランス１が正常に動作するかどうかを検査することができる。
【０００９】
図３は本発明に係る検査装置の構成例を示す回路図である。図示するように、検査装置は、検査用交番磁界発生回路２０と、差動トランス１の差動出力を増幅する増幅回路２１と、増幅された差動出力をホールド（保持）するホールド回路２２と、差動出力をホールドするタイミング、差動トランス１の発振器１、及び検査用交番磁界発生回路２０の発振器７の電源供給タイミングを決定するタイミング制御回路２３と、差動トランス１の出力電圧が正のときの基準差電圧を出力する正側基準電圧回路２４と、差動トランス１の出力電圧が負のときの基準差電圧を出力する負側基準電圧回路２５と、ホールド回路２２の出力電圧と正側基準電圧回路２４の出力電圧とを比較する正側比較回路２６と、ホールド回路２２の出力電圧と負側基準電圧回路２５の出力電圧とを比較する負側比較回路２７と、正側比較回路２６及び負側比較回路２７による比較結果に基づいて、差動トランス１の合否判定を行う合否判定回路２８とで概ね構成される。
【００１０】
この検査装置の動作を図４に示すフローに従って説明する。
タイミング制御回路２３は、発振回路２９により生成される基準信号（矩形波）に基づいて動作し、所定のシーケンスに従って、差動トランス１、検査用交番磁界発生回路２０の発振器７、及びホールド回路２２を駆動するタイミング信号を発生する。
まず、タイミング制御回路２３からの差動トランス電源供給タイミング信号により、差動トランス１側の発振器２の電源が投入される（Ｓ１）。すると、差動トランス１から差動出力が出力され、これが増幅回路２１で増幅されてホールド回路２２へ入力される。
つぎに、タイミング制御回路２３からのホールド回路駆動タイミング信号により、ホールド回路２２が作動し、増幅回路２１の出力電圧をコンデンサＣによって一定時間保持する（Ｓ２）。
その後、タイミング制御回路２３からの差動トランス電源供給タイミング信号により、検査用交番磁界発生回路２０の発振器７の電源が投入される（Ｓ４）。このとき、差動トランス１と検査用交番磁界発生回路７の磁束中心とが互いに一致していれば、検査用の交番磁界が印加されたことにより差動トランス１の差動出力は正（＋）側に変動するが、両者の磁束中心が互い離れていれば負（−）側に変動することになる。そこで、正側基準電圧回路２４は、差動トランス１の差動出力が正（＋）側に変動した場合における合否判定用の基準電圧を正側比較回路２６へ出力し、負側基準電圧回路２５は、負（−）側に変動した場合における合否判定用の基準電圧を負側比較回路２７へ出力する。
【００１１】
正側比較回路２６は、ホールド回路２２の出力電圧と正側基準電圧回路２４の出力電圧とを比較する。すなわち、正側比較回路２６は、検査用交番磁界発生回路２０の電源を投入したことによって差動トランス１の差動出力が正（＋）側に変動した場合における変動量を求める。負側比較回路２７は、ホールド回路２２の出力電圧と負側基準電圧回路２５の出力電圧とを比較する。すなわち、負側比較回路２７は、検査用交番磁界発生回路２０の電源を投入したことによって差動トランス１の差動出力が負（−）側に変動した場合における変動量を求める。両比較回路２６、２７の比較結果は合否判定回路２８へ送られる。
合否判定回路２８は、正側及び負側比較回路２６、２７による比較結果に基づき、差動トランス１が正常に機能するかどうか合否判断する。
すなわち、合否判定回路２８は、検査用交番磁界発生回路２０の電源を投入したことによって差動トランス１の差動出力が正（＋）側に変動した場合、そのときの差動出力が予め設定した所定値（基準電圧）よりも大であれば差動トランス１が正常に機能すると判断し、小であれば不正常と判断する。また、上記差動出力が負（−）側に変動した場合、そのときの差動出力の絶対値が予め設定した所定値の絶対値よりも大であれば差動トランス１が正常に機能すると判断し、小であれば不正常と判断する（Ｓ５）。
【００１２】
上記のように、この実施の形態では、差動トランス１が正常に動作するかどうかを検査するとき、検査用の発振器７から駆動電圧を出力させて、検査用のコイル８に交番磁界を発生させ、２次コイル５に生じる２次電圧Ｖ２の値を変化させるようにしているので、磁性材などを近づけることなく差動トランス１が正常に動作するかどうかを検査することができ、これによって差動トランス１を現像ユニットなどに組み込んだ後でも差動トランス１や周辺機器などを取り外すことなく、差動トランス１を容易に検査することができ、取り外し作業などの無駄な作業を無くすことができる。
また、この実施の形態では、被検出対象である磁性体が近接する側とは反対側、すなわち、使用時に外部から磁気的に影響を受けにくい側の２次コイル５の状態を変化させて、差動トランス１が正常に動作するかどうかを検査することができるので、動作確認する状態の数だけ、条件を持った磁性材の近接、取り外し作業などを行なうことなく１回の作業で検査を完了することができる。
【００１３】
特に、この実施の形態では、検査対象である差動トランス１の電源投入時の出力電圧をホールド回路２２で保持した状態で、検査用交番磁界発生回路２０の発振器７の電源を投入し、これによって差動トランス１の出力電圧が正（＋）側に変動したときは、ホールド回路２２の出力電圧と正側基準電圧回路２４の出力電圧とを正側比較回路２６で比較し、差動トランス１の出力電圧が負（−）側に変動したときは、、ホールド回路２２の出力電圧と負側基準電圧回路２５の出力電圧とを負側比較回路２７で比較し、正側及び負側比較回路２６、２７による比較結果に基づいて、差動トランス１の合否判定を行うようにしたことにより、検査用の交番磁界を印加する前後における差動トランス１の差動出力の変動量を差動出力の極性に関係なく検出でき、差動トランス１の合否判断を確実に行うことができる。
【００１４】
また、検査対象である差動トランス１の電源を投入した後、検査用交番磁界発生回路７の電源を投入して差動トランス１に検査用の交番磁界を印加するようにタイミング制御することにより、検査時における差動トランス１の差動出力の変化量を大きくすることができるので、差動トランス１が正常に動作するかどうかをより正確に検査できる。
なお、上記の実施の形態においては、１次コイル３を駆動する発振器７と同じ周波数の駆動電圧を発生する発振器７によってコイル８を駆動するようにしているが、このような発振器７に代えて、コイル８と直列に接続されるコンデンサおよびこのコンデンサとコイル８との接続を断続させるスイッチなどを使用した共振器を設けるようにしてもよい。このようにすることにより、共振器の共振周波数を前記発振器７から出力される駆動電圧の周波数と一致（または、ほぼ一致）させることにより、差動トランス１の検査を行なうとき、共振器のスイッチを接続状態にするだけで、発振器７によって１次コイル３が駆動されて交番磁界が生成されたとき、この交番磁界により共振器を共振させ、２次コイル５に発生する２次電圧の値を変化させ、出力端子１１から出力される差電圧Ｖ０の値を変化させることができる。
また、上記の実施の形態においては、発振器７から出力される駆動電圧の周波数を発振器２から出力される駆動電圧の周波数と等しくしているが、発振器７に代えて、駆動電圧の周波数、電流値を可変自在な可変型発振器を使用し、この可変型発振器から出力される駆動電圧の周波数、電流値を変化させて、任意の多点で、差動トランス１が正常に動作するかどうかを検査するようにしてもよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、以下のような優れた効果を発揮できる。請求項１では、検査対象の差動トランスの電源投入時などの出力電圧をホールド回路で保持し、差動トランスの出力電圧が正のときは、ホールド回路の出力電圧と正側基準電圧回路の出力電圧とを正側比較回路で比較し、差動トランスの出力電圧が負のときは、ホールド回路の出力電圧と負側基準電圧回路の出力電圧とを負側比較回路で比較し、正側比較回路及び負側比較回路による比較結果に基づいて、差動トランスの合否判定を行うことにより、検査用の交番磁界を印加していないときと印加したときとでの差動出力の差を差動出力の極性に関係なく検出できるので、差動出力が不安定であっても差動トランスの合否判断を確実に行うことができる。
請求項２では、請求項１において、検査対象である差動トランスの電源を投入した後、検査用交番磁界発生回路の電源を投入して差動トランスに検査用の交番磁界を印加するようにタイミング制御することにより、検査時における差動トランスの差動出力の変化量を大きくすることができるので、差動トランスが正常に動作するかどうかをより正確に検査できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す差動トランス及び検査用交番磁界発生回路の回路図である。
【図２】図１に示す差動トランスが正常に動作するかどうかを検査する検査方法の一例を示す回路図である。
【図３】本発明に係る検査装置の実施の形態の一例を示す回路図である。
【図４】図３に示す検査装置の動作内容を示すフロー図である。
【図５】差動トランスの従来例を示す回路図である。
【図６】図３に示す差動トランスが正常に動作するかどうかを検査する検査方法の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
１…差動トランス、２…発振器、３…１次コイル、４…コア、５…２次コイル、６…２次コイル、７…発振器、８…コイル、９…磁性材近接側面、１０…筐体、１１…出力端子、２０…検査用交番磁界発生回路、２１…増幅回路、２２…ホールド回路、２３…タイミング制御回路、２４…正側基準電圧回路、２５…負側基準電圧回路、２６…正側比較回路、２７…負側比較回路、２８…合否判定回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inspection apparatus for a differential transformer used in a measuring instrument, a metal detector, a toner concentration measuring sensor, and the like.
[0002]
[Prior art]
In general, an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a laser printer is provided with a toner sensor for determining the supply timing of toner to a developing unit or a photosensitive drum.
FIG. 5 shows a circuit configuration of a differential transformer used for a toner sensor or the like. This differential transformer 101 generates an alternating magnetic field by being driven by an oscillator 102 that generates a drive voltage having a preset frequency, for example, a frequency of several hundred KHz, and a drive voltage output from the oscillator 102. A secondary coil 103, a core 104 in which magnetic flux is generated by an alternating magnetic field generated by the primary coil 103, and a pair of secondary coils 105 that generate a secondary voltage corresponding to the magnetic flux generated in the core 104, 106. The primary coil 103, the core 104, and the pair of secondary coils 105 and 106 are housed in a plastic casing 107.
When the primary coil 103 is driven by the oscillator 102 to generate an alternating magnetic field and an alternating magnetic flux is generated in the core 104, the secondary voltages V2 and V3 are applied to the two secondary coils 105 and 106 wound around the core 104. As shown in the following equation, a difference voltage V0 between these secondary voltages V2 and V3 is output from the output terminal 109.
V0 = V2-V3 (1)
The two secondary coils 105 and 106 have the same inductance constant, the magnetic coupling coefficient between one secondary coil (hereinafter also referred to as “reference inductor”) 105 and the primary coil 103, and the other secondary coil. Since the magnetic coupling coefficient between the coil (hereinafter also referred to as “detection inductor”) 106 and the primary coil 103 is set to be equal, there is nothing outside the two secondary coils 105 and 106 Then, the difference voltage V0 becomes zero.
Then, when an object that reacts to magnetism, for example, a magnetic material 110 such as toner, is brought close to the detection inductor 106 from the outside of the housing 107 as shown in FIG. 6, the detection inductor 106 is subjected to the magnetic characteristics of the magnetic material 110. The value of the generated secondary voltage V3 changes, and a difference voltage V0 ′ having a value different from the difference voltage V0 shown in the above equation (1) is output from the output terminal 109 as shown in the following equation.
V0 '= V2-V3' (2)
Thus, if the density of the magnetic material 110 such as toner changes, the value of the differential voltage V4 output from the output terminal 109 changes accordingly.
[0003]
By the way, if the differential transformer 110 used for the toner sensor is a defective product, for example, in a copying machine, the toner supply into the developing unit is stopped and the image becomes thin even though the toner amount is not sufficient. On the other hand, even though the toner amount is sufficient, too much toner is supplied, causing image smearing (ground dirt), toner overflow into the copying machine, and the like, and the function of the copying machine cannot be performed.
Therefore, conventionally, in the differential transformer 101, in the manufacturing process, the inspection magnetic material 110 is brought close to the detection inductor 106 from the outside of the casing 107 to inspect whether the differential transformer 110 operates normally. Yes.
However, after the differential transformer 101 is incorporated in a developing unit of a digital copying machine, when inspecting whether the differential transformer 101 is operating normally, some equipment is arranged outside the casing 107 on the detection inductor 106 side. If this is done, it is impossible to inspect whether the differential transformer 101 is operating normally by bringing the magnetic material 110 closer as in the above-described inspection method in the manufacturing stage.
For this reason, in such a case, it is necessary to remove the differential transformer 101 and peripheral devices from the developing unit and inspect them, and there is a problem that an extra cost is required for the number of man-hours.
In addition, such a differential transformer 101 is provided on the other side because the magnetic material 110 can be brought close to only the detection inductor 106 side of the casing 107 to check whether the differential transformer 101 is normal. There is a problem that it is impossible to inspect whether or not the state of the reference inductor 105 is normal.
In order to solve such a problem, as shown in FIG. 5, an inspection alternating magnetic field generation circuit 111 that applies an inspection alternating magnetic field to the vicinity of the side surface 114 of the housing 107 opposite to the magnetic material proximity side surface 108. And a drive voltage is output from the oscillator 112 of the inspection alternating magnetic field generation circuit 111, an alternating magnetic field is generated in the inspection coil 113, and the value of the secondary voltage V2 generated in the secondary coil 105 is changed. Thus, a function inspection technique that can inspect whether the differential transformer 101 operates normally without bringing a magnetic material or the like closer has been proposed.
According to this technology, the function of the differential transformer 101 can be easily inspected without removing the differential transformer 101 and peripheral devices even after the differential transformer 101 is incorporated into a developing unit or the like, and without bringing a magnetic material or the like closer. be able to.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, on the magnetic material proximity side surface 108 side of the differential transformer 101, the mounting position and angle are adjusted accurately so that the magnetic flux center of the differential transformer 101 is aligned with the detection target. On the opposite side surface 114 side, since it does not face the detection target, no adjustment is made, and therefore the position and inclination of the magnetic flux center with respect to the inspection alternating magnetic field generation circuit 111 vary for each product.
Therefore, even if the above technique is used, the pass / fail of the differential transformer 101 cannot always be correctly inspected. Since the differential transformer 101 and the inspection alternating magnetic field generation circuit 111 are each mechanically fixed, an inspection alternating magnetic field is applied when the centers of the magnetic fluxes thereof are irregularly tilted or eccentric. This is because the amount of change in the differential output of the differential transformer 101 varies greatly from product to product. If the magnetic flux centers of the differential transformer 101 and the inspection alternating magnetic field generation circuit 111 coincide with each other, the differential output of the differential transformer 101 changes to the positive (+) side by applying the inspection alternating magnetic field. However, if both the magnetic flux centers are separated from each other, it will change to the negative (−) side.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the differential transformer when the alternating magnetic field for inspection is applied due to a mismatch between the magnetic flux center of the differential transformer and the magnetic flux center of the alternating magnetic field generation circuit for inspection is provided. It is an object of the present invention to provide a differential transformer inspection apparatus capable of accurately and easily inspecting whether or not a differential transformer normally operates even when the amount of variation in differential output varies greatly from product to product.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is characterized in that a primary coil that generates an alternating magnetic field by a drive voltage output from an oscillator and a secondary voltage that corresponds to the alternating magnetic field generated by the primary coil are respectively provided. A differential transformer testing device that outputs a differential voltage generated between secondary voltages of both secondary coils in response to an external magnetic influence, the differential transformer comprising: a pair of secondary coils that are generated; An inspection alternating magnetic field generation circuit for applying an inspection alternating magnetic field to at least one of the secondary coils, a hold circuit for holding the output voltage of the differential transformer, and an output voltage of the differential transformer when the output voltage is positive A positive reference voltage circuit for outputting a reference difference voltage, a negative reference voltage circuit for outputting a reference difference voltage when the output voltage of the differential transformer is negative, an output voltage of the hold circuit and the positive reference voltage Times A positive side comparison circuit that compares the output voltage of the hold circuit, and a negative side comparison circuit that compares the output voltage of the hold circuit and the output voltage of the negative side reference voltage circuit, the positive side comparison circuit and the negative side The pass / fail determination of the differential transformer is performed based on the comparison result by the comparison circuit.
With the above-described configuration, according to the inspection apparatus of the first aspect, when the output voltage when the differential transformer to be inspected is turned on is held by the hold circuit and the alternating magnetic field for inspection is applied When the output voltage of the differential transformer fluctuates to the positive side, the output voltage of the hold circuit and the output voltage of the positive side reference voltage circuit are compared by the positive side comparison circuit, and the output voltage of the differential transformer is negative side The output voltage of the hold circuit and the output voltage of the negative reference voltage circuit are compared by the negative comparison circuit, and the differential transformer is based on the comparison result by the comparison circuit and the negative comparison circuit. By performing the pass / fail judgment, it is possible to detect a difference in differential output between when the alternating magnetic field for inspection is not applied and when it is applied regardless of the polarity of the differential output.
[0006]
However, if the amount of change in the differential output of the differential transformer at the time of inspection is small, it is difficult to distinguish from the noise component, so it is difficult to accurately measure the amount of variation in the differential output. For example, if the amount of change in the differential output is only about 2% of the supply voltage to the differential transformer, it is difficult to distinguish between the amount of change in the differential output and the noise component. In order to realize this, a change amount of the differential output of at least about 10% is required.
Therefore, in the invention according to claim 2, in the inspection apparatus according to claim 1, the operation timings of the differential transformer are set so as to delay the operation start timing of the alternating magnetic field generation circuit for inspection with respect to the operation start timing of the differential transformer. A timing control circuit for controlling was provided.
With the above-described configuration, according to the inspection apparatus of the second aspect, after the differential transformer to be inspected is operated, the inspection alternating magnetic field generation circuit is operated and the differential transformer is inspected by the alternating transformer for inspection. By applying the magnetic field, it is possible to increase the amount of change in the differential output of the differential transformer at the time of inspection, so it is possible to more accurately inspect whether the differential transformer operates normally.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a differential transformer, and 20 is an alternating magnetic field generation circuit for inspection which is a component of the inspection apparatus.
The differential transformer 1 includes an oscillator 2 that generates a drive voltage having a preset frequency, for example, a frequency of several hundred KHz, and a primary that is driven by the drive voltage output from the oscillator 2 to generate an alternating magnetic field. A coil 3, a core 4 that generates a magnetic flux by an alternating magnetic field generated by the primary coil 3, and a pair of secondary coils 5 and 6 that generate a secondary voltage corresponding to the magnetic flux generated in the core 4. And is configured. Among these components, the primary coil 3, the core 4, and the pair of secondary coils 5 and 6 are accommodated in a plastic housing 10.
An inspection alternating magnetic field generation circuit 20 generates an inspection oscillator 7 that generates a drive voltage having the same frequency as the oscillator 2 and an inspection alternating magnetic field according to the drive voltage output from the inspection oscillator 7. And an inspection coil 8 that changes the value of the secondary voltage generated in the secondary coil 5.
When detecting the toner density or the like, only the oscillator 2 of the differential transformer 1 is operated, and the primary coil 3 is driven by the drive voltage obtained thereby to generate an alternating magnetic field.
As a result, an alternating magnetic flux is generated in the core 4, secondary voltages V2 and V3 are generated in the two secondary coils 5 and 6 wound around the core 4, and from the output terminal 11, as shown in the following equation: A differential voltage between these secondary voltages V2 and V3 is output.
V0 = V2-V3 (3)
The two secondary coils 5 and 6 have the same inductance constant, the magnetic coupling coefficient between one secondary coil 5 and the primary coil 3, and the magnetic coupling between the other secondary coil 6 and the primary coil 3. Since the coefficients are set equal, the difference voltage V0 becomes zero when there is nothing outside the two secondary coils 5 and 6.
When a magnetic material that reacts to magnetism, for example, a magnetic material such as toner, is brought close to the side surface of the housing 10 on the secondary coil 6 side, the secondary voltage V3 generated in the secondary coil 6 according to the magnetic characteristics of the magnetic material. And the difference voltage V0 ′ having a value different from the difference voltage V0 shown in the above equation (3) is output from the output terminal 11 as shown in the following equation.
V0 '= V2-V3' (4)
As a result, if the concentration of the magnetic material such as toner changes, the value of the differential voltage V0 ′ output from the output terminal 11 changes accordingly.
[0008]
In addition, when the oscillator 2 of the differential transformer 1 and the oscillator 7 of the alternating magnetic field generation circuit 20 for inspection are operated in a state where a magnetic material such as toner is not brought close to the differential transformer 1 as shown in FIG. The primary coil 3 is driven by the oscillator 2 to generate magnetic flux in the core 4, secondary voltages V 2 and V 3 are generated in the secondary coils 5 and 6, and the output terminal 11 is expressed by the above expression (3). While the differential voltage V0 is generated, the coil 8 is driven by the other oscillator 7, and a new secondary voltage is generated in the secondary coil 5 on the side where the coil 8 is provided. The value of the generated secondary voltage V2 changes to become the secondary voltage V2 ′, and the difference voltage V0 ″ having a value different from that in the above equation (3) is output from the output terminal 11.
Thus, it is possible to check whether or not the differential transformer 1 operates normally only by checking whether or not the value of the differential voltage V0 ″ output from the output terminal 11 is a preset value. .
[0009]
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of the inspection apparatus according to the present invention. As shown in the figure, the inspection apparatus includes an inspection alternating magnetic field generation circuit 20, an amplification circuit 21 that amplifies the differential output of the differential transformer 1, and a hold circuit 22 that holds (holds) the amplified differential output. The timing of holding the differential output, the timing control circuit 23 for determining the power supply timing of the oscillator 1 of the differential transformer 1 and the oscillator 7 of the alternating magnetic field generation circuit 20 for inspection, and the output voltage of the differential transformer 1 are positive. The positive reference voltage circuit 24 that outputs the reference difference voltage at the time of the negative voltage, the negative reference voltage circuit 25 that outputs the reference difference voltage when the output voltage of the differential transformer 1 is negative, and the output voltage of the hold circuit 22 A positive comparison circuit 26 that compares the output voltage of the positive reference voltage circuit 24, a negative comparison circuit 27 that compares the output voltage of the hold circuit 22 and the output voltage of the negative reference voltage circuit 25, and a positive Based on the comparison result by the comparator circuit 26 and the negative-side comparator circuit 27, generally constituted by the acceptance determination circuit 28 for acceptance judgment of differential transformer 1.
[0010]
The operation of this inspection apparatus will be described according to the flow shown in FIG.
The timing control circuit 23 operates based on the reference signal (rectangular wave) generated by the oscillation circuit 29, and according to a predetermined sequence, the differential transformer 1, the oscillator 7 of the inspection alternating magnetic field generation circuit 20, and the hold circuit 22. A timing signal for driving is generated.
First, the power of the oscillator 2 on the differential transformer 1 side is turned on by a differential transformer power supply timing signal from the timing control circuit 23 (S1). Then, a differential output is output from the differential transformer 1, which is amplified by the amplifier circuit 21 and input to the hold circuit 22.
Next, the hold circuit 22 is actuated by the hold circuit drive timing signal from the timing control circuit 23, and the output voltage of the amplifier circuit 21 is held by the capacitor C for a certain time (S2).
Thereafter, the oscillator 7 of the test alternating magnetic field generation circuit 20 is turned on by a differential transformer power supply timing signal from the timing control circuit 23 (S4). At this time, if the differential transformer 1 and the magnetic flux center of the inspection alternating magnetic field generation circuit 7 coincide with each other, the differential output of the differential transformer 1 is positive (+) due to the application of the inspection alternating magnetic field. ) Side, but if both the magnetic flux centers are separated from each other, it will change to the negative (−) side. Therefore, the positive side reference voltage circuit 24 outputs a reference voltage for pass / fail judgment when the differential output of the differential transformer 1 fluctuates to the positive (+) side to the positive side comparison circuit 26, and the negative side reference voltage circuit. 25 outputs to the negative side comparison circuit 27 a reference voltage for pass / fail judgment when it changes to the negative (−) side.
[0011]
The positive side comparison circuit 26 compares the output voltage of the hold circuit 22 with the output voltage of the positive side reference voltage circuit 24. That is, the positive side comparison circuit 26 obtains the amount of fluctuation when the differential output of the differential transformer 1 fluctuates to the positive (+) side by turning on the power supply of the inspection alternating magnetic field generation circuit 20. The negative side comparison circuit 27 compares the output voltage of the hold circuit 22 with the output voltage of the negative side reference voltage circuit 25. That is, the negative side comparison circuit 27 obtains the amount of fluctuation when the differential output of the differential transformer 1 fluctuates to the negative (−) side by turning on the power of the test alternating magnetic field generation circuit 20. The comparison results of both comparison circuits 26 and 27 are sent to a pass / fail judgment circuit 28.
The pass / fail determination circuit 28 determines whether or not the differential transformer 1 functions normally based on the comparison result by the positive side and negative side comparison circuits 26 and 27.
That is, if the differential output of the differential transformer 1 fluctuates to the positive (+) side by turning on the power of the alternating magnetic field generation circuit 20 for inspection, the pass / fail judgment circuit 28 sets the differential output at that time in advance. If it is larger than the predetermined value (reference voltage), it is determined that the differential transformer 1 functions normally, and if it is smaller, it is determined to be abnormal. Further, when the differential output fluctuates to the negative (−) side, if the absolute value of the differential output at that time is larger than an absolute value of a predetermined value set in advance, the differential transformer 1 functions normally. If it is small, it is determined to be abnormal (S5).
[0012]
As described above, in this embodiment, when inspecting whether or not the differential transformer 1 operates normally, a drive voltage is output from the inspection oscillator 7 to generate an alternating magnetic field in the inspection coil 8. Since the value of the secondary voltage V2 generated in the secondary coil 5 is changed, it is possible to check whether the differential transformer 1 operates normally without bringing a magnetic material or the like closer thereto. Even after the differential transformer 1 is incorporated in the developing unit, the differential transformer 1 can be easily inspected without removing the differential transformer 1 and peripheral devices, and unnecessary work such as removal work can be eliminated. it can.
Further, in this embodiment, the state of the secondary coil 5 on the side opposite to the side on which the magnetic body to be detected is close, that is, the side that is not easily affected magnetically from the outside during use, is changed, Since it is possible to inspect whether the differential transformer 1 operates normally, the inspection can be performed in one operation without performing the proximity and removal work of the magnetic material with the condition as many as the number of states to be confirmed. Can be completed.
[0013]
In particular, in this embodiment, the power of the oscillator 7 of the alternating magnetic field generation circuit 20 for inspection is turned on in a state where the output voltage at the time of turning on the differential transformer 1 to be inspected is held by the hold circuit 22. When the output voltage of the differential transformer 1 fluctuates to the positive (+) side, the output voltage of the hold circuit 22 and the output voltage of the positive reference voltage circuit 24 are compared by the positive side comparison circuit 26, and the differential transformer When the output voltage of 1 fluctuates to the negative (−) side, the output voltage of the hold circuit 22 and the output voltage of the negative reference voltage circuit 25 are compared by the negative side comparison circuit 27 to compare the positive side and the negative side. By determining whether or not the differential transformer 1 is accepted based on the comparison results of the circuits 26 and 27, the amount of change in the differential output of the differential transformer 1 before and after the alternating magnetic field for inspection is applied is differentially determined. Regardless of output polarity Out can, it is possible to reliably perform the acceptance decision differential transformer 1.
[0014]
In addition, after the differential transformer 1 to be inspected is turned on, the inspection alternating magnetic field generation circuit 7 is turned on to control the timing so that the inspection alternating magnetic field is applied to the differential transformer 1. Since the amount of change in the differential output of the differential transformer 1 at the time of inspection can be increased, it can be more accurately inspected whether the differential transformer 1 operates normally.
In the above embodiment, the coil 8 is driven by the oscillator 7 that generates a drive voltage having the same frequency as that of the oscillator 7 that drives the primary coil 3. A resonator using a capacitor connected in series with the coil 8 and a switch for intermittently connecting the capacitor and the coil 8 may be provided. In this way, when the differential transformer 1 is inspected by making the resonance frequency of the resonator coincide with (or substantially coincide with) the frequency of the drive voltage output from the oscillator 7, the switch of the resonator is used. When the primary coil 3 is driven by the oscillator 7 to generate an alternating magnetic field, the resonator is resonated by this alternating magnetic field, and the value of the secondary voltage generated in the secondary coil 5 is obtained. The value of the differential voltage V0 output from the output terminal 11 can be changed.
In the above-described embodiment, the frequency of the drive voltage output from the oscillator 7 is equal to the frequency of the drive voltage output from the oscillator 2. Whether or not the differential transformer 1 operates normally at any number of points by using a variable oscillator whose value can be changed and changing the frequency and current value of the drive voltage output from the variable oscillator. You may make it test | inspect.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following excellent effects can be exhibited. In claim 1, the output voltage at the time of power-on of the differential transformer to be inspected is held by the hold circuit, and when the output voltage of the differential transformer is positive, the output voltage of the hold circuit and the positive reference voltage circuit When the output voltage of the differential transformer is negative, the output voltage of the hold circuit is compared with the output voltage of the negative reference voltage circuit using the negative side comparison circuit. Based on the comparison result of the comparison circuit and the negative side comparison circuit, the difference of the differential output between when the alternating magnetic field for inspection is not applied and when it is applied is determined by performing the pass / fail judgment of the differential transformer. Since the detection can be performed regardless of the polarity of the dynamic output, the pass / fail judgment of the differential transformer can be reliably performed even if the differential output is unstable.
According to a second aspect of the present invention, the power supply of the inspection alternating magnetic field generation circuit is turned on after the differential transformer to be inspected is turned on, and the inspection alternating magnetic field is applied to the differential transformer. By controlling the timing, it is possible to increase the amount of change in the differential output of the differential transformer at the time of inspection, so that it is possible to more accurately inspect whether the differential transformer operates normally.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a differential transformer and a test alternating magnetic field generation circuit showing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of an inspection method for inspecting whether or not the differential transformer shown in FIG. 1 operates normally.
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of an embodiment of an inspection apparatus according to the present invention.
4 is a flowchart showing the operation content of the inspection apparatus shown in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional example of a differential transformer.
6 is a circuit diagram showing an example of an inspection method for inspecting whether or not the differential transformer shown in FIG. 3 operates normally. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Differential transformer, 2 ... Oscillator, 3 ... Primary coil, 4 ... Core, 5 ... Secondary coil, 6 ... Secondary coil, 7 ... Oscillator, 8 ... Coil, 9 ... Side surface near magnetic material, 10 ... Housing 11 ... Output terminal, 20 ... Alternating magnetic field generation circuit for inspection, 21 ... Amplifier circuit, 22 ... Hold circuit, 23 ... Timing control circuit, 24 ... Positive reference voltage circuit, 25 ... Negative reference voltage circuit, 26 ... Positive side comparison circuit, 27... Negative side comparison circuit, 28.

Claims

A primary coil that generates an alternating magnetic field by a drive voltage output from an oscillator, and a pair of secondary coils that respectively generate a secondary voltage corresponding to the alternating magnetic field generated by the primary coil, and an external magnetism A differential transformer inspection device that outputs a differential voltage generated between the secondary voltages of both secondary coils in response to a mechanical influence,
An inspection alternating magnetic field generation circuit that applies an inspection alternating magnetic field to at least one secondary coil of the differential transformer, a hold circuit that holds an output voltage of the differential transformer, and an output voltage of the differential transformer A positive reference voltage circuit that outputs a reference difference voltage when positive, a negative reference voltage circuit that outputs a reference difference voltage when the output voltage of the differential transformer is negative, an output voltage of the hold circuit, and the A positive side comparison circuit that compares the output voltage of the positive side reference voltage circuit, and a negative side comparison circuit that compares the output voltage of the hold circuit and the output voltage of the negative side reference voltage circuit,
An inspection apparatus for a differential transformer, wherein pass / fail judgment of the differential transformer is performed based on a comparison result by the positive side comparison circuit and the negative side comparison circuit.

The timing control circuit according to claim 1, further comprising a timing control circuit that controls the operation timing of the differential transformer so as to delay the operation start timing of the inspection alternating magnetic field generation circuit with respect to the operation start timing of the differential transformer. Inspection equipment for differential transformer.