(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面上に位置する平巻状の第１の線材によって構成された第１の駆動コイルと、前記第１の線材と同一平面上に位置し前記第１の駆動コイルの外周に前記第１の駆動コイルと同心円となるように平巻された第２の線材によって構成された検知コイルと、を含む第１のコイル層と、
平面上に位置する平巻状の第３の線材によって構成された第２の駆動コイルと、前記第３の線材と同一平面上に位置し前記第２の駆動コイルの外周に前記第２の駆動コイルと同心円となるように平巻された第４の線材によって構成された基準コイルとを含む第２のコイル層と、
前記第１のコイル層と前記第２のコイル層との間に配置された第１の絶縁層と、を備え、
前記第１の駆動コイルを流れる駆動電流の向きと前記第２の駆動コイルを流れる駆動電流の向きとが同じになるように、前記第１の駆動コイルと前記第２の駆動コイルとが電気的に接続されており、
前記検知コイルを流れる誘導電流の向きと前記基準コイルを流れる誘導電流の向きとが逆になるように、前記検知コイルと前記基準コイルとが電気的に接続されている差動トランス式透磁率センサー。
【請求項２】
平面上に位置する平巻状の第２の線材によって構成された検知コイルと、前記第２の線材と同一平面上に位置し前記検知コイルの外周に前記検知コイルと同心円となるように平巻された第１の線材によって構成された第１の駆動コイルとを含む第１のコイル層と、
平面上に位置する平巻状の第４の線材によって構成された基準コイルと、前記第４の線材と同一平面上に位置し前記基準コイルの外周に前記基準コイルと同心円となるように平巻された第３の線材によって構成された第２の駆動コイルとを含む第２のコイル層と、
前記第１のコイル層と前記第２のコイル層との間に配置された第１の絶縁層と、を備え、
前記第１の駆動コイルを流れる駆動電流の向きと前記第２の駆動コイルを流れる駆動電流の向きとが同じになるように、前記第１の駆動コイルと前記第２の駆動コイルとが電気的に接続されており、
前記検知コイルを流れる誘導電流の向きと前記基準コイルを流れる誘導電流の向きとが逆になるように、前記検知コイルと前記基準コイルとが電気的に接続されている差動トランス式透磁率センサー。
【請求項３】
前記第１のコイル層の数と前記第２のコイル層の数とは複数の同じ数であり、
前記第１の絶縁層の一方の面側に前記複数の第１のコイル層のうちの２つの第１のコイル層に挟まれた第２の絶縁層と、
前記第１の絶縁層の他方の面側に前記複数の第２のコイル層のうちの２つの第２のコイル層に挟まれた第３の絶縁層と、をさらに備え、
前記複数の前記第１のコイル層のそれぞれの前記第１の駆動コイルを流れる駆動電流の向きが互いに同じになるように、前記複数の前記第１のコイル層のそれぞれの前記第１の駆動コイル同士が電気的に接続され、
前記複数の前記第２のコイル層のそれぞれの前記第２の駆動コイルを流れる駆動電流の向きが互いに同じになるように、各前記第２のコイル層の前記第２の駆動コイル同士が電気的に接続され、
前記複数の前記第１のコイル層のそれぞれの前記検知コイルを流れる誘導電流の向きが互いに同じになるように、前記複数の前記第１のコイル層のそれぞれの前記検知コイル同士が電気的に接続され、
前記複数の前記第２のコイル層のそれぞれの前記基準コイルを流れる誘導電流の向きが互いに同じになるように、前記複数の前記第２のコイル層のそれぞれの前記基準コイル同士が電気的に接続されている請求項１又は２に記載の差動トランス式透磁率センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動トランス式透磁率センサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
現像剤としてトナーを用いる画像形成装置では、トナーの残量や濃度を検知するために透磁率センサーが利用される。透磁率センサーには各種方式があるが、そのうちの一種である差動トランス方式の透磁率センサーは、駆動コイル、検知コイル及び基準コイルを同一のコアに配置した構成を有する。
【０００３】
コイルとして平面コイルを用いることにより、差動トランス式透磁率センサーを小型化することができる。例えば、下記特許文献１には、平面コイルを用いた差動トランス式透磁率センサーの一例として、第１層に第１のコイル（駆動コイル）、第２層に第２のコイル（基準コイル）、第３層に第３のコイル（検知コイル）、第４層に第４のコイル（駆動コイル）を配置し、各層の間に絶縁性の基板を配置したものが提案されている。
【０００４】
しかし、このように平面コイルを用いた差動トランス式透磁率センサーは、製造工程での誤差等が原因で、駆動コイル、検知コイル、基準コイルの形成位置にズレを生じることがある。これにより、検知対象となる磁性体が存在しない状態で、検知コイルを通る磁束の量と基準コイルを通る磁束の量とを同じにできないので、測定精度が低下する。特に、センサー毎にズレの大きさが異なると、検知対象となる磁性体が存在しない状態で、検知コイルを通る磁束の量と基準コイルを通る磁束の量との差が、センサー毎に異なることになる。よって、センサー毎に、出力の大きさにバラツキが生じ、測定精度が低下する。
【０００５】
そこで、例えば下記特許文献２には、絶縁性の一層の基板の第１の面に平巻状の線材で構成された第１の差動コイル（基準コイル）と、第１の差動コイルを構成する線材と並行する平巻状の線材で構成された第１の駆動コイルとを配置し、基板の第２の面に平巻状の線材で構成された第２の差動コイル（検知コイル）と、第２の差動コイルを構成する線材と並行する平巻状の線材で構成された第２の駆動コイルとを配置した差動トランス式磁気（透磁率）センサーについて記載されている。
【０００６】
この差動トランス式磁気センサーでは、更に、第１の差動コイルの最外周を構成する線材から分岐する複数の第１の分岐線が、第１の駆動コイルの駆動時に、第１の分岐線のそれぞれを通る磁束量が異なるようにして配置されている。同様に、第２の差動コイルの最外周を構成する線材から分岐する複数の第２の分岐線が、第２の駆動コイルの駆動時に各第１の分岐線を通る磁束量が異なるように配置されている。そして、複数の第１の分岐線のうちの何れか一つと、複数の第２の分岐線のうちの何れか一つと、を選択的に用いることにより、第１の差動コイルで生じる起電力と第２の差動コイルで生じる起電力とのバランスをとる（ゼロ調整を行う）ことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１６５９１０号公報
【特許文献２】特開２０１３−１０１１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記特許文献２に記載の差動トランス式透磁率センサーでは、基準コイルを構成する線材と第１の駆動コイルを構成する線材とが並行して配置され、同様に、検知コイルを構成する線材と第２の駆動コイルを構成する線材とが並行して配置されている。つまり、基準コイルと第１の駆動コイル間の静電容量及び検知コイルと第２の駆動コイル間の静電容量が大きく、基準コイルと第１の駆動コイル間及び検知コイルと第２の駆動コイル間のそれぞれに、各コイルを構成する線材を電極とするコンデンサーが接続されているような構成であった。
【０００９】
このため、上記特許文献２に記載の差動トランス式透磁率センサーでは、駆動コイルの電圧変化が、線材間の上記コンデンサーを介して、基準コイル及び検知コイルの電圧変化として現れ易くなっていた。このようにして基準コイル及び検知コイルに現れる電圧は、駆動コイルに電流が流れることで基準コイル及び検知コイルに生じる電圧とは位相が異なるため、上記の何れの分岐線を選択したとしても低減することはできなかった。
【００１０】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、平面コイルからなる検知コイル、基準コイル及び駆動コイルの形成位置にズレが生じてもセンサー毎の出力の大きさのバラツキを精度良く抑制できる差動トランス式透磁率センサーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る差動トランス式透磁率センサーは、平面上に位置する平巻状の第１の線材によって構成された第１の駆動コイルと、前記第１の線材と同一平面上に位置し前記第１の駆動コイルの外周に前記第１の駆動コイルと同心円となるように平巻された第２の線材によって構成された検知コイルと、を含む第１のコイル層と、平面上に位置する平巻状の第３の線材によって構成された第２の駆動コイルと、前記第３の線材と同一平面上に位置し前記第２の駆動コイルの外周に前記第２の駆動コイルと同心円となるように平巻された第４の線材によって構成された基準コイルとを含む第２のコイル層と、前記第１のコイル層と前記第２のコイル層との間に配置された第１の絶縁層と、を備え、前記第１の駆動コイルを流れる駆動電流の向きと前記第２の駆動コイルを流れる駆動電流の向きとが同じになるように、前記第１の駆動コイルと前記第２の駆動コイルとが電気的に接続されており、前記検知コイルを流れる誘導電流の向きと前記基準コイルを流れる誘導電流の向きとが逆になるように、前記検知コイルと前記基準コイルとが電気的に接続されている。
【００１２】
または、本発明に係る差動トランス式透磁率センサーは、平面上に位置する平巻状の第２の線材によって構成された検知コイルと、前記第２の線材と同一平面上に位置し前記検知コイルの外周に前記検知コイルと同心円となるように平巻された第１の線材によって構成された第１の駆動コイルとを含む第１のコイル層と、平面上に位置する平巻状の第４の線材によって構成された基準コイルと、前記第４の線材と同一平面上に位置し前記基準コイルの外周に前記基準コイルと同心円となるように平巻された第３の線材によって構成された第２の駆動コイルとを含む第２のコイル層と、前記第１のコイル層と前記第２のコイル層との間に配置された第１の絶縁層と、を備え、前記第１の駆動コイルを流れる駆動電流の向きと前記第２の駆動コイルを流れる駆動電流の向きとが同じになるように、前記第１の駆動コイルと前記第２の駆動コイルとが電気的に接続されており、前記検知コイルを流れる誘導電流の向きと前記基準コイルを流れる誘導電流の向きとが逆になるように、前記検知コイルと前記基準コイルとが電気的に接続されている。
【００１３】
上記二つの構成において、検知コイルと第１の駆動コイルは、共に第１のコイル層に形成され、一方のコイルは、他方のコイルの形成位置の外周に当該他方のコイルと同心円状に形成されている。このため、検知コイル及び第１の駆動コイルを第１のコイル層に形成する際に、一方のコイルの形成位置にズレが生じても、他方のコイルの形成位置にも同じ量だけ形成位置にズレが生じることとなり、検知コイルと第１の駆動コイルとの相対的な位置関係は変化しない。よって、検知コイル及び第１の駆動コイルの形成位置にズレが生じても、検知対象物が存在しない状態で、検知コイルを通る磁束の量は変化しない。
【００１４】
同様に、基準コイルと第２の駆動コイルは、共に第２のコイル層に形成され、一方のコイルは、他方のコイルの形成位置の外周に当該他方のコイルと同心円状に形成されている。このため、基準コイル及び第２の駆動コイルを第２のコイル層に形成する際に、一方のコイルの形成位置にズレが生じても、他方のコイルの形成位置にも同じ量だけ形成位置にズレが生じることとなり、基準コイルと第２の駆動コイルとの相対的な位置関係は変化しない。よって、基準コイル及び第２の駆動コイルの形成位置にズレが生じても、検知対象物が存在しない状態で、基準コイルを通る磁束の量は変化しない。
【００１５】
また、検知コイルを構成する線材と第１の駆動コイルを構成する線材とを並行して平巻きする場合に比して、検知コイルを構成する線材及び第１の駆動コイルを構成する線材とが並行する距離が短い構成となっている。つまり、検知コイルを構成する線材と第１の駆動コイルを構成する線材とを並行して平巻きする場合に比して、検知コイルと第１の駆動コイルとの間の静電容量が小さい構成となっている。このため、第１の駆動コイルと検知コイルとの間の静電容量に起因して、第１の駆動コイルの電圧変化が、検知コイルの電圧変化となって現れる虞を低減することができる。
【００１６】
同様に、基準コイルを構成する線材と第２の駆動コイルを構成する線材とを並行して平巻きする場合に比して、基準コイルを構成する線材及び第２の駆動コイルを構成する線材とが並行する距離が短い構成となっている。つまり、基準コイルを構成する線材と第２の駆動コイルを構成する線材とを並行して平巻きする場合に比して、基準コイルと第２の駆動コイルとの間の静電容量が小さい構成となっている。このため、第２の駆動コイルと基準コイルとの間の静電容量に起因して、第２の駆動コイルの電圧変化が、基準コイルの電圧変化となって現れる虞を低減することができる。
【００１７】
以上のように、上記二つの構成によれば、検知コイル、第１の駆動コイル、基準コイル、第２の駆動コイルの形成位置にズレが生じても、検知対象物が存在しない状態で、検知コイルを通る磁束の量が変化したり、基準コイルを通る磁束の量が変化したりすることがない。また、第１の駆動コイル及び第２の駆動コイルの電圧変化が、検知コイル及び基準コイルの電圧変化となって現れる虞が低減される。これにより、検知対象が存在しない状態で、検知コイルを通る磁束の量と基準コイルを通る磁束の量との差が、差動トランス式透磁率センサー毎に異なることを防止できるので、差動トランス式透磁率センサー毎の出力の大きさのばらつきを精度良く抑制することができる。
【００１８】
上記二つの構成において、前記第１のコイル層の数と前記第２のコイル層の数とは複数の同じ数であり、前記第１の絶縁層の一方の面側に前記複数の第１のコイル層のうちの２つの第１のコイル層に挟まれた第２の絶縁層と、前記第１の絶縁層の他方の面側に前記複数の第２のコイル層のうちの２つの第２のコイル層に挟まれた第３の絶縁層と、をさらに備え、前記複数の前記第１のコイル層のそれぞれの前記第１の駆動コイルを流れる駆動電流の向きが互いに同じになるように、前記複数の前記第１のコイル層のそれぞれの前記第１の駆動コイル同士が電気的に接続され、前記複数の前記第２のコイル層のそれぞれの前記第２の駆動コイルを流れる駆動電流の向きが互いに同じになるように、各前記第２のコイル層の前記第２の駆動コイル同士が電気的に接続され、前記複数の前記第１のコイル層のそれぞれの前記検知コイルを流れる誘導電流の向きが互いに同じになるように、前記複数の前記第１のコイル層のそれぞれの前記検知コイル同士が電気的に接続され、前記複数の前記第２のコイル層のそれぞれの前記基準コイルを流れる誘導電流の向きが互いに同じになるように、前記複数の前記第２のコイル層のそれぞれの前記基準コイル同士が電気的に接続されていてもよい。
【００１９】
この構成によれば、第１のコイル層、第２のコイル層がそれぞれ複数あるので、差動トランス式透磁率センサーの面積を大きくすることなく、差動トランス式透磁率センサーの出力を大きくすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、平面コイルからなる検知コイル、基準コイル及び駆動コイルの形成位置にズレが生じてもセンサー毎の出力の大きさのバラツキを精度良く抑制できる差動トランス式透磁率センサーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る差動トランス式透磁率センサーを適用可能な画像形成装置の内部構造の概略を示す図である。
【図２】上記画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】差動トランス式透磁率センサーの回路図の一例を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る差動トランス式透磁率センサーの構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る差動トランス式透磁率センサーの断面図である。
【図６】比較例に係る差動トランス式透磁率センサーの構成を示す斜視図である。
【図７Ａ】検知コイルの形成位置にズレが発生した状態の比較例に係る差動トランス式透磁率センサーの断面の例を示す図である。
【図７Ｂ】第１の駆動コイルの形成位置にズレが発生した状態の比較例に係る差動トランス式透磁率センサーの断面の例を示す図である。
【図８】コイルの形成位置にズレが発生した状態の第１実施形態に係る差動トランス式透磁率センサーの断面の例を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る差動トランス式透磁率センサーの構成を示す斜視図である。
【図１０Ａ】二つの第１のコイル層のうちの一方において、コイルの形成位置にズレが発生した状態の第２実施形態に係る差動トランス式透磁率センサーの断面の例を示す図である。
【図１０Ｂ】二つの第１のコイル層のうちの他方において、コイルの形成位置にズレが発生した状態の第２実施形態に係る差動トランス式透磁率センサーの断面の例を示す図である。
【図１１】第１実施形態の変形例に係る差動トランス式透磁率センサーの構成を示す斜視図である。
【図１２】第２実施形態の変形例に係る差動トランス式透磁率センサーの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る差動トランス式透磁率センサーを適用可能な画像形成装置の内部構造の概略を示す図である。画像形成装置１は例えば、コピー、プリンター、スキャナー及びファクシミリの機能を有するデジタル複合機に適用することができる。画像形成装置１は装置本体１００、装置本体１００の上に配置された原稿読取部２００、原稿読取部２００の上に配置された原稿給送部３００及び装置本体１００の上部前面に配置された操作部４００を備える。
【００２３】
原稿給送部３００は自動原稿送り装置として機能し、原稿載置部３０１に置かれた複数枚の原稿を連続的に原稿読取部２００で読み取ることができるように送ることができる。
【００２４】
原稿読取部２００は露光ランプ等を搭載したキャリッジ２０１、ガラス等の透明部材により構成された原稿台２０３、不図示のＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサー及び原稿読取スリット２０５を備える。原稿台２０３に載置された原稿を読み取る場合、キャリッジ２０１を原稿台２０３の長手方向に移動させながらＣＣＤセンサーにより原稿を読み取る。これに対して、原稿給送部３００から給送された原稿を読み取る場合、キャリッジ２０１を原稿読取スリット２０５と対向する位置に移動させて、原稿給送部３００から送られてきた原稿を、原稿読取スリット２０５を通してＣＣＤセンサーにより読み取る。ＣＣＤセンサーは読み取った原稿を画像データとして出力する。
【００２５】
装置本体１００は用紙貯留部１０１、画像形成部１０３及び定着部１０５を備える。用紙貯留部１０１は装置本体１００の最下部に配置されており、用紙の束を貯留することができる用紙トレイ１０７を備える。用紙トレイ１０７に貯留された用紙の束において、最上位の用紙がピックアップローラー１０９の駆動により、用紙搬送路１１１へ向けて送出される。用紙は用紙搬送路１１１を通って、画像形成部１０３へ搬送される。
【００２６】
画像形成部１０３は搬送されてきた用紙にトナー画像を形成する。画像形成部１０３は感光体ドラム１１３、露光部１１５、現像部１１７及び転写部１１９を備える。露光部１１５は画像データ(原稿読取部２００から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリ受信の画像データ等)に対応して変調された光を生成し、一様に帯電された感光体ドラム１１３の周面に照射する。これにより、感光体ドラム１１３の周面には画像データに対応する静電潜像が形成される。この状態で感光体ドラム１１３の周面に現像部１１７からトナーを供給することにより、周面には画像データに対応するトナー画像が形成される。このトナー画像は転写部１１９によって先ほど説明した用紙貯留部１０１から搬送されてきた用紙に転写される。
【００２７】
トナー画像が転写された用紙は定着部１０５に送られる。定着部１０５において、トナー画像と用紙に熱と圧力が加えられて、トナー画像は用紙に定着される。用紙はスタックトレイ１２１又は排紙トレイ１２３に排紙される。以上のようにして、画像形成装置１はモノクロ画像を印刷する。
【００２８】
操作部４００は操作キー部４０１と表示部４０３を備える。表示部４０３はタッチパネル機能を有しており、ソフトキーを含む画面が表示される。ユーザーは画面を見ながらソフトキーを操作することによって、コピー等の機能の実行に必要な設定等をする。
【００２９】
操作キー部４０１にはハードキーからなる操作キーが設けられている。具体的には、操作キー部４０１には、スタートキー４０５、テンキー４０７、ストップキー４０９、リセットキー４１１、コピー、プリンター、スキャナー及びファクシミリを切り換えるための機能切換キー４１３等が設けられている。
【００３０】
スタートキー４０５はコピー、ファクシミリ送信等の動作を開始させるキーである。テンキー４０７はコピー部数、ファクシミリ番号等の数字を入力するキーである。ストップキー４０９はコピー動作等を途中で中止させるキーである。リセットキー４１１は設定された内容を初期設定状態に戻すキーである。
【００３１】
機能切換キー４１３はコピーキー及び送信キー等を備えており、コピー機能、送信機能等を相互に切り替えるキーである。コピーキーを操作すれば、コピーの初期画面が表示部４０３に表示される。送信キーを操作すれば、ファクシミリ送信及びメール送信の初期画面が表示部４０３に表示される。
【００３２】
図２は、画像形成装置１の構成を示すブロック図である。画像形成装置１は装置本体１００、差動トランス式透磁率センサー３（以下、透磁率センサー３と記載する）、トナー用コンテナー１２７、原稿読取部２００、原稿給送部３００、操作部４００、制御部５００及び通信部６００がバスによって相互に接続された構成を有する。装置本体１００、原稿読取部２００、原稿給送部３００及び操作部４００に関しては既に説明したので、説明を省略する。
【００３３】
トナー用コンテナー１２７にはトナー(磁性の１成分現像剤)が収容されており、トナー用コンテナー１２７から現像部１１７にトナーが補給される。
【００３４】
透磁率センサー３は、現像部１１７内のトナーの高さの変化を検知し、これを基にして現像部１１７内のトナー残量が計測される。透磁率センサー３については、後で詳細に説明する。
【００３５】
制御部５００はＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)及び画像メモリー等を備える。ＣＰＵは画像形成装置１を動作させるために必要な制御を、装置本体１００等の画像形成装置１の上記構成要素に対して実行する。ＲＯＭは画像形成装置１の動作の制御に必要なソフトウェアを記憶している。ＲＡＭはソフトウェアの実行時に発生するデータの一時的な記憶及びアプリケーションソフトの記憶等に利用される。画像メモリーは画像データ(原稿読取部２００から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリ受信の画像データ等)を一時的に記憶する。
【００３６】
通信部６００はファクシミリ通信部６０１及びネットワークＩ／Ｆ部６０３を備える。ファクシミリ通信部６０１は相手先ファクシミリとの電話回線の接続を制御するＮＣＵ(Network Control Unit)及びファクシミリ通信用の信号を変復調する変復調回路を備える。ファクシミリ通信部６０１は電話回線６０５に接続される。
【００３７】
ネットワークＩ／Ｆ部６０３はＬＡＮ(Local Area Network)６０７に接続される。ネットワークＩ／Ｆ部６０３はＬＡＮ６０７に接続されたパソコン等の端末装置との間で通信を実行するための通信インターフェイス回路である。
【００３８】
図３は、透磁率センサー３の回路図の一例を示す図である。透磁率センサー３は、検知コイル４、第１の駆動コイル５、基準コイル６、第２の駆動コイル７、発振回路１１、増幅回路１２、抵抗１３及びコンデンサー１４を備える。
【００３９】
発振回路１１は、第１の駆動コイル５及び第２の駆動コイル７を駆動させる高周波の駆動電流を生成する。第１の駆動コイル５と第２の駆動コイル７とは、直列に接続されている。第１の駆動コイル５及び第２の駆動コイル７に駆動電流が流れた際に、第１の駆動コイル５で生成される磁束と第２の駆動コイル７で生成される磁束とが同じ向きになるように（言い換えれば、第１の駆動コイル５及び第２の駆動コイル７を流れる駆動電流の向きが、互いに同じ向きになるように）、第１の駆動コイル５の一端と第２の駆動コイル７の一端とが接続されている。これにより、第１の駆動コイル５で生成される磁束と第２の駆動コイル７で生成される磁束とが打ち消し合わないようにしている。第１の駆動コイル５の他端及び第２の駆動コイル７の他端は、発振回路１１に接続されている。
【００４０】
検知コイル４は、第１の駆動コイル５と磁気的に結合される。基準コイル６は、第２の駆動コイル７と磁気的に結合される。検知コイル４の一端と基準コイル６の一端とは、直列に差動接続されている。言い換えれば、検知コイル４及び基準コイル６を流れる誘導電流の向きが、互いに逆向きになるように、検知コイル４と基準コイル６とが電気的に接続されている。これにより、差動電圧Ｖ０（＝基準コイル６の起電圧Ｖ１−検知コイル４の起電圧Ｖ２）が増幅回路１２に入力される。
【００４１】
検知コイル４の他端はコンデンサー１４を介して、基準コイル６の他端は抵抗１３を介して、増幅回路１２に接続されている。抵抗１３は増幅回路１２内のバイポーラトランジスターのベースに接続されており、増幅回路１２の増幅率の設定に用いられる。
【００４２】
コンデンサー１４は差動電圧Ｖ０のうち、直流成分をカットする機能を有する。これにより、増幅回路１２には差動電圧Ｖ０の交流成分だけが入力される。
【００４３】
透磁率センサー３の動作を簡単に説明する。発振回路１１で生成された駆動電流が、第１の駆動コイル５及び第２の駆動コイル７に流れると、基準コイル６に起電圧Ｖ１、検知コイル４に起電圧Ｖ２が生じる。検知コイル４の付近にトナーが存在すると、起電圧Ｖ２は起電圧Ｖ１よりも大きくなるので、差動電圧Ｖ０は０Ｖにならない。透磁率センサー３は、差動電圧Ｖ０を増幅回路１２で増幅し、増幅回路１２から出力された信号を用いてトナー残量を検出する。
【００４４】
次に、図４、図５および図８を参照して、透磁率センサー３として適用できる本発明の第１実施形態に係る差動トランス式透磁率センサー３ａ（以下、透磁率センサー３ａと記載する）について説明する。図４は、透磁率センサー３ａの構成を示す斜視図である。図５は、透磁率センサー３ａの断面図である。
【００４５】
透磁率センサー３ａは、第１のコイル層２１、第２のコイル層２３、及び、第１の絶縁層２５を備える。
【００４６】
第１のコイル層２１は、第１の線材５ａ及び第２の線材４ａによって構成される。第１の線材５ａと第２の線材４ａは、同一平面上(上絶縁膜２５ａの表面上)に位置し、渦巻き状に平巻されている。
【００４７】
第１の線材５ａは、端子５ｂを始点として、透磁率センサー３ａの第１のコイル層２１側から見た場合に反時計回りに渦巻きの半径が大きくなるようにパターニングされている。第１の線材５ａによって、平面状のコイルである第１の駆動コイル５が構成される。
【００４８】
第２の線材４ａは、第１の駆動コイル５の外側に位置する端子４ｂを始点として、透磁率センサー３ａの第１のコイル層２１側から見た場合に時計回りに渦巻きの半径が大きくなり、且つ、第１の駆動コイル５と同心円となるようにパターニングされている。つまり、第２の線材４ａは、第１の駆動コイル５の外周に、第１の駆動コイル５と同心円となるように平巻されている。第２の線材４ａによって、平面状のコイルである検知コイル４が構成される。
【００４９】
第２のコイル層２３は、第３の線材７ａ及び第４の線材６ａによって構成される。第３の線材７ａと第４の線材６ａとは同一平面上(下絶縁膜２５ｃの表面上)に位置し、渦巻き状に平巻されている。
【００５０】
第３の線材７ａは、端子７ｂを始点として、透磁率センサー３ａの第１のコイル層２１側から見た場合に時計回りに渦巻きの半径が大きくなるようにパターニングされている。第３の線材７ａによって、平面状のコイルである第２の駆動コイル７が構成される。
【００５１】
第４の線材６ａは、第２の駆動コイル７の外側に位置する端子６ｂを始点として、透磁率センサー３ａの第１のコイル層２１側から見た場合に時計回りに渦巻きの半径が大きくなり、且つ、第２の駆動コイル７と同心円となるようにパターニングされている。つまり、第４の線材６ａは、第２の駆動コイル７の外周に、第２の駆動コイル７と同心円となるように平巻されている。第４の線材６ａによって、平面状のコイルである基準コイル６が構成される。
【００５２】
絶縁層２５は、第１のコイル層２１と第２のコイル層２３との間に配置されている。絶縁層２５は、上絶縁膜２５ａ、中間絶縁膜２５ｂ及び下絶縁膜２５ｃを備える。
【００５３】
上絶縁膜２５ａの表面に第１のコイル層２１が形成されている。下絶縁膜２５ｃの表面に第２のコイル層２３が形成されている。中間絶縁膜２５ｂは、上絶縁膜２５ａと下絶縁膜２５ｃとの間に形成されている。第１の実施形態では、絶縁層２５が第１の絶縁層として機能する。
【００５４】
第１の駆動コイル５を流れる駆動電流の向きと第２の駆動コイル７を流れる駆動電流の向きとが同じになるように、第１の駆動コイル５と第２の駆動コイル７とが電気的に接続されている。これを実現するために、第１の駆動コイル５の端子５ｃと第２の駆動コイル７の端子７ｃとが電気的に接続されている。
【００５５】
詳しく説明すると、接続プラグ２７ａは、絶縁層２５を貫通して形成されている。第１の駆動コイル５の端子５ｃは、接続プラグ２７ａと電気的に接続されている。第２の駆動コイル７の端子７ｃは、接続プラグ２７ａと電気的に接続されている。このように、第１の駆動コイル５の端子５ｃと第２の駆動コイル７の端子７ｃとが、接続プラグ２７ａによって電気的に接続されている。
【００５６】
しかし、第１の駆動コイル５の端子５ｂは、第１の駆動コイル５の内側に位置するので、端子５ｂを発振回路１１（図３）と接続するための配線を第１のコイル層２１に設けることができない。
【００５７】
そこで、配線２９ａが中間絶縁膜２５ｂの上に形成され、接続プラグ２７ｂ、２７ｃが、上絶縁膜２５ａを貫通して形成されている。そして、配線２９ａと端子５ｂとが接続プラグ２７ｂによって電気的に接続され、発振回路１１（図３）に接続された配線２９ｂと配線２９ａとが、接続プラグ２７ｃによって電気的に接続されている。このようにして、配線２９ａ及び接続プラグ２７ｂ、２７ｃを用いて、発振回路１１（図３）に接続された配線２９ｂと端子５ｂとが電気的に接続されている。
【００５８】
同様に、第２の駆動コイル７の端子７ｂは、第２の駆動コイル７の内側に位置するので、端子７ｂを発振回路１１（図３）と接続するための配線を第２のコイル層２３に設けることができない。
【００５９】
そこで、配線２９ｃが下絶縁膜２５ｃの上に形成され、接続プラグ２７ｄ、２７ｅが、下絶縁膜２５ｃを貫通して形成されている。そして、配線２９ｃと端子７ｂとが接続プラグ２７ｄによって電気的に接続され、発振回路１１（図３）に接続された配線２９ｄと配線２９ｃとが、接続プラグ２７ｅによって電気的に接続されている。このようにして、配線２９ｃ及び接続プラグ２７ｄ、２７ｅを用いて、発振回路１１（図３）に接続された配線２９ｄと端子７ｂとが電気的に接続されている。
【００６０】
また、検知コイル４を流れる誘導電流の向きと基準コイル６を流れる誘導電流の向きとが逆になるように、検知コイル４と基準コイル６とが電気的に接続されている。これを実現するために、検知コイル４の端子４ｂと基準コイル６の端子６ｂとが、絶縁層２５を貫通して形成された接続プラグ２７ｆによって電気的に接続されている。
【００６１】
図５に示すように、検知コイル４、第１の駆動コイル５、基準コイル６、第２の駆動コイル７の形成位置にズレが生じていない場合、検知コイル４と第１の駆動コイル５とが同心円状に形成され、基準コイル６と第２の駆動コイル７とが同心円状に形成される。つまり、第１の駆動コイル５及び第２の駆動コイル７に駆動電流が流れることによって生じる磁束の中心Ｃ１上に、検知コイル４の中心Ｃ２及び基準コイル６の中心Ｃ３が位置する。
【００６２】
第１の実施形態に係る透磁率センサー３ａでは、第１の線材５ａが第２の線材４ａとは逆向きに渦巻き状に平巻され、第３の線材７ａ及び第４の線材６ａが、同じ向きに渦巻き状に平巻されている。しかしながら、第１の線材５ａ及び第２の線材４ａが同じ向きに渦巻き状に平巻され、且つ、第３の線材７ａが第４の線材６ａとは逆向きに渦巻き状に平巻された構成（図４において第１のコイル層２１と第２のコイル層２３とを入れ替えた構成）も可能である。
【００６３】
第１実施形態に係る透磁率センサー３ａの効果を、図６、図７Ａおよび図７Ｂを参照しながら比較例の差動トランス式透磁率センサー９０２と比較して説明する。比較例に係る差動トランス式透磁率センサー９０２を構成する要素のうち、第１実施形態に係る透磁率センサー３ａを構成する要素と同じ要素については、百の位の符号を除き同一の符号を付している。
【００６４】
図６は、比較例に係る差動トランス式透磁率センサー９０２の構成を示す斜視図である。比較例の透磁率センサー９０２において、第１の駆動コイル９０５は、上絶縁膜９２５ａと中間絶縁膜９２５ｂとの間に形成されている。第２の駆動コイル９０７は、中間絶縁膜９２５ｂと下絶縁膜９２５ｃとの間に形成されている。すなわち、第１の駆動コイル９０５は、検知コイル９０４と別の層に形成されている。第２の駆動コイル９０７は、基準コイル９０６と別の層に形成されている。
【００６５】
第１の駆動コイル９０５の端子９０５ｃと第２の駆動コイル９０７の端子９０７ｃとは、中間絶縁膜９２５ｂに貫通して形成された接続プラグ９２７ａによって電気的に接続されている。これにより、第１の駆動コイル９０５を流れる駆動電流の向きと第２の駆動コイル９０７を流れる駆動電流の向きとを同じにしている。
【００６６】
検知コイル９０４の端子９０４ｂと基準コイル９０６の端子９０６ｂとは、絶縁層９２５に貫通して形成された接続プラグ９２７ｆによって電気的に接続されている。これにより、検知コイル９０４を流れる誘導電流の向きと基準コイル６を流れる誘導電流の向きとを逆にしている。
【００６７】
図７Ａおよび図７Ｂは、コイルの形成位置にズレが発生した状態の図６に示す比較例に係る差動トランス式透磁率センサー９０２の断面の例を示す図である。図７Ａは、検知コイル９０４の形成位置にズレを生じている例であり、図７Ｂは、第１の駆動コイル９０５の形成位置にズレを生じている例である。
【００６８】
検知コイル９０４又は第１の駆動コイル９０５の形成位置にズレが生じると、検知対象となるトナー（磁性体）が存在しない状態において、検知コイル９０４を通る磁束の量が基準コイル９０６を通る磁束の量より小さくなり、検知コイル９０４を通る磁束の量と基準コイル９０６を通る磁束の量とが等しくならない。言い換えれば、検知対象となるトナーが存在しない状態において、検知コイル９０４を流れる誘導電流が基準コイル９０６を流れる誘導電流より小さくなり、検知コイル９０４を流れる誘導電流と基準コイル９０６を流れる誘導電流とが等しくならない。透磁率センサー９０２毎にコイルの形成位置のズレの大きさが異なると、検知コイル９０４を通る磁束の量と基準コイル９０６を通る磁束の量との差にばらつきが生じ、透磁率センサー９０２毎に出力が異なることになる。このため、測定精度が低下する。
【００６９】
図８は、コイルの形成位置にズレが発生した状態の第１実施形態に係る透磁率センサー３ａの断面の例を示す図である。図５は、既に説明したように、コイルの形成位置にズレが発生していない状態の第１実施形態に係る透磁率センサー３ａの断面の例を示す図である。図５と図８とを比較すれば分かるように、図８では、検知コイル４及び第１の駆動コイル５の形成位置にズレが生じている。
【００７０】
上述したように、第１実施形態に係る透磁率センサー３ａにおいて、検知コイル４と第１の駆動コイル５とは第１のコイル層２１に含まれ、同じ層に同心円となるように形成されている。このため、検知コイル４及び第１の駆動コイル５を第１のコイル層２１に形成する際に、一方のコイルの形成位置にズレが生じても、他方のコイルの形成位置にも同じ量だけ形成位置にズレが生じることとなり、検知コイル４と第１の駆動コイル５との相対的な位置関係は変化しない。よって、検知コイル４及び第１の駆動コイル５の形成位置にズレが生じても、検知対象物が存在しない状態で、検知コイル４を通る磁束の量は変化しない。
【００７１】
同様に、基準コイル６と第２の駆動コイル７とは第２のコイル層２３に含まれ、同じ層に同心円となるように形成されている。このため、基準コイル６及び第２の駆動コイル７を第２のコイル層２３に形成する際に、一方のコイルの形成位置にズレが生じても、他方のコイルの形成位置にも同じ量だけ形成位置にズレが生じることとなり、基準コイル６と第２の駆動コイル７との相対的な位置関係は変化しない。よって、基準コイル６及び第２の駆動コイル７の形成位置にズレが生じても、検知対象物が存在しない状態で、基準コイル６を通る磁束の量は変化しない。
【００７２】
また、透磁率センサー３ａは、検知コイル４を構成する線材４ａと第１の駆動コイル５を構成する線材５ａとを並行して平巻きする場合に比して、検知コイル４を構成する線材４ａ及び第１の駆動コイル５を構成する線材５ａとが並行する距離が短い構成となっている。つまり、検知コイル４を構成する線材４ａと第１の駆動コイル５を構成する線材５ａとを並行して平巻きする場合に比して、検知コイル４と第１の駆動コイル５との間の静電容量が小さい構成となっている。このため、第１の駆動コイル５と検知コイル４との間の静電容量に起因して、第１の駆動コイル５の電圧変化が、検知コイル４の電圧変化となって現れる虞を低減することができる。
【００７３】
同様に、透磁率センサー３ａは、基準コイル６を構成する線材６ａと第２の駆動コイル７を構成する線材７ａとを並行して平巻きする場合に比して、基準コイル６を構成する線材６ａ及び第２の駆動コイル７を構成する線材７ａとが並行する距離が短い構成となっている。つまり、基準コイル６を構成する線材６ａと第２の駆動コイル７を構成する線材７ａとを並行して平巻きする場合に比して、基準コイル６と第２の駆動コイル７との間の静電容量が小さい構成となっている。このため、第２の駆動コイル７と基準コイル６との間の静電容量に起因して、第２の駆動コイル７の電圧変化が、基準コイル６の電圧変化となって現れる虞を低減することができる。
【００７４】
以上のように、第１実施形態によれば、平面コイルからなる検知コイル４、第１の駆動コイル５、基準コイル６、第２の駆動コイル７の形成位置にズレが生じても、検知対象物が存在しない状態で、検知コイル４を通る磁束の量が変化したり、基準コイル６を通る磁束の量が変化したりすることがない。また、第１の駆動コイル５及び第２の駆動コイル７の電圧変化が、検知コイル４及び基準コイル６の電圧変化となって現れる虞が低減される。これにより、検知対象が存在しない状態で、検知コイル４を通る磁束の量と基準コイル６を通る磁束の量との差が、透磁率センサー３ａ毎に異なることを防止できるので、透磁率センサー３ａ毎の出力の大きさのばらつきを精度良く抑制することができる。
【００７５】
次に、図９及び図１０を参照しながら、第２実施形態に係る差動トランス式透磁率センサー３ｂ（以下、透磁率センサー３ｂと記載する）について、第１実施形態に係る透磁率センサー３ａとの相違点を中心に説明する。第１実施形態では、第１のコイル層２１、第２のコイル層２３がそれぞれ１つ形成されていたが、第２の実施形態では、第１のコイル層２１、第２のコイル層２３がそれぞれ２つ形成されている。
【００７６】
なお、ここでは、第１のコイル層２１、第２のコイル層２３の数がそれぞれ２つ形成されている構成を例に説明するが、これらの数が２より大きい整数でも第２実施形態を適用することができる。この場合、複数の第１のコイル層２１は絶縁層（第２の絶縁層）と交互に積層され、絶縁層（第２の絶縁層）はそれぞれ複数の第１のコイル層２１のうちの２つの第１のコイル層２１に挟まれるように構成される。また、複数の第２のコイル層２３は絶縁層（第３の絶縁層）と交互に積層され、絶縁層（第３の絶縁層）はそれぞれ複数の第２のコイル層２３のうちの２つの第２のコイル層２３に挟まれるように構成される。また、第１のコイル層２１の数は、複数で、かつ、第２のコイル層２３の数と等しいことが好ましい。なお、ここでは、第２実施形態に係る透磁率センサー３ｂを構成する要素のうち、第１実施形態に係る透磁率センサー３ａを構成する要素と同じ要素については、同一符号を付している。
【００７７】
図９は、透磁率センサー３ｂの構成を示す斜視図である。第１のコイル層２１ａ及び第１のコイル層２１ｂは、いずれも、検知コイル４と第１の駆動コイル５とを含む。第２のコイル層２３ａ及び第２のコイル層２３ｂは、いずれも、基準コイル６と第２の駆動コイル７とを含む。
【００７８】
第１のコイル層２１ａは、上絶縁膜２５ａの上面に形成されている。第１のコイル層２１ｂは、上絶縁膜２５ａと中間絶縁膜２５ｂとの間に形成されている。第２のコイル層２３ｂは、中間絶縁膜２５ｂと下絶縁膜２５ｃとの間に形成されている。第２のコイル層２３ａは、下絶縁膜２５ｃの下面（すなわち、下絶縁膜２５ｃの面のうち、第２のコイル層２３ｂが形成されている面と反対側の面）に形成されている。
【００７９】
上絶縁膜２５ａ、下絶縁膜２５ｃの観点から説明すると、上絶縁膜２５ａは、第１のコイル層２１ａと第１のコイル層２１ｂとの間に形成されている（上絶縁膜２５ａは、中間絶縁膜２５ｂの一方の面側に第１のコイル層２１ａ、２１ｂに挟まれるように積層されている）。下絶縁膜２５ｃは、第２のコイル層２３ａと第２のコイル層２３ｂとの間に形成されている（下絶縁膜２５ｃは、中間絶縁膜２５ｂの他方の面側に第２のコイル層２３ａ、２３ｂに挟まれるように積層されている）。第２の実施形態では、中間絶縁膜２５ｂが第１の絶縁層として機能し、上絶縁膜２５ａが第２の絶縁層として機能し、下絶縁膜２５ｃが第３の絶縁層として機能する。
【００８０】
透磁率センサー３ｂでは、第１のコイル層２１ａ、上絶縁膜２５ａ、第１のコイル層２１ｂ、中間絶縁膜２５ｂ、第２のコイル層２３ｂ、下絶縁膜２５ｃおよび第２のコイル層２３ａの順に積層されている。
【００８１】
第１のコイル層２１ａと第１のコイル層２１ｂとの違いは、線材が巻かれている向きである。第１のコイル層２１ａにおいて、第１の線材５ａは、端子５ｂを始点として、透磁率センサー３ｂの第１のコイル層２１ａ側から見た場合に反時計回りに渦巻きの半径が大きくなるようにパターニングされている。第１の線材５ａによって、平面状のコイルである第１の駆動コイル５が構成される。第２の線材４ａは、第１の駆動コイル５の外側に位置する端子４ｂを始点として、透磁率センサー３ｂの第１のコイル層２１ａ側から見た場合に時計回りに渦巻きの半径が大きくなり、且つ、第１の駆動コイル５と同心円となるようにパターニングされている。第２の線材４ａによって、平面状のコイルである検知コイル４が構成される。
【００８２】
一方、第１のコイル層２１ｂにおいて、第１の線材５ａは、端子５ｂを始点として、透磁率センサー３ｂの第１のコイル層２１ａ側から見た場合に時計回りに渦巻きの半径が大きくなるようにパターニングされている。第１の線材５ａによって、平面状のコイルである第１の駆動コイル５が構成される。第２の線材４ａは、第１の駆動コイル５の外側に位置する端子４ｂを始点として、透磁率センサー３ｂの第１のコイル層２１ａ側から見た場合に反時計回りに渦巻きの半径が大きくなり、且つ、第１の駆動コイル５と同心円となるようにパターニングされている。第２の線材４ａによって、平面状のコイルである検知コイル４が構成される。
【００８３】
第２のコイル層２３ａと第２のコイル層２３ｂとの違いは、線材が巻かれている向きである。第２のコイル層２３ａにおいて、第３の線材７ａは、端子７ｂを始点として、透磁率センサー３ｂの第１のコイル層２１ａ側から見た場合に時計回りに渦巻きの半径が大きくなるようにパターニングされている。第３の線材７ａによって、平面状のコイルである第２の駆動コイル７が構成される。第４の線材６ａは、第２の駆動コイル７の外側に位置する端子６ｂを始点として、透磁率センサー３ｂの第１のコイル層２１ａ側から見た場合に時計回りに渦巻きの半径が大きくなり、且つ、第２の駆動コイル７と同心円となるようにパターニングされている。第４の線材６ａによって、平面状のコイルである基準コイル６が構成される。
【００８４】
一方、第２のコイル層２３ｂにおいて、第３の線材７ａは、端子７ｂを始点として、透磁率センサー３ｂの第１のコイル層２１ａ側から見た場合に反時計回りに渦巻きの半径が大きくなるようにパターニングされている。第３の線材７ａによって、平面状のコイルである第２の駆動コイル７が構成される。第４の線材６ａは、第２の駆動コイル７の外周に位置する端子６ｂを始点として、透磁率センサー３ｂの第１のコイル層２１ａ側から見た場合に反時計回りに渦巻きの半径が大きくなるようにパターニングされている。第４の線材６ａによって、平面状のコイルである基準コイル６が構成される。
【００８５】
第１のコイル層２１ａ，２１ｂにおいて、各第１の駆動コイル５を流れる駆動電流の向きが互いに同じになるように、各第１の駆動コイル５が一筆書き状に電気的に接続されている。これを実現するために、第１のコイル層２１ａの第１の駆動コイル５の端子５ｂと第１のコイル層２１ｂの第１の駆動コイル５の端子５ｂとが、上絶縁膜２５ａを貫通して形成されている接続プラグ２７ｇによって電気的に接続されている。
【００８６】
第１のコイル層２１ａ，２１ｂにおいて、各検知コイル４を流れる誘導電流の向きが互いに同じになるように、各検知コイル４が一筆書き状に電気的に接続されている。これを実現するために、第１のコイル層２１ａの検知コイル４の端子４ｂと第１のコイル層２１ｂの検知コイル４の端子４ｂとが、上絶縁膜２５ａを貫通して形成されている接続プラグ２７ｈによって電気的に接続されている。
【００８７】
第２のコイル層２３ａ，２３ｂにおいて、各第２の駆動コイル７を流れる駆動電流の向きが互いに同じになるように、各第２の駆動コイル７が一筆書き状に電気的に接続されている。これを実現するために、第２のコイル層２３ａの第２の駆動コイル７の端子７ｂと第２のコイル層２３ｂの第２の駆動コイル７の端子７ｂとが、下絶縁膜２５ｃを貫通して形成されている接続プラグ２７ｉによって電気的に接続されている。
【００８８】
第２のコイル層２３ａ，２３ｂにおいて、各基準コイル６を流れる誘導電流の向きが互いに同じになるように、各基準コイル６が一筆書き状に電気的に接続されている。これを実現するために、第２のコイル層２３ａの基準コイル６の端子６ｂと第２のコイル層２３ｂの基準コイル６の端子６ｂとが、下絶縁膜２５ｃを貫通して形成されている接続プラグ２７ｊによって電気的に接続されている。
【００８９】
第１のコイル層２１ａの第１の駆動コイル５の端子５ｃは、第１の駆動コイル５の外側に位置する。第２のコイル層２３ａの第２の駆動コイル７の端子７ｃは、第２の駆動コイル７の外側に位置する。端子５ｃと端子７ｃとが、絶縁層２５を貫通して形成されている接続プラグ２７ｋによって電気的に接続されている。これによって、第１の駆動コイル５を流れる駆動電流の向きと第２の駆動コイル７を流れる駆動電流の向きとを同じにしている。
【００９０】
第１のコイル層２１ｂの検知コイル４の端子４ｃは、検知コイル４の外側に位置する。第２のコイル層２３ｂの基準コイル６の端子６ｃは、基準コイル６の外側に位置する。端子４ｃと端子６ｃとが、中間絶縁膜２５ｂを貫通して形成されている接続プラグ２７ｌによって電気的に接続されている。これによって、検知コイル４を流れる誘導電流の向きと基準コイル６を流れる誘導電流の向きとを逆にしている。
【００９１】
また、発振回路１１（図３）と第１の駆動コイル５とを接続するために、発振回路１１（図３）に接続された配線２９ｂと、第１のコイル層２１ｂの第１の駆動コイル５の外側の端子５ｃとが、上絶縁膜２５ａを貫通して形成されている接続プラグ２７ｍによって電気的に接続されている。また、発振回路１１と第２の駆動コイル７とを接続するために、発振回路１１に接続された配線２９ｄと、第２のコイル層２３ｂの第２の駆動コイル７の外側の端子７ｃとが、下絶縁膜２５ｃを貫通して形成されている接続プラグ２７ｎによって電気的に接続されている。
【００９２】
第２実施形態によれば、第１のコイル層、第２のコイル層がそれぞれ２つあるので(第１のコイル層２１ａ，２１ｂ、第２のコイル層２３ａ，２３ｂ、透磁率センサー３ｂの面積を大きくすることなく、透磁率センサー３ｂの出力を大きくすることができる。
【００９３】
また、第２実施形態によれば、透磁率センサー３ｂ毎の出力の大きさのばらつきを小さくすることができる。この効果について、図１０を参照して詳細に説明する。
【００９４】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、コイルの形成位置にズレが発生した状態の第２実施形態に係る透磁率センサー３ｂの断面の例を示す図である。図１０Ａは、第１のコイル層２１ａの検知コイル４及び第１の駆動コイル５の形成位置にズレを生じている例であり、図１０Ｂは、第１のコイル層２１ｂの検知コイル４及び第１の駆動コイル５の形成位置にズレを生じている例である。
【００９５】
第２実施形態において、検知コイル４には、同じ層の第１の駆動コイル５及び別の層の第１の駆動コイル５を流れる駆動電流によって生じる磁束が通る。図１０Ａの場合、形成位置にズレが生じている第１のコイル層２１ａの検知コイル４において、形成位置にズレが生じていない第１のコイル層２１ｂの第１の駆動コイル５を流れる駆動電流によって生じる磁束が通る量は低下する。
【００９６】
しかしながら、第１実施形態で説明したように、形成位置にズレが生じている第１のコイル層２１ａの検知コイル４において、同じ層（第１のコイル層２１ａ）の第１の駆動コイル５を流れる駆動電流によって生じる磁束が通る量は変わらない。従って、図７Ａおよび図７Ｂに示す比較例のように検知コイル４や第１の駆動コイル５の形成位置のみにズレが生じた場合と比較して、検知対象物が存在しない状態で、検知コイル４を通る磁束の量と基準コイル６を通る磁束の量との差を小さくできる。図１０Ｂに示す第１のコイル層２１ｂの検知コイル４及び第１の駆動コイル５の形成位置にズレが生じている場合についても、同じことが言える。
【００９７】
また、基準コイル６も検知コイル４と同様のことが言える。基準コイル６には、同じ層の第２の駆動コイル７及び別の層の第２の駆動コイル７を流れる駆動電流によって生じる磁束が通る。図示はしていないが、例えば、第２のコイル層２３ａの基準コイル６及び第２の駆動コイル７の形成位置にズレが生じている場合で説明する。第２のコイル層２３ａの基準コイル６において、形成位置にズレが生じていない第２のコイル層２３ｂの第２の駆動コイル７を流れる駆動電流によって生じる磁束が通る量は低下する。
【００９８】
しかしながら、第１実施形態で説明したのと同様に、第２のコイル層２３ａの基準コイル６において、同じ層（第２のコイル層２３ａ）の第２の駆動コイル７を流れる駆動電流によって生じる磁束が通る量は変わらない。従って、基準コイル６や第２の駆動コイル７の形成位置のみにズレが生じた場合と比較して、検知対象物が存在しない状態で、検知コイル４を通る磁束の量と基準コイル６を通る磁束の量との差を小さくできる。
【００９９】
以上のように、第２実施形態によれば、平面コイルからなる検知コイル４、第１の駆動コイル５、基準コイル６、第２の駆動コイル７の形成位置にズレが生じている場合に、検知対象物が存在しない状態で、検知コイル４を通る磁束の量と基準コイル６を通る磁束の量との差を小さくできる。よって、透磁率センサー３ｂ毎の出力の大きさのばらつきを小さくすることができる。
【０１００】
また、図１乃至図５及び図８乃至図１０に示した構成等は、本発明に係る実施形態の例示に過ぎず、本発明に係る実施形態をこれに限定する趣旨ではない。
【０１０１】
（１）例えば、図１１に示すように、第１実施形態の変形例として、図４に示した透磁率センサー３ａの検知コイル４と第１の駆動コイル５の形成位置を逆にし、且つ、基準コイル６と第２の駆動コイル７の形成位置を逆にした差動トランス式透磁率センサー３ｃ（以下、透磁率センサー３ｃと記載する）を構成してもよい。
【０１０２】
図１１は、第１実施形態の変形例に係る透磁率センサー３ｃの構成を示す斜視図である。尚、第１実施形態の変形例に係る透磁率センサー３ｃを構成する要素のうち、第１実施形態に係る透磁率センサー３ａを構成する要素と同じ要素については、同一の符号を付し、当該要素の説明を省略する場合がある。
【０１０３】
具体的には、第１のコイル層２１では、検知コイル４を構成する第２の線材４ａは、端子４ｂを始点として、透磁率センサー３ｃの第１のコイル層２１側から見た場合に反時計回りに渦巻きの半径が大きくなるようにパターニングされている。
【０１０４】
第１の駆動コイル５を構成する第１の線材５ａは、検知コイル４の外側に位置する端子５ｂを始点として、透磁率センサー３ｃの第１のコイル層２１側から見た場合に時計回りに渦巻きの半径が大きくなり、且つ、検知コイル４と同心円となるようにパターニングされている。つまり、第１実施形態の変形例に係る透磁率センサー３ｃでは、第１の線材５ａは、検知コイル４の外周に、検知コイル４と同心円となるように平巻されている。
【０１０５】
第２のコイル層２３では、基準コイル６を構成する第４の線材６ａは、端子６ｂを始点として、透磁率センサー３ｃの第１のコイル層２１側から見た場合に反時計回りに渦巻きの半径が大きくなるようにパターニングされている。
【０１０６】
第２の駆動コイル７を構成する第３の線材７ａは、基準コイル６の外側に位置する端子７ｂを始点として、透磁率センサー３ｃの第１のコイル層２１側から見た場合に反時計回りに渦巻きの半径が大きくなり、且つ、基準コイル６と同心円となるようにパターニングされている。つまり、第１実施形態の変形例に係る透磁率センサー３ｃでは、第３の線材７ａは、基準コイル６の外周に、基準コイル６と同心円となるように平巻されている。
【０１０７】
また、第１の駆動コイル５を流れる駆動電流の向きと第２の駆動コイル７を流れる駆動電流の向きとが同じになるように、第１の駆動コイル５の端子５ｂと第２の駆動コイル７の端子７ｂとが、絶縁層２５を貫通して形成された接続プラグ２７ｏによって電気的に接続されている。
【０１０８】
また、検知コイル４を流れる誘導電流の向きと基準コイル６を流れる誘導電流の向きとが逆になるように、検知コイル４の端子４ｃと基準コイル６の端子６ｃとが、絶縁層２５を貫通して形成された接続プラグ２７ｐによって電気的に接続されている。
【０１０９】
しかし、検知コイル４の端子４ｂは、検知コイル４の内側に位置するので、端子４ｂをコンデンサー１４（図３）を介して増幅回路１２（図３）と接続するための配線を第１のコイル層２１に設けることができない。
【０１１０】
そこで、配線２９ｅが中間絶縁膜２５ｂの上に形成され、接続プラグ２７ｑ、２７ｒが、上絶縁膜２５ａを貫通して形成されている。そして、配線２９ｅと端子４ｂとが接続プラグ２７ｑによって電気的に接続され、コンデンサー１４（図３）を介して増幅回路１２（図３）に接続された配線２９ｆと配線２９ｅとが、接続プラグ２７ｒによって電気的に接続されている。このようにして、配線２９ｅ及び接続プラグ２７ｑ、２７ｒを用いて、コンデンサー１４（図３）を介して増幅回路１２（図３）に接続された配線２９ｆと端子４ｂとが電気的に接続されている。
【０１１１】
同様に、基準コイル６の端子６ｂは、基準コイル６の内側に位置するので、端子６ｂを抵抗１３（図３）を介して増幅回路１２（図３）と接続するための配線を第２のコイル層２３に設けることができない。
【０１１２】
そこで、配線２９ｇが下絶縁膜２５ｃの上に形成され、接続プラグ２７ｓ、２７ｔが、下絶縁膜２５ｃを貫通して形成されている。そして、配線２９ｇと端子６ｂとが接続プラグ２７ｓによって電気的に接続され、抵抗１３（図３）を介して増幅回路１２（図３）に接続された配線２９ｈと配線２９ｇとが、接続プラグ２７ｔによって電気的に接続されている。このようにして、配線２９ｇ及び接続プラグ２７ｓ、２７ｔを用いて、抵抗１３（図３）を介して増幅回路１２（図３）に接続された配線２９ｈと端子６ｂとが電気的に接続されている。
【０１１３】
（２）同様に、図１２に示すように、第２実施形態の変形例として、図９に示した透磁率センサー３ｂにおいて、第１のコイル層２１ａ、２１ｂにおける検知コイル４と第１の駆動コイル５の形成位置を逆にし、且つ、第２のコイル層２３ａ、２３ｂにおける基準コイル６と第２の駆動コイル７の形成位置を逆にした差動トランス式透磁率センサー３ｄ（以下、透磁率センサー３ｄと記載する）を構成してもよい。
【０１１４】
図１２は、第２実施形態の変形例に係る透磁率センサー３ｄの構成を示す斜視図である。尚、第２実施形態の変形例に係る透磁率センサー３ｄを構成する要素のうち、第２実施形態に係る透磁率センサー３ｂを構成する要素と同じ要素については、同一の符号を付し、当該要素の説明を省略する場合がある。
【０１１５】
具体的には、第１のコイル層２１ａにおいて、検知コイル４を構成する第２の線材４ａは、端子４ｂを始点として、透磁率センサー３ｄの第１のコイル層２１ａ側から見た場合に時計回りに渦巻きの半径が大きくなるようにパターニングされている。第１の駆動コイル５を構成する第１の線材５ａは、検知コイル４の外側に位置する端子５ｂを始点として、透磁率センサー３ｄの第１のコイル層２１ａ側から見た場合に時計回りに渦巻きの半径が大きくなり、且つ、検知コイル４と同心円となるようにパターニングされている。
【０１１６】
一方、第１のコイル層２１ｂにおいて、検知コイル４を構成する第２の線材４ａは、端子４ｂを始点として、透磁率センサー３ｄの第１のコイル層２１ａ側から見た場合に反時計回りに渦巻きの半径が大きくなるようにパターニングされている。第１の駆動コイル５を構成する第１の線材５ａは、検知コイル４の外側に位置する端子５ｂを始点として、透磁率センサー３ｄの第１のコイル層２１ａ側から見た場合に反時計回りに渦巻きの半径が大きくなり、且つ、検知コイル４と同心円となるようにパターニングされている。つまり、第２実施形態の変形例に係る透磁率センサー３ｄでは、第１のコイル層２１ａ、２１ｂにおいて、第１の線材５ａは、検知コイル４の外周に、検知コイル４と同心円となるように平巻されている。
【０１１７】
第２のコイル層２３ａにおいて、基準コイル６を構成する第４の線材６ａは、端子６ｂを始点として、透磁率センサー３ｄの第１のコイル層２１ａ側から見た場合に時計回りに渦巻きの半径が大きくなるようにパターニングされている。第２の駆動コイル７を構成する第３の線材７ａは、基準コイル６の外側に位置する端子７ｂを始点として、透磁率センサー３ｄの第１のコイル層２１ａ側から見た場合に時計回りに渦巻きの半径が大きくなり、且つ、基準コイル６と同心円となるようにパターニングされている。
【０１１８】
一方、第２のコイル層２３ｂにおいて、基準コイル６を構成する第４の線材６ａは、端子６ｂを始点として、透磁率センサー３ｄの第１のコイル層２１ａ側から見た場合に反時計回りに渦巻きの半径が大きくなるようにパターニングされている。第２の駆動コイル７を構成する第３の線材７ａは、基準コイル６の外周に位置する端子７ｂを始点として、透磁率センサー３ｄの第１のコイル層２１ａ側から見た場合に反時計回りに渦巻きの半径が大きくなるようにパターニングされている。つまり、第２実施形態の変形例に係る透磁率センサー３ｄでは、第２のコイル層２３ａ、２３ｂにおいて、第３の線材７ａは、基準コイル６の外周に、基準コイル６と同心円となるように平巻されている。
【０１１９】
第１のコイル層２１ａ，２１ｂにおいて、各第１の駆動コイル５を流れる駆動電流の向きが互いに同じになるように、第１のコイル層２１ａの第１の駆動コイル５の端子５ｂと第１のコイル層２１ｂの第１の駆動コイル５の端子５ｂとが、上絶縁膜２５ａを貫通して形成されている接続プラグ２７ｇによって電気的に接続されている。
【０１２０】
また、第１のコイル層２１ａ，２１ｂにおいて、各検知コイル４を流れる誘導電流の向きが互いに同じになるように、第１のコイル層２１ａの検知コイル４の端子４ｂと第１のコイル層２１ｂの検知コイル４の端子４ｂとが、上絶縁膜２５ａを貫通して形成されている接続プラグ２７ｈによって電気的に接続されている。
【０１２１】
第２のコイル層２３ａ，２３ｂにおいて、各第２の駆動コイル７を流れる駆動電流の向きが互いに同じになるように、第２のコイル層２３ａの第２の駆動コイル７の端子７ｂと第２のコイル層２３ｂの第２の駆動コイル７の端子７ｂとが、下絶縁膜２５ｃを貫通して形成されている接続プラグ２７ｉによって電気的に接続されている。
【０１２２】
また、第２のコイル層２３ａ，２３ｂにおいて、各基準コイル６を流れる誘導電流の向きが互いに同じになるように、第２のコイル層２３ａの基準コイル６の端子６ｂと第２のコイル層２３ｂの基準コイル６の端子６ｂとが、下絶縁膜２５ｃを貫通して形成されている接続プラグ２７ｊによって電気的に接続されている。
【０１２３】
第１のコイル層２１ａの検知コイル４の端子４ｃは、検知コイル４の外側に位置する。第２のコイル層２３ａの基準コイル６の端子６ｃは、基準コイル６の外側に位置する。端子４ｃと端子６ｃとが、絶縁層２５を貫通して形成されている接続プラグ２７ｕによって電気的に接続されている。これによって、検知コイル４を流れる誘導電流の向きと基準コイル６を流れる誘導電流の向きとを逆にしている。
【０１２４】
第１のコイル層２１ｂの第１の駆動コイル５の端子５ｃは、第１の駆動コイル５の外側に位置する。第２のコイル層２３ａの第２の駆動コイル７の端子７ｃは、第２の駆動コイル７の外側に位置する。端子５ｃと端子７ｃとが、中間絶縁膜２５ｂと下絶縁膜２５ｃとを貫通して形成されている接続プラグ２７ｖによって電気的に接続されている。これによって、第１の駆動コイル５を流れる駆動電流の向きと第２の駆動コイル７を流れる駆動電流の向きとを同じにしている。
【０１２５】
また、コンデンサー１４（図３）を介して増幅回路１２（図３）と検知コイル４とを接続するために、コンデンサー１４（図３）を介して増幅回路１２（図３）に接続された配線２９ｉと、第１のコイル層２１ｂの検知コイル４の外側の端子４ｃとが、上絶縁膜２５ａを貫通して形成されている接続プラグ２７ｗによって電気的に接続されている。
【０１２６】
また、抵抗１３（図３）を介して増幅回路１２（図３）と基準コイル６とを接続するために、抵抗１３（図３）を介して増幅回路１２（図３）に接続された配線２９ｊと、第１のコイル層２３ｂの基準コイル６の端子６ｃとが、下絶縁膜２５ｃを貫通して形成されている接続プラグ２７ｘによって電気的に接続されている。
【符号の説明】
【０１２７】
１  画像形成装置
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  差動トランス式透磁率センサー
４  検知コイル
４ａ  第２の線材
５  駆動コイル
５ａ  第１の線材
６  基準コイル
６ａ  第４の線材
７  駆動コイル
７ａ  第３の線材
２１、２１ａ、２１ｂ  第１のコイル層
２３、２３ａ、２３ｂ  第２のコイル層
２５  絶縁層
２５ａ  上絶縁膜（第２の絶縁層）
２５ｂ  中間絶縁膜（第１の絶縁層）
２５ｃ  下絶縁膜（第３の絶縁層）
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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