(57)【要約】【課題】小型かつ簡単な構成であっても、温度変動の影響を抑制して高精度に被検出物の透磁率の変化を検出できる透磁率センサ、及び、透磁率センサを用いた透磁率検出方法を提供する。【解決手段】第１コイル１及び第２コイル２と、第１コイル１を含んで発振する第１発振回路６と、第２コイル２を含んで発振する第２発振回路７と、第１発振回路６及び第２発振回路７夫々における発振パルス数を計測する計測部４１と、計測部４１による第１発振回路６における発振パルス数の計測時間、及び、計測部４１による第２発振回路７における発振パルス数の計測時間の少なくとも一方を調整する調整部４２と、計測部４１にて計測した発振パルス数の差分を算出する算出部４３と、算出部４３にて算出した差分を透磁率に変換する変換部４４とを備える。【選択図】図４
2019045461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出物の透磁率を検出する透磁率センサにおいて、
前記被検出物から磁気を受ける第１コイルを含んで発振する第１発振回路と、
前記被検出物から磁気を受ける第２コイルを含んで発振する第２発振回路と、
前記第１発振回路及び第２発振回路夫々における発振パルス数を計測する計測部と、
前記計測部による前記第１発振回路における発振パルス数の計測時間、及び、前記計測部による前記第２発振回路における発振周波数の計測時間の少なくとも一方を調整する調整部と、
前記計測部にて計測した発振パルス数の差分を算出する算出部と、
前記算出部にて算出した差分を透磁率に変換する変換部と
を備えることを特徴とする透磁率センサ。
【請求項２】
前記計測部は、前記第１発振回路における発振パルス数と、前記第２発振回路における発振パルス数とを交互に計測するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の透磁率センサ。
【請求項３】
前記第１コイル及び第２コイルは、同軸状に配されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の透磁率センサ。
【請求項４】
前記第１発振回路及び第２発振回路の構成部材は、前記第１コイル及び第２コイルを除いて共通であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の透磁率センサ。
【請求項５】
その一面に前記第１コイルが配され、その他面に前記第２コイルが配されている基板を備えることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の透磁率センサ。
【請求項６】
被検出物の透磁率を検出する透磁率検出方法において、
前記被検出物からの距離を互いに異ならせて第１コイル及び第２コイルを配置し、
前記第１コイルを含んで発振する第１発振回路の発振パルス数、及び、前記第２コイルを含んで発振する第２発振回路の発振パルス数を夫々計測し、
前記第１発振回路の発振周波数を計測する第１計測時間、及び、前記第２発振回路の発振周波数を計測する第２計測時間の少なくとも一方を調整し、
計測した発振パルス数の差分を算出し、
算出した差分を透磁率に変換することを特徴とする透磁率検出方法。
【請求項７】
前記第２コイルの前記被検出物からの距離が前記第１コイルの前記被検出物からの距離より短い場合に、前記第２計測時間が前記第１計測時間より相対的に長くなるように前記第１計測時間及び前記第２計測時間の少なくとも一方を調整することを特徴とする請求項６に記載の透磁率検出方法。
【請求項８】
被検出物の透磁率を検出する透磁率センサにおいて、
前記被検出物から磁気を受ける第１コイルを含んで発振する第１発振回路と、
前記被検出物から磁気を受ける第２コイルを含んで発振する第２発振回路と、
前記第１発振回路及び第２発振回路夫々における発振パルス数を計測する計測部と、
前記計測部による前記第１発振回路における発振パルス数が所定値となるように計測時間を調整する第１調整部と、
前記第１調整部で調整した前記第１発振回路における発振パルス数の計測時間、及び、前記第２発振回路における発振パルス数の計測時間の少なくとも一方を、所定の環境下にて計測したそれぞれの発振パルス数に基づいて調整する第２調整部と、
前記第１調整部及び前記第２調整部による調整後の計測時間で、前記計測部にて計測した発振パルス数の差分を算出する算出部と、
前記算出部にて算出した差分を透磁率に変換する変換部と
を備えることを特徴とする透磁率センサ。
【請求項９】
前記第２調整部は前記第２発振回路における発振パルス数の計測時間を調整することを特徴とする請求項８に記載の透磁率センサ。
【請求項１０】
前記算出部は、前記第１調整部及び前記第２調整部による計測時間の調整後、所定の環境下で、前記計測部にて、前記第１調整部及び前記第２調整部による調整後の計測時間で計測した発振パルス数の差分を算出し、
前記算出部が算出した差分により、前記第１発振回路における発振パルス数、及び、前記第２発振回路における発振パルス数の少なくとも一方を調整する第３調整部
をさらに備えることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の透磁率センサ。
【請求項１１】
前記第３調整部は前記第２発振回路における発振パルス数を調整することを特徴とする請求項１０に記載の透磁率センサ。
【請求項１２】
上記所定の環境下は基準磁性板を用いて、実現すること
を特徴とする請求項８から請求項１１の何れか１項に記載の透磁率センサ。
【請求項１３】
被検出物の透磁率を検出する透磁率検出方法において、
前記被検出物からの距離を互いに異ならせて検知コイル及び基準コイルを配置し、
前記基準コイルを含んで発振する基準発振回路の発振パルス数を、予め定めた初期計測時間で計測し、
計測した発振パルス数が所定値となるように、前記初期計測時間を調整した第１計測時間を求め、
求めた前記第１計測時間と同じ時間を第２計測時間に設定し、基準磁性板を検知コイル近傍所定位置に配置した後、
前記第１計測時間で前記基準発振回路の発振パルス数、及び前記第２計測時間で前記検知コイルを含んで発振する検知発振回路の発振パルス数をそれぞれ計測し、
計測した２つの発振パルス数に基づいて、前記第１計測時間及び前記第２計測時間の少なくとも一方を調整し、
前記第１計測時間で前記基準発振回路の発振パルス数、及び前記第２計測時間で前記検知発振回路の発振パルス数をそれぞれ計測し、
計測した発振パルス数の差分を算出し、
算出した差分を透磁率に変換することを特徴とする透磁率検出方法。
【請求項１４】
前記第２計測時間を調整することを特徴とする請求項１３に記載の透磁率検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出物の透磁率を検出する透磁率センサ、及び、該透磁率センサを用いた透磁率検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機又はプリンタは、感光体上に形成された静電画像を現像するために使用される現像ユニット内のトナーの濃度又は残量を磁気的に検出するトナーセンサを備えている。このようなトナーセンサの一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されたセンサでは、４つのコイルを使用し、差動トランス方式により、トナー濃度を検出している。
【０００３】
また、特許文献２には、第１検出コイルのインダクタンス変化に応じた発振波に位相ズレを生じさせる第１発振回路と、第２検出コイルのインダクタンス変化に応じた発振波に位相ズレを生じさせる第２発振回路とを備えて、両者の位相ズレの差分を求めて、金属の状態を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１６５９１０号公報
【特許文献２】特開２００９−３１２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のトナーセンサは、差動トランス方式を採用しており、駆動コイルと差動コイルとが近傍に位置している場合、トナーの影響が両方に及ぶので、トナーが駆動コイル及び差動コイルに与える影響を完全になくすことは困難である。また、扁平コイルを含めて発振回路を構成した場合、磁性体が近づいた場合のインダクタンスの結合度合の変化が少なく、このような扁平コイルをアナログ回路で動作させることは困難である。
【０００６】
特許文献２では、第１発振回路及び第２発振回路からの発振波を計測し、その計測値が所定値に達した時間を計測し、計測した時間に基づいて、蓄積された発振波の位相ズレを検出しているので、検出するプロセスが複雑であるという問題がある。特許文献２では、高透磁率材料に巻いたコイルを使用しており発振周波数が低いので、同じ分解能を得るための時間を短くできるため、位相ズレを検出する方式が有利であるが、扁平コイルを用いる場合には不利となる。また、特許文献２は、回転軸のトルクを磁気的に検出するための技術であり、トナーの濃度を検出するセンサへの適用は開示も示唆もされていない。
【０００７】
２個のコイルを用いて透磁率を検出するセンサでは、一方のコイルで発生する磁束によって他方のコイルが影響を受けることを抑止するために、２個のコイルを水平方向に離隔させて配置する構成が一般的である。具体的には、一方のコイルは被検出物（磁性体）の近傍に配して透磁率の変化の影響を受けやすくし、他方のコイルは被検出物（磁性体）から遠ざけて配して透磁率の変化の影響を受けにくくする。このような水平方向に亘る複数のコイルの配置によれば、センサの小型化を図れないという問題がある。
【０００８】
また、複数のコイルのインダクタンスの変化に応じて、透磁率を検出するようにしているが、この検出には多数の回路部品を用いている。回路部品には特性のばらつきが存在し、しかも回路部品は検出環境の影響を受け易いので、高精度の検出を図れないという問題がある。
【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、小型かつ簡単な構成であっても、温度変動の影響を抑制して高精度に被検出物の透磁率の変化を検出できる透磁率センサ、及び、透磁率センサを用いた透磁率検出方法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】
【００１０】
本発明に係る透磁率センサは、被検出物の透磁率を検出する透磁率センサにおいて、前記被検出物から磁気を受ける第１コイルを含んで発振する第１発振回路と、前記被検出物から磁気を受ける第２コイルを含んで発振する第２発振回路と、前記第１発振回路及び第２発振回路夫々における発振パルス数を計測する計測部と、前記計測部による前記第１発振回路における発振パルス数の計測時間、及び、前記計測部による前記第２発振回路における発振パルス数の計測時間の少なくとも一方を調整する調整部と、前記計測部にて計測した発振パルスの差分を算出する算出部と、前記算出部にて算出した差分を透磁率に変換する変換部とを備えることを特徴とする。ここで、「磁気を受ける」とは、被検出物と磁気的に結合することを意味する。
【００１１】
本発明において発振パルス数とは、夫々の発振回路において発振したそれぞれ発振周波数における定められた計測時間内のパルス数を言う。よって計測時間が同じであれば発振パルス数の差は発振周波数の差と同義ととらえることができる。
【００１２】
本発明に係る透磁率検出方法は、被検出物の透磁率を検出する透磁率検出方法において、前記被検出物からの距離を互いに異ならせて第１コイル及び第２コイルを配置し、前記第１コイルを含んで発振する発振回路の発振パルス数、及び、前記第２コイルを含んで発振する発振回路の発振パルス数を夫々計測し、前記第１発振回路の発振パルス数を計測する第１計測時間、及び、前記第２発振回路の発振パルス数を計測する第２計測時間の少なくとも一方を調整し、計測した発振パルス数の差分を算出し、算出した差分を透磁率に変換することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る透磁率検出方法は、前記第１コイルの前記被検出物からの距離が前記第２コイルの前記被検出物からの距離より短い場合に、前記第１計測時間が前記第２計測時間より長くなるように前記第１計測時間及び前記第２計測時間の少なくとも一方を調整することを特徴とする。
【００１４】
本発明の透磁率センサにあっては、被検出物の近傍に配した第１コイルを含む第１発振回路の発振パルス数と、被検出物の近傍の第１コイルとは被検出物への距離を異ならせて配した第２コイルを含む第２発振回路の発振パルス数とを、計測部で計測する。算出部は、計測部が計測した両発振パルス数の差分を算出し、変換部は、算出部が算出した差分を透磁率に変換する。被検出物の透磁率が大きくなるとコイルのインダクタンスが増えて、そのコイルを含む発振回路の発振パルス数は減少する。ここで、被検出物に近い方のコイルは透磁率の変化に応じたインダクタンスの変化量が大きくなるので、発振回路での発振パルス数の変動も大きくなる。よって、被検出物からの距離を異ならせて配した２つのコイルを用いて、夫々の発振回路による発振パルス数の差分から透磁率を検出することができる。
【００１５】
ここで、第１発振回路の発振パルス数を計測した第１計測時間と第２発振回路の発振パルス数を計測した第２計測時間との少なくとも一方を、調整部により調整しておく。具体的には、被検出物からの距離が第２コイルより第１コイルの方が短い場合、第１コイルのインダクタンスは第２コイルのインダクタンスより大きくなって、第１発振回路の発振パルス数が第２発振回路の発振パルス数より小さくなるため、第１計測時間が第２計測時間より相対的に長くなるように調整し発振パルス数が同じになるように調整しておく。このような調整を行っておくことにより、実際の検出時における温度変動の影響が少なくなる。
【００１６】
この際、２つのコイルとして、基板へのパターニング印刷により形成されたコイルなどの扁平コイルを使用でき、構成は小型化する。扁平コイル等、インダクタンスの小さいコイルの場合には発振周波数が高い（一定時間内のパルス数が多い）。結果としてコンピュータの一定時間内のクロック数が発振パルス数より少ないので、発振パルス数計測の場合には同じ分解能を得るための計測時間を短くすることができる。また、発振パルス数の計測、発振パルス数の差分の算出、差分から透磁率への変換の一連の処理を、マイクロコンピュータなどを用いてソフトウェアにて行えて部品点数を削減できるとともに、部品における特性のばらつきを受けることが少なく、検出精度は高い。
【００１７】
本発明に係る透磁率センサは、前記計測部は、前記第１発振回路における発振パルス数と、前記第２発振回路における発振パルス数とを交互に計測するように構成してあることを特徴とする。
【００１８】
本発明の透磁率センサにあっては、第１発振回路における発振パルス数の計測と、第２発振回路における発振パルス数の計測とを、切り替えながら交互に行う。よって、一方の発振回路における発振パルス数の計測時に、他方の発振回路は発振していないので、一方の発振回路における発振パルス数の計測値は、他方の発振回路の発振の影響を受けない。したがって、両発振回路における正確な発振パルス数を計測でき、透磁率の検出精度は高い。
【００１９】
本発明に係る透磁率センサは、前記第１コイル及び第２コイルは、同軸状に配されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明の透磁率センサにあっては、第１コイル及び第２コイルが同軸状に配されている。よって、コイルの配置に要する面積は小さくて済み、透磁率センサの小型化を図れる。
【００２１】
本発明に係る透磁率センサは、前記第１発振回路及び第２発振回路の構成部材は、前記第１コイル及び第２コイルを除いて共通であることを特徴とする。
【００２２】
本発明の透磁率センサにあっては、第１発振回路と第２発振回路とにおいて、第１コイル及び第２コイルを除く他の構成部材は共通としている。よって、第１発振回路及び第２発振回路夫々で計測される発振パルス数は、コイル以外の異なる構成部材による特性のばらつきの影響を受けず、正確な値が計測される。よって、透磁率の検出精度は高い。
【００２３】
本発明に係る透磁率センサは、その一面に前記第１コイルが配され、その他面に前記第２コイルが配されている基板を備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明の透磁率センサにあっては、基板の一面に第１コイルが形成され、基板の他面に第２コイルが形成されている。よって、簡単な構成にて、第１コイル及び第２コイルの同軸状配置を実現できる。
【００２５】
本発明に係る透磁率センサは、被検出物から磁気を受ける第１コイルを含んで発振する第１発振回路と、前記被検出物から磁気を受ける第２コイルを含んで発振する第２発振回路と、前記第１発振回路及び第２発振回路夫々における発振パルス数を計測する計測部と、前記計測部による前記第１発振回路における発振パルス数が所定値となるように計測時間を調整する第１調整部と、前記第１調整部で調整した前記第１発振回路における発振パルス数の計測時間、及び、前記第２発振回路における発振パルス数の計測時間の少なくとも一方を、所定の環境下にて計測したそれぞれの発振パルス数に基づいて調整する第２調整部と、前記第１調整部及び前記第２調整部による調整後の計測時間で、前記計測部にて計測した発振パルス数の差分を算出する算出部と、前記算出部にて算出した差分を透磁率に変換する変換部とを備える。
【００２６】
本発明にあっては、２つのコイル（第１コイルと第２コイルと）を用いて、夫々の発振回路による発振パルス数の差分から透磁率を検出することができる。
【００２７】
本発明に係る透磁率センサは、第２発振回路における発振パルス数の計測時間を調整することを特徴とする。
【００２８】
本発明にあっては、第１発振回路を基準として動作させることが可能となる。
【００２９】
本発明に係る透磁率センサは、算出部は、前記第１調整部及び前記第２調整部による計測時間の調整後、所定の環境下で、前記計測部にて、前記第１調整部及び前記第２調整部による調整後の計測時間で計測した発振パルス数の差分を算出し、前記算出部が算出した差分により、前記第１発振回路における発振パルス数、及び、前記第２発振回路における発振パルス数の少なくとも一方を調整する第３調整部をさらに備えることを特徴とする。
【００３０】
本発明にあっては、第１調整部及び第２調整部による調整後の計測時間で計測した発振パルス数の差分を算出し、算出した差分により、第１発振回路における発振パルス数、及び、第２発振回路における発振パルス数の少なくとも一方を調整するので、計測中心とすべき所定の環境下で透磁率の差分を０とすることが可能となる。
【００３１】
本発明は、所定の環境下は基準磁性板を用いて、実現することを特徴とする。
【００３２】
本発明にあっては、基準磁性板を用いることにより、所定の透磁率を計測範囲の中心とすることが可能となる。
【００３３】
本発明に係る透磁率検出方法は、被検出物からの距離を互いに異ならせて検知コイル及び基準コイルを配置し、前記基準コイルを含んで発振する基準発振回路の発振パルス数を、予め定めた初期計測時間で計測し、計測した発振パルス数が所定値となるように、前記初期計測時間を調整した第１計測時間を求め、求めた前記第１計測時間と同じ時間を第２計測時間に設定し、基準磁性板を検知コイル近傍所定位置に配置した後、前記第１計測時間で前記基準発振回路の発振パルス数、及び前記第２計測時間で前記検知コイルを含んで発振する検知発振回路の発振パルス数をそれぞれ計測し、計測した２つの発振パルス数に基づいて、前記第１計測時間及び前記第２計測時間の少なくとも一方を調整し、前記第１計測時間で前記基準発振回路の発振パルス数、及び前記第２計測時間で前記検知発振回路の発振パルス数をそれぞれ計測し、計測した発振パルス数の差分を算出し、算出した差分を透磁率に変換することを特徴とする。
【００３４】
本発明にあっては、２つのコイル（第１コイルと第２コイルと）を用いて、夫々の発振回路による発振パルス数の差分から透磁率を検出することができる。
【００３５】
本発明に係る透磁率検出方法は、第２計測時間を調整することを特徴とする。
【００３６】
本発明にあっては、基準回路の第１計測時間を基準とすることが可能となる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明では、小型かつ簡単な構成であっても、温度変動の影響を抑制して高精度に被検出物の透磁率を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の透磁率センサの構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の透磁率センサの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の透磁率センサの現像ユニットへの取り付け例を示す断面図である。
【図４】本発明の透磁率センサの機能構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の透磁率センサの一構成例を示す回路図である。
【図６】本発明の透磁率センサの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】従来例の透磁率センサの現像ユニットへの取り付け例を示す断面図である。
【図８】本発明例と従来例とにおけるトナー濃度の検出感度特性を示すグラフである。
【図９】本発明例と従来例とにおけるオフセット制御を行うための制御電圧特性を示すグラフである。
【図１０】第１変形例における透磁率センサの構成を示す断面図である。
【図１１】第２変形例における透磁率センサの構成を示す断面図である。
【図１２】第３変形例における透磁率センサの構成を示す断面図である。
【図１３】第４変形例における透磁率センサの構成を示す断面図である。
【図１４】本発明の透磁率センサに適したシールド部材の構成を示す平面図である。
【図１５】計測時間調整処理の処理手順例を示すフローチャートである。
【図１６】初期補正処理の処理手順例を示すフローチャートである。
【図１７】補正処理の処理手順例を示すフローチャートである。
【図１８】強制補正処理の処理手順例を示すフローチャートである。
【図１９】透磁率補正処理の補正後から強制補正の処理手順例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１及び図２は、本発明の透磁率センサの構成を示す斜視図及び断面図である。
【００４０】
図１及び図２において、１０は扁平矩形状の基板である。基板１０の一端部の一面（上面）には第１コイル１が形成されている。また、基板１０の一端部の他面（下面）には、第１コイル１と同軸をなして、第２コイル２が形成されている（図２参照）。これらの第１コイル１及び第２コイル２は、例えば、基板１０への銅箔パターンの印刷により形成される。
【００４１】
基板１０の他端部の上面には、他端から一部を突出させてコネクタ３が実装されている。基板１０の中央部の上面には、後述する各種の処理を行うマイクロコンピュータからなる電子チップ４が実装されている。さらに、電子チップ４の近傍には、回路部品５が実装されている。回路部品５は、第１コイル１又は第２コイル２と発振回路を構成するためのコンデンサなどを含んでいる。本発明の透磁率センサ２０は、以上のような構成をなす。
【００４２】
図３は、本発明の透磁率センサ２０の現像ユニットへの取り付け例を示す断面図である。図３において３０は、現像ユニットの内外を仕切る隔壁である。隔壁３０には、凹部３１が形成されており、この凹部３１に嵌め込まれるように、ケース２１に収納された状態で透磁率センサ２０が現像ユニットに取り付けられる。なお、コネクタ３の先端部はケース２１から突出している。
【００４３】
この際、図１及び図２に示した基板１０の下面側が隔壁３０側になるように、透磁率センサ２０が現像ユニットの隔壁３０に取り付けられる。よって、第２コイル２が第１コイル１よりも、現像ユニット内に近い位置、言い換えると現像ユニット内の現像剤に近い位置に配されることになる。透磁率センサ２０が取り付けられた凹部３１は、シール３２にて封止されている。
【００４４】
図４は、本発明の透磁率センサ２０の機能構成を示すブロック図である。図４において、図１及び図２と同一又は同様な部分には同一の符号を付している。
【００４５】
第１コイル１と回路部品５の一部とにより、第１発振回路６が構成されており、第２コイル２と回路部品５の一部とにより、第２発振回路７が構成されている。本発明の透磁率センサ２０にあっては、第１発振回路６と第２発振回路７とにおいて、第１コイル１及び第２コイル２を除く他の構成部材は共通としている。よって、第１発振回路６及び第２発振回路７夫々で計測される発振パルス数は、異なる構成部材による特性のばらつきの影響を受けず、正確な値が計測される。よって、透磁率の検出精度は高い。
【００４６】
また、電子チップ４は、第１発振回路６及び第２発振回路７夫々における発振パルス数を計測する計測部４１と、計測部４１での第１発振回路６における発振パルス数の計測時間（第１計測時間）及び第２発振回路７における発振パルス数の計測時間（第２計測時間）の少なくとも一方を調整する調整部（第１調整部、第２調整部、第３調整部）４２と、計測部４１で計測した発振パルス数の差分を算出する算出部４３と、算出部４３にて算出した差分を透磁率に変換する変換部４４とを機能的に有している。
【００４７】
図５は、本発明の透磁率センサ２０の一構成例を示す回路図である。図５において、コイルＬ１及びコイルＬ２は夫々、前述した第１コイル１及び第２コイル２に該当する。また、マイクロコンピュータＵ１は、前述した電子チップ４に相当する。
【００４８】
コイルＬ１の一端は、マイクロコンピュータＵ１の第６端子に接続され、コイルＬ２の一端は、マイクロコンピュータＵ１の第３端子に接続されている。コイルＬ１の他端及びコイルＬ２の他端はコンデンサＣ１を介してトランジスタＱ１のベースに接続されている。トランジスタＱ１のベース、コレクタ間には抵抗Ｒ２が設けられ、トランジスタＱ１のベース、エミッタ間にはコンデンサＣ２が設けられている。トランジスタＱ１のコレクタは、マイクロコンピュータＵ１の第２端子に接続されているとともに、抵抗Ｒ３を介して接地されている。
【００４９】
マイクロコンピュータＵ１の第１端子には、電源電圧Ｖｄｄの入力端子が接続されている。電源電圧Ｖｄｄの入力端子は、抵抗Ｒ１を介してトランジスタＱ１のエミッタに接続されている。抵抗Ｒ１とトランジスタＱ１のエミッタとの間にはコンデンサＣ３の一端が接続され、コンデンサＣ３の他端は接地されている。電源電圧Ｖｄｄの入力端子と前記第１端子との間にはコンデンサＣ６の一端が接続され、コンデンサＣ６の他端は接地されている。マイクロコンピュータＵ１の第８端子には、接地用の端子が接続されている。
【００５０】
マイクロコンピュータＵ１の第７端子には、抵抗Ｒ４を介して、透磁率に相当する検出電圧Ｖｏｕｔを出力する出力端子が接続されている。該出力端子と抵抗Ｒ４との間にはコンデンサＣ７の一端が接続され、コンデンサＣ７の他端は接地されている。マイクロコンピュータＵ１の第５端子には、抵抗Ｒ６を介して、オフセット制御を行うための制御電圧Ｖｃｏｎｔを入力する入力端子が接続されている。マイクロコンピュータＵ１の第５端子と抵抗Ｒ６との間にはコンデンサＣ４の一端が接続され、コンデンサＣ４の他端は接地されている。
【００５１】
コイルＬ１、２個のコンデンサＣ２及びＣ３並びにトランジスタＱ１にて、前述した第１発振回路６（コルピッツ発振回路）が構成され、コイルＬ２、２個のコンデンサＣ２及びＣ３並びにトランジスタＱ１にて、前述した第２発振回路７（コルピッツ発振回路）が構成されている。そして、マイクロコンピュータＵ１の切り替え動作（マイクロコンピュータＵ１の第３端子及び第６端子で切り替え動作を行っている）により、第１発振回路６と第２発振回路７とが調整部４２にて調整された夫々の計測時間ずつ交互に発振するようになっている。
【００５２】
次に、本発明の透磁率センサ２０の動作について説明する。図６は、本発明の透磁率センサ２０の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００５３】
調整部４２にて調整された第１計測時間に亘って、第１発振回路６を発振させてその発振パルス数を計測部４１にて計測する処理と、調整部４２にて調整された第２計測時間に亘って、第２発振回路７を発振させてその発振パルス数を計測部４１にて計測する処理とを交互に行う。この際、図６に示すように、第１発振回路６を発振させてその発振パルス数を計測する期間では第２発振回路７を発振させず、また、第２発振回路７を発振させてその発振パルス数を計測する期間では第１発振回路６を発振させない。よって、互いに発振の影響を受けることなく、発振パルス数を計測するので、その計測値は精度が高い。
【００５４】
所定時間（第１計測時間及び第２計測時間）ずつの発振パルス数の計測を終了すると、第１発振回路６における（第１コイル１に由来する）計測された発振パルス数と、第２発振回路７における（第２コイル２に由来する）計測された発振パルス数との差分を、算出部４３にて算出する。そして、変換部４４により、算出した差分を透磁率に変換し、透磁率の変化量を求める。具体的には、所望する透磁率の検出範囲の中央値を０に設定し、この中央値に対応する差分と比べた算出差分の多少に基づいて中央値からの変化量を求める。現像ユニットに取り付けられた透磁率センサ（トナーセンサ）２０では、トナーの濃度を検出する。
【００５５】
また、第１発振回路６を発振させて、その発振パルス数を計測する期間では、それ以前の第１発振回路６と第２発振回路７の計測値（例えばＡ′とＢ′）の差分を、算出部４３にて算出し、変換部４４により、算出した差分を透磁率に変換し、透磁率の変化量を求めるので、各発振回路の発振パルス数の計測開始のタイミングで透磁率の変化量の更新が順次行われる。
【００５６】
以下、上述したような手順により、透磁率を検出できる（トナー濃度を検出できる）原理を説明する。
【００５７】
被検出物の透磁率が大きくなった場合、被検出物の近傍に配されたコイルのインダクタンスは、この透磁率の変動に応じて増加する。この結果、そのコイルを含む発振回路の発振パルス数は減少する。ここで、被検出物からの距離を異ならせて２個のコイルを配置している場合、何れのコイルもインダクタンスが増加して、何れの発振回路も発振パルス数は減少する。但し、被検出物に近い方のコイルは、遠い方のコイルに比べて、透磁率の変化の影響を強く受けるので、上記の場合、インダクタンスの増加量が大きくなり、発振パルス数の減少量も大きくなる。よって、２個のコイル夫々を含む２つの発振回路における発振パルス数には、透磁率の変化の程度に応じた分の差異が生じることになる。このように、両発振パルス数の差分と透磁率との間には相関関係が存在するので、本発明では、両発振回路の発振パルス数の差分に基づいて被検出物の透磁率を検出することが可能である。
【００５８】
前述した実施の形態における透磁率センサ２０では、第１コイル１が上記の被検出物に遠い方のコイルに該当し、第２コイル２が上記の被検出物に近い方のコイルに該当する。本発明においては被検出物に近い方のコイルを検知コイル、遠い方のコイルを基準コイルとする。
【００５９】
現像ユニット内の現像剤は、トナーと磁性体（鉄粉）とを混合させたものである。複写の際には、用紙にトナーが付着されて磁性体はほとんど付着されない。よって、複写処理が進むにつれて、トナーの量は減少していくが磁性体の量はほとんど変化しないので、現像剤の透磁率は増加する。よって、現像ユニット内の透磁率とトナーの濃度とには、反比例的な相関関係が存在する。本発明では、上述したように被検出物（現像剤）の透磁率を検出できるので、検出した現像ユニット内の現像剤の透磁率に基づきトナーの濃度を検出できる。
【００６０】
ここで、調整部４２における第１計測時間及び第２計測時間の少なくとも一方の調整処理について説明する。
【００６１】
被検出物に近い第１コイル１と被検出物から遠い第２コイル２とでは使用環境が異なるため、透磁率センサの検出特性は、温度変動の影響を受け易い。また、第１コイル１及び第２コイル２は、前述したように、基板１０への銅箔パターンの印刷により形成されるため、形成条件の違いに起因する第１コイル１及び第２コイル２の特性の差異は避けられない。
【００６２】
本発明の透磁率センサ２０は、このような課題を解決するために、第１計測時間及び第２計測時間の少なくとも一方の調整を行う。この調整処理は、透磁率センサ２０の出荷時、又は透磁率センサ２０を備えた複写機による複写時など、実際の透磁率検出処理が実行される前に行われる。所望の検出範囲の中央値の状況にあって、第１コイル１及び第２コイル２での１回の計測期間内のパルス数に差がないように、これらの計測時間の調整を行う。なお、この検出範囲の中央値の状況を作り出すためにトナーを準備するのは面倒であるため、同じ透磁率（上記中央値）を有する金属を使用する。このときの環境温度については常温とする。
【００６３】
現像剤に近い位置に配される第２コイル２は、磁性体（現像剤）の影響を大きく受けてインダクタンスは大きくなる。一方、現像剤から遠い位置に配される第１コイル１は、磁性体（現像剤）の影響をほとんど受けずにインダクタンスもあまり大きくならない。発振周波数はインダクタンスにほぼ反比例するため、第２発振回路７の発振パルス数は第１発振回路６の発振パルス数より少なくなる。そこで、このような磁性体（現像剤）の影響の大小による差を補償する分だけ、第２計測時間が第１計測時間より相対的に長くなるような調整を行っている。具体的には第１発振回路６の発振パルス数と、第２発振回路７の発振パルス数が同じになるように計測時間を調整する。
【００６４】
このような第２計測時間が第１計測時間より相対的に長くなる調整を行う場合、第２計測時間は変更せずに第１計測時間を短くする調整、第１計測時間は変更せずに第２計測時間を長くする調整、第１計測時間を短くして第２計測時間を長くする調整の何れであっても良い。
【００６５】
計測時間の調整は、計測にあたってはまず、夫々の計測時間は同じとし、第１発振回路６による発振パルス数の計測と第２発振回路７による発振パルス数の計測を行った後、その差分を計測し差分が無くなるようにどちらか一方の計測時間を調整する。この場合、１回の計測時間の調整で同じ発振パルス数にならない場合がありその場合には以下のように調整する。具体的には、調整された計測時間で再度第１発振回路６による発振パルス数と、第２発振回路７による発振パルス数を計測し、発振パルス数の差分を計算し、差分が無くなるようにどちらか一方の計測時間を調整する。最終的には、第１発振回路６による発振パルス数と第２発振回路７による発振パルス数の差が最も小さい状態を初期値と設定し（検出範囲の中央値と設定し）、実際の計測を行っても良い。この補正は後述のステップ２（補正処理）に該当している。
【００６６】
以上の計測時間の調整の全体について、フローチャートを用いて、説明する。図１５は計測時間調整処理の処理手順例を示すフローチャートである。計測時間調整処理は電子チップ４の調整部４２が主体となって行う処理である。調整部４２は初期補正処理を行う（ステップＳ１）。初期補正処理は主として電子チップ４のクロックの誤差を補正することを目的とする処理である。調整部４２は補正処理を行う（ステップＳ２）。補正処理は主として計測範囲の中央値と想定する環境で第１発振回路６と第２発振回路７との計測パルス数の差分を最小値（０を含む）にすることを目的とする処理である。調整部４２は強制補正処理を行う（ステップＳ３）。強制補正処理は主として計測範囲の中央値と想定する環境で第１発振回路６と第２発振回路７との計測パルス数の差分を強制的に０にする処理である。強制補正処理は補正処理にて得られた差分の最小値を強制的に０とする処理であり、補正処理にて差分が最小値となったことを確認する意味を含む処理である。調整部４２は計測時間調整処理を終了する。
その後、図６に示す手順にて透磁率の計測を繰り返し行う（ステップＳ４）。
【００６７】
図１６は初期補正処理の処理手順例を示すフローチャートである。第１発振回路６を構成するコイルを基準コイル、第２発振回路７を構成するコイルを検知コイルとし、また第１発振回路６を基準発振回路、第２発振回路７を検知発振回路とする。調整部４２は予め定めた初期計測時間（ｔ０）で第１発振回路６の発振パルス数を、計測部４１で計測する（ステップＳ１１）。調整部４２は算出部４３により計測したパルス数と所定値との差分を算出する（ステップＳ１２）。所定値に基づき、第１発振回路６の発振パルス数が所定値となるように、第１発振回路６の計測時間を補正する（ステップＳ１３）。調整部４２は初期補正処理を終了し、処理を呼び出し元に戻す。補正後の計測時間は例えば、ｔ０＋αとする。ステップ１３で初期補正は完了する。なお、ステップＳ１３の後に、計測時間ｔ０＋αで、計測部４１により第１発振回路６の発振パルス数を計測し、計測した発振パルス数が所定値となる否かを確認する処理を行う。計測時間ｔ０＋αで、第１発振回路６の発振パルス数を計測する（ステップＳ１４）。調整部４２は発振パルス数が所定値となったか否かを判定する（ステップＳ１５）。調整部４２は発振パルス数が所定値となっていないと判定した場合（ステップＳ１５でＮＯ）、処理をステップＳ１２に戻す。調整部４２は発振パルス数が所定値となっていると判定した場合（ステップＳ１５でＹＥＳ）、処理を終了し呼び出し元に戻す。なお、発振パルス数が所定値とならない場合やαが収束しない場合は、発振パルス数と所定値の差分が最も小さくなる値をαに設定する。なお、処理を簡略化するため、ステップＳ１４、Ｓ１５の処理を省略してもよい。
【００６８】
例えば、第１発振回路６が１０ＭＨｚで発振する設計とする。そして、発振パルス数を３万回、計測するものとする。この場合、初期計測時間ｔ０を３ｍｓとする。計測部４１で３ｍｓ間、第１発振回路６の発振パルス数を計測する。計測した発振パルス数が３万を下回る場合は下回るパルス数の分、計測時間を長くする。すなわち、αを正の値とする。計測した発振パルス数が３万を上回る場合は上回るパルス数の分、計測時間を短くする。すなわち、αを負の値とする。計測した発振パルス数が３万となった場合は、αを０とする。
【００６９】
図１７は補正処理の処理手順例を示すフローチャートである。補正処理は計測範囲の中心と透磁率を計測されるような環境で行う。例えば、そのような環境を作り出す磁性板（基準磁性板）を用いる。調整部４２は初期補正処理で求めた計測時間ｔ０＋αで、計測部４１により第１発振回路６の発振パルス数を計測する（ステップＳ２１）。調整部４２は計測した第１発振回路６の発振パルス数を記憶する（ステップＳ２２）。調整部４２は初期補正処理で求めた計測時間ｔ０＋αで、計測部４１により第２発振回路７の発振パルス数を計測する（ステップＳ２３）。調整部４２は算出部４３により計測した第２発振回路７の発振パルス数と記憶した第１発振回路６の発振パルス数との差分を算出する（ステップＳ２４）。調整部４２は補正処理を終了し、処理を呼び出し元に戻す。差分が０となるように、第２発振回路７の計測時間を補正する（ステップＳ２５）。調整部４２は補正後の計測時間は例えば、ｔ０＋α＋βとする。第２発振回路７のパルス数が第１発振回路６の発振パルス数よりも小さい場合は、βを正の値とする。第２発振回路７のパルス数が第１発振回路６の発振パルス数よりも大きい場合は、βを負の値とする。第２発振回路７のパルス数が第１発振回路６の発振パルス数と等しい場合は、βは０とする。ステップＳ２５の後に、計測時間ｔ０＋αで第１発振回路６の発振パルス数を計測し、計測時間ｔ０＋α＋βで第２発振回路７のパルス数を計測し、両パルス数が等しいか否かを確認する処理を行ってもよい。等しくない場合には、再度、βを設定し直す。βが収束しない場合は、発振パルス数と所定値の差分が最も小さくなる値とする。具体的にはステップＳ２５の後に、調整部４２は計測した第１発振回路６の発振パルス数と第２発振回路７のパルス数とが一致するかを判定する。調整部４２は両パルス数が一致すると判定した場合、補正処理を終了する。調整部４２は両パルス数が一致しないと判定した場合、Ｓ２１へ戻り、ステップＳ２１以降を繰り返す工程となる。この際の計測時間は第１発振回路６ではｔ０＋αであり（ステップＳ２１）、第２発振回路７ではｔ０＋α＋βとする（ステップＳ２３）。同様の要領で第２発振回路７の時間を補正しながら発振パルス数が同じになるように補正する。また、第２発振回路７の計測時間を補正するのではなく、第１発振回路６の計測時間を補正してもよい。
【００７０】
図１８は強制補正処理の処理手順例を示すフローチャートである。強制補正処理は補正処理にて設定した計測時間での発振パルス数も差分を最終確認し差分を強制的に０とする処理である。強制補正処理も補正処理と同様に基準磁性板を用い計測範囲の中心となる透磁率が計測されるような環境で行う。調整部４２はｔ０＋αで、計測部４１により第１発振回路６の発振パルス数を計測する（ステップＳ３１）。調整部４２は計測した第１発振回路６の発振パルス数を記憶する（ステップＳ３２）。調整部４２はｔ０＋α＋βで、計測部４１により第２発振回路７の発振パルス数を計測する（ステップＳ３３）。調整部４２は計測した第２発振回路７の発振パルス数を記憶する（ステップＳ３４）。調整部４２は算出部４３により、第１発振回路６の発振パルス数と第２発振回路７の発振パルス数との差分を算出する（ステップＳ３５）。その後差分を強制的に０とする。この処理により基準磁性板で計測した値を透磁率の中央値と設定することとなる（ステップＳ３６）。この工程は後述のＳ５２からＳ５７を示している。
【００７１】
透磁率の補正処理の一連の流れ（補正後から強制補正）について、フローチャートを用いて、説明する。図１９は透磁率補正処理の補正後から強制補正の処理手順例を示すフローチャートである。調整部４２は第１発振回路６の計測時間（第１計測時間ｔ１）をｔ０＋αとする。調整部４２は第２発振回路７の計測時間（第２計測時間ｔ２）をｔ０＋α＋βとする（ステップＳ５１）。計測部４１は第１計測時間ｔ１で第１発振回路６の発振パルス数を計測する（ステップＳ５２）。計測部４１は計測した第１発振回路６の発振パルス数を記憶する（ステップＳ５３）。計測部４１は第２計測時間ｔ２で第２発振回路７の発振パルス数を計測する（ステップＳ５４）。計測部４１は計測した第２発振回路７の発振パルス数を記憶する（ステップＳ５５）。調整部４２は強制補正処理で求めた差分（強制差分）で、第１発振回路６の発振パルス数又は第２発振回路７の発振パルス数を補正する。強制補正処理で、第１発振回路６の発振パルス数が第２発振回路７の発振パルス数より大きかった場合、第２発振回路７の発振パルス数の値に強制差分を足す。第１発振回路６の発振パルス数が第２発振回路７の発振パルス数より小さかった場合、第２発振回路７の発振パルス数の値に強制差分を引く（差分を強制的に０とする）ことで補正は完了する（ステップＳ５６、Ｓ５７）。この処理により、基準磁性板での計測値が透磁率の中央値として設定される。
【００７２】
上述したような調整を行っておくことにより、温度変動による検出出力の変動を抑えることができる。また、上述したような形成時における第１コイル１及び第２コイル２の特性の差異分などの補償も結果的に行えていることになる。したがって、本発明の透磁率センサ２０では、温度変動の影響を抑制して高精度に現像剤の透磁率を検出することができ、トナーの正確な濃度を得ることが可能である。
なおステップＳ１の初期補正、ステップＳ３の強制補正は必須ではなく、要求される仕様に応じて適宜組み合わせても良い。
初期補正を行ったのちに補正及び強制補正を行う場合には、基準コイル（本明細書では第１コイル１）の計測時間を一定とし検知コイル（本明細書では第２コイル２）の計測時間を調整するのが望ましい。
【００７３】
本発明において下記のような利点もあげられる。使用されるトナーの種類によっては、トナー濃度の制御範囲が変わる場合がある。この場合、例えばマイクロコンピュータＵ１の未使用端子を利用して、この未使用端子の電圧レベルを外部から制御することで、トナー濃度の制御範囲を、使用するトナーに適切な範囲になるように調節するオフセット機能を与えることができる。
【００７４】
また近年は、電子写真方式によっては高画質を得るためにトナー自体の粒径も小さくなる傾向にある。また、不要なトナーの量を極力減らして低コスト、軽量化の傾向にあり、結果として検出できる透磁率の変化が小さくなる傾向にある。小さくなった透磁率の変化を正確に検知するためには小さい透磁率の変化を大きくするために増幅等の方法で計測感度を大きくする必要がある。この場合、透磁率の変化に直線性がなくなり、正確な透磁率の計測ができないことがある。本発明によれば、線形補正等のソフトウェアを利用した方法を用いることにより、悪くなった直線性を改善することが可能になり、透磁率の変化を正確に把握できることが可能になる。
【００７５】
なお、図５には一例として端子を８個有するマイクロコンピュータを記載したが、この構成に限定されるものではない。必要な場合には異なる端子数のマイクロコンピュータを使用し透磁率の変化などの情報をシリアル通信などの手段で、上位の制御側に伝達し、また上位側からの制御信号を受けることも可能である。
【００７６】
上述した実施の形態では、同軸状に基板１０に配した２個のコイル（第１コイル１及び第２コイル２）のインダクタンスの変化を、マイクロコンピュータ（電子チップ４）に内蔵された発振器の正確なクロック信号で駆動される２つの発振回路（第１発振回路６及び第２発振回路７）における発振パルス数の差分として検出し、その差分（発振パルス数の変化量）をマイクロコンピュータにて演算処理して透磁率の変化を検出している。ここで、２個のコイル夫々を交互に発振回路に接続させて、夫々所定時間に亘って交互にマイクロコンピュータにて発振パルス数を計測し、その差分を算出して透磁率の変化を検出している。
【００７７】
本実施の形態では、第１コイル１及び第２コイル２を基板１０の上下面に同軸状に配しているので、コイルの配置に必要な面積を低減でき、水平方向での狭小化を図れる。また、基板１０に導体パターンを印刷してコイルを形成するようにしたので、高さ方向における低背化を図れる。さらに、マイクロコンピュータを用いて各種の処理を行うようにしたので、部品点数を低減できて、回路部品を実装する面積は少なくて済む。以上のことから、透磁率センサの大幅な小型化を実現できる。
【００７８】
２つの発振回路における発振パルス数の計測を交互に行うようにしているので、一方のコイルを含む発振回路の計測が他方のコイルで発生する磁束（他方のコイルでのインダクタンス変化）の影響を受けないため、正確な発振パルス数を計測することができ、この結果、高い精度にて透磁率を検出することが可能である。
【００７９】
本実施の形態では、２つの発振回路を構成するトランジスタとコンデンサを共通とし、コイルを発振回路それぞれに配置したので、部品の数を少なくすることができて、コストダウンが図れる。又部品数が少ないため部品特性のばらつきを低減でき、さらに温度変化、ノイズといった外乱の影響を受け難く、正確な計測が可能となる。
【００８０】
マイクロコンピュータを用いてソフトウェアにより種々の処理を行うようにしたので、ハードウェアとしての回路部品の点数を減少できて、回路部品における特性のばらつきの影響を受けることが少なくなる。また、ソフトウェアにて処理するので、環境（温度、湿度など）の影響を受けにくくなる。よって、検出される透磁率の精度を高めることができる。
【００８１】
また、設定されるトナーの濃度が異なる場合にあっても、ソフトウェアの内容を変更するのみで簡単に対応できる。よって、トナー濃度の異なる設定値ごとの管理が不要であるため、大量生産が容易となって、低コスト化を図ることができる。
【００８２】
次に、本発明例と従来例との特性（トナー濃度の検出）の比較について説明する。本発明例の透磁率センサ（トナーセンサ）は、前述した図１及び図２に示した構成を有し、前述した図３に示すように現像ユニットに取り付けられている。
【００８３】
図７は、従来例の透磁率センサの現像ユニットへの取り付け例を示す断面図である。図７において、図３と同一又は同様な部分には同一番号を付している。
【００８４】
基板１０の一端部の上面側には差動トランス５１が設けられている。差動トランス５１は、交流の発振信号が印加される駆動コイル、並びに駆動コイルに結合した差動コイル（基準コイル及び検知コイル）から構成されている。隔壁３０には、差動トランス５１に対向する位置に孔３３が形成されており、孔３３から差動トランス５１の一部（検知コイル側）が突出し、検知コイルが現像ユニット内の現像剤に直接触れるようになっている。基板１０の他端部の下面には、他端から一部を突出させてコネクタ３が形成されており、基板１０の中央部の下面には、各種の回路部品５が実装されている。このような構成をなす透磁率センサが、ケース２１に収納された状態で隔壁３０の凹部３１に取り付けられている。
【００８５】
従来例の透磁率センサでは、差動トランス５１が突出しているため、隔壁３０に孔３３を形成しておく必要があり、現像剤が漏れる虞がある。また、従来例の透磁率センサは、本発明例と比べて構成が大型である。
【００８６】
図８は、本発明例と従来例とにおけるトナー濃度の検出感度特性を示すグラフである。図８において、横軸はトナー濃度を表し、縦軸は透磁率の検出結果としての出力電圧を表している。また、図８中の（ａ）、（ｂ）は夫々、本発明例、従来例の特性を示している。
【００８７】
本発明例と従来例とを比較した場合、本発明例では、トナー濃度の変化に対して出力電圧がリニアに変動していく部分が従来例に比べて広くなっている。よって、本発明例の検出精度は、従来例の検出精度より優れていることが分かる。
【００８８】
図９は、本発明例と従来例とにおけるオフセット制御を行うための制御電圧特性を示すグラフである。図９において、横軸は印加する制御電圧を表し、縦軸は出力電圧を表している。また、図９中の（ａ）、（ｂ）は夫々、本発明例、従来例の特性を示している。
【００８９】
本発明例と従来例とを比較した場合、従来例では制御電圧の変化に対して出力電圧が一部でしかリニアに変動していないのに対して、本発明例では、制御電圧の変化に対して出力電圧が全体に亘ってリニアに変動している。よって、本発明例におけるオフセット制御の精度は、従来例の精度より優れていることが分かる。
【００９０】
ところで、上述した実施の形態では、ケース２１内に収納した状態で透磁率センサ２０を現像ユニットに取り付けることとしたが、本発明では現像剤が漏れる虞がないため、ケース２１は必ずしも設けなくて良い。このような場合には、基板１０の複数箇所に切欠きを形成し、この切欠きに現像ユニットの爪を引っ掛けて透磁率センサ２０を現像ユニットに取り付けるか、又は、両面テープにより基板１０及び隔壁３０を接着させて透磁率センサ２０を現像ユニットに取り付けるようにすれば良い。
【００９１】
上述した実施の形態では、基板１０の上面及び下面に夫々導体パターンを印刷して、第１コイル１及び第２コイル２を同軸状に形成するようにしたが、第１コイル１及び第２コイル２の形成手法は、これに限らず、他の手法であっても良い。以下、これらの他の手法について変形例として説明する。
【００９２】
（第１変形例）
図１０は、第１変形例における透磁率センサの構成を示す断面図である。図１０において、図１及び図２と同一又は同様な部材には同一番号を付している。第１変形例では、基板１０の下面に、例えば銅箔のパターン印刷により、第１コイル１と第２コイル２とを、絶縁層を挟んで同軸状に積層させて形成している。また、基板１０の上面には、コイルは形成されておらず、上述した実施の形態と同様な電子チップ４、回路部品５及びコネクタ３が実装されている。第１コイル１及び第２コイル２は、電子チップ４及び回路部品５の実装位置の直下に形成されている。よって、透磁率センサの構成の更なる小型化を図ることができる。
【００９３】
（第２変形例）
図１１は、第２変形例における透磁率センサの構成を示す断面図である。図１１において、図１及び図２と同一又は同様な部材には同一番号を付している。第２変形例では、基板１０の一端部の下面に、別部品の空心コイルを実装して第２コイル２を形成し、基板１０の一端部の上面に、第２コイル２と同軸をなして、別部品の空心コイルを実装して第１コイル１を形成している。基板１０の上面の残りの領域には、上述した実施の形態と同様な電子チップ４、回路部品５及びコネクタ３が実装されている。
【００９４】
（第３変形例）
図１２は、第３変形例における透磁率センサの構成を示す断面図である。図１２において、図１及び図２と同一又は同様な部材には同一番号を付している。第３変形例では、基板１０の一端部の上面に、別部品の２個の空心コイルを積層実装して第１コイル１及び第２コイル２を形成している。基板１０の上面の残りの領域には、上述した実施の形態と同様な電子チップ４、回路部品５及びコネクタ３が実装されている。なお、図１２に示す構成とは異なり、基板１０の下面に、上記のような２個の空心コイルの積層構成をなす第１コイル１及び第２コイル２を形成するようにしても良い。
【００９５】
（第４変形例）
図１３は、第４変形例における透磁率センサの構成を示す断面図である。図１３において、図１及び図２と同一又は同様な部材には同一番号を付している。第４変形例では、基板１０の一端部の下面に、複数のチップコイルを実装して第２コイル２を形成し、基板１０の一端部の上面に、第２コイル２と同軸をなして、複数のチップコイルを実装して第１コイル１を形成している。基板１０の上面の残りの領域には、上述した実施の形態と同様な電子チップ４、回路部品５及びコネクタ３が実装されている。
【００９６】
本発明においては、第１コイル及び第２コイルを静電シールドで覆ってもよい。本発明に記載のコイルは空芯コイルを使用しており、コイル近傍に誘電率の近いものがあると静電容量の変化により計測値がばらつく場合がある。このような場合にはコイルを銅等からなるシールド部材で覆うことで、外部からの影響を抑えることができる。但し、本発明の透磁率センサの場合には、透磁率の変化、即ち、磁力線の変化によりシールド部材に渦電流が発生し、この渦電流により透磁率センサに計測誤差が生じることが考えられる。よって、渦電流への対策を考慮したシールド部材を設けることが必要である。
【００９７】
図１４Ａ−Ｃは、本発明の透磁率センサに適したシールド部材の構成を示す平面図である。図１４Ａに示す例では、複数の櫛歯を同一方向に延設させた形状をなす銅製のシールド部材６１を、基板１０に形成したコイル６０の上方に設けている。シールド部材６１は接地している。また、図１４Ｂに示す例では、複数の櫛歯を交互に逆方向きに延設させた形状をなす銅製のシールド部材６２を、基板１０に形成したコイル６０の上方に設けている。シールド部材６２は接地している。このような構成のシールド部材を設けることにより、渦電流を低減できる。
【００９８】
図１４Ｃは、環状のシールド部材を示している。銅製のリングの一部を欠損してＣ字状にしたシールド部材６３が、基板１０に形成したコイル６０の外周側に設けられている。シールド部材６３は接地している。シールド部材６３を設けることにより、渦電流を低減することが可能である。この図１４Ｃの例では、コイル６０と同一平面にシールド部材６３を設けるため、透磁率センサの薄肉化を図れる、但し、図１４Ａ，Ｂに示すようなコイル６０を上から覆う形態に比べて、シールド効果は小さい。
【００９９】
なお、上記のようなシールド部材は、基板１０の両面側に設けても良く、現像ユニットとは反対側の面にのみ設けても良い、また、上述したようにシールド部材は接地することが好ましいが、接地していなくても効果は得られる。
【０１００】
なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０１】
１  第１コイル
２  第２コイル
３  コネクタ
４  電子チップ
５  回路部品
６  第１発振回路
７  第２発振回路
１０  基板
２０  透磁率センサ
４１  計測部
４２  調整部
４３  算出部
４４  変換部
【図１】
2019045461.tif 000003
【図２】
2019045461.tif 000004
【図３】
2019045461.tif 000005
【図４】
2019045461.tif 000006
【図５】
2019045461.tif 000007
【図６】
2019045461.tif 000008
【図７】
2019045461.tif 000009
【図８】
2019045461.tif 000010
【図９】
2019045461.tif 000011
【図１０】
2019045461.tif 000012
【図１１】
2019045461.tif 000013
【図１２】
2019045461.tif 000014
【図１３】
2019045461.tif 000015
【図１４】
2019045461.tif 000016
【図１５】
2019045461.tif 000017
【図１６】
2019045461.tif 000018
【図１７】
2019045461.tif 000019
【図１８】
2019045461.tif 000020
【図１９】
2019045461.tif 000021