JP2019045461A - Permeability sensor and method for detecting permeability - Google Patents

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Abstract

To provide a permeability sensor and a method for detecting a permeability using the permeability sensor that can precisely detect a change of the permeability of an object by suppressing influence of temperature variations, in spite of a small and simple configuration.SOLUTION: The present invention includes: a first coil 1 and a second coil 2; a first oscillation circuit 6 for oscillating by including the first coil 1; a second oscillation circuit 7 for oscillating by including the second coil 2; a measurement unit 41 for measuring the respective numbers of oscillation pulses in the first and second oscillation circuits 6 and 7; an adjustment unit 42 for adjusting at least one of the time for measuring the number of oscillation pulses in the first oscillation circuit 6 by the measurement unit 41 and the number of oscillation pulses in the second oscillation circuit 7 by the measurement unit 41; a calculation unit 43 for calculating the difference in the number of the oscillation pulses measured by the measurement unit 41; and a conversion unit 44 for converting the difference calculated by the calculation unit 43 into a permeability.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

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。   The present invention relates to a magnetic permeability sensor for detecting the magnetic permeability of an object to be detected, and a magnetic permeability detection method using the magnetic permeability sensor.

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。   An electrophotographic copying machine or printer includes a toner sensor that magnetically detects the density or remaining amount of toner in a developing unit used to develop an electrostatic image formed on a photosensitive member. . Patent Document 1 discloses an example of such a toner sensor. In the sensor disclosed in Patent Document 1, four coils are used, and the toner density is detected by the differential transformer method.

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。   Further, in Patent Document 2, a phase shift is generated in the first oscillation circuit that causes a phase shift in an oscillation wave corresponding to a change in inductance of the first detection coil, and a phase shift in an oscillation wave according to a inductance change in a second detection coil. There is disclosed a technique of detecting a metal state by providing a second oscillation circuit and determining the difference between the phase shift of the two.

特開2001−165910号公報JP 2001-165910 A 特開2009−31257号公報JP, 2009-31257, A

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。   The toner sensor of Patent Document 1 adopts the differential transformer method, and when the drive coil and the differential coil are located in the vicinity, the influence of the toner affects both, so the toner is the drive coil and the differential. It is difficult to completely eliminate the influence on the coil. Further, when the oscillation circuit is configured to include the flat coil, the change in the degree of coupling of the inductance when the magnetic body approaches is small, and it is difficult to operate such a flat coil with an analog circuit.

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。   In Patent Document 2, the oscillation waves from the first oscillation circuit and the second oscillation circuit are measured, the time when the measured value reaches a predetermined value is measured, and the phase of the accumulated oscillation wave is measured based on the measured time. Since the shift is detected, there is a problem that the process of detecting is complicated. In Patent Document 2, a coil wound on a high magnetic permeability material is used, and since the oscillation frequency is low, the time for obtaining the same resolution can be shortened, so a method of detecting a phase shift is advantageous. It is a disadvantage when using Further, Patent Document 2 is a technique for magnetically detecting the torque of the rotating shaft, and the application to a sensor for detecting the concentration of toner is neither disclosed nor suggested.

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。   In a sensor that detects magnetic permeability using two coils, the two coils are arranged horizontally apart in order to prevent the other coil from being affected by the magnetic flux generated by one coil. The configuration is common. Specifically, one coil is disposed in the vicinity of the object to be detected (magnetic material) to make it susceptible to a change in magnetic permeability, and the other coil is disposed away from the object to be detected (magnetic material) Make it less susceptible to changes in permeability. Such arrangement of the plurality of coils in the horizontal direction has a problem that the sensor can not be miniaturized.

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。   Further, although the magnetic permeability is detected according to the change in the inductance of the plurality of coils, a large number of circuit parts are used for this detection. There is a variation in the characteristics of the circuit components, and furthermore, the circuit components are susceptible to the detection environment, so there is a problem that high-accuracy detection can not be achieved.

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。   The present invention has been made in view of such circumstances, and is a magnetic permeability sensor which can detect the change of the magnetic permeability of an object to be detected with high accuracy by suppressing the influence of temperature fluctuation even with a small and simple configuration. An object of the present invention is to provide a permeability detection method using a permeability sensor.

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。   A magnetic permeability sensor according to the present invention is a magnetic permeability sensor for detecting the magnetic permeability of an object to be detected, wherein the first oscillation circuit oscillates including the first coil receiving magnetism from the object to be detected; and the object to be detected A second oscillation circuit that oscillates including a second coil receiving magnetism, a measurement unit that measures the number of oscillation pulses in each of the first oscillation circuit and the second oscillation circuit, and oscillation in the first oscillation circuit by the measurement unit Adjustment unit that adjusts at least one of measurement time of pulse number and measurement time of oscillation pulse number in the second oscillation circuit by the measurement unit, and calculation unit that calculates difference of oscillation pulse measured by the measurement unit And a conversion unit for converting the difference calculated by the calculation unit into a magnetic permeability. Here, "to receive magnetism" means to magnetically couple with an object to be detected.

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。   In the present invention, the number of oscillation pulses refers to the number of pulses within a predetermined measurement time at each oscillation frequency oscillated in each oscillation circuit. Therefore, if the measurement time is the same, the difference in the number of oscillation pulses can be regarded as synonymous with the difference in the oscillation frequency.

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。   A magnetic permeability detection method according to the present invention is a magnetic permeability detection method for detecting the magnetic permeability of an object to be detected, wherein the first coil and the second coil are arranged with different distances from the object to be detected. The number of oscillation pulses of the oscillation circuit that oscillates including one coil and the number of oscillation pulses of the oscillation circuit that oscillates including the second coil are each measured, and the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit is measured. At least one of the measurement time and the second measurement time for measuring the number of oscillation pulses of the second oscillation circuit is adjusted, the difference between the measured number of oscillation pulses is calculated, and the calculated difference is converted to permeability. It features.

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。   In the magnetic permeability detection method according to the present invention, the first measurement time is the second measurement when the distance of the first coil from the object is shorter than the distance of the second coil from the object. At least one of the first measurement time and the second measurement time may be adjusted to be longer than time.

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。   In the magnetic permeability sensor of the present invention, the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit including the first coil disposed in the vicinity of the object to be detected and the first coil in the vicinity of the object to be detected are directed to the object to be detected. The measurement unit measures the number of oscillation pulses of the second oscillation circuit including the second coils arranged at different distances. The calculation unit calculates the difference between the numbers of oscillation pulses measured by the measurement unit, and the conversion unit converts the difference calculated by the calculation unit into permeability. When the permeability of the object to be detected is increased, the inductance of the coil is increased, and the number of oscillation pulses of the oscillation circuit including the coil is decreased. Here, since the coil closer to the object to be detected has a large amount of change in inductance according to the change in magnetic permeability, the variation in the number of oscillation pulses in the oscillation circuit also becomes large. Therefore, the permeability can be detected from the difference of the number of oscillation pulses by each oscillation circuit using two coils arranged with different distances from the object to be detected.

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。   Here, at least one of the first measurement time in which the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit is measured and the second measurement time in which the number of oscillation pulses of the second oscillation circuit is measured is adjusted by the adjustment unit. Specifically, when the distance from the object to be detected is shorter in the first coil than in the second coil, the inductance of the first coil is larger than the inductance of the second coil, and the number of oscillation pulses in the first oscillation circuit is Since the number of oscillation pulses is smaller than the number of oscillation pulses of the second oscillation circuit, the first measurement time is adjusted to be relatively longer than the second measurement time, and the number of oscillation pulses is adjusted to be the same. By performing such adjustment, the influence of temperature fluctuation at the time of actual detection is reduced.

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。   Under the present circumstances, flat coils, such as a coil formed by the patterning printing to a board | substrate, can be used as two coils, and a structure reduces in size. In the case of a coil having a small inductance such as a flat coil, the oscillation frequency is high (the number of pulses in a fixed time is large). As a result, since the number of clocks in a fixed time of the computer is smaller than the number of oscillation pulses, in the case of oscillation pulse number measurement, it is possible to shorten the measurement time for obtaining the same resolution. In addition, a series of processes of measuring the number of oscillation pulses, calculating the difference of the number of oscillation pulses, and converting the difference to the permeability can be performed by software using a microcomputer etc., and the number of parts can be reduced. It is less likely to be subject to

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。   The permeability sensor according to the present invention is characterized in that the measurement section alternately measures the number of oscillation pulses in the first oscillation circuit and the number of oscillation pulses in the second oscillation circuit. Do.

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。   In the magnetic permeability sensor of the present invention, measurement of the number of oscillation pulses in the first oscillation circuit and measurement of the number of oscillation pulses in the second oscillation circuit are alternately performed while switching. Therefore, when the number of oscillation pulses in one oscillation circuit is measured, the other oscillation circuit does not oscillate, so the measured value of the number of oscillation pulses in one oscillation circuit is not affected by the oscillation of the other oscillation circuit. Therefore, the accurate number of oscillation pulses in both oscillation circuits can be measured, and the detection accuracy of the permeability is high.

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。   The magnetic permeability sensor according to the present invention is characterized in that the first coil and the second coil are coaxially arranged.

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。   In the magnetic permeability sensor of the present invention, the first coil and the second coil are coaxially arranged. Therefore, the area required for the arrangement of the coils can be small, and the magnetic permeability sensor can be miniaturized.

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。   The magnetic permeability sensor according to the present invention is characterized in that constituent members of the first oscillation circuit and the second oscillation circuit are common except for the first coil and the second coil.

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。   In the magnetic permeability sensor of the present invention, in the first oscillation circuit and the second oscillation circuit, components other than the first coil and the second coil are common. Therefore, the number of oscillation pulses measured by each of the first oscillation circuit and the second oscillation circuit is not influenced by the variation in characteristics due to the different components other than the coil, and an accurate value is measured. Therefore, the detection accuracy of the permeability is high.

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。   The magnetic permeability sensor according to the present invention is characterized by including a substrate on which the first coil is disposed on one side and the second coil is disposed on the other side.

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。   In the magnetic permeability sensor of the present invention, the first coil is formed on one surface of the substrate, and the second coil is formed on the other surface of the substrate. Therefore, the coaxial arrangement of the first coil and the second coil can be realized with a simple configuration.

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。   A magnetic permeability sensor according to the present invention includes a first oscillation circuit that oscillates including a first coil that receives magnetism from an object to be detected, and a second oscillation circuit that oscillates that includes a second coil that receives magnetism from the object to be detected. A measurement unit that measures the number of oscillation pulses in each of the first oscillation circuit and the second oscillation circuit; and adjusting a measurement time so that the number of oscillation pulses in the first oscillation circuit by the measurement unit becomes a predetermined value (1) At least one of measurement time of the number of oscillation pulses in the first oscillation circuit adjusted by the first adjustment section and the first adjustment section and measurement time of the number of oscillation pulses in the second oscillation circuit under a predetermined environment Of the number of oscillation pulses measured by the measuring unit in the measurement time after adjustment by the second adjusting unit and the first adjusting unit and the second adjusting unit that adjust based on the respective oscillation pulse numbers measured The Comprising a calculating unit for output, and a converter for converting the difference calculated in the calculating section to the permeability.

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。   In the present invention, using two coils (the first coil and the second coil), the permeability can be detected from the difference in the number of oscillation pulses by each oscillation circuit.

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。   The permeability sensor according to the present invention is characterized in that the measurement time of the number of oscillation pulses in the second oscillation circuit is adjusted.

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。   In the present invention, it is possible to operate with the first oscillation circuit as a reference.

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。   In the magnetic permeability sensor according to the present invention, the calculation unit, under adjustment of the measurement time by the first adjustment unit and the second adjustment unit, performs the first adjustment unit and the first adjustment unit in the measurement unit under a predetermined environment. The difference of the number of oscillation pulses measured in the measurement time after adjustment by the second adjustment unit is calculated, and the number of oscillation pulses in the first oscillation circuit and the oscillation in the second oscillation circuit are calculated by the difference calculated by the calculation unit. The apparatus further comprises a third adjusting unit that adjusts at least one of the number of pulses.

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。   In the present invention, the difference between the number of oscillation pulses measured in the measurement time after adjustment by the first adjustment unit and the second adjustment unit is calculated, and the number of oscillation pulses in the first oscillation circuit and the calculated difference are Since at least one of the number of oscillation pulses in the second oscillation circuit is adjusted, it is possible to set the difference in permeability to 0 under a predetermined environment that should be the measurement center.

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。   The present invention is characterized in that it is realized using a reference magnetic plate under a predetermined environment.

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。   In the present invention, by using the reference magnetic plate, it is possible to set a predetermined magnetic permeability to the center of the measurement range.

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。   In the magnetic permeability detection method according to the present invention, the detection coil and the reference coil are arranged with different distances from the object to be detected, and the number of oscillation pulses of the reference oscillation circuit oscillating including the reference coil is predetermined. The first measurement time obtained by adjusting the initial measurement time is determined so that the measured number of oscillation pulses becomes a predetermined value by measuring the initial measurement time, and the same time as the obtained first measurement time is calculated as the second measurement time A detection oscillation circuit that oscillates including the detection coil for the number of oscillation pulses of the reference oscillation circuit in the first measurement time and the detection coil for the second measurement time after setting and arranging the reference magnetic plate in the vicinity of the detection coil At least one of the first measurement time and the second measurement time is adjusted based on the measured two oscillation pulse numbers, and the first oscillation time is adjusted in the first oscillation time. Number oscillation pulses, and an oscillation pulse number were respectively measured in said detection oscillation circuit in the second measurement time, calculates the difference between the number of oscillation pulses measured, and converting the calculated difference in permeability.

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。   In the present invention, using two coils (the first coil and the second coil), the permeability can be detected from the difference in the number of oscillation pulses by each oscillation circuit.

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。   The permeability detection method according to the present invention is characterized in that the second measurement time is adjusted.

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。   In the present invention, it is possible to use the first measurement time of the reference circuit as a reference.

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。   In the present invention, even with a small and simple configuration, the magnetic permeability of the object to be detected can be detected with high accuracy by suppressing the influence of temperature fluctuation.

本発明の透磁率センサの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the magnetic permeability sensor of this invention. 本発明の透磁率センサの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the magnetic permeability sensor of this invention. 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。It is a sectional view showing an example of attachment to a development unit of a permeability sensor of the present invention. 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。It is a block diagram which shows the function structure of the magnetic permeability sensor of this invention. 本発明の透磁率センサの一構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram showing an example of 1 composition of a permeability sensor of the present invention. 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。It is a timing chart for explaining the operation of the permeability sensor of the present invention. 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。It is sectional drawing which shows the example of attachment to the image development unit of the magnetic permeability sensor of a prior art example. 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。5 is a graph showing detection sensitivity characteristics of toner concentration in the present invention example and the conventional example. 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。It is a graph which shows the control voltage characteristic for performing offset control in an example of the present invention, and a conventional example. 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。It is sectional drawing which shows the structure of the magnetic permeability sensor in a 1st modification. 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。It is sectional drawing which shows the structure of the magnetic permeability sensor in a 2nd modification. 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。It is sectional drawing which shows the structure of the magnetic permeability sensor in a 3rd modification. 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。It is sectional drawing which shows the structure of the magnetic permeability sensor in a 4th modification. 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。It is a top view which shows the structure of the shield member suitable for the magnetic permeability sensor of this invention. 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。It is a flowchart which shows the process sequence example of measurement time adjustment processing. 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。It is a flowchart which shows the process sequence example of an initial stage correction process. 補正処理の処理手順例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process procedure example of a correction process. 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。It is a flowchart which shows the process sequence example of a forced correction process. 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。It is a flowchart which shows the processing procedure example of forced correction | amendment after the correction | amendment of permeability correction process.

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。   Hereinafter, the present invention will be specifically described based on the drawings showing the embodiments thereof. 1 and 2 are a perspective view and a sectional view showing the configuration of the magnetic permeability sensor of the present invention.

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。   In FIG. 1 and FIG. 2, 10 is a flat rectangular substrate. The first coil 1 is formed on one surface (upper surface) of one end portion of the substrate 10. In addition, a second coil 2 is formed on the other surface (lower surface) of one end of the substrate 10 coaxially with the first coil 1 (see FIG. 2). The first coil 1 and the second coil 2 are formed, for example, by printing a copper foil pattern on the substrate 10.

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。   The connector 3 is mounted on the upper surface of the other end of the substrate 10 with a part thereof protruding from the other end. On the upper surface of the central portion of the substrate 10, an electronic chip 4 composed of a microcomputer for performing various processes described later is mounted. Furthermore, the circuit component 5 is mounted in the vicinity of the electronic chip 4. The circuit component 5 includes a capacitor or the like for forming an oscillation circuit with the first coil 1 or the second coil 2. The magnetic permeability sensor 20 of the present invention is configured as described above.

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。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of attachment of the magnetic permeability sensor 20 of the present invention to the developing unit. In FIG. 3, reference numeral 30 denotes a partition that partitions the inside and the outside of the developing unit. A recess 31 is formed in the partition wall 30, and the magnetic permeability sensor 20 is attached to the developing unit in a state of being housed in the case 21 so as to be fitted into the recess 31. The end of the connector 3 protrudes from the case 21.

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。   At this time, the permeability sensor 20 is attached to the partition 30 of the developing unit so that the lower surface side of the substrate 10 shown in FIGS. 1 and 2 is on the partition 30 side. Therefore, the second coil 2 is disposed at a position closer to the inside of the developing unit than the first coil 1, that is, at a position closer to the developer in the developing unit. The recess 31 to which the magnetic permeability sensor 20 is attached is sealed by a seal 32.

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。   FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of the magnetic permeability sensor 20 of the present invention. In FIG. 4, the same or similar parts as in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.

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。   A first oscillation circuit 6 is configured by the first coil 1 and a part of the circuit component 5, and a second oscillation circuit 7 is configured by the second coil 2 and a part of the circuit component 5. In the magnetic permeability sensor 20 of the present invention, in the first oscillation circuit 6 and the second oscillation circuit 7, the other constituent members except the first coil 1 and the second coil 2 are common. Therefore, the number of oscillation pulses measured by each of the first oscillation circuit 6 and the second oscillation circuit 7 is not influenced by the variation of the characteristics due to the different constituent members, and an accurate value is measured. Therefore, the detection accuracy of the permeability is high.

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。   In the electronic chip 4, the measurement unit 41 that measures the number of oscillation pulses in each of the first oscillation circuit 6 and the second oscillation circuit 7 and the measurement time of the oscillation pulse number in the first oscillation circuit 6 in the measurement unit 41 An adjustment unit (first adjustment unit, second adjustment unit, third adjustment unit) 42 for adjusting at least one of measurement time (second measurement time) of oscillation pulse number in first oscillation time and second oscillation circuit 7; The calculation unit 43 functionally calculates the difference of the number of oscillation pulses measured by the measurement unit 41, and the conversion unit 44 converts the difference calculated by the calculation unit 43 into the magnetic permeability.

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。   FIG. 5 is a circuit diagram showing one configuration example of the magnetic permeability sensor 20 of the present invention. In FIG. 5, the coil L1 and the coil L2 correspond to the first coil 1 and the second coil 2 described above, respectively. The microcomputer U1 corresponds to the electronic chip 4 described above.

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。   One end of the coil L1 is connected to the sixth terminal of the microcomputer U1, and one end of the coil L2 is connected to the third terminal of the microcomputer U1. The other end of the coil L1 and the other end of the coil L2 are connected to the base of the transistor Q1 via a capacitor C1. A resistor R2 is provided between the base and the collector of the transistor Q1, and a capacitor C2 is provided between the base and the emitter of the transistor Q1. The collector of the transistor Q1 is connected to the second terminal of the microcomputer U1 and grounded via the resistor R3.

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。   The input terminal of the power supply voltage Vdd is connected to the first terminal of the microcomputer U1. The input terminal of the power supply voltage Vdd is connected to the emitter of the transistor Q1 via the resistor R1. One end of a capacitor C3 is connected between the resistor R1 and the emitter of the transistor Q1, and the other end of the capacitor C3 is grounded. One end of a capacitor C6 is connected between the input terminal of the power supply voltage Vdd and the first terminal, and the other end of the capacitor C6 is grounded. A terminal for grounding is connected to the eighth terminal of the microcomputer U1.

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。   An output terminal for outputting a detection voltage Vout corresponding to the magnetic permeability is connected to the seventh terminal of the microcomputer U1 through the resistor R4. One end of a capacitor C7 is connected between the output terminal and the resistor R4, and the other end of the capacitor C7 is grounded. An input terminal for inputting a control voltage Vcont for performing offset control is connected to the fifth terminal of the microcomputer U1 via the resistor R6. One end of a capacitor C4 is connected between the fifth terminal of the microcomputer U1 and the resistor R6, and the other end of the capacitor C4 is grounded.

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。   The coil L1, the two capacitors C2 and C3 and the transistor Q1 constitute the above-described first oscillation circuit 6 (Colpitts oscillation circuit), and the coil L2, the two capacitors C2 and C3 and the transistor Q1 described above A second oscillation circuit 7 (Colpitts oscillation circuit) is configured. Then, the first oscillation circuit 6 and the second oscillation circuit 7 are adjusted by the adjustment unit 42 by the switching operation of the microcomputer U1 (the switching operation is performed at the third terminal and the sixth terminal of the microcomputer U1). It oscillates alternately for each measurement time.

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。   Next, the operation of the magnetic permeability sensor 20 of the present invention will be described. FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the magnetic permeability sensor 20 of the present invention.

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。   A process of causing the first oscillation circuit 6 to oscillate and measuring the number of oscillation pulses by the measurement unit 41 over the first measurement time adjusted by the adjustment unit 42, and the second adjusted by the adjustment unit 42 Over the measurement time, the second oscillation circuit 7 is oscillated, and the process of measuring the number of oscillation pulses by the measurement unit 41 is performed alternately. At this time, as shown in FIG. 6, the second oscillation circuit 7 is not oscillated during the period in which the first oscillation circuit 6 is oscillated and the number of oscillation pulses is measured, and the second oscillation circuit 7 is oscillated and The first oscillation circuit 6 is not oscillated in a period in which the number of oscillation pulses is measured. Therefore, since the number of oscillation pulses is measured without being affected by the oscillation, the measurement value is high in accuracy.

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。   When the measurement of the number of oscillation pulses for each predetermined time (the first measurement time and the second measurement time) is completed, the number of oscillation pulses measured (derived from the first coil 1) in the first oscillation circuit 6 and the second oscillation The difference with the measured number of oscillation pulses (derived from the second coil 2) in the circuit 7 is calculated by the calculation unit 43. Then, the calculated difference is converted into the magnetic permeability by the conversion unit 44, and the change amount of the magnetic permeability is obtained. Specifically, the median of the detection range of the desired permeability is set to 0, and the amount of change from the median is determined based on the degree of the calculated difference compared to the difference corresponding to the median. A magnetic permeability sensor (toner sensor) 20 attached to the developing unit detects the density of toner.

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。   Further, in a period in which the first oscillation circuit 6 is oscillated and the number of oscillation pulses is measured, the difference between the measurement values (for example, A ′ and B ′) of the first oscillation circuit 6 and the second oscillation circuit 7 before that is calculated. Since the calculated difference is calculated by the calculation unit 43 and converted by the conversion unit 44 to the permeability to obtain the change amount of the permeability, the change of the permeability at the timing of the measurement start of the number of oscillation pulses of each oscillation circuit An update of the quantity takes place sequentially.

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。   Hereinafter, the principle by which the magnetic permeability can be detected (the toner concentration can be detected) will be described according to the above-described procedure.

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。   When the permeability of the object to be detected is increased, the inductance of the coil disposed in the vicinity of the object to be detected is increased according to the fluctuation of the permeability. As a result, the number of oscillation pulses of the oscillation circuit including the coil decreases. Here, in the case where two coils are arranged with different distances from the object to be detected, the inductance increases in any of the coils and the number of oscillation pulses in any of the oscillation circuits decreases. However, since the coil closer to the object to be detected is more affected by the change in magnetic permeability than the coil farther from the object to be detected, in the above case, the increase in inductance increases and the decrease in the number of oscillation pulses also decreases. growing. Therefore, in the number of oscillation pulses in the two oscillation circuits including the two coils, a difference corresponding to the degree of change in the permeability is generated. As described above, since there is a correlation between the difference between both oscillation pulse numbers and the permeability, in the present invention, the permeability of the object to be detected is detected based on the difference between the oscillation pulse numbers of both oscillation circuits. It is possible.

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。   In the magnetic permeability sensor 20 in the embodiment described above, the first coil 1 corresponds to the coil farther from the above-mentioned object to be detected, and the second coil 2 corresponds to the coil closer to the above-mentioned object to be detected. In the present invention, the coil closer to the object to be detected is a detection coil, and the coil farther to the object is a reference coil.

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。   The developer in the developing unit is a mixture of toner and magnetic material (iron powder). At the time of copying, toner is attached to the sheet and magnetic material is hardly attached. Therefore, as the copying process progresses, the amount of toner decreases but the amount of magnetic material hardly changes, so the permeability of the developer increases. Therefore, there is an inverse correlation between the magnetic permeability in the developing unit and the toner concentration. In the present invention, as described above, since the magnetic permeability of the object to be detected (developer) can be detected, the density of the toner can be detected based on the detected magnetic permeability of the developer in the developing unit.

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。   Here, adjustment processing of at least one of the first measurement time and the second measurement time in the adjustment unit 42 will be described.

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。   Since the use environment is different between the first coil 1 close to the object to be detected and the second coil 2 far from the object to be detected, the detection characteristic of the magnetic permeability sensor is easily influenced by temperature fluctuation. Further, as described above, since the first coil 1 and the second coil 2 are formed by printing the copper foil pattern on the substrate 10, the first coil 1 and the second coil 2 caused by the difference in the forming conditions Differences in properties are inevitable.

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。   The permeability sensor 20 of the present invention adjusts at least one of the first measurement time and the second measurement time to solve such a problem. This adjustment processing is performed before actual permeability detection processing is performed, such as at the time of shipment of the permeability sensor 20 or at the time of copying by a copying machine provided with the permeability sensor 20. These measurement times are adjusted so that there is no difference in the number of pulses in one measurement period in the first coil 1 and the second coil 2 in the situation of the median value of the desired detection range. In addition, it is troublesome to prepare the toner in order to create the condition of the median of this detection range, so metals having the same permeability (the above-mentioned median) are used. The ambient temperature at this time is normal temperature.

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。   The second coil 2 disposed at a position close to the developer is greatly affected by the magnetic material (developer) and the inductance is increased. On the other hand, the first coil 1 disposed at a position far from the developer is hardly affected by the magnetic material (developer) and the inductance is not increased so much. The oscillation frequency is approximately in inverse proportion to the inductance, so the number of oscillation pulses of the second oscillation circuit 7 is smaller than the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6. Therefore, adjustment is performed such that the second measurement time is relatively longer than the first measurement time by an amount that compensates for the difference due to the magnitude of the influence of the magnetic material (developer). Specifically, the measurement time is adjusted so that the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6 and the number of oscillation pulses of the second oscillation circuit 7 become the same.

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。   When performing adjustment such that the second measurement time is relatively longer than the first measurement time, adjustment to shorten the first measurement time without changing the second measurement time, adjustment without changing the first measurement time The adjustment may be either an adjustment to increase the second measurement time or an adjustment to shorten the first measurement time to increase the second measurement time.

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。   The adjustment of the measurement time is carried out by setting the measurement time of the first oscillation circuit 6 and the measurement of the number of oscillation pulses of the second oscillation circuit 7 first, and then calculating the difference between them. Adjust one or the other measurement time so that the difference is eliminated. In this case, the same number of oscillation pulses may not be obtained by adjustment of one measurement time, and in this case, adjustment is performed as follows. Specifically, the number of oscillation pulses by the first oscillation circuit 6 and the number of oscillation pulses by the second oscillation circuit 7 are measured again in the adjusted measurement time, and the difference between the oscillation pulse numbers is calculated to eliminate the difference. Adjust one or the other measurement time. Finally, the state where the difference between the number of oscillation pulses by the first oscillation circuit 6 and the number of oscillation pulses by the second oscillation circuit 7 is the smallest is set as the initial value (set as the central value of the detection range). You may This correction corresponds to step 2 (correction processing) described later.

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)。
The entire adjustment of the measurement time will be described using a flowchart. FIG. 15 is a flow chart showing an example of processing procedure of measurement time adjustment processing. The measurement time adjustment process is a process performed mainly by the adjustment unit 42 of the electronic chip 4. The adjustment unit 42 performs an initial correction process (step S1). The initial correction process is a process mainly intended to correct the error of the clock of the electronic chip 4. The adjustment unit 42 performs correction processing (step S2). The correction process is a process mainly intended to set the difference between the measurement pulse numbers of the first oscillation circuit 6 and the second oscillation circuit 7 to a minimum value (including 0) in an environment assumed to be the middle value of the measurement range . The adjustment unit 42 performs a forced correction process (step S3). The forced correction processing is processing for forcibly setting the difference between the measurement pulse numbers of the first oscillation circuit 6 and the second oscillation circuit 7 to 0 in an environment assumed to be mainly the middle value of the measurement range. The forced correction process is a process of forcibly setting the minimum value of the difference obtained in the correction process to 0, and is a process including a meaning of confirming that the difference becomes the minimum value in the correction process. The adjustment unit 42 ends the measurement time adjustment process.
Thereafter, the measurement of the magnetic permeability is repeated according to the procedure shown in FIG. 6 (step S4).

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。   FIG. 16 is a flow chart showing an example of the processing procedure of the initial correction processing. The coil constituting the first oscillation circuit 6 is a reference coil, the coil constituting the second oscillation circuit 7 is a detection coil, the first oscillation circuit 6 is a reference oscillation circuit, and the second oscillation circuit 7 is a detection oscillation circuit. The adjustment unit 42 measures the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6 by the measurement unit 41 at a predetermined initial measurement time (t0) (step S11). The adjustment unit 42 calculates the difference between the number of pulses measured by the calculation unit 43 and the predetermined value (step S12). The measurement time of the first oscillation circuit 6 is corrected based on the predetermined value so that the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6 becomes a predetermined value (step S13). The adjustment unit 42 ends the initial correction process and returns the process to the caller. The measurement time after correction is, for example, t0 + α. At step 13, the initial correction is completed. After step S13, the measuring unit 41 measures the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6 at the measurement time t0 + α, and performs processing to check whether the measured number of oscillation pulses becomes a predetermined value. At the measurement time t0 + α, the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6 is measured (step S14). The adjustment unit 42 determines whether the number of oscillation pulses has reached a predetermined value (step S15). If the adjustment unit 42 determines that the number of oscillation pulses does not reach the predetermined value (NO in step S15), the process returns to step S12. If the adjustment unit 42 determines that the number of oscillation pulses is a predetermined value (YES in step S15), the process ends and returns to the calling source. If the oscillation pulse number does not reach a predetermined value or if α does not converge, the value that minimizes the difference between the oscillation pulse number and the predetermined value is set to α. In addition, in order to simplify the process, the processes of steps S14 and S15 may be omitted.

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。   For example, the first oscillation circuit 6 is designed to oscillate at 10 MHz. Then, it is assumed that the number of oscillation pulses is measured 30,000 times. In this case, the initial measurement time t0 is 3 ms. The measuring unit 41 measures the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6 for 3 ms. If the number of oscillation pulses measured falls below 30,000, the measurement time is extended by the number of pulses that fall below. That is, let α be a positive value. If the number of oscillation pulses measured exceeds 30,000, the measurement time is shortened by the number of pulses that are exceeded. That is, let α be a negative value. When the number of oscillation pulses measured is 30,000, α is set to 0.

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。   FIG. 17 is a flowchart showing an example of the processing procedure of the correction processing. The correction process is performed in an environment where the center of the measurement range and the permeability are measured. For example, a magnetic plate (reference magnetic plate) that produces such an environment is used. The adjustment unit 42 measures the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6 by the measurement unit 41 at the measurement time t0 + α obtained in the initial correction process (step S21). The adjustment unit 42 stores the measured number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6 (step S22). The adjustment unit 42 measures the number of oscillation pulses of the second oscillation circuit 7 by the measurement unit 41 at the measurement time t0 + α obtained in the initial correction process (step S23). The adjustment unit 42 calculates a difference between the number of oscillation pulses of the second oscillation circuit 7 measured by the calculation unit 43 and the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6 stored (step S24). The adjustment unit 42 ends the correction process and returns the process to the caller. The measurement time of the second oscillation circuit 7 is corrected so that the difference becomes 0 (step S25). The adjustment unit 42 sets, for example, t0 + α + β as the measurement time after the correction. When the number of pulses of the second oscillation circuit 7 is smaller than the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6, β is set to a positive value. When the number of pulses of the second oscillation circuit 7 is larger than the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6, β is set to a negative value. When the number of pulses of the second oscillation circuit 7 is equal to the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6, β is set to zero. After step S25, measure the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6 at the measurement time t0 + α, measure the number of pulses of the second oscillation circuit 7 at the measurement time t0 + α + β, and check whether the numbers of both pulses are equal You may If not equal, set β again. When β does not converge, the difference between the number of oscillation pulses and the predetermined value is set to the smallest value. Specifically, after step S25, the adjustment unit 42 determines whether the measured number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6 and the number of pulses of the second oscillation circuit 7 match. If the adjustment unit 42 determines that both pulse numbers match, the correction process ends. If the adjustment unit 42 determines that the numbers of pulses do not match, the process returns to step S21, and the process from step S21 is repeated. The measurement time at this time is t0 + α in the first oscillation circuit 6 (step S21), and is t0 + α + β in the second oscillation circuit 7 (step S23). In the same manner, while correcting the time of the second oscillation circuit 7, the number of oscillation pulses is corrected to be the same. Further, instead of correcting the measurement time of the second oscillation circuit 7, the measurement time of the first oscillation circuit 6 may be corrected.

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。   FIG. 18 is a flow chart showing an example of a processing procedure of forced correction processing. The forced correction process is a process of finally confirming the difference and forcibly setting the difference to 0 in the oscillation pulse number at the measurement time set in the correction process. The forced correction process is also performed in an environment where the magnetic permeability, which is the center of the measurement range, is measured using the reference magnetic plate as in the correction process. The adjustment unit 42 measures the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6 by the measurement unit 41 at t0 + α (step S31). The adjustment unit 42 stores the measured number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6 (step S32). The adjustment unit 42 measures the number of oscillation pulses of the second oscillation circuit 7 by the measurement unit 41 at t0 + α + β (step S33). The adjustment unit 42 stores the measured number of oscillation pulses of the second oscillation circuit 7 (step S34). The adjustment unit 42 calculates the difference between the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6 and the number of oscillation pulses of the second oscillation circuit 7 by the calculation unit 43 (step S35). After that, the difference is forced to be 0. By this processing, the value measured by the reference magnetic plate is set as the median value of the permeability (step S36). This process shows S52 to S57 described later.

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。   A series of flows of magnetic permeability correction processing (forced correction after correction) will be described using a flowchart. FIG. 19 is a flow chart showing an example of a processing procedure of forced correction after the correction of the permeability correction processing. The adjustment unit 42 sets the measurement time (first measurement time t1) of the first oscillation circuit 6 to t0 + α. The adjustment unit 42 sets the measurement time (second measurement time t2) of the second oscillation circuit 7 to t0 + α + β (step S51). The measurement unit 41 measures the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6 at the first measurement time t1 (step S52). The measuring unit 41 stores the measured number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6 (step S53). The measurement unit 41 measures the number of oscillation pulses of the second oscillation circuit 7 at the second measurement time t2 (step S54). The measuring unit 41 stores the measured number of oscillation pulses of the second oscillation circuit 7 (step S55). The adjustment unit 42 corrects the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6 or the number of oscillation pulses of the second oscillation circuit 7 using the difference (forced difference) obtained in the forced correction processing. If the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6 is larger than the number of oscillation pulses of the second oscillation circuit 7 in the forced correction processing, the forcible difference is added to the value of the number of oscillation pulses of the second oscillation circuit 7. When the number of oscillation pulses of the first oscillation circuit 6 is smaller than the number of oscillation pulses of the second oscillation circuit 7, a forced difference is subtracted from the value of the number of oscillation pulses of the second oscillation circuit 7 (the difference is forcibly set to 0). Thus, the correction is completed (steps S56 and S57). By this processing, the measurement value of the reference magnetic plate is set as the median value of the magnetic permeability.

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。
By performing the adjustment as described above, it is possible to suppress the fluctuation of the detection output due to the temperature fluctuation. In addition, as a result, compensation for differences in the characteristics of the first coil 1 and the second coil 2 at the time of formation as described above is also performed as a result. Therefore, in the magnetic permeability sensor 20 of the present invention, the magnetic permeability of the developer can be detected with high accuracy by suppressing the influence of the temperature fluctuation, and it is possible to obtain the accurate concentration of the toner.
The initial correction in step S1 and the forced correction in step S3 are not essential, and may be combined appropriately according to the required specifications.
When correction and forced correction are performed after the initial correction is performed, the measurement time of the reference coil (in this specification, the first coil 1) is fixed and the measurement time of the detection coil (in the present specification, the second coil 2) It is desirable to adjust the

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。   The following advantages are also provided in the present invention. Depending on the type of toner used, the control range of the toner concentration may change. In this case, the control range of the toner concentration is adjusted to an appropriate range for the toner to be used by externally controlling the voltage level of the unused terminal, for example, using the unused terminal of the microcomputer U1. Can provide an offset function.

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。   Further, in recent years, depending on the electrophotographic system, the particle size of the toner itself tends to be small in order to obtain high image quality. In addition, the amount of unnecessary toner is reduced as much as possible to reduce the cost and weight, and as a result, the change in the detectable permeability tends to be small. In order to accurately detect the reduced change in permeability, it is necessary to increase the measurement sensitivity by a method such as amplification in order to increase a small change in permeability. In this case, the change of the magnetic permeability may not be linear, which may make it impossible to accurately measure the magnetic permeability. According to the present invention, by using a method using software such as linear correction, it becomes possible to improve the deteriorated linearity, and it becomes possible to accurately grasp the change in permeability.

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。   Although FIG. 5 shows a microcomputer having eight terminals as an example, the present invention is not limited to this configuration. If necessary, microcomputers with different numbers of terminals can be used to transmit information such as permeability change to the upper control side by means such as serial communication, and to receive control signals from the upper side. is there.

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。   In the embodiment described above, the change in the inductance of the two coils (the first coil 1 and the second coil 2) coaxially disposed on the substrate 10 can be compared with the accuracy of the oscillator incorporated in the microcomputer (electronic chip 4). Detected as the difference between the number of oscillation pulses in the two oscillation circuits (the first oscillation circuit 6 and the second oscillation circuit 7) driven by various clock signals, and the difference (amount of change in the number of oscillation pulses) is calculated by the microcomputer Processing is to detect changes in permeability. Here, each of the two coils is alternately connected to the oscillation circuit, and the number of oscillation pulses is alternately measured by the microcomputer over a predetermined time, and the difference is calculated to detect the change in permeability. ing.

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。   In the present embodiment, since the first coil 1 and the second coil 2 are coaxially arranged on the upper and lower surfaces of the substrate 10, the area required for the arrangement of the coils can be reduced, and the narrowing in the horizontal direction can be achieved. . In addition, since the conductor pattern is printed on the substrate 10 to form the coil, the height can be reduced. Furthermore, since various processes are performed using a microcomputer, the number of parts can be reduced and the area for mounting circuit parts can be reduced. From the above, significant miniaturization of the permeability sensor can be realized.

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。   Since the measurement of the number of oscillation pulses in the two oscillation circuits is alternately performed, the measurement of the oscillation circuit including one coil is affected by the magnetic flux (inductance change in the other coil) generated in the other coil. Since the number of oscillation pulses can be accurately measured, the permeability can be detected with high accuracy.

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。   In the present embodiment, since the transistors and capacitors constituting the two oscillation circuits are shared, and the coils are disposed in each of the oscillation circuits, the number of parts can be reduced and cost can be reduced. In addition, since the number of parts is small, variations in part characteristics can be reduced, and further, the influence of disturbances such as temperature change and noise can be reduced, and accurate measurement can be performed.

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。   Since various processes are performed by software using a microcomputer, the number of circuit components as hardware can be reduced, and the influence of variations in characteristics of the circuit components is reduced. Moreover, since it processes by software, it becomes difficult to receive to the influence of environment (temperature, humidity, etc.). Thus, the accuracy of the detected permeability can be enhanced.

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。   In addition, even when the toner concentration to be set is different, it can be easily coped with by changing the contents of the software. Therefore, since management of each set value with different toner concentration is unnecessary, mass production becomes easy, and cost reduction can be achieved.

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。   Next, comparison of characteristics (detection of toner concentration) between the present invention example and the conventional example will be described. The magnetic permeability sensor (toner sensor) of the example of the present invention has the configuration shown in FIGS. 1 and 2 described above, and is attached to the developing unit as shown in FIG. 3 described above.

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。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of attachment of a conventional permeability sensor to a developing unit. In FIG. 7, the same or similar parts as in FIG. 3 are given the same reference numerals.

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。   A differential transformer 51 is provided on the upper surface side of one end of the substrate 10. The differential transformer 51 includes a drive coil to which an alternating current oscillation signal is applied, and a differential coil (a reference coil and a detection coil) coupled to the drive coil. A hole 33 is formed in the partition wall 30 at a position facing the differential transformer 51, and a part (detection coil side) of the differential transformer 51 protrudes from the hole 33, and the detection coil is used as a developer in the developing unit. It is designed to touch directly. A connector 3 is formed on the lower surface of the other end of the substrate 10 with a portion thereof protruding from the other end, and various circuit components 5 are mounted on the lower surface of the central portion of the substrate 10. The magnetic permeability sensor having such a configuration is attached to the recess 31 of the partition wall 30 in a state of being housed in the case 21.

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。   In the magnetic permeability sensor of the conventional example, since the differential transformer 51 protrudes, it is necessary to form the hole 33 in the partition wall 30, and there is a possibility that the developer may leak. Moreover, the magnetic permeability sensor of the conventional example has a large size as compared with the example of the present invention.

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。   FIG. 8 is a graph showing detection sensitivity characteristics of toner concentration in the present invention example and the conventional example. In FIG. 8, the horizontal axis represents the toner concentration, and the vertical axis represents the output voltage as the detection result of the magnetic permeability. Also, (a) and (b) in FIG. 8 show the characteristics of the example of the present invention and the conventional example, respectively.

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。   When the present invention example is compared with the conventional example, in the present invention example, the portion where the output voltage fluctuates linearly with respect to the change of the toner concentration is wider than the conventional example. Therefore, it is understood that the detection accuracy of the example of the present invention is superior to the detection accuracy of the conventional example.

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。   FIG. 9 is a graph showing control voltage characteristics for performing offset control in the example of the present invention and the conventional example. In FIG. 9, the horizontal axis represents the control voltage to be applied, and the vertical axis represents the output voltage. Also, (a) and (b) in FIG. 9 show the characteristics of the example of the present invention and the conventional example, respectively.

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。   When the present invention example and the conventional example are compared, in the conventional example, the output voltage fluctuates only partially in response to the change in the control voltage, whereas in the present invention example, the change in the control voltage On the other hand, the output voltage fluctuates linearly throughout. Therefore, it is understood that the precision of the offset control in the example of the present invention is superior to the precision of the conventional example.

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。   By the way, in the embodiment described above, the magnetic permeability sensor 20 is attached to the developing unit in a state of being housed in the case 21. However, in the present invention, there is no possibility that the developer leaks. good. In such a case, notches may be formed at a plurality of locations on the substrate 10, and the claws of the developing unit may be hooked on the notches to attach the permeability sensor 20 to the developing unit, or The magnetic permeability sensor 20 may be attached to the developing unit by bonding 30.

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。   In the embodiment described above, the conductor patterns are printed on the upper surface and the lower surface of the substrate 10 to form the first coil 1 and the second coil 2 coaxially, but the first coil 1 and the second coil are formed. The formation method of 2 is not limited to this, and may be another method. Hereinafter, these other methods will be described as modifications.

(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。
(First modification)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration of a magnetic permeability sensor according to a first modification. In FIG. 10, the same or similar members as in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals. In the first modification, the first coil 1 and the second coil 2 are coaxially laminated on the lower surface of the substrate 10 by, for example, pattern printing of copper foil with an insulating layer interposed therebetween. In addition, no coil is formed on the upper surface of the substrate 10, and the electronic chip 4, the circuit component 5 and the connector 3 similar to those of the above-described embodiment are mounted. The first coil 1 and the second coil 2 are formed immediately below the mounting positions of the electronic chip 4 and the circuit component 5. Therefore, further miniaturization of the configuration of the magnetic permeability sensor can be achieved.

(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。
(2nd modification)
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration of a magnetic permeability sensor according to a second modification. In FIG. 11, the same or similar members as in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals. In the second modification, an air core coil of another part is mounted on the lower surface of one end of the substrate 10 to form the second coil 2, and the upper surface of one end of the substrate 10 is coaxial with the second coil 2. The air-cored coil of another part is mounted to form the first coil 1. In the remaining area of the upper surface of the substrate 10, the electronic chip 4, the circuit component 5 and the connector 3 similar to those of the above-described embodiment are mounted.

(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。
(Third modification)
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a configuration of a magnetic permeability sensor according to a third modification. In FIG. 12, the same or similar members as in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals. In the third modification, two air-cored coils, which are separate components, are stacked and mounted on the upper surface of one end of the substrate 10 to form the first coil 1 and the second coil 2. In the remaining area of the upper surface of the substrate 10, the electronic chip 4, the circuit component 5 and the connector 3 similar to those of the above-described embodiment are mounted. Unlike the configuration shown in FIG. 12, the first coil 1 and the second coil 2 may be formed on the lower surface of the substrate 10 in a stacked configuration of two air core coils as described above.

(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。
(4th modification)
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a configuration of a magnetic permeability sensor according to a fourth modification. In FIG. 13, the same or similar members as in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals. In the fourth modification, a plurality of chip coils are mounted on the lower surface of one end of the substrate 10 to form the second coil 2, and the upper surface of one end of the substrate 10 is coaxial with the second coil 2, A plurality of chip coils are mounted to form the first coil 1. In the remaining area of the upper surface of the substrate 10, the electronic chip 4, the circuit component 5 and the connector 3 similar to those of the above-described embodiment are mounted.

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。   In the present invention, the first coil and the second coil may be covered with an electrostatic shield. The coil described in the present invention uses an air core coil, and if there is a coil having a close dielectric constant in the vicinity of the coil, the measurement value may vary due to a change in capacitance. In such a case, by covering the coil with a shield member made of copper or the like, the influence from the outside can be suppressed. However, in the case of the magnetic permeability sensor of the present invention, it is conceivable that an eddy current is generated in the shield member due to a change in magnetic permeability, that is, a change in magnetic line of force, and this eddy current causes a measurement error in the magnetic permeability sensor. Therefore, it is necessary to provide a shield member in consideration of measures against eddy currents.

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。   FIG. 14A-C is a top view which shows the structure of the shield member suitable for the magnetic permeability sensor of this invention. In the example shown in FIG. 14A, a copper shield member 61 having a shape in which a plurality of comb teeth extend in the same direction is provided above the coil 60 formed on the substrate 10. The shield member 61 is grounded. Further, in the example shown in FIG. 14B, a copper shield member 62 having a shape in which a plurality of comb teeth are alternately extended in opposite directions is provided above the coil 60 formed on the substrate 10. The shield member 62 is grounded. By providing the shield member having such a configuration, the eddy current can be reduced.

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。   FIG. 14C shows an annular shield member. A shield member 63 in which a part of a copper ring is broken and made into a C shape is provided on the outer peripheral side of a coil 60 formed on the substrate 10. The shield member 63 is grounded. By providing the shield member 63, it is possible to reduce the eddy current. In the example of FIG. 14C, since the shield member 63 is provided on the same plane as the coil 60, the magnetic permeability sensor can be thinned. However, as compared with the mode in which the coil 60 is covered from the top as shown in FIGS. Shielding effect is small.

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。   The shield members as described above may be provided on both sides of the substrate 10, may be provided only on the side opposite to the developing unit, and as described above, the shield members are preferably grounded. However, the effect can be obtained even if it is not grounded.

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。   It should be understood that the disclosed embodiments are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is indicated not by the above description but by the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.

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
Reference Signs List 1 first coil 2 second coil 3 connector 4 electronic chip 5 circuit component 6 first oscillation circuit 7 second oscillation circuit 10 substrate 20 permeability sensor 41 measurement unit 42 adjustment unit 43 calculation unit 44 conversion unit

Claims (14)

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。
In a permeability sensor for detecting the permeability of an object to be detected,
A first oscillation circuit that oscillates including a first coil that receives magnetism from the object to be detected;
A second oscillation circuit that oscillates including a second coil that receives magnetism from the object to be detected;
A measurement unit that measures the number of oscillation pulses in each of the first oscillation circuit and the second oscillation circuit;
An adjustment unit that adjusts at least one of measurement time of the number of oscillation pulses in the first oscillation circuit by the measurement unit, and measurement time of an oscillation frequency in the second oscillation circuit by the measurement unit;
A calculation unit that calculates the difference between the number of oscillation pulses measured by the measurement unit;
A conversion unit configured to convert the difference calculated by the calculation unit into a magnetic permeability.
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。   The permeability according to claim 1, wherein the measurement unit is configured to alternately measure the number of oscillation pulses in the first oscillation circuit and the number of oscillation pulses in the second oscillation circuit. Sensor. 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。   The permeability sensor according to claim 1, wherein the first coil and the second coil are coaxially disposed. 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。   The magnetic permeability sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein components of the first oscillation circuit and the second oscillation circuit are common except for the first coil and the second coil. . 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。   The magnetic permeability sensor according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a substrate on which the first coil is disposed on one side and the second coil is disposed on the other side. 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。
In a permeability detection method for detecting the permeability of an object to be detected,
The first coil and the second coil are arranged with different distances from the object to be detected.
Measuring the number of oscillation pulses of a first oscillation circuit oscillating including the first coil, and the number of oscillation pulses of a second oscillation circuit oscillating including the second coil;
Adjusting at least one of a first measurement time for measuring an oscillation frequency of the first oscillation circuit and a second measurement time for measuring an oscillation frequency of the second oscillation circuit;
Calculate the difference between the measured number of oscillation pulses,
A permeability detection method comprising converting the calculated difference into permeability.
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。   The second measurement time is relatively longer than the first measurement time when the distance of the second coil from the detection object is shorter than the distance of the first coil from the detection object. The method according to claim 6, wherein at least one of the first measurement time and the second measurement time is adjusted. 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。
In a permeability sensor for detecting the permeability of an object to be detected,
A first oscillation circuit that oscillates including a first coil that receives magnetism from the object to be detected;
A second oscillation circuit that oscillates including a second coil that receives magnetism from the object to be detected;
A measurement unit that measures the number of oscillation pulses in each of the first oscillation circuit and the second oscillation circuit;
A first adjustment unit that adjusts a measurement time so that the number of oscillation pulses in the first oscillation circuit by the measurement unit becomes a predetermined value;
The measurement time of the oscillation pulse number in the first oscillation circuit adjusted by the first adjustment unit and / or the measurement time of the oscillation pulse number in the second oscillation circuit are each measured under a predetermined environment. A second adjustment unit that adjusts based on the number of oscillation pulses;
A calculation unit that calculates the difference between the number of oscillation pulses measured by the measurement unit in the measurement time after adjustment by the first adjustment unit and the second adjustment unit;
A conversion unit configured to convert the difference calculated by the calculation unit into a magnetic permeability.
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。   The permeability sensor according to claim 8, wherein the second adjustment unit adjusts a measurement time of the number of oscillation pulses in the second oscillation circuit. 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。
After the adjustment of the measurement time by the first adjustment unit and the second adjustment unit, the calculation unit is adjusted by the first adjustment unit and the second adjustment unit by the measurement unit under a predetermined environment. Calculate the difference of the number of oscillation pulses measured in the measurement time,
A third adjustment unit for adjusting at least one of the number of oscillation pulses in the first oscillation circuit and the number of oscillation pulses in the second oscillation circuit based on the difference calculated by the calculation unit. The permeability sensor according to claim 8 or 9.
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。   11. The permeability sensor according to claim 10, wherein the third adjustment unit adjusts the number of oscillation pulses in the second oscillation circuit. 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。
The permeability sensor according to any one of claims 8 to 11, wherein the predetermined environment is realized by using a reference magnetic plate.
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。
In a permeability detection method for detecting the permeability of an object to be detected,
The sensing coil and the reference coil are arranged with different distances from the object to be detected.
The number of oscillation pulses of a reference oscillation circuit that oscillates including the reference coil is measured in a predetermined initial measurement time,
Determining a first measurement time in which the initial measurement time is adjusted so that the measured number of oscillation pulses becomes a predetermined value;
After setting the same time as the determined first measurement time as the second measurement time and arranging the reference magnetic plate at a predetermined position near the detection coil,
Measuring the number of oscillation pulses of the reference oscillation circuit in the first measurement time and the number of oscillation pulses of the detection oscillation circuit that oscillates including the detection coil in the second measurement time;
Adjusting at least one of the first measurement time and the second measurement time based on the measured two oscillation pulse numbers;
Measuring an oscillation pulse number of the reference oscillation circuit in the first measurement time and an oscillation pulse number of the detection oscillation circuit in the second measurement time;
Calculate the difference between the measured number of oscillation pulses,
A permeability detection method comprising converting the calculated difference into permeability.
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。   The magnetic permeability detection method according to claim 13, wherein the second measurement time is adjusted.
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