JP6361412B2 - 透磁率センサ - Google Patents
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Description
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。
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。結果としてコンピュータのクロックが発信周波数より低いので、周波数測定の場合には同じ分解能を得るための測定時間を短くし、さらに測定時間を一定とすることができる。
また、発振周波数の計測、発振周波数の差分の算出、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。
図10は、第1変形例におけるコイルの構成を示す斜視図である。図10において、図1及び図2と同一または同様な部材には同一番号を付している。なお、図10では、基板10の上下面を図1と逆にして図示している。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とを同心円状に形成している。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。
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と同一また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。なお、図11に示す構成とは異なり、上記第1変形例に述べたような同心円状の第1コイル1及び第2コイル2を、電子チップ4及び回路部品5の実装位置の直下に形成するようにしても良い。
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と同一また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の一端部の下面に、別部品の空心コイルを実装して第1コイル1を形成し、基板10の一端部の上面に、第1コイル1と同軸をなして、別部品の空心コイルを実装して第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。
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と同一また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13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。
図14は、第5変形例における透磁率センサの構成を示す断面図である。図14において、図1及び図2と同一または同様な部材には同一番号を付している。第5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1コイル1を形成し、基板10の一端部の上面に、第1コイル1と同軸をなして、複数のチップコイルを実装して第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。
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 算出部
43 変換部
Claims (5)
- 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周波数を計測する計測手段と、
該計測手段にて計測した発振周波数の差分を算出する算出手段と、
該算出手段にて算出した差分を透磁率に変換する変換手段と
を備えることを特徴とする透磁率センサ。 - 前記計測手段は、前記第1発振回路における発振周波数と、前記第2発振回路における発振周波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記載の透磁率センサ。
- 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または2記載の透磁率センサ。
- 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のいずれか一項に記載の透磁率センサ。
- 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のいずれか一項に記載の透磁率センサ。
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