JP6572519B2 - Permeability detector, developing device and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、透磁率検知器、現像装置及び画像形成装置に関し、特に、回路から出力される検知信号の周波数の温度特性の調整に関する。   The present invention relates to a magnetic permeability detector, a developing device, and an image forming apparatus, and more particularly to adjustment of a temperature characteristic of a frequency of a detection signal output from a circuit.

平面上に形成されたコイルを用いたLC発振回路から出力される信号の周波数に基づき、コイルが形成された平面に対向する空間の透磁率を検知するセンサが用いられることが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1においては、電子写真方式の画像形成装置において、磁性体を含む顕色剤の容器内における濃度を検知するためのセンサとして、上述したようなセンサが用いられている。この様な透磁率センサは、検知対象とする磁性体の透磁率により、コイルのインダクタンスが変化することを原理としている。そして、磁性体の透磁率・導電率などの物性値の変化、及び磁性体との距離の変化をLC発振回路の発振周波数を読み取ることで、透磁率センサの磁束が作用する範囲内の透磁率を検知することができる。また、特許文献1においては、高精度な設計を可能とするため、回路に含まれる各素子の要素に加えて、回路の抵抗成分を考慮することが開示されている。   Based on the frequency of a signal output from an LC oscillation circuit using a coil formed on a plane, it is known that a sensor that detects the magnetic permeability of a space facing the plane on which the coil is formed is used ( For example, see Patent Document 1). In Patent Document 1, in an electrophotographic image forming apparatus, a sensor as described above is used as a sensor for detecting the concentration of a developer containing a magnetic substance in a container. Such a magnetic permeability sensor is based on the principle that the inductance of the coil changes depending on the magnetic permeability of the magnetic material to be detected. The magnetic permeability within the range where the magnetic flux of the magnetic permeability sensor acts by reading the oscillation frequency of the LC oscillation circuit for changes in physical properties such as magnetic permeability and electrical conductivity of the magnetic material and changes in the distance from the magnetic material. Can be detected. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228867 discloses that a resistance component of the circuit is taken into consideration in addition to the elements of each element included in the circuit in order to enable a highly accurate design.

LC発振回路から出力される信号の周波数は、環境温度に対する応答性を有することが一般的である。これは、回路を構成する各素子の特性が温度に応じて変化するためである。そして、LC発振回路の場合、温度を横軸、周波数を縦軸とした場合の温度に対する周波数の変動は、負の係数を有する二次関数のような形状となることが知られている。   The frequency of the signal output from the LC oscillation circuit is generally responsive to the environmental temperature. This is because the characteristics of each element constituting the circuit change according to the temperature. In the case of the LC oscillation circuit, it is known that the variation of the frequency with respect to the temperature when the temperature is on the horizontal axis and the frequency is on the vertical axis has a shape like a quadratic function having a negative coefficient.

透磁率の検知精度を向上するためには、透磁率センサの磁束が作用する範囲内、即ち、コイル面に対向する所定の空間領域内の透磁率のみに依存することが好ましい。従って、上述したような温度に対する周波数の変動は極力小さくすることが好ましく、LC発振回路の温度特性の調整が望まれる。   In order to improve the detection accuracy of the magnetic permeability, it is preferable to depend only on the magnetic permeability in a predetermined space region facing the coil surface within the range in which the magnetic flux of the magnetic permeability sensor acts. Therefore, it is preferable to minimize the frequency variation with respect to the temperature as described above, and adjustment of the temperature characteristics of the LC oscillation circuit is desired.

LC発振回路による発振周波数の温度特性は、上述したように回路に含まれる各部品の温度特性によって定まるが、LC発振回路に一般的に含まれるコイル及び容量は出力する周波数に影響するため、任意に調整することは難しい。また、特許文献1に開示された技術によれば、回路抵抗も周波数の温度特性に影響することとなるが、この回路抵抗は回路全体の構成によって定まるため、同じく任意に調整することは難しい。   As described above, the temperature characteristics of the oscillation frequency of the LC oscillation circuit are determined by the temperature characteristics of each component included in the circuit. However, since the coil and the capacitor generally included in the LC oscillation circuit affect the output frequency, it is optional. It is difficult to adjust to. According to the technique disclosed in Patent Document 1, the circuit resistance also affects the temperature characteristics of the frequency. However, since this circuit resistance is determined by the configuration of the entire circuit, it is also difficult to arbitrarily adjust the circuit resistance.

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、LC発振回路の温度特性を調整することが可能な透磁率センサを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a magnetic permeability sensor capable of adjusting the temperature characteristics of an LC oscillation circuit.

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、コイルとコンデンサとを有するLC発振回路を用いた透磁率検知器であって、前記LC発振回路における共振電流ループにおいて透磁率の検知部としての前記コイルに対し直列に接続された抵抗を備え、前記抵抗は、前記LC発振回路の回路抵抗とは別の抵抗であり、前記回路抵抗の抵抗値に、前記コイルのインダクタンスに影響しない所定の抵抗値を加算するように配置されている、ことを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, an aspect of the present invention is a magnetic permeability detector using an LC oscillation circuit having a coil and a capacitor, and as a permeability detection unit in a resonance current loop in the LC oscillation circuit. said coil to comprise a serially connected resistor, said resistor, said the circuit resistance of the LC oscillator circuit is a further resistor, the on resistance of the circuit resistance, the predetermined that do not affect the inductance of the coil It arrange | positions so that resistance value may be added, It is characterized by the above-mentioned.

本発明によれば、LC発振回路の温度特性を調整することが可能な透磁率センサを提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the magnetic permeability sensor which can adjust the temperature characteristic of LC oscillation circuit.

本発明の実施形態に係る透磁率センサを含む装置の機能構成を示す図である。It is a figure which shows the function structure of the apparatus containing the magnetic permeability sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る透磁率センサの出力信号を処理するインタフェースの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the interface which processes the output signal of the magnetic permeability sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る透磁率センサの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the magnetic permeability sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る透磁率センサの出力信号のカウント態様を示す図である。It is a figure which shows the count aspect of the output signal of the magnetic permeability sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る透磁率センサの出力信号のカウント態様を示す図である。It is a figure which shows the count aspect of the output signal of the magnetic permeability sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る水晶発振回路による発振周波数の温度特性を示す図である。It is a figure which shows the temperature characteristic of the oscillation frequency by the crystal oscillation circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るコイルのインダクタンスの温度特性を示す図である。It is a figure which shows the temperature characteristic of the inductance of the coil which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るコンデンサの容量の温度特性を示す図である。It is a figure which shows the temperature characteristic of the capacity | capacitance of the capacitor | condenser which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る抵抗の温度特性を示す図である。It is a figure which shows the temperature characteristic of the resistance which concerns on embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る透磁率センサの概観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the magnetic permeability sensor which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るパターン抵抗に生じる磁束について説明する図である。It is a figure explaining the magnetic flux which arises in the pattern resistance which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る透磁率センサにおいて複数の抵抗値による発振周波数の温度特性の差異を示す図である。It is a figure which shows the difference of the temperature characteristic of the oscillation frequency by the some resistance value in the magnetic permeability sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る透磁率センサに含まれるパターン抵抗の形成態様を示す図である。It is a figure which shows the formation aspect of the pattern resistance contained in the magnetic permeability sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る透磁率センサが搭載される現像器を含む画像形成装置の機械的構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a mechanical configuration of an image forming apparatus including a developing device on which a magnetic permeability sensor according to an embodiment of the present invention is mounted. 本発明の実施形態に係る透磁率センサが搭載される現像器を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the developing device by which the magnetic permeability sensor which concerns on embodiment of this invention is mounted. 本発明の実施形態に係る透磁率センサの概観を示す斜視図である。It is a perspective view showing an outline of a magnetic permeability sensor concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る透磁率センサを示す六面図である。It is a 6-face figure which shows the magnetic permeability sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る透磁率センサの現像器への搭載態様を示す図である。It is a figure which shows the mounting aspect to the developing device of the magnetic permeability sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係るパターン抵抗の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the pattern resistance which concerns on other embodiment of this invention.

実施の形態1.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本実施形態に係る透磁率センサ100を含む装置のコントローラ1の構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態に係るコントローラ1は、一般的なPC(Personal Computer)やサーバなどの情報処理装置と同様の構成を有する。即ち、本実施形態に係るコントローラ1は、CPU(Central Processing Unit)10、ROM(Read Only Memory)20、RAM(Random Access Memory)30、DMA(Direct Memory Access Controller)40、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)50、入出力制御ASIC60及び水晶発振回路70を含む。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a controller 1 of an apparatus including a magnetic permeability sensor 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the controller 1 according to the present embodiment has the same configuration as an information processing apparatus such as a general PC (Personal Computer) or a server. That is, the controller 1 according to the present embodiment includes a CPU (Central Processing Unit) 10, a ROM (Read Only Memory) 20, a RAM (Random Access Memory Memory) 30, a DMA (Direct Memory Access Controller) 40, and an ASIC Accelerator Controller (ASIC). ) 50, an input / output control ASIC 60 and a crystal oscillation circuit 70.

CPU10は演算手段であり、コントローラ1全体の動作を制御する。ROM20は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェアなどのプログラムが格納されている。RAM30は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、CPU10が情報を処理する際の作業領域として用いられる。DMAC40は、CPU10を介しないRAM30への直接のアクセスを制御する。   The CPU 10 is a calculation means and controls the operation of the entire controller 1. The ROM 20 is a read-only nonvolatile storage medium, and stores programs such as firmware. The RAM 30 is a volatile storage medium capable of reading and writing information at high speed, and is used as a work area when the CPU 10 processes information. The DMAC 40 controls direct access to the RAM 30 not via the CPU 10.

ASIC50は、CPU10やRAM30が接続されたシステムバスと他の機器との接続インタフェースとして機能する。入出力制御ASIC60は、透磁率センサ100が出力する検知信号を取得して、コントローラ1内部において処理可能な情報に変換する。即ち、透磁率センサ100が透磁率検知器として用いられる。水晶発振回路70は、コントローラ1内部の各デバイスを動作させるための基準クロックを発振する。   The ASIC 50 functions as a connection interface between the system bus to which the CPU 10 and the RAM 30 are connected and other devices. The input / output control ASIC 60 acquires a detection signal output from the magnetic permeability sensor 100 and converts it into information that can be processed in the controller 1. That is, the magnetic permeability sensor 100 is used as a magnetic permeability detector. The crystal oscillation circuit 70 oscillates a reference clock for operating each device in the controller 1.

図2は、本実施形態に係るコントローラ1において、入出力制御ASIC60の機能構成を詳細に示すブロック図である。図2に示すように本実施形態に係る入出力制御ASIC60は、カウンタ61、リード信号取得部62及びカウント値出力部63を含む。本実施形態に係る透磁率センサ100は、検知対象の空間における透磁率に応じた周波数の矩形波を出力する発振回路である。カウンタ61は、そのような透磁率センサ100が出力する矩形波に応じて値を増分、即ちインクリメントするカウンタである。   FIG. 2 is a block diagram showing in detail the functional configuration of the input / output control ASIC 60 in the controller 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the input / output control ASIC 60 according to the present embodiment includes a counter 61, a read signal acquisition unit 62, and a count value output unit 63. The magnetic permeability sensor 100 according to the present embodiment is an oscillation circuit that outputs a rectangular wave having a frequency corresponding to the magnetic permeability in a space to be detected. The counter 61 is a counter that increments, that is, increments a value in accordance with the rectangular wave output by the magnetic permeability sensor 100.

リード信号取得部62は、CPU10からのカウンタ61のカウント値の取得命令であるリード信号を、ASIC50を介して取得する。リード信号取得部62は、CPU10からのリード信号を取得すると、カウント値出力部63にカウント値を出力させるための信号を入力する。カウント値出力部63は、リード信号取得部62からの信号に応じて、カウンタ61のカウント値を出力する。   The read signal acquisition unit 62 acquires a read signal that is an instruction to acquire the count value of the counter 61 from the CPU 10 via the ASIC 50. When the read signal is acquired from the CPU 10, the read signal acquisition unit 62 inputs a signal for causing the count value output unit 63 to output a count value. The count value output unit 63 outputs the count value of the counter 61 in accordance with the signal from the read signal acquisition unit 62.

図2に示すように、コントローラ1はタイマ11を含む。タイマ11は、水晶発振回路70から入力される基準クロックのカウント値が所定の値になる度にCPU10に対して割込み信号を出力する。CPU10は、タイマ11から入力される割込み信号に応じて、上述したリード信号を出力する。   As shown in FIG. 2, the controller 1 includes a timer 11. The timer 11 outputs an interrupt signal to the CPU 10 every time the count value of the reference clock input from the crystal oscillation circuit 70 reaches a predetermined value. The CPU 10 outputs the above-described read signal in response to the interrupt signal input from the timer 11.

なお、入出力制御ASIC60へのCPU10からのアクセスは、例えばレジスタを介して行われる。そのため、上述したリード信号は、入出力制御ASIC60に含まれる所定のレジスタにCPU10によって値が書き込まれることによって行われる。また、カウント値出力部63によるカウント値の出力は、入出力制御ASIC60に含まれる所定のレジスタにカウント値が格納され、その値をCPU10が取得することによって行われる。   Note that the CPU 10 accesses the input / output control ASIC 60 via, for example, a register. For this reason, the above-described read signal is performed by the CPU 10 writing a value in a predetermined register included in the input / output control ASIC 60. The count value is output by the count value output unit 63 when the count value is stored in a predetermined register included in the input / output control ASIC 60 and the CPU 10 acquires the value.

次に、本実施形態に係る透磁率センサ100の内部構成について図3を参照して説明する。図3に示すように、本実施形態に係る透磁率センサ100は、コルピッツ型のLC発振回路を基本とする発振回路であり、平面コイルとしての平面パターンコイル101、コンデンサとしての第一コンデンサ103及び第二コンデンサ104、フィードバック抵抗105、アンバッファIC106、107及び出力端子108を含む。   Next, the internal configuration of the magnetic permeability sensor 100 according to this embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, a magnetic permeability sensor 100 according to the present embodiment is an oscillation circuit based on a Colpitts type LC oscillation circuit, and includes a planar pattern coil 101 as a planar coil, a first capacitor 103 as a capacitor, A second capacitor 104, a feedback resistor 105, unbuffered ICs 106 and 107, and an output terminal 108 are included.

平面パターンコイル101は、透磁率センサ100を構成する基板上にプリント配線された導線、即ち信号線によって構成される平面状のコイルである。図3に示すように、平面パターンコイル101は、コイルによって得られるインダクタンスLを有する。平面パターンコイル101は、コイルが形成された平面に対向する空間の透磁率によってインダクタンスLの値が変化する。その結果、本実施形態に係る透磁率センサ100は、平面パターンコイル101のコイル面が対向する空間の透磁率に応じた周波数の信号を発振する。ここで、コイルが形成された平面に対向する空間の透磁率とは、透磁率センサの磁束が作用する範囲内の透磁率である。   The planar pattern coil 101 is a planar coil constituted by a conductive wire printed on a substrate constituting the magnetic permeability sensor 100, that is, a signal line. As shown in FIG. 3, the planar pattern coil 101 has an inductance L obtained by the coil. In the planar pattern coil 101, the value of the inductance L varies depending on the magnetic permeability of the space facing the plane on which the coil is formed. As a result, the magnetic permeability sensor 100 according to the present embodiment oscillates a signal having a frequency corresponding to the magnetic permeability of the space where the coil surfaces of the planar pattern coil 101 face each other. Here, the magnetic permeability of the space facing the plane on which the coil is formed is the magnetic permeability within the range in which the magnetic flux of the magnetic permeability sensor acts.

なお、コイルとしては、図10(a)、(b)に示すように、巻きコイル1101や積層チップコイル2101を用いることもできる。巻きコイル1101を用いる場合には、導線を巻き重ねることで、透磁率センサ100における巻きコイル1101と巻きコイル1101以外の部分との厚みの差によってセンサが傾いて取り付けられたりしないように透磁率センサ10の取り付け側の面全体を覆うカバー1200を設けるなどするとよい。積層チップコイル2101を用いる場合についても巻きコイル1101を用いる場合と同様にカバー2200を設けるなどするとよい。
In addition, as a coil, as shown to Fig.10 (a), (b), the winding coil 1101 and the laminated chip coil 2101 can also be used. In the case of using the wound coil 1101, by superimposing winding a conductive wire, permeable to prevent or difference obliquely mounted on the sensor by the thickness of the magnetic permeability sensor 10 0 to definitive wound coil 1101 a winding coil 1101 the other part it may be such as providing a cover 1200 which covers the entire surface of the mounting side of the permeability sensor 10 0. Also in the case of using the laminated chip coil 2101, it is preferable to provide a cover 2200 as in the case of using the wound coil 1101.

第一コンデンサ103及び第二コンデンサ104は、平面パターンコイル101と共にコルピッツ型LC発振回路を構成するコンデンサである。従って、第一コンデンサ103及び第二コンデンサ104は互いに直列に接続されており、平面パターンコイル101と並列に接続されている。平面パターンコイル101、第一コンデンサ103及び第二コンデンサ104によって構成されるループによって共振電流ループが構成される。   The first capacitor 103 and the second capacitor 104 are capacitors that together with the planar pattern coil 101 constitute a Colpitts LC oscillation circuit. Accordingly, the first capacitor 103 and the second capacitor 104 are connected in series with each other and are connected in parallel with the planar pattern coil 101. A resonance current loop is constituted by a loop constituted by the planar pattern coil 101, the first capacitor 103 and the second capacitor 104.

フィードバック抵抗105は、バイアス電圧を安定化させるために挿入される。アンバッファIC106及びアンバッファIC107の機能により、共振電流ループの一部の電位の変動が、共振周波数に応じた矩形波として出力端子108から出力される。このような構成により、本実施形態に係る透磁率センサ100は、インダクタンスL、第一コンデンサ103及び第二コンデンサ104の静電容量C、後述する回路抵抗Rに応じた周波数で発振する。 The feedback resistor 105 is inserted to stabilize the bias voltage. Due to the functions of the unbuffered IC 106 and the unbuffered IC 107, the fluctuation of the potential of a part of the resonant current loop is output from the output terminal 108 as a rectangular wave corresponding to the resonant frequency. With such a configuration, the magnetic permeability sensor 100 according to the present embodiment oscillates at a frequency corresponding to the inductance L, the capacitance C of the first capacitor 103 and the second capacitor 104, and a circuit resistance RL described later.

なお、上述した第一コンデンサ103、第二コンデンサ104、フィードバック抵抗105、アンバッファIC106、107及び出力端子108を含む電子部品は、基板の平面パターンコイル101が形成されている側の面とは逆側の面に設けられることが好ましい。また、平面パターンコイル101が形成されている側の面に不要な凸部を形成しないために、電子部品をSMT(Surface mount technology:表面実装)品とすることが好ましい。   The electronic components including the first capacitor 103, the second capacitor 104, the feedback resistor 105, the unbuffer ICs 106 and 107, and the output terminal 108 described above are opposite to the surface on the side where the planar pattern coil 101 of the substrate is formed. It is preferable to be provided on the side surface. Moreover, in order not to form an unnecessary convex part on the surface on which the planar pattern coil 101 is formed, it is preferable that the electronic component is an SMT (Surface Mount Technology) product.

アキシャルタイプのようなリード線タイプの電子部品を用いると、基板にスルーホールと呼ばれる貫通穴を形成し、その貫通穴にリード線を通して半田付けすることになる。その結果、平面パターンコイル101の形成面にリード線のカット後の先端や半田の盛り上がりが形成され、平面性が失われて凸凹となってしまい、正確に取り付けられないために検知誤差が生じてしまうおそれがあるためである。   When a lead wire type electronic component such as an axial type is used, a through hole called a through hole is formed in the substrate, and the lead wire is soldered to the through hole. As a result, the tip of the lead wire after cutting of the lead wire and the bulge of the solder are formed on the formation surface of the flat pattern coil 101, and the flatness is lost, resulting in unevenness, and a detection error occurs because it cannot be accurately attached. This is because there is a risk of losing.

そして、インダクタンスLは、平面コイルとしての平面パターンコイル101の近傍における磁性体の存在やその濃度によっても変化する。従って、透磁率センサ100の発振周波数により、平面パターンコイル101近傍の空間における透磁率を検知することが可能となる。また、図3に示すように、透磁率センサ100の発振周波数を高精度に設計する上では、回路を構成する導線、即ち信号線などによって生じる回路抵抗Rを無視することが出来ない。透磁率センサ100を構成する各部のパラメータ値に応じた周波数については後に詳述する。 The inductance L also changes depending on the presence and concentration of the magnetic material in the vicinity of the planar pattern coil 101 as a planar coil. Therefore, the permeability in the space near the planar pattern coil 101 can be detected by the oscillation frequency of the permeability sensor 100. In addition, as shown in FIG. 3, in designing the oscillation frequency of the magnetic permeability sensor 100 with high accuracy, the circuit resistance RL generated by a conducting wire constituting the circuit, that is, a signal line cannot be ignored. The frequency corresponding to the parameter value of each part constituting the magnetic permeability sensor 100 will be described in detail later.

図4は、本実施形態に係る入出力制御ASIC60の機能によってカウントされる透磁率センサ100のカウント値の態様を示す図である。透磁率センサ100周辺に存在する磁性体の濃度に変化がなければ、原則として透磁率センサ100は同一の周波数で発振を続ける。その結果、図4に示すように、時間経過に応じてカウンタ61のカウント値は一様に増加する。   FIG. 4 is a diagram showing an aspect of the count value of the magnetic permeability sensor 100 counted by the function of the input / output control ASIC 60 according to the present embodiment. If there is no change in the concentration of the magnetic substance present around the magnetic permeability sensor 100, the magnetic permeability sensor 100 continues to oscillate at the same frequency in principle. As a result, as shown in FIG. 4, the count value of the counter 61 increases uniformly with time.

また、CPU10に対してタイマ11から割込み信号が入力されると、CPU10が入出力制御ASIC60に対してリード信号を出力し、そのタイミングにおけるカウンタ61のカウント値がCPU10によって取得される。図4に示すように、t、t、t、t、t夫々のタイミングにおいて、aaaah、bbbbh、cccch、ddddh、AAAAhといったカウント値が取得される。 When an interrupt signal is input from the timer 11 to the CPU 10, the CPU 10 outputs a read signal to the input / output control ASIC 60, and the count value of the counter 61 at that timing is acquired by the CPU 10. As shown in FIG. 4, at t 1 , t 2 , t 3 , t 4 , and t 5 , count values such as aaaah, bbbbh, cccch, ddddh, AAAAh are acquired.

CPU10は、夫々のタイミングにおいてカウント値を取得すると、図4に示すT、T、T、T夫々の期間における周波数を計算する。本実施形態に係るタイマ11は、2(msec)に相当する基準クロックをカウントすると割込み信号を出力する。従って、CPU10は、夫々の期間におけるカウンタ61のカウント値を2(msec)で割ることにより、図4に示すT、T、T、T夫々の期間における透磁率センサ100の発振周波数f(Hz)を算出する。 When the CPU 10 acquires the count value at each timing, the CPU 10 calculates the frequency in each of the periods T 1 , T 2 , T 3 , and T 4 shown in FIG. The timer 11 according to the present embodiment outputs an interrupt signal when a reference clock corresponding to 2 (msec) is counted. Therefore, the CPU 10 divides the count value of the counter 61 in each period by 2 (msec) to thereby oscillate the permeability sensor 100 in each period T 1 , T 2 , T 3 , T 4 shown in FIG. f (Hz) is calculated.

また、図4に示すように、本実施形態に係るカウンタ61のカウント値の上限はFFFFhである。従って、CPU10は、期間Tにおける周波数の算出に際して、FFFFhからddddhを引いた値と、AAAAhとの値の合計値を2(msec)で割ることにより発振周波数f(Hz)を算出する。 Moreover, as shown in FIG. 4, the upper limit of the count value of the counter 61 according to the present embodiment is FFFFh. Therefore, CPU 10 may, when calculating the frequency in the period T 4, a value obtained by subtracting ddddh from FFFFh, calculates the oscillation frequency f (Hz) by dividing the sum of the values of the AAAAh in 2 (msec).

図5は、本実施形態に係る入出力制御ASIC60の機能によってカウントされる透磁率センサ100のカウント値の他の態様を示す図である。図5の場合、入出力制御ASIC60において、カウンタ61はカウント値出力部63によってカウント値を読み出された後、カウント値をリセットする。このリセット処理は、カウント値出力部63がカウント値の読み出し後にカウンタ61にリセット信号を入力しても良いし、カウンタ61の仕様として、カウント値が一度読みだされるたびにリセットされるような機能を設けても良い。   FIG. 5 is a diagram showing another aspect of the count value of the magnetic permeability sensor 100 counted by the function of the input / output control ASIC 60 according to the present embodiment. In the case of FIG. 5, in the input / output control ASIC 60, the counter 61 resets the count value after the count value is read by the count value output unit 63. In this reset process, the count value output unit 63 may input a reset signal to the counter 61 after reading the count value, or as a specification of the counter 61, the count value is reset each time the count value is read. A function may be provided.

図5の態様の場合、夫々のタイミングにおいて取得されるカウント値は、夫々の期間T、T、T、T内にカウントされた値である。従って、CPU10は、夫々のタイミングにおいて取得したカウント値を2(msec)で割ることにより、発振周波数f(Hz)を算出する。 In the case of the aspect of FIG. 5, the count value acquired at each timing is a value counted within each period T 1 , T 2 , T 3 , T 4 . Therefore, the CPU 10 calculates the oscillation frequency f (Hz) by dividing the count value acquired at each timing by 2 (msec).

このように、本実施形態に係るコントローラ1においては、透磁率センサ100が発振する信号の周波数を取得し、その取得結果に基づいて透磁率センサ100の発振周波数に対応する事象を判断することができる。そして、本実施形態に係る透磁率センサ100においては、平面パターンコイル101のコイル面が対向する空間に存在する磁性体の濃度に応じてインダクタンスLが変化し、結果として出力端子108から出力される信号の周波数が変化する。その結果、コントローラ1においては、平面パターンコイル101のコイル面が対向する空間に存在する磁性体の濃度を検知することが可能となる。   Thus, in the controller 1 according to the present embodiment, the frequency of the signal oscillated by the magnetic permeability sensor 100 is acquired, and an event corresponding to the oscillation frequency of the magnetic permeability sensor 100 can be determined based on the acquisition result. it can. In the magnetic permeability sensor 100 according to the present embodiment, the inductance L changes in accordance with the concentration of the magnetic material existing in the space where the coil surfaces of the planar pattern coil 101 face each other, and as a result, is output from the output terminal 108. The frequency of the signal changes. As a result, the controller 1 can detect the concentration of the magnetic material existing in the space where the coil surfaces of the planar pattern coil 101 face each other.

このような透磁率センサ100は、上述したように所定の空間における磁性体の濃度に応じた周波数で発振する。また、水晶発振回路70は、予め定められた周波数で発振する。そして、透磁率センサ100及び水晶発振回路70は、使用環境の温度に応じて発振周波数が変動する温度特性を有する。図6は、音叉型である水晶発振回路70の温度特性グラフを示す図である。図6に示す破線は発振周波数の調整範囲の例である。図6において実線及び破線で示すように、水晶発振回路70は、ある温度をピークとした放物線状の温度特性を有する。   Such a magnetic permeability sensor 100 oscillates at a frequency corresponding to the concentration of the magnetic material in a predetermined space as described above. The crystal oscillation circuit 70 oscillates at a predetermined frequency. The magnetic permeability sensor 100 and the crystal oscillation circuit 70 have a temperature characteristic in which the oscillation frequency varies according to the temperature of the usage environment. FIG. 6 is a diagram showing a temperature characteristic graph of the crystal oscillation circuit 70 which is a tuning fork type. The broken line shown in FIG. 6 is an example of the adjustment range of the oscillation frequency. As shown by a solid line and a broken line in FIG. 6, the crystal oscillation circuit 70 has a parabolic temperature characteristic having a certain temperature as a peak.

コントローラ1において、透磁率センサ100が発振する信号の周波数に基づいて所定空間における磁性体の濃度を高精度に検知するためには、温度変動に応じた透磁率センサ100の発振周波数と水晶発振回路70の発振周波数の相対的な変化は可能な限り小さいことが好ましい。また、上述したようにコントローラ1における発振周波数の算出は、タイマ11によってカウントされる2(msec)毎にカウント値を取得し、そのカウント値を2(msec)で割ることにより行われる。   In the controller 1, in order to detect the concentration of the magnetic material in a predetermined space with high accuracy based on the frequency of the signal oscillated by the magnetic permeability sensor 100, the oscillation frequency of the magnetic permeability sensor 100 and the crystal oscillation circuit according to the temperature variation. The relative change in the oscillation frequency of 70 is preferably as small as possible. As described above, the calculation of the oscillation frequency in the controller 1 is performed by obtaining a count value every 2 (msec) counted by the timer 11 and dividing the count value by 2 (msec).

ここで、タイマ11は、水晶発振回路70から入力される基準クロックに基づいて2(msec)をカウントするため、図6に示すような温度特性によって水晶発振回路70の発振周波数が変動すると、2(msec)分のカウント値が同一である限り、2(msec)分のカウント期間が変動してしまう。その結果、CPU10によって算出される透磁率センサ100の発振周波数に誤差が生じる。   Here, since the timer 11 counts 2 (msec) based on the reference clock input from the crystal oscillation circuit 70, if the oscillation frequency of the crystal oscillation circuit 70 fluctuates due to temperature characteristics as shown in FIG. As long as the count values for (msec) are the same, the count period for 2 (msec) varies. As a result, an error occurs in the oscillation frequency of the magnetic permeability sensor 100 calculated by the CPU 10.

これに対して、透磁率センサ100の温度特性が、図6に示すような水晶発振回路70の温度特性と類似していれば、上述したような発振周波数の算出誤差をキャンセルすることが可能である。即ち、温度変動によって水晶発振回路70の発振周波数が変動したとしても、透磁率センサ100の発振周波数も同様に変動していれば、2(msec)分のカウント期間においてカウンタ61によりカウントされるカウント値の変動が少なくなるため、最終的に算出される透磁率センサ100の発振周波数の誤差を小さくすることができる。   On the other hand, if the temperature characteristic of the magnetic permeability sensor 100 is similar to the temperature characteristic of the crystal oscillation circuit 70 as shown in FIG. 6, it is possible to cancel the oscillation frequency calculation error as described above. is there. That is, even if the oscillation frequency of the crystal oscillation circuit 70 varies due to temperature variation, if the oscillation frequency of the magnetic permeability sensor 100 also varies in the same way, the count counted by the counter 61 in the count period of 2 (msec). Since the fluctuation of the value is reduced, the error of the oscillation frequency of the finally calculated permeability sensor 100 can be reduced.

このようにして、透磁率センサ100が発振する信号の周波数に基づいて所定空間における磁性体の濃度を高精度に検知することが出来る。従って、透磁率センサ100の発振周波数の温度特性を、水晶発振回路70の発振周波数の温度特性と類似するように調整可能であることが求められる。   In this way, the concentration of the magnetic material in the predetermined space can be detected with high accuracy based on the frequency of the signal oscillated by the magnetic permeability sensor 100. Therefore, it is required that the temperature characteristic of the oscillation frequency of the magnetic permeability sensor 100 can be adjusted to be similar to the temperature characteristic of the oscillation frequency of the crystal oscillation circuit 70.

ここで、本実施形態に係る透磁率センサ100の特徴的な構成について以下に述べる。透磁率センサ100は、電源電圧を印加することで平面パターンコイル101に電流が流れ、この電流によって所定方向に磁束を生じ、この磁束が作用する範囲内の透磁率に応じた周波数の信号を出力端子108から出力する構成である。   Here, a characteristic configuration of the magnetic permeability sensor 100 according to the present embodiment will be described below. The magnetic permeability sensor 100 applies a power supply voltage to cause a current to flow through the planar pattern coil 101. This current generates a magnetic flux in a predetermined direction, and outputs a signal having a frequency corresponding to the magnetic permeability within the range in which the magnetic flux acts. It is configured to output from the terminal 108.

まず、LC発振回路の発振周波数について説明する。回路を構成する導線などによって生じる回路抵抗RLを考慮する場合、LC発振回路の発振周波数fは、以下の式(1)により表される。

First, the oscillation frequency of the LC oscillation circuit will be described. When considering the circuit resistance RL generated by the conducting wire or the like constituting the circuit, the oscillation frequency f 0 of the LC oscillation circuit is expressed by the following equation (1).

従って、透磁率センサ100の発振周波数は、平面コイルとしての平面パターンコイル101によって得られるインダクタンスL、コンデンサとしての第一コンデンサ103及び第二コンデンサ104の静電容量C、及び回路抵抗Rの関数で表される。そのため、透磁率センサ100の発振周波数の温度特性を調整するためには、上記式(1)に含まれる夫々のパラメータ“L”、“C”、“R”の温度特性を考慮してを調整することとなる。図7は、平面パターンコイル101のインダクタンスLの温度特性グラフを示す図である。図7に示すように、平面パターンコイル101のインダクタンスLは、温度上昇に応じてプリント基板が伸長し、それによりコイル寸法が伸びインダクタンスが増大する特性を有する。 Therefore, the oscillation frequency of the magnetic permeability sensor 100 is a function of the inductance L obtained by the planar pattern coil 101 as a planar coil, the capacitance C of the first capacitor 103 and the second capacitor 104 as capacitors, and the circuit resistance RL . It is represented by Therefore, in order to adjust the temperature characteristics of the oscillation frequency of the magnetic permeability sensor 100, the temperature characteristics of the parameters “L”, “C”, and “R L ” included in the above equation (1) should be taken into consideration. It will be adjusted. FIG. 7 is a graph showing a temperature characteristic graph of the inductance L of the planar pattern coil 101. As shown in FIG. 7, the inductance L of the planar pattern coil 101 has a characteristic that the printed circuit board expands as the temperature rises, whereby the coil dimension increases and the inductance increases.

図8は、第一コンデンサ103、第二コンデンサ104の静電容量Cの温度特性グラフを示す図である。図8に示すように、第一コンデンサ103、第二コンデンサ104の静電容量Cは、温度上昇に応じて減少する特性を有する。図9は、回路抵抗Rの温度特性グラフを示す図である。図9に示すように、回路抵抗Rは、温度上昇に応じて増大する特性を有する。 FIG. 8 is a graph showing a temperature characteristic graph of the capacitance C of the first capacitor 103 and the second capacitor 104. As shown in FIG. 8, the capacitance C of the first capacitor 103 and the second capacitor 104 has a characteristic of decreasing as the temperature rises. FIG. 9 is a graph showing a temperature characteristic graph of the circuit resistance RL . As shown in FIG. 9, the circuit resistance RL has a characteristic that increases as the temperature rises.

このような透磁率センサ100の各構成要素の温度特性を考慮しつつ、夫々のパラメータを調整することが出来れば、透磁率センサ100の温度変化に対する発振周波数の変動を少なくするよう調整したり、その温度特性を図6において説明したような水晶発振回路70の温度特性に合わせるように調整したりすることが可能となる。   If each parameter can be adjusted while taking into consideration the temperature characteristics of each component of the magnetic permeability sensor 100, the fluctuation of the oscillation frequency with respect to the temperature change of the magnetic permeability sensor 100 can be adjusted, The temperature characteristics can be adjusted to match the temperature characteristics of the crystal oscillation circuit 70 described with reference to FIG.

しかしながら、上記式(1)に含まれる各パラメータ“L”、“C”、“R”は、透磁率センサとしての機能を成立させる前提の元では、所定の相関関係を有しており、各々を独立して調整することが困難であった。具体的には、回路抵抗Rは、平面パターンコイル101のコイル巻き数に応じて変化する導線の長さに影響され、平面パターンコイル101のインダクタンスLは、コイル巻き数に応じて定まり、コイル巻き数は透磁率センサ100のセンシング機能、即ち検知機能に影響する、という相関関係を有している。
However, the parameters “L”, “C”, and “R L ” included in the above formula (1) have a predetermined correlation on the assumption that the function as the magnetic permeability sensor is established. It was difficult to adjust each independently. Specifically, the circuit resistance RL is affected by the length of the conductive wire that changes according to the number of coil turns of the planar pattern coil 101, and the inductance L of the planar pattern coil 101 is determined according to the number of coil turns. The number of turns has a correlation that affects the sensing function of the magnetic permeability sensor 100 , that is, the detection function.

そこで、本実施形態に係る透磁率センサ100は、図3に示すように平面パターンコイル101のコイルのインダクタンスLに影響しない抵抗としての調整抵抗部をパターン抵抗102によって設け、回路抵抗Rを調整抵抗部の抵抗値Rによって調整可能に構成した。この調整抵抗部を設けたことにより、回路抵抗RをコイルのインダクタンスLに影響しないように独立して調整することが出来るため、透磁率センサ100のセンシング機能、即ち検知機能に影響を与えずに、温度特性を調整することが出来る。 Therefore, in the magnetic permeability sensor 100 according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, an adjustment resistance portion as a resistance that does not affect the coil inductance L of the planar pattern coil 101 is provided by the pattern resistance 102 to adjust the circuit resistance RL . adjustably configured by the resistance value R P of the resistor portion. By providing this adjustment resistor section, the circuit resistance RL can be adjusted independently so as not to affect the inductance L of the coil, so that it does not affect the sensing function of the magnetic permeability sensor 100, that is, the detection function. In addition, the temperature characteristics can be adjusted.

本実施形態に係る調整抵抗部としてのパターン抵抗102は、平面パターンコイル101、第一コンデンサ103、第二コンデンサ104とともに、透磁率センサ100のコルピッツ型LC発振回路における共振電流ループを構成するよう、平面パターンコイル101と直列、且つ、第一コンデンサ103、第二コンデンサ104と並列に設けられる。なお、本実施形態では、調整抵抗部としてパターン抵抗102を用いているが、図10(a)に示すように部品毎の温度特性のバラツキが小さい単独抵抗素子1102を用いることも可能である。   The pattern resistor 102 as the adjustment resistor unit according to the present embodiment, together with the planar pattern coil 101, the first capacitor 103, and the second capacitor 104, forms a resonance current loop in the Colpitts LC oscillation circuit of the permeability sensor 100. It is provided in series with the planar pattern coil 101 and in parallel with the first capacitor 103 and the second capacitor 104. In the present embodiment, the pattern resistor 102 is used as the adjustment resistor unit. However, as shown in FIG. 10A, it is also possible to use a single resistor element 1102 having a small variation in temperature characteristics among components.

本実施形態における透磁率センサ100の調整抵抗部である平面抵抗としてのパターン抵抗102は、平面パターンコイル101と同様に基板上に導線をプリント配線した平面状の抵抗である。パターン抵抗102は、直線状や曲線状など様々に形成することが可能であるが、抵抗として機能させるためには相応の長さが必要であるため、センサが大型化してしまう。   A pattern resistance 102 as a planar resistance which is an adjustment resistance portion of the magnetic permeability sensor 100 in the present embodiment is a planar resistance in which a conductive wire is printed on a substrate in the same manner as the planar pattern coil 101. The pattern resistor 102 can be formed in various shapes such as a straight line or a curved line. However, since the corresponding length is required to function as a resistor, the sensor becomes large.

実情としては、基板上の限られた面積の中で、平面コイルとしての平面パターンコイル101を除いた領域に、抵抗として機能する程度の長さの導線を配置することが必要になる。そこで、本実施形態における調整抵抗部としてのパターン抵抗102は、基板上で一方から他方へ向かい、他方から一方に向かう、といように複数回所定の方向に対して往復させるように折り曲げて形成している。
Actually, it is necessary to arrange a conductive wire having a length that functions as a resistor in a region excluding the planar pattern coil 101 as a planar coil within a limited area on the substrate. Therefore, the pattern resistor 102 as an adjustment resistor portion in the present embodiment, one from the head to the other on the substrate, it suited to one from the other, folded so as to reciprocate for a plurality of times a given direction as will gutter Formed.

具体的には、図11に示すように直線及び直角のみで構成された形状、図19(a)に示すようにサインカーブ状の曲線形状、図19(b)に示すように直線と鋭角からなる形状、図19(c)(d)に示すように図19(a)、(b)に示す形状における山・谷の角度を傾けた形状を用いることができる。このように、複数回所定の方向に対して往復させるように折り曲げた形状を、以下ではつづら折り状と呼ぶことがある。   Specifically, as shown in FIG. 11, a shape composed only of a straight line and a right angle, as shown in FIG. 19 (a), a sine curve-like curve shape, and as shown in FIG. 19 (b), from a straight line and an acute angle. As shown in FIGS. 19 (c) and 19 (d), the shape shown in FIGS. 19 (a) and 19 (b) can be used in which the angles of the peaks and valleys are inclined. In this way, the shape bent so as to reciprocate in a predetermined direction a plurality of times may be hereinafter referred to as a zigzag folded shape.

平面パターンコイル101及びパターン抵抗102は、以下のようなプロセスで形成される。まず、ガラスエポキシ基板であるプリント基板の表裏に銅箔を所定の厚みでメッキする。ガラスエポキシ基盤としては、たとえばFR−4、CEM−3などを用いることが出来る。そして、その上に光が当たると硬化する性質を有するドライフィルムをコーティングし、ガラスエポキシ基板に対して2層の異種材料を表裏に張り付ける。そして、このドライフィルムの上から、回路パターンがレイアウトされたマスクパターンフィルムを密着させ、さらに真空吸引で密着度を高めて固定する。   The planar pattern coil 101 and the pattern resistor 102 are formed by the following process. First, copper foil is plated with a predetermined thickness on the front and back of a printed board which is a glass epoxy board. As the glass epoxy substrate, for example, FR-4, CEM-3 or the like can be used. Then, a dry film having a property of curing when exposed to light is coated thereon, and two layers of different materials are attached to the front and back surfaces of the glass epoxy substrate. Then, a mask pattern film on which a circuit pattern is laid out is brought into close contact with the dry film, and further fixed by increasing the degree of contact by vacuum suction.

その後、上から所定の波長と光量と露光時間で光を暴露すると、マスクのある部分は光が遮られドライフィルムが硬化せず、一方光の当たった部分のドライフィルムは硬化するため、この状態でエッチング液の中に基板を晒す。すると、マスクの有った部分、すなわちドライフィルムの硬化していない部分がエッチング液で溶解し、同時にその下の部分の銅箔部まで溶解し、無くなってしまう。光の当たったマスクしていない部分は、ドライフィルムの硬化作用でエッチング液に溶解されること無く残存し、同時に銅箔もそのまま残ることになる。   After that, when light is exposed from the top with a predetermined wavelength, light amount and exposure time, the part with the mask is blocked by light and the dry film does not cure, while the dry film in the part exposed to light cures. To expose the substrate in the etchant. Then, the portion with the mask, that is, the uncured portion of the dry film is dissolved by the etching solution, and at the same time, the copper foil portion below the portion is dissolved and disappears. The unmasked portion exposed to light remains without being dissolved in the etching solution by the curing action of the dry film, and at the same time, the copper foil remains as it is.

続いてドライフィルムを除去することで100μm幅程度の銅箔パターンの微細パターンのみが基板上に残ることになる。最後に、必要に応じて、一定の厚みのレジストコート液を全面に塗布して熱硬化させ、銅箔の酸化防止や、傷などによるパターン欠損の防止を行う。以上のようにして、平面パターンコイル101及びパターン抵抗102をプリント基板上に形成することができる。   Subsequently, by removing the dry film, only a fine pattern of a copper foil pattern having a width of about 100 μm remains on the substrate. Finally, if necessary, a resist coating solution having a constant thickness is applied to the entire surface and thermally cured to prevent oxidation of the copper foil or pattern loss due to scratches. As described above, the planar pattern coil 101 and the pattern resistor 102 can be formed on the printed board.

ところで平面パターンコイル101を基板裏面、パターン抵抗102を基板表面に配置したとすると、前述したプリント基板製作工程の中で、基板を挟んで表裏異なるエッチング液に晒されることとなる。大きな容器の中でエッチングされるが、部分的に見れば裏と面ではエッチング液の濃度が変わるためである。その結果としてエッチング条件に差が現れてしまう。そのため、残存するドライフィルム幅、即ち銅箔パターン幅が、表裏でわずかに異なってしまうことが考えられ、透磁率センサ100の発振周波数の温度特性が狙いに対してズレてしまうおそれがある。   If the planar pattern coil 101 is disposed on the back surface of the substrate and the pattern resistor 102 is disposed on the surface of the substrate, the substrate is exposed to different etching solutions across the substrate in the printed circuit board manufacturing process described above. This is because etching is performed in a large container, but the concentration of the etching solution changes between the back and the surface when viewed partially. As a result, a difference appears in the etching conditions. Therefore, it is conceivable that the remaining dry film width, that is, the copper foil pattern width is slightly different between the front and back surfaces, and the temperature characteristics of the oscillation frequency of the magnetic permeability sensor 100 may be shifted from the target.

このような製造上のバラつき要因を排除するために、本実施形態に係る透磁率センサ100においては平面パターンコイル101及びパターン抵抗102を、プリント基板の同一の基板面に設けている。なお、第一コンデンサ103、第二コンデンサ104などの電子部品は、平面パターンコイル101を検知対象に対して正確に取り付けるために、プリント基板における平面パターンコイル101及びパターン抵抗102が設けられる基板面とは逆側の基板面に設けられる。   In order to eliminate such a manufacturing variation factor, in the magnetic permeability sensor 100 according to the present embodiment, the planar pattern coil 101 and the pattern resistor 102 are provided on the same substrate surface of the printed circuit board. In addition, the electronic components such as the first capacitor 103 and the second capacitor 104 have a board surface on the printed circuit board on which the planar pattern coil 101 and the pattern resistor 102 are provided in order to accurately attach the planar pattern coil 101 to the detection target. Are provided on the opposite substrate surface.

また、抵抗部102の抵抗値Rを考慮した、本実施形態に係るLC発振回路の発振周波数fは、以下の式(2)により表される。

Also, considering the resistance value R P of the resistor unit 102, the oscillation frequency f of the LC oscillation circuit according to the present embodiment is expressed by the following equation (2).

上述したように“R”、“L”、“C”の値の調整は困難であるが、Rは他のパラメータとは独立して調整することが可能である。図9において説明したように、一般的に温度変動に対する抵抗の応答は比例関係にあるため、調整抵抗部の抵抗値Rは、温度の上昇に応じて発振周波数fを下げる方向に作用する。 As described above "R L", "L" , the adjustment of the value of "C" is difficult, R P is able to adjust independently of other parameters. As described in FIG. 9, the response of resistance to commonly temperature variations because of the proportional relationship, the resistance value R P of the adjusting resistor unit acts in a direction to decrease the oscillation frequency f in response to an increase in temperature.

ここで、本実施形態における抵抗としての調整抵抗部である平面抵抗としてのパターン抵抗102による抵抗値Rを、平面コイルとしての平面パターンコイル101のインダクタンスLに影響しないように調整する構成について図11(a)〜(c)を参照して説明する。 Here, the resistance value R P by the pattern resistor 102 as planar resistor is adjusted resistance of the resistor in the present embodiment, a configuration for adjusting so as not to affect the inductance L of the plane pattern coil 101 as the planar coil Figure This will be described with reference to 11 (a) to (c).

図11(a)はパターン抵抗102の形成態様を示す図であり、図11(b)は、図11(a)の切断線AAにおける断面図である。図11(b)に示すように、パターン抵抗102に電流が流れることにより、アンペアの右手の法則に則り図中の破線で示すような導線周りの磁束が発生する。そして、隣接するパターン間の磁束は強められるため、図11(b)に実線で示すように、つづら折状のパターンが形成されている面に対して垂直な方向の磁束が各隣接するパターン間に発生することとなる。   FIG. 11A is a diagram showing how the pattern resistor 102 is formed, and FIG. 11B is a cross-sectional view taken along the cutting line AA in FIG. As shown in FIG. 11B, when a current flows through the pattern resistor 102, a magnetic flux around the conductor as shown by a broken line in the figure is generated according to the ampere right-hand rule. Since the magnetic flux between adjacent patterns is strengthened, as indicated by the solid line in FIG. 11B, the magnetic flux in the direction perpendicular to the surface on which the zigzag pattern is formed is between the adjacent patterns. Will occur.

しかしながら、図11(b)に示すように、最初の隣接する導線間に発生する磁束と、次の隣接する導線間に発生する磁束とは、磁束の発生する向きが逆方向であり、順番に互い違いの方向に生じていくため、互いに逆向きとなる磁束同士が打消し合う。そのため、つづら折状のパターン抵抗102の全体としては、つづら折状のパターンが形成されている面に対して垂直な方向の磁束がキャンセルされることになる。   However, as shown in FIG. 11 (b), the magnetic flux generated between the first adjacent conductors and the magnetic flux generated between the next adjacent conductors are in opposite directions, and in order Since they occur in different directions, the magnetic fluxes that are opposite to each other cancel each other. Therefore, the magnetic flux in the direction perpendicular to the surface on which the zigzag pattern is formed is canceled as a whole of the zigzag pattern resistor 102.

従って、つづら折状のパターン抵抗102は、平面パターンコイル101の磁束が生じる方向と同じ方向である、つづら折状のパターンが形成されている面に対して垂直な方向の磁束を実質的に発生しないこととなる。そのため、つづら折状のパターン抵抗102は、周囲の透磁率に影響を受けず、透磁率に対するセンシング機能のない抵抗値Rとして考えることができる。換言すると、平面パターンコイル101のインダクタンスLに影響しない抵抗値であるといえる。 Therefore, the zigzag pattern resistance 102 substantially generates a magnetic flux in the direction perpendicular to the surface on which the zigzag pattern is formed, which is the same direction as the direction in which the magnetic flux of the planar pattern coil 101 is generated. Will not. Therefore, zigzag-shaped pattern resistor 102 can be considered without being affected by the ambient magnetic permeability, as no resistance R P of the sensing function for permeability. In other words, it can be said that the resistance value does not affect the inductance L of the planar pattern coil 101.

なお、つづら折状のパターン抵抗102に関し、一方から他方へ折り返す回数と、他方から一方へ折り返す回数とが同数となるように、対称性を有するつづら折り状とすることで互いに逆向きとなる磁束同士を一致させることができる。具体的には、図11(c)に示すように、つづら折状のパターン抵抗102は、LC発振回路に接続されるパターン抵抗102の一端及び他端を結んだ線分の中点に対して点対象となっている。   In addition, regarding the zigzag folded pattern resistor 102, magnetic fluxes that are opposite to each other by forming a zigzag folded shape having symmetry so that the number of times of folding from one to the other and the number of times of folding from the other to the same are the same. Can be matched. Specifically, as shown in FIG. 11C, the zigzag pattern resistor 102 is in relation to the midpoint of the line segment connecting one end and the other end of the pattern resistor 102 connected to the LC oscillation circuit. It is a point target.

そして、つづら折状のパターン抵抗102は、図16、図19(a)〜(d)に示すように種々考えられるが、図16に示すように、隣接する導線同士が互いに平行になるように折り返す構成が磁束をキャンセルさせる観点で優れている。   Various patterns of the zigzag pattern resistor 102 can be conceived as shown in FIGS. 16 and 19A to 19D. However, as shown in FIG. 16, adjacent conductors are parallel to each other. The folded structure is excellent in terms of canceling the magnetic flux.

なお、本実施の形態に係る透磁率センサ100には、パターン抵抗102が設けられた基板面とは逆側の基板面に、パターン抵抗102と同じ形状を有する検査用プリント配線部102´を設けてあり、この検査用プリント配線部102´の抵抗値を測定することで、パターン抵抗102の抵抗値Rを判断している。パターン抵抗102の抵抗値を直接しようとすると微細なプリント配線からなるパターン抵抗102を破損させたり、パターン抵抗102と同一の基板面上に設けた平面コイルである平面パターンコイル101を破損させたりするおそれがあるためである。 The magnetic permeability sensor 100 according to the present embodiment is provided with a printed wiring portion 102 ′ for inspection having the same shape as the pattern resistor 102 on the substrate surface opposite to the substrate surface on which the pattern resistor 102 is provided. Te Yes, by measuring the resistance of the test printed circuit portion 102 ', and determines the resistance value R P of the pattern resistors 102. If the resistance value of the pattern resistor 102 is directly set, the pattern resistor 102 made of fine printed wiring is damaged, or the flat pattern coil 101 which is a flat coil provided on the same substrate surface as the pattern resistor 102 is damaged. This is because there is a fear.

ここで、図3に示す回路においてパターン抵抗102の抵抗値RPの値を諸々に変化させ、温度変動に対する透磁率センサ100の発振周波数の変化を測定した結果を図12(a)〜(d)に示す。なお、図12(a)〜(d)において、RP1<RP2<RP3<RP4である。図12(a)〜(d)に示すように、透磁率センサ100の発振周波数は温度変動に対して放物線状に変化する。そして、パターン抵抗102の抵抗値Rが大きいほど、発振周波数のピーク、即ち極値となる温度が低温側に移動する。従って、パターン抵抗102の抵抗値RPを調整することにより、透磁率センサ100の発振周波数の温度特性を調整することが可能であることがわかる。
Here, in the circuit shown in FIG. 3, the resistance value RP of the pattern resistor 102 is changed variously, and the results of measuring the change in the oscillation frequency of the magnetic permeability sensor 100 with respect to the temperature change are shown in FIGS. Shown in In FIGS. 12A to 12D, R P1 <R P2 <R P3 <R P4 . As shown in FIGS. 12A to 12D, the oscillation frequency of the magnetic permeability sensor 100 changes in a parabolic shape with respect to temperature fluctuation. Then, as the resistance value R P of the pattern resistors 102 is large, the peak of the oscillation frequency, temperature i.e. an extreme value moves to the low temperature side. Therefore, it can be seen that the temperature characteristic of the oscillation frequency of the magnetic permeability sensor 100 can be adjusted by adjusting the resistance value RP of the pattern resistor 102.

ここで、パターン抵抗102の抵抗値Rの調整方法について説明する。図13(a)〜(d)は、図12(a)〜(d)に示すRP1〜RP4に対応するパターン抵抗102の形成態様を示す図である。図13(a)〜(d)に示すように、つづら折状のパターン抵抗102について、つづら折状の折り数、即ち、一方から他方、他方から一方へ往復させる回数を増やすことにより、抵抗値Rを大きくすることができる。 Here will be described a method of adjusting the resistance value R P of the pattern resistors 102. FIGS. 13A to 13D are diagrams showing how the pattern resistors 102 corresponding to R P1 to R P4 shown in FIGS. 12A to 12D are formed. As shown in FIGS. 13A to 13D, the resistance value of the zigzag pattern resistor 102 is increased by increasing the number of zigzag folds, that is, the number of times of reciprocation from one to the other and from the other to the other. it is possible to increase the R P.

つまり、つづら折の折り数を増やすことにより、回路抵抗Rに対して加える抵抗値Rを大きくすることができる。そして、平面パターンコイル101のインダクタンスLに影響しないように、透磁率センサ100の発振周波数のピーク、即ち極値となる温度を低温側に移動させることが出来る。 In other words, by increasing the number of folding of zigzag, it is possible to increase the resistance value R P added to the circuit resistance R L. The peak of the oscillation frequency of the magnetic permeability sensor 100, that is, the extreme temperature can be moved to the low temperature side without affecting the inductance L of the planar pattern coil 101.

以上のようにして、予め求めておいた水晶発振回路70の発振周波数の温度特性に対して類似するように、透磁率センサ100の発振周波数の温度特性を調整して作成することが可能となる。このような透磁率センサ100を用いれば、温度変動によって水晶発振回路70の発振周波数が変動したとしても、透磁率センサ100の発振周波数も同様に変動するため、コントローラ1において算出される透磁率センサ100の発振周波数の誤差を小さくすることができる。   As described above, the temperature characteristic of the oscillation frequency of the magnetic permeability sensor 100 can be adjusted and created so as to be similar to the temperature characteristic of the oscillation frequency of the crystal oscillation circuit 70 obtained in advance. . If such a permeability sensor 100 is used, even if the oscillation frequency of the crystal oscillation circuit 70 varies due to temperature variations, the oscillation frequency of the permeability sensor 100 also varies in the same manner. An error of 100 oscillation frequencies can be reduced.

従って、透磁率センサ100の磁束が作用する範囲内(平面パターンコイル101のコイル面に対向する所定の空間領域内)の透磁率(磁性体の濃度)を高精度に検知することができる。   Therefore, the magnetic permeability (concentration of the magnetic material) within a range where the magnetic flux of the magnetic permeability sensor 100 acts (within a predetermined space region facing the coil surface of the planar pattern coil 101) can be detected with high accuracy.

なお、透磁率センサ100の使用環境における温度範囲として10〜50(℃)の範囲を想定し、水晶発振回路70の発振周波数の変動を測定したところ、±10〜40(ppm:part per million)という結果であった。そして、図6に示す水晶発振回路70の温度特性における放物線のピーク温度に対して、透磁率センサ100の温度特性における放物線のピーク温度が合致するように、パターン抵抗102の抵抗値Rを調整したところ0.3(Ω)の時に、両者をほぼ合致させることができた。 Assuming a temperature range of 10 to 50 (° C.) as the temperature range in the usage environment of the magnetic permeability sensor 100, the fluctuation of the oscillation frequency of the crystal oscillation circuit 70 was measured, and ± 10 to 40 (ppm: part per million) It was the result. Then, the peak temperature of the parabola in the temperature characteristic of the crystal oscillation circuit 70 shown in FIG. 6, such that the peak temperature of the parabola in the temperature characteristics of the magnetic permeability sensor 100 matches, adjusting the resistance value R P of the pattern resistors 102 As a result, when 0.3 (Ω), the two could be almost matched.

このようにして作成した透磁率センサ100の10〜50(℃)の範囲における発振周波数の変動は、±37(ppm)という結果となり、水晶発振回路70の周波数の変動範囲である±10〜40(ppm)と概ね合致させることができた。   The fluctuation of the oscillation frequency in the range of 10 to 50 (° C.) of the magnetic permeability sensor 100 thus produced results in ± 37 (ppm), and ± 10 to 40 which is the fluctuation range of the frequency of the crystal oscillation circuit 70. (Ppm) was almost matched.

このように、本実施形態においては、コルピッツ型LC発振回路における共振電流ループにおいて、検知部としての平面パターンコイル101に対して直列に調整抵抗部としてのパターン抵抗102を設けたことにより、基準クロックを出力する発振回路の温度特性に対して、発振周波数の温度特性を合わせるように調整することが可能な透磁率センサを提供することができる。
As described above, in the present embodiment, in the resonance current loop in the Colpitts LC oscillation circuit, the pattern resistor 102 as the adjustment resistor unit is provided in series with the planar pattern coil 101 as the detection unit. Thus, it is possible to provide a magnetic permeability sensor that can be adjusted to match the temperature characteristic of the oscillation frequency with the temperature characteristic of the oscillation circuit that outputs the signal.

実施の形態2.
本実施形態においては、実施の形態1において説明した透磁率センサ100を、電子写真方式の画像形成装置において、静電潜像を現像する現像器に充填される顕色剤であるトナーの容器内の濃度を測定するためのセンサとして用いる場合を例として説明する。図14は、本実施形態に係る画像形成装置200に含まれる画像形成出力のための機構を示す側面図である。
Embodiment 2. FIG.
In the present embodiment, the magnetic permeability sensor 100 described in the first embodiment is placed in a toner container that is a developer filled in a developing unit that develops an electrostatic latent image in an electrophotographic image forming apparatus. As an example, a case where the sensor is used as a sensor for measuring the concentration of the liquid will be described. FIG. 14 is a side view showing a mechanism for image formation output included in the image forming apparatus 200 according to the present embodiment.

図14に示すように、本実施形態に係る画像形成装置200は、無端状移動手段である搬送ベルト205に沿って各色の画像形成部206K〜206Yが並べられた構成を備えるものであり、所謂タンデムタイプといわれるものである。すなわち、給紙トレイ201から給紙ローラ202により分離給紙される用紙(記録媒体の一例)204に転写するための中間転写画像が形成される中間転写ベルトである搬送ベルト205に沿って、この搬送ベルト205の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部(電子写真プロセス部)206Y、206M、206C、206K(以降、総じて画像形成部206とする)が配列されている。   As shown in FIG. 14, the image forming apparatus 200 according to the present embodiment includes a configuration in which image forming units 206 </ b> K to 206 </ b> Y for each color are arranged along a conveyor belt 205 that is an endless moving unit. It is said to be a tandem type. That is, along the transport belt 205, which is an intermediate transfer belt on which an intermediate transfer image is formed to be transferred from a paper feed tray 201 to a sheet (an example of a recording medium) 204 separated and fed by a paper feed roller 202. A plurality of image forming units (electrophotographic process units) 206Y, 206M, 206C, and 206K (hereinafter collectively referred to as image forming unit 206) are arranged in order from the upstream side of the conveying belt 205 in the conveying direction.

また、給紙トレイ201から給紙された用紙204は、レジストローラ203によって一度止められ、画像形成部206における画像形成のタイミングに応じて搬送ベルト205からの画像の転写位置に送り出される。   The paper 204 fed from the paper feed tray 201 is stopped once by the registration rollers 203 and sent out to the image transfer position from the transport belt 205 in accordance with the image formation timing in the image forming unit 206.

複数の画像形成部206Y、206M、206C、206Kは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部206Kはブラックの画像を、画像形成部206Mはマゼンタの画像を、画像形成部206Cはシアンの画像を、画像形成部206Yはイエローの画像をそれぞれ形成する。なお、以下の説明においては、画像形成部206Yについて具体的に説明するが、他の画像形成部206M、206C、206Kは画像形成部206Yと同様であるので、その画像形成部206M、206C、206Kの各構成要素については、画像形成部206Yの各構成要素に付したYに替えて、M、C、Kによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。   The plurality of image forming units 206Y, 206M, 206C, and 206K have the same internal configuration except that the colors of toner images to be formed are different. The image forming unit 206K forms a black image, the image forming unit 206M forms a magenta image, the image forming unit 206C forms a cyan image, and the image forming unit 206Y forms a yellow image. In the following description, the image forming unit 206Y will be described in detail. However, since the other image forming units 206M, 206C, and 206K are the same as the image forming unit 206Y, the image forming units 206M, 206C, and 206K. For each of these components, instead of Y added to each component of the image forming unit 206Y, only the symbols distinguished by M, C, and K are displayed in the figure, and the description thereof is omitted.

搬送ベルト205は、回転駆動される駆動ローラ207と従動ローラ208とに架け渡されたエンドレスのベルト、即ち無端状ベルトである。この駆動ローラ207は、不図示の駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、駆動ローラ207と、従動ローラ208とが、無端状移動手段である搬送ベルト205を移動させる駆動手段として機能する。   The conveyor belt 205 is an endless belt, that is, an endless belt that is stretched between a driving roller 207 and a driven roller 208 that are rotationally driven. The drive roller 207 is driven to rotate by a drive motor (not shown), and the drive motor, the drive roller 207, and the driven roller 208 function as a drive unit that moves the conveyance belt 205 that is an endless moving unit. .

画像形成に際しては、回転駆動される搬送ベルト205に対して、最初の画像形成部206Yが、イエローのトナー画像を転写する。画像形成部206Yは、感光体としての感光体ドラム209Y、この感光体ドラム209Yの周囲に配置された帯電器210Y、光書き込み装置211、現像器212Y、感光体クリーナ213Y、除電器(図示せず)などから構成されている。光書き込み装置211は、夫々の感光体ドラム209Y、209M、209C、209K(以降、総じて「感光体ドラム209」という)に対して光を照射するように構成されている。
At the time of image formation, the first image forming unit 206Y transfers a yellow toner image to the conveyance belt 205 that is rotationally driven. The image forming unit 206Y includes a photoconductor drum 209Y as a photoconductor, a charger 210Y disposed around the photoconductor drum 209Y, an optical writing device 211, a developing device 212Y, a photoconductor cleaner 213Y, and a static eliminator (not shown). ) Etc. The optical writing device 211 is configured to irradiate the respective photoconductive drums 209Y, 209M, 209C, and 209K (hereinafter collectively referred to as “photosensitive drum 209”).

画像形成に際し、感光体ドラム209Yの外周面は、暗中にて帯電器210Yにより一様に帯電された後、光書き込み装置211からのイエロー画像に対応した光源からの光により書き込みが行われ、静電潜像が形成される。現像器212Yは、この静電潜像をイエロートナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム209Y上にイエローのトナー画像が形成される。   In the image formation, the outer peripheral surface of the photosensitive drum 209Y is uniformly charged by the charger 210Y in the dark, and then writing is performed by light from the light source corresponding to the yellow image from the optical writing device 211. An electrostatic latent image is formed. The developing device 212Y visualizes the electrostatic latent image with yellow toner, thereby forming a yellow toner image on the photosensitive drum 209Y.

このトナー画像は、感光体ドラム209Yと搬送ベルト205とが当接若しくは最も接近する位置(転写位置)で、転写器215Yの働きにより搬送ベルト205上に転写される。この転写により、搬送ベルト205上にイエローのトナーによる画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム209Yは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナ213Yにより払拭された後、除電器により除電され、次の画像形成のために待機する。   This toner image is transferred onto the conveyance belt 205 by the action of the transfer unit 215Y at a position (transfer position) where the photosensitive drum 209Y and the conveyance belt 205 are in contact with or closest to each other. By this transfer, an image of yellow toner is formed on the conveyor belt 205. After the transfer of the toner image is completed, the photosensitive drum 209Y is wiped away with unnecessary toner remaining on the outer peripheral surface by the photoconductor cleaner 213Y, and then is neutralized by the static eliminator and stands by for the next image formation.

以上のようにして、画像形成部206Yにより搬送ベルト205上に転写されたイエローのトナー画像は、搬送ベルト205のローラ駆動により次の画像形成部206Mに搬送される。画像形成部206Mでは、画像形成部206Yでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム209M上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が既に形成されたイエローの画像に重畳されて転写される。   As described above, the yellow toner image transferred onto the conveying belt 205 by the image forming unit 206Y is conveyed to the next image forming unit 206M by driving the rollers of the conveying belt 205. In the image forming unit 206M, a magenta toner image is formed on the photosensitive drum 209M by a process similar to the image forming process in the image forming unit 206Y, and the toner image is superimposed and transferred onto the already formed yellow image. Is done.

搬送ベルト205上に転写されたイエロー、マゼンタのトナー画像は、さらに次の画像形成部206C、206Kに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム209C上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム209K上に形成されたブラックのトナー画像とが、既に転写されている画像上に重畳されて転写される。こうして、搬送ベルト205上にフルカラーの中間転写画像が形成される。   The yellow and magenta toner images transferred onto the conveyance belt 205 are further conveyed to the next image forming units 206C and 206K, and the cyan toner image formed on the photosensitive drum 209C and the photosensitive drum are subjected to the same operation. The black toner image formed on the body drum 209K is superimposed on the already transferred image and transferred. Thus, a full-color intermediate transfer image is formed on the conveyance belt 205.

給紙トレイ201に収納された用紙204は最も上のものから順に送り出され、その搬送経路が搬送ベルト205と接触する位置若しくは最も接近する位置において、搬送ベルト205上に形成された中間転写画像がその紙面上に転写される。これにより、用紙204の紙面上に画像が形成される。紙面上に画像が形成された用紙204は更に搬送され、定着器216にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。   The sheets 204 stored in the sheet feeding tray 201 are sent out in order from the top, and the intermediate transfer image formed on the conveyance belt 205 is transferred at a position where the conveyance path is in contact with or closest to the conveyance belt 205. It is transferred onto the paper. As a result, an image is formed on the paper surface of the paper 204. The sheet 204 on which the image is formed on the sheet surface is further conveyed, and after the image is fixed by the fixing device 216, the sheet 204 is discharged outside the image forming apparatus.

また、搬送ベルト205に対してベルトクリーナ218が設けられている。ベルトクリーナ218は、図14に示すように、搬送ベルト205から用紙204への画像の転写位置の下流側であって、感光体ドラム209よりも上流側において搬送ベルト205に押し当てられたクリーニングブレードであり、搬送ベルト205の表面に付着したトナーを掻きとるトナー除去部である。   Further, a belt cleaner 218 is provided for the conveyor belt 205. As shown in FIG. 14, the belt cleaner 218 is a cleaning blade pressed against the conveyor belt 205 on the downstream side of the transfer position of the image from the conveyor belt 205 to the paper 204 and upstream of the photosensitive drum 209. And a toner removing unit that scrapes off toner adhering to the surface of the transport belt 205.

このような構成の画像形成装置200は、図1において説明したコントローラ1により制御されて駆動される。そして、図14に示す構成のうち、現像器212に本実施形態に係る透磁率センサ100が設けられている。   The image forming apparatus 200 having such a configuration is controlled and driven by the controller 1 described with reference to FIG. In the configuration illustrated in FIG. 14, the magnetic permeability sensor 100 according to the present embodiment is provided in the developing device 212.

次に、本実施形態にかかる現像装置としての現像器212の構成について図15を参照して説明する。図15は、現像器212の概観を示す斜視図である。尚、図15は、現像器212が画像形成装置200に搭載された状態、即ち、現像器212の使用時における状態とは上下を反転させて示している。図15に示す現像器212の長手方向は、図14の図面に垂直な方向、即ち、搬送ベルト205のベルト面と平行であってベルトの搬送方向と垂直な主走査方向である。   Next, the configuration of the developing device 212 as the developing device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a perspective view showing an overview of the developing device 212. 15 shows the state in which the developing device 212 is mounted on the image forming apparatus 200, that is, the state in which the developing device 212 is used in an upside down manner. The longitudinal direction of the developing device 212 shown in FIG. 15 is a direction perpendicular to the drawing of FIG. 14, that is, a main scanning direction parallel to the belt surface of the conveying belt 205 and perpendicular to the conveying direction of the belt.

図15に示すように、現像器212には、内部に充填された現像剤を搬送する搬送スクリュー212b、212cが設けられている。この搬送スクリュー212b、212cが夫々反対の方向に回転することにより、内部に充填された現像剤が、現像器212の内部において上述した長手方向の全体に行き渡るように構成されている。即ち、現像器212内部の全体が現像剤収容部として用いらえる。   As shown in FIG. 15, the developing device 212 is provided with conveying screws 212b and 212c for conveying the developer filled therein. When the conveying screws 212b and 212c are rotated in opposite directions, the developer filled therein is spread over the entire longitudinal direction described above inside the developing device 212. That is, the entire inside of the developing device 212 can be used as a developer accommodating portion.

現像器212内部において搬送スクリュー212b、212cにより搬送される現像剤は、長手方向の端部において搬送スクリュー212bによる搬送経路から搬送スクリュー212cによる搬送経路に受け渡される。従って、現像器212の主走査方向端部において夫々の搬送経路間を現像剤が移動する空間(以降、「現像剤移動空間」とする)が、最も現像剤が密集する空間となる。本実施形態に係る透磁率センサ100は、この現像剤移動空間における現像剤の濃度を検知するため、図15に示すセンサ取り付け位置212aに取り付けられる。ここで、現像剤の濃度とは、現像剤中に含まれる顕色剤としてのトナーの濃度である。これにより、透磁率センサ100が顕色剤濃度検知器として用いられる。顕色剤濃度検知部は、換言すると、現像剤濃度検知部である。   The developer transported by the transport screws 212b and 212c inside the developing device 212 is transferred from the transport path by the transport screw 212b to the transport path by the transport screw 212c at the end in the longitudinal direction. Accordingly, the space in which the developer moves between the respective conveyance paths at the end portion in the main scanning direction of the developing device 212 (hereinafter referred to as “developer movement space”) is the space where the developer is most concentrated. The magnetic permeability sensor 100 according to this embodiment is attached to a sensor attachment position 212a shown in FIG. 15 in order to detect the developer concentration in the developer movement space. Here, the developer concentration is the concentration of toner as a developer contained in the developer. Thereby, the magnetic permeability sensor 100 is used as a developer concentration detector. In other words, the developer concentration detector is a developer concentration detector.

このように、透磁率センサ100が現像剤移動空間に対向する位置212aに取り付けられる理由について説明する。透磁率は、現像剤が密集しているほどその変化量が大きくなる。そのため、透磁率センサ100が、最も現像剤が密集する現像剤移動空間に対向する位置に取り付けられることで現像器212内部の空間の透磁率をより好適に検知することが可能となるためである。   The reason why the magnetic permeability sensor 100 is attached to the position 212a facing the developer movement space will be described. The amount of change in the magnetic permeability increases as the developer density increases. Therefore, the magnetic permeability sensor 100 is attached at a position facing the developer moving space where the developer is most densely packed, so that the magnetic permeability of the space inside the developing device 212 can be detected more suitably. .

尚、透磁率の変化に大小はあるものの、現像剤が充填されている空間であればどの空間でも透磁率は発生するため、透磁率センサ100は必ずしも位置212aに取り付けられる必要はない。透磁率センサ100は、電源電圧を印加することで平面パターンコイル101に電流が流れ、この電流によって所定方向に磁束を生じ、この磁束が作用する範囲内の透磁率に応じた周波数の信号を出力端子108から出力する構成である。そのため、透磁率センサ100は、現像剤が充填されている空間に平面パターンコイル101の磁束が作用するように取り付けられていればどこに取り付けられても透磁率を検知することが可能である。   Although the change in the magnetic permeability is large or small, the magnetic permeability sensor 100 does not necessarily have to be attached to the position 212a because the magnetic permeability is generated in any space filled with the developer. The magnetic permeability sensor 100 applies a power supply voltage to cause a current to flow through the planar pattern coil 101. This current generates a magnetic flux in a predetermined direction, and outputs a signal having a frequency corresponding to the magnetic permeability within the range in which the magnetic flux acts. It is configured to output from the terminal 108. Therefore, the magnetic permeability sensor 100 can detect the magnetic permeability no matter where it is attached as long as it is attached so that the magnetic flux of the planar pattern coil 101 acts in the space filled with the developer.

次に、本実施形態に係る透磁率センサ100の概観について説明する。図16は、本実施形態に係る透磁率センサ100の概観を示す斜視図である。図16においては、平面コイルとしての平面パターンコイル101及び平面抵抗としてのパターン抵抗102が形成されている基板面、即ち、透磁率を検知するべき空間に対向させる検知面が上面に向けられている。   Next, an overview of the magnetic permeability sensor 100 according to the present embodiment will be described. FIG. 16 is a perspective view showing an overview of the magnetic permeability sensor 100 according to the present embodiment. In FIG. 16, the substrate surface on which the planar pattern coil 101 as the planar coil and the pattern resistor 102 as the planar resistance are formed, that is, the detection surface facing the space where the magnetic permeability should be detected is directed to the upper surface. .

図16に示すように、平面パターンコイル101が設けられた検知面においては、平面パターンコイル101と直列に接続されるパターン抵抗102がプリント配線されている。図3において説明したように、平面パターンコイル101は基板上に、螺旋状にプリント配線された信号線としての導線で構成されている。また、パターン抵抗102は、基板上に、つづら折状にプリント配線された信号線としての導線で構成されており、これらのパターンによって上述したような透磁率センサ100の機能が実現されると共に、図16に示すように視覚的に興味深い模様となる。   As shown in FIG. 16, the pattern resistor 102 connected in series with the planar pattern coil 101 is printed on the detection surface provided with the planar pattern coil 101. As described with reference to FIG. 3, the planar pattern coil 101 is composed of a conductive wire as a signal line that is spirally printed on the substrate. The pattern resistor 102 is composed of a conductive wire as a signal wire printed in a zigzag pattern on the substrate, and the function of the magnetic permeability sensor 100 as described above is realized by these patterns. As shown in FIG. 16, a visually interesting pattern is obtained.

この平面パターンコイル101が、本実施形態に係る透磁率センサ100における透磁率の検知部である。透磁率センサ100を現像器212に取り付ける際には、この検知部が上述した現像剤移動空間に対向するように取り付けられる。言い換えると、透磁率センサ100は、上述した移動空間に向けて透磁率センサ100が磁束を生じ、この磁束が作用する範囲内に移動空間の少なくとも一部が含まれるように、現像器212に対して取り付けられている。   The planar pattern coil 101 is a magnetic permeability detection unit in the magnetic permeability sensor 100 according to the present embodiment. When the magnetic permeability sensor 100 is attached to the developing device 212, the detection unit is attached so as to face the developer movement space described above. In other words, the magnetic permeability sensor 100 generates a magnetic flux toward the moving space described above, and the developing device 212 is configured so that at least a part of the moving space is included in a range in which the magnetic flux acts. Attached.

図17(a)〜(e)は、本実施形態に係る透磁率センサ100を示す6面図である。図17(b)〜(d)に示すように、図3において説明した第一コンデンサ103、第二コンデンサ104、フィードバック抵抗105、アンバッファIC106、107及び出力端子108は、透磁率センサ100を構成する基板において、平面パターンコイル101及びパターン抵抗102が設けられた基板面とは反対側の基板面に形成されている。   FIGS. 17A to 17E are six views showing the magnetic permeability sensor 100 according to this embodiment. As shown in FIGS. 17B to 17D, the first capacitor 103, the second capacitor 104, the feedback resistor 105, the unbuffered ICs 106 and 107, and the output terminal 108 described in FIG. The substrate to be formed is formed on the substrate surface opposite to the substrate surface on which the planar pattern coil 101 and the pattern resistor 102 are provided.

これにより、透磁率センサ100における現像器212に取り付ける側の面の凹凸をほぼ無くすことが出来るため、透磁率センサ100においてセンシング機能を発揮する部分である平面パターンコイル101が設けられた基板面が透磁率を検知する上述した現像剤移動空間に対向するように、その基板面を接触させて透磁率センサ100を設置することが可能となる。   As a result, the unevenness of the surface of the magnetic permeability sensor 100 on the side attached to the developing device 212 can be almost eliminated. Therefore, the surface of the substrate on which the planar pattern coil 101 which is a portion that exhibits the sensing function in the magnetic permeability sensor 100 is provided. It is possible to install the magnetic permeability sensor 100 with the substrate surface in contact with the developer movement space described above for detecting the magnetic permeability.

また、平面パターンコイル101が設けられた基板面の裏側となる基板面において、平面パターンコイル101が設けられている領域と重なる領域には電子部品や信号線が実装されていない。これにより、平面パターンコイル101による透磁率の検知に、他の電子部品や導線が影響することを防ぎ、透磁率の検知精度を向上することができる。   In addition, on the substrate surface on the back side of the substrate surface on which the planar pattern coil 101 is provided, an electronic component or a signal line is not mounted on a region overlapping with the region on which the planar pattern coil 101 is provided. Thereby, it is possible to prevent other electronic components and conductors from affecting the magnetic permeability detection by the planar pattern coil 101 and improve the magnetic permeability detection accuracy.

次に、本実施形態に係る透磁率センサ100の現像器212への取り付け態様について図18を参照して説明する。図18は、現像器212への透磁率センサ100の取り付け態様を示す図である。図18においては、現像器212を側断面図で示している。また、図18においては、図15の斜視図とは上下を反転させて示している。従って、図18には、現像器212が画像形成装置200に搭載された状態、即ち、現像器212の使用時における状態が示されている。図18に示すように、現像器212内部には搬送スクリュー212b、212cが配置されており、これにより長手方向に現像剤が搬送される。   Next, how the magnetic permeability sensor 100 according to this embodiment is attached to the developing device 212 will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a diagram illustrating a manner of attaching the magnetic permeability sensor 100 to the developing device 212. In FIG. 18, the developing device 212 is shown in a side sectional view. Further, FIG. 18 is shown upside down from the perspective view of FIG. Accordingly, FIG. 18 shows a state where the developing device 212 is mounted on the image forming apparatus 200, that is, a state when the developing device 212 is in use. As shown in FIG. 18, conveying screws 212b and 212c are arranged inside the developing device 212, and thereby the developer is conveyed in the longitudinal direction.

センサ取り付け位置212aは、平面状の基板を基礎として構成されている透磁率センサ100の取り付けが容易なように平面状に形成されており、この平面に対して検知面を対向させて取り付けることにより、透磁率センサ100が現像器212に取り付けられる。図18に示すように、現像器212の筐体は2つの搬送スクリュー212b、212cの形状に応じて形成されており、センサ取り付け位置212aを含む部分は搬送スクリュー212bの断面形状である円に合わせて断面形状を弧状にしている。   The sensor mounting position 212a is formed in a flat shape so that the magnetic permeability sensor 100 configured on the basis of a flat substrate can be easily mounted. The magnetic permeability sensor 100 is attached to the developing device 212. As shown in FIG. 18, the housing of the developing device 212 is formed in accordance with the shapes of the two conveying screws 212b and 212c, and the portion including the sensor mounting position 212a is aligned with a circle that is the sectional shape of the conveying screw 212b. The cross-sectional shape is arcuate.

そして、センサ取り付け位置212aは、弧状の筐体の一部に平面を設けた形状としているため、現像器212におけるセンサ取り付け位置212aに取り付けた透磁率センサ100の平面パターンコイル101と現像器212内部の現像剤移動空間との距離は狭くなり、また、磁束が作用する範囲を現像剤移動空間に向けることができる。これにより、センサ取り付け位置212aに取り付けられた透磁率センサ100によって、現像器212内部の現像剤移動空間における現像剤の濃度をより好適に検知することが可能となる。尚、現像剤移動空間における透磁率は、現像剤の濃度によって定まるため、透磁率センサ100によって現像剤移動空間の透磁率を検知することが可能となる。   Since the sensor attachment position 212a has a shape in which a flat surface is provided in a part of the arc-shaped housing, the planar pattern coil 101 of the magnetic permeability sensor 100 attached to the sensor attachment position 212a in the developer 212 and the inside of the developer 212 The distance from the developer moving space becomes narrow, and the range in which the magnetic flux acts can be directed to the developer moving space. Thus, the developer concentration in the developer movement space inside the developing device 212 can be more suitably detected by the magnetic permeability sensor 100 attached to the sensor attachment position 212a. Since the magnetic permeability in the developer movement space is determined by the concentration of the developer, the magnetic permeability sensor 100 can detect the magnetic permeability in the developer movement space.

このような構成において、電子写真方式の画像形成装置において用いられる現像剤は、二成分現像方式の場合、トナーとキャリアの混合物である。感光体ドラム209上に形成された静電潜像を現像するためには、現像剤のトナー濃度を所定の濃度以上に保つ必要がある。そして、現像剤のトナー濃度は、感光体のドラム209上に形成された静電潜像を現像するたびに変動するため、現像器212内部のトナー濃度を検知する必要がある。   In such a configuration, the developer used in the electrophotographic image forming apparatus is a mixture of toner and carrier in the case of the two-component development system. In order to develop the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 209, it is necessary to maintain the toner density of the developer at a predetermined density or higher. The toner density of the developer fluctuates every time the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 209 is developed, and thus it is necessary to detect the toner density inside the developing device 212.

本実施形態においては、現像器212内部における現像剤のトナー濃度が変動すると、透磁率センサ100の平面パターンコイル101の磁束が作用する範囲における透磁率が変化することとなる。その変化を透磁率センサ100によって検知することにより、現像器212内部の現像剤のトナー濃度検知することが可能となる。   In the present embodiment, when the toner density of the developer in the developing device 212 fluctuates, the magnetic permeability in the range in which the magnetic flux of the planar pattern coil 101 of the magnetic permeability sensor 100 acts changes. By detecting the change by the magnetic permeability sensor 100, it becomes possible to detect the toner density of the developer inside the developing device 212.

以上説明したように、本実施形態によれば、透磁率センサ100を用いて現像器212内部の現像剤のトナー濃度の検知機構を構成することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to configure a toner concentration detection mechanism for the developer inside the developing device 212 using the magnetic permeability sensor 100.

その他の実施形態.
尚、上記実施形態においては、平面コイルとしての平面パターンコイル101を用いることにより、磁束が作用する範囲の透磁率を検知する透磁率センサ100について説明した。これに対して、平面パターンコイル101の磁束が作用する範囲の透磁率が一定であることを前提とすると、図3に示す回路の発振周波数変動は、図12(a)〜(d)において説明したような温度に対する変動成分のみとなる。
Other embodiments.
In the above embodiment, the magnetic permeability sensor 100 that detects the magnetic permeability in the range where the magnetic flux acts by using the planar pattern coil 101 as the planar coil has been described. On the other hand, assuming that the magnetic permeability in the range in which the magnetic flux of the planar pattern coil 101 acts is constant, the oscillation frequency fluctuation of the circuit shown in FIG. 3 will be described with reference to FIGS. It becomes only the fluctuation component with respect to such a temperature.

従って、上記実施形態において説明した透磁率センサ100は、透磁率センサとしてのみでなく、温度センサとしても用いることが可能である。この場合、図12(a)〜(d)において説明した温度特性としては、検知対象とするべき温度範囲においては、単純上昇または単純下降となるような温度特性を選択することが好ましい。これにより、センサの発振周波数に基づく単純な計算で、センサが設置された部分の温度を検知することが可能となる。このような観点からも、上述したように調整抵抗部である平面抵抗としてのパターン抵抗102を調整することによって、回路の発振周波数の温度特性を調整可能であることは有意義である。   Therefore, the magnetic permeability sensor 100 described in the above embodiment can be used not only as a magnetic permeability sensor but also as a temperature sensor. In this case, as the temperature characteristics described in FIGS. 12A to 12D, it is preferable to select a temperature characteristic that is simply increased or decreased in the temperature range to be detected. Thereby, it becomes possible to detect the temperature of the portion where the sensor is installed with a simple calculation based on the oscillation frequency of the sensor. Also from this point of view, it is significant that the temperature characteristic of the oscillation frequency of the circuit can be adjusted by adjusting the pattern resistance 102 as the planar resistance which is the adjustment resistance section as described above.

尚、本発明は、以下に記載した態様も含む。
<態様A>
所定空間の透磁率に応じた周波数の信号を出力する透磁率検知器であって、
基板上に平面パターンによって形成され、前記所定空間の透磁率によってインダクタン
スが変化するコイルと、
前記コイルと共振電流ループを構成するように接続されたコンデンサと、
前記共振電流ループの一部の電位に応じた信号を出力する出力端子と、
前記共振電流ループに直列に接続され、つづら折状の平面パターンによって形成された
パターン抵抗とを含むことを特徴とする透磁率検知器。
In addition, this invention also includes the aspect described below.
<Aspect A>
A magnetic permeability detector that outputs a signal having a frequency corresponding to the magnetic permeability of a predetermined space,
A coil formed on a substrate in a planar pattern, the inductance of which varies depending on the magnetic permeability of the predetermined space;
A capacitor connected to form a resonant current loop with the coil;
An output terminal for outputting a signal corresponding to a potential of a part of the resonance current loop;
A magnetic permeability detector including a pattern resistor connected in series to the resonance current loop and formed by a zigzag plane pattern.

<態様B>
前記パターン抵抗を形成するためのつづら折の折数を調整することによって前記パター
ン抵抗によって前記共振電流ループに生じるインダクタンス成分が調整されることを特徴
とする態様Aに記載の透磁率検知器。
<Aspect B>
The magnetic permeability detector according to aspect A, wherein an inductance component generated in the resonance current loop is adjusted by the pattern resistance by adjusting a number of spells for forming the pattern resistance.

<態様C>
前記コイル及び前記パターン抵抗が基板上の同一面上に形成され、前記コイルを含む他
の部品が前記コイル及び前記パターン抵抗とは異なる面上に形成されていることを特徴と
する態様Aまたは態様Bに記載の透磁率検知器。
<Aspect C>
The aspect A or aspect, wherein the coil and the pattern resistance are formed on the same surface on the substrate, and other components including the coil are formed on a surface different from the coil and the pattern resistance. The magnetic permeability detector according to B.

<態様D>
前記コイルを含む他の部品が、前記コイル及び前記パターン抵抗とは異なる面上であっ
て、前記コイル及び前記パターン抵抗が形成された範囲の裏側の範囲とは異なる範囲に形
成されていることを特徴とする態様Cに記載の透磁率検知器。
<Aspect D>
The other parts including the coil are formed on a different surface from the coil and the pattern resistance, and in a range different from the back side of the range where the coil and the pattern resistance are formed. The magnetic permeability detector according to aspect C, which is characterized.

<態様E>
前記透磁率センサが設置された部分の温度変動に対する前記共振電流ループの共振周波
数の変化における極値の温度が、前記出力端子から出力される信号をカウントするための
カウンタを動作させるためのクロックを発振する発振回路における温度変動に対する発振
周波数の変化の極値の温度に対応した値となるように、前記パターン抵抗を形成するため
のつづら折の折数が調整されていることを特徴とする態様A乃至態様Dのいずれかに記載
の透磁率検知器。
<Aspect E>
A clock for operating the counter for counting the signal output from the output terminal is the extreme temperature in the change of the resonance frequency of the resonance current loop with respect to the temperature fluctuation of the portion where the magnetic permeability sensor is installed. A mode in which the number of spells for forming the pattern resistor is adjusted so as to be a value corresponding to an extreme temperature change in the oscillation frequency with respect to temperature fluctuation in the oscillation circuit that oscillates. The magnetic permeability detector according to any one of A to D.

<態様F>
画像形成装置において静電潜像を現像するための顕色剤の濃度を検知する顕色剤濃度検
知器であって、
基板上に平面パターンによって形成され、前記顕色剤が充填された空間の透磁率によっ
てインダクタンスが変化するコイルと、
前記コイルと共振電流ループを構成するように接続されたコンデンサと、
前記共振電流ループの一部の電位に応じた信号を出力する出力端子と、
前記共振電流ループに直列に接続され、つづら折状の平面パターンによって形成された
パターン抵抗とを含み、
前記コイルが形成された平面部が前記顕色剤が充填された空間に対向して配置されてい
ることを特徴とする顕色剤濃度検知器。
<Aspect F>
A developer concentration detector for detecting the concentration of a developer for developing an electrostatic latent image in an image forming apparatus,
A coil that is formed in a planar pattern on a substrate and whose inductance varies depending on the magnetic permeability of the space filled with the developer;
A capacitor connected to form a resonant current loop with the coil;
An output terminal for outputting a signal corresponding to a potential of a part of the resonance current loop;
A pattern resistor connected in series to the resonant current loop and formed by a zigzag plane pattern;
A developer concentration detector, wherein a planar portion on which the coil is formed is disposed to face a space filled with the developer.

<態様G>
画像形成装置において静電潜像を現像する現像装置であって、
前記静電潜像を現像するための顕色剤を収容する顕色剤収容部と、
前記顕色剤収容部における顕色剤の濃度を検知する顕色剤濃度検知部とを含み、
前記顕色剤濃度検知部は、
基板上に平面パターンによって形成され、前記顕色剤収容部における顕色剤の濃度によ
ってインダクタンスが変化するコイルと、
前記コイルと共振電流ループを構成するように接続されたコンデンサと、
前記共振電流ループの一部の電位に応じた信号を出力する出力端子と、
前記共振電流ループに直列に接続され、つづら折状の平面パターンによって形成された
パターン抵抗とを含み、
前記コイルが形成された平面部が前記顕色剤収容部に対向して配置されていることを特
徴とする現像装置。
<Aspect G>
A developing device for developing an electrostatic latent image in an image forming apparatus,
A developer accommodating portion for accommodating a developer for developing the electrostatic latent image;
A developer concentration detector that detects the concentration of the developer in the developer container,
The developer concentration detector is
A coil formed on a substrate in a planar pattern, the inductance of which varies depending on the concentration of the developer in the developer container;
A capacitor connected to form a resonant current loop with the coil;
An output terminal for outputting a signal corresponding to a potential of a part of the resonance current loop;
A pattern resistor connected in series to the resonant current loop and formed by a zigzag plane pattern;
2. A developing device according to claim 1, wherein a flat surface portion on which the coil is formed is disposed to face the developer accommodating portion.

<態様H>
感光体上に形成された静電潜像を現像することにより画像を形成する画像形成装置であ
って、
前記静電潜像を現像するための顕色剤を収容する顕色剤収容部と、
前記顕色剤収容部における顕色剤の濃度を検知する顕色剤濃度検知部とを含み、
前記顕色剤濃度検知部は、
基板上に平面パターンによって形成され、前記顕色剤収容部における顕色剤の濃度によ
ってインダクタンスが変化するコイルと、
前記コイルと共振電流ループを構成するように接続されたコンデンサと、
前記共振電流ループの一部の電位に応じた信号を出力する出力端子と、
前記共振電流ループに直列に接続され、つづら折状の平面パターンによって形成された
パターン抵抗とを含み、
前記コイルが形成された平面部が前記顕色剤収容部に対向して配置されていることを特
徴とする画像形成装置。
<Aspect H>
An image forming apparatus for forming an image by developing an electrostatic latent image formed on a photoreceptor,
A developer accommodating portion for accommodating a developer for developing the electrostatic latent image;
A developer concentration detector that detects the concentration of the developer in the developer container,
The developer concentration detector is
A coil formed on a substrate in a planar pattern, the inductance of which varies depending on the concentration of the developer in the developer container;
A capacitor connected to form a resonant current loop with the coil;
An output terminal for outputting a signal corresponding to a potential of a part of the resonance current loop;
A pattern resistor connected in series to the resonant current loop and formed by a zigzag plane pattern;
An image forming apparatus, wherein a planar portion on which the coil is formed is disposed to face the developer accommodating portion.

<態様I>
所定空間の透磁率に応じて周波数が変化する信号に基づいて前記所定空間の透磁率を検
知する透磁率検知方法であって、
前記所定空間の透磁率によってインダクタンスが変化するコイルを基板上に平面パター
ンによって形成し、
前記コイルと共振電流ループを構成するようにコンデンサを接続し、
つづら折状の平面パターンによって形成されたパターン抵抗を、前記共振電流ループに
直列に接続し、
前記共振電流ループの一部の電位に応じた信号を出力することを特徴とする透磁率検知
方法。
<Aspect I>
A magnetic permeability detection method for detecting the magnetic permeability of the predetermined space based on a signal whose frequency changes according to the magnetic permeability of the predetermined space,
A coil whose inductance changes depending on the magnetic permeability of the predetermined space is formed on the substrate by a plane pattern,
Connect a capacitor to form a resonant current loop with the coil,
A pattern resistor formed by a zigzag planar pattern is connected in series to the resonant current loop,
A magnetic permeability detection method, comprising: outputting a signal corresponding to a potential of a part of the resonance current loop.

<態様J>
画像形成装置において静電潜像を現像するための顕色剤の濃度を検知する顕色剤濃度検
知方法であって、
前記顕色剤が充填された空間の透磁率によってインダクタンスが変化するコイルを、基
板上に平面パターンによって形成し、
前記コイルと共振電流ループを構成するようにコンデンサを接続し、
つづら折状の平面パターンによって形成されたパターン抵抗を、前記共振電流ループに
直列に接続し、
前記共振電流ループの一部の電位に応じた信号を出力することを特徴とする顕色剤濃度
検知方法。
<Aspect J>
A developer concentration detection method for detecting the concentration of a developer for developing an electrostatic latent image in an image forming apparatus,
A coil whose inductance changes depending on the magnetic permeability of the space filled with the developer is formed on the substrate by a planar pattern,
Connect a capacitor to form a resonant current loop with the coil,
A pattern resistor formed by a zigzag planar pattern is connected in series to the resonant current loop,
A method for detecting a developer concentration, wherein a signal corresponding to a potential of a part of the resonance current loop is output.

1 コントローラ
10 CPU
11 タイマ
20 ROM
30 RAM
40 DMAC
50 ASIC
60 入出力ASIC
61 カウンタ
62 リード信号取得部
63 カウント値出力部
70 水晶発振回路
100 透磁率センサ
101 平面パターンコイル
102 パターン抵抗
103 第一コンデンサ
104 第二コンデンサ
105 フィードバック抵抗
106、107 アンバッファIC
108 出力端子
200 画像形成装置
201 給紙トレイ
202 給紙ローラ
203 レジストローラ
204 用紙
205 搬送ベルト
206K、206C、206M、206Y 画像形成部
207 駆動ローラ
208 従動ローラ
209K、209C、209M、209Y 感光体ドラム
210K、210C、210M、210Y 帯電器
211光書き込み装置
212K、212C、212M、212Y 現像器
212a センサ取り付け位置
212b、212c 搬送スクリュー
213K、213C、213M、213Y 感光体クリーナ
215K、215C、215M、215Y 転写器
216 定着器
1 Controller 10 CPU
11 Timer 20 ROM
30 RAM
40 DMAC
50 ASIC
60 I / O ASIC
61 Counter 62 Read signal acquisition unit 63 Count value output unit 70 Crystal oscillation circuit 100 Magnetic permeability sensor 101 Planar pattern coil 102 Pattern resistor 103 First capacitor 104 Second capacitor 105 Feedback resistor 106, 107 Unbuffer IC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 108 Output terminal 200 Image forming apparatus 201 Paper feed tray 202 Paper feed roller 203 Registration roller 204 Paper 205 Conveying belt 206K, 206C, 206M, 206Y Image forming unit 207 Drive roller 208 Driven roller 209K, 209C, 209M, 209Y Photosensitive drum 210K , 210C, 210M, 210Y Charger 211 Optical writing device 212K, 212C, 212M, 212Y Developer 212a Sensor mounting position 212b, 212c Transport screw 213K, 213C, 213M, 213Y Photoconductor cleaner 215K, 215C, 215M, 215Y Transfer device 216 Fixing device

特開平11−223620号公報JP-A-11-223620

Claims (18)

コイルとコンデンサとを有するLC発振回路を用いた透磁率検知器であって、
前記LC発振回路における共振電流ループにおいて透磁率の検知部としての前記コイルに対し直列に接続された抵抗を備え、
前記抵抗は、前記LC発振回路の回路抵抗とは別の抵抗であり、前記回路抵抗の抵抗値に、前記コイルのインダクタンスに影響しない所定の抵抗値を加算するように配置されている、
ことを特徴とする透磁率検知器。
A magnetic permeability detector using an LC oscillation circuit having a coil and a capacitor,
A resistor connected in series with the coil as a magnetic permeability detector in a resonance current loop in the LC oscillation circuit;
The resistor is a resistor different from the circuit resistor of the LC oscillation circuit, and is arranged to add a predetermined resistance value that does not affect the inductance of the coil to the resistance value of the circuit resistor.
A magnetic permeability detector.
請求項1に記載の透磁率検知器において、
前記抵抗は、前記コンデンサに対して並列に接続される、
ことを特徴とする透磁率検知器。
The permeability detector according to claim 1,
The resistor is connected in parallel to the capacitor;
A magnetic permeability detector.
請求項1または2に記載の透磁率検知器において、
前記コイル、前記コンデンサ、及び前記抵抗を具備する基板を有する、
ことを特徴とする透磁率検知器。
The permeability detector according to claim 1 or 2,
A substrate having the coil, the capacitor, and the resistor;
A magnetic permeability detector.
請求項3に記載の透磁率検知器において、
前記コイルは、前記基板に導線をプリント配線した平面コイルである、
ことを特徴とする透磁率検知器。
In the magnetic permeability detector according to claim 3,
The coil is a planar coil in which a conductive wire is printed on the substrate.
A magnetic permeability detector.
請求項3または4に記載の透磁率検知器において、
前記抵抗は、前記基板に導線をプリント配線した平面抵抗である、
ことを特徴とする透磁率検知器。
In the magnetic permeability detector according to claim 3 or 4,
The resistance is a planar resistance obtained by printing a conductive wire on the substrate.
A magnetic permeability detector.
請求項3に記載の透磁率検知器において、
前記コイルは、前記基板に導線をプリント配線した平面コイルであり、且つ、前記抵抗は、前記基板に導線をプリント配線した平面抵抗であって、
当該平面コイル及び当該平面抵抗は、前記基板における同一の基板面に設けられる、
ことを特徴とする透磁率検知器。
In the magnetic permeability detector according to claim 3,
The coil is a planar coil in which a conductor is printed on the substrate, and the resistor is a planar resistor in which a conductor is printed on the substrate,
The planar coil and the planar resistance are provided on the same substrate surface of the substrate.
A magnetic permeability detector.
コイルとコンデンサとを有するLC発振回路を用いた透磁率検知器であって、
前記コイル、前記コンデンサ、及び前記コイルに対して直列であり、かつ、前記コンデンサに対して並列に接続された抵抗を具備する基板を有し、
前記抵抗は、前記基板に導線をプリント配線した平面抵抗であり、
前記平面抵抗は、一端と他端とで前記LC発振回路に対して接続されて、前記基板で所定の方向に対して複数回往復するように折り曲げられていて、
前記平面抵抗の折り曲げられた形状は対称性を有する形状であり、前記一端と前記他端とを結んだ線分の中点に対して点対称である、
ことを特徴とする透磁率検知器。
A magnetic permeability detector using an LC oscillation circuit having a coil and a capacitor,
A substrate comprising a resistor connected in series to the coil, the capacitor, and the coil, and connected in parallel to the capacitor;
The resistance is a planar resistance obtained by printing a conductive wire on the substrate,
The planar resistance is connected to the LC oscillation circuit at one end and the other end, and is bent so as to reciprocate a plurality of times in a predetermined direction on the substrate,
The folded shape of the plane resistance is a shape having symmetry, and is point-symmetric with respect to the midpoint of a line segment connecting the one end and the other end.
A magnetic permeability detector.
請求項に記載の透磁率検知器において、
前記コイルは、前記基板に導線をプリント配線した平面コイルであり、
当該平面コイル及び前記平面抵抗は、前記基板における同一の基板面に設けられる、
ことを特徴とする透磁率検知器。
The permeability detector according to claim 7 , wherein
The coil is a planar coil in which a conductive wire is printed on the substrate,
The planar coil and the planar resistance are provided on the same substrate surface of the substrate.
A magnetic permeability detector.
請求項6または8に記載の透磁率検知器において、
前記コンデンサは、前記基板における前記平面コイル及び前記平面抵抗が設けられる基板面とは逆側の基板面に設けられることを特徴とする透磁率検知器。
In magnetic permeability detector according to claim 6 or 8,
The said capacitor is provided in the board | substrate surface on the opposite side to the board | substrate surface in which the said planar coil and the said plane resistance in the said board | substrate are provided, The magnetic permeability detector characterized by the above-mentioned.
請求項6または8に記載の透磁率検知器において、
前記基板における前記平面コイル及び前記平面抵抗が設けられる基板面とは逆側の基板面に、前記平面抵抗と同一の形状にプリント配線した検査用プリント配線部を設けたことを特徴とする透磁率検知器。
In magnetic permeability detector according to claim 6 or 8,
A magnetic permeability, wherein a printed wiring portion for inspection printed in the same shape as the planar resistance is provided on a substrate surface opposite to the substrate surface on which the planar coil and the planar resistance are provided on the substrate. Detector.
請求項5〜のいずれか一項に記載の透磁率検知器において、
前記平面抵抗は、所定の方向に対して複数回往復するように折り曲げられた形状であることを特徴とする透磁率検知器。
In magnetic permeability detector according to any one of claims 5-8,
2. The magnetic permeability detector according to claim 1, wherein the planar resistance has a shape bent so as to reciprocate a plurality of times in a predetermined direction.
請求項11に記載の透磁率検知器において、
前記平面抵抗は、隣接する導線同士が互いに平行になるように折り曲げられた形状であることを特徴とする透磁率検知器。
The permeability detector according to claim 11 ,
2. The magnetic permeability detector according to claim 1, wherein the planar resistance has a shape bent so that adjacent conductive wires are parallel to each other.
請求項11または12に記載の透磁率検知器において、
前記平面抵抗の折り曲げられた形状は、対象性を有する形状であることを特徴とする透磁率検知器。
The permeability detector according to claim 11 or 12 ,
2. The magnetic permeability detector according to claim 1, wherein the bent shape of the planar resistance is a shape having objectivity.
請求項1〜13のいずれか一項に記載の透磁率検知器において、
前記コイルは、当該透磁率検知器に電源電圧を印加することで当該コイルに流れる電流によって所定方向に磁束を生じるように構成され、
当該磁束が作用する範囲内の透磁率に応じた周波数の信号を出力する出力端子を備えることを特徴とする透磁率検知器。
In magnetic permeability detector according to any one of claims 1 to 13
The coil is configured to generate a magnetic flux in a predetermined direction by a current flowing through the coil by applying a power supply voltage to the permeability detector.
A magnetic permeability detector comprising: an output terminal that outputs a signal having a frequency corresponding to a magnetic permeability within a range in which the magnetic flux acts.
請求項14に記載の透磁率検知器において、
前記抵抗は、抵抗値を変更した場合であっても前記コイルのインダクタンスに対して影響しない調整抵抗部であることを特徴とする透磁率検知器。
The permeability detector according to claim 14 ,
The magnetic resistance detector according to claim 1, wherein the resistance is an adjustment resistance portion that does not affect the inductance of the coil even when the resistance value is changed.
請求項15に記載の透磁率検知器において、
前記調整抵抗部は、前記出力端子から出力される信号をカウントするためのカウンタを動作させるためのクロックを発振する発振回路の発振周波数の温度特性に対して、当該透磁率検知器の前記LC発振回路の発振周波数の温度特性が近付くように、当該調整抵抗部の抵抗値を設定したことを特徴とする透磁率検知器。
The permeability detector according to claim 15 ,
The adjustment resistor unit is configured to detect the LC oscillation of the permeability detector with respect to a temperature characteristic of an oscillation frequency of an oscillation circuit that oscillates a clock for operating a counter for counting a signal output from the output terminal. A magnetic permeability detector, wherein a resistance value of the adjustment resistor portion is set so that a temperature characteristic of an oscillation frequency of the circuit approaches.
現像剤を収容する現像剤収容部と、
当該現像剤収容部における現像剤の濃度を検知する現像剤濃度検知部と、を有し、
現像剤濃度検知部は、
透磁率検知器として、請求項16に記載の透磁率検知器を備え、
当該透磁率検知器は、前記現像剤収容部に対して前記磁束が作用するように取り付けられることを特徴とする現像装置。
A developer accommodating portion for accommodating the developer;
A developer concentration detection unit that detects the concentration of the developer in the developer storage unit,
The developer concentration detector
As a magnetic permeability detector, comprising the magnetic permeability detector according to claim 16 ,
The magnetic permeability detector is attached so that the magnetic flux acts on the developer accommodating portion.
感光体上に形成された静電潜像を現像剤で現像することで画像を形成する画像形成装置において、
現像装置として、請求項17に記載の現像装置を備え、
クロックを発振する前記発振回路を有するコントローラを備えることを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus for forming an image by developing an electrostatic latent image formed on a photoreceptor with a developer,
A developing device according to claim 17 is provided as a developing device,
An image forming apparatus comprising: a controller having the oscillation circuit that oscillates a clock.
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