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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024155728
(43)【公開日】2024-10-31
(54)【発明の名称】スケールの製造方法
(51)【国際特許分類】
G01D 5/245 20060101AFI20241024BHJP
【ＦＩ】
G01D5/245 110L
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024017065
(22)【出願日】2024-02-07
(31)【優先権主張番号】P 2023068574
(32)【優先日】2023-04-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】310017828
【氏名又は名称】株式会社マグネスケール
(74)【代理人】
【識別番号】110002273
【氏名又は名称】弁理士法人インターブレイン
(72)【発明者】
【氏名】麻生 航暉
(72)【発明者】
【氏名】安藝 祐一
(72)【発明者】
【氏名】沼倉 凌介
【テーマコード（参考）】
2F077
【Ｆターム（参考）】
2F077NN24
2F077VV33
(57)【要約】
【課題】新たなスケールの製造方法を提供する。
【解決手段】スケールの製造方法は、対向するセンサヘッドで相対的な変位を検出するための磁性パターンを有するスケールの製造方法であって、磁性粉を含有する水性塗料を支持体上に一回塗布することで膜厚が２００μｍ以上の未乾燥塗膜を形成する工程と、前記未乾燥塗膜を乾燥させることにより、磁性粉含有率が７０％以上かつ膜厚が２００μｍ以上である磁性層を形成する工程と、磁性層に、センサヘッドで相対的な変位を検出できる磁性パターンを形成する工程と、を備える。水性塗料は、主溶剤として水を含有する。
【選択図】図３
【解決手段】スケールの製造方法は、対向するセンサヘッドで相対的な変位を検出するための磁性パターンを有するスケールの製造方法であって、磁性粉を含有する水性塗料を支持体上に一回塗布することで膜厚が２００μｍ以上の未乾燥塗膜を形成する工程と、前記未乾燥塗膜を乾燥させることにより、磁性粉含有率が７０％以上かつ膜厚が２００μｍ以上である磁性層を形成する工程と、磁性層に、センサヘッドで相対的な変位を検出できる磁性パターンを形成する工程と、を備える。水性塗料は、主溶剤として水を含有する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対向するセンサヘッドで相対的な変位を検出するための磁性パターンを有するスケールの製造方法であって、
磁性粉を含有する水性塗料を支持体上に一回塗布することで膜厚が２００μｍ以上の未乾燥塗膜を形成する工程と、
前記未乾燥塗膜を乾燥させることにより、磁性粉含有率が７０％以上かつ膜厚が２００μｍ以上である磁性層を形成する工程と、
前記磁性層に、前記センサヘッドで相対的な変位を検出できる磁性パターンを形成する工程と、を備え、
前記水性塗料は、主溶剤として水を含有する、スケールの製造方法。
磁性粉を含有する水性塗料を支持体上に一回塗布することで膜厚が２００μｍ以上の未乾燥塗膜を形成する工程と、
前記未乾燥塗膜を乾燥させることにより、磁性粉含有率が７０％以上かつ膜厚が２００μｍ以上である磁性層を形成する工程と、
前記磁性層に、前記センサヘッドで相対的な変位を検出できる磁性パターンを形成する工程と、を備え、
前記水性塗料は、主溶剤として水を含有する、スケールの製造方法。
【請求項2】
前記水性塗料は、固形分重量で前記磁性粉１００重量部に対して水性バインダが２０～３０重量部配合されている、請求項１に記載のスケールの製造方法。
【請求項3】
前記水性塗料は、前記水性バインダとして、水分散性のアクリル樹脂と水溶性のポリビニルアルコール樹脂とを含有する、請求項２に記載のスケールの製造方法。
【請求項4】
前記水性塗料は、分散剤を含有する、請求項３に記載のスケールの製造方法。
【請求項5】
前記分散剤は、固形分重量で前記磁性粉１００重量部に対して２～４重量部含有する、請求項４に記載のスケールの製造方法。
【請求項6】
前記磁性層の表面を削って平滑化する工程と、
平滑化された前記磁性層の面上に間隔を空けて長方形形状の固体カバーを配置する工程と、を更に備える、請求項１に記載のスケールの製造方法。
平滑化された前記磁性層の面上に間隔を空けて長方形形状の固体カバーを配置する工程と、を更に備える、請求項１に記載のスケールの製造方法。
【請求項7】
前記センサヘッドは、前記固体カバーと対向し、
前記固体カバーは、厚みが２０～２５０μｍであり、非磁性の金属である、請求項６に記載のスケールの製造方法。
前記固体カバーは、厚みが２０～２５０μｍであり、非磁性の金属である、請求項６に記載のスケールの製造方法。
【請求項8】
前記磁性粉は、短軸に対する長軸の比が３～８の針状の強磁性合金材料を含有する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のスケールの製造方法。
【請求項9】
レールに形成されているＶ字状の溝の底部に前記磁性層を載置する工程を更に備え、
前記レールは、前記底部よりも上方であって前記溝の左右に形成された平坦な段部を有する、請求項６又は７に記載のスケールの製造方法。
前記レールは、前記底部よりも上方であって前記溝の左右に形成された平坦な段部を有する、請求項６又は７に記載のスケールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水性塗料、水性塗料を用いて製造させるスケール、スケールの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
工作機械の主軸やテーブルは、それを支持するサドルがガイドレールに沿って駆動されることで目標位置に移動制御される。この移動制御を高精度に実現するために、サドルとガイドレールとの間に変位検出装置を配置するものもある。このような変位検出装置は、サドル側に設けられる磁気センサと、ガイドレール側に設けられるスケールを含む。スケールに対する磁気センサの相対位置を計測することで、主軸等の位置を検出できる。
【0003】
スケールには、磁性材料による磁性パターンが記録される。磁気センサには、磁性パターンの磁界を読み取るための検出ヘッドが設けられる。検出ヘッドは、ＭＲ素子（Magneto Resistive Sensor）など磁界の方向および強さを検出可能なセンサにより構成される。検出ヘッドが磁性パターンを検出し、その検出値を電気信号に変換することでマイクロメートル単位の微細な位置計測が可能となる。
【0004】
従来、スケールは、磁性粉、バインダ、分散剤、及び硬化剤等を有機溶剤に混練・分散してなる磁性塗料を、非磁性支持体上に塗布することによって製造されている。（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１０－４９７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、近年の環境意識への高まりもあり、環境影響のある化学物質をなるべく使用しないスケールの製造が求められていた。
【0007】
そこで、本発明は、対向するセンサヘッドで相対的な変位を検出するための磁性パターンを有するスケールの製造方法であって、磁性粉を含有する水性塗料を支持体上に一回塗布することで膜厚が２００μｍ以上の未乾燥塗膜を形成する工程と、前記未乾燥塗膜を乾燥させることにより、磁性粉含有率が７０％以上かつ膜厚が２００μｍ以上である磁性層を形成する工程と、磁性層に、センサヘッドで相対的な変位を検出できる磁性パターンを形成する工程と、を備え、水性塗料は、主溶剤として水を含有する、スケールの製造方法を提供するものである。
【0008】
また、本発明は、水性塗料、スケールなどを提供するものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、環境影響のある化学物質をなるべく使用しないスケールの製造が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施形態に係る変位検出装置の外観を表す斜視図である。
【図3】レールの分解斜視図である。
【図4】レールの組立斜視図である。
【図6】磁気センサの高分解能を実現する内挿処理技術を説明するための模式図である。
【図9】ダイコートを説明するための模式図である。
【図10】スリットダイの要部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、説明の便宜上、水平方向にＸ軸とＹ軸、垂直方向にＺ軸を設定し、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。また、以下の実施形態およびその変形例について、ほぼ同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。
【0012】
図１は、実施形態に係る変位検出装置の外観を表す斜視図である。変位検出装置１は、移動体２の移動をガイドする金属製のレール４と、レール４の所定位置に形成された磁性層５と、移動体２と一体に設けられたセンサユニット８と、を備える。変位検出装置１は、本実施形態では工作機械における移動制御対象の位置を検出するものである。移動制御対象には、例えば主軸やテーブルなどが含まれる。なお、変位検出装置１は、変位を検出するものであればよく、移動制御が対象である必要はない。例えば、形状が収縮するなど形状の変位を検出するものであってもよい。
【0013】
レール４は、長尺状をなし、工作機械に設置されて駆動機構を構成する。移動体２には工作機械のサドル（図示せず）が固定され、そのサドルが移動制御対象を支持する。なお、図示の例ではレール４に一つの移動体２が配置されているが、レール４に沿って複数の移動体２を直列に配置してサドルを支持してもよい。ここでは、レール４の長手方向をＸ方向、幅方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向とする。
【0014】
移動体２におけるＸ方向の一端にセンサユニット８が設けられている。センサユニット８は、移動体２に固定されるホルダ９と、ホルダ９に組み付けられる磁気センサ１０を含む。移動体２およびホルダ９は、レール４を幅方向（Ｙ方向）に跨ぐように設けられている。ホルダ９の幅方向片側に磁気センサ１０が配置される。磁気センサ１０からは検出信号を取り出すためのケーブル１２が延出している。
【0015】
レール４は、その両サイドがテーパ状（断面Ｖ字状）に切り欠かれた形状を有し、そのテーパ面が上下のガイド面１４ａ，１４ｂを構成する（これらを特に区別しない場合には、単に「ガイド面１４」と称す）。一方、図示を省略するが、移動体２の内側面にはローラ又はボールからなる複数の転動体が配設される。移動体２は、それらの転動体がガイド面１４に沿って転動しつつレール４の長手方向に移動する。
【0016】
レール４の片側面の上下のガイド面１４ａ，１４ｂの間に底面１６（上下のテーパ面の基端となる面）が設けられており、その底面１６の表面には磁性層５が形成されている。さらに、磁性層５を覆うようにレール４にカバー２０が組み付けられることで、磁性層５の保護と汚染防止が実現されている。磁性層５およびその周辺の構造については後に詳述する。
【0017】
レール４を上下に貫通する複数のねじ孔２２が、レール４の長手方向に所定間隔を空けて設けられている。レール４は、これらのねじ孔にボルトを挿通することで、工作機械における所定位置に固定される。
【0018】
図２は、図１のＡ－Ａ矢視断面図である。磁気センサ１０は、カバー２０を挟んで磁性層５と対向する位置にセンサヘッド３０を有する。つまり、センサヘッド３０は、磁性層５上に配置されているカバー２０と対向している。センサヘッド３０は、ＭＲ素子を含む。センサヘッド３０は、クーラント等による汚染防止のため、基板に実装したＭＲ素子を樹脂封止して構成されてもよい。磁気センサ１０は、図示略のねじによりホルダ９に組み付けられることで、磁性層５と対向配置される。
【0019】
図３は、レール４の分解斜視図である。図４は、レール４の組立斜視図である。図５は、図４に示したレール４のＢ－Ｂ断面図である。図５の左側が断面図、右側がＦ部拡大図である。各図では説明の便宜上、図１に示した構造要素をレール４の長手方向に短く表している。
【0020】
図３に示すように、磁性層５は、支持体であるレール４の底面１６上に磁性粉を含有する水性塗料を塗布し乾燥させることで形成される。なお、乾燥後の磁性層５は表面平滑化処理が行われる（表面処理工程）。そのため、製品の磁気スケールの磁性層として最終的に２００μｍの膜厚が必要な場合は、乾燥膜厚として２５０μｍ程度の磁性層が必要である。また、磁性層５の表面処理した面上に非磁性のカバー２０を配置することで、図４に示すように、磁性層５は、レール４の側面においてカバー２０の内側に配置されるため、外部からの異物の付着が防止される。
【0021】
なお、表面平滑化処理の例としては、磁性層５の表面を削って平滑化（平坦化）することが挙げられる。また、カレンダ加工によって磁性層の表面を平滑化してもよい。このように、磁性層５の表面を平滑化することで、磁性層５とカバー２０との間の隙間が所望の一定の範囲（例えば１０μｍ～１００μｍ）で磁性層５に対してカバー２０を配置できる。つまり、本実施形態に係るスケールのような平滑化処理により、カバー２０を磁性層５の表面に対して安定した姿勢で配置できる。
【0022】
磁性層５は、Ｎ極とＳ極による磁性パターンが形成される。なお、磁性粉を含有する水性塗料は、主溶剤として水を含有する。また、水性塗料は、水性バインダとして、水分散性のアクリル樹脂と水溶性のポリビニルアルコール樹脂とを含有する。また、水性塗料は、固形分重量で磁性粉１００重量部に対して水性バインダが２０～３０重量部配合されていてもよい。また、水性塗料は、分散剤を含有してもよい。また、分散剤は、固形分重量で磁性粉１００重量部に対して２～４重量部含有してもよい。また、水性塗料は、主溶剤として水を含有する以外に、微量の有機溶剤（例えば、メタノール、酢酸メチル等）を含有していてもよい。
【0023】
また、磁性粉は、短軸に対する長軸の比が３～８の針状の強磁性合金材料を含有してもよい。より詳述すると、本実施形態の磁性粉は、長軸長さが０．０８～０．３０μｍ、長軸の比が３～８、Ａｌ固溶Ｙ被着Ｃｏ鉄合金含有酸化鉄系粒子であって、鉄９２％Ｃｏ８％合金：酸化鉄：酸化アルミニウム：酸化イットリウム：水＝５６：３４：６：３：１からなる針状強磁性粉（後述する実施例における磁性粉）が用いられる。なお、図示を省略するが、磁性パターンとして磁性層５の幅方向（Ｚ方向）の中央にアブソリュートパターンが形成され、その幅方向両側にインクリメンタルパターンが形成される。
【0024】
カバー２０は、厚みが２０～２５０μｍであり、非磁性の金属（例えばステンレス）からなる長方形状の板状部材である。カバー２０は、レール４とほぼ等しい長さを有し、レール４の一端から他端にかけて伸びている。カバー２０は、磁性層５を外側から覆うようにレール４の片側面（底面１６）に取り付けられる。磁性層５の着磁パターンによる磁束は、カバー２０を透過する。このため、センサヘッド３０と磁性層５との間にカバー２０が介在しても磁束の検出に影響はない。
【0025】
センサヘッド３０を磁性層５と対向させて着磁された磁性パターンを読み取ることで、磁気センサ１０の位置ひいては移動体２の位置を検出できる。磁気センサ１０は、検出した位置情報をケーブル１２を介して外部装置へ送信する。
【0026】
次に磁性層を形成する際に用いられる水性塗料について説明する。本実施例に係る水性塗料をスケールの製造に用いることで、磁性粉含有率が高く、かつ厚塗りが可能となり、形成された磁性層の磁気特性が優れた磁気スケールを提供できる。本実施例では、非磁性支持体であるレール４上に水性磁性塗料を塗布して磁気スケールを製造する際に、水性バインダとして、水分散性のアクリル樹脂と水溶性のポリビニルアルコール樹脂を組み合わせて水性磁性塗料に含有させる。
【0027】
実施例に係るスケールは、磁性粉含有率が７５％以上かつ乾燥膜厚が２００μｍ以上の磁性層を有する。また、実施例に係る水性塗料組成物は、磁性粉、水性バインダ、及び分散剤等を含有する。水性バインダの配合量は、固形分重量で磁性粉１００重量部に対して２０～３０重量部とするのが好ましい。また、水分散性のアクリル樹脂と水溶性のポリビニルアルコール樹脂の混合比は、固形分重量で１：１．５～２．５とするのが好ましい。さらには、水性磁性塗料の分散剤として、高顔料親和性官能基を含有する水溶性のコポリマーを用いることが好ましい。分散剤の配合量は、固形分重量で磁性粉１００重量部に対して２～４重量部とするのが好ましい。
【0028】
そして、実施例に係るスケールの製造方法は、対向するセンサヘッド３０で相対的な変位を検出するための磁性パターンを有するスケールの製造方法であって、レール４上に磁性粉を含有する水性塗料を塗布し乾燥させることにより、磁性粉含有率が７５％以上かつ膜厚が２００μｍ以上である磁性層５を形成する工程と、磁性層５に、センサヘッド３０で相対的な変位を検出できる磁性パターンを形成（磁化）する工程と、を備える。水性塗料は、主溶剤として水を含有する。なお、レール４に直接磁性層を形成する場合以外に、非磁性の板状部品の樹脂やガラスの上に磁性層を形成し、板状部品をレール４の所定の位置に搭載してもよい。
【0029】
これにより、有機溶剤と比較して健康や環境に影響の小さい、安価で安全性の高い水を主溶剤とする水性塗料を用いて、支持体上に磁性粉含有率が７５％以上かつ膜厚が２００μｍ以上である磁性層が形成されたスケールを製造できる。この方法で製造されたスケールを用いることで、磁気特性に優れた位置検出精度の高い変位検出装置を実現できる。スケールとして機能する平滑化処理後の磁性層の厚みは１５０～２５０μｍの範囲（乾燥膜厚として２００～３００μｍ程度の範囲）が好ましい。
【0030】
図６は、磁気センサの高分解能を実現する内挿処理技術を説明するための模式図である。内挿処理技術とは、磁気スケールから検出された信号波形を、必要とされるピッチ（細かさ）にまで正確に分割していく技術である。磁性パターンＰは、スケール方向（Ｘ軸と平行な長手方向）において、４００μｍ程度のピッチＰｘのパターンで磁化されている。センサは、磁気抵抗センサであり、２つのセンサヘッド３０により、磁気目盛りから位相が９０度ずれた２つの正弦波Ｓ１，Ｓ２として検出をしている。
【0031】
検出された信号は電気的に分割されるが、信号にひずみが含まれると正確な位置情報（真値）を得ることができない。そこで、例えば、スケールから検出された信号からＤＣ成分を取り除き、レベル調整や位置調整をリアルタイムで行い、高度な信号処理によって８００００分割を実現できる。これにより、ピッチＰｘに対応する４００μｍの正弦波を８００００分割した５ｎｍの分解能の位置情報を取得できるスケールを実現できる。
【0032】
このスケールに適した正弦波の出力を測定したところ、２００μｍ前後がもっとも信号処理に適した正弦波を検出できる層厚であった。磁性層の厚みが１５０μｍより薄い場合は、磁気スケールとしての機能は満たすものの、出力の低下が徐々に大きくなった。磁性層の厚みが２５０μｍより厚い場合は、磁性層の磁性パターンを磁化する厚さを調整すれば、スケールとして利用できるが、その磁化領域の調整が必要になる。層全体を磁化して磁性パターンを形成すると、磁化反転境界での磁化の反発作用が働き減磁現象が生じてしまう。
【0033】
平滑化処理後の磁性層の厚みが１５０～２５０μｍの範囲で好ましいのは、磁化する磁性層の厚さを調整することなく磁性層全体を磁化して磁性パターンを形成できることで、製造工程が簡略化できるためである。
【0034】
なお、磁性有機塗料で、乾燥膜厚２００μｍの磁性層を作成し、平滑化して膜厚１５０μｍとした磁気スケールを製造した。この場合、平滑化前の乾燥時の磁性層の磁性粉含有率が７３％と８０％であることを確認した。また、磁性粉含有率が７０％から９０％であれば磁気スケールとして用いることができる点も確認した。特に、強い磁界を形成させるためには磁性粉含有率が７５％以上であるとよい。
【0035】
また、環境に影響の小さい水分散性のアクリル樹脂と水溶性のポリビニルアルコール樹脂を組み合わせた水性磁性塗料を用いることで、磁性粉を含有する２００μｍ以上の未乾燥塗膜を支持体上に一回で塗布できる。その理由として、本実施形態の水性塗料がアクリル樹脂とポリビニルアルコール樹脂との組み合わせの場合、アクリル樹脂が有する反応基（例えばカルボキシル基）と、ポリビニルアルコール樹脂が有する反応基（例えばヒドロキシ基）同士が結合（例えばエステル結合）することが考えられる。一部の反応基同士が結合することで、例えば、アクリル樹脂がもっているハガレに強い性質とポリビニルアルコール樹脂がもっているワレに強い性質が合わさり、塗工不良のない塗工を実現できると考えられる。そのため、本実施形態の水性塗料を用いることで、支持体上に一回で塗布できると考えられる。
【0036】
一方、アクリル樹脂のみをバインダに使用した塗料では膜厚が厚くなると塗膜乾燥に伴い塗膜のワレが生じやすく、一回の塗布では１００μｍ未満の乾燥膜しか得られない。また、ポリビニルアルコール樹脂のみをバインダに使用した塗料では膜厚が厚くなると塗膜乾燥後に基材からのハガレが塗工不良として生じやすく、一回の塗布では１００μｍ未満の乾燥膜しか得られない。
【0037】
なお、一回で塗布とは、ある方法で塗布する際に最低限必要な最小単位の一動作をいう。例えば、塗料の液だめに基板を漬けて基板上に膜を形成する場合は、基板を液だめに一回漬けた場合が一回で塗布したことになり、基板を液だめに複数回漬けた場合は複数回で塗布したことになる。
【0038】
これにより、例えば、一回で１００μｍ程度の膜厚の膜しか塗布できない塗料を用いる場合は重ね塗りが必要であるのに対して、本実施形態に係る水性塗料を用いることで少ない回数の塗布で所望の膜厚の磁性層を形成できる。つまり、本実施形態に係るスケールの製造方法によれば、簡易に短時間で所望のスケールを製造できるため、製造コストを低減できる。
【0039】
本実施形態の水性塗料の塗布に適用できる方法としては、ダイコートが挙げられる。図９は、ダイコートを説明するための模式図である。図１０は、スリットダイの要部の拡大断面図である。ダイコートは、塗布の際に基板とスリットダイとが相対的に動くことで、平面的に均一な膜を簡易に形成できる。本実施形態では、スリットダイ４０が固定で基板（シート）４２が動く方式について説明する。具体的には、本実施形態の塗料を塗布する場合、開口幅Ｄ１が１０ｍｍ、スリット幅Ｄ２が０．５ｍｍのスリットダイ４０を用い、塗出量０．７５ｍＬ／ｓ、塗布速度５０ｍｍ／ｓ、ギャップ幅Ｄ３（吐出部先端と基板とのギャップ）が３ｍｍの条件で１回塗布した結果、膜厚２２００μｍの未乾燥塗膜４４が得られる。この未乾燥塗膜４４を乾燥することで、磁性粉含有率が７０％以上かつ膜厚が２００μｍ以上である磁性層としての乾燥塗膜が割れやヒビなく得られる。なお、未乾燥塗膜の膜厚は２００μｍ以上であればよく、５００μｍ以上であってもよい。より好ましくは、１０００μｍ以上であってもよい。基板は、非磁性の金属であるステンレスやアルミニウムである。
【0040】
また、図９に示すように、本実施形態のダイコートは、タンク４６に貯留されている塗料４８がシリンジポンプ５０によってスリットダイ４０に供給される。スリットダイ４０の先端近傍には、図１０に示すように、塗料４８を滞留させるマニホールド５２が設けられている。マニホールド５２は、塗膜の均一化に寄与する。基板４２は、吸着定盤に固定された状態で矢印Ａ方向に移動する。
【0041】
（実施例１）
容器に磁性粉（前述の針状強磁性粉）１００重量部、アクリル樹脂（株式会社レヂテックス製WCP-４、固形分４８％）１７重量部、ポリビニルアルコール樹脂（日本酢ビ・ポバール株式会社製JF-20）１０％水溶液１６７重量部、分散剤（Evonik Tego Chemie GmbH製TEGO Dispers 750W、固形分４０％）８重量部、水２８７重量部、セラミックビーズ６００重量部を入れ、ビーズミルにて６０分間分散し水性磁性塗料を得た。この水性磁性塗料より得られた塗膜の磁性粉含有率は７８％であり、乾燥膜厚は２５０μｍであった。その後、平滑化処理により膜厚を２００μｍとし磁気スケールとして性能を評価したところ十分な性能が得られた。また、塗膜の割れ、剥がれはなかった。
容器に磁性粉（前述の針状強磁性粉）１００重量部、アクリル樹脂（株式会社レヂテックス製WCP-４、固形分４８％）１７重量部、ポリビニルアルコール樹脂（日本酢ビ・ポバール株式会社製JF-20）１０％水溶液１６７重量部、分散剤（Evonik Tego Chemie GmbH製TEGO Dispers 750W、固形分４０％）８重量部、水２８７重量部、セラミックビーズ６００重量部を入れ、ビーズミルにて６０分間分散し水性磁性塗料を得た。この水性磁性塗料より得られた塗膜の磁性粉含有率は７８％であり、乾燥膜厚は２５０μｍであった。その後、平滑化処理により膜厚を２００μｍとし磁気スケールとして性能を評価したところ十分な性能が得られた。また、塗膜の割れ、剥がれはなかった。
【0042】
（実施例２）
容器に磁性粉（前述の針状強磁性粉）１００重量部、アクリル樹脂（株式会社レヂテックス製WCP-4、固形分４８％）５２重量部、分散剤（Evonik Tego Chemie GmbH製TEGO Dispers 750W、固形分４０％）８重量部、水４１８重量部、セラミックビーズ６００重量部を入れ、ビーズミルにて６０分間分散し水性磁性塗料を得た。この水性磁性塗料より得られた塗膜はスケールとして機能する。ただし、この塗膜においては割れが発生しており、スケールとして最適な磁性層（例えば乾燥膜厚２５０μｍ）を割れや剥がれがなく形成するには塗布条件等の更なる改善が必要である。
容器に磁性粉（前述の針状強磁性粉）１００重量部、アクリル樹脂（株式会社レヂテックス製WCP-4、固形分４８％）５２重量部、分散剤（Evonik Tego Chemie GmbH製TEGO Dispers 750W、固形分４０％）８重量部、水４１８重量部、セラミックビーズ６００重量部を入れ、ビーズミルにて６０分間分散し水性磁性塗料を得た。この水性磁性塗料より得られた塗膜はスケールとして機能する。ただし、この塗膜においては割れが発生しており、スケールとして最適な磁性層（例えば乾燥膜厚２５０μｍ）を割れや剥がれがなく形成するには塗布条件等の更なる改善が必要である。
【0043】
（実施例３）
容器に磁性粉（前述の針状強磁性粉）１００重量部、ポリビニルアルコール樹脂（日本酢ビ・ポバール株式会社製JF-20）１０％水溶液２５０重量部、分散剤（Evonik Tego Chemie GmbH製TEGO Dispers 750W、固形分４０％）８重量部、水２２１重量部、セラミックビーズ６００重量部を入れ、ビーズミルにて６０分間分散し水性磁性塗料を得た。この水性磁性塗料より得られた塗膜はスケールとして機能する。ただし、この塗膜においては剥がれが発生しており、スケールとして最適な磁性層（例えば乾燥膜厚２５０μｍ）を割れや剥がれがなく形成するには塗布条件等の更なる改善が必要である。
容器に磁性粉（前述の針状強磁性粉）１００重量部、ポリビニルアルコール樹脂（日本酢ビ・ポバール株式会社製JF-20）１０％水溶液２５０重量部、分散剤（Evonik Tego Chemie GmbH製TEGO Dispers 750W、固形分４０％）８重量部、水２２１重量部、セラミックビーズ６００重量部を入れ、ビーズミルにて６０分間分散し水性磁性塗料を得た。この水性磁性塗料より得られた塗膜はスケールとして機能する。ただし、この塗膜においては剥がれが発生しており、スケールとして最適な磁性層（例えば乾燥膜厚２５０μｍ）を割れや剥がれがなく形成するには塗布条件等の更なる改善が必要である。
【0044】
（実施例４）
容器に磁性粉（前述の針状強磁性粉）１００重量部、アクリル樹脂（株式会社レヂテックス製WCP-4、固形分４８％）１７重量部、ポリビニルアルコール樹脂（日本酢ビ・ポバール株式会社製JF-20）１０％水溶液１６７重量部、水２９１重量部、セラミックビーズ６００重量部を入れ、ビーズミルにて６０分間分散し水性磁性塗料を得た。この水性磁性塗料より得られた塗膜はスケールとして機能する。ただし、この塗膜においては割れが発生しており、スケールとして最適な磁性層（例えば乾燥膜厚２５０μｍ）を割れや剥がれがなく形成するには塗布条件等の更なる改善が必要である。
容器に磁性粉（前述の針状強磁性粉）１００重量部、アクリル樹脂（株式会社レヂテックス製WCP-4、固形分４８％）１７重量部、ポリビニルアルコール樹脂（日本酢ビ・ポバール株式会社製JF-20）１０％水溶液１６７重量部、水２９１重量部、セラミックビーズ６００重量部を入れ、ビーズミルにて６０分間分散し水性磁性塗料を得た。この水性磁性塗料より得られた塗膜はスケールとして機能する。ただし、この塗膜においては割れが発生しており、スケールとして最適な磁性層（例えば乾燥膜厚２５０μｍ）を割れや剥がれがなく形成するには塗布条件等の更なる改善が必要である。
【0045】
（実施例５）
容器に磁性粉（前述の針状強磁性粉）１００重量部、アクリル樹脂（株式会社レヂテックス製WCP-4、固形分４８％）１７重量部、ポリビニルアルコール樹脂（日本酢ビ・ポバール株式会社製JF-20）１０％水溶液１６７重量部、分散剤（楠本化成株式会社製DISPARLON AQ-330、固形分１００％）３重量部、水２９１重量部、セラミックビーズ６００重量部を入れ、ビーズミルにて６０分間分散し水性磁性塗料を得た。この水性磁性塗料より得られた塗膜はスケールとして機能する。ただし、この塗膜においては割れが発生しており、スケールとして最適な磁性層（例えば乾燥膜厚２５０μｍ）を割れや剥がれがなく形成するには塗布条件等の更なる改善が必要である。
容器に磁性粉（前述の針状強磁性粉）１００重量部、アクリル樹脂（株式会社レヂテックス製WCP-4、固形分４８％）１７重量部、ポリビニルアルコール樹脂（日本酢ビ・ポバール株式会社製JF-20）１０％水溶液１６７重量部、分散剤（楠本化成株式会社製DISPARLON AQ-330、固形分１００％）３重量部、水２９１重量部、セラミックビーズ６００重量部を入れ、ビーズミルにて６０分間分散し水性磁性塗料を得た。この水性磁性塗料より得られた塗膜はスケールとして機能する。ただし、この塗膜においては割れが発生しており、スケールとして最適な磁性層（例えば乾燥膜厚２５０μｍ）を割れや剥がれがなく形成するには塗布条件等の更なる改善が必要である。
【0046】
（実施例６）
容器に磁性粉（前述の針状強磁性粉）１００重量部、アクリル樹脂（株式会社レヂテックス製WCP-4、固形分４８％）１７重量部、ポリビニルアルコール樹脂（日本酢ビ・ポバール株式会社製JF-20）１０％水溶液１６７重量部、分散剤（クエン酸）３重量部、水２９１重量部、セラミックビーズ６００重量部を入れ、ビーズミルにて６０分間分散し水性磁性塗料を得た。この水性磁性塗料より得られた塗膜はスケールとして機能する。ただし、この塗膜においては割れが発生しており、スケールとして最適な磁性層（例えば乾燥膜厚２５０μｍ）を割れや剥がれがなく形成するには塗布条件等の更なる改善が必要である。
容器に磁性粉（前述の針状強磁性粉）１００重量部、アクリル樹脂（株式会社レヂテックス製WCP-4、固形分４８％）１７重量部、ポリビニルアルコール樹脂（日本酢ビ・ポバール株式会社製JF-20）１０％水溶液１６７重量部、分散剤（クエン酸）３重量部、水２９１重量部、セラミックビーズ６００重量部を入れ、ビーズミルにて６０分間分散し水性磁性塗料を得た。この水性磁性塗料より得られた塗膜はスケールとして機能する。ただし、この塗膜においては割れが発生しており、スケールとして最適な磁性層（例えば乾燥膜厚２５０μｍ）を割れや剥がれがなく形成するには塗布条件等の更なる改善が必要である。
【0047】
（実施例７）
容器に磁性粉（前述の針状強磁性粉）１００重量部、アクリル樹脂（株式会社レヂテックス製WCP-4、固形分４８％）１７重量部、ポリビニルアルコール樹脂（三菱ケミカル株式会社製CKS-50）１０％水溶液１６７重量部、分散剤（Evonik Tego Chemie GmbH製TEGO Dispers 750W、固形分４０％）８重量部、水２８７重量部、セラミックビーズ６００重量部を入れ、ビーズミルにて６０分間分散し水性磁性塗料を得た。この水性磁性塗料より得られた塗膜はスケールとして機能する。ただし、この塗膜においては割れが発生しており、スケールとして最適な磁性層（例えば乾燥膜厚２５０μｍ）を割れや剥がれがなく形成するには塗布条件等の更なる改善が必要である。
容器に磁性粉（前述の針状強磁性粉）１００重量部、アクリル樹脂（株式会社レヂテックス製WCP-4、固形分４８％）１７重量部、ポリビニルアルコール樹脂（三菱ケミカル株式会社製CKS-50）１０％水溶液１６７重量部、分散剤（Evonik Tego Chemie GmbH製TEGO Dispers 750W、固形分４０％）８重量部、水２８７重量部、セラミックビーズ６００重量部を入れ、ビーズミルにて６０分間分散し水性磁性塗料を得た。この水性磁性塗料より得られた塗膜はスケールとして機能する。ただし、この塗膜においては割れが発生しており、スケールとして最適な磁性層（例えば乾燥膜厚２５０μｍ）を割れや剥がれがなく形成するには塗布条件等の更なる改善が必要である。
【0048】
以上の結果を表１に示す。
【表1】
【0049】
実施例１と実施例７を比較すると、ポリビニルアルコール樹脂として用いられる製品が異なる。実施例１に用いられるJF-20は、重合度が２０００、鹸化度が９８．０～９９．０（ｍｏｌ％）、４％水溶液粘度が３５～４５（ｍＰａ・ｓ）である。一方、CKS-50は、重合度は不明であるものの、鹸化度が９９．０（ｍｏｌ％）以上、４％水溶液粘度が２．５～３．０（ｍＰａ・ｓ）である。粘度は重合度や鹸化度が高くなるほど高くなる傾向にある。そのため、両者の鹸化度が同程度であるため、CKS-50の重合度はJF-20よりも遥かに低いと推測できる。この推測は、国際公開第２０１７／０５６５９６号における、CKS-50の重合度が３００であるとの記載と整合する。よって、重合度が成膜性に大きな影響を及ぼし、割れや剥がれのない厚膜の成膜には高重合度が必要であると考えられる。
【0050】
［カバーの固定構造］
図７は、図４に示したレールの底面の変形例の構造を示す断面図である。図８は、図７に示すレールの底面に磁性層とカバーを配置した状態を示す断面図である。図７に示すレール４は、Ｖ字状の溝の底に凹凸のある底部３２が形成されている。底部３２は、磁性層５の下面５ａ中央を支持する凸部３２ａを有する。凸部３２ａの上面３２ｂは、レール４の溝に沿った長方形の平坦な面であり、磁性層５を一定の姿勢で支持する。
図７は、図４に示したレールの底面の変形例の構造を示す断面図である。図８は、図７に示すレールの底面に磁性層とカバーを配置した状態を示す断面図である。図７に示すレール４は、Ｖ字状の溝の底に凹凸のある底部３２が形成されている。底部３２は、磁性層５の下面５ａ中央を支持する凸部３２ａを有する。凸部３２ａの上面３２ｂは、レール４の溝に沿った長方形の平坦な面であり、磁性層５を一定の姿勢で支持する。
【0051】
底部３２において、磁性層５が載置される領域Ｒ１の幅Ｗ１は、磁性層５が載置された状態で空間３２ｃとなる領域Ｒ２がある幅Ｗ２より広い。そのため、領域Ｒ１と領域Ｒ２の境界に段部３２ｄが形成されており、上面３２ｂに載置された磁性層５が傾きにくくなる。底部３２は、領域Ｒ１の上方の所定の位置に、平坦な段部３２ｅが溝の左右に形成されている。長方形状のカバー２０は、所定の段部３２ｅに配置されることで、平滑化された磁性層５の表面に対して一定の距離で底部３２に固定される。換言すると、上面３２ｂと段部３２ｅとの高さを考慮して磁性層５の表面を平滑化することで、センサヘッドと磁性層５との距離を所望の値に設定できる。
【0052】
また、一部品であるレール４の底部３２を加工して上面３２ｂと段部３２ｅを形成することで、加工精度による上面３２ｂと段部３２ｅの位置関係の寸法誤差を抑えることができる。その結果、変形例に係る磁気センサ１０は、磁性層５の表面とカバー２０の表面との距離が一定となり、スケールとして安定した出力（正確性）が担保されることで、スケールの検出精度が向上する。
【0053】
以上のように、本実施形態の水性塗料を一回塗布するだけで、スケールに用いる磁性パターンを適切に膜上に形成できる、亀裂等の少ない、連続性が高い、どの地点においても２００μｍ以上の膜厚が確保された未乾燥塗膜を支持体上に形成できる。さらに、本実施形態の水性塗料を一回塗布した後に乾燥させても、なお２００μｍ以上の厚さを確保しつつ、亀裂等が少なく連続性が高い、膜の位置連れを起こさない程度に支持体への接着性も高い、乾燥膜が支持体上に形成された状態にある。このため、スケール用の磁性層として適切な乾燥膜を製造することができる。
【0054】
なお、本発明は上記実施形態や実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や実施例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や実施例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。
【符号の説明】
【0055】
１ 変位検出装置、 ２ 移動体、 ４ レール、 ５ 磁性層、 ８ センサユニット、 ９ ホルダ、 １０ 磁気センサ、 １２ ケーブル、 １４ ガイド面、 １６ 底面、 ２０ カバー、 ２２ ねじ孔、 ３０ センサヘッド、 ３２ 底部、 ３２ａ 凸部、 ３２ｂ 上面、 ３２ｃ 空間、 ３２ｄ 段部、 ３２ｅ 段部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】