JP3981682B2 - レーザ装置 - Google Patents

Description

本発明は循環冷却水を使用するレーザ装置に関し、特に、同循環冷却水の管理方式を改良したレーザ装置に関する。

レーザ装置の使用中（レーザ発振中）に起るレーザ媒質の高温化を抑制するために循環冷却水を利用することは従来より広く知られている。図１は、そのようなレーザ装置の従来構成の概略を例示したものである。同図を参照すると、レーザ発振器１はレーザ電源３からの電源供給を受けてレーザ光を発振する装置である。レーザ電源３は制御部２によって制御されており、制御部２からレーザ光出力指令をレーザ電源３に送ることで、レーザ発振器１はレーザ発振し、レーザ光を出力する。

出力されたレーザ光は例えばレーザ加工に利用される。また、制御部２からレーザ光出力停止指令がレーザ電源３に送られると、レーザ発振器１はレーザ発振を止め、レーザ光の出力は止まる。なお、レーザ光出力指令には連続発振を指令するものとパルス状のレーザ発振を指令するものがあるが、本明細書では後者のケースにおいても、パルス状のレーザ発振が繰り返されている間は便宜上「レーザ発振中」とみなすことにする。なお、図示は省略したが、制御部２には周知の態様（例えば操作ボタン、ディスプレイ、キーボード等を備えた操作パネル）で手動操作部が付設されており、操作者の指示で、種々の指令を制御部２から出力できるようになっている。

周知のように、レーザ発振器１の発振中には、固体あるいは気体のレーザ媒質が発熱し、周辺部材とともに高温化する。そこで、レーザ装置に、レーザ発振器１の内部を通る冷却水（以下、循環冷却水とも言う）の循環路を設け、同循環路に冷却水を循環流通させることで、レーザ媒質や周辺部材の過度の高温化を防ぎ、レーザ発振中の温度条件の安定化が図られる。

冷却水の循環流通には、制御部２により制御される送水装置駆動ユニット４で駆動される送水装置１０が利用される。送水装置駆動ユニット４と送水装置１０は、具体的には例えばポンプ駆動用インバータとポンプ等の組み合わせで構成される。循環冷却水は水槽１２から吸引され、送水装置１０によって送り出される。送り出された循環冷却水は、二手に分かれ、一部は冷却水用フィルタ１１を通過して浄化され、続いてレーザ発振器１に入り、レーザ発振器１内でレーザ媒質及び周辺部材の熱を吸収した後、熱交換器１３に送られる。

熱交換器１３内では、一次冷却水との間で熱交換が行なわれ、循環冷却水の温度は低下する。熱交換器１３を出た循環冷却水は水槽１２に戻される。
なお、一次冷却水は、一次冷却水入口２０からレーザ装置内に入り、熱交換器１３で循環冷却水とは混じらない別の水路を通り、循環冷却水と熱交換し、一次冷却水出口２１を通ってレーザ装置外へ出る。即ち、熱交換器１３内で循環冷却水の水路と一次冷却水の水路は完全に分離されており、熱交換は行われるが互いに混じることはない。

一方、上記の二手に分かれた循環冷却水の内の残りの部分は、イオン交換樹脂１４を通過して金属イオン等を除去されて水槽１２に戻る。このように水回路（循環路）の中で循環冷却水は循環・流通する。
ここで注意すべきことは、送水装置１０が運転されて循環冷却水が循環・流通している状態においては、レーザ発振器１の冷却と併行して冷却水用フィルタ１１やイオン交換樹脂１４による循環冷却水の浄化が行なわれるが、送水装置１０が停止した状態では、レーザ発振器１の冷却だけでなく、冷却水用フィルタ１１やイオン交換樹脂１４による循環冷却水の浄化も殆ど行なわれなくなってしまうことである。

さて、このような冷却方式をとるレーザ装置の運転に際しては、従来より例えば図２に示したようなレーザ発振器の動作手順がとられている。先ず、運転開始前には、送水装置１０は停止状態にあり、循環冷却水は静止している（送水休止状態）。この状態から、時刻Ａ１において、操作者の指示を受けて、送水装置１０が起動し、循環冷却水が循環する状態（送水状態）に移る。続いて、時刻Ｂ１において操作者の指示を受けてレーザ発振状態に移り、時刻Ｃ１において操作者の指示を受けてレーザ発振が停止される。更に、時刻Ｄ１において、操作者の指示を受けて送水装置１０も停止し、循環冷却水が静止する送水休止状態に戻る。

このようにして運転が済むと、レーザ装置はそのまま放置されることが多く、次にレーザ発振が必要となる直前まで、循環冷却水は静止したままとなる。この期間を経て、時刻Ａ２において、再び操作者の指示を受けて送水装置１０が動作すると、循環冷却水が循環する状態に再度移る。以後、時刻Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２において上記したと同様の経過を辿ってそれぞれレーザ発振、レーザ発振停止、そして送水装置停止となり、再び循環冷却水が静止する送水休止状態に移る。

ここで問題となるのは、既述のように、送水装置１０が停止した状態では、レーザ発振器１の冷却だけでなく、冷却水用フィルタ１１やイオン交換樹脂１４による循環冷却水の浄化作用も殆ど果たされなくなることである。その結果、循環冷却水の循環停止期間が長くなれば、冷却水の浄化機能が停止するのみならず、澱んだ水を好む細菌が増殖する等、循環冷却水の品質劣化が進行する事態まで生じてくる。もしも、品質劣化した循環冷却水の下でレーザ発振器を再起動すれば、レーザ出力低下等の悪影響が現れる。

図３は、送水停止時間の経過に伴う細菌増殖と、その後の送水再開による細菌数減少の様子を実験結果で示したグラフである。同グラフには、横軸に送水停止時点からの経過時間をとり、縦軸に冷却水単位体積当りの細菌数を単位（ａ．ｕ．）でとって、顕微鏡検査で検出された細菌数の推移がプロットされている。このグラフから、（１）送水停止から７２時間後の送水再開まで細菌数が増大していること、（２）特に４８時間経過後から細菌数が増大していること、（３）循環冷却水の循環を開始すれば細菌数は減少すること、が容易に読み取れる。

図４は、送水停止状態にした送水装置を１日１回起動させ（送水停止状態の中断）、２．５分間の送水状態とした場合に、装置内の細菌数が時間の経過に伴いどのように変化するかを実験結果で示したグラフである。同グラフには、横軸に実験開始からの日数をとり、縦軸に冷却水単位体積当りの細菌数（バクテリアコロニー数で計数；以下、同じ）をとって、検出された細菌数の推移がプロットされている。このグラフから、（１）１日に１回送水状態をつくれば、細菌数は一定数に漸近するような推移を辿り、その一定数を短かい日数では超えないこと、（２）漸近する細菌数はフィルタメッシュサイズに依存し、同サイズが小さい（目が細かい）方が漸近する細菌数が小さくなること、が読み取れる。

このように、１日に１回送水状態をつくればフィルタメッシュサイズに応じた細菌増殖抑制が可能であると考えられる。そこで、上記の１日毎の間欠的な送水を行なった場合におけるフィルタメッシュサイズと「漸近する細菌数（バクテリアコロニー数）＝定常になる細菌数」に注目し、両者の関係をグラフ化したものが、図５である。
また、この実験において、細菌の増殖を制御できなくなるのは、その数が単位体積あたり８０００個を越えた場合であることが確認された。つまり、上記の１日１回送水を行なう条件で、細菌数が単位体積あたり８０００個を越えてしまうと、上記した「漸近する細菌数」を見いだすことが困難になる。図５のグラフから判るように、この「単位体積あたり８０００個の細菌数」に対応するフィルタのメッシュサイズは２５μｍである。換言すれば、上記の１日毎の間欠的な送水を行なう条件で、メッシュサイズを２５μｍ以下とすれば、細菌の増殖を抑えることが可能であると予測される。

このような循環停止（送水休止）時の冷却水品質劣化を避ける簡単な方法は、レーザを使用しない時も送水装置を作動させて循環冷却水を循環させ続けることである。即ち、図６に示した手順のように、レーザを使用しない時も常に循環冷却水を循環させれば、循環冷却水の品質は良好に保たれ、冷却水用フィルタやイオン交換樹脂にかびが生えるなどの事態も防止できる。しかし、この方法は明らかに経済的に不利である。これまでのところ、経済的な不利が小さく、且つ、循環冷却水の品質劣化を防止し、冷却水用フィルタやイオン交換樹脂にかびが生えるなどの事態を防止する簡便な技術について記した文献は見当らない。

そこで、本発明の目的は、循環冷却水を使用するレーザ装置において、レーザ発振の停止期間中に発生する冷却水の品質劣化、イオン交換樹脂や冷却水用フィルタ等のかび発生等を小さな経済的負担で抑制できるレーザ装置を提供することにある。

本発明は、レーザ発振の停止期間中には、間欠的に循環冷却水の送水を実行するようにすることで上記課題を解決するものである。より具体的に言えば、本発明は、レーザ媒質を冷却する冷却水の循環路と、該循環路を通って前記冷却水が循環するように前記冷却水の送水を行なう送水装置と、該送水装置による送水を制御する制御手段と、前記循環路中に配置され、前記冷却水の循環中に該冷却水を浄化する浄化手段とを内部または外部に備えたレーザ装置に適用されるものである。

そして、請求項１の発明は、前記制御手段が、レーザ発振中に前記送水装置による送水を継続させる手段と、レーザ非発振中に、前記送水装置による送水を休止した送水休止状態と前記送水装置による送水を行なう送水状態とを交番的に繰り返す手段とを備えたことを特徴とする。
ここで、前記送水装置は前記レーザ装置本体に内蔵しても良く（請求項５）、前記レーザ装置本体の外部に別置しても良い（請求項６）。

更に、前記冷却水と熱交換が行なわれる一次冷却水を流す一次冷却水路を備え、レーザ非発振中に行なわれる前記送水状態では、経済的な観点から一次冷却水の流れを停止させておく事が好ましい（請求項２）。

また、図３を参照して説明したように、前記送水休止状態が４８時間を越えると、細菌の増殖速度が急激に上昇する事から、前記レーザ非発信中の前記送水状態は４８時間以内に１回以上行なわれるようにすることが好ましい。
また、経済的な理由もしくはポンプによる内部の発熱を抑える為、前記送水状態で流す冷却水の総量は少なければ少ないほど良く、浄化効果のあるタンク容量の１倍以上２０倍以下とする（請求項３）。
更に、前述した図４および図５の実験結果を考慮すれば、前記浄化手段に使用されるパーティクルフィルタのメッシュサイズは、２５μｍ以下とすることが好ましい（請求項４）。

また、前記送水休止状態と前記送水状態の交番的な繰り返しの態様には種々のものが考えられる。例えば、前記送水休止状態が予め定められた第１の一定時間を超える毎に前記送水状態に切り替わるようにする態様（請求項７）、前記送水状態が予め定められた第２の一定時間を超える毎に前記送水休止状態に切り替わるようにする態様（請求項８）、これらを組み合わせた態様などが採用可能である。

上記浄化手段に合わせて、前記冷却水の電気伝導度を測定する手段を設け、前記循環路には、イオン交換樹脂を通る冷却水流路が含まれるものとし、前記電気伝導度を測定する手段によって測定された電気伝導度に応じて前記送水装置を稼動させ、前記イオン交換樹脂を通る冷却水流量を制御することにより、前記冷却水の電気伝導度を制御することもできる（請求項９）。具体的には前記冷却水の電気伝導度に３μＳ/ｃｍより小さな上限値を設け、その上限値以下に制御して稼動させることで前記冷却水中の溶存イオンの増加を抑え、水質の維持を図ることが好ましい（請求項１０）。

前記送水を行なうときに電気伝導度が請求項１０で定める（３μＳ/ｃｍ未満の）上限値よりも大きな値を示していれば、イオン交換樹脂を通過する冷却水流路のバルブを開き、電気伝導度を下げる。逆に前記送水中に電気伝導度が前記上限値より小さくなれば前記バルブを閉じて水質を一定に保とうとする。

レーザ発振の休止中に起る循環冷却水の品質劣化等を、間欠的な送水で防止できるので、小さな経済的負担で、レーザ発振器の信頼性を高めることができる。

以下、図７〜図１０を参照図に加えて本発明の実施形態について説明する。なお、図１等を引用して説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、繰り返し説明は適宜省略する。
先ず図７を参照すると、本発明の１つの実施形態に係るレーザ発振器の概略構成が示されている。同図を図１と比較すれば明かなように、本実施形態に係る装置構成は、従来の構成と基本的には同じである。但し、後述するように、送水装置１０の制御の内容が異なることに対応して、制御部２（図１参照）に代えて制御部３０が採用されている。

即ち、レーザ発振器１はレーザ電源３からの電源供給を受けてレーザ光を発振する装置で、レーザ電源３は制御部３０によって制御される。制御部３０からレーザ光出力指令をレーザ電源３に送ることで、レーザ発振器１はレーザ発振し、レーザ光を出力する。出力されたレーザ光は例えばレーザ加工に利用される。

また、制御部３０からレーザ光出力停止指令がレーザ電源３に送られると、レーザ発振器１はレーザ発振を止め、レーザ光の出力は止まる。なお、レーザ光出力指令には連続発振を指令するものとパルス状のレーザ発振を指令するものがあり、前述した通り、パルス状のレーザ発振が繰り返されている間は「レーザ発振中」とみなす。なお、図示は省略したが、制御部２には周知の態様（例えば操作ボタン、ディスプレイ、キーボード等を備えた操作パネル）で手動操作部が付設されており、操作者の指示で、種々の指令を制御部２から出力できるようになっている。

レーザ装置には、レーザ発振器１の内部を通る冷却水の循環路が設けられ、レーザ媒質や周辺部材の過度の高温化を防止する。冷却水の循環流通には、制御部３０により制御される送水装置駆動ユニット４で駆動される送水装置１０が利用される。送水装置駆動ユニット４と送水装置１０は、例えばポンプ駆動用インバータとポンプ等の組み合わせで構成される。循環冷却水は水槽１２から吸引され、送水装置１０によって送り出され、二手に分かれる。図１の関連説明で述べた通り、一部は冷却水用フィルタ１１を通過して浄化されてレーザ発振器１に入り、熱を吸収した後、熱交換器１３に送られる。

熱交換器１３内では、一次冷却水との間で熱交換が行なわれ、循環冷却水の温度は低下する。熱交換器１３を出た循環冷却水は水槽１２に戻される。既述の通り、一次冷却水は一次冷却水入口２０からレーザ装置内に入り、循環冷却水との間で熱交換を行い、一次冷却水出口２１を通ってレーザ装置外へ出る。

上記の二手に分かれた循環冷却水の内の残りの部分は、イオン交換樹脂１４を通過して金属イオン等を除去されて水槽１２に戻る。イオンを除去する理由として、循環冷却水中のイオンの量（＝電気伝導度）が多いと水中に溶けきれなくなり、析出物が熱交換器やパーティクルフィルタに析出することで、熱交換を阻害したり、流路を狭め冷却水量が減少する。

熱交換が悪くなると発振器が機能しなくなる。また冷却水流量が減少すると、後述する冷却水流量によって予め計算される制御時間Ｔ１の最適な時間が変化することになる。このような事から、このシステムを永続的に機能させるために、循環冷却水の電気伝導度は３μＳ/ｃｍ以下でなければならないことが実験により分かった。電気伝導度を維持する為の簡単な方法として、循環冷却水の電気伝導度を電気伝導度モニタユニット１６で測定し、その値が予め定められた３μＳ/ｃｍ以下の規定値を超えた場合にはアラームを出す方法が考えられる。

更に水質を安定に保ちたい場合には図８で示すような系を用いることにより、電気伝導度モニタユニット１６で測定した循環冷却水の電気伝導度が、予め定められた規定値以上になった場合、電磁バルブ１５を開きイオン交換樹脂に冷却水を流すことで電気伝導度を下げ、逆に電気伝導度モニタユニット１６で測定した循環冷却水の電気伝導度が、予め定められた規定値以下になった場合、電磁バルブ１５を閉じイオン交換樹脂に冷却水が流れない状態を作ることで、電気伝導度がそれ以上下がらないようにする方法が考えられる。

このように水回路（循環路）の中で循環冷却水は循環・流通する。なお、このような冷却水循環系の構成は一例であり種々の変形があり得る。例えば、一次冷却水出口２１が冷却水循環路上に置かれたり、イオン交換装置や冷却水用フィルタの位置が変わったりすることがあり得る。

また、イオン交換装置や冷却水用フィルタは循環冷却水浄化手段の一例であり、一般には、なんらかの循環冷却水浄化手段が配置されれば良い。熱交換器１３に関しても、一次冷却水を用いる形態でなく、例えば、大気との熱交換を行う構成等をとることも有り得る。更に、循環冷却水の送水装置をレーザ装置の外部に別置する形態もとり得るが、それについては後記する。

次に、動作について説明する。図９は、動作手順の一例を示すタイムチャートである。先ず時刻Ａ１からＤ１までは、従来の技術で述べた動作と同様である。即ち、例えば操作者の指示等により、時刻Ａ１で送水装置１０の運転を起動し、時刻Ｂ１でレーザ発振を開始させる。そして、操作者の指示や外部信号等により、時刻Ｃ１でレーザ発振停止させ、時刻Ｄ１で送水装置を停止させ、かなりの長時間のレーザ発振休止（例えば夏期休暇による運転休止）に入ったとする。なお、レーザ発振休止により、一次冷却水路の一次冷却水の流れも停止させることが経済的に有利である。

制御部３０は、この時点（時刻Ｄ１）で内部のタイマーを作動させ、４８時間以内の予め定められた時間Ｒ１が経過したならば、操作者が指示することなしに送水装置１０に運転指令を出力する。すると送水装置１０は循環冷却水の送水を自動的に再開する。この時、一次冷却水路の一次冷却水流も併せて再開しても良い。
なお、レーザ発振休止中の第ｊ回目の自動送水開始指令を便宜上「送水開始指令ｊ」と呼ぶことにする。第１回目はｊ＝１で「送水開始指令１」が出力される。

更に予め定められた水槽１２容量の１倍以上２０倍以下の水量を送水するのに必要な時刻Ｔ１が経過すると、操作者が指示することなしに、制御部３０は送水装置１０に送水停止指令を出力する。一次冷却水路の一次冷却水流を再開してある場合は、ここでそれを止めることが経済的に有利である。
なお、レーザ発振休止中の第ｋ回目の自動送水停止指令を便宜上「送水停止指令ｋ」と呼ぶことにする。第１回目はｋ＝１で「送水停止指令１」が出力される。

以上で、レーザ発振休止中の自動送水開始／自動送水停止の１単位が終了する。以後、操作者が指示することなしに制御部３０から同様の指令出力のシーケンスが実行される。即ち、送水開始指令１出力から時間Ｒ２経過→送水開始指令２出力→時間Ｔ２経過→送水停止指令２→時間Ｒ３経過→送水開始指令３出力→時間Ｔ３経過→送水停止指令３出力→・・・・・となる。

なお、上記の例では、送水停止指令３出力後、予め定められた時間Ｒ４が経つ前に操作者による送水装置運転指示があり、送水装置１０が運転されるようになっている。この場合、ここで一旦上記シーケンスはリセット（制御部２内のタイマーリセット）され、続いて時刻Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２において前記と同様に、それぞれレーザ発振、レーザ発振停止、そして送水装置停止となり、再び制御部３０内のタイマーが計時を開始し、上記したレーザ発振休止中用のシーケンスが再度実行される。

このように本実施形態では、レーザ発振を休止して一旦循環冷却水送水装置１０が止まると、レーザ発振休止中用のシーケンスが実行され、循環冷却水送水休止状態と冷却水送水状態が、操作者等による割り込みで断たれるまで、交番的に繰り返される。従って、シーケンスのパラメータＲ１、Ｔ１、Ｒ２、Ｔ２・・・・・を適当に決めておくことで、長期間にわたる循環冷却水の循環停止で生ずる諸々の不都合（冷却水の品質劣化等）を比較的小さな消費エネルギで回避することができる。

上記の例における時間Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４・・・及びＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４・・・は予め定められた時間であるが、その決め方は多様で、最適の値は設計的に決定すれば良い。シーケンスを簡単化する例としては、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４・・・＝一定時間（第１の一定時間）とする例、Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ４・・・＝一定時間（第２の一定時間）とする例、これらを組み合わせる例などがある。
また、前述した細菌増殖の時間推移の特性を考慮すれば、レーザ非発振中であっても少なくとも４８時間に一度は水槽（タンク）１２内の全水量が冷却水循環路に出て行くように時間Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４・・・及びＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４・・・の値を定めることが好ましい。但し、経済的な観点からは、送水量は少なめにすることが望ましく、また、送水量をむやみに増やしても細菌増殖抑制効果はそれほど上がらなくなる。その意味で、送水量には実際的な上限があり、一つの目安としては４８時間当たりの送水量が水槽（タンク）１２内の全水量の２０倍を超えないようにすることが考えられる。なお、言うまでもないことであるが、ポンプのパワー調整で送水量を加減することも可能である。

Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４・・・及びＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４・・・の値は例えば制御部３０内のメモリに予め入力され、制御部３０が持つシーケンス実行手段がこれら値を使ってシーケンスを実行する。なお、上記のようなタイムスケジュールのシーケンスを実行する制御回路は周知であり、それをシーケンス実行手段として用いることができる。あるいは、制御部３０がＣＰＵを備えたものであれば、上記シーケンスを実行するソフトウェアを利用しても良い。一例として、Ｒ１＝Ｒ２＝・・・＝Ｒ（第１の一定時間）、Ｔ１＝Ｔ２＝・・・＝Ｔ（第２の一定時間）とした場合の処理手順の例を図１０に示した。各ステップの要点は下記の通りである。

この処理を行なうプログラムは、操作者により送水装置の停止指令がマニュアル入力される毎に起動される。
ステップＳ１；自動的な間欠送水モードに入っているか否かを表わすフラグＦをＦ＝１（間欠送水モード有効）とする。
ステップＳ２；タイマー＝０にクリア。
ステップＳ３；タイマースタート。
ステップＳ４；フラグＦの値をチェックする。Ｆ＝１であればステップＳ５へ進む。もしＦ＝０であれば処理を終了する。ここで、フラグＦの値は、操作者がレーザの運転の再開しようとする場合等に、随時マニュアル操作でＦ＝０（間欠送水モード無効）に切替え得るものとする。

ステップＳ５；タイマー値＞Ｒであるか否かチェックする。タイマー値＞ＲであればステップＳ５へ進み、タイマー値≦ＲであればステップＳ４へ戻る。
ステップＳ６；送水装置を起動し、送水状態とする。
ステップＳ７；タイマー＝０にクリア。
ステップＳ８；タイマースタート。
ステップＳ９；フラグＦの値をチェックする。Ｆ＝１であればステップＳ１０へ進む。もしＦ＝０であれば処理を終了する。
ステップＳ１０；タイマー値＞Ｔであるか否かチェックする。タイマー値＞ＴであればステップＳ２へ戻り、タイマー値≦ＴであればステップＳ９へ戻る。

以上の処理サイクルは、例えばレーザ装置の運転が休止される夜間、週末、夏休み中などにおいて繰り返され、送水が間欠的に行なわれる。従って、前述した冷却水の品質劣化、細菌増殖、カビ発生等の問題を抑制することができる。また、送水装置１０を連続運転した場合に比べて消費エネルギ（通常は消費電力）が小さくて済むので経済的にも有利である。

そして、例えば休暇明けに操作者がＦ＝１からＦ＝０に反転させれば、その直後のステップＳ４またはＳ８でそれが認識され、レーザ装置は通常のモード（間欠送水モード無効の状態）に戻り、例えば操作者のマニュアル入力により、レーザ発振と送水を含むレーザ装置の通常運転が開始される。それが終了し、例えば操作者がレーザ発振を止め、送水を停止させると、再度上記処理を行なうプログラムが起動され、間欠送水モード有効（Ｆ＝１）となる。以後、同様のサイクルが繰り返される。

最後に、送水関連の装置、特に、送水装置１０の設置場所について簡単に説明しておく。図７に示した構成例では、送水装置駆動ユニット４、送水装置１０、冷却水用フィルタ１１、水槽１２、熱交換器１３、イオン交換樹脂１４及びそれらを結ぶ配管がレーザ装置内に設置され、一次冷却水入口２０と一次冷却水出口２１が外部との境界となっている。しかし、このようにするとレーザ装置の嵩が大きくなる。特に、ポンプ等を用いる送水装置１０はレーザ装置本体部の外部に設置した方が使い勝手が良いと考えられる。

図１１はそのような送水装置別置型の構成例を示している。同図において、レーザ装置本体部と外部との境界は破線で示されている。図示されている通り、本例では送水装置駆動ユニット４及び送水装置１０がレーザ装置本体部（破線で表示）１００の外部に別置され、レーザ装置本体内部の冷却水循環路との冷却水の出入りは、循環冷却水入口１０１及び循環冷却水出口１０２を通して行なわれるようになっている。
なお、この図１１では冷却水用フィルタ１１、水槽１２、熱交換器１３、イオン交換樹脂１４等の図示は省略したが、これら要素もレーザ装置本体部の外部に別置される。また、間欠送水を含む動作については、上述した例と同様なので繰り返し説明は省略する。

従来型のレーザ発振器の構成例を示す図である。 図１に示した従来型のレーザ発振器の動作手順を示す図である。 送水停止時間の経過に伴う細菌増殖と、その後の送水再開による細菌数減少の様子を示したグラフである。 １日毎の間欠的な送水を行なった場合の細菌数の経時変化を示したグラフである。 １日毎の間欠的な送水を行なった場合、定常になる細菌数のフィルタメッシュサイズ依存性を示したグラフである。 レーザの不使用時にも循環冷却水を常時循環させた場合の発振器の動作手順を示す図である。 本発明の１つの実施形態に係るレーザ発振器の概略構成を示す図である。 本発明の１つの実施形態に係るレーザ発振器の概略構成を示す図である。 図７に示したレーザ発振器の動作手順を示す図である。 実施形態における間欠送水モードの処理を説明するフローチャートである。 循環冷却水の送水装置をレーザ装置の外部に別置した変形例に係る概略構成を示す図である。

符号の説明

１ レーザ発振器
２ 制御部
３ レーザ電源
４ 送水装置駆動ユニット
１０ 送水装置
１１ 冷却水用フィルタ
１２ 水槽
１３ 熱交換器
１４ イオン交換樹脂
１５ 電磁バルブ
１６ 電気伝導度モニタユニット
２０ 一次冷却水入口
２１ 一次冷却水出口
１００ レーザ装置本体部
１０１ 循環冷却水入口
１０２ 循環冷却水出口

Claims (10)

1. レーザ媒質を冷却する冷却水の循環路と、該循環路を通って前記冷却水が循環するように前記冷却水の送水を行なう送水装置と、該送水装置による送水を制御する制御手段と、前記循環路中に配置され、前記冷却水の循環中に該冷却水を浄化する浄化手段とを備えたレーザ装置において、
   前記制御手段は、
   レーザ発振中に前記送水装置による送水を継続させる手段と、
   レーザ非発振中に、前記送水装置による送水を休止した送水休止状態と前記送水装置による送水を行なう送水状態とを交番的に繰り返す手段とを備えたことを特徴とするレーザ装置。
2. 前記循環路の途中に設けられた熱交換器と、該熱交換器により前記冷却水と熱交換が行なわれる一次冷却水を流す一次冷却水路とを備え、
   前記レーザ非発振中の前記送水状態において、前記一次冷却水路の一次冷却水の流れを停止させておくことを特徴とする、請求項１に記載のレーザ装置。
3. 前記レーザ非発振中の前記送水状態は、４８時間以内に少なくとも１回、前記送水装置のタンク水量の１倍以上２０倍以下の送水を行なうものであることを特徴とする、請求項１または２に記載のレーザ装置。
4. 前記浄化手段は、メッシュサイズが２５μｍ以下のパーティクルフィルタである、請求項１〜請求項３の内、何れか１項に記載のレーザ装置。
5. 前記送水装置が、前記レーザ装置本体に内蔵された、請求項１〜請求項４の内、何れか１項に記載のレーザ装置。
6. 前記送水装置が、前記レーザ装置本体の外部に別置された、請求項１〜請求項４の内、何れか１項に記載のレーザ装置。
7. 前記レーザ非発振中における前記送水休止状態は、予め定められた第１の一定時間を超える毎に前記送水状態に切り替わることを特徴とする、請求項１〜請求項６の内、いずれか１項に記載のレーザ装置。
8. 前記レーザ非発振中における前記送水状態は、予め定められた第２の一定時間を超える毎に前記送水休止状態に切り替わることを特徴とする、請求項１〜請求項７の内、いずれか１項に記載のレーザ装置。
9. 前記冷却水の電気伝導度を測定する手段を備えるとともに、
   前記循環路には、イオン交換樹脂を通る冷却水流路が含まれており、
   前記電気伝導度を測定する手段によって測定された電気伝導度に応じて前記送水装置を稼動させ、前記イオン交換樹脂を通る冷却水流量を制御することにより、前記冷却水の電気伝導度を制御することを特徴とする、請求項１〜請求項８の内、何れか１項に記載のレーザ装置。
10. 前記冷却水の電気伝導度について３μＳ／ｃｍより小さな上限値を設け、前記冷却水の電気伝導度を該上限値以下に制限して前記送水装置を稼動させることを特徴とする、請求項９に記載のレーザ装置。

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