JP5001067B2 - レーザ装置および冷却液の電気抵抗の測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ媒質と当該レーザ媒質を励起してレーザ光を発生させる励起光源とを、冷却液によって冷却するレーザ装置および当該レーザ装置の冷却液の電気抵抗を測定する測定方法に関する。

従来一般的に広く用いられているレーザ装置は、ランプ（放電管)やレーザダイオードといった励起光源および固体レーザ媒質を励起チャンバ内に収容し、この励起チャンバ内に冷却液を循環させることによって、励起光源および固体レーザ媒質を冷却している（例えば、特許文献１参照）。

冷却液としては純水や一般水（水道水)などが用いられるが、フィルタやイオン交換樹脂を用いて、冷却液に含まれるゴミを除去し、冷却液の電気抵抗を維持している。

従来から、冷却液Ｗの電気抵抗は、プローブ収容部１７内に収容され、電気抵抗解析部１６に接続された測定プローブ１０によって測定される（図７参照）。そして、測定プローブ１０によって測定された電気抵抗から、イオン交換樹脂やフィルタの交換時期を判断する（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、図７に示すように、測定プローブ１０に雑菌類Ｖや藻が繁殖してしまうと、冷却液Ｗの電気抵抗を正確に測定できなくなることがある。このため、レーザ装置を停止分解し、測定プローブ１０を定期的に清掃する必要があり、手間がかかっていた。

また、測定プローブ１０に雑菌類Ｖや藻が繁殖してしまうと、冷却液Ｗの電気抵抗が低くなったときでも、その状態を検知できず、始動時や稼働時に励起光源の端子間が水中で短絡してしまい、始動不可や、電気的破損を引き起こして励起光源が点灯しなくなる（レーザ装置がダウンする）ことがあり、潜在的に大きなリスクを抱えることを余儀なくされていた。

さらに、励起光源としてレーザダイオード（ＬＤ）を用いる場合には、通常、ＬＤ励起モジュール内の細管によって冷却液Ｗを循環させているが、フィルタ交換が適切なタイミングで行えないと、冷却液の汚れによりその細管が目詰まりなどを起こしてしまい、冷却効率が下がり、ＬＤ発光やレーザ発振の劣化などが起こってしまう。

このような問題を解決するために、冷却液の循環路に冷却液を殺菌する殺菌機構を設け、冷却液自体を殺菌することが知られている（例えば、特許文献３参照）。
実公平０２−０３８４５９号 特開平０６−１５４７４７号 特開２００２−１９０６３８号

しかしながら、特許文献３では、大量の冷却液自体を殺菌するため、殺菌装置も大掛かりなものになってしまっている。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、レーザ装置を停止させ分解し、測定プローブを定期的に清掃する必要がなく、当該測定プローブによって冷却液の電気抵抗を常時正確に測定することができ、フィルタやイオン交換樹脂のメンテナンスを適切に行えるとともに、省電力、小型化されたレーザ装置を提供することを目的とする。

本発明は、レーザ媒質と、
当該レーザ媒質を励起してレーザ光を発生させる励起光源と、
レーザ媒質および励起光源を収容するとともに、冷却液が充填された励起チャンバと、
励起チャンバに連結され、励起チャンバから排出された冷却液を再び励起チャンバに戻す循環ラインと、
循環ラインに設置され、冷却液の電気抵抗を測定する測定プローブと、
測定プローブを洗浄するプローブ洗浄手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ装置である。

このような構成によって、レーザ装置を停止させ分解し、測定プローブを定期的に清掃する必要がなく、当該測定プローブによって冷却液の電気抵抗を常時正確に測定することができ、フィルタやイオン交換樹脂のメンテナンスを適切に行えるとともに、レーザ装置を省電力、小型化することができる。

本発明は、プローブ洗浄手段が、循環ラインに設けられ、循環ライン内を流れる冷却液の流量を調整する流量調整装置からなり、
当該流量調整装置によって、循環ライン内を流れる冷却液の流速を一定周期で増減させることを特徴とするレーザ装置である。

このような構成によって、冷却液によって、雑菌類や藻が測定プローブの表面に付着しにくくなるとともに、たとえ雑菌類や藻が付着したとしても、このような雑菌類や藻を効率的に洗い流すことができる。

本発明は、プローブ洗浄手段が、循環ラインに設けられ、循環ライン内を流れる冷却液の流量を調整する流量調整装置からなり、
測定プローブで測定された電気抵抗の値に基づいて流量調整装置を制御する流量制御部、をさらに備え、
流量制御部は、測定プローブで測定された電気抵抗の値が異常値である場合に、流量調整装置によって循環ライン内を流れる冷却液の流量を増加または増減させることを特徴とするレーザ装置である。

このような構成によって、たとえ測定プローブの表面に雑菌類や藻が付着しても、当該雑菌類や藻を容易に洗い流すことができる。

本発明は、測定プローブを収容し、冷却液の流入する流入口と冷却液の流出する流出口とを有するプローブ収容部、をさらに備え、
測定プローブが、前記流入口または前記流出口の正面に配置されていることを特徴とするレーザ装置である。

このような構成によって、雑菌類や藻を付着しにくくすることができるとともに、たとえ測定プローブの表面に雑菌類や藻が付着しても、当該雑菌類や藻を容易に洗い流すことができる。

本発明は、流量制御部に接続された判定出力部をさらに備え、
流量制御部は、循環ライン内を流れる冷却液の流量を所定時間の間増加させた状態で維持させた後、または、冷却液の流量を所定時間の間増減させた後、測定プローブによって冷却液の電気抵抗を測定させ、当該電気抵抗の値が正常値に戻った場合には、測定プローブが汚れていたと判断し、その旨を判定出力部に出力させ、前記電気抵抗の値が正常値に戻らなかった場合において、測定プローブで測定される電気抵抗の値の変化が閾値以下の場合には、測定プローブは汚れておらず冷却液が汚れていると判断するとともに、その旨を判定出力部に出力させ、測定プローブで測定される電気抵抗の値の変化が閾値より大きい場合には、冷却液が汚れている、または測定プローブが汚れている若しくは測定プローブが故障していると判断するとともに、その旨を判定出力部に出力させることを特徴とするレーザ装置である。

このような構成によって、操作者は、冷却液が汚れている、または、測定プローブが汚れている若しくは測定プローブが故障しているということを把握することができる。

本発明は、前記電気抵抗の値が正常値に戻らなかった場合において、測定プローブで測定される電気抵抗の値の変化が閾値より大きい場合には、流量制御部は、循環ライン内を流れる冷却液の流量を所定時間の間増加させた状態で維持させた後、または、冷却液の流量を所定時間の間増減させた後、測定プローブによって冷却液の電気抵抗を測定させ、冷却液の電気抵抗の値の先に測定した電気抵抗の値に対する変化が閾値以下の場合には、冷却液が汚れていると判断するとともに、その旨を判定出力部に出力させ、他方、冷却液の電気抵抗の値の先に測定した電気抵抗の値に対する変化が閾値よりも大きい場合には、測定プローブが汚れているまたは測定プローブが故障していると判断するとともに、その旨を判定出力部に出力させることを特徴とするレーザ装置である。

このような構成によって、操作者は、冷却液が汚れているか、または、測定プローブが汚れている若しくは測定プローブが故障しているかを確実に把握することができる。

本発明は、プローブ洗浄手段が、測定プローブに対してエネルギーを付与するエネルギー付与手段からなることを特徴とするレーザ装置である。

このような構成によって、測定プローブに雑菌類が繁殖してしまうことをより効率的に防止することできる。

本発明は、エネルギー付与手段が、一定周期で測定プローブに対してエネルギーを付与することを特徴とするレーザ装置である。

このような構成によって、エネルギー効率よく、測定プローブに雑菌類が繁殖してしまうことを防止することができる。

本発明は、測定プローブで測定された電気抵抗の値に基づいてエネルギー付与手段を制御するエネルギー制御部、をさらに備え、
エネルギー制御部が、測定プローブで測定された電気抵抗の値が異常値である場合に、エネルギー付与手段によって測定プローブにエネルギーを付与させることを特徴とするレーザ装置である。

このような構成によって、必要な場合にのみ、測定プローブにエネルギーを付与することができるので、無駄なくかつ効率よく、測定プローブから雑菌類を除去することができる。

本発明は、エネルギー制御部に接続された判定出力部をさらに備え、
エネルギー制御部は、所定時間の間、エネルギー付与手段によって測定プローブにエネルギーを付与させた後、測定プローブによって冷却液の電気抵抗を測定させ、当該電気抵抗の値が正常値に戻った場合には、測定プローブが汚れていたと判断し、その旨を判定出力部に出力させ、前記電気抵抗の値が正常値に戻らなかった場合において、測定プローブで測定される電気抵抗の値の変化が閾値以下の場合には、測定プローブは汚れておらず冷却液が汚れていると判断するとともに、その旨を判定出力部に出力させ、測定プローブで測定される電気抵抗の値の変化が閾値より大きい場合には、冷却液が汚れている、または測定プローブが汚れている若しくは測定プローブが故障していると判断するとともに、その旨を判定出力部に出力させることを特徴とするレーザ装置である。

このような構成によって、操作者は、冷却液が汚れている、または、測定プローブが汚れている若しくは測定プローブが故障しているということを把握することができる。

本発明は、前記電気抵抗の値が正常値に戻らなかった場合において、測定プローブで測定される電気抵抗の値の変化が閾値より大きい場合には、エネルギー制御部は、エネルギー付与手段によって測定プローブにエネルギーを付与させた後、測定プローブによって冷却液の電気抵抗を測定させ、冷却液の電気抵抗の値の先に測定した電気抵抗の値に対する変化が閾値以下の場合には、冷却液が汚れていると判断するとともに、その旨を判定出力部に出力させ、他方、冷却液の電気抵抗の値の先に測定した電気抵抗の値に対する変化が閾値よりも大きい場合には、測定プローブが汚れているまたは測定プローブが故障していると判断するとともに、その旨を判定出力部に出力させることを特徴とするレーザ装置である。

このような構成によって、操作者は、冷却液が汚れているか、または、測定プローブが汚れている若しくは測定プローブが故障しているかを確実に把握することができる。

本発明は、上述のレーザ装置の測定プローブが測定する冷却液の電気抵抗の測定方法において、
測定プローブで測定された電気抵抗の値が異常値である場合に、流量調整装置によって循環ライン内を流れる冷却液の流量を増加または増減させるか、または、エネルギー付与手段によって測定プローブにエネルギーを付与させる洗浄工程を、備えたことを特徴とする冷却液の電気抵抗の測定方法である。

このような構成によって、効率よく、測定プローブに雑菌類が繁殖してしまうことを防止することができる。

本発明は、上述のレーザ装置の測定プローブが測定する冷却液の電気抵抗の測定方法において、
測定プローブで測定された電気抵抗の値が異常値である場合に、流量調整装置によって循環ライン内を流れる冷却液の流量を増加させるか、または、エネルギー付与手段によって測定プローブにエネルギーを付与させる洗浄工程と、
所定時間の間、循環ライン内を流れる冷却液の流量を増加させた状態で維持、または、エネルギー付与手段によって測定プローブにエネルギーを付与した後、測定プローブによって冷却液の電気抵抗の値を測定する測定工程と、
測定プローブにより測定された冷却液の電気抵抗の値が正常値に戻った場合には、流量制御部またはエネルギー制御部によって測定プローブが汚れていたと判断し、前記電気抵抗の値が正常値に戻らなかった場合において、測定プローブで測定される電気抵抗の値の変化が閾値以下の場合には、流量制御部またはエネルギー制御部によって、測定プローブは汚れておらず冷却液が汚れていると判断し、測定プローブで測定される電気抵抗の値の変化が閾値より大きい場合には、冷却液が汚れている、または測定プローブが汚れている若しくは測定プローブが故障していると判断する判断工程と、
流量制御部またはエネルギー制御部によって判断された結果を、判定出力部に出力する出力工程と、を備えたことを特徴とする冷却液の電気抵抗の測定方法である。

このような構成によって、操作者は、冷却液が汚れている、または、測定プローブが汚れている若しくは測定プローブが故障しているということを把握することができる。

本発明によれば、冷却液の電気抵抗を測定する測定プローブの洗浄手段を有するので、レーザ装置を停止させ分解し、測定プローブを定期的に清掃する必要がなく、かつ、当該測定プローブによって冷却液の電気抵抗を常時正確に測定することができる。また、フィルタやイオン交換樹脂のメンテナンスを適切に行える。さらに、レーザ装置を、省電力、小型化することもできる。

発明を実施するための形態

第１の実施の形態
以下、本発明に係レーザ装置の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１および図２は本発明の第１の実施の形態を示す図である。

図１に示すように、レーザ装置は、レーザ媒質３２と、当該レーザ媒質３２を励起してレーザ光Ｌを発生させる励起光源３１と、レーザ媒質３２および励起光源３１を収容するとともに、冷却液Ｗが充填された励起チャンバ３５とを備えている。なお、このような冷却液Ｗとしては、純水や一般水（水道水など)を用いることができる。また、レーザ媒質３２としてはＹＡＧロッドなどの固体レーザ媒質３２や半導体レーザなどを用いることができ、励起光源３１としてはランプ（放電管）やレーザダイオード（ＬＤ）などを用いることができる。

また、図１に示すように、励起チャンバ３５には、励起チャンバ３５から排出された冷却液Ｗを再び励起チャンバ３５に戻す循環ライン１が連結されている。また、図１に示すように、この循環ライン１にはプローブ収容部１７が設置されている。そして、このプローブ収容部１７内には、冷却液Ｗの電気抵抗を測定する測定プローブ１０が収容されている。なお、この測定プローブ１０には、測定プローブ１０によって測定された電気抵抗を解析し算出する電気抵抗解析部１６が接続されている。

また、図１に示すように、プローブ収容部１７は、冷却液Ｗの流入する流入口１７ａと冷却液Ｗの流出する流出口１７ｂとを有している。

また、図１に示すように、循環ライン１には、循環ライン１内で冷却液Ｗを循環させる循環ポンプ２１と、冷却液Ｗに含まれるゴミなどを除去するフィルタ・イオン交換樹脂ユニット２２と、冷却液Ｗを冷却する熱交換器２５が設置されている。なお、フィルタ・イオン交換樹脂ユニット２２とは、フィルタとイオン交換樹脂の両方が設けられたユニットである。ところで、このフィルタ・イオン交換樹脂ユニット２２の代わりに、フィルタやイオン交換樹脂のみを用いてもよい。

また、図１に示すように、レーザ媒質３２の光軸方向（レーザ媒質３２から照射されるレーザ光Ｌの光軸方向）には、レーザ光Ｌを全反射する全反射鏡４１と、全反射鏡４１の光反射率よりもわずかに小さな光反射率を持つ出力鏡４２が配置されている。

また、図１に示すように、循環ライン１には、循環ライン１内を流れる冷却液Ｗの流量を調整する調整弁（流量調整装置）６１が設けられている。そして、当該調整弁６１に、調整弁６１を制御する流量制御部５１が接続されている。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。

まず、励起光源３１からレーザ媒質３２に向かって励起光が照射され、励起光を照射されたレーザ媒質３２からレーザ光Ｌが照射される。この間、高温になるレーザ媒質３２および励起光源３１が、励起チャンバ３５内の冷却液Ｗによって熱が奪われ、冷却される。

次に、レーザ媒質３２および励起光源３１を冷却した冷却液Ｗは、循環ポンプ２１の駆動力によって、励起チャンバ３５から循環ライン１へ流出する。そして、循環ライン１内に流入した冷却液Ｗは、循環ライン１内に設置された熱交換器２５によって冷却される。

次に、熱交換器２５によって冷却された冷却液Ｗは、流入口１７ａからプローブ収容部１７内に流入し、プローブ収容部１７内に設置された測定プローブ１０によってその電気抵抗が測定される。その後、流出口１７ｂからプローブ収容部１７外に流出する。

次に、プローブ収容部１７外に流出した冷却液Ｗは、フィルタ・イオン交換樹脂ユニット２２に達し、当該フィルタ・イオン交換樹脂ユニット２２によって含有されたゴミなどが除去された後、励起チャンバ３５内に達する。

上述のようにして、冷却液Ｗは、励起チャンバ３５および循環ライン１内を循環している。そして、図１において、流量制御部５１によって調整弁６１を制御し、循環ライン１内を流れる冷却液Ｗの流速を一定周期で増減させる。このように、冷却液Ｗの流速が一定周期で増減するので、測定プローブ１０の表面に付着した雑菌類や藻を付着しにくくするとともに、例え雑菌類や藻が表面に付着したとしてもより効率的に洗い流すことができる。

この結果、測定プローブ１０に雑菌類や藻が繁殖してしまうことをより効率よく防止することでき、測定プローブ１０を清掃することなく、冷却液Ｗの電気抵抗をより正確に測定することができる。

この結果、従来のように、レーザ装置を停止させ分解し、測定プローブ１０を定期的に清掃するという手間がなくなり、レーザ装置のメンテナンス時間を短くすることができる。このため、生産ラインの停止時聞を短くすることができ、非稼働時間短縮による生産コストを低減することができ、ひいては、省エネルギーに貢献することができる。

また、冷却液Ｗの予期せぬ電気抵抗の低下によって励起光源３１が点灯しなくなる（レーザ装置がダウンする）というリスクもなくなるので、レーザ装置の信頼性を飛躍的に向上させることができる。

なお、上記では、流量制御部５１によって、調整弁６１を制御し、循環ライン１内を流れる冷却液Ｗの流速を一定周期で増減させる態様を用いて説明したが、これに限らず、循環ポンプ２１に流量制御部５１を接続し、当該流量制御部５１により循環ポンプ２１の駆動を制御することによって、循環ライン１内を流れる冷却液Ｗの流速を一定周期で増減させてもよい。このときには、循環ポンプ２１が、循環ライン１内を流れる冷却液Ｗの流量を調整する流量調整装置の役割を果たすことになる。

第１の実施の形態の変形例
次に、図３により、本発明の第１の実施の形態の変形例について説明する。図３に示す第１の実施の形態の変形例においては、流量制御部５１に判定表示部（判定出力部）５５ａが接続されている。また、流量制御部５１が、循環ライン１内を流れる冷却液Ｗの流速を一定周期で増減させる代わりに、測定プローブ１０で測定された電気抵抗の値が異常値である場合に、調整弁６１によって循環ライン１内を流れる冷却液Ｗの流量を増加または増減させる。

なお、流量制御部５１は、循環ライン１内を流れる冷却液Ｗの流量を所定時間の間増加させた状態で維持させた後、または、冷却液Ｗの流量を所定時間の間増減させた後、測定プローブ１０によって冷却液Ｗの電気抵抗を測定させ、当該電気抵抗の値が正常値に戻った場合には、測定プローブ１０が汚れていたと判断する。また、冷却液Ｗの電気抵抗の値が正常値に戻らなかった場合において、測定プローブ１０で測定される電気抵抗の値の変化が予め定めた閾値以下の場合には、測定プローブ１０は汚れておらず冷却液Ｗが汚れていると判断し、他方、測定プローブ１０で測定される電気抵抗の値の変化が上述の閾値より大きい場合には、冷却液Ｗが汚れているか、または、測定プローブ１０が汚れている若しくは測定プローブが故障していると判断する。

さらに、冷却液Ｗが汚れているか、または、測定プローブ１０が汚れている若しくは測定プローブが故障していると判断すると、流量制御部５１は、循環ライン１内を流れる冷却液Ｗの流量を増加または増減させることによって測定プローブ１０を洗浄させ、その後、測定プローブ１０によって冷却液Ｗの電気抵抗を測定させる。そして、冷却液Ｗの電気抵抗の値の先に測定した電気抵抗の値に対する変化が閾値以下の場合には流量制御部５１は、冷却液Ｗが汚れていると判断し、他方、冷却液Ｗの電気抵抗の値の先に測定した電気抵抗の値に対する変化が閾値より大きい場合には、測定プローブ１０の汚れが洗浄されていないか、測定プローブ１０が故障している可能性があると判断する。

なお、流量制御部５１は、各状況を判定表示部５５ａに表示させることができる。

その他の構成は図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。

図３に示す第１の実施の形態の変形例において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図３において、流量制御部５１は、測定プローブ１０で測定された電気抵抗の値が異常値である場合に、調整弁６１によって循環ライン１内を流れる冷却液Ｗの流量を増加または増減させる。このため、必要な場合にのみ、循環ライン１内を流れる冷却液Ｗの流量を増加または増減させることができるので、無駄なくかつ効率よく、測定プローブ１０から雑菌類を除去することができる。

また、図３において、流量制御部５１は、循環ライン１内を流れる冷却液Ｗの流量を所定時間の間増加させた状態で維持させた後、または、冷却液Ｗの流量を所定時間の間増減させた後、測定プローブ１０によって冷却液Ｗの電気抵抗を測定させ、当該電気抵抗の値が正常値に戻った場合には、測定プローブ１０が汚れていたと判断し、問題がない旨を判定表示部５５ａに表示させる。

また、図３において、流量制御部５１は、冷却液Ｗの電気抵抗の値が正常値に戻らなかった場合において、測定プローブ１０で測定される電気抵抗の値の変化が閾値以下の場合には、測定プローブ１０は汚れておらず冷却液Ｗが汚れていると判断するとともに、フィルタ・イオン交換樹脂ユニット２２のフィルタやイオン交換樹脂のチェックや交換をするよう判定表示部５５ａに表示させる。

他方、図３において、流量制御部５１は、冷却液Ｗの電気抵抗の値が正常値に戻らなかった場合において、測定プローブ１０で測定される電気抵抗の値の変化が閾値より大きい場合には、冷却液Ｗが汚れているか、または、測定プローブ１０が汚れていたり測定プローブが故障したりしていると判断するとともに、測定プローブ１０を再度洗浄する必要がある旨を判定表示部５５ａに表示させる。

このように、測定プローブ１０を洗浄する必要があると判断すると、流量制御部５１は、循環ライン１内を流れる冷却液Ｗの流量を増加または増減させることによって測定プローブ１０を洗浄させ、その後、測定プローブ１０によって冷却液Ｗの電気抵抗を測定させる。

そして、冷却液Ｗの電気抵抗の値の先に測定した電気抵抗の値に対する変化が閾値以下の場合には、流量制御部５１は、冷却液Ｗが汚れていると判断するとともに、フィルタ・イオン交換樹脂ユニット２２のフィルタやイオン交換樹脂のチェックや交換をするよう判定表示部５５ａに表示させる。

他方、冷却液Ｗの電気抵抗の値の先に測定した電気抵抗の値に対する変化が閾値より大きい場合には、測定プローブ１０の汚れが洗浄されていないか、測定プローブ１０が故障している可能性があると判断し、レーザ装置を停止させ分解することによって測定プローブ１０を確認するよう判定表示部５５ａに表示させる。

なお、流量制御部５１は、各状況を判定表示部５５ａに表示させるだけでなく、生産管理システムなどの上位へもレーザ装置の状態を出力する。

このように、流量制御部５１が、場合分けを行って、測定プローブ１０が汚れているか、また、冷却液Ｗが汚れているかについて判断した後、判定表示部５５ａに表示させるので、操作者は、測定プローブ１０が汚れているのか、また、冷却液Ｗが汚れているのかを確実に把握することができる。

ところで、上述した、調整弁６１によって循環ライン１内を流れる冷却液Ｗの流量を増加または増減させる洗浄工程と、測定プローブ１０によって冷却液Ｗの電気抵抗を測定させる測定工程とは、複数回、繰り返してもよい。

第２の実施の形態
次に、図４により、本発明の第２の実施の形態について説明する。図４に示す第２の実施の形態は、測定プローブ１０の先端が、プローブ収容部１７の流入口１７ａの正面に配置されているものである。その他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。

図４に示す第２の実施の形態において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図４において、測定プローブ１０の表面は鏡面からなるので、雑菌類や藻などが付着しにくくなっている。また、測定プローブ１０の先端が、冷却液Ｗの流れの速いプローブ収容部１７の流入口１７ａの正面に配置されているので、たとえ測定プローブ１０の表面に雑菌類や藻が付着しても、当該雑菌類や藻を容易に洗い流すことができる。

このため、測定プローブ１０に雑菌類や藻が繁殖してしまうことを防止することでき、測定プローブ１０を清掃することなく、冷却液Ｗの電気抵抗を常時正確に測定することができる。

この結果、生産ラインの停止時聞を短くすることができ、非稼働時間短縮による生産コストを低減することができるとともに、レーザ装置の信頼性を飛躍的に向上させることができる。

なお、上記では、測定プローブ１０の先端が、プローブ収容部１７の流入口１７ａの正面に配置されている態様を用いて説明したが、これに限ることなく、測定プローブ１０の先端は、プローブ収容部１７の流出口１７ｂの正面に配置されていてもよい。

第３の実施の形態
次に、図５により、本発明の第３の実施の形態について説明する。図５に示す第３の実施の形態は、プローブ洗浄手段として、循環ライン内を流れる冷却液の流量を調整する流量調整装置を用いる代わりに、測定プローブに対してエネルギーを付与して測定プローブ１０から雑菌類を除去するエネルギー付与手段を用いたものである。その他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。

図５に示す第３の実施の形態において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図５において、プローブ収容部１７内に設けられたエネルギー付与手段１１によって、測定プローブ１０に対してエネルギーを付与し、測定プローブ１０から雑菌類を除去することができる。このため、測定プローブ１０に雑菌類が繁殖してしまうことをより効率的に防止することでき、レーザ装置を停止させ分解して、測定プローブ１０を清掃することなく、冷却液Ｗの電気抵抗をより正確に測定することができる。

また、本実施の形態では、あくまで測定プローブ１０のみを殺菌し、冷却液Ｗの抵抗を正しく測定することを目的としており、冷却液Ｗの劣化（汚染）を防止するものではないので、従来技術（特許文献３参照）と比較して、レーザ装置の構成はかなり簡易なものとすることができる。

なお、このようなエネルギー付与手段１１としては、プローブ収容部１７内に設けられ、測定プローブ１０に紫外線光を照射する紫外線照射光源、電子線を照射する電子線光源、可視光を照射する可視光光源、また、測定プローブ１０に直接電気エネルギーを加える電源、測定プローブ１０に直接熱エネルギーを加える熱源、測定プローブ１０に超音波振動を加える超音波発生装置などを用いることができる。さらに、エネルギー付与手段１１として、測定プローブ１１を機械的に洗浄する洗浄ブラシを用いてもよく、別途設けられた洗浄系統からの洗浄液を噴射する洗浄用ノズルを用いてもよい。

なお、エネルギー付与手段１１として、測定プローブ１０が収容されるプローブ収容部１７に外部光が入射する外部光取入窓を設けてもよく、この場合には、当該外部光取入窓にシャッターを設けてもよい。また、プローブ収容部１７自体が、加熱機となって、エネルギー付与手段１１となってもよい。

ところで、エネルギー付与手段１１は、測定プローブ１０に対して常時エネルギーを付与する必要はなく、測定プローブ１０に対してエネルギーを付与したり、エネルギーを付与しなかったりすることを一定周期で繰り返してもよい。このように、測定プローブ１０に対するエネルギー付与を一定周期で繰り返すことによって、エネルギー効率よく、測定プローブ１０に雑菌類が繁殖してしまうことを防止することができる。

第３の実施の形態の変形例
次に、図６により、本発明の第３の実施の形態の変形例について説明する。図６に示す第３の実施の形態の変形例は、測定プローブ１０およびエネルギー付与手段１１に接続され、測定プローブ１０で測定された電気抵抗の値に基づいてエネルギー付与手段１１を制御し、測定プローブ１０で測定された電気抵抗の値が異常値である場合に、エネルギー付与手段１１によって測定プローブ１０にエネルギーを付与させるエネルギー制御部５２と、エネルギー制御部５２に接続された判定表示部（判定出力部）５５ｂとをさらに備えたものである。

なお、エネルギー制御部５２は、所定時間の間、エネルギー付与手段１１によって測定プローブ１０にエネルギーを付与させた後、測定プローブ１０によって冷却液Ｗの電気抵抗を測定させ、当該電気抵抗の値が正常値に戻った場合には、測定プローブ１０が汚れていたと判断する。また、エネルギー制御部５２は、電気抵抗の値が正常値に戻らなかった場合において、測定プローブ１０で測定される電気抵抗の値の変化が予め定めた閾値以下の場合には、測定プローブ１０は汚れておらず冷却液Ｗが汚れていると判断し、他方、測定プローブ１０で測定される電気抵抗の値の変化が上述の閾値より大きい場合には、冷却液Ｗが汚れているか、または、測定プローブ１０が汚れている若しくは測定プローブが故障していると判断する。

さらに、冷却液Ｗが汚れているか、または、測定プローブ１０が汚れている若しくは測定プローブが故障していると判断すると、エネルギー制御部５２は、所定時間の間、エネルギー付与手段１１によって測定プローブ１０にエネルギーを付与させた後、測定プローブ１０によって冷却液Ｗの電気抵抗を測定させる。そして、冷却液Ｗの電気抵抗の値の先に測定した電気抵抗の値に対する変化が閾値以下の場合にはエネルギー制御部５２は、冷却液Ｗが汚れていると判断し、他方、冷却液Ｗの電気抵抗の値の先に測定した電気抵抗の値に対する変化が閾値より大きい場合には、測定プローブ１０の汚れが洗浄されていないか、測定プローブ１０が故障している可能性があると判断する。

なお、流量制御部５１は、各状況を判定表示部５５ｂに表示させることができる。

その他の構成は図５に示す第３の実施の形態と略同一である。

図６に示す第３の実施の形態の変形例において、図５に示す第３の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図６において、エネルギー制御部５２は、測定プローブ１０で測定された電気抵抗の値が異常値である場合に、エネルギー付与手段１１によって測定プローブ１０にエネルギーを付与させる。このため、必要な場合にのみ、測定プローブ１０にエネルギーを付与することができるので、無駄なくかつ効率よく、測定プローブ１０から雑菌類を除去することができる。

また、図６において、エネルギー制御部５２は、所定時間の間、エネルギー付与手段１１によって測定プローブ１０にエネルギーを付与させた後、測定プローブ１０によって冷却液Ｗの電気抵抗を測定させ、当該電気抵抗の値が正常値に戻った場合には、測定プローブ１０が汚れていたと判断し、問題がない旨を判定表示部５５ｂに表示させる。

また、図６において、エネルギー制御部５２は、電気抵抗の値が正常値に戻らなかった場合において、測定プローブ１０で測定される電気抵抗の値の変化が閾値以下の場合には、測定プローブ１０は汚れておらず冷却液Ｗが汚れていると判断するとともに、フィルタ・イオン交換樹脂ユニット２２のフィルタやイオン交換樹脂のチェックや交換をするよう判定表示部５５ｂに表示させる。

他方、図６において、エネルギー制御部５２は、電気抵抗の値が正常値に戻らなかった場合において、測定プローブ１０で測定される電気抵抗の値の変化が閾値より大きい場合には、冷却液Ｗが汚れているか、または、測定プローブ１０が汚れていたり測定プローブが故障したりしていると判断するとともに、測定プローブ１０を再度洗浄する必要がある旨を判定表示部５５ｂに表示させる。

このように、測定プローブ１０を洗浄する必要があると判断すると、エネルギー制御部５２は、所定時間の間、エネルギー付与手段１１によって測定プローブ１０にエネルギーを付与させた後、測定プローブ１０によって冷却液Ｗの電気抵抗を測定させる。

そして、冷却液Ｗの電気抵抗の値の先に測定した電気抵抗の値に対する変化が閾値以下の場合には、流量制御部５１は、冷却液Ｗが汚れていると判断するとともに、フィルタ・イオン交換樹脂ユニット２２のフィルタやイオン交換樹脂のチェックや交換をするよう判定表示部５５ｂに表示させる。

他方、冷却液Ｗの電気抵抗の値の先に測定した電気抵抗の値に対する変化が閾値より大きい場合には、測定プローブ１０の汚れが洗浄されていないか、測定プローブ１０が故障している可能性があると判断し、レーザ装置を停止させ分解することによって測定プローブ１０を確認するよう判定表示部５５ｂに表示させる。

なお、流量制御部５１は、各状況を判定表示部５５ｂに表示させるだけでなく、生産管理システムなどの上位へもレーザ装置の状態を出力する。

このように、流量制御部５１が、場合分けを行って、測定プローブ１０が汚れているか、また、冷却液Ｗが汚れているかについて判断した後、判定表示部５５ｂに表示させるので、操作者は、測定プローブ１０が汚れているのか、また、冷却液Ｗが汚れているのかを確実に把握することができる。

なお、上述した、エネルギー付与手段１１によって測定プローブ１０にエネルギーを付与する洗浄工程と、測定プローブ１０によって冷却液Ｗの電気抵抗を測定させる測定工程とは、複数回、繰り返してもよい。

本発明の第１の実施の形態によるレーザ装置の概略を示す構成図。 本発明の第１の実施の形態によるレーザ装置の測定プローブを示す斜視図。 本発明の第１の実施の形態の変形例によるレーザ装置の概略を示す構成図。 本発明の第２の実施の形態によるレーザ装置の測定プローブを示す斜視図。 本発明の第３の実施の形態によるレーザ装置の測定プローブを示す斜視図。 本発明の第３の実施の形態の変形例によるレーザ装置の測定プローブを示す斜視図。 従来のレーザ装置の測定プローブを示す斜視図。

符号の説明

１ 循環ライン
１０ 測定プローブ
１１ エネルギー付与手段
１７ プローブ収容部
１７ａ 流入口
１７ｂ 流出口
２１ 循環ポンプ
２２ フィルタ・イオン交換樹脂ユニット
２５ 熱交換器
３１ 励起光源
３２ レーザ媒質
３５ 励起チャンバ
４１ 全反射鏡
４２ 出力鏡
５１ 流量制御部
５２ エネルギー制御部
５５ａ，５５ｂ 判定表示部（判定出力部）
６１ 流量調整装置
Ｌ レーザ光
Ｖ 雑菌類
Ｗ 冷却液

Claims (9)

1. レーザ媒質と、
   当該レーザ媒質を励起してレーザ光を発生させる励起光源と、
   レーザ媒質および励起光源を収容するとともに、冷却液が充填された励起チャンバと、
   励起チャンバに連結され、励起チャンバから排出された冷却液を再び励起チャンバに戻す循環ラインと、
   循環ラインに設置され、冷却液の電気抵抗を測定する測定プローブと、
   測定プローブを洗浄するプローブ洗浄手段と、
   を備え、
   プローブ洗浄手段は、循環ラインに設けられ、循環ライン内を流れる冷却液の流量を調整する流量調整装置からなり、
   測定プローブで測定された電気抵抗の値に基づいて流量調整装置を制御する流量制御部、をさらに備え、
   流量制御部は、測定プローブで測定された電気抵抗の値が異常値である場合に、流量調整装置によって循環ライン内を流れる冷却液の流量を増加または増減させることを特徴とするレーザ装置。
2. 測定プローブを収容し、冷却液の流入する流入口と冷却液の流出する流出口とを有するプローブ収容部、をさらに備え、
   測定プローブは、前記流入口または前記流出口の正面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
3. 流量制御部に接続された判定出力部をさらに備え、
   流量制御部は、循環ライン内を流れる冷却液の流量を所定時間の間増加させた状態で維持させた後、または、冷却液の流量を所定時間の間増減させた後、測定プローブによって冷却液の電気抵抗を測定させ、当該電気抵抗の値が正常値に戻った場合には、測定プローブが汚れていたと判断し、その旨を判定出力部に出力させ、前記電気抵抗の値が正常値に戻らなかった場合において、測定プローブで測定される電気抵抗の値の変化が閾値以下の場合には、測定プローブは汚れておらず冷却液が汚れていると判断するとともに、その旨を判定出力部に出力させ、測定プローブで測定される電気抵抗の値の変化が閾値より大きい場合には、冷却液が汚れている、または測定プローブが汚れている若しくは測定プローブが故障していると判断するとともに、その旨を判定出力部に出力させることを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
4. 前記電気抵抗の値が正常値に戻らなかった場合において、測定プローブで測定される電気抵抗の値の変化が閾値より大きい場合には、流量制御部は、循環ライン内を流れる冷却液の流量を所定時間の間増加させた状態で維持させた後、または、冷却液の流量を所定時間の間増減させた後、測定プローブによって冷却液の電気抵抗を測定させ、冷却液の電気抵抗の値の先に測定した電気抵抗の値に対する変化が閾値以下の場合には、冷却液が汚れていると判断するとともに、その旨を判定出力部に出力させ、他方、冷却液の電気抵抗の値の先に測定した電気抵抗の値に対する変化が閾値よりも大きい場合には、測定プローブが汚れているまたは測定プローブが故障していると判断するとともに、その旨を判定出力部に出力させることを特徴とする請求項３に記載のレーザ装置。
5. レーザ媒質と、
   当該レーザ媒質を励起してレーザ光を発生させる励起光源と、
   レーザ媒質および励起光源を収容するとともに、冷却液が充填された励起チャンバと、
   励起チャンバに連結され、励起チャンバから排出された冷却液を再び励起チャンバに戻す循環ラインと、
   循環ラインに設置され、冷却液の電気抵抗を測定する測定プローブと、
   測定プローブを洗浄するプローブ洗浄手段と、
   を備え
   プローブ洗浄手段は、測定プローブに対してエネルギーを付与するエネルギー付与手段からなり、
   測定プローブで測定された電気抵抗の値に基づいてエネルギー付与手段を制御するエネルギー制御部、をさらに備え、
   エネルギー制御部は、測定プローブで測定された電気抵抗の値が異常値である場合に、エネルギー付与手段によって測定プローブにエネルギーを付与させることを特徴とするレーザ装置。
6. エネルギー制御部に接続された判定出力部をさらに備え、
   エネルギー制御部は、所定時間の間、エネルギー付与手段によって測定プローブにエネルギーを付与させた後、測定プローブによって冷却液の電気抵抗を測定させ、当該電気抵抗の値が正常値に戻った場合には、測定プローブが汚れていたと判断し、その旨を判定出力部に出力させ、前記電気抵抗の値が正常値に戻らなかった場合において、測定プローブで測定される電気抵抗の値の変化が閾値以下の場合には、測定プローブは汚れておらず冷却液が汚れていると判断するとともに、その旨を判定出力部に出力させ、測定プローブで測定される電気抵抗の値の変化が閾値より大きい場合には、冷却液が汚れている、または測定プローブが汚れている若しくは測定プローブが故障していると判断するとともに、その旨を判定出力部に出力させることを特徴とする請求項５に記載のレーザ装置。
7. 前記電気抵抗の値が正常値に戻らなかった場合において、測定プローブで測定される電気抵抗の値の変化が閾値より大きい場合には、エネルギー制御部は、エネルギー付与手段によって測定プローブにエネルギーを付与させた後、測定プローブによって冷却液の電気抵抗を測定させ、冷却液の電気抵抗の値の先に測定した電気抵抗の値に対する変化が閾値以下の場合には、冷却液が汚れていると判断するとともに、その旨を判定出力部に出力させ、他方、冷却液の電気抵抗の値の先に測定した電気抵抗の値に対する変化が閾値よりも大きい場合には、測定プローブが汚れているまたは測定プローブが故障していると判断するとともに、その旨を判定出力部に出力させることを特徴とする請求項６に記載のレーザ装置。
8. 請求項１または５に記載のレーザ装置の測定プローブが測定する冷却液の電気抵抗の測定方法において、
   測定プローブで測定された電気抵抗の値が異常値である場合に、流量調整装置によって循環ライン内を流れる冷却液の流量を増加または増減させるか、または、エネルギー付与手段によって測定プローブにエネルギーを付与させる洗浄工程を、備えたことを特徴とする測定プローブ洗浄方法。
9. 請求項１または５に記載のレーザ装置の測定プローブが測定する冷却液の電気抵抗の測定方法において、
   測定プローブで測定された電気抵抗の値が異常値である場合に、流量調整装置によって循環ライン内を流れる冷却液の流量を増加させるか、または、エネルギー付与手段によって測定プローブにエネルギーを付与させる洗浄工程と、
   所定時間の間、循環ライン内を流れる冷却液の流量を増加させた状態で維持、または、エネルギー付与手段によって測定プローブにエネルギーを付与した後、測定プローブによって冷却液の電気抵抗の値を測定する測定工程と、
   測定プローブにより測定された冷却液の電気抵抗の値が正常値に戻った場合には、流量制御部またはエネルギー制御部によって測定プローブが汚れていたと判断し、前記電気抵抗の値が正常値に戻らなかった場合において、測定プローブで測定される電気抵抗の値の変化が閾値以下の場合には、流量制御部またはエネルギー制御部によって、測定プローブは汚れておらず冷却液が汚れていると判断し、測定プローブで測定される電気抵抗の値の変化が閾値より大きい場合には、冷却液が汚れている、または測定プローブが汚れている若しくは測定プローブが故障していると判断する判断工程と、
   流量制御部またはエネルギー制御部によって判断された結果を、判定出力部に出力する出力工程と、を備えたことを特徴とする冷却液の電気抵抗の測定方法。

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