JP5903605B2 - レーザ発振装置及びレーザ加工機 - Google Patents

Description

本発明は、二酸化炭素やヘリウムをレーザガスとして用いるレーザ発振装置、及びそのレーザ発振装置を備えるレーザ加工機に関する。

図１５は、レーザガスを用いた従来のレーザ発振装置を示した概念図である。図１５に示す様に、レーザ発振装置は、レーザガスが循環する循環経路２０１と、レーザガスを励起させる励起手段２０２と、全反射鏡２０３と、部分反射鏡２０４とを備えている。循環経路２０１は、その一部が放電管２１０により構成されている。又、循環経路２０１には、レーザガスを循環させる送風手段２０５と、レーザガスを冷却する熱交換器２０６とが設けられている。励起手段２０２は、アノード電極２０７と、カソード電極２０８と、これらの間に接続された高電圧電源２０９とから構成されている。アノード電極２０７及びカソード電極２０８は、放電管２１０に設けられている。励起手段２０２は、高電圧電源２０９によってアノード電極２０７とカソード電極２０８との間に高電圧を印加することにより、放電管２１０内に放電を生じさせることが出来る。そして、放電管２１０内に生じた放電により、レーザガスが励起される。

全反射鏡２０３及び部分反射鏡２０４は、これらの反射面でレーザ光が反射されることにより、レーザ光が放電管２１０内を繰り返し通過することとなる様に、反射面を互いに対向させた状態で放電管２１０の両側に配置されている。レーザガスが励起された状態で、レーザ光が放電管２１０内を繰り返し通過することにより、レーザ光が効率良く増幅されることになる。そして、増幅されたレーザ光の一部が部分反射鏡２０４を透過することにより、レーザ発振装置からレーザ光が出力される。

図１５に示す様に、レーザ発振装置は、循環経路２０１内にレーザガスを供給する供給手段２１１と、循環経路２０１からその外部へレーザガスを排出する排出手段２１２とを更に備えている。この様なレーザ発振装置において、従来から、循環経路２０１内のレーザガスの圧力が所定水準に保たれる様に、供給手段２１１及び排出手段２１２によるレーザガスの供給及び排出がそれぞれ制御されている。これにより、レーザ光が安定して出力されることになる。

レーザ発振装置を備えるレーザ加工機において、溶接や切断等の加工作業を実行する場合、レーザ発振装置からレーザ光が出力されると共に、このレーザ光が加工対象に照射される。レーザ加工機においては、加工作業が一時的に中断された場合でも、加工作業を再開する際には、即座に、安定したレーザ光を出力させたいという要望がある。この様な要望を可能するべく、加工作業の中断時であっても、循環経路２０１内のレーザガスの圧力が所定水準に保たれる様に、供給手段２１１及び排出手段２１２によるレーザガスの供給及び排出をそれぞれ制御することが考えられる。しかし、中断時間が長期化した場合、レーザガスの圧力を所定水準に保つためだけに、多くのレーザガスが消費され、且つ供給手段２１１及び排出手段２１２を駆動させるための多くの電力が消費されることになる。

そこで、加工作業が一時的に中断されたとき、レーザ発振装置の動作状態（モード）を稼動モードからスタンバイモードへ切り替えることにより、送風手段２０５によるレーザガスの循環、供給手段２１１によるレーザガスの供給、及び排出手段２１２によるレーザガスの排出を全て停止させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、加工作業の中断時に消費される電力が低減されることになる。尚、この技術は、レーザガスの供給及び排出を一時的に停止させた場合でも、循環経路２０１内のレーザガスの圧力が所定水準に保たれることを期待している。

特開２００２−２９９７３０号公報

しかしながら、循環経路２０１をその外部から完全に遮断することは、事実上、困難である。従って、レーザガスの供給及び排出を一時的に停止させた場合、循環経路２０１内には外部から空気が侵入し、その結果、循環経路２０１内のレーザガスの圧力は上昇してしまう。このため、加工作業が再開された際、レーザ光の出力が不安定になる虞がある。特に、循環経路２０１内に侵入した空気に含まれる湿気がレーザ光の出力に悪影響を及ぼすことが、本発明者らによって確認されている。

そこで本発明の目的は、スタンバイモード時においてレーザガス及び電力の無駄が少なく、且つ、スタンバイモードから稼動モードへ復帰した直後であってもレーザ光の安定した出力が可能なレーザ発振装置及びレーザ加工機を提供することである。

本発明に係るレーザ発振装置は、レーザガスが循環する循環経路と、循環経路内にてレーザガスを励起させる励起手段と、循環経路内にレーザガスを供給する供給手段と、循環経路からその外部へレーザガスを排出する排出手段と、循環経路内でのレーザガスの圧力を検出する圧力検出手段と、循環経路の外部の湿度を検出する湿度検出手段と、制御手段とを備えている。制御手段は、励起手段、供給手段、及び排出手段を制御する。具体的には、制御手段は、レーザガスの励起、供給、及び排出の全てを停止させた後、圧力検出手段により検出される圧力が、湿度検出手段により検出される湿度に応じて変化する閾値以上になった場合、レーザガスの供給を停止させたまま、排出手段にレーザガスの排出を再開させる。

本発明に係るレーザ加工機は、上記レーザ発振装置と、加工対象が載せられる加工テーブルと、レーザ発振装置から出力されるレーザ光を集めて加工対象に照射する集光手段と、加工テーブル及び集光手段の少なくとも何れか一方を移動させる駆動手段と、レーザ発振装置及び駆動手段を制御する加工制御手段とを備えている。

本発明に係るレーザ発振装置及びレーザ加工機によれば、スタンバイモード時においてレーザガス及び電力の無駄が少なく、且つ、スタンバイモードから稼動モードへ復帰した直後であってもレーザ光の安定した出力が可能である。

本発明の実施形態に係るレーザ発振装置を示した概念図である。 本実施形態のレーザ発振装置を概念的に示したブロック図である。 循環経路の外部の湿度とレーザガスの圧力の閾値との関係を示した図である。 モード切替制御を示したフローチャートである。 （ａ）本実施形態のレーザ発振装置の制御によって生じるレーザガスの圧力変化を示したタイムチャート、並びに（ｂ）供給手段、（ｃ）排出手段、（ｄ）送風手段、（ｅ）高電圧電源の切替えタイミングをそれぞれ示したタイムチャートである。 スタンバイモードへの切替え制御を示したフローチャートである。 スタンバイモード時の制御を示したフローチャートである。 稼動モードへの切替え制御を示したフローチャートである。 本実施形態のレーザ発振装置を備えたレーザ加工機を示した概念図である。 （ａ）第１変形例に係るレーザ発振装置の制御によって生じるレーザガスの圧力変化を示したタイムチャート、並びに（ｂ）供給手段、（ｃ）排出手段、（ｄ）送風手段、（ｅ）高電圧電源の切替えタイミングをそれぞれ示したタイムチャートである。 第１変形例でのスタンバイモード時の制御を示したフローチャートである。 第１変形例での稼動モードへの切替え制御を示したフローチャートである。 （ａ）第２変形例に係るレーザ発振装置の制御によって生じるレーザガスの圧力変化を示したタイムチャート、並びに（ｂ）供給手段、（ｃ）排出手段、（ｄ）送風手段、（ｅ）高電圧電源の切替えタイミングをそれぞれ示したタイムチャートである。 第２変形例でのスタンバイモード時の制御を示したフローチャートである。 従来のレーザ発振装置を示した概念図である。

レーザ発振装置において、循環経路内に外部から空気が侵入すると、循環経路内に侵入した空気に含まれる湿気がレーザ光の出力に悪影響を及ぼし得る。一方、本発明者らは、循環経路内のレーザガスの圧力について、循環経路内に空気が侵入した場合でもレーザ光の安定した出力が可能な圧力範囲が存在することを見出した。更に、本発明者らは、その圧力範囲の上限値（以下、「閾値」と称す。）が循環経路の外部の湿度に応じて変化することを、実験により見出した（図３参照）。そして、本発明は、その様な湿度と閾値との関係を利用して成されたものである。尚、図３には、５つの異なる湿度Ｈ（ｎ）（ｎ＝１〜５）と、これらの湿度Ｈ（ｎ）にそれぞれ対応する閾値Ｐｔ（ｎ）とが示されている。レーザガスの圧力の上昇幅が同じであっても、湿度が高い程、循環経路内に侵入する水分量は多くなる。従って、図３に示す様に、湿度Ｈが高い程、閾値Ｐｔは小さくなる。

先ず、本発明に係るレーザ発振装置及びレーザ加工機について説明する。
本発明に係るレーザ発振装置は、レーザガスが循環する循環経路と、循環経路内にてレーザガスを励起させる励起手段と、循環経路内にレーザガスを供給する供給手段と、循環経路からその外部へレーザガスを排出する排出手段と、循環経路内でのレーザガスの圧力を検出する圧力検出手段と、循環経路の外部の湿度を検出する湿度検出手段と、制御手段とを備えている。制御手段は、励起手段、供給手段、及び排出手段を制御する。具体的には、制御手段は、レーザガスの励起、供給、及び排出の全てを停止させた後、圧力検出手段により検出される圧力が、湿度検出手段により検出される湿度に応じて変化する閾値以上になった場合、第１制御として、レーザガスの供給を停止させたまま、排出手段にレーザガスの排出を再開させる。

上記第１制御によれば、レーザガスの排出に伴って、循環経路内でのレーザガスの圧力が低下すると共に、循環経路内の水分が除去される。このため、スタンバイモード時において、循環経路内は、水分が少ない状態に維持される。よって、稼動モードへ復帰した直後であってもレーザ光の安定した出力が可能である。又、スタンバイモード時において循環経路内でのレーザガスの圧力が所定水準に保たれる様に、常時、レーザガスの供給及び排出が実行される従来のレーザ発振装置に比べて、スタンバイモード時に消費されるレーザガス及び電力の量が少なくなる。よって、スタンバイモード時でのレーザガス及び電力の無駄が少なくなる。

上記レーザ発振装置の好ましい第１の具体的構成において、制御手段は、第１制御の実行により、圧力検出手段によって検出される圧力が第１所定圧力以下になった場合、第２制御として、排出手段にレーザガスの排出を継続させつつ、供給手段にレーザガスの供給を再開させると共に、圧力検出手段によって検出される圧力が上昇する様に、供給手段及び排出手段にレーザガスの供給量及び排出量をそれぞれ調整させる。更に、制御手段は、第２制御の実行により、圧力検出手段によって検出される圧力が第２所定圧力以上になった場合、第３制御として、レーザガスの供給及び排出を再び停止させる。

第１制御に加えて第２制御及び第３制御を実行することにより、循環経路内のレーザガスの圧力が閾値以上となる毎に循環経路内のレーザガスが入れ替えられる。このため、スタンバイモード時において、循環経路内は、水分が少ない状態に維持される。この様なレーザガスの入替えにより循環経路内の水分を十分に除去するためには、第１所定圧力は、所定水準の圧力の１／１０以下に設定されることが好ましい。

上記レーザ発振装置において、制御手段は、励起手段にレーザガスの励起を実行させるとき、圧力検出手段によって検出される圧力が所定水準に保たれる様に、供給手段及び排出手段によるレーザガスの供給及び排出をそれぞれ制御することが可能である。この様なレーザ発振装置において、第２所定圧力は、所定水準の圧力と略同一の値に設定されていることが好ましい。

稼動モードにおいて、循環経路内のレーザガスの圧力が所定水準の圧力に保たれることにより、レーザガスの安定した出力が可能となる。そして、第２所定圧力が、所定水準の圧力と略同一の値に設定されることにより、スタンバイモード時において、循環経路内のレーザガスの圧力が所定水準の圧力から大きくずれることがなくなる。よって、スタンバイモードから稼動モードへ短時間で復帰することが可能である。

上記レーザ発振装置の好ましい第２の具体的構成において、制御手段は、第１制御の実行により、圧力検出手段によって検出される圧力が第１所定圧力以下になった場合、第２制御として、レーザガスの排出を再び停止させる。この制御により、循環経路内が、レーザガスの圧力が閾値より低い状態に維持されることになる。又、スタンバイモード時において、常時、レーザガスの供給及び排出が実行される従来のレーザ発振装置に比べて、スタンバイモード時に消費されるレーザガス及び電力の量が少なくなる。よって、スタンバイモード時でのレーザガス及び電力の無駄が少なくなる。

上記第２の具体的構成において、制御手段は、励起手段にレーザガスの励起を再開させる前に、次の様に制御することが好ましい。具体的には、制御手段は、第３制御として、レーザガスの供給を停止させたまま、レーザガスの排出を再開させる。更に、制御手段は、第３制御の実行により、圧力検出手段によって検出される圧力が第２所定圧力以下になった場合、第４制御として、排出手段にレーザガスの排出を継続させつつ、供給手段にレーザガスの供給を再開させると共に、圧力検出手段によって検出される圧力が所定水準となる様に、供給手段及び排出手段にレーザガスの供給量及び排出量をそれぞれ調整させる。

第３制御及び第４制御を実行することにより、スタンバイモードから稼動モードへの切替え時に、循環経路内のレーザガスが入れ替えられる。このため、稼動モードへ復帰する直前に、循環経路内の水分が除去される。よって、稼動モードへ復帰した直後であってもレーザ光の安定した出力が可能である。この様なレーザガスの入替えにより循環経路内の水分を十分に除去するためには、第２所定圧力は、所定水準の圧力の１／１０以下に設定されることが好ましい。

本発明に係るレーザ加工機は、上記レーザ発振装置と、加工対象が載せられる加工テーブルと、レーザ発振装置から出力されるレーザ光を集めて加工対象に照射する集光手段と、加工テーブル及び集光手段の少なくとも何れか一方を移動させる駆動手段と、レーザ発振装置及び駆動手段を制御する加工制御手段とを備えている。

上記レーザ加工機においては、レーザ発振装置からのレーザ光の出力が安定するので、集光手段からのレーザ光の出力も安定し易い。よって、加工対象に対して精度の高い加工が可能である。

次に、本発明の実施形態について、図面に沿って具体的に説明する。
［１］レーザ発振装置の構成
図１は、本発明の実施形態に係るレーザ発振装置を示した概念図である。又、図２は、本実施形態のレーザ発振装置を概念的に示したブロック図である。図１に示す様に、レーザ発振装置は、レーザガスが循環する循環経路１と、送風手段２と、励起手段３と、全反射鏡４と、部分反射鏡５と、供給手段６と、排出手段７と、制御手段８と、圧力検出手段９と、湿度検出手段１０とを備えている。レーザガスには、二酸化炭素やヘリウム等のガス、又はこれらの混合ガスが用いられる。尚、レーザガスには、これらのガスに限らず、光の誘導放出が可能な様々なガスを用いることが出来る。

循環経路１は、その一部が放電管１１により構成されている。送風手段２は、循環経路１に沿ってレーザガスを循環させる手段であり、循環経路１に設けられている。送風手段２は、例えば、循環経路１内に配置された回転翼と、回転翼を回転させる駆動部とから構成される。送風手段２の下流側ではレーザガスが圧縮され、これに伴ってレーザガスの温度が上昇する。そこで、このレーザガスを冷却するべく、本実施形態においては、送風手段２の下流側に熱交換器１２が設けられている。

励起手段３は、循環経路１内にてレーザガスを励起させる手段であり、アノード電極３１と、カソード電極３２と、これらの間に接続された高電圧電源３３とから構成されている。アノード電極３１及びカソード電極３２は、放電管１１に設けられている。励起手段３は、高電圧電源３３によってアノード電極３１とカソード電極３２との間に高電圧を印加することにより、放電管１１内に放電を生じさせることが出来る。そして、放電管１１内に生じた放電により、レーザガスが励起される。放電管１１内では、放電によりレーザガスの温度が上昇し、温度の高いレーザガスが放電管１１の下流側へ流れる。そこで、このレーザガスを冷却するべく、本実施形態においては、放電管１１の下流側に熱交換器１３が設けられている。

全反射鏡４及び部分反射鏡５は、これらの反射面でレーザ光が反射されることにより、レーザ光が放電管１１内を繰り返し通過することとなる様に、反射面を互いに対向させた状態で放電管１１の両側に配置されている。レーザガスが励起された状態で、レーザ光が放電管１１内を繰り返し通過することにより、レーザ光が効率良く増幅されることになる。そして、増幅されたレーザ光の一部が部分反射鏡５を透過することにより、レーザ発振装置からレーザ光が出力される。

供給手段６は、循環経路１内にレーザガスを供給する手段であり、レーザガスの供給源６１と、流量調整手段６２と、電磁弁６３とから構成されている。供給源６１は、例えばレーザガスが封入されたボンベであり、配管１４により循環経路１に接続されている。そして、この配管１４に対して、流量調整手段６２及び電磁弁６３が設けられている。よって、供給手段６によれば、流量調整手段６２によってレーザガスの流量を調整すると共に、電磁弁６３の開閉時間を調整することにより、循環経路１へのレーザガスの供給量を調整することが出来る。尚、流量調整手段６２には、例えば、レーザガスの流量が所望の流量となる様に設計された形状を持ったオリフィスを用いることが出来る。

排出手段７は、循環経路１から外部へレーザガスを排出する手段であり、真空ポンプ等の排気装置７１と、流量調整手段７２と、第１電磁弁７３と、第２電磁弁７４とから構成されている。排気装置７１は、配管１５により循環経路１に接続されており、この配管１５に対して、流量調整手段７２及び第１電磁弁７３が設けられている。更に、配管１５には、流量調整手段７２及び第１電磁弁７３を迂回する別の配管１６が接続されており、この配管１６に対して第２電磁弁７４が設けられている。よって、排出手段７によれば、第１電磁弁７３を開き且つ第２電磁弁７４を閉じた状態で、流量調整手段７２によってレーザガスの流量を調整することにより、外部へのレーザガスの排出量を調整することが出来る。尚、流量調整手段７２には、例えば、レーザガスの流量が所望の流量となる様に設計された形状を持ったオリフィスを用いることが出来る。一方、第１電磁弁７３を閉じ、第２電磁弁７４を開くことにより、循環経路１の外部へレーザガスを大量に排出することが可能となる。

圧力検出手段９は、循環経路１内でのレーザガスの圧力Ｐを検出する手段である。圧力検出手段９には、例えば半導体歪みゲージ式圧力センサを用いることが出来る。湿度検出手段１０は、湿度Ｈを検出する手段であり、循環経路１の外部に配置されている。湿度検出手段１０には、例えば静電容量式湿度センサを用いることが出来る。

図１には、レーザ発振装置の他に、後述するレーザ加工機（図９参照）が備える記憶手段１１１と、発振指令スイッチ１１２と、モード切替制御手段１１３とが示されている。記憶手段１１１、発振指令スイッチ１１２、及びモード切替制御手段１１３は、例えば、レーザ加工機の加工制御手段１０４に含まれている。記憶手段１１１は、様々な情報を記憶させるための手段である。発振指令スイッチ１１２は、そのオン／オフの切替えにより、レーザ光の発振及びその停止を選択的に指令する。モード切替制御手段１１３は、発振指令スイッチ１１２のオン／オフに基づいて、レーザ発振装置に対して動作状態（モード）の切替えを指令する。尚、記憶手段１１１、発振指令スイッチ１１２、及びモード切替制御手段１１３は、それらの少なくとも何れか１つがレーザ発振装置に設けられていてもよい。

本実施形態のレーザ発振装置は、その動作状態（モード）として、稼動モードとスタンバイモードとを有している。そして、レーザ発振装置の動作状態（モード）は、モード切替制御手段１１３からの切替え指令に基づいて、稼動モード又はスタンバイモードに選択的に設定される。ここで、稼動モードは、発振指令スイッチ１１２のオンにより即座にレーザ光が出力される様に、高電圧電源３３のスイッチがオンに設定されており、且つ、循環経路１内のレーザガスの圧力Ｐが所定水準に保たれる様に、供給手段６及び排出手段７によるレーザガスの供給及び排出がそれぞれ制御された状態である。又、稼動モードでは、送風手段２の送風によりレーザガスが循環している。これに対し、スタンバイモードは、高電圧電源３３のスイッチがオフに設定されており、且つ、送風手段２による送風が停止した状態である。本実施形態においては、少なくとも稼動モードからスタンバイモードへ切り替わった初期の段階において、供給手段６及び排出手段７によるレーザガスの供給及び排出は何れも停止している。

図２に示す様に、モード切替制御手段１１３は、モード切替判定手段１１４と、モード切替指令手段１１５とを含んでいる。モード切替判定手段１１４は、発振指令スイッチ１１２のオン／オフに基づいて、レーザ発振装置に設定されているモードを切り替える必要があるか否かを判定する。具体的には、スタンバイモード時に発振指令スイッチ１１２がオンに設定された場合、モード切替判定手段１１４は、モードの切替えが必要であると判定する。又、稼動モード時に発振指令スイッチ１１２がオフに設定された場合であって、発振指令スイッチ１１２がオフに設定された時点から所定時間Ｔ０が経過した場合、モード切替判定手段１１４は、モードの切替えが必要であると判定する。一方、稼動モード時に発振指令スイッチ１１２がオフに設定された場合であっても、所定時間Ｔ０が経過する前に発振指令スイッチ１１２がオンに設定された場合、モード切替判定手段１１４は、モードの切替えが不要であると判定する。そして、モード切替判定手段１１４によりモードの切替えが必要であると判定された場合、モード切替指令手段１１５が、レーザ発振装置（具体的には、制御手段８）に対してモードの切替えを指令する。

制御手段８は、供給手段６、排出手段７、送風手段２、及び励起手段３を制御する手段である。図２に示す様に、制御手段８は、閾値導出手段８１と、比較判定手段８２と、動作指令手段８３とを含んでいる。

閾値導出手段８１は、図３に示される湿度Ｈと閾値Ｐｔとの関係を利用して、湿度検出手段１０により検出される湿度Ｈから、その湿度Ｈに応じた閾値Ｐｔを導き出す。図３に示される湿度Ｈと閾値Ｐｔとの関係として、例えば、湿度Ｈのデータと閾値Ｐｔのデータとが関連付けられたテーブルが、記憶手段１１１に記憶された状態で用いられる。具体的には、閾値導出手段８１は、記憶手段１１１に記憶されているテーブルを参照しながら、湿度検出手段１０によって検出された湿度Ｈから、その湿度Ｈに対応する閾値Ｐｔを導き出す。

比較判定手段８２は、圧力検出手段９により検出される圧力Ｐと、閾値導出手段８１により導出された閾値Ｐｔとを比較することにより、圧力Ｐが閾値Ｐｔ以上であるか否かを判定する。

記憶手段１１１には、テーブルの他に、稼動モード時において循環経路１内で維持されるべきレーザガスの圧力（所定水準の圧力Ｐ０）が記憶されている。ここで、所定水準の圧力Ｐ０は、レーザ光の安定した出力が可能な圧力である。尚、所定水準の圧力Ｐ０は、レーザ光の安定した出力が可能な圧力範囲内で、ある程度の許容幅を持つ様に設定されてもよい。又、記憶手段１１１には、所定水準の圧力Ｐ０と略同一の値に設定された所定圧力Ｐ２が記憶されている。更に、記憶手段１１１には、所定圧力Ｐ２より低いレーザガスの圧力として、所定圧力Ｐ１が記憶されている。尚、所定圧力Ｐ１及びＰ２の詳細については、後述の説明により明らかとなる。

比較判定手段８２は、上記判定とは別に、圧力検出手段９により検出される圧力Ｐと、記憶手段１１１に記憶された所定圧力Ｐ１とを比較することにより、圧力Ｐが所定圧力Ｐ１以下であるか否かを判定することが出来る。更に、比較判定手段８２は、圧力検出手段９により検出される圧力Ｐと、記憶手段１１１に記憶された所定圧力Ｐ２とを比較することにより、圧力Ｐが所定圧力Ｐ２以上であるか否かの判定と、圧力Ｐが所定圧力Ｐ２以下であるか否かの判定とを選択的に実行することが出来る。

動作指令手段８３は、モード切替制御手段１１３からの切替え指令と、比較判定手段８２の判定結果とに基づいて、供給手段６、排出手段７、送風手段２、及び励起手段３を制御する。

［２］モード切替制御
次に、モード切替制御手段１１３が実行する具体的な制御について、図面に沿って説明する。図４は、モード切替制御手段１１３が実行する制御（モード切替制御）を示したフローチャートである。このフローチャートは、レーザ発振装置の動作状態（モード）が稼動モードであって、且つ発振指令スイッチ１１２がオンに設定された状況での制御を特に示したものである。

先ず、ステップＳ１１において、発振指令スイッチ１１２がオフに設定されたか否かが、モード切替判定手段１１４により判定される。ステップＳ１１の判定は、ステップＳ１１にて「Ｙｅｓ」と判定される迄、繰り返し実行される。そして、ステップＳ１１にて「Ｙｅｓ」と判定された場合、ステップＳ１２が実行される。

ステップＳ１２では、発振指令スイッチ１１２がオフに設定された時点から所定時間Ｔ０が経過したか否かが、モード切替判定手段１１４により判定される。具体的には、モード切替判定手段１１４は、発振指令スイッチ１１２がオフに設定された時点からの経過時間Ｔを計測し、その経過時間Ｔが所定時間Ｔ０に達したか否かを判定する。より具体的には、所定時間Ｔ０は記憶手段１１１に記憶されており、モード切替判定手段１１４は、所定時間Ｔ０を参照することによって判定を行う。尚、経過時間Ｔの計測は、モード切替判定手段１１４とは別に設けられた計測手段が行ってもよい。

ステップＳ１２にて「Ｙｅｓ」と判定された場合、ステップＳ１３が実行される。ステップＳ１３では、モード切替指令手段１１５により、制御手段８に対してモードの切替えが指令される。一方、ステップＳ１２にて「Ｎｏ」と判定された場合、ステップＳ１４が実行される。

ステップＳ１４では、発振指令スイッチ１１２がオンに設定された否かが、モード切替判定手段１１４により判定される。ステップＳ１４にて「Ｙｅｓ」と判定された場合、モードの切替えが不要であるので、モード切替制御が一旦終了し、その後、モード切替制御が再び開始される。尚、ステップＳ１４にて「Ｙｅｓ」と判定された場合、モード切替制御を終了させずにステップＳ１１へ戻る制御が行われてもよい。一方、ステップＳ１４にて「Ｎｏ」と判定された場合、ステップＳ１２が再び実行される。そして、ステップＳ１２にて「Ｙｅｓ」と判定されるか、又はステップＳ１４にて「Ｙｅｓ」と判定される迄、ステップＳ１２及びＳ１４の判定が繰り返し実行される。

上述したモード切替制御によれば、発振指令スイッチ１１２がオフに設定された時点から所定時間Ｔ０が経過する前に、発振指令スイッチ１１２がオンに設定されると、レーザ発振装置の動作状態（モード）は稼動モードに維持される。一方、発振指令スイッチ１１２がオフに設定された時点から、発振指令スイッチ１１２がオフに設定されることなく所定時間Ｔ０が経過すると、モード切替指令手段１１５からモードの切替えが指令される。その結果、レーザ発振装置において、その動作状態（モード）をスタンバイモードへ切り替えるための制御（以下、「スタンバイモードへの切替え制御」と称す。）が実行されることになる。尚、この切替え制御の詳細については後述する。

［３］制御手段による制御
次に、制御手段８が実行する具体的な制御について、図面に沿って説明する。図５（ａ）は、この制御によって生じるレーザガスの圧力変化を示したタイムチャートであり、図５（ｂ）〜（ｅ）は、供給手段６、排出手段７、送風手段２、及び高電圧電源３３の切替えタイミングをそれぞれ示したタイムチャートである。これらタイムチャートを参照しながら、具体的な制御について説明する。

＜稼動モード時の制御＞
稼動モード時においては、循環経路１内のレーザガスの圧力Ｐが所定水準の圧力Ｐ０に保たれる様に、制御手段８（具体的には動作指令手段８３）が、供給手段６及び排出手段７によるレーザガスの供給及び排出をそれぞれ制御する。そして、発振指令スイッチ１１２がオンに設定された場合、励起手段３によるレーザガスの励起が実行され、これによりレーザ光が出力される。レーザガスの圧力Ｐを所定水準の圧力Ｐ０に保つためには、レーザガスの供給及び排出が連続的に実行されてもよいし、レーザガスの供給及び排出の少なくとも何れか一方が断続的に実行されてもよい。

稼動モード時において、モード切替制御手段１１３からモードの切替えが指令された場合（図５（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ１のとき）、制御手段８は、稼動モードからスタンバイモードへの切替え制御を実行する。

＜スタンバイモードへの切替え制御＞
図６は、スタンバイモードへの切替え制御を示したフローチャートである。先ず、ステップＳ２１において、動作指令手段８３から励起手段３への指令により、高電圧電源３３のスイッチがオフに設定される（図５（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ２のとき）。次に、ステップＳ２２において、動作指令手段８３が、送風手段２に送風を停止させる（図５（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ３のとき）。その後、ステップＳ２３において、動作指令手段８３が、供給手段６及び排出手段７にレーザガスの供給及び排出をそれぞれ停止させる（図５（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ４のとき）。この様な切替え制御により、レーザ発振装置の動作状態（モード）が、稼動モードからスタンバイモードへ切り替わる。

＜スタンバイモード時の制御＞
図５（ａ）に示す様に、稼動モードからスタンバイモードに切り替わった直後から、循環経路１内に外部から空気が侵入し、循環経路１内のレーザガスの圧力Ｐが上昇し始める。そして、本発明者らにより、圧力Ｐが閾値Ｐｔ以上となった場合、循環経路１内に多くの水分が侵入したことになり、その様な状態のままではレーザ光の出力が不安定になることが確認されている。そこで、本実施形態においては、圧力Ｐが閾値Ｐｔ以上となった場合、循環経路１内の水分を除去するために、循環経路１内のレーザガスを入れ替えるための制御が実行される。具体的には、以下の様に制御される。

図７は、スタンバイモード時に制御手段８が実行する制御を示したフローチャートである。先ずステップＳ３１において、循環経路１内でのレーザガスの圧力Ｐが監視される。具体的には、圧力検出手段９により検出される圧力Ｐが、閾値導出手段８１により導出された閾値Ｐｔ以上であるか否かが、比較判定手段８２により判定される。ステップＳ３１にて「Ｙｅｓ」と判定された場合（図５（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ５のとき）、ステップＳ３２が実行される。ステップＳ３２では、動作指令手段８３が、レーザガスの供給を停止させたまま、排出手段７にレーザガスの排出を開始させる。

次にステップＳ３３において、圧力検出手段９により検出される圧力Ｐが、所定圧力Ｐ１以下であるか否かが、比較判定手段８２により判定される。具体的には、所定圧力Ｐ１は、記憶手段１１１に記憶されており、比較判定手段８２は、所定圧力Ｐ１を参照することによって判定を行う。ここで、所定圧力Ｐ１は、循環経路１内のレーザガスの圧力Ｐを低下させたときに、循環経路１内の水分が十分に除去されることとなる圧力である。この様な圧力として、所定圧力Ｐ１は、稼動モード時において維持されるべき所定水準の圧力Ｐ０の１／１０以下に設定されることが特に好ましい。

ステップＳ３３の判定は、ステップＳ３３にて「Ｙｅｓ」と判定される迄、繰り返し実行される。そして、ステップＳ３３にて「Ｙｅｓ」と判定された場合（図５（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ６のとき）、ステップＳ３４が実行される。ステップＳ３４では、動作指令手段８３が、排出手段７にレーザガスの排出を継続させつつ、供給手段６にレーザガスの供給を開始させる。又、動作指令手段８３は、圧力検出手段９によって検出される圧力Ｐが上昇する様に、供給手段６及び排出手段７にレーザガスの供給量及び排出量をそれぞれ調整させる。

次に、ステップＳ３５において、圧力検出手段９により検出される圧力Ｐが、所定圧力Ｐ２以上であるか否かが、比較判定手段８２により判定される。具体的には、所定圧力Ｐ２は、記憶手段１１１に記憶されており、比較判定手段８２は、所定圧力Ｐ２を参照することによって判定を行う。本実施形態では、所定圧力Ｐ２は、所定水準の圧力Ｐ０と略同一の値に設定されている。尚、これに限らず、所定圧力Ｐ２は、所定水準の圧力Ｐ０とは異なる様々な値に設定されてもよい。但し、所定圧力Ｐ２は、所定水準の圧力Ｐ０以下の値に設定されることが好ましい。

ステップＳ３５の判定は、ステップＳ３５にて「Ｙｅｓ」と判定される迄、繰り返し実行される。そして、ステップＳ３５にて「Ｙｅｓ」と判定された場合（図５（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ７のとき）、ステップＳ３６が実行される。ステップＳ３６では、動作指令手段８３が、再び供給手段６及び排出手段７にレーザガスの供給及び排出をそれぞれ停止させる。これにより、循環経路１内のレーザガスの入替えが完了する。その後、再びステップＳ３１に戻って、循環経路１内でのレーザガスの圧力Ｐが監視される。

ステップＳ３１にて「Ｎｏ」と判定された場合、ステップＳ４０が実行される。ステップＳ４０では、モード切替制御手段１１３からモードの切替えが指令されたか否かが、制御手段８により判定される。ステップＳ４０にて「Ｎｏ」と判定された場合、ステップＳ３１が再び実行される。そして、ステップＳ３１にて「Ｙｅｓ」と判定されるか、又はステップＳ４０にて「Ｙｅｓ」と判定される迄、ステップＳ３１及びＳ４０の判定が繰り返し実行される。そして、ステップＳ４０にて「Ｙｅｓ」と判定された場合（図５（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ８のとき）、レーザ発振装置の動作状態（モード）を稼動モードへ切り替えるための制御（以下、「稼動モードへの切替え制御」と称す。）が実行される。尚、この切替え制御の詳細については後述する。

上述したスタンバイモード時の制御によれば、圧力Ｐが閾値Ｐｔ以上となる毎に循環経路１内のレーザガスが入れ替えられる。このため、スタンバイモード時において、循環経路１内は、水分が少ない状態に維持される。よって、スタンバイモードから稼動モードへ短時間で復帰することが可能であると共に、稼動モードへ復帰した直後であってもレーザ光の安定した出力が可能である。又、スタンバイモード時において循環経路１内でのレーザガスの圧力Ｐが所定水準に保たれる様に、常時、レーザガスの供給及び排出が実行される従来のレーザ発振装置に比べて、スタンバイモード時に消費されるレーザガス及び電力の量が少なくなる。よって、スタンバイモード時でのレーザガス及び電力の無駄が少なくなる。

＜稼動モードへの切替え制御＞
稼動モードからスタンバイモードに切り替わった後、又はレーザガスが入れ替えられた後、圧力Ｐが閾値Ｐｔに達する迄であれば、循環経路１内に侵入する総水分量は少ない。従って、稼動モードへの切替え制御では、循環経路１内のレーザガスを入れ替える必要がなく、循環経路１内でのレーザガスの圧力Ｐを、所定圧力Ｐ２（又は所定水準の圧力Ｐ０）からの上昇分だけ低下させればよい。

図８は、稼動モードへの切替え制御を示したフローチャートである。先ず、ステップＳ４１において、動作指令手段８３が、排出手段７にレーザガスの排出を開始させる（図５（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ９のとき）。次に、ステップＳ４２において、圧力検出手段９により検出される圧力Ｐが、所定圧力Ｐ２以下であるか否かが、比較判定手段８２により判定される。尚、ステップＳ４２では、圧力Ｐが所定水準の圧力Ｐ０以下であるか否かが判定されてもよい。ステップＳ４２の判定は、ステップＳ４２にて「Ｙｅｓ」と判定される迄、繰り返し実行される。そして、ステップＳ４２にて「Ｙｅｓ」と判定された場合（図５（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ１０のとき）、ステップＳ４３が実行される。ステップＳ４３では、動作指令手段８３が、排出手段７にレーザガスの排出を継続させつつ、供給手段６にレーザガスの供給を開始させる。

続いて、ステップＳ４４において、動作指令手段８３が、送風手段２に送風を開始させる（図５（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ１１のとき）。次に、ステップＳ４５において、循環経路１内でのレーザガスの圧力Ｐが制御される。具体的には、動作指令手段８３が、循環経路１内でのレーザガスの圧力Ｐが所定水準の圧力Ｐ０に保たれる様に、供給手段６及び排出手段７にレーザガスの供給量及び排出量をそれぞれ調整させる。このとき、レーザガスの供給及び排出の少なくとも何れか一方が断続的に実行されてもよい。

その後、ステップＳ４６において、動作指令手段８３から励起手段３への指令により、高電圧電源３３のスイッチがオンに設定される（図５（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ１２のとき）。この様な切替え制御により、レーザ発振装置の動作状態（モード）が、スタンバイモードから稼動モードへ切り替わる。

［４］レーザ加工機の構成
図９は、本実施形態のレーザ発振装置を備えたレーザ加工機を示した概念図である。図９に示す様に、レーザ加工機は、レーザ発振装置１００と、加工対象１０６が載せられる加工テーブル１０１と、集光手段１０２と、駆動手段１０３と、加工制御手段１０４とを備えている。レーザ発振装置１００から出力されるレーザ光は、レーザ光路１０５を通って集光手段１０２へ伝送される。集光手段１０２は、折返し鏡等を有しており、レーザ発振装置１００から伝送されるレーザ光を集めると共に、集めたレーザ光を加工テーブル１０１上の加工対象１０６へ照射する。駆動手段１０３は、加工テーブル１０１及び集光手段１０２の少なくとも何れか一方を移動させるための手段である。加工制御手段１０４は、レーザ発振装置１００及び駆動手段１０３を制御するための手段である。尚、加工制御手段１０４が実行する制御方式として、例えば数値制御が用いられる。

本実施形態のレーザ加工機においては、レーザ発振装置１００からのレーザ光の出力が安定するので、集光手段１０２からのレーザ光の出力も安定し易い。よって、加工対象１０６に対して精度の高い加工が可能である。

［５］変形例
次に、上述したレーザ発振装置の変形例について説明する。尚、変形例に係るレーザ発振装置の構成は、上述したレーザ発振装置の構成（図１及び図２参照）と同じであるので、説明を省略する。以下では、特にスタンバイモード時の制御及び稼動モードへの切替え制御について、図面に沿って説明する。その他の制御については、上述した通りであるので、説明を省略する。

［５−１］第１変形例
図１０（ａ）は、第１変形例に係るレーザ発振装置の制御によって生じるレーザガスの圧力変化を示したタイムチャートであり、図１０（ｂ）〜（ｅ）は、供給手段６、排出手段７、送風手段２、及び高電圧電源３３の切替えタイミングをそれぞれ示したタイムチャートである。これらのタイムチャートを参照しながら、第１変形例での具体的な制御について説明する。

＜スタンバイモード時の制御＞
図１１は、スタンバイモード時に制御手段８が実行する制御を示したフローチャートである。先ずステップＳ５１において、循環経路１内でのレーザガスの圧力Ｐが監視される。具体的には、圧力検出手段９により検出される圧力Ｐが、閾値導出手段８１により導出された閾値Ｐｔ以上であるか否かが、比較判定手段８２により判定される。ステップＳ５１にて「Ｙｅｓ」と判定された場合（図１０（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ５のとき）、ステップＳ５２が実行される。ステップＳ５２では、動作指令手段８３が、レーザガスの供給を停止させたまま、排出手段７にレーザガスの排出を開始させる。

次にステップＳ５３において、圧力検出手段９により検出される圧力Ｐが、所定圧力Ｐ１以下であるか否かが、比較判定手段８２により判定される。具体的には、所定圧力Ｐ１は、記憶手段１１１に記憶されており、比較判定手段８２は、所定圧力Ｐ１を参照することによって判定を行う。ここで、所定圧力Ｐ１は、循環経路１内のレーザガスの圧力Ｐを低下させたときに、循環経路１内の水分が十分に除去されることとなる圧力である。この様な圧力として、所定圧力Ｐ１は、稼動モード時において維持されるべき所定水準の圧力Ｐ０の１／１０以下に設定されることが特に好ましい。

ステップＳ５３の判定は、ステップＳ５３にて「Ｙｅｓ」と判定される迄、繰り返し実行される。そして、ステップＳ５３にて「Ｙｅｓ」と判定された場合（図１０（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ１３のとき）、ステップＳ５４が実行される。ステップＳ５４では、動作指令手段８３が、排出手段７にレーザガスの排出を再び停止させる。

その後、モード切替制御手段１１３からモードの切替えが指令される迄、制御手段８は、レーザガスの供給及び排出を停止させた状態で待機する。具体的には、ステップＳ５５において、モード切替制御手段１１３からモードの切替えが指令されたか否かが、制御手段８により判定される。そして、ステップＳ５５にて「Ｙｅｓ」と判定される迄、ステップＳ５５の判定が繰り返し実行される。

ステップＳ５５にて「Ｙｅｓ」と判定された場合（図１０（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ１４のとき）、スタンバイモードから稼動モードへの切替え制御（Ａ）が実行される。尚、図１０（ａ）に示す様に、ステップＳ５４にてレーザガスの排出が停止された直後から、循環経路１内に外部から空気が侵入し、循環経路１内のレーザガスの圧力Ｐが上昇し始める。このため、稼動モードへの切替え制御（Ａ）が実行される迄の間に、時間ｔ１４からの経過時間の長さにもよるが、循環経路１内に多くの水分が侵入している虞がある。そこで、稼動モードへの切替え制御（Ａ）では、循環経路１内の水分を除去するために、循環経路１内のレーザガスを入れ替えるための制御が実行される。尚、この切替え制御（Ａ）の詳細については後述する。

ステップＳ５１にて「Ｎｏ」と判定された場合、ステップＳ６０が実行される。ステップＳ６０では、モード切替制御手段１１３からモードの切替えが指令されたか否かが、制御手段８により判定される。ステップＳ６０にて「Ｎｏ」と判定された場合、ステップＳ５１が再び実行される。そして、ステップＳ５１にて「Ｙｅｓ」と判定されるか、又はステップＳ６０にて「Ｙｅｓ」と判定される迄、ステップＳ５１及びＳ６０の判定が繰り返し実行される。そして、ステップＳ６０にて「Ｙｅｓ」と判定された場合、スタンバイモードから稼動モードへの切替え制御（Ｂ）が実行される。即ち、稼動モードからスタンバイモードに切り替わった後、圧力Ｐが閾値Ｐｔに一度も達することなく、モード切替制御手段１１３からモードの切替えが指令されたとき、切替え制御（Ｂ）が実行される。

ここで、稼動モードからスタンバイモードに切り替わった後、圧力Ｐが閾値Ｐｔに達する迄であれば、循環経路１内に侵入する総水分量は少ない。従って、稼動モードへの切替え制御（Ｂ）では、循環経路１内のレーザガスを入れ替える必要がなく、循環経路１内でのレーザガスの圧力Ｐを、所定水準の圧力Ｐ０からの上昇分だけ低下させればよい。よって、この切替え制御（Ｂ）では、図８に示される切替え制御と同じ制御が実行される。但し、ステップＳ４２では、圧力Ｐが所定水準の圧力Ｐ０以下であるか否かが判定される。

＜稼動モードへの切替え制御（Ａ）＞
図１２は、稼動モードへの切替え制御（Ａ）を示したフローチャートである。先ず、ステップＳ７１において、動作指令手段８３が、排出手段７にレーザガスの排出を開始させる（図１０（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ１５のとき）。次に、ステップＳ７２において、圧力検出手段９により検出される圧力Ｐが、所定圧力Ｐ１以下であるか否かが、比較判定手段８２により判定される。ステップＳ７２の判定は、ステップＳ７２にて「Ｙｅｓ」と判定される迄、繰り返し実行される。そして、ステップＳ７２にて「Ｙｅｓ」と判定された場合（図１０（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ１６のとき）、ステップＳ７３が実行される。ステップＳ７３では、動作指令手段８３が、排出手段７にレーザガスの排出を継続させつつ、供給手段６にレーザガスの供給を開始させる。又、動作指令手段８３は、圧力検出手段９によって検出される圧力Ｐが上昇する様に、供給手段６及び排出手段７にレーザガスの供給量及び排出量をそれぞれ調整させる。

続いて、ステップＳ７４において、圧力検出手段９により検出される圧力Ｐが、所定水準の圧力Ｐ０以上であるか否かが、比較判定手段８２により判定される。ステップＳ７４の判定は、ステップＳ７４にて「Ｙｅｓ」と判定される迄、繰り返し実行される。そして、ステップＳ７４にて「Ｙｅｓ」と判定された場合、ステップＳ７５が実行される。

ステップＳ７５では、動作指令手段８３が、送風手段２に送風を開始させる（図１０（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ１７のとき）。次に、ステップＳ７６において、循環経路１内でのレーザガスの圧力Ｐが制御される。具体的には、動作指令手段８３が、循環経路１内でのレーザガスの圧力Ｐが所定水準の圧力Ｐ０に保たれる様に、供給手段６及び排出手段７にレーザガスの供給量及び排出量をそれぞれ調整させる。このとき、レーザガスの供給及び排出の少なくとも何れか一方が断続的に実行されてもよい。

その後、ステップＳ７７において、動作指令手段８３から励起手段３への指令により、高電圧電源３３のスイッチがオンに設定される（図１０（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ１８のとき）。この様な切替え制御により、レーザ発振装置の動作状態（モード）が、スタンバイモードから稼動モードへ切り替わる。

第１変形例での制御によれば、スタンバイモード時において、循環経路１内が、レーザガスの圧力Ｐが十分に低い状態に維持される。そして、スタンバイモードから稼動モードへの切替え時に、循環経路１内のレーザガスが入れ替えられる。このため、稼動モードへ復帰する直前に、循環経路１内の水分が除去される。よって、稼動モードへ復帰した直後であってもレーザ光の安定した出力が可能である。又、上記実施形態に係るレーザ発振装置と同様、スタンバイモード時でのレーザガス及び電力の無駄が少なくなる。

［５−２］第２変形例
図１３（ａ）は、第２変形例に係るレーザ発振装置の制御によって生じるレーザガスの圧力変化を示したタイムチャートであり、図１３（ｂ）〜（ｅ）は、供給手段６、排出手段７、送風手段２、及び高電圧電源３３の切替えタイミングをそれぞれ示したタイムチャートである。これらのタイムチャートを参照しながら、第２変形例での具体的な制御について説明する。

＜スタンバイモード時の制御＞
図１４は、スタンバイモード時に制御手段８が実行する制御を示したフローチャートである。先ずステップＳ８１において、圧力検出手段９により検出される圧力Ｐが、閾値導出手段８１により導出された閾値Ｐｔ以上であるか否かが、比較判定手段８２により判定される。ステップＳ８１にて「Ｙｅｓ」と判定された場合（図１３（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ５のとき）、ステップＳ８２が実行される。ステップＳ８２では、動作指令手段８３が、レーザガスの供給を停止させたまま、排出手段７にレーザガスの排出を開始させる。

次にステップＳ８３において、圧力検出手段９により検出される圧力Ｐが、所定圧力Ｐ３以下であるか否かが、比較判定手段８２により判定される。具体的には、所定圧力Ｐ３は、記憶手段１１１に記憶されており、比較判定手段８２は、所定圧力Ｐ３を参照することによって判定を行う。本変形例では、所定圧力Ｐ３は、所定水準の圧力Ｐ０と略同一の値に設定されている。尚、これに限らず、所定圧力Ｐ３は、所定水準の圧力Ｐ０とは異なる様々な値に設定されてもよい。但し、所定圧力Ｐ３は、所定水準の圧力Ｐ０以下の値に設定されることが好ましい。

ステップＳ８３の判定は、ステップＳ８３にて「Ｙｅｓ」と判定される迄、繰り返し実行される。ステップＳ８３にて「Ｙｅｓ」と判定された場合（図１３（ａ）〜（ｅ）において、時間ｔ＝ｔ１９のとき）、ステップＳ８４が実行される。ステップＳ８４では、動作指令手段８３が、排出手段７にレーザガスの排出を再び停止させる。

続いて、ステップＳ８５〜Ｓ８７において、ステップＳ８１〜Ｓ８３と同じ制御が実行される。そして、ステップＳ８５にて「Ｙｅｓ」と判定され、且つステップＳ８７にて「Ｙｅｓ」と判定された場合、ステップＳ８４からの制御が再び実行される。この様にステップＳ８４〜Ｓ８７が実行されることにより、圧力Ｐが閾値Ｐｔ以上となる毎に、循環経路１内のレーザガスの圧力Ｐが所定圧力Ｐ３まで下げられる。

一方、ステップＳ８５にて「Ｎｏ」と判定された場合、ステップＳ９１が実行される。ステップＳ９１では、モード切替制御手段１１３からモードの切替えが指令されたか否かが、制御手段８により判定される。ステップＳ６０にて「Ｎｏ」と判定された場合、ステップＳ８５が再び実行される。そして、ステップＳ８５にて「Ｙｅｓ」と判定されるか、又はステップＳ９１にて「Ｙｅｓ」と判定される迄、ステップＳ８５及びＳ９１の判定が繰り返し実行される。そして、ステップＳ９１にて「Ｙｅｓ」と判定された場合、スタンバイモードから稼動モードへの切替え制御（Ａ）（図１２参照）が実行される。即ち、循環経路１内の水分を除去するために、循環経路１内のレーザガスを入れ替えるための制御が実行される。

又、ステップＳ８１にて「Ｎｏ」と判定された場合、ステップＳ９０が実行される。ステップＳ９０では、ステップＳ９１と同じ制御が実行される。そして、ステップＳ９０にて「Ｙｅｓ」と判定された場合、スタンバイモードから稼動モードへの切替え制御（Ｂ）（図８参照）が実行される。即ち、稼動モードからスタンバイモードに切り替わった後、圧力Ｐが閾値Ｐｔに一度も達することなく、モード切替制御手段１１３からモードの切替えが指令された場合、循環経路１内でのレーザガスの圧力Ｐが、所定水準の圧力Ｐ０からの上昇分だけ下げられる。

第２変形例での制御によれば、スタンバイモード時において、循環経路１内でのレーザガスの圧力Ｐが、所定圧力Ｐ３と閾値Ｐｔとの間に維持される。そして、スタンバイモードから稼動モードへの切替え時に、循環経路１内のレーザガスが入れ替えられる。このため、稼動モードへ復帰する直前に、循環経路１内の水分が除去される。よって、稼動モードへ復帰した直後であってもレーザ光の安定した出力が可能である。又、上記実施形態に係るレーザ発振装置と同様、スタンバイモード時でのレーザガス及び電力の無駄が少なくなる。

本発明に係るレーザ発振装置は、溶接や切断等の加工に限らず、計測や医療等、様々な分野に応用することが出来る。

１ 循環経路
２ 送風手段
３ 励起手段
４ 全反射鏡
５ 部分反射鏡
６ 供給手段
７ 排出手段
８ 制御手段
９ 圧力検出手段
１０ 湿度検出手段
１１ 放電管
１２、１３ 熱交換器

Claims (8)

1. レーザガスが循環する循環経路と、
   前記循環経路内にて前記レーザガスを励起させる励起手段と、
   前記循環経路内に前記レーザガスを供給する供給手段と、
   前記循環経路からその外部へ前記レーザガスを排出する排出手段と、
   前記循環経路内での前記レーザガスの圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記循環経路の外部の湿度を検出する湿度検出手段と、
   前記励起手段、前記供給手段、及び前記排出手段を制御する制御手段と
   を備え、
   前記制御手段は、前記湿度検出手段により検出される湿度から前記湿度に応じて変化する前記圧力の閾値を導出するとともに、
   前記レーザガスの励起、供給、及び排出の全てを停止させた後、前記圧力検出手段により検出される圧力が、前記閾値以上になった場合、第１制御として、前記レーザガスの供給を停止させたまま、前記排出手段に前記レーザガスの排出を再開させる、レーザ発振装置。
2. 前記制御手段は、
   前記第１制御の実行により、前記圧力検出手段によって検出される圧力が第１所定圧力以下になった場合、第２制御として、前記排出手段に前記レーザガスの排出を継続させつつ、前記供給手段に前記レーザガスの供給を再開させると共に、前記圧力検出手段によって検出される圧力が上昇する様に、前記供給手段及び前記排出手段に前記レーザガスの供給量及び排出量をそれぞれ調整させ、
   前記第２制御の実行により、前記圧力検出手段によって検出される圧力が第２所定圧力以上になった場合、第３制御として、前記レーザガスの供給及び排出を再び停止させる、請求項１に記載のレーザ発振装置。
3. 前記制御手段は、前記励起手段に前記レーザガスの励起を再開させるとき、前記圧力検出手段によって検出される圧力が所定水準に保たれる様に、前記供給手段及び前記排出手段による前記レーザガスの供給及び排出をそれぞれ制御することが可能であり、
   前記第２所定圧力は、前記所定水準の圧力と略同一の値に設定されている、請求項２に記載のレーザ発振装置。
4. 前記第１所定圧力は、前記第２所定圧力の１／１０以下に設定されている、請求項２又は請求項３に記載のレーザ発振装置。
5. 前記制御手段は、前記第１制御の実行により、前記圧力検出手段によって検出される圧力が第１所定圧力以下になった場合、第２制御として、前記レーザガスの排出を再び停止させる、請求項１に記載のレーザ発振装置。
6. 前記制御手段は、前記励起手段に前記レーザガスの励起を再開させる前に、
   第３制御として、前記レーザガスの供給を停止させたまま、前記レーザガスの排出を再開させ、
   前記第３制御の実行により、前記圧力検出手段によって検出される圧力が再び前記第１所定圧力以下になった場合、第４制御として、前記排出手段に前記レーザガスの排出を継続させつつ、前記供給手段に前記レーザガスの供給を再開させると共に、前記圧力検出手段によって検出される圧力が所定水準となる様に、前記供給手段及び前記排出手段に前記レーザガスの供給量及び排出量をそれぞれ調整させる、請求項５に記載のレーザ発振装置。
7. 前記第１所定圧力は、前記所定水準の圧力の１／１０以下に設定されている、請求項５又は６に記載のレーザ発振装置。
8. 請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載のレーザ発振装置と、
   加工対象が載せられる加工テーブルと、
   前記レーザ発振装置から出力されるレーザ光を集めて前記加工対象に照射する集光手段と、
   前記加工テーブル及び前記集光手段の少なくとも何れか一方を移動させる駆動手段と、
   前記レーザ発振装置及び前記駆動手段を制御する加工制御手段と
   を備える、レーザ加工機。

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