JPH022187A - ガスレーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ガスレーザ装置に係り、特に、ガスレーザ装
置を冷却する冷却媒体を制御する制御手段に関する。

（従来の技術） レーザ装置例えばＣＯ２ガスレーザ装置においては、気
密容器たる風胴内でＣｏ２．Ｎ２．Ｈｅからなるレーザ
ガスを循環させ、その風胴向上部に設けた放電部でグロ
ー放電させることによりＣ０２分子を高エネルギー状態
に励起させ、更に、放電部の両端部に配設された共振器
ミラーにより励起状態のＣＯ□分子かちレーザ光という
形でエネルギーを放出させている。

そして、上記レーザ装置では、レーザ発振運転によって
熱が発生し、レーザガス並びに共振器ミラー、共振器板
、インバーロッド等の構成部品の温度が高くなるため、
これらを冷媒例えば冷却水により冷却している。ここで
、レーザガスはガス流路の途中たる風胴内に設けられた
熱交換器により冷却されており、この熱交換器を上記冷
却水によって冷却するようにしている。この場合、各構
成部品を冷却水により冷却するものとしては、従来より
、水を冷却する冷却ユニットとレーザ発振器の各構成部
品との間に冷却水循環用の冷却水管を設け、ポンプによ
り冷却ユニットから冷却水を各構成部品に送り出すと共
に、各構成部品で熱を受けて暖まった温水を冷却ユニッ
トに戻してここで冷却し、再び冷却水として送り出す循
環を行なうようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記従来のガスレーザ装置においては、種々の
問題点がある。その問題点について第２図及び第３図を
用いて述べる。

第２図において、放電中は放電による熱のために放電管
３表面は結露しない。しかし、高温多湿時期に放電を行
わず水冷部２に冷却水を流し続けると、結露して放電管
３の表面に液体層４が形成されることがある。液体層４
が形成される具体的運転状況は、ガスレーザ装置を立ち
上げる場合と、レーザ加工条件を変更さる場合の段取時
間中などである。

放電管３の表面に液体層４は単に水分だけでなく大気の
塵埃を多く含んでいるので、この状態で電極１間に電圧
が加わると電極１間の短絡又は放電管３表面の部分的な
異常放電を生じることがある。さらに、これらの短絡又
は異常放電が生じなくても、液体層４の形成が繰り返さ
れると、放電管３表面に塵埃の層が出来て、電極１間の
インピーダンスを変化させる。このため、各放電管でイ
ンピーダンスのバラツキが生じ、各放電管３間で放電が
不均一になり放電が不安定となる。

次に、第３図は共振器を構成する光学系６の断面図であ
るが、ミラー５は光を反射又は部分透過することにより
発熱する。発熱によるこれら光学系６の温度上昇を一定
に保たないとアライメントがずれてしまうので光学系６
には水冷部７が設けられているが、上記と同様に、放電
により光を発生させず水冷すると、高温多湿時には結露
が生じ、液体層９が形成される。液体層９はミラーホル
ダーを発錆させ、０リングを劣化させ、ミラー５を汚し
たり、ときには他の電器機器にまで侵入し、絶縁不良や
特性不良を生じさせることがある。

このように結露によりガスレーザ装置は、特性不良、と
きには故障となることがあった。

したがって、本発明の目的は上記のような特性不良及び
故障を生じさせる結露を防止し、安定した特性の高信頼
度のあるガスレーザ装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） よって、上記目的を達成するために、本発明は、特性不
良及び故障を生じさせる結露を防止するため、ガスレー
ザ装置に放電がない場合強制的に結露する部分の冷却水
の供給を停止する制御手段を備えたガスレーザ装置を提
供する。

（作用） 高温多湿で放電がない場合に冷却水が各機器に流れてい
ても数分間は結露しないことは、実験等により明らかで
ある。さて、ガスレーザ装置を立上げる時間は通常１分
間程度であるが、その後すぐに放電を発生させガスレー
ザ装置を使用するとは限らない。この状態を続けると結
露することになるので、一定期間放電が点燈されない情
報を読み取り、上記結露が問題となる機器の冷却水の供
給を電磁弁等で停止することにより結露を防止する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を、第１図により説明する。

第１図に示すように、電極１、光学系６、出力検出装置
１８等に設けられた水配管にはレーザ制御装置１１で開
閉される電磁弁１２が直列に配管されている。また、出
力検出装置１８も、電極１１光学系６と同じく放電がな
い状態で冷却水が供給されると高温多湿時には結露が生
じ、光検出特性に大きな誤差が出ることがある。

一方、熱交換器１３、空気温度調整器１４、ブロア１５
等は、電磁弁１２と直列には配管させない。熱交換器１
３は、レーザガスが放電により温度が上昇したのを冷却
するために使用するが放電がなく、冷却水が流れること
により結露しても結露水の他機器、例えば、電源等への
流れ出しは熱交換器１３下の筐体形状を工夫することに
より、容易に防止することが出来るので結露は余り問題
とならない。

空気温度調節器１４は、ガスレーザ装置の筐体内の温度
を一定範囲内とするために使用され、一般に冷却水が流
れることによる結露水は別途配管により排出され結露は
問題とならない。また、ブロア１５はレーザガスを循環
させるのに使用しており、モータ及びギアボックスの冷
却に冷却水を用いているが熱交換器１３と同様筐体形状
を工夫することにより結露水の流出を容易に防止出来、
結露は余り問題とならない。　このように冷却水は結露
が問題となる機器へは電磁弁にて供給を制御し結露が問
題とならない機器へは常に供給される。

レーザ制御装置１１はガスレーザ装置の冷却水の流れの
情報を流量計１６又は冷却装置１７の接点信号として得
る。また、レーザ制御装置１１は放電を制御しているの
で、放電の有無は自身の信号として得ることが出来る。

冷却水が流れていて、放電が無い状態が数分間継続した
場合、電磁１、光学系Ｂ１出力検出装置１８が結露する
可能性があるので、電磁弁１２を閉じて冷却水の供給を
停止する。電極１１光学系６、出力検出装置１８は水温
の十分低い冷却水が供給されなくなり、結露は発生しな
い。一方、熱交換器１３、空気温度調整１４、ブロアー
１５には冷却水が供給され続けるので結露を生じるが、
前述のように問題とならない。

次に、この状態から放電を開始又は再開しようとする場
合は、電磁弁１２を開し冷却水を電極１、光学系６、出
力検出装置１８に供給し、放電するように制御する。

このように本実施例によれば、電極１、光学系６、出力
検出装置１８の結露を防止出来、安定した特性のある、
高信頼度のあるガスレーザ装置が得られる。

なお、本実施例においては、冷却水の一部の供給を制御
する方法を述べたが、全体を制御することによっても同
様の効果は期待出来る。立上げ時間が短い小形のガスレ
ーザ装置の場合は、冷却水の供給を停止するのにブロア
まで停止するが、再び立上げ完了するのに１０秒程度の
時間しか必要とせず本発明は適用できる。

［発明の効果コ 以上述べたように、本発明によれば、結露による特性不
良、故障がなく、安定した特性の高信頼度のガスレーザ
装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す概要図、第２図及び
第３図は、従来のガスレーザ装置の電極周辺の断面図、
及び光学系の断面図である。 １・・・電極、　　２，７・・・水冷部、　　３・・・
放電管５・・・ミラー、　　６・・・光学系、１２・・
・電磁弁１Ｂ・・・流量計、　　１７・・・冷却装置代
理人　弁理士　則　近　憲　佑 同 第　　子　　丸　　健 ＩＩ＃１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放電電極を設けた放電管内にレーザ媒質ガスを封入し、
   このレーザ媒質ガスを放電励起させ、レーザ光を発振さ
   せ共振器を介して前記レーザ光を取出すガスレーザ装置
   において、前記放電管や前記共振器等を液体を冷却媒体
   として冷却する冷却手段と、この冷却手段から冷却媒体
   が供給され、かつ所定時間放電がない場合、前記冷却手
   段からの冷却媒体の供給を停止させる制御手段とを具備
   したことを特徴とするガスレーザ装置。