JPH06125916A

JPH06125916A - レーザー装置の冷却装置

Info

Publication number: JPH06125916A
Application number: JP4278956A
Authority: JP
Inventors: Masaya Yoshihara; 雅也吉原
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-10-16
Filing date: 1992-10-16
Publication date: 1994-05-10

Abstract

(57)【要約】【目的】十分な冷却能力を確保して、励起ランプの点
灯性を良好に保ちつつ、安定したレーザー出力を得るこ
とができるようにすること。【構成】タンク１に貯留された冷却用水は、一部をイ
オン交換樹脂８を通して循環させる。ポンプ２により循
環させられる流量の残りは、レーザー発振器４の励起ラ
ンプ２１に送った後、加温された冷却用水を熱交換器５
を介して冷却される。制御装置９により、タンク１内に
設けられた温度センサー１０が検知した温度が所定値以
上のとき、電磁弁便７を閉めて、イオン交換樹脂８に流
れる冷却用水の流量をカットする。つまり、レーザー発
振器４の励起ランプ２１に送る冷却水の流量を増やし、
冷却効率を上げ、ランプの温度上昇を止める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザー発振器の発熱
源を冷却するレーザー装置の冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザー光を照射するレーザー装置は、
レーザー発振器によりレーザー光を発振するようになっ
ている。このレーザー装置のレーザー発振器は、その励
起ランプがレーザー照射中に発熱する。そのため前記レ
ーザー装置では、励起ランプを冷却が必要となり、冷却
用の水を循環させている。

【０００３】前記励起ランプの電極が冷却水中にあるタ
イプでは、この励起ランプを点灯させる際、冷却用水の
電気抵抗値が低いと、電流が電極間でなく、冷却水中を
流れてしまい、同ランプが点灯しにくくなる。そこで、
冷却用水として純水を用い、この純水をイオン交換樹脂
に通すことによって電気抵抗値をさらに上げ、つまり絶
縁性を良くして、励起ランプの点灯性を良くしている。

【０００４】しかし、冷却用の純水を循環させるための
ポンプと、前記レーザー発振器との間にイオン交換樹脂
を設けると、圧力損失が大きすぎる。すなわち、全体的
に循環効率が悪くなってしまう。このため、前記ポンプ
から出る冷却水を２つに分け、一方（大半）をレーザー
発振器へ、そしてもう一方をイオン交換樹脂を通して、
ポンプの前にあるタンクへ帰還させる様にしている。こ
の様にしているため、前記レーザー発振器に行く純水の
流量はポンプの能力一杯でなく、この冷却用の純水の一
部が、イオン交換樹脂の方に回されており、全体として
冷却能力をおとしていることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、冷却水
の流量はその一部がイオン交換樹脂にうばわれているた
め、必ずしも効率のよい冷却ができているとはいえなか
った。

【０００６】冷却能力が劣ると、冷却水の水温が上昇
し、励起ランプの温度も上昇してしまうので、レーザー
出力が低下してしまうこととなる。

【０００７】本発明は、前記事情にかんがみてなされた
もので、十分な冷却能力を確保して、安定したレーザー
出力を得ることができるレーザー装置の冷却装置を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、タンクに貯留
された冷却用水が循環駆動手段により循環させられる流
量のうち、その一部をイオン交換手段を通して前記冷却
用水中のイオンを除去し、再度前記タンクに送り返す一
方、残りの流量をレーザー発振手段の発熱源に送った
後、前記発熱源により加温された前記冷却用水を熱交換
手段を介して冷却して前記タンクに再度送り返すレーザ
ー装置の冷却装置において、前記冷却用水の温度または
レーザー発振手段の発熱源の温度の少なくとも一方を検
知する温度検知手段と、前記イオン交換手段を流れる前
記冷却用水の流量を調整する流量調整手段と、前記温度
検知手段の検知した温度に基づいて、前記流量調整手段
による流量調整を制御する制御手段とを設けている。

【０００９】

【作用】本発明は、制御手段により、温度検知手段が
検知した温度に基づいて、流量調整手段を制御し、イオ
ン交換手段に流れる冷却用水の流量を調整する。この調
整により、レーザー発振手段の発熱源に流れる冷却用水
の流量も調整される。

【００１０】

【実施例】図を参照して本発明の実施例について、以下
に説明する。図１は本発明の一実施例に係るレーザー装
置の冷却装置の構成図である。

【００１１】図１（ａ）に示すレーザー装置の冷却装置
２０は、図１（ｂ）に示す発熱源となる励起ランプ２１
の発熱を抑え、同ランプ２１の点灯性を良好に保たせる
ためのものである。

【００１２】図３（ｃ）は、前記レーザー装置を構成す
るレーザー用プローブ３１である。このレーザー用プロ
ーブ３１は、後述するレーザー発振器が発するレーザー
光を導くファイバ３２を有すると共に、ファイバ３２が
導いた光をハンドピース３３の先端部３３ａから照射す
るようになっている。

【００１３】図３（ｃ）のＡ−Ａ線断面図である図３
（ｄ）に示すように、ハンドピース３３の本体部３３ｂ
には、その外周に、レーザーの出射をＯＮ／ＯＦＦする
三つのスイッチ３４が設けられている。三つのスイッチ
３４は、前記外周において、ほぼ等分の間隔で配置され
ている。三つのスイッチ３４は、電気的に並列に接続さ
れている。従って、いずれか一つを押せばスイッチがＯ
Ｎとなる。

【００１４】また、ハンドピース３３の本体部３３ｂ
は、前記三つのスイッチ３４を含めてその外周の一部
が、樹脂または金属製で、外周方向に弾性力を有するカ
バーリング３５により覆われている。さらに、カバーリ
ング３５は、ゴムカバー３６により覆われている。

【００１５】さらに、図２（ａ），（ｂ）は、従来から
用いられているレーザープローブ４１を示している。こ
のレーザープローブ４１は、指でレーザーの出射をＯＮ
／ＯＦＦするスイッチ４２をハンドピース４３に設けて
ある。尚、図２（ａ）において、一点鎖線で示すのは、
接触型チップ４４である。この接触型チップ４４は、ハ
ンドピース先端部４３ａに着脱自在となっており、照射
体に接触させてレーザー光を照射させる型のものであ
る。

【００１６】図２に示す構成の場合、前記スイッチ４２
は一ケ所であり、スイッチ４２を操作するためには、ハ
ンドピース４３の握り位置をいちいち確認する必要があ
り、いざというときに、スイッチが押せないことなどが
あった。特に、図２（ｂ）に示すように、ハンドピース
の先端部４５が曲がったタイプのものでは、使用状態に
よっては、スイッチ４２が押し易い位置で把持できない
こともあり、使いにくい場合があった。

【００１７】これに対して図３に示すプローブ３１は、
スイッチ３４を複数個設け、それをカバーリング３５で
覆い、さらに防水のためゴムカバー３６で保持固定して
いる。これにより、いずれの方向からハンドピース３３
を把持しても、カバーリング３５を縮める様に把持すれ
ば、スイッチ３４はＯＮされ、レーザー光が出射され
る。一方、把持する力を弱めれば、カバーリング３５
が、弾性力により外周方向にその形状が復帰して、スイ
ッチ３４はＯＦＦとなり、レーザー光の出射が停止す
る。

【００１８】このように、図３に示すプローブ３３は、
把持位置を気にすることなく、押し易くかつ使いやすい
ので、必要に応じて容易にレーザー出射のＯＮ／ＯＦＦ
させることができる。

【００１９】次に、図１に示す前記冷却装置２０の構成
について、説明する。

【００２０】前記冷却装置２０は、前記励起ランプ２１
の電極が冷却水中にあるタイプである。この冷却装置２
０は、冷却用の純水を同ランプ２１を通るように循環さ
せる一方、使用する純水の電気抵抗を高く保つための後
述するイオン交換樹脂にも純水の一部を流すように構成
されている。

【００２１】前記冷却装置２０は、冷却用水としての純
水を貯留するタンク１を有している。冷却装置２０の一
方の循環系統としては、前記タンク１、循環駆動手段と
してのポンプ２、フィルタ３、レーザー発振手段として
のレーザー発振器４、及び熱交換手段としての熱交換器
５がそれぞれ管路で連通接続され、さらに熱交換器５が
タンク１に連通接続されて構成されている。前記タンク
１の冷却水は、この水の循環の駆動源であるポンプ２に
よりフィルタ３を介して、レーザー発振器４へ送られる
ようになっている。前記フィルタ３は、冷却水中の不純
物、例えばごみなどを吸着し、冷却水から除去するもの
である。

【００２２】図１（ｂ）に示すように、前記レーザー発
振器４は、レーザー装置を構成するものであって、励起
ランプ２１を内蔵している。前記励起ランプ２１は、レ
ーザー発振器４の外部に設けられた電源２２を接続して
おり、励起光を発行するようになっている。前記励起光
により励起された図示しないレーザー媒体、例えばＹＡ
Ｇロッドは、レーザー光を発振するようになっている。

【００２３】前記レーザー発振器４へ送られた純水は、
前記励起ランプ２１の周囲を通って、熱交換器５へ送ら
れ、再びタンク１に還流するようになっている。

【００２４】また、ポンプ２とフィルタ３とを接続する
管路は、その中途が分岐しており、分岐の端部が、バル
ブ６へ接続されて連通している。前記バルブ６は、順
に、電磁弁７、そしてイオン交換樹脂８を介して、前記
タンク１へ連通・接続されている。すなわち、前記冷却
装置２０は、冷却水の一部がイオン交換樹脂６を通して
タンク１に戻ってくる他方の循環系統も有している。

【００２５】前記バルブ６は、イオン交換手段としての
イオン交換樹脂８へ行く純水の量の割合を予め設定する
ためのものである。また、前記バルブ６とイオン交換樹
脂８との間に設けた流量調整手段としての電磁弁７は、
制御手段としての制御装置９により、電気的に制御され
るようになっている。この制御装置９は、タンク１内に
設けた温度センサー１０の検知した温度信号を受け、前
記電磁弁７の開閉を制御するものである。

【００２６】前記励起ランプ２１を点灯させる際、冷却
水の電気抵抗値が低いと、電流が電極間でなく、冷却水
中を流れてしまい、同ランプ２１が点灯しにくくなる。
そこで、冷却水として純水を用い、さらにこの純水をイ
オン交換樹脂８に通すことによって電気抵抗値をさらに
上げ、励起ランプの点灯性を良くしている。

【００２７】既に述べたように、冷却用の純水を循環さ
せるためのポンプ２と、前記レーザー発振器４との間に
イオン交換樹脂８を設けると、圧力損失が大きすぎる。
このため本実施例では、、前記ポンプから出る冷却水を
２つに分け、一方をレーザー発振器４へ、そしてもう一
方をイオン交換樹脂５を通って、ポンプ２の前にあるタ
ンクへ１帰還させる様に構成してある。

【００２８】前記構成で、ポンプ２により吸引されたタ
ンク１の冷却水は、フィルタ３を通り不純物が取り除か
れて、レーザー発振器４へ送られる。前記冷却水は、レ
ーザー発振器４の励起ランプ２１の熱を吸収する。これ
により、前記冷却用の水は、加温されることになり、こ
の加温された水はさらに熱交換器５へ流入する。熱交換
器５では、外部の空気を吹き付けることにより、熱交換
を行い、流入した水の温度を下げる。熱交換器５にて再
び冷却された純水は、その後タンク１へ戻り、ポンプ２
からイオン交換樹脂８を通り、再度レーザー発振器４へ
向う。このように、ポンプ２が必要に応じて駆動される
限り、前記励起ランプ２１を冷却するための循環が、繰
り返し行われる。

【００２９】また、ポンプ２から出た純水の一部は、あ
らかじめ流量が設定されたバルブ６により、決められた
割合でイオン交換樹脂７へ送られる。イオン交換樹脂７
では、イオン交換により純水中の抵抗値が高く維持され
る。イオン交換樹脂７を経た純水は、再び、前記タンク
１に戻る。タンク１に入っている温度センサー１０は、
タンク１内の純水の温度を検知して制御装置９へ送信す
る。

【００３０】前記制御装置９は、温度センサー１０が検
知した温度に基づいて、電磁弁７の開閉を制御する。す
なわち、温度がレーザー出力の低下を招かない温度であ
れば、電磁弁７を開のままとし、レーザー出力が低下す
る温度になれば電磁弁７を閉とする。例えば、前記励起
ランプ２１のレーザー出力が低下するときの臨海水温を
４５℃程度とする。そして、この水温を電磁弁７を開閉
制御する制御装置９内部での設定温度とする。ここで、
前記冷却水は循環しており、冷却水の水温と励起ランプ
２１の温度と高い相関関係を有しているので、水温検知
によりレーザー出力が低下することを検知できる。

【００３１】従って、レーザー発振器４からレーザーが
発振され、冷却用の純水の温度が次第に上昇し、４５℃
以上になった場合、制御装置９は前記電磁弁７を閉じる
ように制御する。

【００３２】尚、励起ランプ２１の温度を直接検知し
て、電磁弁７の開閉を制御するようにしてもよい。ある
いは、前記レーザー発振器４内の水温を検知するように
しても良い。

【００３３】前記電磁弁７を閉とすることにより、イオ
ン交換樹脂８への流量はカットされ、その分、レーザー
発振器４側へ冷却用水が多く流れる。つまり、本実施例
では、ポンプ２の能力一杯の流量で純水をレーザー発振
器４へ流すことが可能である。電磁弁７の閉によって、
少なくともそれ以前より、励起ランプ２１の周囲に通す
単位時間当たりの流量を多くすることができる。従っ
て、本実施例では、励起ランプ２１の発熱量が大きくな
ってレーザー出力が低下する前に、冷却効率をあげ、励
起ランプの点灯性を良好に維持できる。そして、本実施
例では、安定したレーザー出力を得ることができる。

【００３４】ところで、前記励起ランプ２１は一度点灯
すると、純水の電気抵抗値が下がっても消えにくい。従
って、温度上昇時に、イオン交換樹脂８への純水の流入
を停止（流量、零に）させても問題はない。

【００３５】前述したように本実施例では、励起ランプ
の点灯性を良好に保ちつつ、安定したレーザー出力を得
ることができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明のレーザー装置の冷却装置によれ
ば、レーザー発振手段の発光源に対する十分な冷却能力
を確保することができ、安定したレーザー出力を得させ
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例に係るレーザー装置の
冷却装置の構成図。

【図２】図２（ａ），（ｂ）は従来から用いられている
レーザープローブの斜視図。

【図３】図３（ａ），はレーザープローブの斜視図。図
３（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ線断面図。

【符号の説明】

２０…冷却装置１…タンク２…ポンプ３…フィルタ４…レーザー発振器５…熱交換器６…バルブ７…電磁弁８…イオン交換器９…制御装置２１…励起ランプ２２…電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タンクに貯留された冷却用水が循環駆動
手段により循環させられる流量のうち、その一部をイオ
ン交換手段を通して前記冷却用水中のイオンを除去し、
再度前記タンクに送り返す一方、残りの流量をレーザー
発振手段の発熱源に送った後、前記発熱源により加温さ
れた前記冷却用水を熱交換手段を介して冷却して前記タ
ンクに再度送り返すレーザー装置の冷却装置において、前記冷却用水の温度またはレーザー発振手段の発熱源の
温度の少なくとも一方を検知する温度検知手段と、前記イオン交換手段を流れる前記冷却用水の流量を調整
する流量調整手段と、前記温度検知手段の検知した温度に基づいて、前記流量
調整手段による流量調整を制御する制御手段とを設けて
いることを特徴とするレーザー装置の冷却装置。