特許 6235527 結露の発生を予測する機能を備えたレーザ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6235527

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】結露の発生を予測する機能を備えたレーザ装置

(51)【国際特許分類】

   H01S 3/00 20060101AFI20171113BHJP

   H01S 3/041 20060101ALI20171113BHJP

【ＦＩ】

   H01S3/00 G

   H01S3/041

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-99014(P2015-99014)

(22)【出願日】2015年5月14日

(65)【公開番号】特開2016-219456(P2016-219456A)

(43)【公開日】2016年12月22日

【審査請求日】2016年7月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100102819

【弁理士】

【氏名又は名称】島田 哲郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100112357

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 繁樹

(74)【代理人】

【識別番号】100157211

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 一夫

(74)【代理人】

【識別番号】100159684

【弁理士】

【氏名又は名称】田原 正宏

(72)【発明者】

【氏名】西尾 明彦

(72)【発明者】

【氏名】西川 祐司

(72)【発明者】

【氏名】吉田 宏之

(72)【発明者】

【氏名】町田 久忠

【審査官】 百瀬 正之

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０７−０３６４６４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１１−０４９３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１５５６６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０５７３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２６０７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２３６６５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２６２４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１１０１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２１９５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０８３０４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１９６６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平２−２１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２３９６９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−２６０７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００６４３０９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｓ ３／００−３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ光を発振するレーザ共振器と、
前記レーザ共振器を冷却するための冷却水を、前記レーザ共振器に供給する冷却水供給装置と、
前記レーザ共振器に供給される冷却水の温度を測定する水温計と、
前記レーザ共振器が置かれた空間の、温度及び湿度の少なくとも一方を調整する温湿度調整装置と、
前記温湿度調整装置によって調整された空気の温度を測定する温度計と、
前記温湿度調整装置によって調整された空気の湿度を測定する湿度計と、
前記レーザ共振器に供給される冷却水の制御目標温度を定めるとともに、前記温度計により測定された温度及び前記湿度計により測定された湿度に基づいて、前記冷却水供給装置による冷却水の供給の可否を判定するための基準温度を計算する制御部と、
前記レーザ共振器に供給される冷却水の水温を、前記制御目標温度に基づいて調整する水温調整装置と、
前記基準温度と前記制御目標温度とを比較する比較部と、を備え、
前記基準温度は、前記レーザ共振器が置かれた空間内の露点又は該露点に基づいて計算される値であり、
前記冷却水供給装置は、前記レーザ共振器を起動する指令が出力された後において、前記制御目標温度が前記基準温度よりも低いときは、前記冷却水の供給を停止し、前記制御目標温度が前記基準温度以上のときは、前記冷却水の供給を開始又は続行するように構成されている、レーザ装置。

【請求項2】

前記制御目標温度は、前記基準温度より一定値だけ大きい値に保たれたまま、前記基準温度の低下に応じて徐々に低下するように計算され設定される、請求項１に記載のレーザ装置。

【請求項3】

前記基準温度は、前記レーザ共振器が置かれた空間内の露点又は該露点に予め定めた余裕分を足した値である、請求項１又は２に記載のレーザ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ発振器における結露の発生を予測する機能を備えたレーザ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

レーザ発振器内で結露が発生すると、電気的に絶縁すべき部位同士が導通してしまったり、光学部品の性能が低下したりして、レーザ発振器の動作に支障をきたすことがある。このような結露を防止するために、例えば特許文献１には、レーザ発振装置の装置本体を収納する容器内に乾燥ガスを供給し、容器内部の露点が冷却水の温度より低くなるように調整する技術が記載されている。

【0003】

また特許文献２には、第１供給パイプ、第１排出パイプにそれぞれ第２供給パイプ、第２排出パイプを介してレーザ電源電力部を接続し、このレーザ電源電力部における発熱体等の温度がある温度範囲に保たれるように、第２供給パイプからレーザ電源電力部へ流れる冷却水の流量を調整する流量調整機構を設けたレーザ発振器の冷却装置が記載されている。

【0004】

一方、結露の発生を事前に予測できる技術が望まれる。例えば特許文献３には、レーザ装置を対象としたものではないが、接着作業や、建物内の結露環境診断をする際の物体表面における結露発生の予知の自動検知を可能にするとともに、連続的にその変動傾向を記録し得る物体表面の結露予知測定装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平０６−２６０７０８号公報

【特許文献2】特開平０９−０８３０４４号公報

【特許文献3】実開平０７−０２９４５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献３に記載されるような装置をレーザ装置に適用すれば、結露発生が予想される場合に、警告の発生等によってレーザ発振器の作動を制限することができるとも解される。しかし、レーザ装置では、レーザ発振器の周囲の温度・湿度を適切に調整するために、レーザ発振器の格納庫のための温湿度調整装置（エアコン等）を用いることがあるが、そのような調整装置を用いた場合は、レーザ発振器の周囲の温度・湿度は時間経過に連れて変化するので、該調整装置を作動させたまま待機していれば、結露発生の虞がなくなることがある。このような場合にまでレーザ発振器の作動を制限することは効率的でない。

【0007】

また、冷却水を用いた場合、冷却水の温度が何らかの理由で変化する場合がある。特許文献３に記載されるように、物体の表面温度を測定するだけでは、冷却水の温度低下によって温度測定時点より後に発生する結露を、温度測定時点で未然に予測することは困難である。

【0008】

そこで本発明は、結露の発生を予測するとともに、結露の発生を未然に防止する機能を備えたレーザ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、第１の発明は、レーザ光を発振するレーザ共振器と、前記レーザ共振器を冷却するための冷却水を、前記レーザ共振器に供給する冷却水供給装置と、前記レーザ共振器に供給される冷却水の温度を測定する水温計と、前記レーザ共振器が置かれた空間の、温度及び湿度の少なくとも一方を調整する温湿度調整装置と、前記温湿度調整装置によって調整された空気の温度を測定する温度計と、前記温湿度調整装置によって調整された空気の湿度を測定する湿度計と、前記温度計により測定された温度及び前記湿度計により測定された湿度に基づいて、前記冷却水供給装置による冷却水の可否を判定するための基準温度又は基準湿度を計算する制御部と、前記基準温度と冷却水温度とを比較するか、又は、前記基準湿度と前記湿度計により計測された湿度とを比較する比較部と、を備え、前記冷却水供給装置は、前記レーザ共振器を起動する指令が出力された後において、前記冷却水温度が前記基準温度よりも低いとき、又は前記湿度計により計測された湿度が前記基準湿度よりも高いときは、前記冷却水の供給を停止し、前記冷却水温度が前記基準温度以上のとき、又は前記湿度計により計測された湿度が前記基準湿度以下のときは、前記冷却水の供給を開始又は続行するように構成されている、レーザ装置を提供する。

【0010】

第２の発明は、第１の発明において、前記基準温度は、前記レーザ共振器が置かれた空間内の露点又は該露点に予め定めた余裕分を足した値であり、前記基準湿度は、前記レーザ共振器が置かれた空間の結露発生湿度又は該結露発生湿度から予め定めた余裕分を差し引いた値である、レーザ装置を提供する。

【0011】

第３の発明は、レーザ光を発振するレーザ共振器と、前記レーザ共振器を冷却するための冷却水を、前記レーザ共振器に供給する冷却水供給装置と、前記レーザ共振器に供給される冷却水の温度を測定する水温計と、前記レーザ共振器が置かれた空間の、温度及び湿度の少なくとも一方を調整する温湿度調整装置と、前記温湿度調整装置によって調整された空気の温度を測定する温度計と、前記温湿度調整装置によって調整された空気の湿度を測定する湿度計と、前記レーザ共振器に供給される冷却水の制御目標温度を定めるとともに、前記温度計により測定された温度及び前記湿度計により測定された湿度に基づいて、前記冷却水供給装置による冷却水の可否を判定するための基準温度を計算する制御部と、前記レーザ共振器に供給される冷却水の水温を、前記制御目標温度に基づいて調整する水温調整装置と、前記基準温度と前記制御目標温度とを比較する比較部と、を備え、前記冷却水供給装置は、前記レーザ共振器を起動する指令が出力された後において、前記制御目標温度が前記基準温度よりも低いときは、前記冷却水の供給を停止し、前記制御目標温度が前記基準温度以上のときは、前記冷却水の供給を開始又は続行するように構成されている、レーザ装置を提供する。

【0012】

第４の発明は、第３の発明において、前記制御目標温度は、前記基準温度以上に保たれたまま、前記基準温度の低下に応じて徐々に低下するように計算され設定される、レーザ装置を提供する。

【0013】

第５の発明は、第３又は第４の発明において、前記基準温度は、前記レーザ共振器が置かれた空間内の露点又は該露点に予め定めた余裕分を足した値である、レーザ装置を提供する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、レーザ発振器における結露を予測し、結露発生が予想される場合は、冷却水の供給を停止して結露の発生を未然に防止し、レーザ発振を安定的に行える状態になったら冷却水の供給及びレーザ発振を行う、という処理を自動で行うことができる。

【0015】

基準温度の比較対象を、冷却水の制御目標温度にすることにより、冷却水温度の低下に起因する将来の結露も予測し、該結露を防止することができる。また制御目標温度を基準温度に応じて徐々に下げることにより、より早い段階から冷却水の供給を開始でき、故にレーザ発振も早期に開始できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１の実施形態に係るレーザ装置の概略構造を示す断面図である。

【図2】図１のレーザ装置における発振器起動処理の一例を示すフローチャートである。

【図3】図２の処理が実行されたときの冷却水温度の時間変化の一例を表すグラフである。

【図4】本発明の第２の実施形態に係るレーザ装置の概略構造を示す断面図である。

【図5】図４のレーザ装置における発振器起動処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】図５の処理が実行されたときの冷却水温度の時間変化の一例を表すグラフである。

【図7】図５の処理が実行されたときの冷却水温度の時間変化の他の例を表すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１は、本発明の第１の実施形態に係るレーザ装置１０の構成を模式的に示す図である。レーザ装置１０は、レーザ光を発振するレーザ共振器１２と、レーザ共振器１２に冷却水を供給する冷却水供給装置１４と、レーザ共振器１２に供給される冷却水の温度を測定する水温計１６と、レーザ共振器１２が置かれた空間（図示例では格納庫１８の内部空間）の温度及び湿度の少なくとも一方を調整する温湿度調整装置２０と、レーザ共振器１２が置かれた空間（格納庫１８）内の空気の温度を測定する温度計２２と、レーザ共振器１２が置かれた空間（格納庫１８）内の空気の湿度を測定する湿度計２４とを有する。

【0018】

図示例では、レーザ共振器１２と、レーザ共振器１２に電源供給するレーザ電源２６とを含むレーザ発振器２８が格納庫１８内に配置されており、また水温計１６は、レーザ共振器１２と冷却水供給装置１４とを流体的に接続する冷却水路３０内を流れる冷却水の水温を測定するように構成されている。また温湿度調整装置２０としては例えば、格納庫１８内の空気の温度及び湿度を調整する空調装置（エアコン）や、格納庫１８内に乾燥空気を供給するドライエア供給装置等が使用可能である。

【0019】

レーザ装置１０は、レーザ発振器２８及び冷却水供給装置１４の動作制御を行う制御装置３２を有し、制御装置３２は、温度計２２により測定された温度及び湿度計２４により測定された湿度に基づいて、冷却水供給装置１４による冷却水の可否を判定するための基準温度（後述）を計算する制御部３４と、基準温度と冷却水温度とを比較する比較部３６とを備え、冷却水供給装置１４は、制御装置３２からレーザ発振器２８を起動する指令が出力された後に、冷却水温度が基準温度よりも低いときは冷却水の供給を停止し、冷却水温度が基準温度以上のときは冷却水の供給を行う（開始又は続行する）ように構成されている。

【0020】

制御部３４は、冷却水供給装置１４を操作し、レーザ電源２６及びレーザ共振器１２の少なくとも一方に冷却水を供給するか否かを指令することができる。例えば、冷却水供給装置１４が冷却水路３０に設けた電磁弁を有する場合、制御部３４からの指令を該電磁弁に送って該電磁弁の開閉動作を行うことにより、レーザ発振器２８への冷却水の供給又は停止を行うことができる。あるいは、冷却水供給装置１４がポンプを備えたチラーを有する場合、制御部３４からの指令を該チラーに送って該ポンプを起動又は停止することによって、レーザ発振器２８への冷却水の供給又は停止を行うことができる。なお、冷却水供給装置１４がチラーを有する場合は、冷却水は循環して使用されることができる。

【0021】

図２は、図１のレーザ装置１０における、発振器起動処理の一例を示すフローチャートであり、図３は、当該処理が実行されたときの冷却水温度の時間変化（実線４０）の一例を表すグラフである。先ず、レーザ発振器２８（レーザ共振器１２）を起動する指令（起動指令等）が出力されたら、温湿度調整装置２０を起動する（ステップＳ１０１）。次にステップＳ１０２において、比較部３６が、水温計１６により測定された冷却水の温度と、冷却水供給装置１４による冷却水供給の可否を判定するための基準温度とを比較する。

【0022】

基準温度は例えば、冷却水の温度測定時の格納庫（レーザ共振器１２が置かれた空間）内の露点に基づいて計算することができ、図２及び図３の例では、測定系の誤差等を考慮して予め定めた余裕分（定数）を露点に足した値である。或いは、格納庫内の露点そのものを基準温度としてもよい。またこの余裕分は、測定系の仕様等に基づいて経験的に定めることができ、例えば０．５〜２℃の範囲内の一定値（図示例では１℃）とすることができる。

【0023】

冷却水温度が基準温度よりも低いときは、冷却水供給装置１４による冷却水の供給を行わず、所定時間待機する（ステップＳ１０３）。つまり冷却水温度が基準温度よりも低い間は、レーザ共振器１２等において結露が発生している可能性があるので、レーザ発振は開始されない。なおここでの所定時間は、例えば、３０秒〜５分の範囲内の一定値とすることができるが、冷却水温と基準温度との差が小さくなってきたら当該所定時間を短くし（つまりステップＳ１０２の処理をより短周期で行い）、より迅速にレーザを発振できるようにしてもよい。

【0024】

一方、冷却水温度が基準温度以上であるとき（図３の時刻Ａに相当）は、レーザ発振器２８において結露は発生していないと考えられるので、冷却水供給装置１４による冷却水の供給を行い（開始し）（ステップＳ１０４）、レーザ発振器２８によるレーザ発振を開始する（ステップＳ１０５）。

【0025】

ステップＳ１０１以降、温湿度調整装置２０は連続的に動作しているので、図３に示すように、格納庫１８内の湿度は徐々に低下し、これに伴い露点（一点鎖線４２）も徐々に低下する。また、露点に余裕分（図３の例では１℃）を足した基準温度（点線４４）も徐々に低下する。なお、冷却水供給装置１４がチラーを有する場合は、該チラーの制御目標温度（図３の例では２５℃）に向かって、冷却水温度が低下することになる。

【0026】

次に、ステップＳ１０６では、ステップＳ１０２と同様、水温計１６により測定された冷却水の温度と、測定時の基準温度とを比較する。ここでの基準温度も、ステップＳ１０２と同様に、冷却水の温度測定時の格納庫内の露点に基づいて定めることができる。冷却水温度が基準温度を下回る（図３の時刻Ｂ）と、レーザ共振器１２等において結露が発生する可能性があるので、レーザ発振を停止し（ステップＳ１０７）、冷却水供給装置１４による冷却水の供給を停止し（ステップＳ１０８）、所定時間待機する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０７及びＳ１０８の順序は逆でもよいし、同時に行ってもよい。なおここでの所定時間も、例えば、３０秒〜５分の範囲内の一定値とすることができるが、冷却水温と基準温度との差が小さくなってきたら当該所定時間を短くし、より迅速にレーザを発振できるようにしてもよい。

【0027】

所定時間待機の後、時刻Ｂよりも格納庫内の露点が低下（故に基準温度も低下）し、冷却水温度が基準温度以上であるとき（図３の時刻Ｃ）は、レーザ発振器２８において結露が発生していない又は結露が消滅したと考えられるので、冷却水供給装置１４による冷却水の供給を行い（開始又は続行し）（ステップＳ１１０）、レーザ発振器２８によるレーザ発振を開始又は続行する（ステップＳ１１１）。

【0028】

ステップＳ１０６以降の処理は、レーザ発振器の運転中に間欠的に実行される。これにより、時刻ＡからＣまでと概ね同様の処理が、時刻ＣからＥにおいて繰り返される。なお時刻Ｅ以降は、冷却水の温度は制御目標温度（２５℃）になるように制御される（図３の時刻Ｆ）。

【0029】

図３において、時刻Ａから時刻Ｂまで、時刻Ｃから時刻Ｄまで、及び時刻Ｅ以降は、冷却水供給装置１４はレーザ発振器２８に冷却水を供給する。一方、時刻Ｂから時刻Ｃまで、及び時刻Ｄから時刻Ｅまでは、冷却水供給装置１４はレーザ発振器２８への冷却水の供給を停止する。

【0030】

なお図２に示すように、ステップＳ１０２及びステップＳ１０６の一方又は双方において、冷却水温を基準温度と比較する代わりに、湿度計２４で計測された格納庫１８内の湿度と、冷却水供給装置１４による冷却水供給の可否を判定するための基準湿度とを比較するようにしてもよい。基準湿度は例えば、格納庫１８内（レーザ共振器１２が置かれた空間）の湿度測定時における結露発生湿度に基づいて計算することができ、例えば、測定系の誤差等を考慮して予め定めた余裕分（定数）を結露発生湿度から差し引いた値である。或いは、格納庫内の結露発生湿度（これを超えると結露が発生するという湿度）そのものを基準湿度としてもよい。またこの余裕分は、測定系の仕様等に基づいて経験的に定めることができ、例えば１〜１０％（相対湿度）の範囲内の一定値とすることができる。

【0031】

基準温度の代わりに基準湿度を使用する場合は、湿度計２４で計測された格納庫１８内の湿度が基準湿度より高いとき（測定湿度＞基準湿度）は、結露が発生している可能性があるので、冷却水供給装置１４による冷却水の供給を行わず、所定時間待機する（ステップＳ１０３又はＳ１０７）。一方、測定湿度が基準湿度以下であるときは、レーザ発振器２８において結露は発生していないと考えられるので、冷却水供給装置１４による冷却水の供給を開始又は続行し（ステップＳ１０５又はＳ１１０）、レーザ発振器２８によるレーザ発振を行う。

【0032】

このように、第１の実施形態では、図２に示したような一連の処理を自動で行うことができるので、結露の発生が予測される場合は、温湿度調整装置２０を作動させたまま、冷却水の供給のみを停止させて、結露が発生しない条件となるまで待機する（或いは結露が発生した場合は結露がなくなるまで待機する）、という処理を自動で行うことができる。

【0033】

図４は、本発明の第２の実施形態に係るレーザ装置１０′の構成を模式的に示す図である。レーザ装置１０′は、冷却水供給装置１４からレーザ発振器２８に供給される冷却水の温度を調整する水温調整装置３８を有する点で第１の実施形態と相違する。水温調整装置３８は、冷却水温が、予め定めた制御目標温度（後述）に基づいて（該制御目標温度に等しく又は近づくように）冷却水温を調整するように構成されている。図４の例では、水温調整装置３８は、冷却水路３０に設けられ、冷却水路３０内を流れる冷却水と、格納庫１８の外部の空気との熱交換を行う熱交換器を有する。また制御部３４は、基準温度に加え、前記制御目標温度を定め又は計算するように構成されている。或いは、制御目標温度を求める機能を水温調整装置３８が具備してもよい。レーザ装置１０′の他の構成要素については、第１の実施形態に係るレーザ装置１０と同様でよいので、同等の機能を有する構成要素については同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。

【0034】

図５は、図４のレーザ装置１０における、発振器起動処理の一例を示すフローチャートであり、図６は、当該処理が実行されたときの冷却水温度の時間変化（実線５０）の一例を表すグラフである。先ず、レーザ発振器２８（レーザ共振器１２）を起動する指令（起動指令等）が出力されたら、温湿度調整装置２０を起動する（ステップＳ２０１）。次にステップＳ２０２において、比較部３６が、水温調整装置３８による冷却水温の制御目標温度（図６の破線５２）と、冷却水供給装置１４による冷却水供給の可否を判定するための基準温度（図６の点線５４）とを比較する。ここで制御目標温度は、例えば、レーザ共振器１２がレーザ発振等の動作を好適に行えるようにレーザ共振器１２を冷却するための冷却水温度として予め経験的に定めておくことができ、図６の例では一定値（２５℃）に設定されている。

【0035】

基準温度は、第１の実施形態と同様に、例えば、冷却水の温度測定時の格納庫内の露点に基づいて計算することができ、図５及び図６の例では、測定系の誤差等を考慮して予め定めた余裕分（定数）を露点に足した値である。或いは、格納庫内の露点そのものを基準温度としてもよい。またこの余裕分は、測定系の仕様等に基づいて経験的に定めることができ、例えば０．５〜２℃の範囲内の一定値（図示例では１℃）とすることができる。

【0036】

制御目標温度が基準温度よりも低いとき（図６の時刻Ｇ〜Ｈに相当）は、冷却水供給装置１４による冷却水の供給を行わず、所定時間待機する（ステップＳ２０３）。つまり制御目標温度が基準温度よりも低いということは、冷却水温が実際に制御目標温度まで低下すると、レーザ共振器１２等において結露が発生する蓋然性が高いことを意味するので、レーザ発振は開始されない。なおここでの所定時間は、例えば、３０秒〜５分の範囲内の一定値とすることができるが、冷却水温と基準温度との差が小さくなってきたら当該所定時間を短くし（つまりステップＳ２０２の処理をより短周期で行い）、より迅速にレーザを発振できるようにしてもよい。

【0037】

ステップＳ２０１以降、温湿度調整装置２０は連続的に動作しているので、図６に示すように、格納庫１８内の湿度は徐々に低下し、これに伴い露点も徐々に低下する。また、露点に余裕分を足した基準温度（点線５４）も徐々に低下する。

【0038】

所定時間待機後、制御目標温度が基準温度以上となったとき（図６の時刻Ｈ以降）は、冷却水温度が制御目標温度に達してもレーザ発振器２８において結露は発生しないと考えられるので、冷却水供給装置１４による冷却水の供給を行い（開始し）（ステップＳ２０４）、レーザ発振器２８によるレーザ発振を開始する（ステップＳ２０５）。

【0039】

次に、ステップＳ２０６では、ステップＳ２０２と同様、水温調整装置３８による冷却水温の制御目標温度と、冷却水供給装置１４による冷却水供給の可否を判定するための基準温度とを比較する。ここでの制御目標温度も、例えば、レーザ共振器１２がレーザ発振等の動作を好適に行えるようにレーザ共振器１２を冷却するための冷却水温度として予め経験的に定めておくことができ、図６の例では一定値（２５℃）に設定されている。

【0040】

また基準温度も、ステップＳ２０２と同様に、冷却水の温度測定時の格納庫内の露点に基づいて定めることができる。何らかの原因によって基準温度が制御目標温度を上回ったときは、レーザ共振器１２等において結露が発生すると見込まれるので、レーザ発振を停止し（ステップＳ２０７）、冷却水供給装置１４による冷却水の供給を停止し（ステップＳ２０８）、所定時間待機する（ステップＳ２０９）。ステップＳ２０７及びＳ２０８の順序は逆でもよいし、同時に行ってもよい。なおここでの所定時間も、例えば、３０秒〜５分の範囲内の一定値とすることができるが、冷却水温と基準温度との差が小さくなってきたら当該所定時間を短くし、より迅速にレーザを発振できるようにしてもよい。

【0041】

一方、基準温度が制御目標温度以上であるとき（図６の時刻Ｈ以降）は、レーザ共振器１２等において結露は発生しないと見込まれるので、冷却水供給装置１４による冷却水の供給を行い（開始又は続行し）（ステップＳ２１０）、レーザ発振器２８によるレーザ発振を開始又は続行する（ステップＳ２１１）。ステップＳ２０６以降の処理は、レーザ発振器の運転中に間欠的に実行される。なお時刻Ｉ以降は、冷却水の温度は制御目標温度（２５℃）になるように制御される。

【0042】

図６の例では、時刻Ｇから時刻Ｈまでは、冷却水供給装置１４はレーザ発振器２８への冷却水の供給を停止し、時刻Ｈ以降は、冷却水供給装置１４はレーザ発振器２８に冷却水を供給することになる。このように、基準温度との比較対象を冷却水の制御目標温度にすることにより、冷却水温度の低下に起因する将来の結露も予測し、結露をより確実に防止することができる。

【0043】

図７は、本発明の第２の実施形態において、制御目標温度の設定方法が図６の場合と異なる場合の、冷却水温度の時間変化（実線６０）の一例を表すグラフである。図６の例では、制御目標温度は一定値であったが、図７の例では、制御部３４が制御目標温度を逐次計算し、計算された制御目標温度に基づいて水温調整装置３８を制御する。なお図７の場合も、レーザ装置の起動処理に関するフローチャートは、図５のものと同様でよい。

【0044】

図７に示すように、制御目標温度（破線６２）は、基準温度（点線６４）以上に保たれたまま、基準温度６４の低下に応じて徐々に低下するように計算され設定される。例えば制御目標温度６２は、基準温度６４以上でかつ基準温度に所定の余裕分を加算した値以下となるように設定され、図示例では、制御目標温度６２は、基準温度６４よりも一定値（例えば０．５〜２℃、図示例では１℃）高い温度に設定されている。但し、制御目標温度は、適切なレーザ発振等のために予め定めた下限値（ここでは２５℃）を下回らないように設定することが好ましく、故に図７の例では、「基準温度＋１℃」が２５℃を下回っても（時刻Ｌ以降）、制御目標温度は２５℃となっている。

【0045】

ここで、制御目標温度は、基準温度と等しくなるように計算・設定されてもよいが、基準温度よりも一定値（例えば０．５〜２℃）だけ大きくなるように設定されることが好ましい。その理由は、冷却水温度は制御目標温度に近づくように制御されるが、制御の誤差により、例えば数１０秒程度の短期的な期間だけ、制御目標温度よりも低くなってしまうことがあるからである。このように、冷却水温度が制御目標温度よりも低くなっても結露が発生しないように、１℃等の一定の余裕分を設けることが好ましい。

【0046】

図７のように、制御目標温度を、基準温度より一定値大きい値に設定することにより、図６の例に比べ、レーザ発振（冷却水の供給）が可能な時間帯を広くすることができる。図７の例では、冷却水温度６０が初期の３５℃のとき（時刻Ｊ）から、冷却水温度６０が制御目標温度６２に概ね等しいとき（時刻Ｋ）、さらに冷却水温度６０が安定的なレーザ発振に適した２５℃に至るとき（時刻Ｌ）以降の全体に亘って、結露の発生が防止できるので、より長時間に亘って冷却水の供給（レーザ発振）を行うことが可能となる。

【符号の説明】

【0047】

１０、１０′ レーザ装置
１２ レーザ共振器
１４ 冷却水供給装置
１６ 水温計
１８ 格納庫
２０ 温湿度調整装置
２２ 温度計
２４ 湿度計
２６ レーザ電源
２８ レーザ発振器
３０ 冷却水路
３２ 制御装置
３４ 制御部
３６ 比較部
３８ 水温調整装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】