JP6285404B2

JP6285404B2 - 結露防止機能を有するレーザ装置

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Publication number: JP6285404B2
Application number: JP2015237504A
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Inventors: 宏瀧川; 明彦西尾
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Filing date: 2015-12-04
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Description

本発明は、レーザ装置に関する。

レーザ装置内部の温度差または湿度等に起因して、レーザ装置の内部に結露が発生することがある。結露が発生すると、電気的短絡が発生したり、部品の汚染または腐食を引起こしたりする原因になり得る。

レーザ装置またはその他の一般的な電子機器において、結露を防止することを目的とした種々の技術が提案されている（特許文献１〜５参照）。

特開２００１−３２６４１０号公報特開昭６１−０７９２８５号公報特開２００３−０６０２６８号公報特開２０１２−０２４７７８号公報特開平０３−２５２１９９号公報

結露を確実に防止できるレーザ装置が求められている。

本願の１番目の発明によれば、レーザ発振器と、前記レーザ発振器に駆動電流を供給する電源部とを備えたレーザ装置であって、当該レーザ装置の外部の冷却水供給装置から当該レーザ装置の内部の発熱部品を冷却するために冷却水が供給されるように構成されており、前記レーザ装置は、前記レーザ装置の外部から前記レーザ装置の内部への空気の侵入流量を所定の値以下に抑える密閉度を備えた筐体と、前記レーザ装置の内部の空気を除湿する除湿器と、前記レーザ装置の内部の空気の湿度を検出する湿度検出器と、前記レーザ装置の内部の空気の温度を検出する第１温度検出器と、前記レーザ装置の外部から供給される冷却水の温度を検出する第２温度検出器と、前記湿度検出器および前記第１温度検出器による検出結果から、前記レーザ装置の内部の空気の露点を算出する算出部と、前記第２温度検出器による検出結果および前記算出部によって算出された前記露点から、前記冷却水を前記レーザ装置の内部に流し始める流入開始条件、または前記電源部から前記レーザ発振器に駆動電流を供給して、前記レーザ発振器においてレーザ発振を開始する発振開始条件を満たしているか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に従って、前記冷却水供給装置から供給される冷却水の配管に設けられた開閉弁の開閉、または前記電源部から前記レーザ発振器への駆動電力の供給を制御する制御部と、を備えており、前記制御部は、前記判定部が、前記算出部によって算出された前記露点と、前記第２温度検出器によって検出された冷却水温度とを比較して、（露点）＋（第１所定温度差）≦（冷却水温度）の関係と、（レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度）≦（冷却水温度）≦（レーザ発振時の冷却水温度の上限許容温度）の関係の両方の関係が満たされたと判定した時点において、前記配管に設けられた前記開閉弁を開放して前記レーザ装置の内部に冷却水を流し始めるとともに、前記レーザ発振器に駆動電流を供給してレーザ発振を開始させるように構成されており、レーザ発振中においては、前記冷却水供給装置は、前記レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度から前記レーザ発振時の冷却水温度の上限限許容温度までの第１所定温度範囲内に制御された冷却水の供給を継続するように構成されると共に、前記除湿器は、（露点）＋（第１所定温度差）≦（冷却水温度）の関係が維持されるように継続して除湿を行うように構成される、レーザ装置が提供される。また、上記構成において、前記レーザ装置は、前記レーザ装置の内部の空気の温度を調整する空気温度調節器を更に備えており、前記制御部からの指令に基づいて、前記空気温度調節器によって、前記第１温度検出器によって検出される前記レーザ装置の内部の空気の温度が、前記レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度と略同温度の下限値、または前記レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度よりも高温の下限値を有する第３所定温度範囲内に入るように制御され、前記レーザ装置の内部の空気の温度が前記第３所定温度範囲内に入った後は、前記レーザ装置の内部の空気の温度が前記第３所定温度範囲内から逸脱しないように制御される。また、前記レーザ装置の内部の空気の温度が、前記空気温度調節器によって、前記第３所定温度範囲内あるいは前記第３所定温度範囲の下限温度以上に制御されるようになっており、前記レーザ装置は、前記レーザ装置の外部温度あるいは前記筐体の温度を検出する第３温度検出器を備えており、前記第３所定温度範囲が時間的に変化する条件として設定され、前記第３所定温度範囲の下限温度が、前記レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度に第２所定温度差を加えた温度と、前記第３温度検出器によって検出された温度から第３所定温度差を引いた温度とのうちのいずれか高い方の温度に設定されており、前記レーザ装置の内部の空気温度が前記第３所定温度範囲内あるいは前記第３所定温度範囲の下限温度以上に制御される。
本願の２番目の発明によれば、レーザ発振器と、前記レーザ発振器に駆動電流を供給する電源部とを備えたレーザ装置であって、当該レーザ装置の外部の冷却水供給装置から当該レーザ装置の内部の発熱部品を冷却するために冷却水が供給されるように構成されており、前記レーザ装置は、前記レーザ装置の外部から前記レーザ装置の内部への空気の侵入流量を所定の値以下に抑える密閉度を備えた筐体と、前記レーザ装置の内部の空気を除湿する除湿器と、前記レーザ装置の内部の空気の湿度を検出する湿度検出器と、前記レーザ装置の内部の空気の温度を検出する第１温度検出器と、前記レーザ装置の外部から供給される冷却水の温度を検出する第２温度検出器と、前記湿度検出器および前記第１温度検出器による検出結果から、前記レーザ装置の内部の空気の露点を算出する算出部と、前記第２温度検出器による検出結果および前記算出部によって算出された前記露点から、前記冷却水を前記レーザ装置の内部に流し始める流入開始条件、または前記電源部から前記レーザ発振器に駆動電流を供給して、前記レーザ発振器においてレーザ発振を開始する発振開始条件を満たしているか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に従って、前記冷却水供給装置から供給される冷却水の配管に設けられた開閉弁の開閉、または前記電源部から前記レーザ発振器への駆動電力の供給を制御する制御部と、を備えており、前記制御部は、前記判定部が、前記算出部によって算出された前記露点と、前記第２温度検出器によって検出された冷却水温度とを比較して、（露点）＋（第１所定温度差）≦（冷却水温度）の関係と、（レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度）≦（冷却水温度）≦（レーザ発振時の冷却水温度の上限許容温度）の関係の両方の関係が満たされたと判定した時点において、前記配管に設けられた前記開閉弁を開放して前記レーザ装置の内部に冷却水を流し始めるとともに、前記レーザ発振器に駆動電流を供給してレーザ発振を開始させるように構成されており、レーザ発振中においては、前記冷却水供給装置は、前記レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度から前記レーザ発振時の冷却水温度の上限限許容温度までの第１所定温度範囲内に制御された冷却水の供給を継続するように構成されると共に、前記除湿器は、（露点）＋（第１所定温度差）≦（冷却水温度）の関係が維持されるように継続して除湿を行うように構成されるレーザ装置が提供される。また、前記除湿器が前記除湿器に流入する空気を露点温度以下に冷却し、前記除湿器内の結露部に結露させることにより除湿する方式の除湿器であり、前記レーザ装置は、前記除湿器から流出する空気を加熱する加熱部を更に備えており、前記加熱部は、前記制御部によって、前記第１温度検出器によって検出される前記レーザ装置の内部の空気の温度が、前記レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度と略同温度の下限値、または前記レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度よりも高温の下限値を有する第３所定温度範囲の下限温度よりも低温にならないように略最小限の加熱を行うように制御される。また、前記レーザ装置の内部の空気の温度が、前記加熱部によって、前記第３所定温度範囲内あるいは前記第３所定温度範囲の下限温度以上に制御されるようになっており、前記レーザ装置は、前記レーザ装置の外部温度あるいは前記筐体の温度を検出する第３温度検出器を備えており、前記第３所定温度範囲が時間的に変化する条件として設定され、前記第３所定温度範囲の下限温度が、前記レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度に第２所定温度差を加えた温度と、前記第３温度検出器によって検出された温度から第３所定温度差を引いた温度とのうちのいずれか高い方の温度に設定されており、前記レーザ装置の内部の空気温度が前記第３所定温度範囲内あるいは前記第３所定温度範囲の下限温度以上に制御される。
本願の３番目の発明によれば、１番目または２番目の発明に係るレーザ装置において、前記除湿器が、前記レーザ装置の外部から前記レーザ装置の内部への空気の浸入流量を所定の値以下に抑える筐体の密閉度と、前記レーザ装置の許容環境条件とから想定される前記レーザ装置の外部から前記レーザ装置の内部に浸入する単位時間当たりの最大水分量を上回る除湿能力を有することを特徴とする。
本願の４番目の発明によれば、１番目から３番目のいずれかの発明に係るレーザ装置において、前記除湿器は、前記冷却水供給装置から前記レーザ装置の内部に冷却水を供給している間は、除湿を継続するように構成されることを特徴とする。
本願の５番目の発明によれば、１番目から３番目のいずれかの発明に係るレーザ装置において、前記除湿器が、前記レーザ装置の内部の空気の露点が前記第１所定温度範囲よりも低温の第２所定温度範囲内に入るように制御され、前記露点が前記第２所定温度範囲内に入った後は、前記露点が前記第２所定温度範囲内から逸脱しないように制御されることを特徴とする。
本願の６番目の発明によれば、１番目から５番目のいずれかの発明に係るレーザ装置において、前記レーザ装置に対して完全停止指令が出された場合を除いて、前記レーザ装置に対して起動指令が出ていない期間も、前記湿度検出器、前記第１温度検出器、前記算出部、前記判定部および前記制御部によって、常時、または所定の時間間隔で、前記レーザ装置の内部の空気の湿度と温度を監視し、前記レーザ装置の内部の空気の露点に前記第１所定温度差を加えた温度が、前記第１温度検出器で検出された前記レーザ装置の内部の空気の温度より高くなると、前記除湿器が自動的に運転を開始して除湿を行う機能を有することを特徴とする。
本願の７番目の発明によれば、１番目から５番目のいずれかの発明に係るレーザ装置において、前記レーザ装置は、前記発熱部品に対して略同位置または上流側の前記冷却水配管の配管内の冷却水の温度、あるいは前記発熱部品に対して略同位置または上流側の前記冷却水配管に熱的に接する部材の温度を検出する第４温度検出器を更に備えており、前記レーザ装置に対して完全停止指令が出された場合を除いて、前記レーザ装置に対して起動指令が出ていない期間も、前記空気の露点に前記第１所定温度差を加えた温度が、前記第４温度検出器で検出された温度および前記第１温度検出器で検出された前記レーザ装置の内部の空気の温度のうちの少なくともいずれか一方よりも高くなると、前記除湿器が自動的に運転を開始して除湿を行う機能を有することを特徴とする。

これら並びに他の本発明の目的、特徴および利点は、添付図面に示される本発明の例示的な実施例に係る詳細な説明を参照することによって、より明らかになるであろう。

１番目の発明に係るレーザ装置によれば、閉空間の露点は、除湿や外部から加湿しない限り、空気の温度が変わっても変化しないので、一度、（露点）＋（第１所定温度差）≦（冷却水温度）の関係が成り立ち、冷却水温度が第１所定温度範囲内に制御されていると、筐体の隙間から侵入し得る水分より除湿器の除湿能力が上回っていれば、筐体内の空気温度が低下した等の理由で除湿器を停止しない限り、この関係は成立し続け、結露は発生しない。結露が発生しなくなるので、結露防止や結露予防のために冷却水やレーザ発振を停止する必要がなくなる。更に、上記レーザ装置によれば、一般に除湿能力の高い除湿器は空気の冷却作用を伴うが、空気温度が下がり過ぎて、レーザ装置内の湿度が上昇するのを防止でき、また、環境温度が上昇した場合、除湿機能を維持したまま、レーザ装置内の空気の温度が上昇するのを防止することができる。また、更に、上記レーザ装置によれば、レーザ装置筐体の外壁温度が下がり過ぎて、レーザ装置の外壁に過度の結露が発生することを防止しながら、レーザ装置内の湿度が上がり過ぎたり、結露したりすることも防止できる。
２番目の発明に係るレーザ装置によれば、閉空間の露点は、除湿や外部から加湿しない限り、空気の温度が変わっても変化しないので、一度、（露点）＋（第１所定温度差）≦（冷却水温度）の関係が成り立ち、冷却水温度が第１所定温度範囲内に制御されていると、筐体の隙間から侵入し得る水分より除湿器の除湿能力が上回っていれば、筐体内の空気温度が低下した等の理由で除湿器を停止しない限り、この関係は成立し続け、結露は発生しない。結露が発生しなくなるので、結露防止や結露予防のために冷却水やレーザ発振を停止する必要がなくなる。更に、当該レーザ装置によれば、一般に除湿能力の高い除湿器は空気の冷却作用を伴うが、空気温度が下がり過ぎて、レーザ装置内の湿度が上昇するのを防止でき、また、環境温度が上昇した場合、除湿機能を維持したまま、レーザ装置内の空気の温度が上昇するのを防止することができる。また、更に、当該レーザ装置によれば、除湿器と空気温度調節器を別に設けることなく、結露を確実に防止でき、レーザ装置の小型化、低コスト化が可能になる。また、更に、当該レーザ装置によれば、レーザ装置筐体の外壁温度が下がり過ぎて、レーザ装置の外壁に過度の結露が発生することを防止しながら、レーザ装置内の湿度が上がり過ぎたり、結露したりすることも防止できる。
３番目の発明に係るレーザ装置によれば、（露点）＋（第１所定温度差）≦（冷却水温度）の関係がいったん成り立つと、冷却水温度は第１所定温度範囲内に制御されるので、筐体の隙間から侵入し得る水分より除湿器の除湿能力が上回っていれば、筐体内の空気温度が下がったから等の理由で除湿器を停止しない限り、この関係は成立し続けて結露は発生しない。
４番目の発明に係るレーザ装置によれば、確実に結露が防止できると共に、コンプレッサを使用した除湿器の場合、オンオフによるコンプレッサの劣化を防止できる。
５番目の発明に係るレーザ装置によれば、除湿器による電力消費が節約できる。またインバータ制御等により除湿器に対して負荷のかからない方法で制御すれば、除湿器の駆動時間が短くなり、消耗を抑えることができる。
６番目の発明に係るレーザ装置によれば、レーザ装置の移動等のためにレーザ装置を完全に停止する必要がある場合を除いて、レーザ装置内の空気の露点および温度を監視して、露点に第１所定温度差を加えた温度がレーザ装置内の空気温度より高温にならないように除湿器を運転することによって、レーザ装置を起動していない時にもレーザ装置内での結露を防止できる。
７番目の発明に係るレーザ装置によれば、レーザ装置外部の空気温度の上昇等に伴うレーザ装置の内の空気の温度上昇時に最も低温になると想定される場所に第４温度検出器を設けて、空気の露点に前記第１所定温度を加えた温度が、第４温度検出器で検出された温度より高くなった場合も、除湿器を運転することによってレーザ装置を起動していない時に、レーザ装置外部の空気温度が急に上昇して露点の高い空気が浸入してきた場合であっても、レーザ装置内での結露をより確実に防止できる。

第１の実施例に係るレーザ装置の構成を示す摸式図である。第１の実施例に係るレーザ装置の制御のタイムチャートである。第１の実施例に係るレーザ装置の制御のフローチャートである。第１の実施例に係るレーザ装置の制御のフローチャートである。第２の実施例に係るレーザ装置の制御のタイムチャートである。第２の実施例に係るレーザ装置の制御のフローチャートである。第２の実施例に係るレーザ装置の制御のフローチャートである。第３の実施例に係るレーザ装置の構成を示す摸式図である。第３の実施例に係るレーザ装置の制御のタイムチャートである。第３の実施例に係るレーザ装置の制御のフローチャートである。第３の実施例に係るレーザ装置の制御のフローチャートである。第３の実施例に係るレーザ装置の制御のフローチャートである。第４の実施例に係るレーザ装置の構成を示す摸式図である。第４の実施例に係るレーザ装置の制御のタイムチャートである。第５の実施例に係るレーザ装置の構成を示す摸式図である。第５の実施例に係るレーザ装置の制御のタイムチャートである。第５の実施例に係るレーザ装置の制御のタイムチャートである。第５の実施例に係るレーザ装置の制御のタイムチャートである。第５の実施例に係るレーザ装置の制御のフローチャートである。第５の実施例に係るレーザ装置の制御のフローチャートである。第５の実施例に係るレーザ装置の制御のフローチャートである。第６の実施例に係るレーザ装置の制御のフローチャートである。第７の実施例に係るレーザ装置の構成を示す摸式図である。第７の実施例に係るレーザ装置の制御のフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。同一または対応する構成要素には、同一の参照符号が使用される。

図１〜図３Ｂを参照して、第１の実施例に係るレーザ装置１について説明する。図１は、レーザ装置１の構成を示す模式図である。図２は、制御のタイムチャートであり、図３Ａおよび図３Ｂは、制御のフローチャートである。

第１の実施例では、図１に示したように、レーザ装置１は、レーザ発振器２、電源部３、筐体５、除湿器６、湿度検出器７と、第１温度検出器８、第２温度検出器９、算出部１０、判定部１１、および制御部１２を備えている。レーザ装置１の外部には、冷却水供給装置４が設けられている。冷却水供給装置４は、レーザ装置１の内部の発熱部品を冷却するために冷却水を供給する。

レーザ発振器２は、任意の公知の構成を有するレーザ発振器である。レーザ発振器２は、光学系１８を介してレーザ光１９を出力する。電源部３は、レーザ発振器２に駆動電流を供給する。

筐体５は、レーザ装置１の外部からレーザ装置１の内部への空気の侵入流量を所定の値以下に抑えるのに必要な密閉度を備えた筐体である。除湿器６は、レーザ装置１の内部の空気を除湿する。湿度検出器７は、レーザ装置１の内部の空気の湿度を検出する。

第１温度検出器８は、レーザ装置１の内部の空気の温度を検出する。第２温度検出器９は、レーザ装置１の外部から供給される冷却水の温度を検出する。

算出部１０は、湿度検出器７および第１温度検出器８による検出結果から、レーザ装置１の内部の空気の露点を算出する。

判定部１１は、第２温度検出器９による検出結果および算出部１０によって算出された露点から、冷却水をレーザ装置１の内部に流し始める流入開始条件、または電源部３からレーザ発振器２に駆動電流を供給して、レーザ発振器２においてレーザ発振を開始する発振開始条件を満たしているか否かを判定する。

制御部１２は、判定部１１の判定結果に従って、冷却水供給装置４から供給される冷却水の配管に設けられた開閉弁の開閉、または電源部３からレーザ発振器２への駆動電力の供給を制御する。

本明細書において、「除湿器」は、クーラー等のように、「除湿器」とは別の名称で一般的に呼ばれているものを含んでおり、除湿機能を有する全ての機器を含んでいる。図１の除湿器６の近傍に記載された白抜きの矢印は、除湿器６に流入する空気の流れと、除湿器６から流出する空気の流れの方向を例示している。しかしながら、空気の流れの方向は、図示される方向に限定されない。また、図１では、冷却水配管１６は太い点線で示しており、冷却水の流れる方向を矢印で例示している。

第１の実施例では、図２のタイムチャートに示したように、判定部１１が、算出部１０によって算出された露点と、第２温度検出器９によって検出された冷却水温度とを比較して、（露点）＋（第１所定温度差）≦（冷却水温度）の関係と、（レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度）≦（冷却水温度）≦（レーザ発振時の冷却水温度の上限許容温度）の関係の両方の関係が満たされたと判定した時点において、冷却水配管１６に設けられた開閉弁を開放してレーザ装置１の内部に冷却水を流し始めるとともに、レーザ発振器２に駆動電流を供給してレーザ発振を開始させるように構成されている。

レーザ発振中においては、冷却水供給装置４は、レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度からレーザ発振時の冷却水温度の上限限許容温度までの第１所定温度範囲内に制御された冷却水の供給を継続するように構成される。除湿器６は、（露点）＋（第１所定温度差）≦（冷却水温度）の関係が維持されるように継続して除湿を行うように構成されている。

レーザ装置１は、レーザ発振開始後に、冷却水供給装置４または除湿器６の故障と判定される現象が検出されない限り、レーザ装置１の内部の結露防止や結露予防を目的として、レーザ発振を停止させないように構成される。

図１に示される構成を有するレーザ装置１において、開閉弁を開いてレーザ装置１の内部に冷却水を流し始めるとは、開閉弁１（１３）が開いた状態から、閉じていた開閉弁２（１４）および開閉弁３（１５）を開いて、開閉弁１を閉じることを意味している。反対に、開閉弁を閉じてレーザ装置内に冷却水が流れ込まないようにするとは、開閉弁１（１３）を開き、開閉弁２（１４）および開閉弁３（１５）を閉じることを意味している。

制御部１２に接続される結線は示されていないものの、開閉弁１（１３）、開閉弁２（１４）、および開閉弁３（１５）は、制御部１２からの指令に応答して開閉可能な弁、例えば電磁弁である。開閉弁２（１４）および開閉弁３（１５）が開いていない状態であっても、冷却水が流れる部分においては、結露する可能性がある。したがって、レーザ装置１の内部のレーザ発振器２等が収納された本体空間と、冷却水が流れる部分とは、隔壁１７等で互いに分離しておくことが望ましい。

なお、レーザ装置１の環境温度が低温である等の理由で、冷却水温度がレーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度よりも低温である場合、冷却水供給装置４の仕様によっては、冷却水温度がレーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度に達するまでに時間を要する場合がある。そのような場合は、レーザ発振までの待機時間を短縮するために、図１に示したように冷却水加熱手段２７を設けて、制御部１２からの指令により、冷却水加熱手段２７によって冷却水を加熱してもよい。

逆に、レーザ装置１の外部温度すなわちレーザ装置１の環境温度が高くなった時に、レーザ装置１の内部の空気温度の上昇を抑制するために、図１には記載していないものの、レーザ装置１の内部にラジエータファンユニットが設けられてもよい。ラジエータファンユニットは、ファンを介して供給されるレーザ装置１の内部の空気を、図１の冷却水配管１６から分岐した分岐管の表面に形成されたフィンの間に通して除熱する。

閉空間の露点は、除湿したり、または外部から加湿したりしない限り、空気の温度が変わっても変化しない。そのため、（露点）＋（第１所定温度差）≦（冷却水温度）の関係がいったん成立すれば、除湿器６が、レーザ装置１の外部からレーザ装置１の内部への空気の浸入流量を所定の値以下に抑える筐体５の密閉度と、レーザ装置１の許容環境条件とから想定されるレーザ装置１の外部からレーザ装置１の内部に浸入する単位時間当たりの最大水分量を上回る除湿能力を有していれば、（露点）＋（第１所定温度差）≦（冷却水温度）の関係を成立し続けさせることができる。

一実施例において、除湿器６は、冷却水供給装置４からレーザ装置１の内部に冷却水を供給している間は、除湿を継続するように構成されてもよい。その場合、（露点）＋（第１所定温度差）≦（冷却水温度）の関係は成立し続けるので、結露は発生しない。露点が下がり過ぎても特に問題はないので、露点をフィードバックして除湿器６の運転を制御することは必要ではない。

従って、第１の実施例によれば、レーザ装置１の内部において結露しなくなるので、結露防止や結露予防のために冷却水やレーザ発振を停止する必要がなくなる。除湿器６を連続運転することによって、確実に結露を防止できると共に、コンプレッサを使用した除湿器の場合、オンオフによるコンプレッサの劣化が防止できるというメリットもある。

除湿器６は、ペルチェ効果素子を使用した電子冷却式除湿器であってもよい。特に、第１の実施例では、除湿器６は連続運転、あるいはそれに近い運転を行うので、可動部がなく、消耗の少ないペルチェ効果素子を使用した除湿器にすることによって、除湿器６の故障確率を下げることができる。なお、前述した第１所定温度差は正の温度差であり、例えば５℃程度に設定することができる。

第１の実施例では、図３Ａおよび図３Ｂに示したフローチャートに従って、算出部１０でレーザ装置１の内部の空気の露点を算出し、判定部１１による判定結果に基づいて、制御部１２が各種制御を行う。図３Ａおよび図３Ｂにおいて、「Ｔ_w」は冷却水温度であり、「Ｔ_w1」はレーザ発振時の冷却水温度の上限許容温度、すなわち第１所定温度範囲の上限温度であり、「Ｔ_w2」は、レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度、すなわち第１所定温度範囲の下限温度である。また、「Ｔ_d」は、レーザ装置１の内部の空気の露点、「ΔＴ₁」は第１所定温度差を表している。なお、冷却水供給装置４はフローチャートではチラーと称している。

（ステップＳ１０１〜Ｓ１０４）
レーザ装置１に対して起動指令が出されると、まず除湿器６およびチラー４の運転が開始される。レーザ発振を開始できるようになるまでの待機時間を短縮するために、レーザ装置１の使用予定時間に先立って、設定した時間スケジュールに従って、チラー４および除湿器６の少なくともいずれか一方の運転を自動あるいは手動で開始しておいてもよい。その場合、起動指令が出た時点で、除湿器６またはチラー４が既に運転中である場合は、除湿器６またはチラー４の運転開始工程をスキップしてもよい。

（ステップＳ１０５〜Ｓ１０７）
レーザ装置１の内部の空気の露点Ｔ_dに第１所定温度差ΔＴ₁を加えた温度が冷却水温度Ｔ_wよりも低温になり、かつ冷却水温度Ｔ_wがレーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度Ｔ_w2からレーザ発振時の冷却水温度の上限許容温度Ｔ_w1の温度範囲を意味する第１所定温度範囲の範囲内に入ると、チラー４からの配管の開閉弁を開いて冷却水の供給を開始し、次いでレーザ発振を開始する。

（ステップＳ１０８〜Ｓ１１６）
いったん、レーザ装置１の内部の空気の露点Ｔ_dに第１所定温度差ΔＴ₁を加えた温度が冷却水温度Ｔ_wよりも低温になり、かつ冷却水温度Ｔ_wが第１所定温度範囲内に入った後に、冷却水温度Ｔ_wが第１所定温度範囲内から逸脱した場合、チラー４の故障と判定される。また、レーザ装置１の内部の空気の露点Ｔ_dに第１所定温度差ΔＴ₁を加えた温度が冷却水温度Ｔ_wよりも高温になった場合、除湿器６の故障と判定される。チラー４または除湿器６が故障していると判定された場合、開閉弁を閉じて冷却水がレーザ装置１の内部の隔壁１７で包囲された領域以外には流れ込まないようにして、チラー４または除湿器６の故障を表示部２１に表示する。

しかしながら、前述したように、チラー４または除湿器６が故障した場合を除き、チラー４がレーザ装置１の内部の発熱量とレーザ装置１の設置許容温度範囲の仕様に対して充分な冷却水の温度調節能力を備えていれば、結露の発生を防止できる。具体的には、第１所定温度範囲がチラー４の冷却水温度調節精度仕様に対して適切に設定され、除湿器６がレーザ装置１の筐体５の密閉度から想定されるレーザ装置１の内部に浸入する単位時間当たりの水分量に対して十分な除湿能力を備えていれば、冷却水温度Ｔ_wが第１所定温度範囲内に入り、レーザ装置１の内部の空気の露点Ｔ_dに第１所定温度差ΔＴ₁を加えた温度が冷却水温度Ｔ_wよりも低温になった後に、冷却水温度Ｔ_wが第１所定温度範囲内から逸脱することはなくなる。また、レーザ装置１の内部の空気の露点Ｔ_dに第１所定温度差ΔＴ₁を加えた温度が冷却水温度Ｔ_wよりも高温になることもないので、レーザ発振の停止指令が出されない限り、レーザ発振が継続される。それにより、冷却水で冷却された部品に結露が発生することを確実に防止できる。

（ステップＳ１１７〜Ｓ１２５）
レーザ装置１を完全に停止する場合は、レーザ発振停止、開閉弁の閉鎖、冷却水供給の停止、チラー４の運転停止、および除湿器６の運転停止を順次行えばよい。次にレーザ装置１を起動する際にレーザ発振までの待機時間を短くしたり、レーザ発振を行っていない期間にレーザ装置１の内部の部品に結露するのを防止したりするため、チラー４および除湿器６の少なくとも一方の運転を継続して、再起動指令待ちの状態に切替えてもよい。なお、チラー４の単独運転を継続する場合は、開閉弁を閉じて、冷却水がレーザ装置１の内部に流れこまないようにする必要がある。

第１の実施例において、湿度検出器７と第１温度検出器８による検出結果からレーザ装置１の内部の空気の露点を算出する算出部１０の代わりに、湿度および温度から露点を導出できるデータテーブルを記録した記録部を備えていてもよい。その場合、湿度検出器７と第１温度検出器８による検出結果から、データテーブルを参照して、レーザ装置１の内部の空気の露点を求められる。

図４、図５Ａおよび図５Ｂを参照して、第２の実施例に係るレーザ装置１について説明する。図４は、制御のタイムチャートであり、図５Ａおよび図５Ｂは、制御のフローチャートである。図４、図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、本実施例においては、除湿器６が、レーザ装置１の内部の空気の露点が第１所定温度範囲よりも低温の第２所定温度範囲内に入るように制御されると共に、露点が第２所定温度範囲内にいったん入った後は、露点が第２所定温度範囲内から逸脱しないように制御される。

必要以上に除湿を行わないことによって除湿器６による電力消費が節約でき、また、インバータ制御等により除湿器６に対して負荷のかからない方法で制御すれば、除湿器６の駆動時間を短縮でき、除湿器６の消耗を抑えることができるというメリットがある。

図４において、第１所定温度範囲の下限温度から第２所定温度範囲の上限温度を引いた値が、第１所定温度差と略等しいか、または第１所定温度差よりも大きくなるように設定してもよい。このように設定することによって、冷却水温度が第１所定温度範囲の下限温度近くまで下がり、レーザ装置１の内部の空気の露点が第２所定温度範囲の上限温度近くまで上昇した場合であっても、結露を確実に防止できる。

図５Ａおよび図５Ｂにおいて、「Ｔ_w」は冷却水温度であり、「Ｔ_w1」は、レーザ発振時の冷却水温度の上限許容温度、すなわち第１所定温度範囲の上限温度であり、「Ｔ_w2」は、レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度、すなわち第１所定温度範囲の下限温度である。「Ｔ_d」は、レーザ装置１の内部の空気の露点であり、「Ｔ_d1」は、第２所定温度範囲の上限温度であり、「Ｔ_d2」は、第２所定温度範囲の下限温度であり、「ΔＴ₁」は第１所定温度差を表している。

図５Ａおよび図５Ｂのフローチャートは、レーザ装置１の内部の空気の露点Ｔ_dが、第２所定温度範囲内にいったん入った後に、第２所定温度範囲内から逸脱すると、除湿器６の故障と判定して（ステップＳ２１７〜Ｓ２１８）、レーザ発振を停止し、除湿器６の故障を表示部２１に表示するフローが追加されている点において、第１の実施例に対応する図３Ａおよび図３Ｂのフローチャートとは相違する。

図６〜図８Ｃを参照して、第３の実施例に係るレーザ装置１について説明する。図６は、レーザ装置１の構成を示す模式図であり、図７は、制御のタイムチャートであり、図８Ａ〜図８Ｃは、制御のフローチャートである。

第３の実施例に係るレーザ装置１は、図６に示されるように、レーザ装置１の内部の空気の温度を調整する空気温度調節器２０を更に備えている。そして、図７に示されるように、制御部１２からの指令に応答し、空気温度調節器２０によって、レーザ装置１の内部の空気の温度が、第３所定温度範囲内に入るように制御される。そして、いったんレーザ装置１の内部の空気の温度が第３所定温度範囲内に入った後は、レーザ装置１の内部の空気の温度が、第３所定温度範囲内から逸脱しないように制御される。

一実施例において、第３所定温度範囲の下限温度は、第１所定温度範囲の下限温度に対して、略同温度あるいは高温になるように設定される。図７に示される実施例では、第３所定温度範囲の下限温度は、第１所定温度範囲の下限温度よりも高温に設定されている。その場合、レーザ装置１の内部の空気の露点およびレーザ装置１の内部の空気の温度をそれぞれ独立に制御することによって、レーザ装置１の内部の空気の湿度が上がり過ぎることを確実に防止できる。

一般に、除湿能力の高い除湿器は空気の冷却作用を伴う場合が多いが、レーザ装置１の内部の空気の温度が下がり過ぎて、レーザ装置１の内部の湿度が上昇したり、レーザ装置１の筐体５の外壁に結露したりするのを防止できる。また、環境温度が変化した場合にも、除湿機能を維持したまま、レーザ装置１の内部の空気の温度が大きく変化するのを防止して、安定したレーザ装置１の内部環境を実現できる。

本明細書において、「空気温度調節器」は、一般的には空気温度調節器という名称で呼ばれていなくても、流入空気に対して、加熱または除熱を行った後に流出させる機能を有する全ての機器を含んでいる。

図６において、空気温度調節器２０の近傍に記載された白抜きの矢印は、空気温度調節器２０に流入する空気の流れおよび除湿器６から流出する空気の流れの方向を例示しているが、空気の流れの方向を図６の場合に限定する意図はない。

図８Ａ〜図８Ｃにおいて、「Ｔ_w」は冷却水温度であり、「Ｔ_w1」は、レーザ発振時の冷却水温度の上限許容温度、すなわち第１所定温度範囲の上限温度であり、「Ｔ_w2」は、レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度、すなわち第１所定温度範囲の下限温度である。「Ｔ_d」は、レーザ装置１の内部の空気の露点であり、「Ｔ_d1」は、第２所定温度範囲の上限温度であり、「Ｔ_d2」は、第２所定温度範囲の下限温度である。「Ｔ_a」は、レーザ装置１の内部の空気の温度であり、「Ｔ_a1」は、第３所定温度範囲の上限温度であり、「Ｔ_a2」は、第３所定温度範囲の下限温度であり、「ΔＴ₁」は第１所定温度差を表している。

第３の実施例の図８Ａ〜図８Ｃのフローチャートは、空気温度調節器２０が運転中か否かをチェックして、運転中でなければ運転を開始する（ステップＳ３０５〜Ｓ３０６）と共に、レーザ装置１の内部の空気の温度が、第３所定温度範囲内にいったん入った後に、第３所定温度範囲内から逸脱すると、空気温度調節器の故障と判定して、レーザ発振を停止し、空気温度調節器２０の故障を表示部２１に表示するフロー（ステップＳ３２１〜Ｓ３２５）が追加されている点において、第２の実施例に対応する図５Ａおよび図５Ｂのフローチャートとは相違している。

但し、レーザ装置１の内部の空気温度Ｔ_aが第３所定温度範囲から逸脱しても、冷却水温度Ｔ_wおよびレーザ装置１の内部の露点Ｔ_dが所定温度範囲内に制御されていれば、直ちに深刻な状態になる訳ではないので、表示部２１に警告を表示するだけに留めて、直ぐにレーザ発振を停止させないようにしてもよい。

同様に、冷却水温度Ｔ_wが第１所定温度範囲から逸脱したり、レーザ装置１の内部の空気の露点_Tdが第２所定温度範囲を逸脱したりした場合も、逸脱の程度が予め定めた範囲より軽微であれば、直ぐにレーザ発振を停止せずに、警告メッセージを表示して、冷却水の供給停止またはレーザ発振停止を行わない制御条件に設定してもよい。

また、図８Ａ〜図８Ｃを参照すれば、レーザ発振を停止するフロー（ステップＳ３２７〜Ｓ３３６）も一部変更されている。レーザ装置１を完全に停止する場合は、レーザ発振停止、開閉弁の閉鎖、冷却水の供給停止、チラー４の運転停止、空気温度調節器２０の停止、および除湿器６の運転停止を順次行えばよい。

レーザ装置１を起動する際にレーザ発振までの待機時間を短くしたり、レーザ発振を行っていない期間にレーザ装置１の内部の部品における結露を防止するために、チラー４、空気温度調節器２０および除湿器６の運転を継続するか、または空気温度調節器２０および除湿器６の運転を継続するか、除湿器６のみ運転を継続するか、あるいは開閉弁を閉じてチラー４のみ運転を継続して、再起動指令待ちの状態に切替えてもよい。

図９および図１０を参照して、第４の実施例に係るレーザ装置１について説明する。図９は、レーザ装置１の構成を示す模式図であり、図１０は、制御のタイムチャートである。

第４の実施例では、除湿器６が、除湿器６に流入する空気を露点温度以下に冷却し、除湿器６内の結露部に結露させることにより除湿する方式の除湿器である。図９に示されるように、レーザ装置１は、除湿器６から流出する空気を加熱する加熱手段２２を更に備えている。図９において、白抜きの矢印は除湿器６に流入する空気の流れと、除湿器６および加熱手段２２を経由して流出する空気の流れを模式的に表している。空気の流れる順番は、除湿器６、加熱手段２２の順であることが望ましいが、流れの方向が上向きである必要はない。

除湿器６が、除湿を行う際の流入空気の冷却量が多いタイプの除湿器である場合、レーザ装置１の内部の空気の温度が、第３所定温度範囲の下限温度よりも低温にならないように、加熱手段２２を制御して略最小限の加熱を行うようにすればよい。それにより、第３の実施例に対応する図７のタイムチャートと同様に制御できるようになる。すなわち、レーザ装置１の内部の空気の露点を第２所定温度範囲内に制御しながら、レーザ装置１の内部の空気の温度を第３所定温度範囲内に制御することができる。

他方、除湿器６が、除湿効率が高く、流入空気の冷却量が比較的少ない方式の除湿器であれば、除湿器６によってレーザ装置１の内部の露点が第２所定温度範囲内に制御されている状態であって、かつ加熱手段２２が加熱を行っていない状態でも、レーザ装置１の内部の空気の温度が第３所定温度範囲の上限温度よりも高温になるか、あるいは高温になりかける状態があり得る。

例えば、レーザ装置１の内部の発熱量が増加した時、またはレーザ装置１の外部の温度が上昇した時に、そのような状態になる可能性がある。そのような場合、第３の実施例に近い制御を行いたい場合は、レーザ装置１の内部の露点をそのまま第２所定温度範囲内に制御すると共に、レーザ装置１の内部の空気の温度が第３所定温度範囲の上限温度よりも高温になった状態を許容する選択肢もある。

しかしながら、そのような状態の期間についてだけは、図１０のタイムチャートにおいて白抜きの矢印で示される期間のように、レーザ装置１の内部の空気の温度が第３所定温度範囲内に制御されると共に、レーザ装置１の内部の露点が第２所定温度範囲の下限温度より低温になっていても、除湿器６の出力を上げた状態で運転してもよい。

第４の実施例では、第３の実施例にように空気温度調節器を備えることなく、第３の実施例とほぼ同様の機能を有することができる。したがって、レーザ装置１の内部の空気の湿度上昇、および冷却水によって冷却された低温部品への結露を確実に防止しながら、レーザ装置１の小型化および低コスト化が可能になる。

なお、第４の実施例において、除湿器６と加熱手段２２は、分離した構造である必要はなく、一体化した構造で空気の温度および湿度を個別に制御可能な空気調和器であってもよい。

図１１〜図１５Ｃを参照して、第５の実施例に係るレーザ装置１について説明する。図１１は、レーザ装置１の構成を示す模式図であり、図１２〜図１４は、制御のタイムチャートであり、図１５Ａ〜図１５Ｃは、制御のフローチャートである。

第５の実施例に係るレーザ装置１は、図１１に示されるように、レーザ装置１の内部の空気の温度が、空気温度調節器２０あるいは加熱手段によって、第３所定温度範囲内あるいは第３所定温度範囲の下限温度以上に制御される。また、レーザ装置１は、レーザ装置１の外部温度あるいは筐体５の温度を検出する第３温度検出器２３をさらに備えている。

図１２および図１３のタイムチャートを参照すれば、第３所定温度範囲が、時間に対して変化するように設定される。第３所定温度範囲の下限温度は、第１所定温度範囲の下限温度に第２所定温度差を加えた温度と、第３温度検出器２３によって検出された外気温度から第３所定温度差を引いた温度とのうちのいずれか高い方の温度に設定される。レーザ装置１の内部の空気温度は、第３所定温度範囲内あるいは第３所定温度範囲の下限温度以上に制御される。

図１２は、第３温度検出器２３によって検出された外気温度から第３所定温度差を引いた温度の方が、第１所定温度範囲の下限温度に第２所定温度差を加えた温度よりも常時高かった場合のタイムチャートである。図１３は、時間ｔ₁からｔ₂までの間、第１所定温度範囲の下限温度に第２所定温度差を加えた温度の方が、第３温度検出器によって検出された外気温度から第３所定温度差を引いた温度よりも高かった場合のタイムチャートである。

なお、レーザ装置１の内部の部品の耐熱特性等の関係で、レーザ装置１の内部の空気温度が上がり過ぎないようにする必要がある場合は、図１４のタイムチャートに示されるように、第３所定温度範囲の上限温度を、ある温度より高温にはならないように設定するような設定条件を追加してもよい。なお、第２所定温度差は正の温度差に限定する必要はないが、通常は０〜５℃程度に設定される。また、第３所定温度差は、通常は正の温度差であり、例えば５〜１０℃程度である。

あるいは、第３所定温度差は、レーザ装置１の外壁に過度の結露が発生することを防止するために、図１１には記載されていないものの、レーザ装置１が、レーザ装置１の外部の湿度を検出する湿度検出器を更に備えていてもよい。レーザ装置１の外部の湿度、および第３温度検出器によって検出されたレーザ装置１の外部の温度から、算出部１０がレーザ装置１の外部の露点を算出し、第３所定温度差≒（レーザ装置の外部の温度）−（レーザ装置の外部の露点）の関係式で与えられるように、第３所定温度差を、レーザ装置１の外部環境によって変動する値に設定してもよい。

第５の実施例によれば、レーザ装置１の内部の空気温度をレーザ装置１の外気温度に追随して変化させるので、レーザ装置１の筐体５の外壁温度が低下し過ぎて、レーザ装置１の外壁に過度の結露が発生することが防止できる。また、レーザ装置１の内部の空気の温度が第１所定温度範囲より下がらないように制御されるので、レーザ装置１の内部の空気の温度が下がり過ぎて湿度が上昇し過ぎたり、結露が発生したりするのも防止できる。

なお、第３温度検出器２３を、筐体５の温度を検出する位置に設置する場合は、できるだけレーザ装置１の外部の空気温度に近い温度が検出できるように、レーザ装置１の内部の空気、または第３温度検出器２３の設置場所以外のレーザ装置１の筐体５の部分からその設置位置に熱が伝わり難いように、断熱材２６で囲む等の断熱構造にすることが望ましい。

図１５Ａ〜図１５Ｃにおいて、「Ｔ_w」は冷却水温度であり、「Ｔ_w1」は、レーザ発振時の冷却水温度の上限許容温度、すなわち第１所定温度範囲の上限温度であり、「Ｔ_w2」は、レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度、すなわち第１所定温度範囲の下限温度である。また、「Ｔ_d」は、レーザ装置１の内部の空気の露点であり、「Ｔ_d1」は、第２所定温度範囲の上限温度であり、「Ｔ_d2」は、第２所定温度範囲の下限温度である。「Ｔ_a」は、レーザ装置１の内部の空気の温度であり、「Ｔ_a1」は、第３所定温度範囲の上限温度であり、「Ｔ_a2」は、第３所定温度範囲の下限温度である。「ΔＴ₁」は第１所定温度差であり、「ΔＴ₂」は、第２所定温度差であり、「ΔＴ₃」は第３所定温度差であり、「Ｔ_o」は、第３温度検出器で検出したレーザ装置１の外気温度を表している。

第５の実施例の図１５Ａ〜図１５Ｃのフローチャートは、ステップＳ４２１〜Ｓ４２３およびステップＳ４２５〜Ｓ４２７が追加されている点において、第３の実施例に対応する図８Ａ〜図８Ｃのフローチャートとは相違する。

（ステップＳ４２１〜Ｓ４２３）
第１所定温度範囲の下限温度Ｔ_w2に第２所定温度差ΔＴ₂を加えた温度と、第３温度検出器２３によって検出された外気温度Ｔ_oから第３所定温度差ΔＴ₃を引いた温度との大小を判定して、第１所定温度範囲の下限温度Ｔ_w2に第２所定温度差ΔＴ₂を加えた温度の方が小さい場合は、第３所定温度範囲の下限温度Ｔ_a2を、外気温度Ｔ_oから第３所定温度差ΔＴ₃を引いた温度に設定する。

第１所定温度範囲の下限温度Ｔ_w2に第２所定温度差ΔＴ₂を加えた温度の方が大きい場合は、第３所定温度範囲の下限温度Ｔ_a2を、第１所定温度範囲の下限温度Ｔ_w2に第２所定温度差ΔＴ₂を加えた温度に設定する。

このように、ステップＳ４２１での判定結果に応じて、第３所定温度範囲の設定を変更する。そして、レーザ装置１の内部の空気の温度が設定された第３所定温度範囲内にいったん入った後に、第３所定温度範囲内から逸脱した場合は、空気温度調節器２０の故障と判定する。

図１６のフローチャートを参照して、第６の実施例について説明する。図１６において、「Ｔ_d」は、レーザ装置１の内部の空気の露点、「Ｔ_a」は、レーザ装置１の内部の空気の温度、「ΔＴ₁」は、第１所定温度差を表している。図３Ａおよび図３Ｂ、図５Ａおよび図５Ｂ、図８Ａ〜図８Ｃ、並びに図１５Ａ〜図１５Ｃに記載した制御のフローチャートでは、レーザ発振停止指令が出た後、除湿器６にも運転停止指令が出た場合、除湿器６を停止するにようになっている。しかしながら、本実施例の場合、図１６に示されるように、レーザ装置１に対して移動等のために完全停止指令が出された場合を除いて、レーザ装置１に対して起動指令が出ていない期間も、湿度検出器７、第１温度検出器８、算出部１０、判定部１１、および制御部１２が動作状態に維持される。

そして、常時、または所定の時間間隔で、レーザ装置１の内部の空気の湿度および温度を監視し、レーザ装置１の内部の空気の露点Ｔ_dに第１所定温度差ΔＴ₁を加えた温度が、第１温度検出器８によって検出されたレーザ装置１の内部の空気の温度Ｔ_aより高くなると、除湿器６が自動的に運転を開始して除湿を行うようにしてもよい。

運転を開始した除湿器６は、除湿器６の運転を開始したレーザ装置１の内部の空気の露点＝（第１温度検出器８で検出されたレーザ装置１の内部の空気の温度）−（第１所定温度差ΔＴ₁）を第２所定温度範囲の上限温度として、第２所定温度範囲内に露点を制御するように制御してもよい。

しかしながら、図１６に示したように、レーザ装置１の内部の空気の露点Ｔ_dに第１所定温度差ΔＴ₁を加えた温度が、第１温度検出器８で検出されたレーザ装置１の内部の空気の温度Ｔ_aよりも高い状態を検知すると、設定された時間にわたって連続運転を行った後に、再度判定して、レーザ装置１の内部の空気の露点Ｔ_dに第１所定温度差ΔＴ₁を加えた温度が、第１温度検出器８で検出されたレーザ装置１の内部の空気の温度Ｔ_aよりも低ければ除湿器６の運転を停止ようにしてもよい。

第６の実施例によれば、レーザ装置１を起動していない時にも、レーザ装置１の内部での結露を防止できる効果がある。

図１７および図１８を参照して、第７の実施例に係るレーザ装置１について説明する。図１７は、レーザ装置１の構成を示す模式図であり、図１８は、制御のフローチャートである。

第７の実施例に係るレーザ装置１は、図１７に示されるように、レーザ装置１の内部の発熱部品に対して略同位置または上流側の冷却水配管の配管内の冷却水の温度、あるいは発熱部品に対して略同位置または上流側の冷却水配管に熱的に接する部材の温度を検出する第４温度検出器２４を更に備えている。

レーザ装置１に対して移動等のために完全停止指令が出された場合を除いて、図１８に示されるように、レーザ装置１に対して起動指令が出ていない期間も、空気の露点に第１所定温度差を加えた温度が、第４温度検出器２４で検出された温度および第１温度検出器８で検出されたレーザ装置１の内部の空気の温度のうちの少なくともいずれか一方より高い場合、除湿器６が自動的に運転を開始して除湿を行うようになっている。

図１８において、「Ｔ_d」は、レーザ装置１の内部の空気の露点であり、「Ｔ_a」は、レーザ装置１の内部の空気の温度であり、「ΔＴ₁」は第１所定温度差であり、「Ｔ₄」は、第４温度検出器２４で検出された温度を表している。図１８を参照すれば、第７の実施例において、運転を開始した除湿器６の運転を停止する条件は、図１６を参照して説明した第６の実施例と同様としている。

レーザ装置１の外部の空気の温度が急激に上昇した場合、水は比熱が大きいので温度上昇が遅く、レーザ装置１の内部の冷却水配管に水は流れていなくても、滞留している水によって、発熱部品を搭載している水冷プレート等、滞留水に接している部分が、レーザ装置１の内部で最も低温になる可能性がある。温度上昇時に最も低温になると想定される場所に第４温度検出器２４を設けて、空気の露点Ｔ_dに第１所定温度ΔＴ₁を加えた温度が、第４温度検出器２４で検出された温度Ｔ₄より高い場合にも、除湿器６を運転することによってレーザ装置１を起動していない時に、急にレーザ装置１の外部の空気温度が上昇した場合であっても、レーザ装置１の内部での結露をより確実に防止できる。

第４温度検出器２４の具体的な設置場所としては、図１７に記載したように、発熱源であるレーザ発振器２の上流側でレーザ発振器２に近い冷却水配管でもよい。あるいは、第４温度検出器２４は、レーザ発振器２を冷却している部分に設置されてもよいし、またはレーザダイオードモジュールをレーザ光源もしくは励起光源としているレーザ装置においては、レーザダイオードモジュールを装着している水冷プレートの温度を第４温度検出器２４で検出するように構成されてもよい。

水冷プレートの温度を第４温度検出器２４で検出すると、レーザ発振を開始する前に冷却水が流れて、水冷プレートが実際に所定温度まで冷却されているか否か、また、レーザ発振中も冷却プレートの温度が所定の温度まで冷却されているか否かを確認できるメリットがある。

冷却水温度は正常であっても、冷却水の流量が必要な流量より不足していて、水冷プレートが所定温度まで冷却されないという故障モードを検出するために、図１７に記載したように冷却水配管の下流側に流量検出器２５を設置して、冷却水流量が所定流量範囲内に入っていない場合は、表示部に冷却水流量不足あるいはチラー故障の表示を行うようにしてもよい。

なお、１つのレーザ装置に対して、冷却水供給装置および除湿器の少なくともいずれか一方が複数個設けられていてもよい。その場合、１つの冷却水供給装置または除湿器が故障しても、冷却水温度およびレーザ装置の内部の空気の露点を、第１所定温度範囲内、第２所定温度範囲内にそれぞれ制御できるようになる。前述した実施例によれば、冷却水供給装置または除湿器が故障しない限り、結露防止のためにレーザ発振を停止する必要がなくなる。

また、複数の冷却水供給装置および除湿器を供えたレーザ装置であれば、１つの冷却水供給装置または除湿器が故障しても、レーザ発振を停止する必要がなくなり、レーザ発振を停止させざるを得ない状況が発生する確率を低減できる。

以上、本発明の種々の実施例について説明したが、当業者であれば、他の実施例によっても本発明の意図する作用効果を実現できることを認識するであろう。特に、本発明の範囲を逸脱することなく、前述した実施例の構成要素を削除または置換することができるし、あるいは公知の手段を更に付加することができる。また、本明細書において明示的または暗示的に開示される複数の実施例の特徴を任意に組合せることによっても本発明を実施できることは当業者に自明である。

１レーザ装置
２レーザ発振器
３電源部
４冷却水供給装置
５筐体
６除湿器
７湿度検出器
８第１温度検出器
９第２温度検出器
１０算出部
１１判定部
１２制御部
１３開閉弁１
１４開閉弁２
１５開閉弁３
１６冷却水配管
１７隔壁
１８光学系
１９レーザ光
２０空気温度調節器
２１表示部
２２加熱手段（加熱部）
２３第３温度検出器
２４第４温度検出器
２５流量検出器
２６断熱材
２７冷却水加熱手段

Claims

レーザ発振器と、前記レーザ発振器に駆動電流を供給する電源部とを備えたレーザ装置であって、当該レーザ装置の外部の冷却水供給装置から当該レーザ装置の内部の発熱部品を冷却するために冷却水が供給されるように構成されており、
前記レーザ装置は、
前記レーザ装置の外部から前記レーザ装置の内部への空気の侵入流量を所定の値以下に抑える密閉度を備えた筐体と、
前記レーザ装置の内部の空気を除湿する除湿器と、
前記レーザ装置の内部の空気の湿度を検出する湿度検出器と、
前記レーザ装置の内部の空気の温度を検出する第１温度検出器と、
前記レーザ装置の外部から供給される冷却水の温度を検出する第２温度検出器と、
前記湿度検出器および前記第１温度検出器による検出結果から、前記レーザ装置の内部の空気の露点を算出する算出部と、
前記第２温度検出器による検出結果および前記算出部によって算出された前記露点から、前記冷却水を前記レーザ装置の内部に流し始める流入開始条件、または前記電源部から前記レーザ発振器に駆動電流を供給して、前記レーザ発振器においてレーザ発振を開始する発振開始条件を満たしているか否かを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に従って、前記冷却水供給装置から供給される冷却水の配管に設けられた開閉弁の開閉、または前記電源部から前記レーザ発振器への駆動電力の供給を制御する制御部と、を備えており、
前記制御部は、
前記判定部が、前記算出部によって算出された前記露点と、前記第２温度検出器によって検出された冷却水温度とを比較して、（露点）＋（第１所定温度差）≦（冷却水温度）の関係と、（レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度）≦（冷却水温度）≦（レーザ発振時の冷却水温度の上限許容温度）の関係の両方の関係が満たされたと判定した時点において、前記配管に設けられた前記開閉弁を開放して前記レーザ装置の内部に冷却水を流し始めるとともに、前記レーザ発振器に駆動電流を供給してレーザ発振を開始させるように構成されており、
レーザ発振中においては、前記冷却水供給装置は、前記レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度から前記レーザ発振時の冷却水温度の上限限許容温度までの第１所定温度範囲内に制御された冷却水の供給を継続するように構成されると共に、前記除湿器は、（露点）＋（第１所定温度差）≦（冷却水温度）の関係が維持されるように継続して除湿を行うように構成され、
前記レーザ装置は、前記レーザ装置の内部の空気の温度を調整する空気温度調節器を更に備えており、
前記制御部からの指令に基づいて、前記空気温度調節器によって、前記第１温度検出器によって検出される前記レーザ装置の内部の空気の温度が、前記レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度と略同温度の下限値、または前記レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度よりも高温の下限値を有する第３所定温度範囲内に入るように制御され、
前記レーザ装置の内部の空気の温度が前記第３所定温度範囲内に入った後は、前記レーザ装置の内部の空気の温度が前記第３所定温度範囲内から逸脱しないように制御され、
前記レーザ装置の内部の空気の温度が、前記空気温度調節器によって、前記第３所定温度範囲内あるいは前記第３所定温度範囲の下限温度以上に制御されるようになっており、
前記レーザ装置は、前記レーザ装置の外部温度あるいは前記筐体の温度を検出する第３温度検出器を備えており、
前記第３所定温度範囲が時間的に変化する条件として設定され、前記第３所定温度範囲の下限温度が、前記レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度に第２所定温度差を加えた温度と、前記第３温度検出器によって検出された温度から第３所定温度差を引いた温度とのうちのいずれか高い方の温度に設定されており、
前記レーザ装置の内部の空気温度が前記第３所定温度範囲内あるいは前記第３所定温度範囲の下限温度以上に制御されることを特徴とする、レーザ装置。
レーザ発振器と、前記レーザ発振器に駆動電流を供給する電源部とを備えたレーザ装置であって、当該レーザ装置の外部の冷却水供給装置から当該レーザ装置の内部の発熱部品を冷却するために冷却水が供給されるように構成されており、
前記レーザ装置は、
前記レーザ装置の外部から前記レーザ装置の内部への空気の侵入流量を所定の値以下に抑える密閉度を備えた筐体と、
前記レーザ装置の内部の空気を除湿する除湿器と、
前記レーザ装置の内部の空気の湿度を検出する湿度検出器と、
前記レーザ装置の内部の空気の温度を検出する第１温度検出器と、
前記レーザ装置の外部から供給される冷却水の温度を検出する第２温度検出器と、
前記湿度検出器および前記第１温度検出器による検出結果から、前記レーザ装置の内部の空気の露点を算出する算出部と、
前記第２温度検出器による検出結果および前記算出部によって算出された前記露点から、前記冷却水を前記レーザ装置の内部に流し始める流入開始条件、または前記電源部から前記レーザ発振器に駆動電流を供給して、前記レーザ発振器においてレーザ発振を開始する発振開始条件を満たしているか否かを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に従って、前記冷却水供給装置から供給される冷却水の配管に設けられた開閉弁の開閉、または前記電源部から前記レーザ発振器への駆動電力の供給を制御する制御部と、を備えており、
前記制御部は、
前記判定部が、前記算出部によって算出された前記露点と、前記第２温度検出器によって検出された冷却水温度とを比較して、（露点）＋（第１所定温度差）≦（冷却水温度）の関係と、（レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度）≦（冷却水温度）≦（レーザ発振時の冷却水温度の上限許容温度）の関係の両方の関係が満たされたと判定した時点において、前記配管に設けられた前記開閉弁を開放して前記レーザ装置の内部に冷却水を流し始めるとともに、前記レーザ発振器に駆動電流を供給してレーザ発振を開始させるように構成されており、
レーザ発振中においては、前記冷却水供給装置は、前記レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度から前記レーザ発振時の冷却水温度の上限限許容温度までの第１所定温度範囲内に制御された冷却水の供給を継続するように構成されると共に、前記除湿器は、（露点）＋（第１所定温度差）≦（冷却水温度）の関係が維持されるように継続して除湿を行うように構成され、
前記除湿器が前記除湿器に流入する空気を露点温度以下に冷却し、前記除湿器内の結露部に結露させることにより除湿する方式の除湿器であり、
前記レーザ装置は、前記除湿器から流出する空気を加熱する加熱部を更に備えており、
前記加熱部は、前記制御部によって、前記第１温度検出器によって検出される前記レーザ装置の内部の空気の温度が、前記レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度と略同温度の下限値、または前記レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度よりも高温の下限値を有する第３所定温度範囲の下限温度よりも低温にならないように略最小限の加熱を行うように制御され、
前記レーザ装置の内部の空気の温度が、前記加熱部によって、前記第３所定温度範囲内あるいは前記第３所定温度範囲の下限温度以上に制御されるようになっており、
前記レーザ装置は、前記レーザ装置の外部温度あるいは前記筐体の温度を検出する第３温度検出器を備えており、
前記第３所定温度範囲が時間的に変化する条件として設定され、前記第３所定温度範囲の下限温度が、前記レーザ発振時の冷却水温度の下限許容温度に第２所定温度差を加えた温度と、前記第３温度検出器によって検出された温度から第３所定温度差を引いた温度とのうちのいずれか高い方の温度に設定されており、
前記レーザ装置の内部の空気温度が前記第３所定温度範囲内あるいは前記第３所定温度範囲の下限温度以上に制御されることを特徴とするレーザ装置。
前記除湿器が、前記レーザ装置の外部から前記レーザ装置の内部への空気の浸入流量を所定の値以下に抑える筐体の密閉度と、前記レーザ装置の許容環境条件とから想定される前記レーザ装置の外部から前記レーザ装置の内部に浸入する単位時間当たりの最大水分量を上回る除湿能力を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のレーザ装置。
前記除湿器は、前記冷却水供給装置から前記レーザ装置の内部に冷却水を供給している間は、除湿を継続するように構成されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のレーザ装置。
前記除湿器が、前記レーザ装置の内部の空気の露点が前記第１所定温度範囲よりも低温の第２所定温度範囲内に入るように制御され、前記露点が前記第２所定温度範囲内に入った後は、前記露点が前記第２所定温度範囲内から逸脱しないように制御されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のレーザ装置。
前記レーザ装置に対して完全停止指令が出された場合を除いて、前記レーザ装置に対して起動指令が出ていない期間も、前記湿度検出器、前記第１温度検出器、前記算出部、前記判定部および前記制御部によって、常時、または所定の時間間隔で、前記レーザ装置の内部の空気の湿度と温度を監視し、前記レーザ装置の内部の空気の露点に前記第１所定温度差を加えた温度が、前記第１温度検出器で検出された前記レーザ装置の内部の空気の温度より高くなると、前記除湿器が自動的に運転を開始して除湿を行う機能を有することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のレーザ装置。
前記レーザ装置は、前記発熱部品に対して略同位置または上流側の前記配管内の冷却水の温度、あるいは前記発熱部品に対して略同位置または上流側の前記配管に熱的に接する部材の温度を検出する第４温度検出器を更に備えており、
前記レーザ装置に対して完全停止指令が出された場合を除いて、前記レーザ装置に対して起動指令が出ていない期間も、前記空気の露点に前記第１所定温度差を加えた温度が、前記第４温度検出器で検出された温度および前記第１温度検出器で検出された前記レーザ装置の内部の空気の温度のうちの少なくともいずれか一方よりも高くなると、前記除湿器が自動的に運転を開始して除湿を行う機能を有することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のレーザ装置。