JP2971255B2 - Ｃｏ２レーザ光発生装置 - Google Patents
Ｃｏ２レーザ光発生装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＯ2レーザ光を発生
するＣＯ2レーザ光発生装置に関する。
するＣＯ2レーザ光発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ＣＯ2レーザ光を発生する複
数本の放電管は、直列に配置され、その一方端部には全
反射鏡が配置され、他方端部には半透過鏡が配置され、
レーザ光が半透過鏡から外部に放射され、そのレーザ光
を用いて加工などを行うことができる。このように複数
本、直列に配置される各放電管には、効率のよいレーザ
発振を得るために、各放電管の特性のばらつきにかかわ
らず、同一の電流を流す必要がある。ところが従来で
は、その複数の放電管は、共通の電源に電気的に並列に
接続されて駆動され、したがって放電管の特性のばらつ
きによって、各放電管毎に異なった電流が流れ、レーザ
発振の効率が低下することになる。
数本の放電管は、直列に配置され、その一方端部には全
反射鏡が配置され、他方端部には半透過鏡が配置され、
レーザ光が半透過鏡から外部に放射され、そのレーザ光
を用いて加工などを行うことができる。このように複数
本、直列に配置される各放電管には、効率のよいレーザ
発振を得るために、各放電管の特性のばらつきにかかわ
らず、同一の電流を流す必要がある。ところが従来で
は、その複数の放電管は、共通の電源に電気的に並列に
接続されて駆動され、したがって放電管の特性のばらつ
きによって、各放電管毎に異なった電流が流れ、レーザ
発振の効率が低下することになる。
【０００３】この問題を解決するために、各放電管毎
に、その放電管を個別的に駆動する電源を設け、放電電
流を各放電管に共通な同一値に保つようにすればよいけ
れども、そのようにすると、構成が明らかに大形化し、
コストアップになる。
に、その放電管を個別的に駆動する電源を設け、放電電
流を各放電管に共通な同一値に保つようにすればよいけ
れども、そのようにすると、構成が明らかに大形化し、
コストアップになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、構成
を簡略化し、しかも複数の放電管の放電電流を同一の値
にすることができるようにしたＣＯ2レーザ光発生装置
を提供することである。
を簡略化し、しかも複数の放電管の放電電流を同一の値
にすることができるようにしたＣＯ2レーザ光発生装置
を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）放電管
装置であって、複数の各放電管群Ｌ１〜Ｌ５が、端部全
反射鏡Ｍ０と第１中間反射鏡Ｍ１との間、第１中間反射
鏡Ｍ１と第２中間反射鏡Ｍ２〜Ｍ４との間、および第２
中間反射鏡Ｍ４と半透過鏡Ｍ５との間に、それぞれ配置
され、各放電管群Ｌ１〜Ｌ５は、ＣＯ2レーザ光を発生
する同一数の複数の放電管Ｌ１１〜Ｌ１４が一直線上に
軸線を有して配置され、各放電管群Ｌ１〜Ｌ５をそれぞ
れ構成する放電管Ｌ１１〜Ｌ１４内には、Ｈｅ、Ｎ2、
ＣＯ2の混合ガスが充填され、軸線方向に循環して流さ
れる放電管装置と、 （ｂ）交流電源２と、 （ｃ）交流電源２からの交流電力を直流に変換するコン
バータ３と、 （ｄ）各放電管群Ｌ１〜Ｌ５毎に設けられる電気回路で
あって、 （ｄ１）インバータ６であって、コンバータ３の直流出
力４，５；３４を導通／遮断して交流に変換するスイッ
チングトランジスタＱ１〜Ｑ４と、インバータ制御信号
３１に応答し、スイッチングトランジスタＱ１〜Ｑ４を
パルス幅制御するパルス幅制御回路３３とを有するイン
バータ６と、 （ｄ２）各放電管Ｌ１１〜Ｌ１４毎に設けられ、１次巻
線９〜１２が直列に接続されて直列回路を構成し、この
直列回路にインバータの出力が与えられ、同一構成を有
する昇圧トランスＴ１１〜Ｔ１４と、 （ｄ３）各昇圧トランスＴ１１〜Ｔ１４の２次巻線の各
出力をそれぞれ全波整流する４つのダイオードから成
り、各放電管Ｌ１１〜Ｌ１４にそれぞれ対応して設けら
れる整流回路１７〜２０であって、各整流回路１７〜２
０の一方の直流出力は対応する放電管Ｌ１１〜Ｌ１４の
一方の放電電極２３に接続される整流回路１７〜２０
と、 （ｄ４）各放電管Ｌ１１〜Ｌ１４にそれぞれ対応して設
けられる抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４であって、各抵抗Ｒ１２〜
Ｒ１４の一端部は、対応する放電管Ｌ１１〜Ｌ１４の他
方の放電電極２４に接続され、各抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４の
他端部は、対応する放電管Ｌ１１〜Ｌ１４の整流回路１
７〜２０の他方の直流出力に接続される抵抗Ｒ１２〜Ｒ
１４と、 （ｄ５）各抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４の両端部の出力に応答
し、各抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４に流れる放電電流Ｉ１〜Ｉ４
をそれぞれ検出する放電電流検出手段と、 （ｄ６）放電電流検出手段の出力に応答し、各放電管群
Ｌ１〜Ｌ５に含まれる放電管Ｌ１１〜Ｌ１４の放電電流
の和を求める加算回路２６と、 （ｄ７）加算回路２６の出力に応答し、前記和を、各放
電管群Ｌ１〜Ｌ５に含まれる放電管Ｌ１１〜Ｌ１４の数
で割算して平均値Ｉａを求める平均値演算回路２７と、 （ｄ８）各放電管群Ｌ１〜Ｌ５の放電電流の設定値Ｉｓ
を表す信号を導出する放電管電流設定回路２９と （ｄ９）放電電流の設定値Ｉｓと平均値Ｉａとの差を演
算する減算回路と、 （ｄ１０）減算回路２８の出力に応答し、前記予め定め
る係数ｋを掛算して前記差を小さくするインバータ制御
信号３１を導出してパルス幅制御回路３３に与える比例
器３０とを有する電気回路とを含むことを特徴とするＣ
Ｏ2レーザ光発生装置である。
装置であって、複数の各放電管群Ｌ１〜Ｌ５が、端部全
反射鏡Ｍ０と第１中間反射鏡Ｍ１との間、第１中間反射
鏡Ｍ１と第２中間反射鏡Ｍ２〜Ｍ４との間、および第２
中間反射鏡Ｍ４と半透過鏡Ｍ５との間に、それぞれ配置
され、各放電管群Ｌ１〜Ｌ５は、ＣＯ2レーザ光を発生
する同一数の複数の放電管Ｌ１１〜Ｌ１４が一直線上に
軸線を有して配置され、各放電管群Ｌ１〜Ｌ５をそれぞ
れ構成する放電管Ｌ１１〜Ｌ１４内には、Ｈｅ、Ｎ2、
ＣＯ2の混合ガスが充填され、軸線方向に循環して流さ
れる放電管装置と、 （ｂ）交流電源２と、 （ｃ）交流電源２からの交流電力を直流に変換するコン
バータ３と、 （ｄ）各放電管群Ｌ１〜Ｌ５毎に設けられる電気回路で
あって、 （ｄ１）インバータ６であって、コンバータ３の直流出
力４，５；３４を導通／遮断して交流に変換するスイッ
チングトランジスタＱ１〜Ｑ４と、インバータ制御信号
３１に応答し、スイッチングトランジスタＱ１〜Ｑ４を
パルス幅制御するパルス幅制御回路３３とを有するイン
バータ６と、 （ｄ２）各放電管Ｌ１１〜Ｌ１４毎に設けられ、１次巻
線９〜１２が直列に接続されて直列回路を構成し、この
直列回路にインバータの出力が与えられ、同一構成を有
する昇圧トランスＴ１１〜Ｔ１４と、 （ｄ３）各昇圧トランスＴ１１〜Ｔ１４の２次巻線の各
出力をそれぞれ全波整流する４つのダイオードから成
り、各放電管Ｌ１１〜Ｌ１４にそれぞれ対応して設けら
れる整流回路１７〜２０であって、各整流回路１７〜２
０の一方の直流出力は対応する放電管Ｌ１１〜Ｌ１４の
一方の放電電極２３に接続される整流回路１７〜２０
と、 （ｄ４）各放電管Ｌ１１〜Ｌ１４にそれぞれ対応して設
けられる抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４であって、各抵抗Ｒ１２〜
Ｒ１４の一端部は、対応する放電管Ｌ１１〜Ｌ１４の他
方の放電電極２４に接続され、各抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４の
他端部は、対応する放電管Ｌ１１〜Ｌ１４の整流回路１
７〜２０の他方の直流出力に接続される抵抗Ｒ１２〜Ｒ
１４と、 （ｄ５）各抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４の両端部の出力に応答
し、各抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４に流れる放電電流Ｉ１〜Ｉ４
をそれぞれ検出する放電電流検出手段と、 （ｄ６）放電電流検出手段の出力に応答し、各放電管群
Ｌ１〜Ｌ５に含まれる放電管Ｌ１１〜Ｌ１４の放電電流
の和を求める加算回路２６と、 （ｄ７）加算回路２６の出力に応答し、前記和を、各放
電管群Ｌ１〜Ｌ５に含まれる放電管Ｌ１１〜Ｌ１４の数
で割算して平均値Ｉａを求める平均値演算回路２７と、 （ｄ８）各放電管群Ｌ１〜Ｌ５の放電電流の設定値Ｉｓ
を表す信号を導出する放電管電流設定回路２９と （ｄ９）放電電流の設定値Ｉｓと平均値Ｉａとの差を演
算する減算回路と、 （ｄ１０）減算回路２８の出力に応答し、前記予め定め
る係数ｋを掛算して前記差を小さくするインバータ制御
信号３１を導出してパルス幅制御回路３３に与える比例
器３０とを有する電気回路とを含むことを特徴とするＣ
Ｏ2レーザ光発生装置である。
【０００６】
【０００７】
【作用】本発明に従えば、交流電力を発生するインバー
タからの出力を、放電管毎に個別的に設けられる複数の
昇圧トランスに与え、この昇圧トランスの１次巻線は、
直列に接続されており、各昇圧トランスの２次巻線の出
力を整流回路によって個別的に整流し、各整流回路の出
力を各放電管毎の対を成す放電電極間にそれぞれ与え
る。昇圧トランスの１次巻線は上述のように直列に接続
されているので、各１次巻線に流れる電流は等しく、し
たがってその昇圧トランスの２次巻線に流れる電流は、
昇圧トランスの巻線比をａとするとき、１次巻線に流れ
る電流のａ倍であり、したがって昇圧トランスの２次電
流は、それらのトランスの構成が同一であるとき、等し
く、したがって放電管の放電電流は全て同一値となる。
タからの出力を、放電管毎に個別的に設けられる複数の
昇圧トランスに与え、この昇圧トランスの１次巻線は、
直列に接続されており、各昇圧トランスの２次巻線の出
力を整流回路によって個別的に整流し、各整流回路の出
力を各放電管毎の対を成す放電電極間にそれぞれ与え
る。昇圧トランスの１次巻線は上述のように直列に接続
されているので、各１次巻線に流れる電流は等しく、し
たがってその昇圧トランスの２次巻線に流れる電流は、
昇圧トランスの巻線比をａとするとき、１次巻線に流れ
る電流のａ倍であり、したがって昇圧トランスの２次電
流は、それらのトランスの構成が同一であるとき、等し
く、したがって放電管の放電電流は全て同一値となる。
【０００８】この昇圧トランスは、２次出力電圧が高
く、したがって前述の巻線比ａは小さい。放電管のイン
ピーダンスは、１次巻線側から見るとａ2倍となり、し
たがって放電管の特性、すなわちインピーダンスのばら
つきが存在しても、各昇圧トランスの１次側から見たイ
ンピーダンスはほぼ等しい値となり、こうして放電管の
特性のばらつきにかかわらず、各放電管の放電電流を同
一値とすることができる。
く、したがって前述の巻線比ａは小さい。放電管のイン
ピーダンスは、１次巻線側から見るとａ2倍となり、し
たがって放電管の特性、すなわちインピーダンスのばら
つきが存在しても、各昇圧トランスの１次側から見たイ
ンピーダンスはほぼ等しい値となり、こうして放電管の
特性のばらつきにかかわらず、各放電管の放電電流を同
一値とすることができる。
【０００９】さらに本発明に従えば、各放電管の放電電
流を抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４によって検出して、その放電電
流の平均値Ｉａが、予め定める値Ｉｓとなるようにイン
バータ６を制御し、こうして直列接続された１次巻線に
流れる電流を一定の値に正確に保つことが可能になる。
流を抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４によって検出して、その放電電
流の平均値Ｉａが、予め定める値Ｉｓとなるようにイン
バータ６を制御し、こうして直列接続された１次巻線に
流れる電流を一定の値に正確に保つことが可能になる。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の電気回路図であ
る。ＣＯ2レーザを発生するために１つの放電管群を構
成する放電管Ｌ１１〜Ｌ１４が一直線上に図２に示され
るように配置されて放電管装置が構成され、放電管Ｌ１
１〜Ｌ１４内には、Ｈｅ，Ｎ2およびＣＯ2の混合ガスが
充填され、軸線方向に循環して流される。また同様にし
て参照符Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５で示されるようにし
て、４本の放電管を直列に配置する。群を成す放電管Ｌ
１１〜Ｌ１４を総括的に参照符Ｌ１で示すことにする。
放電管群Ｌ１〜Ｌ５間には全反射鏡Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，
Ｍ４が配置され、またこれらの放電管群Ｌ１〜Ｌ５の列
の一方の端部には、全反射鏡Ｍ０が配置され、他方端部
には半透過鏡Ｍ５が配置される。こうしてレーザ発振が
行われ、レーザ光１が発生されて、加工などに用いられ
る。このようにして全反射鏡Ｍ０と半透過鏡Ｍ５との間
には、放電管Ｌ１１〜Ｌ１４が一直線上に配置される。
る。ＣＯ2レーザを発生するために１つの放電管群を構
成する放電管Ｌ１１〜Ｌ１４が一直線上に図２に示され
るように配置されて放電管装置が構成され、放電管Ｌ１
１〜Ｌ１４内には、Ｈｅ，Ｎ2およびＣＯ2の混合ガスが
充填され、軸線方向に循環して流される。また同様にし
て参照符Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５で示されるようにし
て、４本の放電管を直列に配置する。群を成す放電管Ｌ
１１〜Ｌ１４を総括的に参照符Ｌ１で示すことにする。
放電管群Ｌ１〜Ｌ５間には全反射鏡Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，
Ｍ４が配置され、またこれらの放電管群Ｌ１〜Ｌ５の列
の一方の端部には、全反射鏡Ｍ０が配置され、他方端部
には半透過鏡Ｍ５が配置される。こうしてレーザ発振が
行われ、レーザ光１が発生されて、加工などに用いられ
る。このようにして全反射鏡Ｍ０と半透過鏡Ｍ５との間
には、放電管Ｌ１１〜Ｌ１４が一直線上に配置される。
【００１１】再び図１を参照して、商用三相交流電源２
からのたとえば２２０Ｖの電力は、コンバータ３に与え
られて直流電圧を得、ライン４，５から、その直流電力
が導出され、インバータ６に与えられる。インバータ６
は、ライン７，８間に、たとえば２０ｋＨｚ、３００Ｖ
の交流波形を導出し、交流電源として働く。
からのたとえば２２０Ｖの電力は、コンバータ３に与え
られて直流電圧を得、ライン４，５から、その直流電力
が導出され、インバータ６に与えられる。インバータ６
は、ライン７，８間に、たとえば２０ｋＨｚ、３００Ｖ
の交流波形を導出し、交流電源として働く。
【００１２】放電管Ｌ１１〜Ｌ１４毎に個別的に、同一
構成を有する昇圧トランスＴ１１〜Ｔ１４が設けられ、
これらの１次巻線９〜１２は、直列に接続されて、イン
バータ６の出力ライン７，８に接続される。トランスＴ
１１の２次巻線１３の出力電圧は、たとえば１５ｋＶで
あり、１次巻線９の巻数Ｎ１と２次巻線１３の巻数Ｎ２
との巻数比ａ（＝Ｎ１／Ｎ２）は、たとえば１／２００
である。トランスＴ１１〜Ｔ１４の２次巻線１３〜１６
の２次出力は、４つのダイオードから成る全波整流回路
１７〜２０によって整流される。整流回路１７の直流出
力は、ライン２１，２２を経て放電管Ｌ１１の放電電極
２３，２４に与えられ、放電管Ｌ１１が放電する。ライ
ン２２には電流検出のための抵抗Ｒ１１が介在される。
同様にして放電管Ｌ１２〜Ｌ１４の放電電流を検出する
ために抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４が設けられ、こうして検出さ
れた各放電管Ｌ１１〜Ｌ１４毎の放電電流を表す信号
は、制御回路２５に与えられる。
構成を有する昇圧トランスＴ１１〜Ｔ１４が設けられ、
これらの１次巻線９〜１２は、直列に接続されて、イン
バータ６の出力ライン７，８に接続される。トランスＴ
１１の２次巻線１３の出力電圧は、たとえば１５ｋＶで
あり、１次巻線９の巻数Ｎ１と２次巻線１３の巻数Ｎ２
との巻数比ａ（＝Ｎ１／Ｎ２）は、たとえば１／２００
である。トランスＴ１１〜Ｔ１４の２次巻線１３〜１６
の２次出力は、４つのダイオードから成る全波整流回路
１７〜２０によって整流される。整流回路１７の直流出
力は、ライン２１，２２を経て放電管Ｌ１１の放電電極
２３，２４に与えられ、放電管Ｌ１１が放電する。ライ
ン２２には電流検出のための抵抗Ｒ１１が介在される。
同様にして放電管Ｌ１２〜Ｌ１４の放電電流を検出する
ために抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４が設けられ、こうして検出さ
れた各放電管Ｌ１１〜Ｌ１４毎の放電電流を表す信号
は、制御回路２５に与えられる。
【００１３】制御回路２５の具体的な構成は、図３に示
されている。放電管Ｌ１１〜Ｌ１４の放電電流は、参照
符Ｉ１〜Ｉ４で示されており、これらの放電電流Ｉ１〜
Ｉ４は、加算回路２６において加算されて和（＝Ｉ１＋
Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）が求められ、さらに平均値演算回路
２７において、それらの和の１／４の値である平均値Ｉ
ａが求められる。
されている。放電管Ｌ１１〜Ｌ１４の放電電流は、参照
符Ｉ１〜Ｉ４で示されており、これらの放電電流Ｉ１〜
Ｉ４は、加算回路２６において加算されて和（＝Ｉ１＋
Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）が求められ、さらに平均値演算回路
２７において、それらの和の１／４の値である平均値Ｉ
ａが求められる。
【００１４】
【数１】
【００１５】この平均値演算回路２７の出力は減算回路
２８に与えられ、また放電管電流設定回路２９からの予
め定める各放電管Ｌ１１〜Ｌ１４毎の設定値Ｉｓを表す
信号も減算回路２８に与えられる。この減算回路２８
は、差（＝Ｉｓ−Ｉａ）を表す信号を導出し、比例器３
０で予め定める定数ｋを掛算し、インバータ６にライン
３１を介してインバータ制御信号を与える。
２８に与えられ、また放電管電流設定回路２９からの予
め定める各放電管Ｌ１１〜Ｌ１４毎の設定値Ｉｓを表す
信号も減算回路２８に与えられる。この減算回路２８
は、差（＝Ｉｓ−Ｉａ）を表す信号を導出し、比例器３
０で予め定める定数ｋを掛算し、インバータ６にライン
３１を介してインバータ制御信号を与える。
【００１６】図４は、インバータ６の具体的な構成を示
す電気回路図である。このインバータ６では、コンバー
タ３からライン４，５を介する直流電力を導通／遮断す
るスイッチングトランジスタＱ１〜Ｑ４が設けられ、こ
れらのスイッチングトランジスタＱ１〜Ｑ４は、それら
のベースには、パルス幅を制御するパルス幅制御回路３
３からの制御信号が与えられる。トランジスタＱ１〜Ｑ
４の出力は、ライン７，８を介して前述のようにトラン
スＴ１１〜Ｔ１４の１次巻線９〜１２に与えられる。ラ
イン７，８から交流電力が発生されるようにするため
に、トランジスタＱ１，Ｑ４が導通し、かつスイッチン
グトランジスタＱ２，Ｑ３が遮断する第１半周期と、ト
ランジスタＱ１，Ｑ４が遮断し、トランジスタＱ２，Ｑ
３が導通する第２半周期とが交互に繰返されて、交流波
形が得られる。
す電気回路図である。このインバータ６では、コンバー
タ３からライン４，５を介する直流電力を導通／遮断す
るスイッチングトランジスタＱ１〜Ｑ４が設けられ、こ
れらのスイッチングトランジスタＱ１〜Ｑ４は、それら
のベースには、パルス幅を制御するパルス幅制御回路３
３からの制御信号が与えられる。トランジスタＱ１〜Ｑ
４の出力は、ライン７，８を介して前述のようにトラン
スＴ１１〜Ｔ１４の１次巻線９〜１２に与えられる。ラ
イン７，８から交流電力が発生されるようにするため
に、トランジスタＱ１，Ｑ４が導通し、かつスイッチン
グトランジスタＱ２，Ｑ３が遮断する第１半周期と、ト
ランジスタＱ１，Ｑ４が遮断し、トランジスタＱ２，Ｑ
３が導通する第２半周期とが交互に繰返されて、交流波
形が得られる。
【００１７】放電管Ｌ１１〜Ｌ１４の放電電流がたとえ
ば減少したときには、減算回路２８の偏差が大きくな
り、その偏差が零となるようにパルス幅制御回路３３
は、スイッチングトランジスタＱ１〜Ｑ４の導通／遮断
の各期間であるパルス幅を大きくし、これによって放電
電流が大きくなるように制御する。
ば減少したときには、減算回路２８の偏差が大きくな
り、その偏差が零となるようにパルス幅制御回路３３
は、スイッチングトランジスタＱ１〜Ｑ４の導通／遮断
の各期間であるパルス幅を大きくし、これによって放電
電流が大きくなるように制御する。
【００１８】上述の実施例によれば、トランスＴ１１〜
Ｔ１４の１次巻線９〜１２は、直列に接続されているの
で、それらの１次電流Ｉ１は全て等しい。２次巻線１３
〜１６の２次電流Ｉ２は、巻線比ａを用いて表すと、数
２のとおりとなる。
Ｔ１４の１次巻線９〜１２は、直列に接続されているの
で、それらの１次電流Ｉ１は全て等しい。２次巻線１３
〜１６の２次電流Ｉ２は、巻線比ａを用いて表すと、数
２のとおりとなる。
【００１９】
【数２】Ｉ２＝ａ・Ｉ１ したがって２次電流は、換言すると放電管Ｌ１１〜Ｌ１
４に流れる放電電流は、等しくなる。
４に流れる放電電流は、等しくなる。
【００２０】また放電管Ｌ１１〜Ｌ１４に流れる放電電
流が等しくなる理由は、図５の等価回路を用いて説明す
ることも可能である。この図５は、トランスＴ１１の１
次巻線９側から見たトランスＴ１１、整流回路１７、放
電電流検出用抵抗Ｒ１１、および放電管Ｌ１１を示す等
価回路図である。ここでｒ１はトランスＴ１１の１次巻
線９の抵抗、ｘ１は、その１次巻線９の漏洩リアクタン
ス、ｒ２は、２次巻線１３の抵抗、ｘ２は、その２次巻
線１３の漏洩リアクタンス、ｚは、放電管Ｌ１１のイン
ピーダンスを示す。整流回路１７のインピーダンスと抵
抗Ｒ１１の抵抗値は小さいので図５では、省略する。１
次側から見て、放電管Ｌ１１のインピーダンスは、ａ2
Ｚとなる。放電管Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４のインピーダ
ンスをＺ１，Ｚ２，Ｚ３とするとき、各トランスＴ１２
〜Ｔ１４は、前記トランスＴ１１と同一構成を有すると
き、それらの１次側から見た放電管Ｌ１２〜Ｌ１４のイ
ンピーダンスは、ａ2Ｚ１，ａ2Ｚ２，ａ2Ｚ３である。
ライン７，８間に与えられる電圧Ｖ１１は、各トランス
Ｔ１１〜Ｔ１４毎の電圧Ｖ１〜Ｖ４の和であり、これら
の電圧Ｖ１〜Ｖ４は、一般的には、相互に異なってい
る。巻線比ａが小さくなくても、電流Ｉ１は図５の等価
回路において共通に流れるので、各放電管Ｌ１〜Ｌ４の
インピーダンスＺ，Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３が等しくなくて
も、２次電流は等しくなる。したがって同一構成を有す
るトランスＴ１１〜Ｔ１４の１次巻線９〜１２から見た
各インピーダンスは全てほぼ等しく、そのため放電管Ｌ
１１〜Ｌ１４に上述のようにばらつきがあっても、それ
による放電電流のばらつきを防ぐことができ、放電電流
を等しくすることができる。
流が等しくなる理由は、図５の等価回路を用いて説明す
ることも可能である。この図５は、トランスＴ１１の１
次巻線９側から見たトランスＴ１１、整流回路１７、放
電電流検出用抵抗Ｒ１１、および放電管Ｌ１１を示す等
価回路図である。ここでｒ１はトランスＴ１１の１次巻
線９の抵抗、ｘ１は、その１次巻線９の漏洩リアクタン
ス、ｒ２は、２次巻線１３の抵抗、ｘ２は、その２次巻
線１３の漏洩リアクタンス、ｚは、放電管Ｌ１１のイン
ピーダンスを示す。整流回路１７のインピーダンスと抵
抗Ｒ１１の抵抗値は小さいので図５では、省略する。１
次側から見て、放電管Ｌ１１のインピーダンスは、ａ2
Ｚとなる。放電管Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４のインピーダ
ンスをＺ１，Ｚ２，Ｚ３とするとき、各トランスＴ１２
〜Ｔ１４は、前記トランスＴ１１と同一構成を有すると
き、それらの１次側から見た放電管Ｌ１２〜Ｌ１４のイ
ンピーダンスは、ａ2Ｚ１，ａ2Ｚ２，ａ2Ｚ３である。
ライン７，８間に与えられる電圧Ｖ１１は、各トランス
Ｔ１１〜Ｔ１４毎の電圧Ｖ１〜Ｖ４の和であり、これら
の電圧Ｖ１〜Ｖ４は、一般的には、相互に異なってい
る。巻線比ａが小さくなくても、電流Ｉ１は図５の等価
回路において共通に流れるので、各放電管Ｌ１〜Ｌ４の
インピーダンスＺ，Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３が等しくなくて
も、２次電流は等しくなる。したがって同一構成を有す
るトランスＴ１１〜Ｔ１４の１次巻線９〜１２から見た
各インピーダンスは全てほぼ等しく、そのため放電管Ｌ
１１〜Ｌ１４に上述のようにばらつきがあっても、それ
による放電電流のばらつきを防ぐことができ、放電電流
を等しくすることができる。
【００２１】残余の放電管群Ｌ２〜Ｌ５を駆動するため
の電力は、共通のコンバータ３からライン４，５を経
て、ライン３４を介して、放電管Ｌ１１〜Ｌ１４と同様
な構成によって、供給される。
の電力は、共通のコンバータ３からライン４，５を経
て、ライン３４を介して、放電管Ｌ１１〜Ｌ１４と同様
な構成によって、供給される。
【００２２】図１〜図５の実施例の構成をさらに補足的
に述べると、複数（たとえば５）の各放電管群Ｌ１〜Ｌ
５によって放電管装置が構成される。放電管群Ｌ１は、
端部全反射鏡Ｍ０と第１中間反射鏡Ｍ１との間に配置さ
れる。放電管群Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、第１中間反射鏡Ｍ
１と第２中間反射鏡Ｍ２〜Ｍ４との間にそれぞれ配置さ
れる。放電管群Ｌ５は、第２中間反射鏡Ｍ４と半透過鏡
Ｍ５との間に配置される。各放電管群Ｌ１〜Ｌ５毎に電
気回路がそれぞれ設けられ、この電気回路は、インバー
タ６と、昇圧トランスＴ１１〜Ｔ１４と、整流回路１７
〜２０と、抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４と、放電電流検出手段
と、加算回路２６と、平均値演算回路２７と、放電管電
流設定回路２９と、減算回路２８と、比例器３０とを有
する。整流回路１７〜２０は、各昇圧トランスＴ１１〜
Ｔ１４の２次巻線の各出力をそれぞれ電波整流する４つ
のダイオードから成り、各放電管Ｌ１１〜Ｌ１４にそれ
ぞれ対応して設けられる。各整流回路１７〜２０の一方
の直流出力は、対応する放電管Ｌ１１〜Ｌ１４の一方の
放電電極２３に接続される。抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４は、各
放電管Ｒ１１〜Ｒ１４にそれぞれ対応して設けられる。
各抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４の一端部は、対応する放電管Ｌ１
１〜Ｌ１４の他方の放電電極２４に接続される。各抵抗
Ｒ１２〜Ｒ１４の他端部は、対応する放電管Ｌ１１〜Ｌ
１４の整流回路１７〜２０の他方の直流出力に接続され
る。
に述べると、複数（たとえば５）の各放電管群Ｌ１〜Ｌ
５によって放電管装置が構成される。放電管群Ｌ１は、
端部全反射鏡Ｍ０と第１中間反射鏡Ｍ１との間に配置さ
れる。放電管群Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、第１中間反射鏡Ｍ
１と第２中間反射鏡Ｍ２〜Ｍ４との間にそれぞれ配置さ
れる。放電管群Ｌ５は、第２中間反射鏡Ｍ４と半透過鏡
Ｍ５との間に配置される。各放電管群Ｌ１〜Ｌ５毎に電
気回路がそれぞれ設けられ、この電気回路は、インバー
タ６と、昇圧トランスＴ１１〜Ｔ１４と、整流回路１７
〜２０と、抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４と、放電電流検出手段
と、加算回路２６と、平均値演算回路２７と、放電管電
流設定回路２９と、減算回路２８と、比例器３０とを有
する。整流回路１７〜２０は、各昇圧トランスＴ１１〜
Ｔ１４の２次巻線の各出力をそれぞれ電波整流する４つ
のダイオードから成り、各放電管Ｌ１１〜Ｌ１４にそれ
ぞれ対応して設けられる。各整流回路１７〜２０の一方
の直流出力は、対応する放電管Ｌ１１〜Ｌ１４の一方の
放電電極２３に接続される。抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４は、各
放電管Ｒ１１〜Ｒ１４にそれぞれ対応して設けられる。
各抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４の一端部は、対応する放電管Ｌ１
１〜Ｌ１４の他方の放電電極２４に接続される。各抵抗
Ｒ１２〜Ｒ１４の他端部は、対応する放電管Ｌ１１〜Ｌ
１４の整流回路１７〜２０の他方の直流出力に接続され
る。
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、インバー
タからの出力を、複数の昇圧トランスの直列接続された
１次巻線に与え、この昇圧トランスの２次巻線の各出力
を整流回路で整流して放電管の放電電極間にそれぞれ与
えるようにしたので、交流電源を複数の放電管に共通に
設ければよく、構成が簡略化されるとともに、１次巻線
に流れる電流、したがって放電管の放電電流を同一値に
することができ、したがってこのような放電管が、ＣＯ
2レーザ光の放電管であるので、レーザ発振の効率を良
好にし、レーザ光の品質の向上を図ることができる。
タからの出力を、複数の昇圧トランスの直列接続された
１次巻線に与え、この昇圧トランスの２次巻線の各出力
を整流回路で整流して放電管の放電電極間にそれぞれ与
えるようにしたので、交流電源を複数の放電管に共通に
設ければよく、構成が簡略化されるとともに、１次巻線
に流れる電流、したがって放電管の放電電流を同一値に
することができ、したがってこのような放電管が、ＣＯ
2レーザ光の放電管であるので、レーザ発振の効率を良
好にし、レーザ光の品質の向上を図ることができる。
【００２６】さらに各放電管の放電電流を検出手段で検
出して、放電電流の和または平均値が予め定める値とな
るように交流電源を制御することによって、放電電流を
正確に前記予め定める値に保つことが可能である。また
本発明によれば、複数の放電管が、複数の各グループＬ
１〜Ｌ５毎にグループ化され、各グループ毎に、電気回
路がそれぞれ設けられ、これらの電気回路に共通にコン
バータ３が設けられ、各電気回路が、インバータ６と、
昇圧トランスＴ１１〜Ｔ１４と、整流回路１７〜２０
と、抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４と、放電電流検出手段と、加算
回路２６と、平均値演算回路２７と、放電管電流設定回
路２９と、減算回路２８と、比例器３０とを有し、各グ
ループ毎の放電電流をそれぞれ検出する構成を有し、こ
のような放電管の数が大きい構成においても、各放電管
に流れる電流をほぼ等しくすることができるようにな
る。
出して、放電電流の和または平均値が予め定める値とな
るように交流電源を制御することによって、放電電流を
正確に前記予め定める値に保つことが可能である。また
本発明によれば、複数の放電管が、複数の各グループＬ
１〜Ｌ５毎にグループ化され、各グループ毎に、電気回
路がそれぞれ設けられ、これらの電気回路に共通にコン
バータ３が設けられ、各電気回路が、インバータ６と、
昇圧トランスＴ１１〜Ｔ１４と、整流回路１７〜２０
と、抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４と、放電電流検出手段と、加算
回路２６と、平均値演算回路２７と、放電管電流設定回
路２９と、減算回路２８と、比例器３０とを有し、各グ
ループ毎の放電電流をそれぞれ検出する構成を有し、こ
のような放電管の数が大きい構成においても、各放電管
に流れる電流をほぼ等しくすることができるようにな
る。
【図１】本発明の一実施例の全体の電気回路図である。
【図２】ＣＯ2レーザ発生を行う全体の構成を示す図で
ある。
ある。
【図３】制御回路２５の具体的な構成を示す電気回路図
である。
である。
【図４】インバータ６の具体的な構成を説明する電気回
路図である。
路図である。
【図５】トランスＴ１１の１次巻線９側から見た等価回
路図である。
路図である。
２ 商用交流電源 ３ コンバータ ６ インバータ ９〜１２ １次巻線 １３〜１６ ２次巻線 １７〜２０ 全波整流回路 ２３，２４ 放電電極 ２５ 制御回路 ２６ 加算回路 ２７ 平均値演算回路 ２８ 減算回路 ２９ 放電管電流設定回路 ３０ 比例器 ３３ パルス幅制御回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−66981（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−297895（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−93193（ＪＰ，Ａ) 米国特許5048033（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/097 - 3/0977
Claims (1)
- 【請求項１】 （ａ）放電管装置であって、 複数の各放電管群が、 端部全反射鏡と第１中間反射鏡との間、 第１中間反射鏡と第２中間反射鏡との間、および第２中
間反射鏡と半透過鏡との間に、それぞれ配置され、 各放電管群は、ＣＯ2レーザ光を発生する同一数の複数
の放電管が一直線上に軸線を有して配置され、 各放電管群をそれぞれ構成する放電管内には、Ｈｅ、Ｎ
2、ＣＯ2の混合ガスが充填され、軸線方向に循環して流
される放電管装置と、 （ｂ）交流電源と、 （ｃ）交流電源からの交流電力を直流に変換するコンバ
ータと、 （ｄ）各放電管群毎に設けられる電気回路であって、 （ｄ１）インバータであって、 コンバータの直流出力を導通／遮断して交流に変換する
スイッチングトランジスタと、 インバータ制御信号に応答し、スイッチングトランジス
タをパルス幅制御するパルス幅制御回路とを有するイン
バータと、 （ｄ２）各放電管毎に設けられ、１次巻線が直列に接続
されて直列回路を構成し、この直列回路にインバータの
出力が与えられ、同一構成を有する昇圧トランスと、 （ｄ３）各昇圧トランスの２次巻線の各出力をそれぞれ
全波整流する４つのダイオードから成り、各放電管にそ
れぞれ対応して設けられる整流回路であって、 各整流回路の一方の直流出力は対応する放電管の一方の
放電電極に接続される整流回路と、 （ｄ４）各放電管にそれぞれ対応して設けられる抵抗で
あって、 各抵抗の一端部は、対応する放電管の他方の放電電極に
接続され、 各抵抗の他端部は、対応する放電管の整流回路の他方の
直流出力に接続される抵抗と、 （ｄ５）各抵抗の両端部の出力に応答し、各抵抗に流れ
る放電電流をそれぞれ検出する放電電流検出手段と、 （ｄ６）放電電流検出手段の出力に応答し、各放電管群
に含まれる放電管の放電電流の和を求める加算回路と、 （ｄ７）加算回路の出力に応答し、前記和を、各放電管
群に含まれる放電管の数で割算して平均値Ｉａを求める
平均値演算回路と、 （ｄ８）各放電管群の放電電流の設定値Ｉｓを表す信号
を導出する放電管電流設定回路と、 （ｄ９）放電電流の設定値Ｉｓと平均値Ｉａとの差を演
算する減算回路と、 （ｄ１０）減算回路の出力に応答し、予め定める係数ｋ
を掛算して前記差を小さくするインバータ制御信号を導
出してパルス幅制御回路に与える比例器とを有する電気
回路とを含むことを特徴とするＣＯ2レーザ光発生装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19557792A JP2971255B2 (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | Ｃｏ２レーザ光発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19557792A JP2971255B2 (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | Ｃｏ２レーザ光発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645676A JPH0645676A (ja) | 1994-02-18 |
| JP2971255B2 true JP2971255B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=16343452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19557792A Expired - Fee Related JP2971255B2 (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | Ｃｏ２レーザ光発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2971255B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03115325A (ja) * | 1989-09-28 | 1991-05-16 | Sekisui Chem Co Ltd | ポリエステルエラストマーの薄板状成形体 |
| JPH06172507A (ja) * | 1990-06-14 | 1994-06-21 | Sekisui Chem Co Ltd | ポリエステル共重合体及びポリエステル共重合体組成物 |
| US5754580A (en) * | 1996-10-10 | 1998-05-19 | Daihen Corporation | Carbon dioxide gas laser oscillation apparatus |
| JP4444686B2 (ja) * | 2004-02-19 | 2010-03-31 | パナソニック株式会社 | レーザ光出射方法とその装置 |
-
1992
- 1992-07-22 JP JP19557792A patent/JP2971255B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0645676A (ja) | 1994-02-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |