JPH03203279A - ガスレーザ発振器 - 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、レーザプリンタ等の情報機器に使用されるガ
スレーザ発振器に係り、特に内部ミラー型のレーザ管内
に偏光子が内臓されたガスレーザ発振器に関する。

（従来の技術） レーザプリンタ等には構造の簡単な封じ切り形のガスレ
ーザ発振器が使用されることが多く、こうしたガスレー
ザ発振器は例えば第５図に示されるように構成されてい
る。図中に示されるレーザ管１は陽極２が収容された第
１収容部３と、この第１収容部３に連続する細管部４と
、この細管部４に接続され陰極５が収容された第２収容
部６と、この第２収容部６に接続された端部管７とを備
えている。

上記第１収容部３は円筒状に形成された管部と、この管
部に一体に形成された膨曲部とからなり、この膨曲部内
に陽極２が収容されている。この陽極２は円環状に形成
されており、レーザ管１の放電方向に同心状に位置して
、発振されるレーザ光の障害にならないようになってい
る。

また、上記細管部４は肉厚に形成されて内部に細管路が
形成されており、外周部には放熱用のフィン８が形成さ
れている。

そして、この細管部４に接続された第２収容部６は内部
容積が拡大されており、コイル状に形成された陰極５が
上記陽極２同様に発振されるレザ光に対して同心状に挿
入されている。そして、この第２収容部６の端部管７側
に位置する第２収容部６の端部は上記端部管７内に同心
状に延長され、発振するレーザ光の光軸に所定の角度傾
けた状態で偏光子としてのブリュースタウィンドウ９が
接合されている。

また、このブリュースタウィンドウ９が内臓された状態
にある上記端部管７の端部には高反射ミラー１０が設け
られている。一方上記第１収容部３の端部には反射率を
所定の値に設定した出力ミラー１１が上記高反射ミラー
１０に対面した状態に設けられている。

そして、上記第１および第２の収容部３，６と、これら
を連通ずる細管部４とで形成された１ノーザ管コの内部
にはガス１ノ−ザ媒質が所定量封入されている。

上述のように構成されたレーザ管１は上記放熱用のフィ
ン８に対してファン１２．１３によって空気を下方から
上方へ循環させて、冷却するようになっており、空気の
対流を含めた熱伝達により効率良く放熱できるようにな
っている。そして、このように上下方向に沿って空気を
流した熱的平衡状態にあって高い発振効率を得るように
上記高反射ミラー１０と出力ミラー１１とを位置させて
いる。

上記ファン１２．１３は図示しない外部フレムによって
上記レーザ管１に固定されており、同一のレーザユニッ
トとして、上記レーザプリンタ等に組み込まれるもので
ある。どころか、こうした情報機器においては、情報の
書き込みおよび読取りの精度を左右する要素として、上
記ブリュスタウインドウ９の偏光方向が大きな影響を与
えるものであった。

そして、上記レーザプリンタ等の小型軽量化等の設（ｌ
の変更に際しても、上記偏光方向が適性な方向に向けら
れていることが必要である。

こうした場合に上記ブリュースタウィンドウ９が固定さ
れていることから上記レーザ管１を例えば横転した状態
で発振器内に組み込む必要が出てくる場合がある。この
ような横転状態では、上記ファン１２．１３による空気
の流れ方向と、対流によって発生する流れ方向等が変化
して熱的な平衡状態にあっても、高反射ミラー１０と出
力ミラー１１との反射面が最適の状態に保たれず、効率
の高いレーザ発振ができなくなるものであった。

（発明が解決しようとする課題） ブリュースタウィンドウがレーザ管の１ｊｑ部に設けら
れたガスレーザ発振器は、上記ブリュースタウィンドウ
が固定状態で設けられており、偏光方向が固定されてい
た。さらに、レーザ管は放熱手段に対する対流等の影響
も考慮して高反射ミラおよび出力ミラーを設けているの
で、レーザ管を横転させると安定した１ノ一ザ発振が得
られなくなるという欠点があった。

本発明は上記課題に着目してなされたものであり、１ノ
ーザ管内に収容されたブリュースタウィンドウの偏光方
向を必要に応じて変えることができるガスレーザ発振器
に関する。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） レーザ管の非放電区域の少なくとも一部を周方向に沿っ
て非磁性部材で形成し、このレーザ管の両端に内部共振
形の光共振器を設け、上記非放電区域にレーザ光に偏光
を与えるための偏光子を設け、この偏光子を上記レーザ
光の光軸を中心として回転自在に支持する支持手段を設
け、電磁誘導もしくは永久磁石による磁力で上記支持手
段を駆動する駆動手段を設けたガスレーザ発振器。

（作　用） 上記駆動手段の磁力により、支持手段を駆動することで
、レーザ管内に設けられた偏光子を回動させ、ガス１ノ
ーザ発振器自体を回動しなくとも偏光子を回動して出力
されるレーザ光の偏光方向を変更できる。

（実施例） 本発明の第１実施例を第１図乃至第３図を参照して説明
する。図中に示されるガスレーザ発振器１５は以下に説
明するレーザ管１６を備えている。このレーザ管１６は
一端に出力ミラー１７が設けられた第１収容部１８と、
この第１収容部１８の他端に一端が接合された細管部１
９と、この細管部１９の他端側に一端が接続され、他端
に高反射ミラー２０が設けられた第２収容部２１とを備
えている。

上記第１収容部１８は上記出力ミラー１７が設けられた
端部側が円筒状に形成されており、これに連続して形成
された他端側か膨曲されて陽極２２が収容されている。

この陽極２２は円環状に形成されており、第１収容部１
８に同心状に挿入されている。また、上記細管部１９は
肉厚が大きく形成されており、レーザ光りが発振するた
めの小径の貫通孔が穿設され、外側部には放熱のための
フィン２３が熱的に一体に設けられている。そして、上
記細管部１９の他端に一端が接続された第２収容部２１
は、この一端側が大きく膨曲されており、この膨１１］
部の内側にはコイル状に形成された陰極２４が挿入され
ている。さらに、この第２収容部２１の他端側は直径を
上記第１収容部１８の円筒状部分とほぼ同一の寸法で形
成され、かつ、延長されている。

上述のように形成された第２収容部２１の上記陰極２４
と高反射ミラー２０との間には偏光子としてのブリュー
スタウィンドウ２５が挿入されている。

ここで、上記レーザ管１６は上記出力ミラー１７と高反
射ミラー２０との間にわたって密閉状態が保たれており
、内部には所定量のガス１ノーザ媒質が封入されている
。

以下、上記ブリュースタウィンドウ２５が挿入され支持
されている構造について説明する。図中に示されるよう
に、第２収容部２１は例えば金属からなっており、陰極
２４と高反射ミラー２０との間に位置する円筒状の中途
部はフランジ部２６゜２７を介して接続されるように２
分割されている。

そして、上記陰極２４が収容される部分は膨曲管２８で
あり、高反射ミラー２０が取り付けられる円筒状部分は
保持管２９である。この保持管２９側に上記ブリュース
タウィンドウ２５が挿着されている。上記保持管２９は
上記フランジ部２７が形成された金属管３０と、この金
属管３０に連続して形成されたガラス管３１とからなっ
ている。上記フランジ部２６．２７は互いに密閉状態に
溶接されており、また、上記保持管２つの金属管３０と
ガラス管３１とは互いに密閉状態で接合されている。

ここで、上記保持管２９は非放電区域Ｅに対応しており
、上記ガラス管３１は周方向にわたって非磁性部材であ
るガラスから構成されている。

そして、上記保持管２９内に挿入されたブリュースタウ
ィンドウ２５は支持手段としてのウィンドウ挿着ロータ
３２内に挿着された状態で押入されている。上記ウィン
ドウ挿着ロータ３２の外周面と上記金属管３０の内周面
との間に一対のベアリング３３．３４が挿入されている
。これらのうちの一方のベアリング３４の外輪３４ａは
一方の側面が上記金属管３０のガラス管３１側の内側面
に凸状に形成された係合部３５に係合されており、係合
されない他方の側面は内輪３４ｂ側の固定構造によって
スラスト方向のずれが阻止されるようになっている。ま
た、他方のベアリング３３の外輪３３ａは上記フランジ
部２７が形成された端部側から挿入された環状の第１ス
トツパ３６によって、この第１ストツパ３６の挿入方向
から係合して支持されている。このベアリング３３の外
輪３３ａの係合されない側面は内輪３３ｂ側の固定構造
によってスラスト方向のずれが防止されるようになって
いる。ここで、上記第１ストツパ３６は外周部に雄ねじ
が形成されており、上記金属管３０のフランジ部２７側
の内周面には雌ねじが形成されて、螺合させることで軸
心方向へ移動するようになっている。

そして、上記ベアリング３３．３４の内輪３３ｂ、３４
ｂはそれぞれ上記ウィンドウ挿着ロータ３２の外周部に
環装されている。上記ウィンドウ挿着ロータ３２は上記
金属管３０とガラス管３１とにまたがる位置に挿入され
ており、上記フランジ部２７側に向けられた端部は内周
側および０ 外周側に係合部３７，３８が形成されている。そして、
このウィンドウ挿着ロータ３２の外周側に突出された保
合部３７には上記ベアリング３３の内輪３３ｂが係合さ
れている。そして、この内輪３３ｂの係合部３７の反対
側面には管状に形成された第２ストツパ３つの一端が当
接している。この第２ストツパ３９は内周面に雌ねじが
形成され、上記ウィンドウ挿着ロータ３２の外周面には
これと螺合する雄ねじが形成されている。これにより上
記内輪３３ｂは上記係合部３７と第２ストツパ３９との
間に挟み込まれ固定されている。

さらに、この第２ストツパ３９の他端にはベアリング３
４の内輪３４ｂの一側が当接され、他側には第３ストツ
パ４０の他端が当接されている。

この第３ストツパ４０には上記第２ストツパ３つと同様
に雌ねじが形成されており、上記ウィンドウ挿着ロータ
３２の外周に螺合するようになっている。

上述のようにベアリング３３．３４が設けられることで
、上記ウィンドウ挿着ロータ３２は上記１ 金属管３０の内周面に対して回動自在に支持されている
。

また、このウィンドウ挿着ロータ３２の上記ガラス管３
１側に延長された端部側にはモータ機構４１の磁性体と
しての回転子４２が環装状態に装着されている。この回
転子４２は環状に形成されており、内周面が上記ウィン
ドウ装着ロータ３２の外周面にほぼ同じ寸法で形成され
ており、一端が上記第３ストツパ４０に当接し、他端は
上記ウィンドウ装着ロータ３２の最端部に螺合された環
状の第４ストッパ４３に当接して固定されている。

この第４ストツパ４３も内側に雌ねじが形成されており
、上記ウィンドウ装着ロータ３２の外周部に螺合されて
いる。そして、上記回転子４２に対応する上記ガラス管
３１の外周部には環状の積層鉄心４４と、この積層鉄心
４４の内周面にほぼ９０°ごとに設けられた凸部に巻装
されたコイル４５とから構成された固定子４６が固定さ
れている。ここで、上記ガラス管３］は磁力を透過する
非磁性部祠であるガラスから形成されている。

　２ つまり、上記固定子４６と上記回転子４２とにより駆動
手段としてのモータ機構４１を形成して、上記ウィンド
ウ装着ロータ３２を保持管２９に対して電磁誘導により
回転駆動できるように構成されている。

このように構成された上記ウィンドウ装着ロータ３２の
内側には次のようにしてブリュースタウィンドウ２５が
押入固定されている。

上記ウィンドウ装着ロータ３２の上記回転子４２が設け
られた端部から第１スペーサ４７が挿入されている。こ
の第１スペーサ４７は円筒状に形成されて上記ウィンド
ウ装着ロータ３２内周面に沿う外径寸法で形成され、一
端は上記係合部３８に当接している。そして、この第１
スペーサ４７の他端は、回転の中心に対して傾斜され、
この傾斜角度はブリュースタウィンドウ２５に対して上
記回転の中心方向からレーザ光が透過した場合に整合が
とれ直線偏光される角度になっている。

そして、この傾斜面に沿って縁部が接合する状態に上記
ブリュースタウィンドウ２５を押入し、３ さらに、第２スペーサ４８が挿入されている。この第２
スペーサ４８は上記ブリュースタウィンドウ２５に当接
する一端が上述と同様の傾斜角度で形成されており、他
端が軸心にほぼ垂直に形成されている。つまり、第１お
よび第２スペーサ４７゜４８によってブリュースタウィ
ンドウ２５を挟み込んで保持している。そして、ウィン
ドウ装着ロータ３２の内周面には図示しない雌ねじが形
成されており、この雌ねじに対して外周に雄ねじが形成
された環状の第５ストツパ４９が螺合して、上記第２ス
ペーサ４８を抑圧して固定するようになっている。

このようにしてウィンドウ装着ロータ３２内にはブリュ
ースタウィンドウ２５が固定されている。

上記モータ機構４１に電力供給源５０と、この電力供給
源５０からの電力供給量および供給する電流の流れ方向
を制御する制御部５１とを設けることで、上記ガスレー
ザ発振器１５から出力されるレーザ光の偏光方向を変え
ることができる。ここで、上記コイル４５と固定子４６
と電力供給源　４ ５０および制御部５１とにより駆動手段が構成されてい
る。つまり、上記ブリュースタウィンドウ２５は誘導電
動機の原理を利用した回転磁界方式によって回動される
ようになっている。

このように出力されるレーザ光の偏光方向を自在に変え
ることができることにより、ガスレーザ発振器自体を回
動せずにレーザ光の偏光方向を変えることができる。こ
れにより、偏光方向を変えた場合でも安定したレーザ光
出力を得ることができる。

また、上記制御部５１からの制御信号を受けて電力供給
源５０が上記モータ機構４１に電力を供給することで、
回転子４２が回動されるので、連続的に偏光方向を変化
させることも可能であり、従来得られなかったレーザ出
力を得ることもでき、応用範囲の拡大が期待できる。

以下、本発明の第２実施例について第４図を参照して説
明する。第４図は第１実施例の第３図に対応する部分を
示すものであり、非放電区域に対応する保持管２９の非
磁性部材であるガラスから５ なるガラス管３１を挟んで外側と内側とに設けられた駆
動手段を示している。上記保持管２９の内側には図示し
ないベアリングによって回転自在に支持された支持手段
としてのウィンドウ装着ロタ５３が設けられている。こ
のウィンドウ装着ロータ５３の内側には上記第１実施例
と同様の固定構造により偏光子としてのブリュースタウ
ィンドウ２５が設けられている。

そして、上記ウィンドウ装着ロータ５３の上記ガラス管
３１に対面する周面の一部に径方向に向けて第１永久磁
石５４が埋設されている。

さらに、上記ガラス管３１の上記第１永久磁石５４に対
応する部分の外側には周方向にわたって環装され、周方
向に回動自在な操作環５５が設けられている。この操作
環５５は図示しない案内に沿って周方向に回動できるよ
うになっている。そして、この操作環５５には上記第１
永久磁石５４に対応する部分に第２永久磁石５６が径方
向に貫通して設けられている。ここで、上記第１永久磁
石５４と第２永久磁石５６は互いに吸引し合う状　６ 態に設けられて駆動手段を構成している。

そして、上記操作環５５を回動することでガラス管３１
を通して上記ウィンドウ装着ロータ５３を回動できる。

つまり密閉されたレーザ管５７内に収容されているブリ
ュースタウィンドウ２５を外側から回動でき、偏光方向
を自在に変更できる。

これにより、ガスレーザ発振器５８自体を回動せずにレ
ーザ光の偏光方向のみを回動調節することができ、ガス
レーザ発振器５８の姿勢変更による放熱状態の変動が発
生しないので安定したレーザ光出力を得ることができる
。ここで、図中のＬはレーザ光である。

なお、上述のガスレーザ発振器５８の上記操作環５５を
レーザ管５７に対して多少の摩擦力をもって設け、操作
環５５を操作する場合には、摩擦力に反して操作するよ
うに構成することで例えば情報機器に設置する場合にガ
スレーザ発振器５８の取り付は時に偏光方向を調節する
ことができ、要求される偏光方向の異なる情報機器に対
しても容易に対応できる。

７ なお、上記第１永久磁石５４および第２永久磁石５６は
一対をなして設けられているが、これらの磁石の数は何
等限定されず、それぞれが複数個設けられていても同様
の効果が得られる。また、上記第１永久磁石５４もしく
は第２永久磁石５６のいずれか一方が鉄等の磁性体で構
成されており、他方が磁石からなっている場合でも同等
の効果を得ることができる。

［発明の効果］ レーザ管内に偏光子を有する支持手段を収容し、この支
持手段を磁力により、外側から回動自在にする駆動手段
を設けたことにより、ガスレーザ発振器自体はそのまま
の状態で偏光方向のみを変更できるので、特に要求され
る偏光方向の異なる多種の情報機器等に対応でき、他機
種にわたってガスレーザ発振器の共用が可能となり、部
品の単一化をはかることができる。また、ガスレーザ発
振器自体を回動する必要がないので、偏光方向を変える
場合にも放熱効果に変動が発生せず、熱に影響されやす
い光学系に悪影響を与えず、安定　８ したレーザ光の出力が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例におけるガスレザ発振器の
側断面図、第２図は本発明の第１実施例におけるガスレ
ーザ発振器の要部の側断面図、第３図は第１図中の■−
■線部分の断面図、第４図は本発明の第２実施例におけ
るガスレーザ発振器の第３図に対応する部分の断面図、
第５図は従来のガスレーザ発振器の側断面図である。 １６・・・レーザ管、１７・・・出力ミラー（共振器）
、２０・・・高反射ミラー（共振器）、２５・・・ブリ
ュースタウィンドウ（偏光子）　３１・・・ガラス管（
非磁性部材）、３２・・・ウィンドウ挿着ロータ（支持
手段）　４２・・・回転子（駆動手段）、４６・・・固
定子（駆動手段）、５４・・・第１永久磁石（駆動手段
）、５６・・・第２永久磁石（駆動手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非放電区域の少なくとも一部が周方向に沿って非磁性部
   材で形成されたレーザ管と、このレーザ管の両端に設け
   られた内部共振形の光共振器と、上記非放電区域に設け
   られ上記レーザ管で発生したレーザ光に偏光を与えるた
   めの偏光子と、この偏光子を上記レーザ光の光軸を回転
   中心として回転自在に支持する支持手段と、この支持手
   段を電磁誘導もしくは永久磁石による磁力で駆動させる
   駆動手段とを備えたことを特徴とするガスレーザ発振器
   。