JPH06275921A

JPH06275921A - 金属蒸気レーザ装置

Info

Publication number: JPH06275921A
Application number: JP12145993A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Tabata; 要一郎田畑; Kazuhiko Hara; 一彦原; Shigeo Eguri; 成夫殖栗; Akihiko Iwata; 明彦岩田; Shiro Yada; 史朗矢田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-05-26
Filing date: 1993-05-24
Publication date: 1994-09-30

Abstract

(57)【要約】【目的】レーザの駆動時間を長くし、金属の補給を簡
便化できる金属蒸気レーザ装置を得る。【構成】管２内に金属塊４を設置し、管２内に封入し
たガスを放電させ、ガス放電によって金属蒸気５を励起
させてレーザを増幅する装置において、管２内の両端部
に金属塊４を連続的または間欠的に補給する補給手段を
設ける。また、管２内の両端部に金属溜まり部を設け
る。また、蒸気孔を有する容器に金属を収納し、この容
器を管２内端部側に設置し、容器移動機構によって移動
して、金属蒸気５を補給する。さらに、金属塊４の消耗
状態を検出器で検出し、この検出結果に応じて金属の補
給量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、管内に金属蒸気とな
る金属塊を設置し、管内に封入したガスを放電させ、こ
のガス放電によって金属蒸気を励起させてレーザを発振
または増幅させる金属蒸気レーザ装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図２６（ａ）は、従来の金属蒸気レーザ
装置として、例えば昭和６１年レーザ学会学術講演会第
６回年次大会講演予稿集２１ａIIＢ３に記載された銅蒸
気レーザ装置の断面を示す構成図である。図において、
１ａ，１ｂは放電をするための電極、２は銅蒸気レーザ
装置本体を構成する管で、例えば放電内管、３は蒸気を
励起する放電空間であり、この空間がレーザ媒質とな
る。４は放電内管２内に設置した金属塊で、この装置は
銅蒸気レーザ装置なので、例えば５〜１０ｇ程度の銅
粒、５は銅蒸気、６は放電内管２を覆う断熱材、７ａ，
７ｂはレーザ光を入出力する窓、８ａ，８ｂはフラン
ジ、９は放電外管、１０は真空層、１１は外套、１２
ａ，１２ｂはレーザ光入出筒、１５は絶縁円筒、１６は
パルス回路、１７は高電圧電源である。

【０００３】次にこの装置の動作について説明する。放
電内管２内に金属蒸気となる金属塊４を設置し、外套１
１、フランジ８ａ，８ｂを介して、電極１ａ，１ｂ間に
高電圧電源１７、パルス発生回路１６により高電圧パル
スを印加する。放電空間３にはネオンやヘリウムなどの
バッファーガスが封入されており、高電圧パルスを印加
することにより放電空間３に放電が生じる。放電したイ
オン，電子の加速エネルギーによって放電空間３のバッ
ファーガスは１５００度以上の高温に加熱される。放電
内管２内に置いてある銅粒４は高温に加熱されて銅蒸気
５となり、放電内管２内を銅蒸気雰囲気にする。この時
の放電内管２内の温度分布を図２６（ｂ）に示す。図２
６（ｂ）は横軸に放電内管２の各場所、縦軸に温度Ｔ
（度Ｋ）を示している。

【０００４】この銅蒸気雰囲気でパルス放電を行うと、
高加速エネルギーを持ったイオン，電子，高温化したバ
ッファーガスの原子が、蒸発した銅蒸気原子に衝突す
る。この衝突で、銅蒸気原子とエネルギー授受を行なっ
て、銅蒸気原子を上位励起レベルに励起させる。上位励
起レベルに励起した銅蒸気原子数が下位励起レベルの銅
蒸気原子数よりも多くなる反転分布を形成することで、
レーザ増幅媒質が得られる。このレーザ増幅媒質にレー
ザ光を入射すれば、入射したレーザ光のパワーを増幅し
て出力する。または入射光の代わりに、レーザ増幅媒質
と共振ミラーで共振器を組むとレーザ発振装置ができ
る。このレーザ光はレーザ加工等の産業に利用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の金
属蒸気レーザ装置では、放電内管２の所定位置に金属粒
４を置いているので金属粒４が早く消耗してしまい、レ
ーザが駆動している寿命が短いという問題点があった。
例えば、５〜１０ｇの銅粒４の寿命は、約１００〜２０
０時間程度であった。また、金属粒４が消耗して金属蒸
気量が変動すると、レーザの安定性が悪くなってしま
う。このため、装置の窓７ａ，７ｂを開けて、金属粒４
を補給するのであるが、レーザの停止時間が長くなる
上、再調整など装置のメンテナンスが難しいなどの問題
点があった。

【０００６】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたもので、レーザを駆動している時間を長く
し、金属の補給を簡便化できる金属蒸気レーザ装置を得
ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る金
属蒸気レーザ装置は、管内に金属蒸気となる金属塊を設
置し、管内に封入したガスを放電させ、このガス放電に
よって金属蒸気を励起させてレーザを増幅する金属蒸気
レーザ装置において、管内の両端部に金属塊を連続的ま
たは間欠的に補給する補給手段を設けたものである。

【０００８】また、請求項２の発明に係る金属蒸気レー
ザ装置は、管内に金属蒸気となる金属塊を設置し、管内
に封入したガスを放電させ、このガス放電によって金属
蒸気を励起させてレーザを増幅する金属蒸気レーザ装置
において、管内の両端部に凹状の金属溜まり部を設けた
ものである。

【０００９】また、請求項３の発明に係る金属蒸気レー
ザ装置は、管内に金属蒸気となる金属塊を設置し、管内
に封入したガスを放電させ、このガス放電によって金属
蒸気を励起させてレーザを増幅する金属蒸気レーザ装置
において、管内の両端部に金属塊を連続的または間欠的
に補給する補給手段、金属塊の消耗状態を検出する検出
器、及びこの消耗状態に応じて出力信号を補給手段に出
力する制御手段を備えたものである。

【００１０】また、請求項４の発明に係る金属蒸気レー
ザ装置は、管内に金属蒸気となる金属塊を設置し、管内
に封入したガスを放電させ、このガス放電によって金属
蒸気を励起させてレーザを増幅する金属蒸気レーザ装置
において、管内端部側に設置され、蒸気孔を有し、金属
を収納する容器、及び容器を移動する容器移動機構を備
えたものである。

【００１１】また、請求項５の発明に係る金属蒸気レー
ザ装置は、請求項４の発明における容器を、金属を収納
する収納室を移動方向に複数個有するものとし、収納室
のそれぞれに蒸気孔を設けたものである。

【００１２】また、請求項６の発明に係る金属蒸気レー
ザ装置は、請求項５の発明に加え、金属を収納する収納
室をループ状に接続して容器を構成し、管外にある収納
室に金属を補給する補給機構を設けたものである。

【００１３】また、請求項７の発明に係る金属蒸気レー
ザ装置は、管内に金属蒸気となる金属塊を設置し、管内
に封入したガスを放電させ、このガス放電によって金属
蒸気を励起させてレーザを増幅する金属蒸気レーザ装置
において、管内端部側に設置され、蒸気孔を有し、棒状
または粒状の金属を収納する容器を備え、容器を管内壁
面に対して傾斜をつけて配設したものである。

【００１４】また、請求項８の発明に係る金属蒸気レー
ザ装置は、請求項７の発明に加え、管外に設けられ、棒
状または粒状の金属を格納した金属格納庫を備え、金属
格納庫と容器とを気密にして連結させ、金属格納庫から
容器内へ金属を補給する補給手段を備えたものである。

【００１５】また、請求項９の発明に係る金属蒸気レー
ザ装置は、管内に金属蒸気となる金属塊を設置し、管内
に封入したガスを放電させ、このガス放電によって金属
蒸気を励起させてレーザを増幅する金属蒸気レーザ装置
において、蒸気孔を有するパイプを管内端部側から管外
まで配設し、管外に配設したパイプの一部に棒状または
粒状の金属を格納した金属格納部とガスを詰めたボンベ
部を設け、金属の少なくとも一部をボンベ部のガスによ
って管内に移動するようにしたものである。

【００１６】また、請求項１０の発明に係る金属蒸気レ
ーザ装置は、管内に金属蒸気となる金属塊を設置し、管
内に封入したガスを放電させ、このガス放電によって金
属蒸気を励起させてレーザを増幅する金属蒸気レーザ装
置において、蒸気孔を有し、棒状または粒状の金属を収
納した容器、この容器を移動する容器移動機構または容
器内の金属を移動する金属移動機構、管内部の所定位置
に設置された容器内の金属の消耗状態を検出する検出
器、及び検出器で検出した金属の消耗状態に応じて容器
移動機構または金属移動機構を作動させる制御手段を備
えたものである。

【００１７】

【作用】この請求項１の発明における金属蒸気レーザ装
置は、金属を放電空間内に連続的にまたは間欠的に補給
するので、レーザを停止することなく、長時間連続して
運転することができる。

【００１８】この請求項２の発明における金属蒸気レー
ザ装置は、管内の両端部に形成した金属溜まり部によっ
て、管内におかれた金属塊の位置決めが可能である上、
溜まり部に溶融した金属がたくさん入るため、金属の消
耗に対して長時間運転が可能となる。

【００１９】この請求項３の発明における金属蒸気レー
ザ装置は、検出器により金属の消耗状態を検出し、自動
的に一定時間毎に定量の金属を補給するので、無人で長
時間レーザ運転することができる。

【００２０】この請求項４の発明における金属蒸気レー
ザ装置は、金属を収納した容器を放電空間内に設置し、
容器に設けた蒸気孔からの金属蒸気を抑制させる構成と
しているので金属蒸気を抑制させることができる。ま
た、容器移動機構により、管内端部側に設置した容器を
管内へ誘導させたことで、管内の所定位置に置いた容器
内の金属粒が消耗すれば端部側に置いている容器を外部
操作で管内の所定位置に誘導させて、容器の他の部分の
金属粒から金属蒸気を補給する。

【００２１】この請求項５の発明における金属蒸気レー
ザ装置は、容器内の金属を各収納室に入れて互いに隔離
しているので、高温によって溶融した金属が隣接する収
納室へ流れるのを抑制し、消耗割合を均一にし、金属の
寿命を長くするように作用する。

【００２２】この請求項６の発明における金属蒸気レー
ザ装置は、金属を収納する収納室をループ状に接続して
いるのでエンドレスで金属粒を供給できる。このため安
定したレーザ出力を長時間得ることができる。

【００２３】この請求項７の発明における金属蒸気レー
ザ装置は、蒸気孔を有し、棒状もしくは粒状の金属を収
納した容器を上記装置の管内端部端部側に設置し、かつ
管内端部側に設置した容器を管内壁面に対して傾斜をつ
けて配設している。この傾斜のために、蒸気孔近傍の溶
けた金属の量が少なくなれば、金属が自動的に送り込ま
れ、安定したレーザ出力を長時間得ることができる。

【００２４】この請求項８の発明における金属蒸気レー
ザ装置は、請求項７の発明の容器に、金属格納庫から金
属を補給する手段を備えたので、簡便な手段で安定した
レーザ出力を長時間得ることができる。

【００２５】この請求項９の発明における金属蒸気レー
ザ装置は、蒸気孔を有したパイプを上記装置の管内から
装置の外部まで配設し、装置の外部に配設したパイプの
一部に金属を格納した部分とガス等の流体を詰めたボン
ベを設け、金属の一部をボンベに詰めた流体によって管
内の所定位置に移動させて金属の補給を行い、安定した
レーザ出力を長時間得ることができる。

【００２６】この請求項１０の発明における金属蒸気レ
ーザ装置は、管内の所定位置に置いた収納室内の金属の
消耗状態を検出器で検出し、金属の消耗状態に応じて容
器を管内へ誘導させ、または容器内へ金属粒を補給させ
る手段によって新たな金属粒を供給できるので、安定し
た金属蒸気が得られ、安定したレーザ出力を長時間得る
ことができる。

【００２７】

【実施例】実施例１．図１はこの発明の実施例１による
金属蒸気レーザ装置として、例えば銅蒸気レーザ装置の
断面を示す構成図である。図において、従来装置と同一
符号は従来装置と同一、または相当部分を示している。
また、図において、４１ａ，４１ｂは、銅線または銅棒
で、銅粒４と同種の補充用の金属である。４２ａ，４２
ｂは、銅線または銅棒４１ａ，４１ｂを電極１ａ，１ｂ
から絶縁保護するための筒で、例えばセラミック筒であ
る。４３ａ，４３ｂは消耗した銅粒４の位置へ銅線また
は銅棒４１ａ，４１ｂを移動する駆動機構である。

【００２８】この実施例において、銅線または銅棒４１
ａ，４１ｂ、セラミック筒４２ａ，４２ｂ、駆動機構４
３ａ，４３ｂで、金属塊４を連続的または間欠的に補給
する補給手段を構成し、図２は一方側の銅線または銅棒
４１、セラミック筒４２、駆動機構４３の構成を示す構
成図である。図において、４４は連結ベルト、４５は駆
動モータ、４６はギヤである。なお、他方側も同様の構
成である。

【００２９】以下、この銅蒸気レーザ装置の動作につい
て説明する。放電空間３内の所定の位置に銅粒４を設置
するか、銅線または銅棒４１ａ，４１ｂをあらかじめセ
ラミック筒４２ａ，４２ｂの先端部から少し出た状態で
配置しておく。次に電極対１ａ，１ｂ間に高電圧電源１
７、パルス発生回路１６により高電圧パルスを印加し
て、放電空間３で放電させる。この放電により銅粒４を
溶融、蒸発させて銅蒸気のレーザ増幅媒質をつくる。長
時間装置を駆動して銅粒４が消耗すれば、駆動機構４３
ａ，４３ｂを駆動させて、定量の銅線または銅棒４１
ａ，４１ｂを銅粒４の方向へ移動する。

【００３０】移動機構４３の一例を図２に示しており、
銅線または銅棒４１の円周上に凹凸の溝を形成し、これ
と同じ凹凸を有するギヤ４６を当接する。例えば電気信
号によって駆動モータ４５を駆動し、この駆動モータ４
５と連結ベルト４４で連結されているギヤ４６が回転す
ることにより、簡単に銅線または銅棒４１を放電空間３
内の所定位置へ移動できる。移動によって銅線または銅
棒４１の先端はセラミック筒４２から突出し、溶融して
銅粒４の位置に落下し、蒸発して、銅蒸気のレーザ増幅
媒質を形成する。

【００３１】以上のようにこの実施例によれば、上記の
繰り返し動作により銅線または銅棒４１ａ、４１ｂがな
くなるまで、レーザ駆動を停止することなく長時間連続
して使用できる。従ってレーザを駆動している時間を長
くでき、金属の補給を簡便化できるので、より長く連続
運転が行え、金属蒸気レーザ装置のランニングコストを
大幅に安くできる。

【００３２】なお、実際の運転状態として、銅粒４が消
耗して出力が低下した時、一時的に放電の停止するか低
下させ、銅線または銅棒４１ａ，４１ｂを補給し、通常
運転を再開する時は、銅線または銅棒４１ａ，４１ｂを
再びセラミック筒４２ａ，４２ｂの中に引き込んでも良
い。このようにすれば、装置の運転中に電極１ａ，１ｂ
と銅線または銅棒４１ａ，４１ｂとの間に不正放電が起
こるのを防止できる。

【００３３】実施例２．図３は実施例２に係る駆動機構
を示す構成図である。この実施例は銅線または銅棒４１
の代わりに銅棒を一定量に切断した銅片４７を使用した
場合の例であり、一方側の銅片４７、セラミック筒４
２、駆動機構４３の構成を示している。図において、４
８は銅片４７を格納してある銅片補給容器、４９は例え
ばセラミック棒などの絶縁棒である。なお、他方側も同
様の構成である。

【００３４】この移動機構４３によれば、銅片補給容器
４８からセラミック筒４２に金属片４７が落下する。そ
こで例えば電気信号によって駆動モータ４５を駆動し、
この駆動モータ４５と連結ベルト４４で連結されている
ギヤ４６が回転することにより、絶縁棒４９を移動し絶
縁棒４９の先端で銅片４７をセラミック筒４２から放電
空間３の所定位置に押し出す。放電空間３に補給された
銅片４７は、溶融、蒸発して、銅蒸気のレーザ増幅媒質
を形成する。銅片４７を押し出した後、再び駆動モータ
４５、連結ベルト４４によって絶縁棒４９を引き抜け
ば、次の銅片４７がセラミック筒４２内に落下する。

【００３５】以上のように、この実施例によれば、上記
の繰り返し動作により銅片４７を銅片補給容器４８に補
給し続ければ、レーザ駆動を停止することなく長時間連
続して使用できる。従ってレーザを駆動している時間を
長くでき、金属の補給を簡便化できるので、より長く連
続運転が行え、金属蒸気レーザ装置のランニングコスト
を大幅に安くできる。

【００３６】実施例３．図４はこの発明の実施例３によ
る金属蒸気レーザ装置として、例えば銅蒸気レーザ装置
の断面を示す構成図である。図において、従来装置と同
一符号は従来装置と同一、または相当部分を示してい
る。また、５０は金属の溜まり部であり、この実施例で
は中央側に低く傾斜して構成されている。また、製造、
組立の面から、中央部の放電内管２は従来より短くし、
放電内管２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに分割して、はめ込み
方式で構成している。

【００３７】図５は、この装置の一方側の金属溜まり部
５０付近を拡大して示す断面図である。金属溜まり部５
０は放電内管の一部２ｄの内壁面を傾斜させて形成され
たもので、金属線、金属棒または金属片などを溜めてお
くことができる。従来、例えば、５〜１０ｇ程の金属粒
しか入れられなかったものが、２５〜５０ｇと入れられ
ることになり、金属の消耗に対して長時間運転が可能と
なる。また、ガス放電に寄与した後の溶融金属がこの部
分の放電内管２ｄの壁面にくっつき、金属溜まり部５０
に溜まり、放電に寄与することもある。このためさらに
長時間運転が可能となる。また、金属溜まり部５０によ
って、放電内管２におかれた金属粒４の位置決めができ
る。従って、放電内管２内の金属粒４の置く位置、さら
に溶融金属の溜まる位置が固定され、安定したレーザー
出力が得られる。

【００３８】さらに、この実施例では、放電内管２を分
割継ぎ構造としているので、その一部の放電内管の内壁
を傾斜状に構成することにより、容易に金属溜まり部５
０を形成できる。

【００３９】実施例４．図６はこの発明の実施例４によ
る金属蒸気レーザ装置に係る金属溜まり部５０付近を示
す断面図である。他の部分の構成は実施例３と同様であ
る。図６（ａ）は放電内管２ｄの内径を他の放電内管
２，２ｂより大きくして平らな凹部を構成している。こ
のように構成しても、実施例３と同様の効果を奏する。
また、図６（ｂ）は放電内管２ｄにさらにくぼみ５１を
設けた例である。くぼみ５１を設けることにより、放電
内管２の継手部の隙間から溶融金属が滲み出るのを防ぐ
ことができる。

【００４０】実施例５．図７はこの発明の実施例５によ
る金属蒸気レーザ装置として、例えば銅蒸気レーザ装置
の断面を示す構成図である。図において、実施例１と同
一符号は同一、または相当部分を示している。実施例１
と同様の金属補給機構を設け、かつ実施例３と同様の金
属の溜まり部５０を備えている。この実施例では、実施
例１の効果に加え、溶融金属の溜まり部５０により、金
属粒４または金属溶融を放電空間３の所定の位置に固定
できるため、金属線、金属棒または金属片の補給が容易
となる効果がある。

【００４１】実施例６．図８はこの発明の実施例６によ
る金属蒸気レーザ装置として、例えば銅蒸気レーザ装置
の断面を示す構成図である。図において、実施例５と同
一符号は同一、または相当部分を示している。この実施
例では、放電空間３内に置かれた金属４の消耗量を検出
する検出器と、この消耗量に応じて駆動指令信号を出力
する制御手段を備えているものを示す。図において、５
２は消耗量を検出するレ−ザ出力検出器、５３は変換器
であり、このレーザ出力検出器５２と変換器５３とで、
消耗量に応じて駆動指令信号を出力する制御手段を構成
している。５４はレーザ光分配ミラ−である。

【００４２】この実施例による銅蒸気レ−ザ装置の動作
は、出力したレ−ザ光をレ−ザ光分配ミラ−５４で分配
してレ−ザ出力検出器５２に入力する。レ−ザ出力検出
器５２ではレーザの出力を検出して放電空間３内の銅粒
４の消耗量を算出する。この消耗量に応じて銅の補給量
を設定する。変換器５３では銅の補給量を一定量の電気
信号に変換し、駆動指令信号として駆動装置４３ａ，４
３ｂにおくる。ここで入力された電気信号に対応する銅
の量だけ、駆動装置４３ａ，４３ｂにより銅を所定の位
置に補給する。これにより放電内管３におかれた銅粒４
が消耗してもレーザを止めることなく自動的に金属を補
充でき、長時間無人駆動も可能になる。

【００４３】実施例７．図９はこの発明の実施例７によ
る金属蒸気レーザ装置として、例えば銅蒸気レーザ装置
の断面を示す構成図である。図において、従来装置と同
一符号は従来装置と同一、または相当部分を示してい
る。また、図において、１３ａ、１３ｂは銅粒を封入し
た容器で、放電内管２の端部側に設置されている。４ａ
〜４ｇは容器１３ａ、１３ｂに分割して封入した銅粒、
１４は銅蒸気５を放電空間３に供給するための容器１３
ａ、１３ｂに設けた蒸気孔、１８ａ、１８ｂは銅を収納
した容器１３ａ、１３ｂをそれぞれ矢印Ａ、Ａ’の方向
へ装置の外部から移動させる容器移動機構で、例えば銅
容器移動板であり、装置の気密性を保って容器１３ａ、
１３ｂを移動できる構造になっている。

【００４４】この実施例における装置本体の大きさは、
例えば、窓７ａから窓７ｂまで約３ｍ、窓７ａ、７ｂの
径は約８０ｍｍ程度である。また、図１０は金属を収納
する容器１３を拡大して示す斜視図であり、図１０
（ａ）は蒸気孔１４が各収納室に１個ずつ設けられてい
る例であり、図１０（ｂ）は蒸気孔１４が各収納室で共
通に１個設けられている例を示す。実施例７に用いた容
器１３としては、長さが例えば１ｍ、直径が５〜６φの
円筒形のもので、蒸気孔の径は１〜０．５φ程度に構成
している。また、例えば容器１３はセラミック、モリブ
デン、タングステンなどで構成されている。但しモリブ
デン、タングステンにおいては電気絶縁するためにセラ
ミックでコーティングする。

【００４５】次に、銅蒸気レーザ装置の動作について説
明する。銅容器１３ａ、１３ｂを装置の両端部に設置す
ると、放電空間３側の銅容器先端部の銅粒４ａが最も温
度が高くなり、銅容器の先端部から銅蒸気５を放電空間
３に供給する。電極対１ａ、１ｂ間に高電圧電源１７、
パルス発生回路１６により高電圧パルスを印加し、放電
空間３で放電させて銅蒸気のレーザ増幅媒質をつくる。
長時間装置を駆動して銅容器先端部の銅粒４ａが消耗し
てしまえば、銅容器移動板１８ａ、１８ｂを矢印Ａ，
Ａ’の方向に移動して、銅容器１３ａ、１３ｂを放電空
間３内へ一つの収納室分だけ移動させる。銅容器１３
ａ、１３ｂは点線に示す位置に移動し、次の収納室にあ
る銅粒４ｂが高温になる。従って、銅粒４ｂから銅蒸気
５が供給できる。このように銅粒４ｂが消耗した時、銅
容器移動板１８ａ、１８ｂを装置の外部から移動させる
ことで銅粒４ｃ、４ｄ、４ｅ・・・４ｇと次々に補給す
る。また、銅容器内の銅粒４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４
ｅ・・・４ｇは収納室にそれぞれ隔離されており、溶融
して高温部へ流れないないように構成されている。

【００４６】実施例７によれば、銅容器１３ａ、１３ｂ
に蒸気孔を設け、金属蒸気を発生させる構成としている
ので、銅蒸気の発生を抑制させることができる。また、
銅容器移動板１８ａ、１８ｂによって、装置の外部で銅
容器１３ａ、１３ｂを移動できるので、容器内の一部の
金属粒が消耗すれば容器を外部から移動させ、容器の他
の部分の金属粒から金属蒸気を補給する。従ってレーザ
を駆動している時間を長くでき、金属の補給を簡便化で
きるので、より長く連続運転が行え、金属蒸気レーザ装
置のランニングコストを大幅に安くできる。

【００４７】なお、容器１３は図１０（ｂ）に示すよう
に、蒸気孔は隣接する収納室で連続していてもよい。ま
た、複数の収納室で構成せずに１つの容器構成し、金属
粒を所定の間隔を置いて配置してもよい。また、隣合う
収納室で完全に隔離されていなくてもよく、上部が開放
されていて、下部のみ隔離されていれば、隣の収納室で
溶融した金属が流れ込むのをふせぐことができる。

【００４８】また、特に容器１３を銅蒸気レーザ装置の
端部に設置すれば、装置の端部は図２６（ｂ）のように
低温であるため容器の端部側の銅粒の消耗を抑制でき、
容器１３の先端部（放電空間側）の銅粒４がなくなれ
ば、容器１３ａ、１３ｂの端部側の消耗していない銅粒
４を以前の銅粒位置に補給できる。また、この実施例で
は容器内の銅を収納室に分離することにより、高温によ
って溶融した銅が隣の収納室に流れ込むのを抑制し、消
耗割合を均一にし、銅の寿命を長くできる。

【００４９】実施例８．図１１はこの発明の実施例８に
よる銅蒸気レーザ装置の断面を示す構成図である。図に
おいて、２５は銅粒挿入台、２６ａ、２６ｂは外部の空
気と装置内の放電ガスを遮断するための真空部である。
この図は装置の一方からの図であり、他方には逆方向に
回転する容器が備えられている。

【００５０】この実施例では、容器１３ａを、銅粒４
ａ、４ｂ・・を収納する収納室をループ状に接続して構
成し、管外にある収納室に金属を補給する補給機構、例
えば銅粒挿入台２５を設けている。

【００５１】このように構成すれば、エンドレスで銅粒
を金属蒸気レーザ装置に供給でき、レーザの駆動を止め
ずに銅粒の補給を自動的に行える。このため安定したレ
ーザ出力を長時間得ることができる。

【００５２】実施例９．図１２はこの発明の実施例９に
よる銅蒸気レーザ装置の断面を示す構成図である。図に
おいて、４は銅棒、５は蒸気孔１４ａ，１４ｂからでる
銅蒸気、１３１ａ，１３１ｂは先端に蒸気孔１４ａ，１
４ｂを有する円筒状の容器で、例えばセラミックで構成
されている。２７ａ，２７ｂは放電内管２に対して円筒
状の容器１３１ａ，１３１ｂを傾斜させて支持する傾斜
台である。４ｘは蒸気槽であり、容器１３１ａ，１３１
ｂの先端に設けられ、この部分に蒸気孔１４ａ，１４ｂ
が設けられている。

【００５３】この実施例では、円筒状の容器１３１ａ，
１３１ｂに銅棒４を挿入し、円筒状の容器１３１ａ，１
３１ｂを放電内管２の管内端部側に傾斜して設置してい
る。

【００５４】このように構成すれば、円筒状の容器１３
１ａ，１３１ｂの管内側の先端部における銅棒４は、高
温のため銅化し、蒸気槽４ｘに流れ込む。この蒸気槽４
ｘから蒸発した銅蒸気５は蒸気孔１４ａ，１４ｂを介し
て放電空間３へ出る。また、円筒状の容器１３１ａ，１
３１ｂは傾斜台２７ａ，２７ｂによって傾斜させている
ので、蒸気槽４ｘ内の液化した銅が蒸発してなくなれ
ば、銅棒４は自動的に送り込まれ蒸気槽４ｘ内の銅を補
給する。

【００５５】実施例１０．図１３はこの発明の実施例１
０による銅蒸気レーザ装置の断面を示す構成図で、実施
例９において円筒状の容器１３１ａ，１３１ｂ内に挿入
した銅棒４の代わりに銅粒を入れたものである。この実
施例によれば実施例９の効果に加えて、銅粒が球状であ
るため、スムーズに銅を送り込める利点がある。

【００５６】実施例１１．図１４（ａ）はこの発明の実
施例１１による銅蒸気レーザ装置の断面を示す構成図
で、図１４（ｂ）はその一部の側面からの断面図であ
る。図において、２８ａ，２８ｂは銅粒４を格納した金
属格納庫、２９ａ，２９ｂは銅粒４を容器１３１ａ，１
３１ｂに補給するための金属補給機構である。金属格納
庫２８ａ，２８ｂは装置本体の外部に設置されており、
装置の内部に設置されている容器１３１ａ，１３１ｂと
放電内管２に沿って連結されており、放電空間３と同様
に外部に対して気密となっている。

【００５７】この実施例では、容器１３１ａ，１３１ｂ
と連結して装置の外部に銅粒４を格納した金属格納庫２
８ａ，２８ｂで構成し、金属格納庫２８ａ，２８ｂに金
属を補給する金属補給機構２９ａ，２９ｂを設けてい
る。例えば、容器１３１ａ、１３１ｂ内の銅粒４が少な
くなれば金属補給機構２９ａ、２９ｂを矢印Ｂ，Ｂ’の
方向に移動する。これにつれて金属格納庫２８ａ，２８
ｂ内の銅粒４は上に上がり、上部の銅粒が連結された容
器１３１ａ，１３１ｂ内へなだれ込み、銅粒４を補給で
きる。この銅粒４は例えば１〜２ｍｍφ程度のものを用
いている。

【００５８】このように構成すれば、金属格納庫２８
ａ，２８ｂに多量の銅粒４を保管でき、レーザの駆動を
止めずに容器１３１ａ，１３１ｂに銅粒４の補給が行え
る。このため実施例７よりも長時間安定したレーザ出力
を長時間得ることができる。また、金属補給機構２９
ａ，２９ｂはこの実施例の構成に限らず、流体で加圧す
るようにしても良い。

【００５９】実施例１２．図１５はこの発明の実施例１
２による銅蒸気レーザ装置の断面を示す構成図である。
図において、３０ａ，３０ｂはガスバルブ、３１ａ，３
１ｂはガスを収納したボンベ部で、例えばガスボンベ、
３２はガス排気バルブ、３３はガスを排気させるための
真空ポンプである。

【００６０】この実施例では、パイプ状の容器１３１
ａ，１３１ｂと外部に設けた銅を格納した金属格納庫２
８ａ，２８ｂと連結させ、さらにガスバルブ３０ａ，３
０ｂを介してガスボンベ３１ａ，３１ｂを接続して構成
する。容器１３１ａ，１３１ｂ内に銅粒が少なくなれ
ば、金属格納庫２８ａ，２８ｂから金属補給機構２９
ａ，２９ｂによって銅粒を押して流体の通路に置く。さ
らにガスバルブ３０ａ，３０ｂを開き、ガスを流してガ
スの流れと共に、銅粒４を容器１３１ａ，１３１ｂに移
動させる。また、ガス排気バルブ３２を開き、真空ポン
プ３３によってガスを排気することで放電空間のガス圧
力を一定に保つ。

【００６１】このようにガスの圧力によって、容易に外
部にある銅粒を容器１３１ａ，１３１ｂ内へ移動でき、
レーザの駆動を止めずに銅粒の補給を自動的に行える。
このため安定したレーザ出力を長時間得ることができ
る。このガスとして放電内管２の雰囲気ガスを用いれ
ば、レーザ出力への影響を少なくできる。

【００６２】実施例１３．図１６はこの発明の実施例１
３による銅蒸気レーザ装置の断面を示す構成図である。
この実施例では容器１３１ａ，１３１ｂ内に逆移動防止
板３４ａ，３４ｂを設け、ガスなどの流体によって容器
１３１ａ，１３１ｂに補給した銅粒４が戻らないように
構成したものである。

【００６３】実施例１４．図１７はこの発明の実施例１
４による銅蒸気レーザ装置の断面を示す構成図である。
図において３４ａ，３４ｂは逆移動防止板、３５ａ，３
５ｂは所定位置設定板、３６ａ，３６ｂはガスは通し、
金属蒸気は通さない蒸気防止膜、３７はガス通路口であ
る。この実施例では実施例１３よりもガスの流速を増
し、より移動をスムーズに行なうために、新たに放電空
間３に流れ込むガス通路口３７を設けたものである。逆
移動防止板３４ａ，３４ｂと所定位置設定板３５ａ，３
５ｂによって銅粒４を所定位置に配置するようにしてい
る。

【００６４】実施例１５．図１８はこの発明の実施例１
５による銅蒸気レーザ装置の断面を示す構成図である。
図において３４ａ，３４ｂは逆移動防止板、３８ａ，３
８ｂはガス通路ノズル、３０ｃ，３０ｄはガス流れ方向
バルブ、３３１は真空ポンプである。この実施例では銅
粒を移動させる流体を放電空間３に流さないようにした
ものである。容器１３１ａ，１３１ｂ内に銅粒４が少な
くなれば、まずバルブ３０ｃ，３０ｂを閉じ、バルブ３
０ｄを開けた状態で金属格納庫２８ａから金属補給機構
２９ａによって銅粒４を押して流体の通路に置く。さら
にガスバルブ３０ａを開き、ガスを流してガスの流れと
共に、銅粒４を容器１３１に移動する。つぎにバルブ３
０ｄ、３０ａを閉じ、バルブ３０ｃを開けた状態で金属
格納庫２８ｂから金属補給機構２９ｂによって銅粒４を
押して流体の通路に置く。さらにガスバルブ３０ｂを開
き、ガスを流してガスの流れと共に、銅粒４を容器１３
１に移動し、装置の両側に銅粒４を設置する。

【００６５】実施例１６．図１９はこの発明の実施例１
６による銅蒸気レーザ装置の断面を示す構成図である。
１９ａ、１９ｂは銅容器移動用モータ、２０はタイマ
ー、２１はモータ駆動機構である。

【００６６】この実施例における銅蒸気レーザ装置は、
パルス回路１６からの信号をタイマー２０に入れること
により、装置の運転時間を計測する。計測した装置の運
転時間が所定の時間になった時、１つの収納室に格納さ
れている銅粒が消耗したと判断し、モータ駆動機構２１
を動作させる。このモータ駆動機構２１で銅容器移動用
モータ１９ａ，１９ｂが駆動され、銅容器移動板１８
ａ，１８ｂを矢印Ａ，Ａ’の方向に移動させる。これに
つれて、銅容器１３ａ，１３ｂは放電空間３内へ一つの
収納分だけ移動する。銅容器１３ａ，１３ｂは点線に示
す位置に移動して、つぎの収納室にある銅粒４ｂが高温
になる。従って、銅粒４ｂから銅蒸気５が供給できる。
このように銅粒４ｂが消耗した時、銅容器移動板１８
ａ、１８ｂを装置の外部から移動することで銅粒４ｃ，
４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇを次々に補給する。また銅容器
内１３ａ，１３ｂの銅粒４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４
ｅ，４ｆ，４ｇは収納室にそれぞれ隔離されており、溶
融して高温部へながれないように構成されている。

【００６７】この実施例によれば、タイマー２０で計測
した運転時間が所定の運転時間だけ経過した時点で銅粒
が消耗したと判断し、自動的に銅容器移動用モータ１９
ａ、１９ｂにより銅容器移動板１８ａ，１８ｂを矢印
Ａ，Ａ’の方向に移動する。このように、装置の運転時
間に応じて自動的に銅を補給することができ、一時的に
も装置の運転を止めることなく補給できる。このため、
レーザを駆動している時間を長くでき、金属の補給を簡
便化できる。

【００６８】実施例１７．図２０はこの発明の実施例１
７による銅蒸気レーザ装置の断面を示す構成図である。
図において、２２は条件設定器、２３は所定運転時間設
定器、２４は比較器である。また、図２１は実施例１７
に係わる処理過程を示すフローチャートである。

【００６９】所定運転時間設定器２３には１つの収納室
の銅が消耗する所定時間、例えば１００〜２００時間を
予め条件設定器２２により設定しておく。ステップ３１
でタイマー２０の運転時間をリセットする。銅蒸気レー
ザー装置の作動開始と同時にパルス回路１６からの信号
をタイマー２０に入力し、ステップ３２で装置の運転時
間ｔをカウントする。次にステップ３３で比較器２４に
より所定運転時間設定器２３から送られる所定時間と比
較する。比較した結果、運転時間ｔが所定時間、例えば
１００〜２００時間より小さい時は、ステップ３２に戻
り、運転時間ｔのカウントを繰り返す。

【００７０】ステップ３３での比較において運転時間ｔ
が所定時間になれば、ステップ３４で銅容器１３ａ、１
３ｂの移動位置が最終かどうかを判断し、最終でない場
合はステップ３５に進み、銅容器移動用モータ１９ａ、
１９ｂにより銅容器移動板１８ａ、１８ｂを矢印Ａ，
Ａ’の方向に移動する。これにつれて銅容器１３ａ、１
３ｂが矢印Ａ、Ａ’の方向に移動する。ステップ３４で
銅容器１３ａ、１３ｂの移動位置が最終の場合は処理を
終了して銅容器１３ａ、１３ｂを取り替えるか、銅容器
１３ａ、１３ｂに銅粒を補給する。

【００７１】実施例１７によれば、装置の運転時間で銅
粒の消耗量を判断し、自動的に銅容器移動用モータ１９
ａ、１９ｂにより銅容器移動板１８ａ、１８ｂを矢印
Ａ、Ａ’の方向に移動する。このため、レーザの駆動を
止めずに銅粒の補給が自動的に行え、レーザを駆動して
いる時間を長くでき、金属の補給を簡便化できる。更
に、より安定したレーザ出力が得られる。

【００７２】実施例１６，１７では装置の運転時間で銅
粒４の消耗量を判断したが、放電内管２の温度が銅粒４
の溶融する温度以上で装置を運転している運転時間を計
測し、この運転時間により銅粒の消耗量を判断すればよ
り正確に銅粒を補給できる。

【００７３】実施例１８．この実施例は、実施例１７に
おける運転時間を計測するタイマー２０の代わりにパル
ス数を計測するパルスカウンタを設け、所定運転時間設
定器２３の代わりに所定パルス数設定器を設ける。即
ち、パルス数で１つの収納室の銅の消耗量を判断して銅
容器１３ａ、１３ｂを移動するようにしたものである。
図２２は実施例１８に係わる制御処理を示すフローチャ
ートである。

【００７４】所定パルス数設定器には１つの収納室の銅
が消耗するパルス数を予め条件設定器２２により設定し
ておく。ステップ４１でパルスカウンタのパルス数Ｐを
リセットする。銅蒸気レーザ装置の作動開始と同時にパ
ルス回路１６からの信号からパルス数Ｐをステップ４２
でカウントする。次にステップ４３で比較器２４により
所定パルス数設定器から送られる所定パルス数とカウン
トしているパルス数Ｐを比較する。パルス数Ｐが所定パ
ルス数、例えば１秒間に５０００回程度より小さい時
は、ステップ４２に戻り、パルス数Ｐのカウントを繰り
返す。

【００７５】ステップ４３での比較において、パルス数
Ｐが所定パルス数になれば、ステップ４４で銅容器１３
ａ、１３ｂの移動位置が最終かどうかを判断し、最終で
ない場合はステップ４５に進み、銅容器移動用モータ１
９ａ、１９ｂにより銅容器移動板１８ａ、１８ｂを矢印
Ａ、Ａ’の方向に移動する。これにつれて銅容器１３
ａ、１３ｂが矢印Ａ、Ａ’の方向に移動する。ステップ
４４で銅容器１３ａ、１３ｂの移動位置が最終の場合は
処理を終了して銅容器１３ａ、１３ｂを取り替えるか、
銅容器１３ａ、１３ｂに銅粒を補給する。

【００７６】実施例１８によれば、装置のパルス数で銅
粒の消耗量を判断し、自動的に銅容器移動用モータ１９
ａ、１９ｂにより銅容器移動板１８ａ、１８ｂを矢印
Ａ，Ａ’の方向に移動する。このため、レーザの駆動を
止めずに銅粒の補給が自動的に行なえ、レーザを駆動し
ている時間を長くでき、金属の補給を簡便化できる。

【００７７】実施例１７，１８では装置の運転時間やパ
ルス数を計測している。装置に挿入した銅粒の量や銅位
置や励起パルスの電気入力によって、挿入した銅粒の消
耗する運転時間や総パルス数を設定する。これに基づい
て運転時間やパルス数が、蒸気を発生している銅粒が消
耗したとみなされる運転時間や総パルス数を越えると、
モータなどの容器移動機構で容器１３ａ、１３ｂを自動
的に移動する。このように、簡単な検出信号と電気論理
回路で銅粒４の消耗量が判断でき、レーザ出力をより安
定にでき、長時間運転できる金属蒸気レーザ装置が得ら
れる。

【００７８】実施例１９．実施例１９は、レーザの出力
値によって１つの収納室の銅の消耗量を判断して銅容器
１３ａ、１３ｂを移動するようにしたものである。図２
３は実施例１９に係る処理を説明するための時間に対す
るレーザ出力を示すグラフである。この実施例では、実
施例１７での運転時間を計測する代わりに、装置の作動
状態、例えばレーザ出力値を計測し、所定運転時間設定
器２３の代わりに所定レーザ出力値設定器を設ける。

【００７９】所定レーザ出力値設定器に１つの収納室の
銅が消耗してきた時のレーザ出力値ＣＴを予め条件設定
器２２により設定しておく。銅蒸気レーザ装置の作動開
始と同時にレーザ出力値をモニタし、比較器２４により
所定レーザ出力値設定器から送られる所定レーザ出力値
と稼働中のレーザ出力値を比較する。レーザ出力値が所
定レーザ出力値ＣＴ、例えば定常的に３００Ｗ程度のレ
ーザ出力がある場合、２９０Ｗ程度より小さくなった
時、銅容器移動用モータ１９ａ、１９ｂにより銅容器移
動板１８ａ、１８ｂを矢印Ａ，Ａ’の方向に移動する。
容器の移動が完了すれば、図２３に示すようにレーザ出
力の値は回復する。

【００８０】実施例１９によれば、装置の作動状態であ
るレーザ出力値で銅粒の消耗量を判断し、自動的に銅容
器移動用モータ１９ａ、１９ｂにより銅容器移動板１８
ａ、１８ｂを矢印Ａ、Ａ’の方向に移動する。このた
め、レーザの駆動を止めずに銅粒の補給が自動的に行な
え、レーザを駆動している時間を長くでき、金属の補給
を簡便化できる。またこのように、レーザ出力に応じて
自動的に移動できるようにすれば、自由にレーザ出力を
コントロールできるという効果もある。

【００８１】実施例２０．上記実施例以外にも、銅粒４
が消耗して少なくなれば、装置の作動状態に様々な現象
が観測される。例えば、放電抵抗が大きくなり、パルス
電流の平均電流値やピーク値が低くなったり、パルス電
圧の平均電圧値やピーク値が高くなったりする。このた
め、これらの値を検出することで、銅粒の消耗量を判断
することができる。従って、パルス電流またはパルス電
圧を検出して、検出した検出信号値が一定になるように
銅容器移動板１８ａ、１８ｂを移動してもよい。

【００８２】例えば、パルス電流のピーク値に基づいて
銅粒の消耗量を判断する場合を図２４（ａ）に示す。こ
のグラフは横軸に時間、縦軸にパルス電流を示してい
る。図に示すように、パルス電流波形のピーク値が、実
線で示す２０００Ａ程度の定常値から点線で示す１９０
０Ａ程度の所定電流ピーク値ＰＣに下がった時点を検出
して、銅容器１３ａ、１３ｂを移動するようにしてもよ
い。また、パルス電圧のピーク値に基づいて銅粒の消耗
量を判断する場合を図２４（ｂ）に示す。このグラフは
横軸に時間、縦軸にパルス電圧を示している。図に示す
ように、パルス電圧波形のピーク値が、実線で示す１０
ｋＶ程度の定常値から点線で示す１１ｋＶ程度の所定電
圧ピーク値ＰＶに上がった時点を検出して、銅容器１３
ａ、１３ｂを移動するようにしてもよい。このように、
パルス波形の電流または電圧を所定値になるように、容
器移動機構で自動的に移動するようにしたので、簡単な
検出信号と電気論理回路で銅粒の消耗量が判断でき、レ
ーザ出力をより安定で長時間運転できる効果がある。

【００８３】実施例２１．図２５（ａ）はこの発明の実
施例２１による銅蒸気レーザ装置の断面を示す構成図
で、図２５（ｂ）はその一部の側面からの断面図であ
る。図において、１９２ａ、１９２ｂは銅移動用油圧
器、２０はタイマー、２１は油圧器駆動装置である。

【００８４】この実施例における銅蒸気レーザ装置は、
パルス回路１６からの信号をタイマー２０に入れること
により、装置の運転時間を計測する。計測した装置の運
転時間が所定の時間になったとき、１つの収納室に格納
されている銅粒が消耗したと判断し、油圧駆動装置２１
を動作させる。この油圧駆動装置２１で銅移動用油圧器
１９２ａ、１９２ｂが駆動され、金属補給機構２９ａ、
２９ｂを矢印Ｂ，Ｂ’の方向に移動させる。これにつれ
て、金属格納庫２８ａ、２８ｂ内の銅粒４の一部が容器
１３１ａ、１３１ｂ内へなだれ込み銅粒４を補給する。
このように銅粒４が消耗した時、金属補給機構２９ａ、
２９ｂを移動することで金属格納庫内の銅粒４を容器１
３１ａ、１３１ｂ内に補給する。

【００８５】実施例２１によれば、タイマー２０で計測
した運転時間が所定の運転時間が経過した時点で銅粒が
消耗したと判断し、自動的に銅移動用油圧器１９２ａ、
１９２ｂにより金属補給機構２９ａ，２９ｂを矢印Ｂ，
Ｂ’の方向に移動する。このように、装置の運転時間に
応じて自動的に銅を補給することができ、一時的にも装
置の運転を止めることなく外部から銅を補給できる。こ
のため、レーザを駆動している時間を長くでき、金属の
補給を簡便化できる。

【００８６】また、上記実施例では金属蒸気レーザ装置
として銅蒸気レーザ装置について説明したが、これに限
るものではなく、金やストロンチウムのような金属によ
る蒸気を利用するものに適用してもよい。

【００８７】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、管内に金属蒸
気となる金属塊を設置し、管内に封入したガスを放電さ
せ、このガス放電によって金属蒸気を励起させてレーザ
を増幅する金属蒸気レーザ装置において、管内の両端部
に金属塊を連続的または間欠的に補給する補給手段を設
けたことにより、金属の消耗によりレーザ出力が低下す
ることが無く、レーザ駆動を停止せずに長時間安定した
レーザー出力で駆動することができる金属蒸気レーザ装
置が得られる効果がある。

【００８８】また、請求項２の発明によれば、管内に金
属蒸気となる金属塊を設置し、管内に封入したガスを放
電させ、このガス放電によって金属蒸気を励起させてレ
ーザを増幅する金属蒸気レーザ装置において、管内の両
端部に凹状の金属溜まり部を設けたことにより、金属粒
が消失するまでの時間が長くなると共に、放電内管内の
金属粒の置く位置、さらに、溶融金属の溜まる位置が固
定され、安定したレーザー出力を得ることができる金属
蒸気レーザ装置が得られる効果がある。

【００８９】また、請求項３の発明によれば、管内に金
属蒸気となる金属塊を設置し、管内に封入したガスを放
電させ、このガス放電によって金属蒸気を励起させてレ
ーザを増幅する金属蒸気レーザ装置において、管内の両
端部に金属塊を連続的または間欠的に補給する補給手
段、金属塊の消耗状態を検出する検出器、及びこの消耗
状態に応じて出力信号を補給手段に出力する制御手段を
備えたことにより、長時間のレーザ駆動ができると共
に、自動的に金属の消耗に応じて金属の補充ができるの
で、レーザ駆動の完全無人化駆動が図れる金属蒸気レー
ザ装置が得られる効果がある。

【００９０】また、請求項４の発明によれば、管内に金
属蒸気となる金属塊を設置し、管内に封入したガスを放
電させ、このガス放電によって金属蒸気を励起させてレ
ーザを増幅する金属蒸気レーザ装置において、蒸気孔を
有し、金属を収納した容器、容器を装置の管内端部側に
設置し、かつ装置の管内端部側に設置した容器を移動す
る容器移動機構を備えることにより、レーザを駆動して
いる時間を長くし、金属の補給を簡便化できる金属蒸気
レーザ装置が得られる効果がある。

【００９１】また、請求項５の発明によれば、請求項４
の発明に加えて、容器は、金属を収納する収納室を移動
方向に複数個有するものとし、収納室のそれぞれに蒸気
孔を設けたことにより、安定したレーザの駆動時間を長
くし、金属の補給を簡便化できる金属蒸気レーザ装置が
得られる効果がある。

【００９２】また、請求項６の発明によれば、請求項５
の発明に加えて、容器を、金属を収納する収納室をルー
プ状に接続し、管外にある収納室に金属を補給する補給
機構を設けたことにより、さらに長時間の安定したレー
ザ出力で運転できる金属蒸気レーザ装置が得られる効果
がある。

【００９３】また、請求項７の発明によれば、蒸気孔を
有し、棒状もしくは粒状の金属を収納した容器、容器を
装置の管内端部端部側に設置し、かつ管内端部側に設置
した容器を管内に対して傾斜をつけて配設するので蒸気
孔近傍の溶けた金属の量が少なくなれば、自動的に送り
込まれ一定の蒸気量を供給でき安定したレーザ出力を長
時間得ることができる効果がある。

【００９４】また、請求項８の発明によれば、請求項４
の発明の金属蒸気レーザ装置の外部に棒状もしくは粒状
の金属を格納した金属格納庫を設け、金属格納庫と装置
内に設置した蒸気孔を有し、棒状もしくは粒状の金属を
収納した容器とを気密にして連結させ、金属格納庫から
容器内へ棒状もしくは粒状の金属を補給する手段を備え
たので簡便な手段で安定したレーザ出力を長時間得るこ
とができる効果がある。

【００９５】また、請求項９の発明によれば、蒸気孔を
有したパイプを装置の管内から装置の外部まで配設し、
装置の外部に配設したパイプの一部に棒状もしくは粒状
の金属を格納した部分とガス等の流体を詰めたボンベを
設け、棒状もしくは粒状の金属の一部をボンベに詰めた
流体によって管内の所定位置に移動させることができ複
雑な銅粒移動機能を備えることなく安価でできる効果が
ある。

【００９６】また、請求項１０の発明によれば、蒸気孔
を有し、棒状もしくは粒状の金属を収納した容器を有
し、この容器を移動する容器移動機構もしくは容器内の
金属自身を移動させる手段を有し、収納室の管内部の所
定位置に設置された収納室内の金属の消耗状態を検出す
る検出器、及び検出器で検出した金属の消耗状態に応じ
て容器移動機構による容器移動もしくは容器内へ金属粒
を補給させる手段を有したので、安定した金属蒸気が得
られ、安定したレーザ出力を長時間得ることができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による金属蒸気レーザ装置
の断面を示す構成図である。

【図２】実施例１に係る移動機構を示す構成図である。

【図３】この発明の実施例２に係る移動機構を示す構成
図である。

【図４】この発明の実施例３による金属蒸気レーザ装置
の断面を示す構成図である。

【図５】実施例３に係る金属溜まり部付近の構成を示す
断面図である。

【図６】この発明の実施例４に係る金属溜まり部付近の
構成を示す断面図である。

【図７】この発明の実施例５による金属蒸気レーザ装置
の断面を示す構成図である。

【図８】この発明の実施例６による金属蒸気レーザ装置
の断面を示す構成図である。

【図９】この発明の実施例７による金属蒸気レーザ装置
の断面を示す構成図である。

【図１０】実施例７に係る容器を示す斜視図である。

【図１１】この発明の実施例８による金属蒸気レーザ装
置の断面を示す構成図である。

【図１２】この発明の実施例９による金属蒸気レーザ装
置の断面を示す構成図である。

【図１３】この発明の実施例１０による金属蒸気レーザ
装置の断面を示す構成図である。

【図１４】この発明の実施例１１による金属蒸気レーザ
装置の断面を示す構成図（ａ）、及び一部の側面からの
断面図（ｂ）である。

【図１５】この発明の実施例１２による金属蒸気レーザ
装置の断面を示す構成図である。

【図１６】この発明の実施例１３による金属蒸気レーザ
装置の断面を示す構成図である。

【図１７】この発明の実施例１４による金属蒸気レーザ
装置の断面を示す構成図である。

【図１８】この発明の実施例１５による金属蒸気レーザ
装置の断面を示す構成図である。

【図１９】この発明の実施例１６による金属蒸気レーザ
装置の断面を示す構成図である。

【図２０】この発明の実施例１７による金属蒸気レーザ
装置の断面を示す構成図である。

【図２１】この発明の実施例１７に係わる制御処理を示
すフローチャートである。

【図２２】この発明の実施例１８に係わる制御処理を示
すフローチャートである。

【図２３】この発明の実施例１９に係わる処理を説明す
るためのレーザ出力を示すグラフである。

【図２４】この発明の実施例２０に係わる処理を説明す
るためのパルス電流・電圧波形を示すグラフである。

【図２５】この発明の実施例２１による金属蒸気レーザ
装置の断面を示す構成図、及び一部の側面からの断面図
（ｂ）である。

【図２６】従来の金属蒸気レーザ装置の断面を示す構成
図（ａ）、及び管内の温度分布を示すグラフ（ｂ）であ
る。

【符号の説明】

２放電内管３放電空間４，４ａ〜４ｆ金属５金属蒸気１３ａ，１３ｂ容器１４蒸気孔１８ａ，１８ｂ容器移動機構１９ａ，１９ｂモータ２１モータ駆動機構２５補給機構４１，４１ａ，４１ｂ金属棒または金属線４２，４２ａ，４２ｂセラミック筒４３，４３ａ，４３ｂ移動機構４７金属片４９絶縁棒５０金属溜まり部５２レーザ出力検出器５３変換器５４レーザ光分配ミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩田明彦尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者矢田史朗尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社伊丹製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管内に金属蒸気となる金属塊を設置し、
上記管内に封入したガスを放電させ、このガス放電によ
って上記金属蒸気を励起させてレーザを増幅する金属蒸
気レーザ装置において、上記管内の両端部に上記金属塊
を連続的または間欠的に補給する補給手段を設けたこと
を特徴とする金属蒸気レーザ装置。
【請求項２】管内に金属蒸気となる金属塊を設置し、
上記管内に封入したガスを放電させ、このガス放電によ
って上記金属蒸気を励起させてレーザを増幅する金属蒸
気レーザ装置において、上記管内の両端部に凹状の金属
溜まり部を設けたことを特徴とする金属蒸気レーザ装
置。
【請求項３】管内に金属蒸気となる金属塊を設置し、
上記管内に封入したガスを放電させ、このガス放電によ
って上記金属蒸気を励起させてレーザを増幅する金属蒸
気レーザ装置において、上記管内の両端部に上記金属塊
を連続的または間欠的に補給する補給手段、上記金属塊
の消耗状態を検出する検出器、及びこの消耗状態に応じ
て出力信号を上記補給手段に出力する制御手段を備えた
ことを特徴とする金属蒸気レーザ装置。
【請求項４】管内に金属蒸気となる金属塊を設置し、
上記管内に封入したガスを放電させ、このガス放電によ
って上記金属蒸気を励起させてレーザを増幅する金属蒸
気レーザ装置において、上記管内端部側に設置され、蒸
気孔を有し、金属を収納する容器、及び上記容器を上記
管内中央部側方向に移動する容器移動機構を備えたこと
を特徴とする金属蒸気レーザ装置。
【請求項５】容器は、金属を収納する収納室を移動方
向に複数個有するものとし、上記収納室のそれぞれに蒸
気孔を設けたことを特徴とする請求項第４項記載の金属
蒸気レーザ装置。
【請求項６】容器は、金属を収納する収納室をループ
状に接続し、管外にある上記収納室に金属を補給する補
給機構を設けたことを特徴とする請求項第５項記載の金
属蒸気レーザ装置。
【請求項７】管内に金属蒸気となる金属塊を設置し、
上記管内に封入したガスを放電させ、このガス放電によ
って上記金属蒸気を励起させてレーザを増幅する金属蒸
気レーザ装置において、上記管内端部側に設置され、蒸
気孔を有し、棒状または粒状の金属を収納する容器を備
え、上記容器を上記管内壁面に対して傾斜をつけて配設
したことを特徴とする金属蒸気レーザ装置。
【請求項８】管外に設けられ、棒状または粒状の金属
を格納する金属格納庫を備え、上記金属格納庫と容器と
を気密に連結し、上記金属格納庫から上記容器内へ上記
金属を補給する金属補給機構を備えたことを特徴とする
請求項第７項記載の金属蒸気レーザ装置。
【請求項９】管内に金属蒸気となる金属塊を設置し、
上記管内に封入したガスを放電させ、このガス放電によ
って上記金属蒸気を励起させてレーザを増幅する金属蒸
気レーザ装置において、蒸気孔を有し、上記管内端部側
から上記管外まで配設されたパイプ、上記管外に配設し
た上記パイプの一部に設けた、棒状または粒状の金属を
格納した金属格納部及びガスを詰めたボンベ部を備え、
上記金属格納部に格納された金属の少なくとも一部を上
記ボンベ部のガスによって上記管内に移動するようにし
たことを特徴とする金属蒸気レーザ装置。
【請求項１０】管内に金属蒸気となる金属塊を設置
し、上記管内に封入したガスを放電させ、このガス放電
によって上記金属蒸気を励起させてレーザを増幅する金
属蒸気レーザ装置において、蒸気孔を有し、棒状または
粒状の金属を収納する容器、この容器を移動する容器移
動機構または上記容器内の金属を移動する金属移動機
構、上記管内部の所定位置に設置された上記容器内の金
属の消耗状態を検出する検出器、及び上記検出器で検出
した上記金属の消耗状態に応じて上記容器移動機構また
は上記金属移動機構を作動させる制御手段を備えたこと
を特徴とする金属蒸気レーザ装置。