JP2002520825A - 最初のパルスが引き伸ばされたレーザパワー制御 - Google Patents

最初のパルスが引き伸ばされたレーザパワー制御

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JP2002520825A JP2000558592A JP2000558592A JP2002520825A JP 2002520825 A JP2002520825 A JP 2002520825A JP 2000558592 A JP2000558592 A JP 2000558592A JP 2000558592 A JP2000558592 A JP 2000558592A JP 2002520825 A JP2002520825 A JP 2002520825A
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グレイ，ダミエン・エフ
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ディーティーエム・コーポレーション
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Abstract

(57)【要約】 迅速原型製造装置１００にて使用可能である、第一のパルス引伸ばし機能を備えるレーザパワー制御装置１５０、１５０´が開示される。開示された１つの実施の形態によれば、ワンショットマルチバイブレータ１５６は、レーザ１１０を作動させるべきことを表示するゲート信号（ＬＯＮ／ＬＯＦＦ）に応答可能なパルスを発生させる。分布反転を実現するのに適した選択した持続時間のパルスがレーザ１１０に付与される。このパルスの終了時、レーザのパルス幅変調（ＰＷＭ）制御が開始される。開示された別の実施の形態によれば、第一のパルス引伸ばし記憶装置１６６は、第一のＰＷＭパルスを長くすべき持続時間に対応するデジタル値を記憶する。加算器１７６、１７８は、このデジタル値を所望のレーザパワー信号（ＤＬＰ）により表示されたパラメータに加算し、分布反転及び第一のパルスにてレーザ１１０によるレーザ出力を保証する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
本発明は、ユーザパワーの制御分野、特に、パルス幅変調したレーザパワーの
制御に関する。
【０００２】 当該技術分野にて基本的であるように、ガス（例えば、ＣＯ2、Ａｒ）、固体
材料（例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ）、液体（例えば、色素レーザ）又は半導体（例え
ば、ＧａＡｌＡｓ）とすることのできるレーザ媒質から光子を励起して放出させ
ることにより、レーザの放出が実現される。典型的に、媒質中の電子がポンピン
グされ、すなわち励起されて、基底状態よりも高い上方エネルギレベルになる。
十分な電子が上方エネルギレベルまで励起されてレーザの反応を維持する状態は
、当該技術分野にて分布反転と称される。励起された電子の一部は、自発的に、
光子を放出し、また、放出した光子の波長に等しいエネルギよりも小さい励起状
態のエネルギレベルに降下する。一方、これらの放出された光子により分布反転
中の他の電子は同様に光子を放出し、その結果、コヒーレントな光（すなわち、
周知のレーザビーム）が発生される。平行なミラーの光学的フィードバックのよ
うな、正フィードバック技術はレーザの発振を許容し、ビームエネルギを更に増
大させる。
【０００３】 上記の説明から明らかであり、また、当該技術分野にて周知であるように、レ
ーザポンピングは、レーザ反応が開始する前に、十分なエネルギをレーザ媒質に
より吸収することを必要とする。パルス幅変調（ＰＷＭ）レーザの場合、レーザ
ポンプは、任意の時点にて完全に作動させ又は完全に不作動にし、所望の平均的
なレーザパワーに対応する負荷サイクルにて作動するようにする。しかし、レー
ザ媒質のエネルギは、レーザポンプを停止したようなとき、励起状態から基底状
態に向けて崩壊する。十分な停止時間後（レーザパルスの間のような時間）、レ
ーザポンプが再度、媒質を励起して分布反転させるのに必要な時間は、特に、Ｐ
ＷＭパルス流中における第一のパルスの持続時間に比して顕著である。実際には
、高ＰＷＭ周波数（すなわち、短い「作動」パルス）及び低負荷サイクルのとき
、第一の「作動」パルスのパルス幅は、レーザが第一のパルスの間にてエネルギ
を放出しないレーザ閾値に達するのに十分な長さではない。このように、顕著な
不作動時間後のこの第一のパルスの間、レーザパワーを発生させる正確さは著し
く損なわれる。
【０００４】 第一のパルスの問題点を課題とする１つの従来の解決策は、当該技術分野にて
、「チクル（ｔｉｃｋｌｅ）」方法と称される。例えば、シンラッド（Ｓｙｎｒ
ａｄ）インコーポレーテッドから入手可能なＣＯ2レーザにて使用されるこの方
策によれば、例えば、低負荷サイクルのパルス流によって、レーザ媒質は、常時
、レーザ閾値以下のレベルに励起される。この状態において、分布反転に達する
のに必要とされる時間は、極めて短く保たれ、それは、レーザ媒質は分布反転よ
りも僅かに低いレベルに励起される（理論上）からである。このように、レーザ
を作動させたとき、レーザ媒質のエネルギを分布反転に増加させるのに必要な時
間は、遥かに短くなり、このため、ＰＷＭ流中の第一のパルスは所望のレーザパ
ワーを発生する可能性がある。しかし、その正確さは、特別なレーザの各々に極
めて依存しているから、「チクル」方法には特定の制限がある。特定のレーザに
対して「チクル」負荷サイクルが極めて高過ぎるならば、レーザは、その「不作
動」状態のときでさえもレーザ作用する可能性がある。従来のレーザは、時間及
び使用に伴って劣化するため、その寿命の開始時にレーザに対して適正に設定さ
れた「チクル」負荷サイクルは、不正確となり、その後の寿命にて、「不作動」
サイクルの間、望ましくないレーザ作用を行う。
【０００５】 第一のパルスの問題点を課題とする別の従来の方策は、例えば、コヒーレント
（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ）インコーポレーテッドから入手可能であるＣＯ2レーザに
て使用されるＲＦ励起増幅器のような、別異の励起増幅器を具体化することであ
る。この別異の励起増幅器は、上述した「チクル」方法におけると同様に、分布
反転よりも僅かに低い励起状態にレーザ媒質を保ち得るように設定される。また
、励起増幅器の出力は、各レーザ及びその予想される作動状態についても正確に
設定しなければならない。励起増幅器が高過ぎるならば、「不作動」期間のとき
に望ましくないレーザ作用状態となる可能性がある。これとは逆に、励起増幅器
が過度に控え目に設定されるならば、レーザの始動特徴は、特に、低ＰＷＭ負荷
サイクルのときに、望ましい値以下となる可能性がある。
【０００６】 レーザ分野における別の公知の技術は、「Ｑスイッチング」（又は代替的に、
「Ｑスポイリング」）と称されるものである。Ｑスイッチングは、例えば、減衰
要素をレーザ中に挿入し、顕著な光を放出することなく、エネルギがレーザ媒質
中に蓄積することを許容することにより、共振レーザのＱファクタを切り換え可
能に低下させることにより高パワーパルスを発生させるために一般に使用される
。パルスが望まれるようなとき、全体として、媒質が分布反転レベル以上に励起
された後、Ｑファクタは、再度、増加させ（例えば、レーザ中の減衰要素を除去
することにより）、レーザエネルギが大きいパルスを放出する。Ｑスイッチング
は、連続的に励起させた固体相レーザに一般に使用される。固体相レーザの例に
おいて、レーザパルスが望まれるとき迄、発振を防止するため減衰要素を光路中
に配置する。スイッチングする前に、媒質が分布反転よりも高エネルギレベルに
保たれるならば、Ｑスイッチングしたレーザの作動時間は極めて速い。しかし、
当該技術分野にて周知であるように、特に、吸収体（例えば、ポッケルズセル（
Ｐｏｃｋｅｌｓ ｓｅｌｌ）のような）を考慮するとき、Ｑスイッチはレーザの
コストを増すことになる。
【０００７】 第一のパルスにおけるレーザパワーの不正確さに対する敏感さは、幾つかのレ
ーザの用途にて悪化する。例えば、当該技術分野におけるレーザの１つは、光ポ
リマー液体の選択的な重合化（周知の立体リソグラフィ法におけるように）によ
り、粉体の選択的溶融、融解、又は焼結（周知の選択的レーザ焼結におけるよう
な）により、又は積層した物体の製造（ＬＯＭ）により、層毎に三次元的製品を
製造することである。これらの型式の製造方法において、レーザパワーは、構造
的に優れた製品を製造するときの臨界的なパラメータである。
【０００８】 背景の一例として、迅速原型製造技術の一例は、テキサス州、オースチンのＤ
ＴＭコーポレーション（ＤＴＭ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手可能な装置
内にて行われる選択的レーザ焼結法であり、この場合、製品は、層毎にレーザ可
溶性の粉体から製造される。この方法によれば、製品の断面に対応する粉体の部
分に向けられるレーザエネルギによって薄い粉体の層を分配し且つ次に溶融、融
解又は焼結する。ＤＴＭコーポレーションから入手可能なシンターステーション
（ＳＩＮＴＥＲＳＴＡＴＩＯＮ）２５００装置のような、従来の選択的レーザ焼
結装置は、レーザビームを反射する検流計駆動のミラーを介してレーザビームを
位置決めする。レーザビームの撓みは、レーザ自体の変調と組み合わせて制御さ
れ、レーザエネルギをその層中に形成される製品の断面積に相当する可溶性の粉
体層の位置に向ける。レーザは、ラスター状にて粉体を渡って走査し、レーザの
変調をこの走査と組み合わせて行うことができ又はレーザは、ベクトル状に向け
ることができる。幾つかの用途において、ラスタスキャンがベクトルにて描いた
輪郭内の領域を「充填する」前に又はその後の何れかにて、ベクトル状に断面積
の輪郭に沿って粉体を溶融させることにより、製品の断面積が粉体層に形成され
る。何れの場合でも、粉体を所定の層内にて選択的に溶融させた後、追加的な粉
体層を分配し、製品が完成する迄、この過程を繰り返し、それ以後に溶融する層
部分がそれ以前の溶融した層部分に溶融するようにする（製品にとって適宜に）
。
【０００９】 選択的レーザ焼結技術の詳細は、全て、テキサス大学評議委員会に譲渡された
米国特許第４，８６３，５３８号、米国特許第５，０１７，７５３号、米国特許
第５，０７６，８６９号及び米国特許第４，９４４，８１７号及びＤＴＭコーポ
レーションに譲渡された米国特許第４，２４７，５０８号に記載されており、こ
れら特許の全ては、参考として引用し本明細書に含めてある。一定のレーザパワ
ー出力を提供し得るようにレーザパワーがレーザスキャン速度に従って制御され
る、かかる選択的レーザ焼結装置におけるレーザパワーの制御装置は、１９９７
年５月３０日付けで出願され、ＤＴＭコーポレーションに譲渡された同時出願係
属中の米国特許出願第０８／８６６，６００号に記載されており、この出願もま
た参考として引用し本明細書に含めてある。選択的レーザ焼結技術は、油脂、ポ
リカーボーネート、ナイロン、その他のプラスチックを含む多岐に亙る材料及び
ポリマー被覆金属並びにセラミックのような複合的材料から高分解能及び寸法精
度に優れた三次元的製品を直接、製造することを可能にする。油脂部品は、周知
の「ロストワックス」法にて金型を形成するときに使用することができる。
【００１０】 選択的レーザ焼結方法における熱溶融機構は、単位時間当たり粉体の各位置に
て受け取る熱エネルギである、レーザエネルギ束密度に依存する。レーザ束密度
は、レーザエネルギ、レーザのスポットサイズ、粉体をレーザエネルギにさらす
持続時間に依存する。殆どの材料に対し、形成される製品の形状及び密度はレー
ザエネルギ束密度の影響を受け、このため、レーザエネルギ束密度が僅かでも変
化するならば、製品の特性は理想的なものでなくなる。例えば、レーザエネルギ
束密度が過度に小さいならば、製品は機械的に弱体となろう。これと逆に、レー
ザエネルギ束密度が過大であるならば、ＣＡＤ表面に対する製品寸法の忠実度が
劣化し、粉体が過熱し又は粉体が焼付く可能性さえもある。
【００１１】 特に、上述した影響を受け易い材料において、選択的レーザ焼結により製造さ
れた製品にてレーザエネルギ束密度の不均一な影響が観察される。分布反転への
レーザ媒質の励起の遅れに起因するような、可溶性材料のスキャンのレーザパル
スにおける過度に低いレーザパワーは、製品の端縁を不完全に形成し、寸法的に
歪み又は構造的強度が低下して対象物にすると考えられる。最初のパルスにおけ
るレーザパワーに対するかかる敏感さは、選択的レーザ焼結技術により形成され
る製品の品質に影響を与えるのみならず、最初のパルスにおけるレーザパワーの
損失に起因して、立体リソグラフィのようなその他のレーザ利用の技術にも製品
の端縁における光硬化が不十分となる影響を与えると考えられる。
【００１２】
【発明の簡単な概要】
このため、本発明の１つの目的は、顕著なレーザの不作動時間の後、最初のレ
ーザパルスに対する所望のパワーレベルが得られる、レーザパワーの制御機能及
びレーザの作動方法を提供することである。
【００１３】 本発明の別の目的は、選択的レーザ焼結装置及び立体リソグラフィ装置のよう
な迅速原型製造装置に適したかかる機能及び方法を提供することである。 本発明の更に別の目的は、不作動サイクル中の望ましくないレーザ作用が防止
される、かかる機能及び方法を提供することである。
【００１４】 本発明の更に別の目的は、最小コストにて従来のレーザパワー制御装置に効率
的に具体化することのできるかかる機能及び方法を提供することである。 本発明のその他の目的及び利点は、その図面と共に以下の説明を参照すること
により当業者に明らかになるであろう。
【００１５】 本発明は、レーザの「作動」期間を表示するゲート信号が長くしたパルス信号
を発生させることを可能にするレーザ制御装置に具体化することができる。レー
ザ媒質が分布反転に達し、また、レーザ出力が第一のパルス内で得られることを
確実にするため、第一のレーザパルスのパルス幅に対して長くしたパルス信号が
付与される。本発明の１つの特別な形態によれば、選択的レーザ焼結装置のよう
な迅速原型製造装置にレーザ制御装置が具体化され、製造材料に付与された最初
のレーザパルスが所望のパワーレベルを有し、このため、高忠実度の製品が製造
されるようにする。
【００１６】 ［発明の詳細な説明］ 以下の説明から明らかとなるように、本発明は、制御すべきレーザの特定の用
途に関係なく、全体としてレーザ制御装置と関連して利用することができる。し
かし、本発明は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）又はコンピュータ支援製造（
ＣＡＭ）データベースから製品を製造するときにレーザを利用する迅速原型製造
装置に適用するならば、特に有益である。従って、以下の説明は、かかる迅速原
型製造装置、特に、選択的レーザ焼結装置に関して行うが、上記に基づいて、本
発明は、その他の型式の迅速原型製造装置（例えば、立体リソグラフィ及びＬＯ
Ｍ装置）及びその他のレーザエネルギの用途にて有益に使用可能であることを理
解すべきである。
【００１７】 先ず、図１を参照しつつ、本発明の好ましい実施の形態を説明する目的のため
、選択的レーザ焼結装置１００の構造及び作用に関して説明する。図１に図示す
るように、選択的レーザ焼結装置１００は、チャンバ１０２を備えている（明確
化のため、チャンバ１０２の前側扉及び頂部は図１に図示していない）。チャン
バ１０２は、その内部に製品を製造するため適当な温度及び雰囲気の組成（典型
的に、窒素のような不活性な雰囲気）を保つ。
【００１８】 装置１００内の粉体供給装置は、供給ピストン１１４を備えており、この供給
ピストン１１４は、モータ１１６により制御され、ある容積の粉体を上方に動か
し且つチャンバ１０２内に持ち上げる。モータ１０８により制御される部分ピス
トン１０６は、例えば５ミル程度の僅かな程度だけチャンバ１０２の床よりも下
方に動き、加工すべき粉体の各層の厚さを画定する。ローラ１１８は、粉体を供
給ピストン１１４から目標面１０４まで搬送する反対方向に回転するローラであ
る。本明細書にて説明する目的のため、目標面１０４は、部分ピストン１０６の
上方に配置された熱可溶性粉体（存在するならば、それ以前に焼結した部分を含
む）の上面を意味するものとする。部分ピストン１０６上に配置された焼結済み
及び焼結前の粉体は、本明細書にて部分床１０７と称する。
【００１９】 上述した米国特許第５，０１７，７５３号に記載されたように、ローラ１１８
（明確化のため図１に図示しないスクレーパのような、蓄積を防止するスクレー
パが設けられることが好ましい）は、部分ピストン１０６の上方の部分床１０７
の表面にて供給ピストン１１４から目標面１０４に向け且つ該目標面を亙るよう
に移動することにより粉体をチャンバ１０２内に撒き広げ且つ目標面１０４の上
に広げる。粉体を平滑に且つ完全に配分するため、供給ピストン１１４により提
供される粉体量は、部分床１０７の表面にて受け取ることのできる量よりも多く
、ローラ１１８が目標面１０４を亙って動くことにより多少余剰な粉体が生じる
ようにすることが好ましい。このことは、部分ピストン１０６が下降するチャン
バ１０２の床から下方の距離以上の距離だけ（例えば１０ミル対５ミル）供給ピ
ストン１１４をチャンバ１０２の上方に上昇させることにより、行うことができ
る。また、チャンバ１０２内のローラ１１８の動作に対しローラ１１８の反対方
向への回転を従動させ、回転速度対並進速度の比が一定であるようにすることも
好ましい。ＤＴＭコーポレーションから入手可能なシンターステーション２５０
０装置にて使用されるように、粉体を効率的に且つ自由に供給する目的のため、
部分ピストン１０６の両側部に２つの粉体ピストン１１４を提供することも好ま
しい。
【００２０】 １つ又は２つ以上の所望の製品における断面の製造は、上述した米国特許に記
載され、図２に関して以下に説明する方法にて走査装置１４２により供給される
ビームを提供するレーザ１１０により行われる。レーザ１１０は、レーザ自体に
加えて、例えば、前側ミラーアセンブリを含み、また、拡散及び収斂レンズのよ
うな集束要素を含む、上述の米国特許第４，８６３，５３８号に記載されたよう
な従来の制御要素を備えている。レーザ１１０の型式は、多くのファクタに依存
し、特に、焼結すべき粉体の型式に依存する。多くの型式の従来の粉体にとって
、好ましいレーザは、パワー出力が制御可能な５０ワットのＣＯ2型レーザであ
る。レーザ１１０は、作動させたとき、図２に図示した矢印によって示した経路
に沿って全体として進むレーザビーム１０５を放出する。
【００２１】 コンピュータ１４０及び走査装置１４２は、目標面１０４に初動するとき、レ
ーザビーム１０５の方向を制御するために含まれている。本発明のこの好ましい
実施の形態において、コンピュータ１４０は、走査装置１４２用の制御マイクロ
プロセッサを備え、また、製造される１つ又は２つ以上の製品の寸法を決定すべ
くスライス毎の形態にてＣＡＤ／ＣＡＭデータベースを記憶する装置を更に備え
ている。ペンティアムクラスのマイクロプロセッサに基づき、浮動点能力を備え
るパーソナルコンピュータのような、従来のパーソナルコンピュータワークステ
ーションが、本発明の好ましい実施の形態にてコンピュータ１４０として使用す
るのに適している。コンピュータ１４０は、走査装置１４２内のスキャナプロセ
ッサ１０３に対し線ＡＴＭに信号を発生させ、現在の粉体層に製造すべき製品の
断面積に対応する目標面１０４を亙ってレーザビーム１０５を供給する。
【００２２】 走査装置１４２は、レーザビーム１０５の進行経路の方向を変更するプリズム
１４４を備えている。レーザビーム１０５を適正な位置に向けるのに必要なプリ
ズム１４４の数は装置の物理的配置に基づく。これと代替的に、当該技術分野に
て周知であるように、装置１００の特定の配置に依存して、レーザビーム１０５
を向けるためプリズム１４４に替えて、１つ以上の固定のミラーを使用すること
ができる。走査装置１４２は、それぞれの検流計１４８、１４９により駆動され
る一対のミラー１４６、１４７を更に備えている。検流計１４８、１４９はそれ
ぞれのミラー１４６、１４７に接続されて、該ミラー１４６、１４７を選択的に
方向決めし且つレーザビーム１０５の照準方向を制御する。検流計１４８、１４
９は、互いに対し垂直に取り付けられ、ミラー１４６、１４７が互いに対し名目
的に直角に取り付けられるようにする。走査装置１４２内のスキャナプロセッサ
１０３は、検流計１４８、１４９の動きを制御し、コンピュータ１４０からの線
ＡＩＭによる信号に応答して目標面１０４内のレーザビーム１０５の方向を制御
する。この信号は、記憶させたＣＡＤ／ＣＡＭデータベースに従って発生され、
このデータベースは、目標面１０４にて粉体層に形成すべき製品の断面積を画定
する。
【００２３】 更に、コンピュータ１４０は、作動されたとき、レーザ１１０により供給すべ
き所望のパワーレベルを表示するため線ＤＬＰにレーザパワー制御装置１５０へ
の信号を発生する。スキャナプロセッサ１０３は、現在の粉体層に対して製品の
スライスのＣＡＤ／ＣＡＭデータベースの表現に対応してレーザ１１０を作動さ
せ又は不作動にすべき時間を表示する信号を線ＬＯＮ／ＬＯＦＦに発生させる。
本発明の好ましい実施の形態によれば、線ＬＯＮ／ＬＯＦＦにおける信号は、ス
キャナプロセッサ１０３により発生される、１つ以上の線ＦＢにおけるフィード
バック信号と組み合わさって、レーザパワーの制御装置１５０を制御し、供給す
べき自発的なパワーに対応する時間と共に変化する、レーザ１１０への信号を線
ＬＰに発生させる。１９９７年５月３０日付けで出願された、上述の同時出願係
属中の特許出願第０８／８６６，６００号に記載されたように、線ＦＢにおける
フィードバック信号は、一定の自発的パワーレベルのレーザエネルギを供給すべ
くレーザ１１０を制御するために使用される検流計１４８、１４９（従ってミラ
ー１４６、１４７）の位置又は速度の表示を含むことができる。これと代替的に
又はこれに加えて、線ＦＢにおけるフィードバック信号は、供給される実際のレ
ーザパワーに対応する信号を含み、レーザパワー制御装置１５０の作動を支援す
るようにすることができる。以下の説明から明らかになるように、本発明の好ま
しい実施の形態によるレーザパワー制御装置１５０は、粉体に所望のレーザエネ
ルギ束密度を供給すべくレーザ１１０を制御する。レーザパワー制御装置１５０
は、図２にて別個の構成要素として図示されているが、勿論、所望であるならば
、コンピュータ１４０又はスキャナプロセッサ１０３内でレーザパワー制御装置
１５０を具体化することができる。
【００２４】 次に、図３を参照しつつ、本発明の第一の実施の形態によるレーザパワー制御
装置１５０について詳細に説明する。図３に図示するように、線ＦＢおけるフィ
ードバック信号及び線ＤＬＰにおける所望のレーザパワー信号は、レーザパワー
制御装置１５０内のレーザパラメータ発生回路１５２により受け取られる。これ
らの信号に応答して、レーザパラメータ発生回路１５２は、線ＰＡＲＡＭに信号
を発生させ、これらの信号は、レーザ１１０によって発生すべき所望のレーザパ
ワーを表示する。線ＰＡＲＡＭには、パルス幅変調制御回路１５４のパルスが付
与される。線ＰＡＲＡＭにおける信号に応答して、パルス幅変調制御回路１５４
は、所望の周波数及び負荷サイクルにて線ＰＷＭＰにパルス幅変調パルスを発生
させ、以下に更に説明するように、ＯＲゲート１５８及びＡＮＤゲート１６０を
介してレーザ１１０に付与する。アドバンスドマイクロデバイス（Ａｄｖａｎｃ
ｅｄ Ｍｉｃｒｏ Ｄｅｖｉｃｅｓ）から入手可能なＡｍ９５１３カウンタ／タ
イマー集積回路のような従来の回路よってＰＷＭ制御回路１５４を具体化するこ
とができる。
【００２５】 本発明のこの実施の形態によれば、レーザパワー制御装置１５０は、ワンショ
ットマルチバイブレータ１５６を更に備えており、該マルチバイブレータ１５６
は、レーザ１１０を作動すべきときを表示する（高作動状態のとき）ゲート信号
をスキャナプロセッサ１０３から線ＬＯＮ／ＬＯＦＦにて受け取る。ワンショッ
トマルチバイブレータ１５６は、業界の多数の供給先から入手可能な周知の５５
５タイマー回路及びＴＴＬ７４１２１群のような従来の回路により具体化するこ
とができる。ワンショットマルチバイブレータ１５６により発生されたパルスの
持続時間は、レーザ１１０の最悪の不作動時間の場合を想定して、レーザ１１０
を分布反転にポンピングするのに十分な持続時間であるように選択される。例え
ば、レーザ１１０がＤＥＯＳから入手可能なＬＣ−５０レーザである場合、ワン
ショットマルチバイブレータ１５６によって発生されるパルスの持続時間は、２
０マイクロ秒程度であることが好ましい。また、線ＬＯＮ／ＬＯＦＦはＡＮＤゲ
ート１６０の１つの入力に付与され、該ＡＮＤゲートは、その反対側の入力部に
てＯＲゲート１５８の出力を受け取る。ＯＲゲート１５８は、その１つの入力部
にてワンショットマルチバイブレータ１５６の出力を受け取り且つその反対側の
出力部にてＰＷＭ制御回路１５４からの線ＰＷＭＰを受け取る。また、ワンショ
ットマルチバイブレータ１５６の出力は、ＰＷＭ制御回路１５４の負端縁の励起
制御入力にも付与されて、その下降する端縁によりＰＷＭ制御回路１５４を作動
可能にする。
【００２６】 作動時、レーザパラメータ発生回路１５２は、線ＦＢ及びＤＬＰにおける信号
に応答してレーザ１１０を作動させる適正な作動パラメータを発生させる。これ
らパラメータは、レーザ１１０の最初のパルスに対する準備として（すなわち、
線ＬＯＮ／ＬＯＦＦにて作用可能なゲート信号を受け取る前に）発生させること
ができる。スキャナプロセッサ１０３が、例えば、所望の製品の断面を形成すべ
き目標面１０４にて粉体の領域の走査を開始して、レーザパルス作動を開始する
とき、線ＬＯＮ／ＬＯＦＦは、低から高への遷移を行う。線ＬＯＮ／ＬＯＦＦの
この遷移により、ワンショットマルチバイブレータ１５６はその出力部に１つの
パルスを発生させる。このパルスは、ＯＲゲート１５８に、従って、ＡＮＤゲー
ト１６０に付与される。この時点にて、線ＬＯＮ／ＬＯＦＦはそれ自体、作用可
能であるため、ワンショットマルチバイブレータ１５６により発生させたパルス
は、ＡＮＤゲート１６０により線ＬＰを通じてレーザ１１０に送られる。線ＬＯ
Ｎ／ＬＯＦＦの遷移に応答して、ワンショットマルチバイブレータ１５６により
発生されたパルスの間、ＰＷＭ制御回路１５４は、線ＰＷＭＰにパルスを発生さ
せないように不作動とされる（ワンショットマルチバイブレータ１５６により発
生されたパルスの下降端縁によりＰＷＭ制御回路１５４が作動可能とされたとき
）。
【００２７】 このように、ワンショットマルチバイブレータ１５６によりレーザ１１０に対
して発生されたパルスは、最初のパルスとして提供され、レーザ１１０は、この
最初のパルスを介してスキャナプロセッサ１０３に応答して作動されて、線ＬＯ
Ｎ／ＬＯＦＦを高レベルに駆動する。ワンショットマルチバイブレータ１５６に
より発生されるパルスの終了時に開始する、線ＰＷＭＰにおけるパルス幅変調信
号の発生がされる迄、このパルスは、レーザ１１０をポンピングして分布反転に
する。ワンショットマルチバイブレータ１５６からのパルスの下降端縁は、ＰＷ
Ｍ制御回路１５４が線ＰＷＭＰにてＰＷＭ波形の発生を開始することを可能にし
、このＰＷＭ波形は、その後、ＯＲゲート１５８及びＡＮＤゲート１６０（線Ｌ
ＯＮ／ＬＯＦＦが作用可能な状態に留まる）により線ＬＰにてレーザ１１０に送
られる。レーザ１１０は、既に、ワンショットマルチバイブレータ１５６からの
パルスにより分布反転にポンピングされているため、レーザ１１０は、ＰＷＭ制
御回路１５４の制御の下、所望のパワーにてレーザエネルギの放出を開始する。
【００２８】 本発明のこの第一の実施の形態に従い、小さい「グリッチ」すなわち不作動パ
ルスを線ＬＰにてレーザ１１０に提供し、ワンショットマルチバイブレータ１５
６により発生されたパルスが終了するときから線ＰＷＭＰにてＰＷＭ波形を開始
する迄にかかるグリッチが現れるようにする。しかしながら、この不作動パルス
は、従来の電子的構成要素のスイッチング時間及びレーザ１１０の応答時間を考
慮するとき、重要ではないと考えられる。
【００２９】 図３に図示した特定の実施の形態の代替例として、ＰＷＭ制御回路１５４は、
線ＬＯＮ／ＬＯＦＦにおけるゲート信号により（図３のレーザパワー制御回路１
５０の場合のように、ワンショットマルチバイブレータ１５６の出力の下降端縁
によるのではなく）励起すなわち作動させることができる。この代替的な方策は
、図３に関して上述したように反復可能ではない一方、この方策は、ＬＯＮ／Ｌ
ＯＦＦにおけるゲート信号がパルス幅変調波形と同期化されない装置に関して有
用である。
【００３０】 このため、本発明の第一の実施の形態によれば、「引き伸ばした」第一のパル
スがパルス幅変調波形の最初のパルスとしてレーザ１１０に供給される。その持
続時間がワンショットマルチバイブレータ１５６により画定されるこの引き伸ば
した第一のパルスは、レーザ１１０をその不作動状態から分布反転までポンピン
グし、最初のＰＷＭパルスがレーザ１１０からレーザエネルギ出力を発生するこ
とができるようにする。このようにして、不作動時間の間、望ましくないレーザ
出力を生じさせる虞れを伴わずに、レーザエネルギを正確に発生することが実現
される。
【００３１】 次に、図４を参照しつつ、本発明の第二の実施の形態によるレーザパワー制御
回路１５０´について説明する。本発明のこの第二の実施の形態は、ＰＷＭ周波
数及び負荷サイクルを動的に又はプログラム化可能に制御することを許容する仕
方にてパルス幅変調のレーザ制御を行う点で特に有益である。レーザパワー制御
回路１５０´の以下の説明は、別個の集積回路により具体化するのに適した形態
にて記載する。しかし、レーザパワー制御回路１５０´は、特別なプログラム化
可能な論理又はマイクロプロセッサ又はデジタル信号プロセス（ＤＳＰ）のよう
な高度の命令プログラム論理回路を介して実現することも可能であることを理解
すべきである。
【００３２】 図４に図示するように、レーザパワー制御回路１５０´は、スキャナプロセッ
サ１０３から線ＤＬＰにて所望のレーザパワー信号（例えば、４乃至２０ｍＡ）
の受け取るパワー入力回路１６４を含んでいる。また、例えば、ノブ、スライド
スイッチ又はキーボードの入力からのようなユーザ規定の入力を受け取るため、
手動の入力部１６３も設けられている。この選択した入力源（手動入力部１６３
又はパワー入力回路１６４）は、アナログ対デジタル変換器（ＡＤＣ）１６８の
入力部に取り付けられる線ＩＮを駆動する。ＡＤＣ１６８は、変換クロック１６
９により発生されるクロック信号に基づいて、レーザ１１０の所望のパワーレベ
ルに対応するｋビットのデジタル語を発生させ且つこのデジタル語をパルス幅記
憶装置１７０（電子的プログラム化可能な読取り専用記憶装置すなわちＥＰＲＯ
Ｍの形態とされる）に及びパルス時間記憶装置１７２（ＥＰＲＯＭとしての形態
ともされている）に付与する。傾斜選択回路１６２は、パルス幅及びパルス時間
ＥＰＲＯＭ１７０、１７２にも付与される信号を発生させ、この信号を介して、
ＰＷＭ負荷サイクル及び周波数の基礎を選択することができる。パルス幅ＥＰＲ
ＯＭ１７０及びパルス時間ＥＰＲＯＭ１７２の出力は、加算器１７６、１７８に
それぞれ付与される。
【００３３】 レーザパワー制御回路１５０´は、パルス幅カウンタ１８４及びパルス時間カ
ウンタ１８８に周期的信号を付与するカウンタクロック１７５を更に備えており
、該カウンタの各々は、カウンタクロック１７５の信号の各周期に対してデジタ
ルカウント語を進める。パルス幅比較器１８０は、パルス幅カウンタ１８４によ
り発生されたカウント値を加算器１７６により通信されたパルス幅ＥＰＲＯＭ１
７０からパルス幅値と比較し、パルス幅比較器１８２は、パルス時間カウンタ１
８８により発生されたカウント値を加算器１７８により通信されたパルス幅ＥＰ
ＲＯＭ１７２からパルス時間値と比較する。現在のパルス幅カウント値が加算器
１７６からのパルス幅値以下であることに応答して、パルス幅比較器１８０はそ
の出力部に作用可能な信号を発生し、この信号は、信号調節回路１９０を介して
、線ＬＰにてレーザ１１０への作用可能な信号を駆動する。パルス幅カウント値
が加算器１７６により設定された値に達すると、出力信号は不作動とされる。パ
ルス幅のカウント値が加算器１７８により設定された値に達すると、パルス幅カ
ウンタ１８４及びパルス時間カウンタ１８８の双方がリセットされ、次のＰＷＭ
サイクルに対する過程が再開される。
【００３４】 エラー信号は、エラー入力回路１７７により受け取られ且つ信号調節回路１９
０に送られる。該信号調節回路自体は、図４に図示するように、フィードバック
制御に使用される追加的なエラー信号を発生させる。
【００３５】 本発明のこの第二の実施の形態によれば、レーザパワー制御回路１５０´は、
第一のパルス引伸ばし回路１６６と、増倍管１７４とを更に備えている。第一の
パルス引伸ばし回路１６６は、時間の長さ（カウンタクロック１７５からのクロ
ック信号の時間）に対応するデジタル語を保持するレジスタ又はその他のデジタ
ル記憶装置に過ぎず、このカウンタクロックにより、最初のレーザパルスはさも
なければパルス幅変調過程にて決定されるであろう長さよりも長くされる。例え
ば、カウンタクロック１７５は、６６．６７ＭＨｚにて作動する場合、２０ＤＥ
ＯＳ ＬＣ−５０レーザ１１０に対して２０マイクロ秒パルスを発生させること
は、第一のパルス引伸ばし回路１６６に記憶させた５３５ｈのデジタル語によっ
て実施することができる。第一のパルス引伸ばし回路１６６の出力は、その反対
側の入力部にて「ゼロ」値を受け取る増倍管１７４の１つの入力に付与される。
増倍管１７４は、スキャナプロセッサ１０３からゲート信号ＬＯＮ／ＬＯＦＦを
その入力部にて受け取るゲート１６５により制御される。ゲート１６５は、線Ｇ
ＡＴＥにゲート信号を発生させ、このゲート信号は、増倍管１７４、パルス幅カ
ウンタ１８４及びパルス時間カウンタ１８８に付与されて、ＰＷＭ波形の最初の
パルスの存在を表示する。線ＧＡＴＥにおけるこの信号は、また信号調節回路１
９０にも付与される。また、増倍管１７４は、以下に詳細に説明するように、パ
ルス幅比較器１８０の出力によっても制御される。線ＦＳＴにおける増倍管１７
４の出力は、図４に図示するように加算器１７６、１７８の双方に付与される。
【００３６】 作動時、レーザパワーパラメータは、傾斜選択１６２から傾斜選択信号に応答
し且つ線ＩＮにおける入力パワー信号（手動入力１６３又はパワー入力１６４の
何れかから）の入力パワー信号に応答して、パルス幅ＥＰＲＯＭ１７０及びパル
ス時間ＥＰＲＯＭ１７２に発生され、ＡＤＣ１６８によりデジタル形態に変換さ
れる。ＡＤＣ１６８からのデジタル語は、パルス幅ＥＰＲＯＭ１７０及びパルス
時間ＥＰＲＯＭ１７２の各々に付与され、ＥＰＲＯＭ１７０、１７２からの出力
は、加算器１７６、１７８にそれぞれ付与される。このレーザパラメータの設定
は、ＰＷＭ波形が開始する前に行うことができる。
【００３７】 図１、図２の選択的レーザ焼結の例において、目標面１０５にて粉体の一部を
走査することを開始したとき、ゲート１６５は、作動状態にて信号ＬＯＮ／ＬＯ
ＦＦを受け取り、レーザ１１０を作動すべき作動可能な状態であること示す（不
作動にされた後）。一方、ゲート１６５は、増倍管１７４を制御すべく線ＧＡＴ
Ｅに信号を発生し、線ＦＳＴに従って加算器１７６、１７８に付与すべき第一の
パルス引伸ばし回路１６６の出力を選択する。線ＧＡＴＥにおけるこの信号はま
たパルス幅カウンタ１８４及びパルス時間カウンタ１８８にも送られて、これら
カウンタの各々をリセットする。カウンタクロック１７４は、パルス幅カウンタ
１８４及びパルス時間カウンタ１８８のカウント値を進めて、これらカウント値
は、パルス幅比較器１８０及びパルス時間比較器１８２にそれぞれ付与される。
信号ＬＯＮ／ＬＯＦＦが作用可能となり、増倍管１７４が第一のパルス引伸ばし
回路１６６の出力を加算器１７６、１７８に付与するこの第一のパルスの間、パ
ルス幅比較器１８０及びパルス時間比較器１８２がパルス幅カウンタ１８４のカ
ウント値及びパルス時間カウンタ１８８からのカウント値と比較される値は、パ
ルス幅ＥＰＲＯＭ１７０及びパルス時間ＥＰＲＯＭ１７２により決定された値よ
りも増大する。勿論、この増加程度は、線ＦＳＴにて第一のパルス引伸ばし回路
１６６及び増倍管１７４により提供される値により決定される。その結果、パル
ス幅比較器１８０により発生され且つ線ＬＰによりレーザ１１０に付与すべく信
号調節回路１９０に付与されるパルス持続時間は、第一のパルス引伸ばし回路１
６６により特定された程度だけ長くなる。またパルス時間は、加算器１７８の作
動を通じてこれと等しい程度だけ長くされる。
【００３８】 この長くしたすなわち「引き伸ばした」最初のレーザパルスは、レーザ１１０
に付与されて、レーザ媒質をポンピングして分布反転にし、この第一のパルス端
部付近にてレーザ出力が得られる。このように、第一のパルスが得られるレーザ
エネルギ量の正確さが向上し、特に、レーザが最初のパルスにても出力を開始し
ない従来の配置に優る程度に向上する。分布反転が一度び得られたならば、次に
、ＰＷＭ波形の後続のパルスが所望のレーザ出力を正確に発生させる。
【００３９】 パルス時間比較器１８２により決定された第一のパルス時間が完了したとき、
パルス幅カウンタ１８４及びパルス時間カウンタ１８８はリセットされ、そのそ
れぞれの計数は、カウンタクロック１７５からのクロックの各時間と共に再開す
る。しかし、パルス幅比較器１８０により第二の（従って後続の）パルスが発生
されると、増倍管１７４は、第一のパルス引伸ばし回路１６６からの値（第一の
パルスの場合のように）ではなくて、線ＦＳＴにて加算器１７６、１７８に付与
される「ゼロ」値を選択するように制御される。従って、ＥＰＲＯＭ１７０、１
７２からのそれぞれのパルス幅及びパルス時間の値は、ＰＷＭ波形の第二のパル
ス及び追加的なパルスに対してパルス幅比較器１８０及びパルス時間比較器１８
２により使用される。このように、パルスの「引き伸ばし」は、第一のパルスに
のみ付与され、後続のパルスには付与されない。その後、この作動は、線ＬＯＮ
／ＬＯＦＦにより示すように、レーザ１１０が停止される迄、続行し、スキャナ
プロセッサ１０３により不作動状態に駆動される。
【００４０】 このため、本発明のこの第二の実施の形態によれば、ＰＷＭ系統のパルスの最
初のパルスは、第一のパルス引伸ばし回路１６６により規定された持続時間だけ
「引き伸ばされる」。上述したように、この引き伸ばしの所望の持続時間は、プ
ログラム化可能に選択し且つ第一のパルス引伸ばし回路１６６内に記憶させる。
この第一のパルスの引き伸ばしは、それ以前にレーザを停止させた時間の長さに
関係なく、分布反転及び最初のＰＷＭパルスからのレーザの出力を確実にする。
このようにして、従来の「チクル」方策にて生ずるような不作動時間の間の望ま
しくないレーザ出力作用及びＱスイッチのコストを伴うことなく、全てのサイク
ルにてレーザエネルギの正確な発生が実現される。
【００４１】 このため、上記の実施の形態の各々において、比較的低コストにて改良された
レーザ精度が得られる。この改良された精度は、選択的レーザ焼結、立体リソグ
ラフィ、積層物品の製造のような迅速な原型製造用途を含む、特定の用途にて特
に重要である。かかる用途において、最初のレーザパルスからレーザエネルギを
確実に発生させることは、形成される製品の寸法及び形状を高度に忠実化し且つ
製品の全体を通じて構造的強度を一定にすることを可能にする。
【００４２】 その好ましい実施の形態に関して本発明を説明したが、勿論、当業者は、本明
細書及び図面を参照することにより、本発明の利点及び有益性が得られる改変例
及び代替例が明らかであると考えられる。かかる改変例及び代替例は特許請求の
範囲に記載した本発明の範囲に属するものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の好ましい実施の形態による選択的レーザ焼結装置の斜視図的な切欠い
た概略図である。
【図２】 本発明の好ましい実施の形態によるレーザ制御装置の斜視図的な切欠いた概略
図である。
【図３】 本発明の第一の実施の形態によるレーザパワー制御装置の機能ブロック図であ
る。
【図４】 本発明の第二の実施の形態によるレーザパワー制御装置の機能ブロック図であ
る。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１月１１日（２００１．１．１１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レーザパワー制御装置において、 所望のレーザパワー信号に応答してレーザパワーパラメータを発生させる回
    路と、 発生回路からのレーザパワーパラメータに応答してレーザに付与すべき一連
    のパルスを発生させるＰＷＭ回路と、 レーザを作動させるべきことを表示するゲート信号に応答してレーザに付与
    される選択された持続時間の第一のレーザパルスを発生させる最初のパルス回路
    とを備える、レーザパワー制御装置。
  2. 【請求項２】 請求項１のレーザパワー制御装置において、最初のパルス回
    路が、 ゲート信号に応答して第一のレーザパルスを発生させるワンショットマルチ
    バイブレータと、 ワンショットマルチバイブレータ及びＰＷＭ回路に接続された入力部と、そ
    の入力部の何れかにて発生されたパルスを提供する出力部とを有する分離性論理
    機能部分とを備える、レーザパワー制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項２のレーザパワー制御装置において、 分離性論理機能部分の出力部に接続された入力部と、ゲート信号を受け取る
    入力部とを有する接合的論理機能部分であって、ゲート信号が作用可能な時間の
    間、ワンショットマルチバイブレータ又はＰＷＭ回路の何れかからのパルスを提
    供する出力部を有する接合的論理機能部分を更に備える、レーザパワー制御装置
    。
  4. 【請求項４】 請求項２のレーザパワー制御装置において、ＰＷＭ回路が、
    ワンショットマルチバイブレータの出力部に接続された作動入力部を有する、レ
    ーザパワー制御装置。
  5. 【請求項５】 請求項４のレーザパワー制御装置において、ＰＷＭ回路が、
    ワンショットマルチバイブレータにより発生された第一のレーザパルスの終了に
    応答して作動可能とされる、レーザパワー制御装置。
  6. 【請求項６】 請求項１のレーザパワー制御装置において、最初のパルス回
    路が、 レーザの最初のパルスをレーザパラメータにより表示された値から長くする
    選択した持続時間に対応する１つの値を記憶する第一のパルス引伸ばし記憶装置
    を備え、 ＰＷＭ回路が、 各ＰＷＭパルスの持続時間を決定するパルス幅制限回路と、 第一のパルス引伸ばし記憶装置からの選択された持続時間を、ゲート信号に
    応答して、パルス幅制限回路により決定された持続時間に追加するパルス幅加算
    器とを備える、レーザパワー制御装置。
  7. 【請求項７】 請求項１のレーザパワー制御装置において、ＰＷＭ回路が、 カウンタクロックと、 レーザにより使用されるＰＷＭ波形を提供する信号出力回路とを更に備え、
    パルス幅制限回路が、 カウンタクロックにより発生されたクロック信号に応答可能なパルス幅カウ
    ント値を進めるパルス幅カウンタと、 入力部にて所望のレーザパワー信号を受け取り、該信号に応答可能なパルス
    幅値をパルス幅加算器に提供するパルス幅記憶装置と、 パルス幅加算器の値をパルス幅カウント値と比較し、パルス幅カウント値が
    パルス幅加算器の値以下であることに応答して、信号出力回路に対するパルス信
    号を発生させるパルス幅比較器とを更に備える、レーザパワー制御装置。
  8. 【請求項８】 請求項７のレーザパワー制御装置において、ＰＷＭ回路が、 カウンタクロックにより発生されたクロック信号に応答可能なパルス時間カ
    ウント値を進めるパルス時間カウンタと、 入力部にて所望のレーザパワー信号を受け取り、該信号に応答可能なパルス
    時間値を提供するパルス時間記憶装置と、 第一のパルス引伸ばし記憶装置からの選択された持続時間を、ゲート信号に
    応答して、パルス時間記憶装置により決定された持続時間に加算するパルス時間
    加算器と、 パルス時間加算器の値をパルス時間カウント値と比較し且つパルス時間カウ
    ント値がパルス時間加算器の値に達するのに応答して、パルス幅カウンタ及びパ
    ルス時間カウンタをリセットする、パルス時間比較器とを更に備える、レーザパ
    ワー制御装置。
  9. 【請求項９】 請求項８のレーザパワー制御装置において、最初のパルス回
    路が、 第一のパルス引伸ばし記憶装置に接続された第一の入力部と、ゼロに設定さ
    れた第二の入力部と、パルス幅加算器及びパルス時間加算器に接続された出力部
    とを有する増倍管であって、レーザを作動させるべきときを示すゲート信号に応
    答してその第一の入力を選択し得るようにゲート信号により制御され、第二のパ
    ルスを発生するパルス幅比較器に応答して、その第二の入力を選択し得るように
    パルス幅比較器により制御される増倍管を更に備える、レーザパワー制御装置。
  10. 【請求項１０】 迅速原型製造装置において、 可溶性物質用の容器であって、可溶性物質の目標面を画定する容器と、 目標面にて可溶性物質の溶融照射位置に適した波長のレーザエネルギを放出す
    るレーザと、 製造すべき製品の断面積に対応する目標面の選択した位置にレーザエネルギを
    向けるレーザ方向制御装置と、 レーザパワー制御装置とを備え、該レーザパワー制御装置が、 所望のレーザパワー信号に応答してレーザパワーパラメータを発生させる回
    路と、 発生回路からのレーザパワーパラメータに応答してレーザに付与すべき一連
    のパルスを発生させるＰＷＭ回路と、 レーザを作動させるべきことを表示するゲート信号に応答してレーザに付与
    される選択された持続時間の第一のレーザパルスを発生させる最初のパルス回路
    とを備える、迅速原型製造装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１０の迅速原型製造装置において、最初のパルス回
    路が、 ゲート信号に応答して第一のレーザパルスを発生させるワンショットマルチ
    バイブレータと、 ワンショットマルチバイブレータ及びＰＷＭ回路に接続された入力部と、レ
    ーザに接続された出力部とを有する分離性の論理機能部分とを備える、迅速原型
    製造装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１の迅速原型製造装置において、 分離性論理機能部分の出力部に接続された入力部と、ゲート信号を受け取る
    入力部と、レーザに接続された出力部とを有する接合的論理機能部分を更に備え
    る、迅速原型製造装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１１の迅速原型製造装置において、ＰＷＭ回路がワ
    ンショットマルチバイブレータの出力部に接続された作動入力部を有する、迅速
    原型製造装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１０の迅速原型製造装置において、最初のパルス回
    路が、 レーザパラメータにより表示された値からレーザの最初の長さを長くすべき
    選択した持続時間に対応する１つの値を記憶する第一のパルス引伸ばし記憶装置
    を備え、 ＰＷＭ回路が、 各ＰＷＭパルスの持続時間を決定するパルス幅制限回路と、 第一のパルス引伸ばし記憶装置からの選択された持続時間を、ゲート信号に
    応答して、パルス幅制限回路により決定された持続時間に加算するパルス幅加算
    器とを備える、迅速原型製造装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１４の迅速原型製造装置において、ＰＷＭ回路が、 カウンタクロックと、 レーザにより使用されるＰＷＭ波形を提供する信号出力回路とを更に備え、
    パルス幅制限回路が、 カウンタクロックにより発生されたクロック信号に応答可能なパルス幅カウ
    ント値を進めるパルス幅カウンタと、 入力部にて所望のレーザパワー信号を受け取り、該信号に応答可能なパルス
    幅値をパルス幅加算器に提供するパルス幅記憶装置と、 パルス幅加算器の値をパルス幅カウント値と比較し、パルス幅カウント値が
    パルス幅加算器の値以下であることに応答して、信号出力回路に対しパルス信号
    を発生させるパルス幅比較器とを更に備える、迅速原型製造装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１５の迅速原型製造装置において、ＰＷＭ回路が、 カウンタクロックにより発生されたクロック信号に応答可能なパルス時間カ
    ウント値を進めるパルス時間カウンタと、 入力部にて所望のレーザパワー信号を受け取り、該信号に応答可能なパルス
    時間値を提供するパルス時間記憶装置と、 第一のパルス引伸ばし記憶装置からの選択された持続時間を、ゲート信号に
    応答して、パルス時間記憶装置により決定された持続時間に加算するパルス時間
    加算器と、 パルス時間加算器の値をパルス時間カウント値と比較し且つパルス時間カウ
    ント値がパルス時間加算器の値に達するのに応答して、パルス幅カウンタ及びパ
    ルス時間カウンタをリセットする、パルス時間比較器とを更に備える、迅速原型
    製造装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１６の迅速原型製造装置において、最初のパルス回
    路が、 第一のパルス引伸ばし記憶装置に接続された第一の入力部と、ゼロに設定さ
    れ且つパルス幅加算器及びパルス時間加算器に接続された出力部とを有する増倍
    管であって、レーザを作動させるべきときを示すゲート信号に応答してその第一
    の入力を選択し得るようにゲート信号により制御され、第二のパルスを発生する
    パルス幅比較器に応答して、その第二の入力を選択し得るようにパルス幅比較器
    により制御される増倍管を更に備える、迅速原型製造装置。
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