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Digitale Fotosetzmaschine
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Die Erfindung betrifft eine digitale Fotosetzmaschine, bei der von
mindestens einem lichtemittierenden Element, Lichtpunkte auf ein lichttfindliches
Material projezierbar sind unter gleichzeitiger Ausführung einer Relativbewegung
zwischen den Elementen und dem Aufzeichnungsmaterial und gesteuerter Hell- Dunkelschaltung
der Elemente, das lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterlal punkt- und linienweise
belichtet wird.
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Bekannt sind elektronische Fotosetzmaschinen, bei denen die zu belichtenden
Zeichen cder Syikole, digital mittels einer KattlodenstrahlrBhre oder einer Laserlichtquelle
auf ein lichtempfindliches Material gezeichnet werden.
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Die einzelnen Schriftzeichen, Symbole werden entzEnler van in der
Fotosetzmaschine angeordneten Schriftzeichenträgern abgefragt oder können in digitaler
Form von einem magnetischen retentrager dem Speicher der Fotosetzmaschine zugeführt
werden.
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Die Belichtung erfolgt entweder mittels eines umfangreichen und aus
mehreren Bauteilen bestehenden optischen Systems zwischen der Kathodenstrahlröhre
und dem Aufzeichnungsmaterial, oder in dem das Material direkt, sozusagen im direkten
Kontakt über die mit einer Faseroptikfrontplatte ausgestattete Kathodenstrahlröhre
bewegt wird. Hierbei kann eine ganze Textzeile auf die Kathodenstrahlröhre gezeichnet
und auf das Material belichtet werden.
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Nachteilig an dieser Belichtungsart mittels Kathodenstrahlröhren ist,
daß sie kostspielige Ablenksysteee benötigen und insbesondere zusätzliche elektronische
Korrekturschaltungen benötigen, um die durch die Ablenkung des Schreibstrahles gegen
den Rand der Röhre hin auftretenden Verzerrungen auszugleichen. Außerdem ist diese
einzige Belichtungsquelle in Verbindung mit einer Frontplatte aus optischen Glasfasern
eine sehr teure Baugruppe, auch in Bezug auf ihre relativ kurze Lebensdauer.
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Andere digitale Fotosetzmaschinen sind derartig aufgebaut, daß entweder
eine einzige Kathodenstrahlröhre entlang einer zu bildenden Zeile bewegt wird, oder
die ein einzelnes Zeichen darstellende Kathodenstrahlrehre ist ortsfest angeordnet
und die Zeichen bzw. die Rasterlinien werden mittels eines verfahrbaren optischen
Systems auf das Aufzeichnungsmaterial gebracht. In beiden Fällen sind sehr komplizierte
und aufwendige Baugruppen nötig, die zusätzlich noch einen entsprechend großen Raumbedarf
in einer Fotosetzmaschine beanspruchen.
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Um die gewünschten hohen Belichtungsleistungen zu erreichen, sind
sehr hohe Steuerfrequenzen erforderlich.
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Damit ergeben sich Grenzen in der gewunschten und vor allen Dingen
erreichbaren Qualität der Wiedergabe für die typografisch anspruchsvolle Textgestaltung
und Wiedergabe.
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Aus der Reprografie sind sogenannte Scanner bekannt, die schwarz-weiss
oder farbige Vorlagen mittels feiner Lichtstrahlen abtasten, diese abgetasteten
Lichtdifferenzen in analoge oder digitale Werte umwandeln und speichern, und mittels
eines sehr feinen Schreibstrahles, z.B. eines Laserstrahles
als
Strich- Halbton- oder Rasteraufnahme auf ein lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial
geschrieben werden. Die Belichtungsseite dieser Maschinen wäre in der Lage, jede
ihr digital zugeführte Information belichten zu können, also auch Schriftzeichen,
Texte und andere Rasteraufnahmen.
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Da Scanner hauptsächlich für die Farbreproduktion, also für die Herstellung
von Farbauszügen konzipiert sind, sind sie als Fotosetzmaschine zu aufwendig, zu
langsam und Uberpropoertional teuer.
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In Foto setzmaschinen mit einer Laser-Lichtquelle steht zwar ein intensiver
Lichtstrahl zur Verfügung, so daß weniger empfindliches Material verwendet werden
kann, doch ergibt sich zur Erzeugung und Beherrschung des Laserstraiiles ein komplizierter
aufwendiger optischer Strahlengang, der insgesamt zu einer sehr kostspieligen und
aufwendigen Apparatur führt.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Fotosetzmaschine
mit digitaler Datenverarbeitung und Steuerung zu schaffen, welche sich durch relativ
einfachen Aufbau des Belichterteiles und durch kompakte Bauweise auszeichnet, ohne
die Setzleistung gegenüber bekannten digitalen Setzmaschinen einzuschränken. Insbesondere
gegenüber herkommlichen Fotosetzmaschinen, mit beispielsweise rotierenden Schriftzeichenträgern,
soll aber die Setzleistung wesentlich gesteigert werden können.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, durch die Verwendung
eines einfachen lichtpunktbildenden Elementes, bestehend aus einer Miniaturlichtquelle
z.B. einer lichtemittierenden Diode und einer einfachen Linse, so daß ein sehr feiner
Lichtpunkt auf das lichtempfindliche Material fokussiert werden kann. Zwischen diesem
Lichtpunkt und einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial findet nun in einer
ersten Koordinatenrichtung eine
Relativbewegung statt, die beispielsweise
die Länge eines gewünschten Textblockes haben kann, wobei über die elektronische
Steuerung die Lichtquelle nur in den Konturbereichen des zu belichtenden Textes
eingeschaltet wird, so daß damit punkt- und linienweise Zeichen, Symbole oder andere
grafische Darstellungen belichtet werden können. Nachdem die Seite einmal überfahren
wurde, wird der Lichtpunkt senkrecht zur Belichtungsrichtung um die Breite seines
Durchmessers versetzt und im Rückwärtsfahren die Txtseite erneut überstrichen, solange
bis die gesamte Satzarbeit belichtet wurde.
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Obengesagtes soll lediglich das Grundprinzip der Erfindung erläutern.
Es ist einleuchtend, daß durch zwackm§Bige Anordnung von einer Vielzahl von Elementen
nebeneinander zu einer Reihe, beispielsweise auf einem gemeinsamen Schlitten, die
Belichtungsleistung um den Faktor der Elementenzahl erhöht werden kann, da jedes
Element lediglich einen schmalen Streifen einer Textseite zu belichten hat.
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Durch Verwendung von Miniaturlichtguellen, beispielsweise von Laserdioden,
ergibt sich eine besonders kompakte, leichte und handliche Bauweise einer Fotosetzmaschine,
da hier keinerlei aufwendige optischen Abbildungssysteme benötigt werden. Das lichtempfindliche
Material befindet sich in sehr geringem Abstand zu den punktbildenden Linsen und
den Miniaturlichtquellen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, lassen
sich mehrere Reihen von Elementen matrixartig zusammenfassen und damit wiederum
die Belichtungsleistung einer solchermaBen ausgestatteteten Fotosatzmaschine erhöhen.
Vorteilhaft kann dabei auch die Anordnung sein, die Elemente nicht nur gradlinig
in Spalten und Reihen anzuordnen, sondern sie um die Lichtpunktstärke versetzt anzuordnen,
so daß bei einer einzigen Bewegung in eine Koordinatenrichtung gleich mehrere sich
anschließenden Linien erzeugt werden
können.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer solchen Vielfach-Belichtungsmatrix
können die einzelnen Linsen jedes Belichtungselementes zu einer gemeinsamen Linsenplatte
sehr einfach und preiswert gegossen oder gespritzt werden.
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Wird nun die eben beschriebene Belichtungsmatrix in einer Fotosetzmaschine
so verwendet, daß das lichtempfindliche Material planeben angeordnet ist, also aus
einer Vorratskassette heraus über die das Format bildende Ebene in eine Aufnahmekassette
transportierbar ist und die Belichtungsmatrix mittels eines XY-Antriebes über das
Material bewegt wird, so ergibt sich ein insgesamt sehr flacher und einfacher Aufbau
dieses Belichterteiles einer Fotosetzzaschine.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung und aus den Ansprüchen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausftilirungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 das Prinzip der Erfindung mit einem Belichtungselertent,
Fig. 2 die Anordnung von Belichtungselementen zu einer Reihe, Fig. 3 eine matrixartige
Anordnung der Belichtungselemente, Fig. 4 eine Vorrichtung zum Belichten eines planeben
angeordneten Filmformates, Fig 5 eine Vorrichtung nach der Erfindung mit einer rotierenden
Tratirel, Fig. 6 einen Ausschnitt der Belichterleiste nach Fig. 5 Aus Fig. 1 ist
im wesentlichen das Prinzip der Erfindung ersichtlich. Ein lichtemittierendes Element
10 besteht aus einer Miniaturlichtquelle 11 und
einem optischen
Glied 12. Beide Teile werden zueinander fixiert durch ein Halteurungsrohr 13. Die
Miniaturlichtquelle 11 kann eine Diode, beispielsweise eine Laserdiode mit ausreichender
Abgabe eines Lichtstromes sein. Die Abmessungen einer solchangMiniaturlichtqUelle
liegen im Bereich von 1-5 mm Durchmesser und gleicher Höhe. Der abgegebene Lichtstrahl
14 wird von der Linse 12 zu einem sehr feinen punktförmigen Strahl gebündelt und
auf ein lichtempfindliches Material 15 projeziert.
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Findet nun zwischen dem Element 10 und dem Material 15 in einer ersten
Koordinatenrichtung eine Relativbewegung statt, vorzugsweise kontinuierlich, so
werden im intermettierenden Betrieb der Lichtquelle mittels Hell- Dunkelschaltung
über eine Steuereinheit 16, Punkte und Linien 17 auf dem lichteep findlichen Material
erzeugt.
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Am Ende der ersten gradlinigen Bewegung, hier angenommen bei Punkt
18, erfolgt zwischen Element 10 und Material 15 eine weitere Relativbewegung in
eine zweite Koordinatenrichtung, so daß während der Rückwärtsbewegung, also entgegen
der ersten Relativbewegungsrichtung eine zweite Linie innerhalb der Konturbereiche
der Schriftzeichen Im Material 15 neben die erste Linie belichtet wird. Ob die Weglänge
in die zweite Koordinatenrichtung den DurchmEsser des erzeugten Lichtpunktes entspricht,
kleiner oder größer als dieser ist, wird weiter unten noch näher erläutert. Es sei
zunächst angencmmen, das die erzeugten Bildlinien ohne Abstand nebeneinander liegen.
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Die Mittel zur Erzeugung der Relativbewegungen sind hier nicht näher
dargestellt, doch sei angenommen, daß hier weitgehend bekannte, schnelle und XY-Antriebe
Abwendung finden.
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Wird obenbeschriebene Betriebsweise fortgesetzt, so sind damit Symbole,
grafische Darstellungen oder Schriftzeichen, wie dargestellt erzeugbar.
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Die QualitSt der belichteten Schriftzeichen ist abhängig von der Anzahl
der nebeneinander setzbaren Linien pro Maßeinheit, um eine mdglichst dem Original
angenäherte scharfe Kontur zu erhalten. Je feiner die erzeugbare Linie und der Punkt,
um so besser lassen sich die unterschiedlichsten Schrift -arten, insbesondere solche
mit vielen Schwüngen, Bögen oder haarfeinen Anstrichen setzen oder beispielsweise
die Strichwiedergabe einer grafischen Darstellung aufzeichnen. Der von dem Element
10 auf dem lichtempfindlichen Material 15 abgebildete Punkt sollte dementsprechend
im Bereich van 0,02mm Durchmesser liegen, um die obengenannten Bedingungen zu erfüllen.
Im Setzbetrieb werden dem Element 10 aus dem Speicher 16 digitale Daten in Form
von Hell- Dunkel- oder Ein-Aus-Signalen zugeführt. In den Speicher/Rechner 16 sind
von magnetischen Datenträgern Schriftguunddaten ladbar, die mit den ebenfalls ladbaren
Befehlsparametern und den internen Maschinenprogrammen mcdifiziert, beispielsweise
Schriftgrad oder Kursivstellung der Zeichen, die entsprechenden digitalen Bel ichtungs
Signale darstellen.
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In vorliegender Erfindung ist davon auszugehen, daß im wesentlichen
gleiche digitale Daten wie in bekannten Fotosetzrraschinen mit Kathodenstrahlröhren
oder mit Laserlichtquellen verarbeitet werden können. Mit der Anwendung neuerer
Verfahren zur Datenreduktion, bei der Erfassung und auch Wiedergabe von Syibolen/Schriftzeichen,
kann somit auch eine quantitative Reduzierung des benötigten Speichervolumens erfolgen.
Auch die Kostenminderung und Miniaturisierung der Rechner/Speichere5heiten hat zu
einer Leistungssteigerung der Funktionen bei Foto ætzmaschinen geführt.
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Fig. 2 zeigt nun die Erweiterung des Grundgedankens der Erfindung
dahingehend, daß mehrere lichtemittierende Elemente 10 zu einer Reihe angeordnet
sind. Jedes Element 10-1 bis 10-n , ist demnach in der Lage, ausgehend von
einem
Licht- bzw. Bildpunkt, Linien zu belichten und zwar an genayFliefinierten Orten
des lichtempfindlichen Materials 15, sobald eine Relativbewegung stattfindet. Die
Elemente sind in einer Reihe in einem gemeìnsamen Halter 20 angeordnet. Ihre Abstände
zueinander sind exakt festgelegt und sind entsprechend zur Bildung der Steuerdaten
als feste Rasterwerte der Maschine bekannt.
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Zur Bildung des Lichtpunktes ist hier zweckma'ßig eine Linsenplatte
21 mit der entsprechenden Anzahl von Linsen 12 mit der Halterung 20 verbunden. Da
hier keine besonderen Ansprüche an die Qualität einzelner Linsen 12 gestellt wird,
können diese einfach und preiswert zu einer gemeinsamen Linsenplatte gepresst oder
gegossen werden.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist eine Reihe nebeneinanderliegender
Elemente 10-1 bis 10-n in Zeilenrichtung eines zu belichtenden Textes angeordnet.
Die beiden in strichpunktierten Linien erkennbaren Buchstaben N und H repräsentieren
hierbei einen zu setzenden Text. Wird zwischen Halterung 20 und Material 15 eine
Relatiubewegung in Zeilensprungrichtung eingeleitet, so belichtet jedes Element
die auf seinem Gradlinienweg innerhalb einer Zeichen- oder Buchstabnkontur befindlichen
Bereiche untereinander zusetzender Zeilen bis zum Ende eines gewimschten Formates,
der identisch mit der Länge einer Seite sein kann. Im Beispiel nach Fig. 2 hat also
Element 10-1 am Kopf des Buchstabens N eine Linie 22 belichtet, während das Element
10-2 bereits wieder ausgeschaltet ist.
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Der Setzvorgang vollzieht sich wie in Fig. 1 beschrieben, nur das
hier die Verschiebung der Elementenreihe 20 zum Material 15 in der zweiten Koordinaten
richtung (Pfeil B) lediglich um den Abstandsbetrag der Elemente erfolgt. Es ist
einleuchtend, daß ß durch die vorstehende Anordnung die Belichtungsleistung gegenüber
den in Fig. 1 gezeigten Beispiel um die Anzahl der Elemente erhöht wird.
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Wird beispielsweise für einen zu belichtenden Textblock von 180 mm
Zeilenlänge und 250 mm Höhe ein Abstand der Elemente von 5 mm vorgesehen, so sind
50 Elemente nebeneinander angeordnet. Bei einer erwünschten Rasterung von 50 Linien
pro mm ergeben sich 250 Bewegungen in den Belichtungsrichtungen.
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Die Belichtungsleistung einer Fotosetzzaschine nach der Erfindung
kann nun noch weiter erhöht werden, in dem die lichtemittierenden Elemente 10 nach
Fig. 3 matrixartig angeordnet werden. Ifn gezeigten Beispiel ist ein Abschnitt einer
Belichtungsmatrix 30 dargestellt, in dem die lichtemittierenden Elemente 10 in einer
Anfangsstellung über den Kreuzungspunkten der Matrixlinien 31-37 angeordnet sind.
Die Belichtungsrichtung des beispielsweise dargestellten Buchstabens N, erfolgt
in Richtung der Matrirlinien 31,36. Die unterschiedlicheXchraffuren von Teilbereichen
des Buchstabens N sollen verdeutlichen, daß das Element 39 nur innerhalb der ihm
zugeordneten Rasterfläche 50 das Element 40 nur in der ihm zugeordneten Rasterfläche
51 belichten. Gesetzt, d.h. belichtet wird damit der Buchstabe N hier im Beispiel
von 9 Elementen, was ansonsten von den gewählten Schriftgrad und der Lage der Zeichen
auf dem Material 15 abhängt.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, sind nun Fotosetzmaschinen
bzw. Belichter herstellbar, so daß aufgrund der sehr kleinen Abmessungen der lichtemittierenden
Elemente 10 außerordentlich kampakte, kleine Geräte kontruierbar sind. Eine Erhöhung
der Anzahl der lichtemittierenden Elemente hat fast keine änderungen in den Abmessungen
einer solchen digitalen Fotosetzmaschine zur Folge gegenüber einer zweiten oder
dritten Kathodenstrahlröhre oder Laserl ichtquel le bei herkatna ichen Fotosetzmaschinen.
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In Fig. 4,5 und 6 sind nunmehr einige Ausführungsbeispiele für Fotosetzmaschinen
nach der Erfindung dargestellt.
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In Fig. 4 und Fig. 5 ist ein sogenannter Flächenbelichter dargestellt,
bei dem aus einem Vorratsbehälter 60 das lichtempfindliche Material 15 zu einer
Aufnahmekassette 61 transportiert werden kann. Der Belichtungsbereich für eine Testseite
ist durch die Linien 62 markiert, wobei andere Fo=natgrößen in Richtung der Aufnaassette
61 oder durch andere Materialbreiten m3glich sind. Die lichtemittierenden Elemente
10 sind in einem waagerechten Schwingstab 63 untergebracht, welcher beweglich zwischen
Frungen 64,65,66, 67 gelagert ist und von einem Antrieb 68 senkrecht zur Transportrichtung
des Materials 15 bewegt werden kann.
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Der Schwingstab 63 wird mittels eines Schlittens 69, bestehend aus
einem linken Teil 70, einem rechten Teil 71 und einer Brücke 72, vorzugsweise kontinuierlich
längs der Führungen 73 transportiert. Die Antriebsmittel für diese Bewegungsrichtung
sind nicht näher dargestellt, doch können hier handelsübliche Servo- oder Schrittmotore
Verwendung finden.
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Im Setzbetrieb wird der Schwingstab 63 van Antrieb 68, der ein magnetischer
Schwingfederantrieb mit variablen Hub sein kann, in eine schnelle Wechselbewegung
gebracht, wobei der Hub in eine Richtung maximal dem Abstand der lichtemittierenden
Elemente 10 entspricht. Theoretisch ist damit eine durchgehende Linie, parallel
zu den Linien 62 setzbar, so daß jeder Ort im Format belichtbar wird. Nach Obebeschriebenem
werden also Buchstaben, Symbole usw. belichtet, wobei die Zeilen eines Textes parallel
zu den Kanten des Materials 15 liegen.
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In einer vorteilhaften Erweiterung dieser Vorrichtung nach Fig. 4
kann auf eine weitere Betriebsart umgeschaltet werden. Entsprechend der unterschiedlichten
Satzaufträge
mit verschiedenen Formaten oder bei der Strichwiedergabe grafischer Darstellungen
ist es vorteilhaft, auf eine Belichtung entsprechend der Fig. 2 umzuschalten. Dann
ist die Setzrichtung d.h. die Richtung, in der die Linien gebildet werden, senkrecht
zu den Linien 62, also in Transportrichtung des Materials 15. Der gesamte Schlitten
70, 71, 72 wird entlang der Führung 73 bewegt, beim Umkehrpunkt wird der Schwingstab
63 mittels Antrieb um eine Breite des Lichtpunktdurcbrtessers versetzt und der Schlitten
fährt in die dargestellte Ausgangsposition zurück, worauf wieder der seitliche Versatz
erfolgt. Die maximale Verschiebung des Schwingstabes 63 in Richtung der Linien 62
ist gleich dem Abstand zwischen zwei Elementen 10.
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In Fig. 5 ist eine weitere Vorrichtung mit den erfindungsgegäßen lichtemittierenden
Elementen ausgestattet. Das lichtempfindliche Material 15 ist auf eine Trommel 80
gespannt, welche van einem Motor 81 in eine kontinuierliche Rotation versetzt wird.
Eine Lichtleiste 82 ist dicht am Umfang der Trommel angeordnet und trägt mehrere
Reihen lichtemittierender Elemente. Im Satzbetrieb liegt somit die Zeilenrichtung
des Textes in Achsrichtung der Trommel 80 und die Linienbildung erfolgt in Drehrichtung
der Trommel. Die Lichtleiste 82 wird nach jeder Umdrehung der Trannel in eine der
Pfeilrichtungen "A" verschoben. Die Steuerung erfolgt über eine elektronische Zentraleinheit,
die auch die digitalen Ein- Ausbefehle für jedes Lichtelement 10 abgibt.
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Die Lichtleiste 82 kann nicht nur mit einer Reihe von lichtemittierenden
Elementen 10 ausgestattet sein, sondern kann, wie in Fig. 6 gezeigt mehrere Reihen
von Elementen aufweisen. Dabei ist es vorteilhaft, die Elemente 10 bereits als Grundeinstellung
um die Breite des Lichtpunktes versetzt anzuordnen, wobei sich dieser Betrag "B"
nach der Anzahl der Elementreihen richtet.
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Die seitliche Verschiebung der Lichtleiste 82 nach jeder Umdrehung
der Tranmel kann demnach ein Vielfaches des Lichtpunktdurchmessers sein.
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