ES2598004B1 - Máquina compacta híbrida digital-analógica de revelado - Google Patents

Abstract

Máquina compacta híbrida de revelado, que expone un sustrato (1) fotosensible mediante una pantalla (2, 3) LED o LCD, que el sustrato (1) se dispone en contacto directo con la capa generadora de la imagen (capa generadora del color + capa canalizadora) de la pantalla (2, 3). Para ello cuando la pantalla es de tecnología LCD, los filtros (21) de la capa generadora del color se disponen más próximos al sustrato (1) que la capa de cristal líquido (22). En ambos tipos de pantalla (2, 3), dentro de la capa generadora de la imagen se instala una capa canalizadora, por ejemplo, una matriz negra (4) de elementos opacos.#De usarse una pantalla LCD (2), ésta podrá poseer un filtro uniformador (24) o un filtro traslúcido negro (25) antes de la capa difusora de la luz.

Description

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DESCRIPCION

Maquina compacta hibrida digital-analogica de revelado SECTOR DE LA TECNICA

La presente invencion se refiere a una maquina compacta hibrida digital-analogica de revelado, que a partir de una imagen en formato digital excita un sustrato fotosensible para su procesado posterior en revelado o flexografia.

ESTADO DE LA TECNICA

Uno de los principales inconvenientes de la impresion de fotografias digitales es el elevado coste de la tinta de las impresoras inkjet (chorro de tinta) actuales, que supone varias veces el coste de los Kquidos de revelado analogico. Y mas aun, a mayor calidad, con el sistema inkjet mayor es la cantidad de tinta utilizada y por lo tanto mayor coste.

Asi mismo la capacidad de reproducir con fidelidad la gama de colores es mas reducida ya que la tecnologia inkjet deposita pequenos puntos de varios colores que generan una gama de colores bastante mas limitada que la analogica, en donde las capas de cyan, amarillo y magenta se superponen en infinidad de tonos que reproducen una gama altisima de colores.

Aunque la resolucion de las maquinas inkjet en las impresoras de alta calidad supera los 500 puntos por centimetro, sigue siendo muy inferior al resultado de obtencion de imagenes por revelado quimico o analogico, que podemos decir que es infinita, ya que una misma superficie es totalmente ocupada por el color y no por puntos discretos.

Otro inconveniente del sistema inkjet para fotografias corresponde a la duracion de la misma, que en terminos de calidad va decolorandose a mayor velocidad que las fotografias de revelado quimico. Ni que decir tiene que las tintas en base agua de la mayoria de las impresoras inkjet de casa son unicamente apropiadas para interiores y deben protegerse con films protectores en caso de exposicion exterior.

Se conoce de US5739896 una maquina que excita mediante un LED un sustrato fotosensible para su revelado posterior. Este sistema, caro, lento y complejo, obliga a

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separar el sustrato, mantenido por succion contra un soporte, del emisor LED que se desplaza por la superficie del sustrato. Por esta distancia, la luz emitida por el LED se abre y no incide exactamente en el punto, lo que produce una perdida de nitidez, quedando borrosa la imagen (por lo que necesita de un enfocador espedfico).

Tambien se conoce de US4605972 un sistema que produce la exposicion de un sustrato fotosensible mediante una fuente de luz, con filtros de color intercambiables, y una pantalla LCD que selecciona las partes excitadas por cada color. Este sistema es igualmente lento, y la separacion entre el punto donde se genera el color y el sustrato igualmente produce falta de nitidez.

El solicitante no conoce ninguna solucion que produzca la exposicion rapida de un sustrato a partir de una imagen digital manteniendo una alta calidad, y sin separacion alguna entre el sustrato fotosensible y la capa generadora de la imagen de la pantalla emisora de luz, con alta densidad de pixeles que permita la nitidez esperada.

BREVE EXPLICACION DE LA INVENCION

La invencion consiste en una maquina compacta hibrida de revelado segun las reivindicaciones que, en sus diferentes realizaciones resuelve ventajosamente los problemas de la tecnica.

La invencion une las ventajas de la imagen revelada qdmicamente y la tecnologia digital, transformando lo que antes era un negativo de celuloide analogico en una pantalla digital que en contacto con el sustrato fotosensible expone la imagen mostrada en la pantalla y posteriormente el sustrato es tratado con qdmicos para su revelado. El tratamiento dependera del tipo de procedimiento en el que se aplique.

Las ventajas de esta maquina son evidentes:

- La resolucion o llenado de color por unidad de superficie es considerablemente mayor que los procesos de inkjet.

- Versatilidad en el tratamiento de cualquier imagen digital, la cual puede ser modificada por via digital. El utilizar imagen digital permite ajustar el color de salida de la imagen positivada, ya que se pueden cambiar a voluntad el color del pixeles para obtener el color deseado, en definitiva, se puede cambiar el "negativo” de nuestra foto, lo que era imposible antes de la tecnologia digital,

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- Coste de los insumos.

- Mejora del ratio de produccion respecto al sistema inkjet en m2/h.

- Versatilidad en el tipo de sustrato, pudiendo usarse un sustrato plano o curvo.

- En varias realizaciones la facilidad para trabajar con grandes tamanos.

- Vida util de la fotografia producida, que sera de unos 100 anos.

Por consiguiente la maquina se compone de dos secciones principales, una primera en donde se realiza la exposicion de la imagen por contacto directo de la pantalla LCD o LED (OLED, AMOLED o cualquier sistema de espesor similar) con un sustrato fotosensible, y una segunda parte de revelado o tratamiento que dependera del procedimiento en el que se aplique: revelado en una sola etapa, esto es instantaneo, o en 3 etapas diferentes, flexografia , etc. La pantalla mostrara la imagen en positivo o negativo segun el tipo de sustrato y procedimiento.

La maquina compacta hibrida de revelado de la invencion sera del tipo que expone un sustrato fotosensible mediante una pantalla LED o LCD, teniendo la particularidad de que el sustrato se dispone en contacto directo con la capa generadora de la imagen de la pantalla. Esta capa generadora de la imagen la definimos como la capa a partir de la cual la luz al atravesarla sale coloreada en RGB y con la intensidad de luz que necesita el sustrato para excitarse, ademas de canalizada correspondientemente.

Es importante destacar que el filtro RGB debe tener una densidad de pigmento tal que al atravesar la luz el espectro resultante sea lo mas parecido a cada color R, G, B, evitando asi "picos” del espectro en colores no deseados.

Es decir, la invencion no presenta medios opticos concentradores del haz de luz entre la pantalla y el sustrato, y coloca la capa generadora de la imagen lo mas proxima posible al sustrato (en posicion de trabajo y exposicion del mismo), con el fin de que no exista difusion de luz lateral, y por lo tanto eliminar la borrosidad en el sustrato revelado.

Para ello, cuando es de tecnologia LCD se situa la capa generadora del color entre la capa de cristal liquido y el sustrato, ya sea antes o despues de la capa polarizadora. Esta cercania al sustrato se mejora anadiendo elementos canalizadores de los pixeles, generalmente bajo la forma de matriz negra.

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Estos elementos canalizadores lograran que las capas del sustrato se exciten de forma homogenea, marcando claramente los bordes del p^xel.

Se recomienda no poner, en el caso de pantallas LCD, el filtro polarizado entre esta capa de generacion de imagen y el sustrato, ya que podria “eliminar” el efecto de canalizacion de la luz.

En este tipo de pantallas, LCD, podra ser ventajoso disponer un filtro translucido negro o un filtro uniformador previos a la etapa difusora de luz (estandar en este tipo de pantallas) el primero para evitar un exceso de intensidad de luz en su exposicion y el segundo para homogeneizar el espectro de luz de origen.

En el caso de no disponer de un filtro uniformador eficaz que diera como resultado un espectro puro R, G, B, seria conveniente anadir otro tipo de filtrado que ajustara el espectro resultante para evitar aberraciones de color en el sustrato fotosensible, como el filtro rojo, magenta, amarillo o cian, utilizados en fotografia tradicional para el ajuste de color.

En el caso de pantallas LCD, el filtro polarizador que regula la intensidad de luz que llega al sustrato fotosensible, puede estar antes o despues del filtro RGB, aunque en este ultimo el resultado no fuera el optimo, ya que aumentamos unas micras la distancia del filtro RGB al sustrato y por consiguiente, la luz podria no canalizarse correctamente y la imagen resultante perder nitidez”

Cuando la pantalla sea de tecnologia LED (OLED, AMOLED), los diodos se situaran de partida cerca del sustrato (en la posicion de trabajo y exposicion) por ser considerablemente mas fina que la correspondiente de tecnologia LCD. Ademas no se necesitan filtros que atenuen la intensidad de luz porque esta es atenuable directamente mediante el controlador de pantalla LED.

La tecnologia LED aporta una ventaja respecto a la LCD, y es que el color negro de los pixeles (que corresponderia a un blanco puro en positivo) es totalmente negro porque los leds RGB de cada pixeles negro permanecen apagados, y no se produce ninguna exposicion en el sustrato fotosensible.

Esta pantalla LED podra ser flexible e incorporarse en un rodillo giratorio.

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Para grandes sustratos o para reducir el tamano y precio de las pantallas, se podra exponer el sustrato mediante varias pantallas con un ancho util total que cubra la anchura total del sustrato, o al menos la parte que se desea exponer. Cada pantalla expondra una parte diferente del sustrato. Esta solucion es compatible con la aplicacion en rodillos.

En el caso de aplicacion de las pantallas LED en dos o mas rodillos, estas podran ocupar solo una fraccion de su superficie exterior, de forma que entre todas las pantallas expongan toda la superficie del sustrato que se desea activar.

Como ejemplo de capa canalizadora de la imagen se podra situar una matriz negra de elementos opacos que rodea cada pixel, o cada elemento generador de color (diodo o filtro), dispuesta en la capa generadora de color, en una capa mas proxima al sustrato, o en ambas. Si la matriz negra tiene el tamano adecuado, ademas ayudara a hacer los colores extremos mas puros (ya sea blanco o negro segun la imagen se muestre en positivo o negativo) por no llegar luz de los pixeles vecinos. Cuando la matriz negra se disponga tanto en los bordes del pixel como entre los elementos generadores de color, sera preferentemente de mayor longitud en los bordes del pixel.

La maquina se podra complementar con un equipo de revelado, o usar un sustrato autorevelable (como el usado por las camaras Polaroid) que comprenden compartimentos estancos frangibles con los liquidos de revelado. En este segundo caso sera ventajoso aprovechar su pequeno tamano para incorporar una camara fotografica y convertir la maquina en una version moderna y mejorada de las camaras citadas.

La maquina tambien podra ser utilizada en una aplicacion de flexografia, para lo cual el sustrato sera transportado a una estacion adecuada y realizara los pasos de un proceso flexografico, que no necesitan ser descritos por ser conocidos en la tecnica.

La capa ultima y mas externa, en ambos tipos de pantallas, es una capa protectora que es la que estara en contacto fisico con el sustrato fotosensible. Segun el riesgo de roces con el sustrato sera posible retirarla, dado que la pantalla no es accesible desde el exterior.

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DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Para una mejor comprension de la invention, se incluyen las siguientes figuras.

Figura 1: esquema de una maquina compacta hforida de revelado segun un ejemplo de realization.

Figuras 2A, 2B y 2C: secciones esquematicas de pantallas LCD segun sendos ejemplos de realizacion.

Figura 3: section esquematica de una pantalla LED segun un ejemplo de realizacion.

Figura 4: vista esquematica de un sustrato de gran dimension y su exposition por varias pantallas en paralelo, segun una forma de realizacion.

Figura 5: seccion esquematica de un rodillo en funciones de pantalla LED.

Figura 6: vista esquematica de varios rodillos en serie para exponer consecutivamente partes del sustrato.

Figura 7: vista lateral esquematica de dos rodillos exponiendo partes diferentes de una misma figura en el sustrato, segun un ejemplo de realizacion.

Figuras 8A y 8B: dos ejemplos de realizacion de la maquina en su forma completa.

MODOS DE REALIZACION DE LA INVENCION

A continuation se pasa a describir de manera breve un modo de realizacion de la invencion, como ejemplo ilustrativo y no limitativo de esta.

La maquina de la invencion se compone de una seccion de exposicion de un sustrato fotosensible, el cual posteriormente es tratado, dentro o fuera de la maquina, segun el procedimiento que se este aplicando.

La parte ventajosa de la invencion es la obligation de contacto directo entre el sustrato (1) y la pantalla (2,3) digital de exposicion, mas en concreto, de la capa generadora de

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la imagen de la pantalla (2,3), es dedr, la parte de la pantalla (2,3) que realiza la generacion del color (capa generadora del color) para el correspondiente p^xel y sus elementos de canalizacion. Esta parte es la que confiere al conjunto el calificativo de compacta.

En el caso de una pantalla LCD (2), esto implica que la capa generadora del color que corresponde a los filtros (21) de color RGB de cada pixel, se encuentran situados "aguas abajo” de la capa de cristal liquido (22), es decir mas proximos al sustrato (1) que esta, incluyendo las capas entre las que se genera la carga electrica (22’), generalmente del material llamado ITO (Indium Tin Oxide).

En el caso de una pantalla LED (3), la posicion es menos relevante dado que el espesor de las pantallas LED (3) con tecnologia OLED o AMOLED es considerablemente reducido.

Como parte de la exigencia de contacto directo la maquina no podra tener un elemento optico como lente o similar que no forme parte de la pantalla (2,3). Un ejemplo de estos elementos innecesarios seria la lente que se describe en la columna 3, lmea 67, a columna 4, lmea 8, del documento precitado US5739896.

En el caso de pantallas LCD (2), los filtros (21) de color RGB de cada pixeles podran estar antes o despues de la correspondiente capa polarizadora (23) tras la capa de cristal liquido (22). No sera necesario aplicar una capa protectora (26), o se podra realizar de poco espesor, en la parte mas exterior, pues si se prepara la maquina con un cierto movimiento de vaiven entre el sustrato (1) y la pantalla (2,3) (figura 1), no habra rozamiento sino solo contacto perpendicular cuando se vaya a exponer el sustrato (1).

Se recomienda situar la capa generadora de color tras la capa polarizadora (23) exterior. De esta forma primero la luz modificara su intensidad en cada punto (efecto del filtro polarizado exterior) y luego sera "coloreada” (efecto del filtro de color) y no al reves, y tendremos la imagen formada en la capa mas exterior de la pantalla y estara en contacto con el sustrato (1). En definitiva, a efectos de montaje, los filtros (21) de color RGB de cada pixeles se fijaran sobre el cristal mas exterior de la pantalla. Se podran fijar sobre la capa polarizadora (23) o intercambiar la capa polarizadora (23) actual exterior por los filtros (21) interiores y asi ambos estaran adheridos al cristal (figura 2C).

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La exposition del sustrato (1) es controlada de forma automatica por la aplicacion que gestiona la pantalla (2,3) en intensidad de luz y tiempo, por lo que al finalizar este, la imagen de la pantalla (2,3) desaparece y como resultado deja expuesta la imagen a revelar.

A partir de esta solution, que mejora la nitidez de la imagen volcada en el sustrato (1), se puede realizar una serie de modificaciones segun el tipo de procedimiento a realizar.

La forma preferida de elementos de canalization es una matriz negra (4) formada por lmeas de material opaco entre los filtros (21) o diodos (31) o "aguas abajo” de los mismos, pero sin llegar a contactar con el sustrato (1). Esta matriz negra (4) asegurara la nitidez de la imagen formando la capa canalizadora. Ademas, permitira "alejar” la capa generadora del color del sustrato.

La siguiente modification corresponde a utilizar varias pantallas (2,3) en serie, como se aprecia en las figura 4 y 6, de forma que se podra realizar la exposicion de sustratos (1) de gran tamano sin requerir pantallas (2,3) de las mismas dimensiones.

La existencia de variantes de pantallas LED (3) flexibles permite realizar la exposicion del sustrato (1) en una pantalla LED (3) con forma de rodillo (5) (figura 5). En este tipo de configuration, el sustrato (1) "abraza” el rodillo (5), y conforme va girando y entrando sustrato (1) nuevo la pantalla LED (3) va anadiendo lmeas de imagen digitalmente, acompanando al sustrato (1) en contacto con la pantalla LED (3) el tiempo suficiente para exponerse, a partir del cual las lmeas de la imagen digital se apagan y el sustrato (1) va separandose del rodillo (5) para entrar en otra section. La utilization de rodillos (5) sera de especial utilidad en procesos en continuo donde no se requiere sistemas de avance-paros de maquina.

Aplicar pantallas LED (3) en forma de rodillo (5) es compatible con disponer las pantallas LED (3) en serie, como se aprecia en la figura 6 (en la que el sustrato (1) se ha representado transparente para facilitar la vision de los rodillos (5)). Mas aun, los rodillos (5) pueden no poseer LEDs en toda su superficie sino solo en parte (figura 7), de forma que el sustrato (1) es expuesto de forma discontinua en un rodillo (5) antes de pasar al siguiente que realiza la exposicion de la parte restante. Esta ultima variante requiere por lo tanto una gran precision en el giro coordinado de los rodillos (5) o calibrar adecuadamente los puntos de inicio y fin de exposicion de las lmeas de pixels.

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Existen varias formas de realizar las pantallas LED (3), de forma que cada pixel se producira por una serie de LEDs adyacentes (uno de cada color, o de un color fijo con el correspondiente juego de filtros para modificarlo) o por LEDs superpuestos (“stacked OLED”). Esta ultima tecnologia sera la preferida por dar mayor resolucion. Cuando los LEDs sean de un color fijo (generalmente blanco) y se dispongan unos filtros posteriormente, estos podran estar dispuestos “aguas abajo” del correspondiente anodo, aproximandolos al sustrato (1).

En el caso de pantallas LCD (2), se recomienda controlar el espectro de luz de la iluminacion posterior o lateral, para asegurar que sea razonablemente uniforme. Por ejemplo, cuando la fuente de luz es fluorescente o led blanca, el espectro rojo es muy reducido. Por ello puede ser recomendable incorporar antes de los filtros (21) un filtro uniformador (24) del espectro. En particular podra ser uno o mas de los siguientes:

- Tricolor: un film con los tres colores RGB, repartidos en areas diferentes del pixel. Las superficies relativas dependeran de la intensidad de luz que deba trasmitir: mas area cuanto mas porcentaje de la intensidad original deba pasar.

- Rojo, por ser el color menos presente en la luz fluorescente o LED blanca.

- Magenta o amarillo: para compensar la sensibilidad de ciertos sustratos (1).

El filtro uniformador (24) del espectro sera prescindible cuando la fuente de luz o el sustrato (1) sean adecuados, o cuando los filtros (21) sean lo suficientemente densos en pigmentos. Cuando este presente se situara antes de la etapa difusora de luz, de forma que tengamos de origen una luz con una mezcla RGB de igual intensidad.

Igualmente, para reducir la intensidad de luz que llega al sustrato (1) se podra incorporar un filtro traslucido negro (25). Asi se conseguira evitar el exceso de exposicion, y a la vez lograra unos negros mas puros en la imagen final (o blancos segun si la imagen se muestre en positivo o negativo).

Tanto el filtro uniformador (24) como el filtro traslucido negro (25), o cualquier otro filtro que se disponga, ocuparan preferentemente toda la superficie de la pantalla LCD (2) para evitar escapes de luz reflejada sin filtrar.

En cualquier caso, una vez ajustada la pantalla LCD (2) con los filtros adecuados, como cada tipo de sustrato (1) tratado para ser fotosensible puede tener unas tendencias a

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uno u otro color, cualquier software de fotografia digital puede modificar los tonos de la fotografia digital y actuar como "filtro digital”, incluso solo en las zonas de la fotografia que se requiera.

Si la pantalla LCD (2) esta retroiluminada por LEDs blancos, estos pueden ser sustituidos por una matriz de LEDs RGB, y se eliminara el filtro uniformador (24) trasero que equilibra el espectro de la luz.

La invencion es aplicable en varias estructuras diferentes, con o sin equipos de revelado formando parte Integra de la misma. En la realization estandar, la maquina se completara con un equipo de revelado, donde se aplicaran los liquidos de revelado con almohadillas, esprais o por inmersion. Estos corresponderan al tipo de revelado deseado, blanco y negro o color.

El sustrato (1) fotosensible es conducido por cilindros u otro sistema transportador desde su almacenamiento (11) a un espacio en el cual la parte sensible del sustrato (1) entra en contacto directo con la pantalla (2,3) digital, la cual reproducira el negativo o positivo de la foto a exponer, por lo tanto la relation de tamano negativo-positivo o positivo-positivo es 1:1. De alla se continua el transporte hasta el equipo de revelado (12).

Una option es presentar un conector USB (13), del estandar vigente en su momento o con un cable conversor, para su conexion con un Smartphone (14) y el correspondiente programa informatico portado por este, "app” en el lenguaje actual (figura 8A). El sistema de revelado seria cualquiera apropiado.

Una solution mas compleja (figura 8B) comprendera sustratos (1) autorevelables que contienen los liquidos que revelan la imagen en compartimentos estancos frangibles contenidos en las capas del propio sustrato (1). Solo cuando el sustrato (1) es dirigido a unos rodillos de presion (15) que rompen los compartimentos, los liquidos se extienden y mezclan produciendo el efecto de revelado. Esta variante se podra complementar con su propia camara fotografica (16), digital. De esta forma la maquina realizara y revelara fotografias instantaneas como las tradicionales camaras Polaroid, ya no comercializadas, que usaban este tipo de sustrato (1).

Claims (1)

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   REIVINDICACIONES

   1- Maquina compacta hforida digital-analogica de revelado, que expone un sustrato (1) fotosensible mediante una pantalla (2,3) LED, del tipo OLED o AMOLED, o LCD, caracterizada por que el sustrato se dispone en contacto directo con la capa generadora de la imagen de la pantalla (2,3), que incluye una capa generadora de color y una capa canalizadora de la luz formada por una matriz negra (4) de elementos opacos que rodea cada pixel o cada elemento generador de color, dispuesta en la capa generadora de color o mas proxima al sustrato (1) que esta.

   2- Maquina, segun la reivindicacion anterior, cuya pantalla es de tecnologia LCD, y los elementos generadores del color son filtros (21) que se disponen mas proximos al sustrato (1) que la capa de cristal liquido (22).

   3- Maquina, segun la reivindicacion anterior, cuyos filtros (21) se disponen entre la capa polarizadora (23) y la capa de cristal liquido (22).

   4- Maquina, segun la reivindicacion 2, cuyos filtros (21) se disponen entre la capa polarizadora (23) y el sustrato (1).

   5- Maquina, segun cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, que posee un filtro traslucido negro (25) previo a la capa de cristal liquido (22).

   6- Maquina, segun cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, que posee un filtro uniformador (24) del espectro antes de la etapa difusora de luz.

   7- Maquina, segun la reivindicacion anterior, cuyo filtro uniformador (24) esta seleccionado entre:

   - Un film tricolor, con los colores RGB, repartidos en areas diferentes del pixel y cuyas superficies relativas son proporcionales al porcentaje de la intensidad original deba pasar de cada color;

   - Un film rojo, magenta o amarillo.

   8- Maquina, segun la reivindicacion 1, que utiliza al menos una pantalla LED (3) que forma parte de un rodillo (5) giratorio.

   9- Maquina, segun la reivindicacion 8, con al menos dos pantallas LED (3) en sendos rodillos (5) y donde cada pantalla LED (3) ocupa una fraccion de la superficie exterior del rodillo (5) correspondiente.

   5 10- Maquina, segun la reivindicacion 1, 8 o 9, donde la pantalla LED (3) comprende

   LEDs con una fuente de color monocroma, y los filtros se disponen mas proximos al sustrato (1) que el anodo del LED.

   11- Maquina, segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende varias 10 pantallas (2,3) con un ancho total util que cubre la anchura total del sustrato (1), y

   configurada para que cada pantalla (2,3) exponga una parte diferente del mismo.

   12- Maquina, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un equipo de revelado (12) del sustrato (1).

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   13- Maquina, segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, cuyo sustrato (1) posee compartimentos estancos frangibles con los liquidos de revelado.

   14- Maquina, segun la reivindicacion anterior, que comprende una camara fotografica.

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   15- Maquina, segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, cuyo sustrato (1) es utilizado en un proceso flexografico.