DE3211786A1

DE3211786A1 - Liniendrucker zum aufzeichnen analoger signale

Info

Publication number: DE3211786A1
Application number: DE19823211786
Authority: DE
Inventors: Shigeru Kameoka Kyoto Ideno; Kenji Takatsuki Osaka Nakamura
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1981-07-30
Filing date: 1982-03-30
Publication date: 1983-02-17
Also published as: DE3211786C2; JPS5821117A; US4409597A

Description

POSTADRESSE: D R. Ε'ϊί I "C H "N I!*U G 45 IVA* U B R ^B0R°: ^mo MÖNCHEN

DR. E. NEUGEBAUER PATENTANWALT 7WEIBHUCKENStRASSEIO

POSTFACH 260101 KUHOIMAN !'ATHNTATTOHNKI- EINGANG:

D-BOOO MÖNCHEN 26 ZUOBI.AKBKN HKIM KUHOrAlHCHBN 1"ATKNTAMT M0RAS5ISTRASSE. 2

30. März 1982 1A-4162

Beschreibung zu der Patentanmeldung

SHIMADZU CORPORATION Kyoto 604, Japan

betreffend
Liniendrucker zum Aufzeichnen_analoger_Signale

Die Erfindung bezieht sich auf einen Liniendrucker zum Aufzeichnen analoger Signale mit sich ständig ändernden Poqeln. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Liniendrucker zum Aufzeichnen von sich in Abhängigkeit von der Zeit ändernden analogen Signalen, bei dem es möglich ist, eine Aufzeichnung in Form eines zusammenhängenden Linienmusters zu erzeugen. Der erfindungsgemäße Drucker laßt sich sowohl als mit einer ' rhlagwirkung arbeitender Drucker wie auch als schlagfrei arbeitender Drucker ausbilden.

Eis ilrd bereits Zeilen- bs*w« Linien- odor Punk idrucknr bo~ konnte die in großem Umfang vorwendet worden und ioweiln mehrere Druckelemente aufweisen, die als Nadeln oder Schreibstifte bezeichnet werden, und parallel zueinander in einer

TELEFON TELEX 5-24477pat-d POSTSCHECKKONTO: BANKVERBINDUNG:

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Reihe angeordnet sind. Diese Stifte werden in Abhängigkeit von Eingangssignalen betätigt, um diese Signale z.B. auf Papier in Form eines Linienmusters zu registrieren. Analoge Signale variieren jedoch bekanntlich ständig in Abhängigkeit von der Zeit, und daher benötigt man einen Drucker mit einer äußerst hohen Ansprechempfindlichkßit, damit eine lückenlose linienförmige Aufzeichnung hergestellt werden kann. Bei den bis jetzt bekannten Druckern hat es sich gezeigt, daß sie dieson Erfordernissen nicht entsprechen, da sich bei der Aufzeichnung Unterbrechungen ergeben,, weil an manchen Stellen Punkte ausgelassen werden» Dies führt zu Ungenauigkeiten beim Aufzeichnen der analogen Signale_e

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,, die bei den bekannten Liniendruckern auftretenden Probleme zu vermeiden und einen verbesserten Liniendrucker zu schaffen, der es ermöglicht, analoge Signale in Form nicht unterbrochener Linien aufzuzeichnen« Ferner soll ein verbesserter Liniendrucker geschaffen v/erden, der schnell auf sich kontinuierlich ändernde Signale anspricht»

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die Schaffung eines Liniendruckers gelöst, zu dem die nachstehend genannten Teile gehören: mehrere auf einer gemeinsamen Linie nebeneinander angeordnete Druckelemente, zwischen denen möglichst kleine Abstände vorhanden sind, ein Ausgabekopf_s der die Druckelemente so unterstützt, daß sie nach Bedarf einsein betätigt werden

können, eine Papierzuführungseinrichtung, die es ermöglicht, einen Papierstreifen im rechten Winkel zu der Linie zuzuführen, auf der die Druckelemente angeordnet sind, zwei Register zum Speichern der größten und der kleinsten Werte von Signalen, die während einer bestimmten Zeitspanne empfangen werden, sowie eine Einrichtung, die es ermöglicht, den Ausgabekopf so zu steuern, daß die Druckelemente gleichzeitig so betätigt werden, wie es den größten und den kleinsten Werten und den zwischen ihnen liegenden Werten entspricht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Liniendruckers;

Fig. 2 eine Darstellung der Arbeitsweise eines Ausgabekopfes eines Liniendruckers nach der Erfindung;

Fig. 3A und 3B jeweils in einem vergrößerten Maßstab mit Hilfe des Liniendruckers erzeugte gedruckte Aufzeichnungen;

Fig. 4 ein Blockschaltbild tdner weiteren Ausführungsform ι: der Erfindung; und

Fig. 5 in Form eines Ablaufplans ein Programm, wie es in dem in Fig«, 4 dargestellten festwertspeicher gespeichert ist.

1178b

Gemäß Fig. 2 weist der Ausgabekopf 9 mehrere Druckelemente dl, d2 usw. dn auf, die in möglichst kleinen Abständen nebeneinander auf einer gemeinsamen Linie angeordnet sind, so daß z.B. auf eine Strecke von 1 mm jeweils 6 Druckelemente entfallen. Dies Beispiel bedeutet, daß jedes Druckelement in der Richtung, in welcher gemäß Fig. 4 ein Papierstreifen 10 zugeführt wird, eine Länge von 0,6 mm hat. Bei dem Ausgabekopf 9 handelt es sich um einen sogenannten thermischen Ausgabekopf, der mit einer elektrischen Heizeinrichtung versehen ist. Ein Druckelement oder mehrere Druckelemente werden nach Bedarf jeweils gleichzeitig mit Hilfe einer Treiberschaltung betätigt, so daß sie auf dem wärmeempfindlichen Papier 10 sichtbare Markierungen erzeugen, während das Papier in Berührung mit den Druckelementen gehalten wird. Das Papier 10 wird intermittierend jeweils über eine bestimmte Strecke vorgeschoben, und während sich das Papier in Ruhe befindet, werden die Druckelemente zur Anlage an der Oberfläche des Papiers gebracht. Die Strecke, über welche das Papier jeweils schrittweise zugeführt wird, überschreitet nicht die Länge der einzelnen Druckelemente in der Papiervorschubrichtung. Daher besteht Gewährdafür, daß selbst dann, wenn jeweils nur ein Druckelement betätigt wird, die gedruckten Markierungen eine zusammenhängende Linie bilden können.

Gemäß Fig. 1 ist ein Analog/Digital-Wandler 1 vorhanden, dem die aufzuzeichnenden Signale über eine Eingangsklemme mit der

-X-

Bezeichnung INPUT zugeführt werden und der diese Signale in sich aus Bits zusammensetzende digitale Signale umwandelt, die dann als Daten bzw. Werte übertragen werden. Außerdem empfängt der Wandler 1 ein Signal I, mittels dessen die Umwandlung eingeleitet wird, und er gibt nach dem Abschluß der Umwandlung ein Ausgangssignal A ab.

Ein Register 2 für die größten Werte dient dazu, die größten Zahlenwerte aller aufzuzeichnenden Signale zu speichern; dieses Register ist an einen Komparator 3 angeschlossen, dem die Ausgangssignale des Registers als Eingangssignale zugeführt werden. Zunächst speichert das Register 2 die ersten von dem Analog/Digital-Wandler 1 abgegebenen Daten, und der Komparator 3 empfängt Daten aus dem Wandler 1 über eine andere Eingangsklemme. Auf diese Weise vergleicht der Komparator 3 die ihm zugeführten Daten mit dem jeweiligen Inhalt des Registers 2. Wenn der in dem betreffenden Zeitpunkt empfangene Wert größer ist als der in dem Register 2 gespeicherte, wird dem Register 2 ein Ausgangssignal B zugeführt.

Entsprechend dient ein Register 4 für die kleinsten Werte dazu, die kleinsten Zahlenwerte aller aufzuzeichnenden Signale zu speichern; das Register 4 ist an einen Komparator 5 angeschlossen, so daß das Ausgangssignal des Registers einem Eingang des Komparators 5 zugeführt werden kann, der Daten aus dem Analog/ Digitel-Wandler 1 über eine weitere Eingangsklemme empfängt

I /ob"

und diese mit dem in dem Register 4 gespeicherten Inhalt vergleicht. Sind die dem Register 4 durch den Analog/Digital-Wandler zugeführten Werte kleiner als die in dem Register gespeicherten, wird diesem Register ein Ausgangssignal C zugeführt.

Ein Eingaberegister 6 empfängt über seinen Eingang Daten von dem Analog/Digital-Wandler 1 und speichert diese Daten für ioclfn Zeitpunkt-. Das Einqaberegister 6 kann darin gespeicherte Daten von sich aus abgeben, wenn sich der Analog/Digital-Wandler 1 im Ruheaustand befindet.

Die Speicherung und Erneuerung der Daten in jedem der Register 2, 4 und 6 erfolgt synchron mit dem Umwandlungsbeendigungs— signal A des Analog/Digital-Wandlers 1.

Die Register 2 und 4 arbeiten als Abwärtszähler, d.h. wenn ihnen Taktsignale D von einer Zeitgeber- und Steuerschaltung 7, die im folgenden als Steuereinrichtung bezeichnet wird, zugeführt werden, verkleinern sie die darin angesammelten Zählergebnisse. Erreichen die Zählergebnisse den Wert Null, erzeugen die Register 2 und 4 Ausgangssignale E und F für die Steuereinrichtung 7. Außerdem können die Register 2 und 4 den in dem Eingaberegister 6 gespeicherten Inhalt in Abhängigkeit von durch die Steuereinrichtung 7 abgegebenen Signalen erneuern.

Ein Schieberegister 8 zürn Betätigen des Ausgabekopfes 9 arbeitet nach einem n-Bit-System für serielle Eingabe und parallele Ausgabe, wobei jedes Bit einem Druckelement des Ausgabekopfes 9 zugeordnet ist. Soll ein Druckelemente betätigt worden, wird an der betreffenden Bitposition eine 1 gespeichert; soll das betreffende Druckelement nicht betätigt werden, wird an der gleichen Position das Signal 0 gespeichert. Die Signale 1 bzw. 0 werden dem Schieberegister 8 als Signale H von der
Steuereinrichtung 7 aus zugeführt, und die Betätigung des
Schieberegisters 8 erfolgt synchron mit dem Taktsignal D der
Steuereinrichtung 7.

Wie erwähnt, erzeugt die Steuereinrichtung 7 das Umwandlungseinleitungssignel I und das Taktsignal D zum Umschalten des
Signals H von 0 auf 1 bzw. von 1 auf 0, wobei das Signal G
erzeugt wird. Auf diese Weise bewirkt die Steuereinrichtung 7 den in Fig. 2 dargestellten zeitlichen Ablauf.

Im folgenden wird ein typisches Beispiel für die Arbeitsweise anhand von Fig. 2 näher erläutert.

Für die Zwecl· 2 der Erläuterung sei angenommen, daß die Daten
el, e2, e3 und e4 dem Eingang des Wandlers nacheinander in
de- 7,-itpunkten ti, t2, t3 und t4 zugeführt werden. Die Ausgangspegel dieser Daten in dem Analog/Digital-Wandler 1 lauten n8, n9, n4 und n7, und sie entsprechen den Druckelementen d2,

d9, d4 und d7. Fig. 2 zeigt eine gedachte Linie 17, die durch die Mittelpunkte von auf das Papier IO aufgedruckten Markierungen 18 verläuft.

Das Umwandlungs-Einleitungssignal I wird dem Wandler 1 von der Steuereinrichtung 7 zugeführt, so daß der Wandler das Signal el, welches dem Pegel d8 entspricht, in ein digitales Signal verwandelt, das als Datensignal el ausgegeben wird. In Abhängigkeit von dem Umwandlungs-Beendigungssignal A wird das Signal el in dem Register 2 für die größten Werte, dem Register 4 für die kleinsten Werte und dem Eingaberegister gespeichert. Bei der nachfolgenden Abfragung, d.h. wenn das nächste Umwandlungs-Einleitungssignal I zugeführt wird, hat sich der Pegel des Eingangssignals e2 geändert und den Pegel d9 angenommen. Wenn der Wandler 1 den Wert e2 ausgibt, wird daher der Komparator 3 veranlaßt, den neuen Wert e2 mit dem Wert el zu vergleichen, der vorher in dem Register 2 für die größten Werte gespeichert worden ist. Da der Wert e2 größer ist als der Wert el, wird der erstere Wert dem Register 2 durch die Erzeugung des Signals B zugeführt. Der Komparator 5 vergleicht den Wert e2 mit dem Wert el, der vorher in dem Register 4 für die kleinsten Werte gespeichert wurde, doch da der Wert e2 größer ist, wird das Signal C nicht erzeugt. Daher wird zusätzlich zu dem Umwandlungs-Beendigungssignal A der Wert e2 erneut in dem Register 2 für die größten Werte und dem Eingaberegister 6 gespeichert, während der Wert el in dem Register 4 für die kleinsten Werte verbleibt.

Beim nächsten Abfragevorgang sei angenommen, daß sich das aufzuzeichnende Signal in einem erheblichen Ausmaß verändert und daß der Wandler 1 einen Wert e3 abgibt, welcher dem Pegel d4 entspricht. Der Komparator 3 vergleicht e3 mit dem Wert e2, der in der beschriebenen Weise in dem Register 2 für die größten Werte gespeichert worden ist, während der Komparator 5 den Wert e3 mit dem Wert el vergleicht, der in dem Register 4 für die kleinsten Werte gespeichert wurde. In beiden Fällen ist der Wert e3 der kleinere, und daher rrs-.puqt. der Kompnrntor 5 das Signal C, während der Komparator 3 kein Signal abgibt. Zusammen mit dem Umwandlungs-Beendigungssignal A wird der Wert des Pegels d4 für den Wert e3 erneut in dem Register 4 für die kleinsten Werte und in dem Eingaberegister 6 gespeichert, während der Pegel d9 für den Wert e2 in dem Register 2 für die größten Werte verbleibt.

Bei einem weiteren Abtastvorgang gibt der Wandler 1 das dem Pegel d7 entsprechende Signal e4 ab. Entsprechend vergleicht der Komparator 3 den Wert e4 mit dem in dem Register 2 gespeicherten Wert e2, während der Komparator 5 den Wert e4 mit dem in dem Register 4 gespeicherten Wert e3 vergleicht. Der in dem Register 2 gespeicherte Wert e2 ist größer als der Wert e4, doch ist e4 größer als der in dem Register 4 gespeicherte Wert e3. In diesem Stadium wird zusammen mit dem Umwandlungs-Beendigungssignal A der Wert e4 erneut in dem Eingaberegister 6 gespeichert, während der gleiche Wert in den Registern 2 und 4 verbleibt.

32Π786

* W · W

• V · β

Auf diese Weise wird die Speicherung von Daten bei jedem Register bezüglich des Schritts J abgeschlossen. Danach werden die Daten mit Hilfe des Ausgabekopfes 9 auf das Papier gedruckt.

Der in dem Register 2 für die größten Werte gespeicherte Inhalt e2 entspricht dem Pegel d4„ Wenn alle Druckelemente d4, d5, d6, d7, d8 und d9 zwischen den Druckelementen d9 und d4 betätigt werden, wird auf dem Papier eine gedruckte Linie er-■ zeugt, wie es in Fig. 3A und 3B durch Beispiele veranschaulicht ist.

Wie erwähnt, erzeugt die Steuereinrichtung 7 ein Taktsignal D und ein O-Signal für das Signal H«, Wenn vier Taktsignale zugeführt werden, wird der in dem Register 4 für die größten Werte gespeicherte Inhalt bis auf Null abwärtsgezählt, und das Signal E wird erzeugt. In Abhängigkeit von dem Signal E schaltet die Steuereinrichtung 7 das Signal H von dem Wert auf den Wert 0 um. Die Taktsignale D werden durch die gleiche Anzahl wie die von Bits für das Schieberegister 8 erzeugt. Daher wJrd in dem Schieberegister 8 für das sehnte Bit und die weiteren Bits jeweils eine 0 gespeichert. Auf diese Weise wird der Ausgabekopf 9 so gesteuert,, daß die Druckelemente d4, d5, d6, d7, d8 und d9 entsprechend dem Inhalt betätigt werden, der in dem Schiebereigster 8 gespeichert ist» Auf diese Weise wird auf dem Papier 10 eine ununterbrochene Linie gedruckt.

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Sobald die Speicherung der Bitdaten in dem Schieberegister 8 abgeschlossen ist_s erzeugt die Steuereinrichtung 7 das Signal G. Zum Zweck seiner Verwendung während der nachfolgenden Operation bei dem Schritt K nach Fig. 2 werden die in dem Eingaberegister 6 gespeicherten Daten den beiden Registern 2 und 4 zugeführt ο Bei dem Schritt K v/erden die bezüglich des Schritts. J vorstehend beschriebenen Operationen wiederholt«.

Bei dem vorsehend beschriebenen Ausführungsbei spiel wird in dem Schieberegister 8 füi: das vierte Bit und die nächsthöheren Bits (bis zn C ."■ - 3}) jeweils das Signal 1 gespeichert, so daß eine lückarslosG Linie: gedruckt wird, doch ist o.s auch niöglichy eine· lückenlose Keine von Punkten oder eine strichpunktierte Linie zu erzeugen, indem man innerhalb des gleichen Bit-Bereichs abwechselnd die Signale 0 und 1 wiederholt.

Ferner wird bei diesem Aur.f ührungsbeisp.i öl ühnr rlon Bor euch einer Folge von Bits entschieden, nachdem die Abtastdaten erzeugt worden sind, doch ist es auch möglich, über den Bereich zwischen den größten und kleinsten Werten zu entscheiden, während die Daten gesammelt werden.

Fig. 3A und 3B zeigen Beispiele für gemäß der Erfindung erzeugte gedx'uc^cte Markierungen. Gemäß Fig. 3A variiert das Eingangssignal jeweils nur um sehr kleine Beträge, und die Änderungen spielen sich jeweils während relativ langer Perioden ab. Fig. 3B zeigt ein Eingangssignal, das plötzlich von einem

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niedrigen Pegel auf einen hohen Pegel übergeht. Man erkennt, daß die gedruckten Muster oder Linien über ihre ganze Länge keine Lücken aufweisen, so als wenn sie mit Hilfe eines schreibenden Registriergeräts mit einer Schreibfeder ezeugt worden wären. Tatsächlich werden alle Schwankungen der Eincjanqns iqnale einwandfrei registriert, was mit Hilfe einer Registrierfeder bekannter Art nicht möglich sein würde. Gemäß der Erfindung erfolgt somit die Aufzeichnung mit hoher Genauigkeit.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist jeder Teil der Schaltung als unabhängiges logisches System ausgebildet, doch ist es auch möglich^ die meisten dieser Schaltkreise zu einem Mikrocomputer zu vereinigen. Ein derartiges Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand von Fig. 4 beschrieben.

Gemäß Fig. 4 überträgt eine Meßeinrichtung 11 die gemessenen Ergebnisse su einer Zentraleinheit 14 über eine Eingabe-Schnittstelle 12 und eine Vielfachleitung 13. Die Zentraleinheit 14 verarbeitet die ihr zugeführten Ergebnisse entsprechend einem in einem Festwertspeicher 15 enthaltenen Programm und gibt Befehle aus, die dem Ausgabekopf 9 über die Vielfachleitung 13 und ejne Ausgabe~Schnittstelle 16 zugeführt werden, um den Ausgabekopf zu betätigen.

λ m *· a

Fig. 5 zeigt ein Beispiel für die Programme, die in dem Festwertspeicher 15 gespeichert werden können. Bei dem Schritt 21 übernimmt die Zentraleinheit 14 die Daten D, die ihr über die Vielfachleitung 13 und die Eingabeschnittstelle 12 zugeführt werden. Bei dem Schritt 22 werden die Daten D in einem Speicher innerhalb der Zentraleinheit 14 gespeichert. Bei einem Entscheidungsschritt 23 werden die Daten D mit den in der Zentraleinheit 14 gespeicherten größten Werten verglichen. Sind die Daten D größer als der maximale Wert, geht die Folge zu einem Schritt 24 über, bei dem der maximale Wert durch den Wert D ersetzt wird. Wird nicht bestätigt, daß D größer ist als Dmax, geht die Folge auf den nächsten Entscheidungsschritt 25 über, wo die gleiche Entscheidung durchgeführt wird. Ist der Wert D kleiner als der minimale Wert, wird letzterer durch ersteren ersetzt. Wird nicht bestätigt, daß D kleiner ist als Dmin, findet kein Austausch statt. Solange kein Befehl für den Beginn des Druckvorgangs eintrifft, wird der Schritt 27 auf "nein" gehalten, und die Folge kehrt zu dem ersten Schritt 21 zurück. Auf diese Weise werden neue Daten aufgenommen und mit den vorherigen maximalen und minimalen Werten verglichen, wodurch die in den Registern gespeicherten Werte erneuert werden·

Wenn ein Befehl für den Schritt 27 zum Beginn des Druckvorgangs eintrifft, schreitet die Folge zu einem Schritt 28 fort, wo die maximalen und minimalen Daten ausgelesen werden, und bei einem Schritt 29 werden die zu druckenden Daten über die

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Vielfachleitung 13 und die Ausgabe-Schnittstelle 16 dem Ausgabekopf 9 zugeführt, der entsprechend betätigt wird. Bei einem weiteren Schritt 30 werden die Eingabedaten D in das Register 2 für die größten Werte und das Register 4 für die kleinsten Werte überführt, wo sie gespeichert werden.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.

Claims

POSTADRESSE: D'R. B-RIiSH N BU G BB"A"U B R BÜRO: 8000 MÖNCHEN

DR. E. NEUGEBAUER PATENTANWALT ZWEIBROCKENSTRASSE

POSTFACH 260101 EUROPEAN PATENT ACTORNaV " EINGANG:

D-8000 MDNCHEN 26 ZUGELASSEN BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT MORASSISTRASSE 2

30. März 198 1A-4162

Ansprüche

.i Liniendrucker zum Aufzeichnen analoger Signale, gekennzeichnet durch mehrere Druckelemente (dl, d2 usw. dn), die in kloinon Ab;il iitulrri »κΊκίιγΊ tiniuUM" ntif c-Iikt 'ifiiifi μνπιπ'Μι l.ini«· angeordnet sind, einen-Atisgabekopf (9), der die Druckelcmente so unterstützt, daß sie nach Bedarf einzeln betätigt werden können, eine Einrichtung zum Zuführen von Papier (10) im rechten Winkel zu der Linie (17), auf der die Druckelemente angeordnet sind, ein Register (2) zum Speichern der größten Werte aller empfangenen Signale während einer bestimmten Zeitspanne, ein Register (4) zum Speichern der kleinsten Werte aller während der genannten Zeitspanne empfangenen Signale sowie eine Einrichtung (8), die geeignet ist, den Ausgabekopf so zu steuern, daß jeweils gleichzeitig die Druckelemente betätigt werden, welche den genannten größten Werten, den genannten kleinsten Werten und den dazwischenliegenden Werten entsprechen.

TELEFON TELEX 5-24477 pat-d POSTSCHECKKONTO: BANKVERBINDUNG:

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2. Liniendrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Zuführen von Papier (10) geeignet ist, das Papier intermittierend zuzuführen, wobei der Ausgabekopf jeweils durch die Betätigungseinrichtung (8) betätigt wird, während sich das Papier in Ruhe befindet.
3. Liniendrucker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Druckelemente, welche zwischen dem dem größten Wert entsprechenden Druckelement und dem dem kleinsten Wert entsprechenden Druckelement liegen, jeweils gleichzeitig betätigt werden, so daß auf das Papier eine sich aus Markierungen (18) zusammensetzende lückenlose Linie aufgedruckt wird.