cabeza de impresora de agujas para una impresora matricial de

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OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
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ES 2 057 287
kInt. Cl. : B41J 2/275
11 N.◦ de publicación:
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ESPAÑA
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B41J 2/235
TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA
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kNúmero de solicitud europea: 90112607.8
kFecha de presentación : 02.07.90
kNúmero de publicación de la solicitud: 0 408 968
kFecha de publicación de la solicitud: 23.01.91
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54 Tı́tulo: Cabezal de impresión de agujas para una impresora matricial de alta definición.
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73 Titular/es: Microlys S.p.A.
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72 Inventor/es: Motta, Carlo y
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74 Agente: Morgades Manonelles, Juan Antonio
30 Prioridad: 14.07.89 IT 67588 /89
Area Industriale S. Bernardo
I-10015 Ivrea, IT
45 Fecha de la publicación de la mención BOPI:
16.10.94
45 Fecha de la publicación del folleto de patente:
16.10.94
Aviso:
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Stevenin, Gino
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En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletı́n europeo de patentes,
de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina
Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar
motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de
oposición (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas).
Venta de fascı́culos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
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DESCRIPCION
La presente solicitud de Patente de Invención
consiste conforme indica su enunciado en un “Cabezal de Impresión de Agujas para una Impresora Matricial de Alta Definición”, cuyas nuevas
caracterı́sticas de construcción, conformación y
diseño cumple la misión para la que especificamente ha sido concebido con una seguridad y eficicacia máximas.
Esta invención hace referencia a un cabezal de
impresión de agujas para una impresora matricial
de alta definición. Tal cabezal de impresión de
agujas se muestra en el documento de patente USA-4,652,158.
En las impresoras del tipo arriba mencionado, las agujas que imprimen puntos individuales están activadas, generalmente, por los retenedores de una correspondiente serie de electroimanes colocados circunferencialmente en la estructura de soporte del cabezal. En cabezales por
acción balı́stica, cada guja de impresión está provista de una cabeza que tiene un diámetro mayor
que el de la aguja y que es accionada directamente
por el extremo interno del retenedor. Debido a
que los retenedores están dispuestos radialmente
en orden a reducir la inclinación de las agujas
respecto al cabezal de impresión en el extremo de
impresión, el ancho del extremo interno del retenedor es, generalmente, reducido y conectado a
una porción ahusada del retenedor. Sin embargo,
este ancho puede no ser menor que el diámetro de
la cabeza de la aguja.
Este tipo de estructura es satisfactorio para
impresoras de baja definición, esto es, con un
número pequeño de agujas, entre siete y doce,
por ejemplo. En el caso de impresoras de alta definición, con dieciocho o más agujas, esta estructura hace necesario aumentar la inclinación de las
agujas debido al tamaño de las cabezas de las agujas. Por una parte, esto requiere una fuerza de impacto mayor del electroimán y una mayor fuerza
en los muelles de retorno de las agujas, mientras
que, por otra parte, tiene la desventaja de reducir la frecuencia máxima de impacto de una aguja
individual, y por tanto la velocidad de impresión,
al tiempo que aumenta el riesgo de que una aguja
quede encallada en su guı́a.
Se han fabricado cabezales con un número elevado de agujas, en los que los retenes están divididos en dos grupos de distintas longitudes de modo
que los extremos interiores de las agujas estén dispuestos en dos circunferencias diferentes. Estos
cabezales tienen el inconveniente de que se requieren brazos de diferente longitud para los dos tipos
de retenes. Por ello, éstos generan diferentes intensidades de impacto en sus respectivas agujas,
con el resultado de que tales cabezales no resultan
adecuados para la impresión LQ o NLQ, (letter
quality o near letter quality = calidad de carta o
calidad cercana a carta), que se requiere para la
correspondencia.
El objeto de esta invención es el de suministrar
una impresora de agujas de alta definición, que
no tenga los inconvenientes mencionados antes de
los cabezales conocidos y que asegura una calidad
óptima de impresión.
Este objetivo se consigue con el cabezal de
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acuerdo con la invención, que tiene la máxima
simplicidad y fiabilidad de operación mientras que
reduce a un mı́nimo la inclinación de las agujas
y, obtiene un máximo empaquetado de los electroimanes. En particular, el cabezal objeto de
esta invención incluye una serie de agujas que
son guiadas de modo deslizante hacia la posición
de impresión por un soporte común que incluye
una porción substancialmente cilı́ndrica, siendo
activadas dichas agujas por una serie correspondiente de retenedores de electroimanes, posicionados de modo radial, substancialmente en un plano
perpendicular al eje de dicha porción, estando
dichos electroimanes emplazados circunferencialmente alrededor de una estructura sensiblemente
cilı́ndrica que está unida de modo coaxial a dicha
porción y, que se caracteriza porque cada una de
dicha agujas está fijada a una lámina correspondiente emplazada en un plano radial con respecto
a dicho eje y unida a un apéndice terminal del
retenedor correspondiente.
De acuerdo con otra caracterı́stica de la invención, cada lámina incluye un apéndice interno
con un borde de longitud predeterminada, soldado a una longitud axial de la aguja correspondiente, estando dichas láminas divididas en dos
grupos al menos, teniendo los apéndices de un primer grupos de dichas agujas una forma distinta
de las del otro grupo, de modo que dicho borde
está en una posición que está separada a lo largo
de dicho eje por una distancia no menor que dicha
longitud, estando montadas las láminas de dicho
primer grupo en dicha estructura e intercaladas
con las de dicho otro grupo.
Esta y otras caracterı́sticas de la invención
se harán patentes de modo más claro, por la siguiente descripción de una incorporación preferentemente suministrada puramente a modo de
ejemplo no restrictivo con referencia a los dibujos
anexos.
La Figura n◦ 1 es una sección transversal de
un cabezal de impresión de agujas de acuerdo con
la invención,
La Figura n◦ 2 es una sección parcial a lo largo
de la lı́nea II-II de la figura n◦ 1,
La Figura n◦ 3 es una vista en planta de un
retenedor activador de aguja en el cabezal en una
escala aumentada,
Las Figuras n◦ 4 y 5 son dos secciones a lo
largo de la lı́nea IV-IV de la figura n◦ 3 ilustrando
dos retenedores activadores en su posición de trabajo.
Con referencia a la Figura n◦ 1, (10) indica
genéricamente un soporte común para una serie
de agujas de impresión (1). En particular, el soporte (10) está construı́do con una aleación ligera
y tiene una porción (12) en la que se monta una
guı́a, no ilustrada en el dibujo. Esta guı́a está
diseñada para guiar los extremos de impresión
(24) de las agujas (11), colocadas en dos filas verticales que están ligeramente desplazadas en el
modo convencional. La porción (12) del soporte
(10) está reforzada por arriba por una cartela (13)
vertical.
El soporte (10) tiene también un reborde (14)
de forma circular, que se extiende en una porción
substancialmente cilı́ndrica que consiste de un
manguito (15) cuyo eje (16) forma el eje del ca-
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bezal.
El manguito (15) está previsto en su borde extremo con cuatro tetones (17) véase la figura n◦
2, por medio de los que está conectado a cuatro
apéndices (18) correspondientes de una estructura (19) que es también de aleación ligera.
La estructura (19) véase la figura n◦ 1, tiene
un disco básico (20) de forma circular que tiene
un manguito interno (21) con una superficie externa ligeramente ahusada con una serie de canales prismáticos (22) véase la figura n◦ 2, situados radialmente con respecto al disco (20). en su
borde externo el disco (20) tiene una nervadura
(23) para contactar con el extremo del manguito
(15). Internamente la nervadura (23) tiene una
proyección radial (24) correspondiente a cada canal (22).
Tanto los canales (22) como las proyecciones
(24) son venticuatro en número, esto es, igual al
número de agujas (11). Cada canal (22) con su
correspondiente proyección (24), forma el asiento
en que está fijado el correspondiente electroimán,
indicado genéricamente por (25), con el objeto de
activar la correspondiente aguja (11).
Cada electroimán (25) comprende un circuito
magnético que consiste en un bloque (26) de
material ferromagnético. El bloque (26) está
formado por un núcleo primático un bobinado
eléctrico (28) y otra porción prismática (29) conectada al núcleo (28) por medio de una pieza
transversal (30). Los extremos de los núcleos y
las porciones (28) forman las expansiones polares
de los circuitos magnéticos y son coplanares.
En el hueco entre dos proyecciones (24) adyacentes véase figura n◦ 2, el disco (20) tiene un par
de taladros (31) para el paso de los conductores
eléctricos de la bobina (28) correspondiente. Los
conductores están conectados a una placa (32),
véase figura n◦ 1, de material aislante fijada al
disco (20).
La estructura (19) tiene también un manguito
central (33) emplazado en correspondencia a una
depresión (34) en el disco (20). El manguito (33)
tiene una cavidad cilı́ndrica (35) mientras que la
depresión (34) tiene un agujero central (35’) de
menor diámetro quela cavidad (35) y cuya función
será mejor comprendida a continuación.
Dentro del reborde (14) está fijado, por medio de un par de tornillos (36), un disco conformado (37) de material plástico rı́gido que tiene
un agujero central (38) para el paso de las agujas (11). El disco (37) está provisto internamente
con un número de chavetas axiales (39) correspondiendo a la expansión polar de las porciones
(29), en cada uno de los cuales está conectado
un taladro (40) (Figuras n◦ 2 y 3) de una placa
(41) correspondiente que está de este modo abisagrada en la chaveta (39). La placa (41) es de
material ferromagnético y constituye el retenedor
del electroimán (25) correspondiente. Las placas
(41) están dispuestas radialmente, por tanto, de
modo substancial en un plano perpendicular al
eje (16) del cabezal. Cada placa (41) incluye una
porción principal (42) de forma substancialmente
rectangular de modo que cubra la expansión polar
del núcleo (27) y la porción (29) del electroimán
(25) correspondiente.
Cada placa (41) tiene también un apéndice
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terminal (43) que está ahusado y vuelto hacia
el eje (16) del cabezal. El apéndice (16) está
conectado a una lámina indicada (44) de modo
genérico, que está situada en un plano radical
con respecto al eje (16) perpendicular al plano
de la correspondiente placa (41). El espesor de la
lámina (44) es igual al diámetro de la aguja (11)
y un tercio del espesor de la placa (41). Cada
lámina (44) véanse las figuras n◦ 3 y 5, tiene una
porción (45) principal que es idéntica para todos
las láminas, que hacia su extremo externo termina
en un apéndice (46) rectangular adyacente a un
encaje (47) que se abre hacia abajo. A su vez, el
apéndice (43) de cada lámina (41) está provisto
de una ranura (48) de longitud igual al apéndice
(46) que acaba en un apéndice o pieza cruzada
(49) de espesor igual a la anchura del encaje (47).
Cada lámina (44) está conectada a la correspondiente placa (41) mediante la inserción del
apéndice (46) de cada lámina (44) en la ranura
(48) de la placa (41) de un modo substancialmente rı́gido y la pieza cruzadad (49) de la última
en el encaje (47). Como resultado de la carrera
limitada de que son capaces la lámina (44) y la
placa (41) entre el disco (37) y los electroimanes
(25), cada lámina (44) queda constantemente conectada con su correspondiente placa (41).
El disco (37) está provisto de un rigidizador
anular (50) véase figura n◦ 2 que tiene una serie de
encajes radiales (51) que guı́an a las láminas (44).
La unidad placa (41) - lámina (44) permanece,
por tanto, unidad mediante una chaveta (39) y
un correspondiente encaje radical (51) en el disco
(37).
Una longitud axial (52) de la correspondiente
aguja (11) está soldada al extremo interno de cada
lámina (44) véase figuras n◦ 4 y 5. La sección (52)
está a una cierta distancia del extremo de la aguja
(11) opuesto a la cabeza de impresión. En particular, el extremo interno de la lámina (44) tiene
un apéndice que puede tener una u otra de las
dos formas indicadas por (53) y (54) en los dibujos. Cada apéndice (53) y (54) tiene un borde
(56) de longitud predeterminado al cual está soldada la sección (52). El apéndice (53) está ligeramente extendido hacia el disco (37), mientras
que el apéndice (54) se extiende hacia la dirección
opuesta. El borde (56) del apéndice (53) está derivado en el eje (16) con respecto al borde (56)
del apéndice (54), por una distancia mayor que la
longitud del borde (56) mismo.
Las láminas (44) pueden, por tanto, subdividirse en dos grupos, cada uno de doce láminas
(44), de los que aquellas en un grupo tienen un
apéndice (53), mientras que las que corresponden al otro grupo tienen un apéndice (54). Las
láminas (44) de ambos grupos montadas en placas
(41) están entonces ensambladas en el disco (37)
que se halla intercalado entre ambos, con el inevitable incremento en el diámetro de la sección (52)
soldada de dos agujas adyacentes (11), no reduciendo el juego circunferencial entre ellas (Figura
n◦ 2). Las agujas (11) pueden, por tanto, estar
posicionadas a la mı́nima distancia mutua posible
del eje (16) del cabezal, con el resultado que las
agujas (11) tiene la mı́nima inclinación posible.
La porción (45) de cada lámina (44) tiene un
hombro (57) capaz de ser conectado por un pistón
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(58) emplazado en el correspondiente asiento (59)
cilı́ndrico en el disco (37). Un muelle (61) a compresión que actúa en el asiento (59) contra el reborde del pistón (58) mantiene normalmente la
hoja (44) con un hombro (62) (Figura n◦ 4 y
5) contra un aro de tope (63) de material elastomérico. La lámina 44, a su vez, mantiene a la
placa (41) en una posición de reposo en la cual
descansa contra un par de anillos (64) y (65) de
material elastomérico montados en dos asientos
anulares correspondientes en el disco (37), según
se muestra para la lámina inferior (44) ilustrada
en la Figura n◦ 1, y como está indicado mediante
lı́neas de trazos y puntos en las Figuras n◦ 4 y 5.
Cuando la bobina (28) (Figura 1) del correspondiente electroimán (25) es excitada, la placa
(41) se mueve a la posición de impresión descansando contra las expansiones polares del núcleo
(27) y porción (29), según se indica para la lámina
superior (44) ilustrada en la Figura n◦ 1 y según
se muestra mediante lı́neas contı́nuas en las Figuras n◦ 4 y 5.
Correspondiendo a la expansión polar de la
porción (29), la placa (41) tiene un escalón (66)
que forma un borde (67) que actúa como un fulcro para hacer pivotar la placa (41) entre sus dos
posiciones. El borde (67) está dentro del anillo
elástico (64) y en una posición que es opuesta de
modo substancial a la posición en contacto con
el anillo (65). En realidad, el borde (67) está ligeramente al exterior de (65). La placa (41), sin
embargo, permanece en contacto constante con el
anillo (65), mientras que el borde (67) permanece
en contacto constante con la expansión polar de
la porción (29). En la posición de impresión, la
placa (41) comprime, por tanto, ligeramente el
anillo (65), cuya fuerza elástica favorece el restablecimiento y ayuda al retorno a su posición de
descanso cuando la bobina correspondiente (28)
deja de estar excitada.
El aro de tope (63) para las láminas (44) está
emplazado en una cavidad (35) en el manguito
(33) y descansa contra un manguito de ajuste
(68). Este último (68), puede deslizarse axialmente en la cavidad (35), pero no puede girar sobre ella porque una llave (69) contacta una ranura
axial (71) en el manguito (33). El manguito (68)
tiene un roscado interno (72), que contacta el cilindro roscado (73) que tiene una cabeza (74) provista de una ranura (75) que puede ser regulada
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mediante un detornillador. El diámetro del roscado (72) es substancialmente igual al diámetro
del taladro en el anillo (63) y tiene tal forma que
los apéndices (54) de las láminas (44) no interfieren con el manguito (68). El cilindro (73) está
provisto de un tetón (76) que puede rodar en el
taladro (35)’ de la depresión (34). El cilindro (73)
está bloqueado axialmente en el taladro (35’) por
una horquilla elástica (77) que bloquea un circlip
en el tetón (76).
Esto, por tanto, asegura que el juego entre el
cilindro (73) y la depresión (34) queda ajustado,
y el anillo (63) está posicionado con extrema precisión a este objeto.
Por lo que se ha visto anteriormente, es obvio
que la conexión entre las láminas (44), las agujas
(11) y, placas (44), hace posible reducir la distancia entre ellas. La distancia puede reducirse aún
más desviando axialmente el punto de anclaje entre la sección (52) de las agujas y las láminas (44),
y proporcionando a estas últimas apéndices (53)
y (54) de forma distinta. De este modo, para el
mismo número de agujas, las láminas (44) pueden tener una longitud tal que lleve a los extremos internos de las agujas (11) tan cerca como es
posible del eje (16), reduciendo de este modo la inclinación de aquellas. El componente transversal
del movimiento de las agujas resulta ası́ reducido,
del mismo modo que la correspondiente fricción
y el riesgo de agarrotamiento.
Finalmente, todas las agujas 11 están activadas por los retenedores 41, 44 que actúan con el
mismo brazo de palanca y se asegura ası́ la uniformidad de la intensidad de impacto en los varios
puntos.
Es obvio que pueden efectuarse varias modificaciones y mejoras del cabezal descrito sin salir
del alcance de la invención según queda definida
en las reivindicaciones anexas.
Por ejemplo, las láminas (44) pueden ser de
tres tipos diferentes o pueden estar conectadas
a las correspondientes placas (41) mediante soldadura. También la estructura (19) puede tener
una forma distinta o quizá estar integrada en una
sola pieza con los varios circuitos magnéticos de
los electroimanes (25). Finalmente, el núcleo (27)
de cada electroimán (25) puede estar emplezado
dentro de la porción (29) y las placas (41) pueden
tener una porción principal de forma distinta a la
rectangular.
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REIVINDICACIONES
1. “Cabezal de impresión de agujas para una
impresora matricial de alta definición”, que consiste de una serie de agujas guiadas de modo deslizante hacia la posición de impresión mediante
un soporte común que incluye una porción substancialmente cilı́ndrica, siendo dichas agujas activadas de modo selectivo por una correspondiente serie de retenedores de electroimanes dispuestos radialmente de modo substancial en un
plano perpendicular al eje de dicha porción, estando dispuestos dichos electroimanes circunferencialmente en una estructura substancialmente
cilı́ndrica fijada coaxialmente a dicha porción,
presentando cada una de las agujas una sección
axial propia fijada a un borde interno de longitud predeterminada de una lámina respectiva,
estando dichas láminas situadas en un plano radial con respecto a dicho eje, y estando unidas a
un apéndice terminal de un correspondiente retenedor mencionado, caracterizada en que las
láminas (44) están divididas en al menos dos grupos, teniendo las láminas de un grupo (44) forma
distinta a la de las láminas (44) de dicho otro
grupo, y de modo tal que presentan dicho borde
(56) en una posición a lo largo de dicho eje (16)
escalonado por una distancia al menos igual a la
longitud del borde (56), estando ensambladas las
láminas (44) de uno de dichos grupos en dicha estructura (18) alternadas con las láminas (44) del
otro grupo.
2. “Cabezal de impresión de agujas para
una impresora matricial de alta definición”, de
acuerdo con la 1a
¯ reivindicación caracterizado
en que cada una de las láminas (44) incluyen un
apéndice interno (53, 54) teniendo dicho borde
(56) de una longitud predeterminada, estando soldado dicho borde (56) a una sección axial de la
aguja (11) respectiva, y teniendo los apéndices
de las láminas (44) de uno de dichos grupos
una forma distinta de la de los apéndices de las
láminas (44) del otro de dichos grupos para emplazar el borde (56) relativo en una posición escalonada a lo largo de dicho eje (16).
3. “Cabezal de impresión de agujas para
una impresora matricial de alta definición”, de
a
acuerdo con la 1a
¯ ó 2¯ reivindicación caracterizado en que dicha sección axial está posicionada
en cada aguja (11) a una distancia especı́fica del
extremo opuesto al extremo de impresión de la
aguja.
4. “Cabezal de impresión de agujas para
una impresora matricial de alta definición”, de
acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que cada lámina (44) está
provista de un hombro (62) para encajar en un
aro de tope (63) común, estando cada lámina em-
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pujada para encajar en dicho aro de tope por un
muelle (61) individual de retorno que actúa en la
lámina correspondiente.
5. “Cabezal de impresión de agujas para
una impresora matricial de alta definición”, de
acuerdo con la 4a¯ reivindicación, caracterizado
en que dicho aro de tope (63) es de material elastomérico y está soportado por un miembro (68)
emplazado en dicha estructura (19) en una posición regulable axialmente.
6. “Cabezal de impresión de agujas para
una impresora matricial de alta definición”, de
acuerdo con la 5a¯ reivindicación, caracterizado
en que dicho miembro (68) consiste en un bloque
tubular que puede deslizarse axialmente en una
cavidad cilı́ndrica (35) en dicha estructura (19) y
está conectado a ella por medio de un miembro
roscado (73).
7. “Cabezal de impresión de agujas para
una impresora matricial de alta definición”, de
acuerdo con una de la 4a¯ a la 6a¯ reivindicación
precedentes, caracterizado en que cada lámina
(44) tiene un apéndice externo (46) que se conecta
en una ranura (48) de dicho apéndice terminal
(43) del correspondiente retenedor (41) y un encaje (47) que conecta un apéndice (49) adicional
de dicha placa de retenedor (41)
8. “Cabezal de impresión de agujas para
una impresora matricial de alta definición”, de
acuerdo con la 7a¯ reivindicación, caracterizado
en que cada uno de dichos retenedores (41) está
provisto de un taladro (40) por el que está abisagrado con un apéndice axial (39) de una placa
(37) que lleva dicho soporte (10).
9. “Cabezal de impresión de agujas para
una impresora matricial de alta definición”, de
acuerdo con la 8a¯ reivindicación, caracterizado
en que cada uno de dichos retenedores (41) está
provisto a un borde (67) mediante el cual descansa en una expansión polar (29) del circuito
magnético (26) del correspondiente electroimán
(25), estando emplazado un anillo elástico (65) en
dicho soporte en una posición substancialmente
opuesta a dicho borde siendo dichos retenedores
capaces de pivotar entre una posición de descanso
y una posición de impresión al tiempo que permanecen en contacto con dicho anillo elástico y
cada uno manteniendo el borde mencionado en
contacto con dicha expansión polar.
10. “Cabezal de impresión de agujas para
una impresora matricial de alta definición”, de
acuerdo con la 9a¯ reivindicación, caracterizado
en que dichos retenedores (41) están también
normalmente mantenidos por el correspondiente
muelle de retorno (61) que los soporta contra un
segundo anillo elástico (64) emplazado fuera de
dicho borde (67).
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11. “Cabezal de impresión de agujas para
una impresora matricial de alta definición”, de
acuerdo con la 9a¯ ó 10a
¯ reivindicaciones, caracterizado en que cada uno de dichos circuitos
magnéticos está formado por un bloque (26) de
material magnético que comprende dos expansio-
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nes polares coplanares (27 y 29) para cada electroimán, una (27) de tales expansiones lleva la correspondiente bobina eléctrica, mientras que cada
retenedor (41) descansa por medio de dicho borde
(67) en la otra (29) de dichas expansiones polares.
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NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva
del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD
2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicación
del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del
7-10-1992, no producirán ningún efecto en España
en la medida en que confieran protección a productos quı́micos y farmacéuticos como tales.
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Esta información no prejuzga que la patente esté o
no incluı́da en la mencionada reserva.
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