DE102007031629B3 - Microwave stimulated-radiation source for use in printing medium fixing device, has segments positioned on different areas of lamp body, where microwave power output of one segment is adjusted independent of other segment - Google Patents

Microwave stimulated-radiation source for use in printing medium fixing device, has segments positioned on different areas of lamp body, where microwave power output of one segment is adjusted independent of other segment Download PDF

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Abstract

The source (6) has a lamp body filled with gas for emitting electromagnetic radiation in a stimulated state. A microwave applicator (12) is positioned on the lamp body in order to introduce microwave energy in the gas in the lamp body. Segments (20-24) are positioned on different areas of the lamp body to define the microwave applicator, which is designed as a resonator. Microwave power output of one of the segments is adjusted independent of the other segment, where the microwave power outputs of the segments are different from each other. Independent claims are also included for the following: (1) a device comprising a transport unit (2) a method for positioning a radiation profile of a discharge tube (3) a method for fixing a printing medium on a print substrate.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Strahlungsquelle mit einem Lampenkörper, der mit einem Gas gefüllt ist, das in einem angeregten Zustand elektromagnetische Strahlung emittiert, und einem Mikrowellenapplikator, der auf den Lampenkörper gerichtet ist, um Mikrowellenenergien in das Gas im Lampenkörper einzubringen.The The present invention relates to a radiation source a lamp body, filled with a gas is that in an excited state electromagnetic radiation emitted, and a microwave applicator, which is directed to the lamp body is to introduce microwave energy into the gas in the lamp body.

In unterschiedlichen Bereichen ist es bekannt, Gasentladungslampen mit Mikrowellen anzuregen und zum Emittieren zu bringen. Eine solche mit Mikrowellen angeregte Strahlungsquelle ist beispielsweise in der DE 10 2004 036 826 A1 der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung beschrieben. Bei der hier beschriebenen Vorrichtung wird insbesondere eine elektrodenlose UV-Lampe in einem elektrischen Feld aus Mikrowellen angeordnet, um eine kontaktlose Fixiervorrichtung für Druckmedien auf einem Bedruckstoff vorzusehen. Dabei ist die dort genannte Vorrichtung derart aufgebaut, dass sowohl Mikrowellenstrahlung als auch UV-Strahlung auf den Bedruckstoff bzw. das Druckmedium einwirken, um eine Fixierung vorzusehen.In various areas, it is known to excite gas discharge lamps with microwaves and bring to emit. Such a microwave-excited radiation source is for example in the DE 10 2004 036 826 A1 the assignee of the present application. In the apparatus described here, in particular an electrodeless UV lamp is arranged in an electric field of microwaves in order to provide a contactless fixing device for printing media on a printing substrate. In this case, the device mentioned there is constructed such that both microwave radiation and UV radiation act on the printing material or the printing medium in order to provide a fixation.

Aus der DE 10 2004 004 677 A1 ist eine UV-Licht erzeugende, mit Mikrowellen erregbare Lampe in einem Heiz- oder Aushärtungssystem gezeigt. Bei dem System können mehrere Magnetrons eingesetzt werden, um Mikrowellenstrahlung zur Erregung der Lampe vorzusehen.From the DE 10 2004 004 677 A1 For example, a UV-generating microwave excitable lamp is shown in a heating or curing system. The system employs multiple magnetrons to provide microwave radiation to excite the lamp.

Die EP 0 772 226 A2 zeigt eine Vorrichtung mit einer elektrodenlosen Gasentladungslampe, die mit Mikrowellen angeregt wird. Zur Homogenisierung der UV-Strahlung über die Lampe hinweg kann diese eine interne Antennenstruktur aufweisen, sodass eine Erregung von einem Ende her möglich ist.The EP 0 772 226 A2 shows a device with an electrodeless gas discharge lamp, which is excited by microwaves. To homogenize the UV radiation across the lamp, this can have an internal antenna structure, so that an excitation from one end is possible.

Ein UV-Lampensystem zum Behandeln von Beschichtungen auf Substraten ist aus der DE 101 53 204 A1 bekannt. Das System umfaßt eine Mikrowellenkammer mit Öffnungen, die ein Hindurchführen des zu behandelnden Substrats ermöglichen, sowie eine Plasmalampe, die innerhalb der Mikrowellen kammer angeordnet ist. Die Plasmalampe ist mittels Mikrowellen erregbar, um UV-Strahlung zu erzeugen.A UV lamp system for treating coatings on substrates is known from DE 101 53 204 A1 known. The system comprises a microwave chamber with openings that allow passage of the substrate to be treated, and a plasma lamp, which is disposed within the microwave chamber. The plasma lamp can be excited by means of microwaves to generate UV radiation.

Es ist auch bekannt, UV-Lampen ohne Mikrowellenanregung für die Fixierung von UV-vernetzbaren Druckmedien einzusetzen. Hierzu werden üblicherweise Hochleistungs-UV-Lampen mit einer geraden Bauform eingesetzt. Solche UV-Lampen haben pro Längenelement eine im Wesentlichen gleiche Abstrahlleistung, wobei die Gesamtleistung einer Lampe typischerweise in den Bereichen von 10% bis 100% einstellbar ist. Hierdurch ergibt sich ein charakteristisches Beleuchtungsprofil für diesen Lampentyp.It is also known UV lamps without microwave excitation for fixation use of UV-crosslinkable print media. These are usually High-performance UV lamps with a straight design used. Such Have UV lamps per length element a substantially same emission power, the total power a lamp typically in the ranges of 10% to 100% adjustable is. This results in a characteristic illumination profile For this Lamp type.

Da dieses charakteristische Beleuchtungsprofil nicht für alle Anwendungen geeignet ist, werden häufig mehrere Einzellampen versetzt zueinander verwendet, um durch die Möglichkeit einer Überlagerung von einzelnen charakteristischen Beleuchtungsprofilen das nötige Beleuchtungsprofil vorzusehen bzw. sich diesem anzunähern.There this characteristic lighting profile not for all applications is suitable, become common several individual lamps offset from each other used by the possibility an overlay of individual characteristic lighting profiles the necessary lighting profile to provide or to approach this.

Der Einsatz mehrerer einzelner UV-Lampen, in versetzter Anordnung zueinander, verbessert deren Einsatzmöglichkeiten, jedoch werden hierdurch die Kosten einer Strahlungsquelle und die Komplexität derselben wesentlich erhöht.Of the Use of several individual UV lamps, in a staggered arrangement, improves their possible uses, however, this reduces the cost of a radiation source and the complexity substantially increased.

Erfindungsgemäß liegt der vorliegenden Anmeldung daher die Aufgabe zugrunde, eine hinsichtlich ihrer abgegebenen Strahlungsleistung einstellbare Strahlungsquelle vorzusehen.According to the invention The present application therefore based on the object, a respect their emitted radiation power adjustable radiation source provided.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Strahlungsquelle mit einem Lampenkörper, der mit einem Gas gefüllt ist, das in einem angeregten Zustand elektromagnetische Strahlung emittiert, und wenigstens einem Mikrowellenapplikator, der auf den Lampenkörper gerichtet ist, um Mikrowellenenergie in das Gas im Lampenkörper einzubringen, dadurch gelöst, dass der wenigstens eine Mikrowellenapplikator wenigstens zwei Segmente definiert, die auf unterschiedliche Bereiche des Lampenkörpers gerichtet sind, wobei die Mikrowellenausgangsleistung wenigstens eines der Segmente unabhängig von der wenigstens eines anderen Segments einstellbar ist. Eine solche Strahlungsquelle ermöglicht eine unterschiedliche Ansteuerung von Gasen in einem Lampenkörper, und somit eine entsprechende Einstellung eines Strahlungs- bzw. Beleuchtungsprofils der Strahlungsquelle bei Verwendung einer einzelnen Lampe. Über die Einstellung der Mikrowellenausgangsleistung lassen sich unterschiedliche Abstrahlungsprofile der Lampe einstellen.According to the invention this Task with a radiation source with a lamp body, with filled with a gas is that in an excited state electromagnetic radiation emitted, and at least one microwave applicator, which is directed to the lamp body is to introduce microwave energy into the gas in the lamp body, solved in that the at least one microwave applicator has at least two segments defined, which is directed to different areas of the lamp body are, wherein the microwave output power of at least one of Segments independent is adjustable by the at least one other segment. A such radiation source allows a different control of gases in a lamp body, and thus a corresponding adjustment of a radiation or illumination profile the radiation source when using a single lamp. About the Setting the microwave output power can be different Set the radiation profiles of the lamp.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei einer Strahlungsquelle mit einem Lampenkörper, der mit einem Gas gefüllt ist, das in einem angeregten Zustand elektromagnetische Strahlung emittiert und wenigstens einem Mikrowellenapplikator, der auf den Lampenkörper gerichtet ist, um Mikrowellenenergie in das Gas im Lampenkörper einzubringen, auch dadurch gelöst, dass der wenigstens eine Mikrowellenapplikator wenigstens zwei Segmente definiert, die auf unterschiedliche Bereiche des Lampenkörpers gerichtet sind, wobei die Mikrowellenausgangsleistung wenigstens eines der Segmente unterschiedlich zu der wenigstens eines anderen Segments ist. Hierüber ergibt sich über den Lampenkörper hinweg eine unterschiedliche Erregung des Gases und somit ein unterschiedliches Strahlungsprofil entlang des Lampenkörpers. Hierbei kann es sich um eine feste Einstellung handeln. Alternativ ist es auch möglich, dass die Mikrowellenausgangsleistung wenigstens eines der Segmente unabhängig von der wenigstens eines anderen Segments einstellbar ist, um beispielsweise für unterschiedliche Anwendungen unterschiedliche Abstrahlungsprofile der Strahlungsquelle vorzusehen.The object of the invention is based on a radiation source with a lamp body which is filled with a gas which emits electromagnetic radiation in an excited state and at least one microwave applicator which is directed onto the lamp body in order to introduce microwave energy into the gas in the lamp body. also achieved in that the at least one microwave applicator defines at least two segments which are directed to different areas of the lamp body, wherein the microwave output power of at least one of the segments is different from the at least one other segment. This results in a different excitation of the gas over the lamp body and thus a different radiation profile along the lamp body. This can be a fixed setting. Alternatively, it is also possible that the microwave output performance of at least one of the segments is independent of the at least one other segment adjustable to provide, for example, for different applications different radiation profiles of the radiation source.

Die Segmente können vorteilhafterweise durch eine entsprechende Segmentierung eines einzelnen Mikrowellenapplikators oder aber auch durch eine Vielzahl von segmentierten und/oder unsegmentierten Mikrowellenapplikatoren erreicht werden.The Segments can advantageously by a corresponding segmentation of a single microwave applicator or even by a variety segmented and / or unsegmented microwave applicators be achieved.

Für einen einfachen Aufbau der Strahlungsquelle sind die Segmente des Mikrowellenapplikators vorzugsweise über einen Leistungsteiler mit einer gemeinsamen Mikrowelle verbunden. Dabei ist der Leistungsteiler vorzugsweise ein variabler Leistungsteiler, um entlang eines Lampenkörpers eine unterschiedliche Anregung des darin befindlichen Gases vorzusehen. Vorzugsweise ist wenigstens ein Abstimmelement in wenigstens einem der Segmente vorgesehen, um das Mikrowellenfeld in dem Segment so abzustimmen, dass eine optimale Energieeinkopplung in das Gas im Lampenkörper vorgesehen wird. Insbesondere können zum Zünden des Gases und zum nachfolgenden Betrieb unterschiedliche Bedingungen erforderlich sein. Vorzugsweise sind die Abstimmelemente in unterschiedlichen Segmenten unabhängig voneinander einstellbar, um in jedem Segment eine optimierte Mikrowelleneinbringung vorzusehen. Vorzugsweise ist eine Steuereinheit vorgesehen, die die Abstimmelemente in Abhängigkeit von der elektrischen Feldstärke der Mikrowellen eines jeweiligen Segments einstellt.For one simple structure of the radiation source, the segments of the microwave applicator are preferably via a Power divider connected to a common microwave. there the power divider is preferably a variable power divider, around a lamp body to provide a different excitation of the gas therein. Preferably, at least one tuning element is in at least one the segments provided to the microwave field in the segment so agree that optimal energy coupling into the gas in the lamp body is provided. In particular, you can to ignite of the gas and for subsequent operation different conditions to be required. Preferably, the tuning elements are in different Segments independent adjustable from each other to provide an optimized microwave introduction in each segment. Preferably, a control unit is provided, which controls the tuning elements in dependence of the electric field strength sets the microwaves of a particular segment.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Lampenkörper ein lang gestreckter Lampenkörper, und die Segmente des Mikrowellenapplikators sind auf in Längsrichtung des Lampenkörpers benachbarte Bereiche gerichtet. Hierdurch können in Längsrichtung des Lampenkörpers unterschiedliche Abstrahlprofile eingestellt werden. Vorzugsweise ist im Lampenkörper keine Elektrode zur Anregung des Gases vorgesehen, da diese einerseits die Applikation von Mikrowellen stören könnte, andererseits kann die Lebensdauer einer Gasentladungslampe hierdurch verlängert werden, da kein Elektrodenabbrand stattfindet.at a particularly preferred embodiment the invention is the lamp body an elongated lamp body, and the segments of the microwave applicator are in the longitudinal direction of the lamp body directed to adjacent areas. This can be different in the longitudinal direction of the lamp body Radiation profiles are set. Preferably, in the lamp body no Provided electrode for exciting the gas, since this one hand the application of microwaves could interfere, on the other hand, the Lifespan of a gas discharge lamp can be extended thereby, as no electrode erosion takes place.

Für einen einfachen Aufbau der Strahlungsquelle besitzt der Lampenkörper eine durchgängige Kammer zur Aufnahme des Gases. Um ein Übersprechen zwischen benachbarten Bereichen, in denen unterschiedliche Mikrowellenleistung eingebracht wird, zu reduzieren, kann der Lampenkörper wenigstens zwei getrennte Kammern zur Aufnahme jeweiliger Gase besitzen. Dabei sind die Kammern des Lampenkörpers vorzugsweise mit den Segmenten des Mikrowellenapplikators ausgerichtet. Um das Abstrahlungsprofil noch weiter einstellen zu können, können in den getrennten Kammern unterschiedliche Gaszusammensetzungen vorgesehen sein. Dabei ist als Gaszusammensetzung z. B. die Verwendung gleicher Gase, jedoch mit unterschiedlichen Drücken oder auch die Verwendung tatsächlich unterschiedlicher Gase zu verstehen.For one simple construction of the radiation source, the lamp body has a continuous chamber for receiving the gas. To a crosstalk between adjacent areas where different microwave power is introduced to reduce, the lamp body can at least have two separate chambers for receiving respective gases. there are the chambers of the lamp body preferably aligned with the segments of the microwave applicator. In order to be able to set the radiation profile even further, in the separate chambers provided different gas compositions be. Here, as a gas composition z. B. the same use Gases, but with different pressures or use indeed to understand different gases.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung emittiert das Gas im erregten Zustand hauptsächlich elektromagnetische Strahlung im UV-Bereich. Dabei soll ein wenigstens ungefähr 50% Anteil der abgegebenen Strahlung im UV-Bereich liegen, der durch Veränderung der Druckverhältnisse bis auf ungefähr 90% gesteigert werden kann. Vorzugsweise sind die Segmente bezüglich einer Längsmittelebene des Mikrowellenapplikators symmetrisch angeordnet, um ein symmetrisches Abstrahlprofil vorzusehen. Dabei weist der Mikrowellenapplikator vorzugsweise wenigstens drei Segmente auf. Vorzugsweise besitzen die Segmente des Mikrowellenapplikators jeweils eine Breite zwischen 30 mm und 60 mm.at an embodiment According to the invention, the gas emits in the excited state mainly electromagnetic Radiation in the UV range. It should at least about 50% share the emitted radiation in the UV range lie by change the pressure conditions up to about 90% can be increased. Preferably, the segments are relative to one another Longitudinal center plane of the microwave applicator arranged symmetrically to a symmetrical Provide radiating profile. In this case, the microwave applicator preferably at least three segments. Preferably, the Segments of the microwave applicator each have a width between 30 mm and 60 mm.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung besitzt die Strahlungsquelle wenigstens ein für die elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen durchlässiges, die Mikrowellenstrahlung hingegen abschirmendes Element, wobei das abschirmende Element auf einer dem Mikrowellenapplikator abgewandten Seite des Lampenkörpers angeordnet ist. Hierdurch kann der Austritt elektromagnetischer Lampenstrahlung aus der Strahlungsquelle ermöglicht, aber der Austritt von Mikrowellenstrahlung unterbunden werden. Dies ist beispielsweise in einer Anwendung vorteilhaft, in der beispielsweise nur die elektromagnetische Lampenstrahlung auf ein zu behandelndes Objekt auftreffen soll.at an embodiment The invention has the radiation source at least one for the electromagnetic Radiation substantially permeable, the microwave radiation, however, shielding element, wherein the shielding element on a side facing away from the microwave applicator of the lamp body is arranged. As a result, the outlet electromagnetic Lamp radiation from the radiation source allows, but the exit of Microwave radiation can be prevented. This is for example advantageous in an application in which, for example, only the electromagnetic Lamp radiation to impinge on an object to be treated.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist der Mikrowellenapplikator als Resonator ausgebildet, wobei der Lampenkörper innerhalb des Resonators liegt. Hierbei ist es möglich, ein zu behandelndes Objekt, wie beispielsweise einen mit Druckmedium beaufschlagten Bedruckstoff durch die Resonatorkammer hindurchzuführen, wodurch der Bedruckstoff und das Druckmedium sowohl der elektromagnetischen Lampenstrahlung als auch einer Mikrowellenstrahlung ausgesetzt werden können.at an alternative embodiment the microwave applicator is designed as a resonator, wherein the lamp body lies within the resonator. Here it is possible to treat a Object, such as a pressurized medium Passing through the resonator through the substrate, thereby the substrate and the printing medium of both the electromagnetic lamp radiation as well as a microwave radiation can be exposed.

Eine Strahlungsquelle der zuvor genannten Art ist insbesondere geeignet zum Einsatz in einer Vorrichtung zum Fixieren eines Druckmediums auf einem Bedruckstoff, die eine Transporteinheit zum Transport des Bedruckstoffs an der Strahlungsquelle vorbei besitzt, wobei die Transporteinheit eine Transportrichtung definiert, die Strahlungsquelle quer zur Transportrichtung angeordnet ist, und die Segmente des Mikrowellenapplikators quer zur Transportrichtung benachbart sind. Hierdurch lässt sich in vorteilhafter Weise quer zur Transportrichtung des Bedruckstoffs das Strahlungsprofil der Strahlungsquelle anpassen.A radiation source of the aforementioned type is particularly suitable for use in a device for fixing a printing medium on a printing material, which has a transport unit for transporting the printing material past the radiation source, wherein the transport unit defines a transport direction, the radiation source is arranged transversely to the transport direction, and the segments of the microwave applicator are adjacent transversely to the transport direction. As a result, the radiation profile of the radiation source can be advantageously transversely to the transport direction of the printing material to adjust.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Einstellen eines Abstrahlungsprofils einer mit Gas gefüllten Entladungslampe gelöst, bei dem in wenigstens zwei unterschiedlichen Bereichen der Entladungslampe das Gas unterschiedlich mit Mikrowellen zur Emission angeregt wird. Bei einem solchen Verfahren lässt sich wiederum das Gas einer Entladungslampe unterschiedlich anregen, um über die Entladungslampe hinweg ein Abstrahlprofil einzustellen. Insbesondere werden in den unterschiedlichen Bereichen der Entladungslampe unterschiedliche Mengen an Mikrowellenenergie in das Gas eingekoppelt. Durch das Vorsehen unterschiedlicher Energie pro Gasvolumen lässt sich die Abstrahlleistung der Entladungslampe in unterschiedlichen Bereichen unterschiedlich steuern. Dabei werden die Mikrowellen für die unterschiedlichen Bereiche vorzugsweise über eine gemeinsame Mikrowellenquelle und einen variablen Power-Splitter bzw. Leistungsteiler bereitgestellt. Aufgrund einer leistungsabhängigen Impedanzänderung des Gases werden die Mikrowellen in den jeweiligen Bereichen vorzugsweise in Abhängigkeit von der in dem jeweiligen Bereich eingekoppelten Menge an Mikrowellenenergie auf das Gas in dem Bereich abgestimmt.The The object underlying the invention is also achieved by a method for adjusting a radiation profile of a gas-filled discharge lamp solved, in at least two different areas of the discharge lamp the gas is excited differently with microwaves for emission. In such a method leaves in turn, the gas of a discharge lamp stimulate differently, to over the discharge lamp across a Abstrahlprofil adjust. In particular, be different in the different areas of the discharge lamp Quantities of microwave energy coupled into the gas. By providing different energy per gas volume can be the radiation power the discharge lamp in different areas different Taxes. Thereby the microwaves become for the different areas preferably over a common microwave source and a variable power splitter or power dividers provided. Due to a power-dependent impedance change Of the gas, the microwaves in the respective areas are preferably dependent on from the amount of microwave energy injected in the respective area tuned to the gas in the area.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt die Entladungslampe eine langgestreckte Konfiguration und in in Längsrichtung der Entladungslampe benachbarten Bereichen wird Gas unterschiedlich mit Mikrowellen angeregt. Dabei wird in wenigstens drei in Längsrichtung benachbarten Bereichen Gas unterschiedlich mit Mikrowellen zur Emission an geregt. Vorzugsweise wird in außen liegenden Bereichen der Entladungslampen mehr Mikrowellenenergie in das Gas eingekoppelt als in innen liegenden Bereichen, um in einer Bestrahlungsebene eine möglichst gleichmäßige Bestrahlung zu erreichen. Vorteilhafterweise wird das Gas ausschließlich über die Mikrowellen zur Emission angeregt.at a particularly preferred embodiment According to the invention, the discharge lamp has an elongate configuration and in the longitudinal direction The discharge lamp adjacent areas will be different gas excited with microwaves. In this case, at least three adjacent in the longitudinal direction Regions of gas differently with microwaves for emission to excited. Preferably, in the outside lying areas of the discharge lamps more microwave energy in the gas coupled as in internal areas to in one irradiation level one possible uniform irradiation to reach. Advantageously, the gas is exclusively via the Microwaves excited to emission.

Für eine UV-Behandlung eines Substrats wird das Gas hauptsächlich zur Emission im UV-Bereich angeregt.For a UV treatment Of a substrate, the gas is mainly for emission in the UV range stimulated.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Fixieren eines Druckmediums auf einem Bedruckstoff, bei dem das Fixieren wenigstens teilweise mit elektromagnetischer Strahlung erfolgt, die von einer mit Gas gefüllten Entladungslampe emittiert wird, gelöst, wobei das Verfahren das Transportieren des Bedruckstoffs entlang einer Transportrichtung an der Entladungslampe vorbei und das Anregen des Gases in der Entladungslampe mit Mikrowellen aufweist, wobei in wenigstens zwei unterschiedlichen quer zur Transportrichtung benachbarten Bereichen der Entladungslampe das Gas unterschiedlich mit Mikrowellen zur Emission angeregt wird.The The object underlying the invention is also achieved by a method for fixing a printing medium on a substrate, in which the fixing at least partially with electromagnetic radiation takes place, which emits from a gas-filled discharge lamp will be solved, the method involves transporting the substrate along a transport direction past the discharge lamp and exciting of the gas in the discharge lamp having microwaves, wherein in at least two different transversely to the transport direction adjacent areas of the discharge lamp the gas differently is excited with microwaves for emission.

Hierbei kann eine Einstellung eines Abstrahlungsprofils der Entladungslampe in der oben beschriebenen Art und Weise erfolgen.in this connection may be an adjustment of a radiation profile of the discharge lamp done in the manner described above.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert; in den Zeichnungen zeigt:embodiments The present invention will be described below with reference to FIGS Drawings closer explains; in the drawings shows:

1 eine schematische Schnittansicht durch eine Fixiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic sectional view through a fixing device according to the present invention;

2 eine schematische Schnittansicht durch die Fixiervorrichtung gemäß 1 entlang der Linie II-II; 2 a schematic sectional view through the fixing device according to 1 along the line II-II;

3A ein beispielhaftes Abstrahlprofil einer UV-Lampe gemäß 1; 3A an exemplary radiation profile of a UV lamp according to 1 ;

3B ein beispielhaftes Bestrahlungsprofil auf einer Substratoberfläche; 3B an exemplary irradiation profile on a substrate surface;

4 eine alternative Ausführungsform einer UV-Lampe zur Verwendung in der Fixiervorrichtung gemäß 1; 4 an alternative embodiment of a UV lamp for use in the fixing device according to 1 ;

5 eine schematische Schnittansicht ähnlich der 1 durch eine alternative Fixiervorrichtung, gemäß der vorliegenden Erfindung; 5 a schematic sectional view similar to the 1 by an alternative fixing device according to the present invention;

6 eine schematische Schnittansicht ähnlich der 1 durch eine weitere alternative Fixiervorrichtung, gemäß der vorliegenden Erfindung. 6 a schematic sectional view similar to the 1 by another alternative fixing device according to the present invention.

1 und 2 zeigen schematische Schnittansichten durch eine Fixiervorrichtung 1 für ein auf einem Bedruckstoff 2 befindliches Druckmedium. 1 and 2 show schematic sectional views through a fixing device 1 for one on a substrate 2 located pressure medium.

Die Fixiervorrichtung 1 besitzt eine Transporteinheit 4 sowie eine Strahlungsquelle 6. Die Transporteinheit 4 ist irgendeine geeignete Transporteinheit, die zur Aufnahme eines Bedruckstoffs und zum Transport des Bedruckstoffs 2 an der Strahlungsquelle 6 vorbei geeignet ist. Beispielsweise kann die Transporteinheit 4 ein Transportband aufweisen, das den Bedruckstoff 2 aufnimmt und an der Strahlungsquelle 6 vorbei bewegt. Beispielsweise könnte die Transporteinheit 4 jedoch auch eine Trommel aufweisen, um die der Bedruckstoff 2 wenigstens teilweise herumgeführt wird, wobei die Strahlungsquelle 6 auf einen Außenumfang der Trommel gerichtet ist, so dass der Bedruckstoff 2 bei einer Drehung der Trommel an der Strahlungsquelle 6 vorbeibewegt wird.The fixing device 1 has a transport unit 4 and a radiation source 6 , The transport unit 4 is any suitable transport unit used to hold a substrate and to transport the substrate 2 at the radiation source 6 is suitable. For example, the transport unit 4 have a conveyor belt, the substrate 2 absorbs and at the radiation source 6 moved over. For example, the transport unit could 4 but also have a drum to which the substrate 2 is at least partially guided around, wherein the radiation source 6 is directed to an outer periphery of the drum, so that the printing material 2 upon rotation of the drum at the radiation source 6 is moved past.

Die Strahlungsquelle 6 besitzt eine Gasentladungslampe 10 sowie einen Mikrowellenapplikator 12. Die Gasentladungslampe 10 ist eine elektrodenlose Lampe und bei der dargestellten Ausführungsform eine UV-Lampe, d. h. das Gas in der Gasentladungslampe 10 emittiert im angeregten Zustand elektromagnetische Strahlung hauptsächlich im UV-Bereich. Die Gasentladungslampe 10 ist in einer Kammer des Mikrowellenapplikators 12 angeordnet, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Die Kammer des Mikrowellenapplikators 12 ist zur Transporteinheit 4 hin offen, um von der Gasentladungslampe 10 emittierte elektromagnetische Strahlung in Richtung der Transporteinheit 4, bzw. eines sich darauf befindlichen Bedruckstoffs 2 auszugeben.The radiation source 6 has a gas discharge lamp 10 and a microwave applicator 12 , The gas discharge lamp 10 is an electrodeless lamp and in the illustrated embodiment a UV lamp, ie the gas in the gas discharge lamp 10 When excited, it emits electromagnetic radiation mainly in the UV range. The gas discharge lamp 10 is in a chamber of the microwave applicator 12 arranged, as will be explained in more detail below. The chamber of the microwave applicator 12 is to the transport unit 4 open to the gas discharge lamp 10 emitted electromagnetic radiation in the direction of the transport unit 4 , or a printing material located thereon 2 issue.

Der Mikrowellenapplikator 12 besitzt einen Eingang 14 für Mikrowellen. Benachbart zu dem Eingang 14 ist ein variabler Power-Splitter 16 vorgesehen. Angrenzend an den variablen Power-Splitter 16 ist der Mikrowellenapplikator 12 über Trennelemente 18 in unterschiedliche benachbarte Segmente 20 bis 24 unterteilt. Die Segmente 20 bis 24 sind in Längsrichtung der Gasentladungslampe 10 benachbart zueinander angeordnet. Wie nachfolgend noch näher erläutert wird, ist der variable Power-Splitter 16 in der Lage, die Segmente 20 bis 24 unterschiedlich mit Mikrowellenleistung zu versorgen.The microwave applicator 12 has an entrance 14 for microwaves. Adjacent to the entrance 14 is a variable power splitter 16 intended. Adjacent to the variable power splitter 16 is the microwave applicator 12 via separating elements 18 into different adjacent segments 20 to 24 divided. The segments 20 to 24 are in the longitudinal direction of the gas discharge lamp 10 arranged adjacent to each other. As will be explained in more detail below, is the variable power splitter 16 capable of the segments 20 to 24 to provide different microwave power.

In den jeweiligen Segmenten 20 bis 24 sind jeweils Abstimmelemente 28, beispielsweise in der Form von Stellstiften vorgesehen. Die Segmente 20 bis 24 besitzen jeweils dieselbe Abmessung in Längsrichtung der Lampe und sind bezüglich der Gasentladungslampe 10 symmetrisch angeordnet. Obwohl in 1 fünf Segmente 20 bis 24 dargestellt sind, sei bemerkt, dass natürlich auch eine hiervon abweichende Anzahl von Segmenten vorgesehen sein kann.In the respective segments 20 to 24 are each tuning elements 28 , For example, provided in the form of parking pins. The segments 20 to 24 each have the same dimension in the longitudinal direction of the lamp and are relative to the gas discharge lamp 10 arranged symmetrically. Although in 1 five segments 20 to 24 are shown, it should be noted that, of course, a deviating number of segments may be provided.

Die Gasentladungslampe 10 ist unterhalb der Segmente 20 bis 24 innerhalb einer Kammer des Mikrowellenapplikators 12 angeordnet. Unterhalb der Gasentladungslampe 10 ist ein Abschirmgitter 30 vorgesehen, das eine von der Gasentladungslampe 10 ausgehende UV-Strahlung im Wesentlichen ungehindert durchlässt, die Mikrowellenstrahlung jedoch nicht hindurchtreten lässt. Dies kann beispielsweise durch eine geeignete Auswahl der Maschenweite des Gitters 30 erreicht werden.The gas discharge lamp 10 is below the segments 20 to 24 within a chamber of the microwave applicator 12 arranged. Below the gas discharge lamp 10 is a shielding grid 30 provided, one of the gas discharge lamp 10 emits substantially unhindered outgoing UV radiation, but does not allow the microwave radiation to pass through. This can be done, for example, by a suitable selection of the mesh size of the grid 30 be achieved.

Um die erzeugte elektromagnetische Strahlung möglichst vollständig zu nutzen, kann die Kammer des Mikrowellenapplikators 12 hinsichtlich ihrer Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit so auszugestalten sein, dass in Richtung der Innenwände der Kammer abgegebene elektromagnetische Strahlung wenigstens teilweise in Richtung der Transporteinheit 4 reflektiert wird. Hierzu können die Innenwände der Kammer und/oder sich darin befindliche Elemente beispielsweise mit Aluminium (spiegelnd reflektierend) und/oder PTFE (diffus reflektierend) beschichtet sein. Das komplette Auskleiden des Innenraumes des Applikators mit PTFE hätte den weiteren Vorteil, dass sich der Applikator nur unwesentlich erwärmt.In order to use the generated electromagnetic radiation as completely as possible, the chamber of the microwave applicator 12 be designed in terms of their geometry and surface finish so that emitted in the direction of the inner walls of the chamber electromagnetic radiation at least partially in the direction of the transport unit 4 is reflected. For this purpose, the inner walls of the chamber and / or elements located therein may be coated, for example, with aluminum (specularly reflecting) and / or PTFE (diffusely reflecting). The complete lining of the interior of the applicator with PTFE would have the further advantage that the applicator heats up only insignificantly.

Beispiele für geeignete Geometrien für spiegelnd reflektierende Oberflächen sind elliptisch (Focuslinie auf der Transporteinheit 4 bzw. auf einem sich darauf befindlichen Bedruckstoff 2) oder parabelförmig (die vom Reflektor reflektierte Strahlung ist im wesentlichen gleichförmig verteilt). Beispielsweise könnte auf der der Öffnung abgewandten Seite der Gasentladungslampe 10 ein für Mikrowellen transparenter, für die elektromagnetische Strahlung der Gasentladungslampe reflektierender Reflektor vorgesehen sein, wie durch die strichpunktierte Linie 32 in 2 angedeutet ist. Dieser könnte beispielsweise aus PTFE bestehen.Examples of suitable geometries for specularly reflective surfaces are elliptical (focus line on the transport unit 4 or on a printing material located thereon 2 ) or parabolic (the radiation reflected from the reflector is substantially uniformly distributed). For example, could on the side facing away from the opening of the gas discharge lamp 10 a microwave-transparent, for the electromagnetic radiation of the gas discharge lamp reflective reflector may be provided, as by the dashed line 32 in 2 is indicated. This could for example consist of PTFE.

Eine besonderes einfache Variante wäre es die Innenwände des Applikators mit einer ca. 0,5 mm dicken Schicht aus PTFE zu versehen und zusätzlich in dem Übergangsbereich vom Power-Splitter 16 zu den Segmenten 20 bis 24 eine ca. 2–5 mm dicke PTFE-Platte einzubringen. Zusätzlich kann auch das Abstimmelement mit einer 0,5 mm starken Schicht aus PTFE versehen werden.A particularly simple variant would be to provide the inner walls of the applicator with a 0.5 mm thick layer of PTFE and in addition in the transition region of the power splitter 16 to the segments 20 to 24 to introduce a 2-5 mm thick PTFE plate. In addition, the tuning element can also be provided with a 0.5 mm thick layer of PTFE.

Der Betrieb der Fixiervorrichtung 1 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren noch näher erläutert.The operation of the fixing device 1 will be explained in more detail with reference to the figures.

Für eine Fixierung eines auf einem Bedruckstoff 2 befindlichen Druckmediums wird der Bedruckstoff über die Transporteinheit 4 unter der Strahlungsquelle 6 hindurch bewegt. Bei dem Druckmedium handelt es sich beispielsweise um einen UV-vernetzbaren Toner. Dabei wird der Bedruckstoff 2 quer zur Längserstreckung der Gasentladungslampe 10 bewegt, wie durch den Pfeil A in 2 angedeutet ist.For fixing one on a substrate 2 located printing medium is the substrate via the transport unit 4 under the radiation source 6 moved through. The printing medium is, for example, a UV-crosslinkable toner. This is the substrate 2 transverse to the longitudinal extent of the gas discharge lamp 10 moved as indicated by the arrow A in 2 is indicated.

Die Gasentladungslampe 10 wird zunächst in geeigneter Weise über den Mikrowellenapplikator 12 während einer nicht näher beschriebenen Zündsequenz gezündet, d. h. das in der Gasentladungslampe 10 befindliche Gas wird derart erregt, dass es ein UV-Strahlung abgebendes Plasma bildet. Anschließend wird über den variablen Power-Splitter 16 die jeweils in den Segmenten 20 bis 24 eingeleitete Mikrowellenstrahlung eingestellt. Dabei wird die Mikro wellenleistung in den jeweiligen Segmenten 20 bis 24 derart eingestellt, dass das in der Gasentladungslampe 10 befindliche Gas abschnittsweise (entsprechend den jeweiligen Segmenten 20 bis 24) unterschiedlich mit Mikrowellenstrahlung beaufschlagt wird. Die Gasentladungslampe 10 wird somit in ihrer Längsrichtung abschnittweise mit unterschiedlicher Leistung betrieben. Um leistungsabhängige Impedanzänderungen des Fluidgases der Gasentladungslampe zu kompensieren, werden die Abstimmelemente 28 in den jeweiligen Segmenten 20 bis 24 dementsprechend eingestellt.The gas discharge lamp 10 is initially suitably over the microwave applicator 12 ignited during an unspecified ignition sequence, ie in the gas discharge lamp 10 Gas is excited so that it forms a UV-emitting plasma. Subsequently, via the variable power splitter 16 each in the segments 20 to 24 introduced microwave radiation set. This is the micro wave power in the respective segments 20 to 24 set such that in the gas discharge lamp 10 Gas in sections (corresponding to the respective segments 20 to 24 ) is applied differently with microwave radiation. The gas discharge lamp 10 is thus operated in sections in its longitudinal direction with different power. To power-dependent impedance changes of the fluid gas of the gas Discharge lamp to compensate, the tuning elements 28 in the respective segments 20 to 24 set accordingly.

Die Anregung des Gases der Gasentladungslampe in den unterschiedlichen Bereichen hängt von der jeweiligen elektrischen Feldstärke in den jeweiligen Segmenten 20 bis 24 ab. Da die abgegebene Strahlungsleistung der UV-Lampe in den jeweiligen Bereichen proportional zum elektrischen Feld im Applikator ist, verändert sich nun die Strahlungsleistung der UV-Lampe über die Länge hinweg.The excitation of the gas of the gas discharge lamp in the different regions depends on the respective electric field strength in the respective segments 20 to 24 from. Since the emitted radiation power of the UV lamp in the respective areas is proportional to the electric field in the applicator, now the radiant power of the UV lamp changes over the length of time.

3A zeigt ein beispielhaftes Abstrahlungsprofil der UV-Lampe in den jeweiligen, den Segmenten 20 bis 24 entsprechenden Bereichen der Gasentladungslampe 10. Bei dem dargestellten Abstrahlungsprofil wurde über die Segmente 20 und 24 eine höhere Mikrowellenleistung in die äußeren Bereiche der Gasentladungslampe eingekoppelt, so dass die Strahlungsleistung höher als in den innen liegenden Bereichen ist. 3A shows an exemplary radiation profile of the UV lamp in the respective segments 20 to 24 corresponding areas of the gas discharge lamp 10 , In the illustrated radiation profile was over the segments 20 and 24 a higher microwave power coupled into the outer regions of the gas discharge lamp, so that the radiation power is higher than in the inner areas.

Hieraus ergibt sich jedoch auf der Oberfläche des Bedruckstoffs 2 ein Bestrahlungsprofil, wie es in 3B dargestellt ist, d. h. über die Breite des Bedruckstoffs 2 hinweg trifft im Wesentlichen gleichmäßig UV-Strahlung auf. Obwohl in der 3B im Wesentlichen ein Kastenprofil für die Bestrahlung auf der Oberfläche des Bedruckstoffs 2 angedeutet ist, sei bemerkt, dass ein solches Kastenprofil nicht notwendigerweise in der dargestellten Form erreicht werden kann. Über eine stärkere Ansteuerung der Außenbereiche der Gasentladungslampe 10 lässt sich jedoch wesentlich ein Randabfall der Bestrahlungsleistung auf der Bedruckstoffoberfläche 2 reduzieren. Hierbei kann auch eine entsprechende Ausgestaltung eines Reflektors, wie er etwa bei 32 in 2 angedeutet ist, beitragen.This, however, results on the surface of the printing material 2 an irradiation profile, as in 3B is shown, ie across the width of the substrate 2 time, UV radiation is substantially uniform. Although in the 3B essentially a box profile for the irradiation on the surface of the printing substrate 2 is indicated, it should be noted that such a box profile can not necessarily be achieved in the illustrated form. Via a stronger control of the outer areas of the gas discharge lamp 10 However, it is possible to significantly reduce the radiation output on the substrate surface 2 to reduce. This can also be a corresponding embodiment of a reflector, such as at 32 in 2 is suggested contribute.

Wenn die Strahlungsquelle 6 in der oben beschriebenen Art und Weise betrieben wird, kann der darunter vorbei bewegte Bedruckstoff 2 über dessen Breite hinweg gleichmäßig mit UV-Strahlung bestrahlt werden.When the radiation source 6 operated in the manner described above, the moving past underneath the printing material 2 be uniformly irradiated with UV radiation across its width.

4 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Gasentladungslampe 10, die in der Fixiervorrichtung 1 gemäß den 1 und 2 eingesetzt werden kann. 4 shows an alternative embodiment of a gas discharge lamp 10 in the fixation device 1 according to the 1 and 2 can be used.

Die Gasentladungslampe 10 besitzt einen langgestreckten Lampenkolben 35. Der Lampenkolben 35 weist Einschnürungen 37 auf, um getrennte Kammern 40 bis 44 innerhalb des Lampenkolbens 35 zu bilden. Die Kammern 40 bis 44 sind jeweils mit einem geeigneten Gas bzw. Gasgemisch gefüllt. Die Kammern 40 bis 44 werden bei der Verwendung in einer Fixiervorrichtung 1 mit den jeweiligen Segmenten 20 bis 24 des Mikrowellenapplikators ausgerichtet.The gas discharge lamp 10 has an elongated lamp bulb 35 , The lamp bulb 35 has constrictions 37 on to separate chambers 40 to 44 inside the lamp bulb 35 to build. The chambers 40 to 44 are each filled with a suitable gas or gas mixture. The chambers 40 to 44 be in use in a fixation device 1 with the respective segments 20 to 24 aligned with the microwave applicator.

Hierdurch könnte ein Übersprechen zwischen benachbarten Bereichen der Gasentladungslampe bei unterschiedlicher Ansteuerung durch den segmentierten Mikrowellenapplikator vermieden oder wenigstens verringert werden. Darüber hinaus ist es möglich, innerhalb der Kammern 40 bis 44 unterschiedliche Gasgemische vorzusehen, die für die Einstellung des Beleuchtungsprofils der Gasentladungslampe 10 optimiert sind. Beispielsweise könnte in den äußeren Kammern 40, 44 ein höherer Gasdruck vorgesehen sein, um in diesen Bereichen eine höhere Leistung zur Verfügung stellen zu können. Alternativ könnten in den jeweiligen Kammern auch unterschiedliche Gase vorgesehen sein, um beispielsweise das UV-Abstrahlungsprofil der Gasentladungslampe 10 über ihre Länge hinweg zu ändern.In this way, a crosstalk between adjacent regions of the gas discharge lamp could be avoided or at least reduced if differently controlled by the segmented microwave applicator. In addition, it is possible within the chambers 40 to 44 provide different gas mixtures, which are necessary for the adjustment of the illumination profile of the gas discharge lamp 10 are optimized. For example, in the outer chambers 40 . 44 a higher gas pressure may be provided to provide higher power in these areas. Alternatively, different gases could be provided in the respective chambers, for example, the UV radiation profile of the gas discharge lamp 10 to change over their length.

Obwohl in 4 Einschnürungen 37 zur Unterteilung der Kammern 40 bis 44 vorgesehen sind, kann der Lampenkolben 35 auch auf unterschiedliche Art und Weise unterteilt sein.Although in 4 constrictions 37 for subdivision of the chambers 40 to 44 are provided, the lamp bulb 35 also be divided in different ways.

5 zeigt eine schematische Schnittansicht durch eine alternative Fixiervorrichtung 1 für ein auf einem Bedruckstoff 2 befindliches Druckmedium. In 5 werden dieselben Bezugszeichen verwendet wie in den vorhergehenden Figuren, sofern gleiche oder ähnliche Elemente beschrieben werden. 5 shows a schematic sectional view through an alternative fixing device 1 for one on a substrate 2 located pressure medium. In 5 the same reference numerals are used as in the preceding figures, as far as the same or similar elements are described.

Die Fixiervorrichtung 1 besitzt eine Transporteinheit 4 sowie eine Strahlungsquelle 6. Die Transporteinheit 4 ist in derselben Art und Weise aufgebaut wie die zuvor beschriebene Transporteinheit 4.The fixing device 1 has a transport unit 4 and a radiation source 6 , The transport unit 4 is constructed in the same manner as the transport unit described above 4 ,

Die Strahlungsquelle 6 besitzt eine Gasentladungslampe 10 des oben beschriebenen Typs sowie zwei benachbarte Mikrowellenapplikatoren 12. Obwohl die Mikrowellenapplikatoren 12 gemäß 5 so dargestellt sind, dass sie mit einem Spalt dazwischen beabstandet sind, können sie auch direkt benachbart sein, d. h. aneinander anliegen. Die Gasentladungslampe 10 ist derart angeordnet, dass sie sich in entsprechenden Kammern der Mikrowellenapplikatoren 12 erstreckt. Die jeweiligen Kammern der Mikrowellenapplikatoren 12 sind zur Transporteinheit 4 hin offen, um von der Gasentladungslampe 10 emittierte elektromagnetische Strahlung in Richtung der Transporteinheit 4 bzw. eines sich darauf befindlichen Bedruckstoffs 2 auszugeben.The radiation source 6 has a gas discharge lamp 10 of the type described above and two adjacent microwave applicators 12 , Although the microwave applicators 12 according to 5 are shown to be spaced with a gap therebetween, they may also be directly adjacent, ie abut each other. The gas discharge lamp 10 is arranged so that they are in corresponding chambers of the microwave applicators 12 extends. The respective chambers of the microwave applicators 12 are to the transport unit 4 open to the gas discharge lamp 10 emitted electromagnetic radiation in the direction of the transport unit 4 or a printing material located thereon 2 issue.

Die Mikrowellenapplikatoren 12 gemäß 5 sind im Wesentlichen baugleich, sodass nachfolgend nur einer der beiden (der linke in 5) im Detail beschrieben wird. Der Mikrowellenapplikator 12 besitzt einen Eingang 14 für Mikrowellen. Benachbart zu dem Eingang 14 ist ein variabler Power-Splitter 16 vorgesehen. Angrenzend an den variablen Power-Splitter 16 ist der Mikrowellenapplikator 12 über Trennelemente 18 in drei unterschiedliche benachbarte Segmente 20 bis 22 unterteilt, die in Längsrichtung der Gasentladungslampe 10 benachbart zueinander angeordnet sind. Der variable Power-Splitter 16 ist in der Lage, die Segmente 20 bis 22 unterschiedlich mit Mikrowellenleistung zu versorgen.The microwave applicators 12 according to 5 are essentially identical, so that only one of them (the left in 5 ) is described in detail. The microwave applicator 12 has an entrance 14 for microwaves. Adjacent to the entrance 14 is a variable power splitter 16 intended. Adjacent to the variable power splitter 16 is the microwave applicator 12 via separating elements 18 in three different neigh bare segments 20 to 22 divided in the longitudinal direction of the gas discharge lamp 10 are arranged adjacent to each other. The variable power splitter 16 is capable of the segments 20 to 22 to provide different microwave power.

In den jeweiligen Segmenten 20 bis 22 sind jeweils Abstimmelemente 28, beispielsweise in der Form von Stellstiften vorgesehen. Der Aufbau des Mikrowellenapplikators 12 gemäß 5 besitzt somit drei Segmente im Gegensatz zu den 5 Segmenten des Mikrowellenapplikators 12 gemäß 1. Ansonsten gleichen sich die Mikrowellenapplikatoren. Die Eingänge 14 der Mikrowellenapplikatoren 12 können mit einer gemeinsamen Mikrowellenquelle oder zwei getrennten mit Mikrowellen beaufschlagt werden. Obwohl in 5 zwei segmentierte Mikrowellenapplikatoren 12 vorgesehen sind, kann natürlich auch eine größere Anzahl von segmentierten Mikrowellenapplikatoren 12 vorgesehen sein. Auch können die Mikrowellenapplikatoren 12 eine andere Anzahl von Segmenten aufweisen.In the respective segments 20 to 22 are each tuning elements 28 , For example, provided in the form of parking pins. The structure of the microwave applicator 12 according to 5 thus has three segments in contrast to the 5 segments of the microwave applicator 12 according to 1 , Otherwise the microwave applicators are the same. The inputs 14 the microwave applicators 12 can be supplied with a common microwave source or two separate microwaves. Although in 5 two segmented microwave applicators 12 are provided, of course, a larger number of segmented microwave applicators 12 be provided. Also, the microwave applicators 12 have a different number of segments.

Die Gasentladungslampe 10 ist unterhalb der Segmente 20 bis 22 innerhalb einer Kammer der jeweiligen Mikrowellenapplikatoren 12 angeordnet. Unterhalb der Gasentladungslampe 10 ist ein Abschirmgitter 30 vorgesehen, das eine von der Gasentladungslampe 10 ausgehende UV-Strahlung im Wesentlichen ungehindert durchlässt, die Mikrowellenstrahlung jedoch nicht hindurchtreten lässt. Dies kann beispielsweise durch eine geeignete Auswahl der Maschenweite des Gitters 30 erreicht werden.The gas discharge lamp 10 is below the segments 20 to 22 within a chamber of the respective microwave applicators 12 arranged. Below the gas discharge lamp 10 is a shielding grid 30 provided, one of the gas discharge lamp 10 emits substantially unhindered outgoing UV radiation, but does not allow the microwave radiation to pass through. This can be done, for example, by a suitable selection of the mesh size of the grid 30 be achieved.

Die Funktionsweise der Fixiervorrichtung 1 gemäß 5 ist im Wesentlichen dieselbe wie die oben beschriebene, wobei eine Einstellung des Strahlungsprofils der Gasentladungslampe 10 hier über die zwei getrennten jeweils segmentierten Mikrowellenapplikatoren erfolgt.The operation of the fixing device 1 according to 5 is substantially the same as that described above, wherein adjustment of the radiation profile of the gas discharge lamp 10 here via the two separate each segmented microwave applicators.

6 zeigt eine schematische Schnittansicht durch eine weitere alternative Fixiervorrichtung 1 für ein auf einem Bedruckstoff 2 befindliches Druckmedium. In 5 werden dieselben Bezugszeichen verwendet wie in den vorhergehenden Figuren, sofern gleiche oder ähnliche Elemente beschrieben werden. 6 shows a schematic sectional view through a further alternative fixing device 1 for one on a substrate 2 located pressure medium. In 5 the same reference numerals are used as in the preceding figures, as far as the same or similar elements are described.

Die Fixiervorrichtung 1 besitzt eine Transporteinheit 4 sowie eine Strahlungsquelle 6. Die Transporteinheit 4 ist in derselben Art und Weise aufgebaut wie die zuvor beschriebene Transporteinheit 4.The fixing device 1 has a transport unit 4 and a radiation source 6 , The transport unit 4 is constructed in the same manner as the transport unit described above 4 ,

Die Strahlungsquelle 6 besitzt eine Gasentladungslampe 10 des oben beschriebenen Typs sowie sieben benachbarte Mikrowellenapplikatoren 52. Obwohl die Mikrowellenapplikatoren 52 gemäß 5 so dargestellt sind, dass sie mit einem Spalt dazwischen beabstandet sind, können sie auch direkt benachbart sein, d. h. aneinander anliegen. Die Gasentladungslampe 10 ist derart angeordnet, dass sie sich durch entsprechende Kammern der 5 innen liegenden Mikrowellenapplikatoren 52 hindurch erstreckt. Die gegenüberliegenden Enden der Gasentladungslampe sind in den entsprechenden Kammern der außen liegenden Mikrowellenapplikatoren 52 aufgenommen. Die jeweiligen Kammer der Mikrowellenapplikatoren 52 sind zur Transporteinheit 4 hin offen, um von der Gasentladungslampe 10 emittierte elektromagnetische Strahlung in Richtung der Transporteinheit 4 bzw. eines sich darauf befindlichen Bedruckstoffs 2 auszugeben.The radiation source 6 has a gas discharge lamp 10 of the type described above as well as seven adjacent microwave applicators 52 , Although the microwave applicators 52 according to 5 are shown to be spaced with a gap therebetween, they may also be directly adjacent, ie abut each other. The gas discharge lamp 10 is arranged such that it passes through corresponding chambers of the 5 internal microwave applicators 52 extends through. The opposite ends of the gas discharge lamp are in the respective chambers of the external microwave applicators 52 added. The respective chamber of the microwave applicators 52 are to the transport unit 4 open to the gas discharge lamp 10 emitted electromagnetic radiation in the direction of the transport unit 4 or a printing material located thereon 2 issue.

Die Mikrowellenapplikatoren 52 gemäß 6 sind im Wesentlichen (mit der Ausnahme von Durchführöffnungen) für die Gasentladungslampe baugleich, sodass nachfolgend nur einer (der linke in 6) beschrieben wird. Der Mikrowellenapplikator 52 besitzt einen Eingang 54 für Mikrowellen und benachbart hierzu eine Kammer 56, in der ein Ende der Gasentladungslampe aufgenommen ist. Die Kammer 56 des Mikrowellenapplikators 52 ist zur Transporteinheit 4 hin offen, um von der Gasentladungslampe 10 emittierte elektromagnetische Strahlung in Richtung der Transporteinheit 4 bzw. eines sich darauf befindlichen Bedruckstoffs 2 auszugeben. Im Bereich der Öffnung der Kammer 56 ist Abschirmgitter 58 vorgesehen, das eine von der Gasentladungslampe 10 ausgehende UV-Strahlung im Wesentlichen ungehindert durchlässt, die Mikrowellenstrahlung jedoch nicht hindurchtreten lässt. Das Abschirmgitter 58 kann, wie dargestellt, ein einziges durchgehendes Gitter für alle Mikrowellenapplikatoren 42 sein. Alternativ kann auch für jede Kammer ein eigenes Gitter vorgesehen sein. Die Mikrowellenapplikatoren können auch ein gemeinsames Gehäuse mit entsprechenden Kammern 56 aufweisen.The microwave applicators 52 according to 6 are essentially identical (with the exception of lead-through openings) for the gas discharge lamp, so that subsequently only one (the left in FIG 6 ) is described. The microwave applicator 52 has an entrance 54 for microwaves and adjacent thereto a chamber 56 in which one end of the gas discharge lamp is accommodated. The chamber 56 of the microwave applicator 52 is to the transport unit 4 open to the gas discharge lamp 10 emitted electromagnetic radiation in the direction of the transport unit 4 or a printing material located thereon 2 issue. In the area of the opening of the chamber 56 is shielding grid 58 provided, one of the gas discharge lamp 10 emits substantially unhindered outgoing UV radiation, but does not allow the microwave radiation to pass through. The screening grid 58 can, as shown, a single continuous grid for all microwave applicators 42 be. Alternatively, a separate grid can also be provided for each chamber. The microwave applicators may also have a common housing with corresponding chambers 56 exhibit.

Die jeweiligen Eingänge 14 sind mit einer gemeinsamen oder separaten Mikrowellenquelle(n) verbunden, die so ausgelegt ist (sind), dass unterschiedliche Mikrowellenleistung an die jeweiligen Eingänge 14 angelegt werden kann.The respective inputs 14 are connected to a common or separate microwave source (s) designed to provide different microwave power to the respective inputs 14 can be created.

Obwohl dies in 6 nicht dargestellt ist, können in den jeweiligen Mikrowellenapplikatoren 52 entsprechende Abstimmelemente, wie die zuvor beschriebenen Abstimmelemente 28, vorgesehen sein. Auch kann eine andere Anzahl von Mikrowellenapplikatoren 52 wie die dargestellte vorgesehen sein, wobei wenigstens zwei vorgesehen sind, um eine unterschiedliche Einbringung von Mikrowellenleistung in unterschiedliche Bereiche der Gasentladungslampe zu ermöglichen.Although this in 6 not shown, may be in the respective microwave applicators 52 corresponding tuning elements, such as the tuning elements described above 28 , be provided. Also may be another number of microwave applicators 52 as provided, wherein at least two are provided to allow differential introduction of microwave power into different regions of the gas discharge lamp.

Die Funktionsweise der Fixiervorrichtung 1 gemäß 6 ist im Wesentlichen dieselbe wie die oben beschriebene, wobei eine segmentweise Einstellung des Strahlungsprofils der Gasentladungslampe 10 hier über die getrennten unsegmentierten Mikrowellenapplikatoren 52 erfolgt.The operation of the fixing device 1 according to 6 is substantially the same as that described above, with a segmented one position of the radiation profile of the gas discharge lamp 10 here about the separate unsegmented microwave applicators 52 he follows.

Die Erfindung wird anhand bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert, ohne auf die konkret dargestellten Ausführungsformen beschränkt zu sein. Insbesondere kann die Strahlungsquelle 6, die ein variables Beleuchtungsprofil vorsehen kann, auch für andere Anwendungen statt einer Fixierung eines Druckmediums auf einem Bedruckstoff eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind die Aushärtung von strahlungsaushärtbaren Klebern. Auch ist es nicht notwendig, dass die Gasentladungslampe hauptsächlich im UV-Spektrum emittiert. Vielmehr kann sie je nach Gasfüllung und Einsatzgebiet auch in unterschiedlichen Strahlungsbereichen emittieren. Darüber hinaus können die obigen Ausführungsformen frei, sofern kompatibel, miteinander kombiniert und einzelne Elemente ausgetauscht werden. Insbesondere ist zum Beispiel auch eine Nebeneinanderordnung von segmentierten und unsegmentierten Mikrowellenapplikatoren denkbar.The invention will be explained in more detail with reference to preferred embodiments of the invention, without being limited to the specific embodiments shown. In particular, the radiation source 6 which can provide a variable illumination profile can also be used for other applications instead of fixing a print medium on a substrate. Examples include the curing of radiation-curable adhesives. Also, it is not necessary for the gas discharge lamp to emit mainly in the UV spectrum. Rather, depending on the gas filling and the area of application, it can also emit in different radiation ranges. Moreover, the above embodiments may be freely combined, if compatible, and individual elements exchanged. In particular, for example, a juxtaposition of segmented and unsegmented microwave applicators is conceivable.

Claims (35)

Strahlungsquelle mit einem Lampenkörper, der mit einem Gas gefüllt ist, das in einem angeregten Zustand elektromagnetische Strahlung emittiert, und mit wenigstens einem Mikrowellenapplikator, der auf den Lampenkörper gerichtet ist, um Mikrowellenenergie in das Gas im Lampenkörper einzubringen, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Mikrowellenapplikator wenigstens zwei Segmente definiert, die auf unterschiedliche Bereiche des Lampenkörpers gerichtet sind, wobei die Mikrowellenausgangsleistung wenigstens eines der Segmente unabhängig von der wenigstens eines anderen Segments einstellbar ist.A radiation source comprising a lamp body filled with a gas which emits electromagnetic radiation in an excited state, and at least one microwave applicator directed to the lamp body for introducing microwave energy into the gas in the lamp body, characterized in that the at least one Microwave applicator defines at least two segments, which are directed to different areas of the lamp body, wherein the microwave output power of at least one of the segments is independent of the at least one other segment adjustable. Strahlungsquelle mit einem Lampenkörper, der mit einem Gas gefüllt ist, das in einem angeregten Zustand elektromagnetische Strahlung emittiert, und mit wenigstens einem Mikrowellenapplikator, der auf den Lampenkörper gerichtet ist, um Mikrowellenenergie in das Gas im Lampenkörper einzubringen, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Mikrowellenapplikator wenigstens zwei Segmente definiert, die auf unterschiedliche Bereiche des Lampenkörpers gerichtet sind, wobei die Mikrowellenausgangsleistung wenigstens eines der Segmente unterschiedlich zu der wenigstens eines anderen Segments ist.Radiation source with a lamp body, the filled with a gas is that in an excited state electromagnetic radiation emitted, and with at least one microwave applicator on the lamp body is directed to introduce microwave energy into the gas in the lamp body, characterized characterized in that the at least one microwave applicator at least defines two segments that are directed to different areas of the lamp body are, wherein the microwave output power of at least one of Segments different from the at least one other segment is. Strahlungsquelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellenausgangsleistung wenigstens eines der Segmente unabhängig von der wenigstens eines anderen Segments einstellbar ist.Radiation source according to Claim 2, characterized that the microwave output power of at least one of the segments independent of the at least one other segment is adjustable. Strahlungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Segmente durch getrennte Mikrowellenapplikatoren definiert werden.Radiation source according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least two of the segments are separated Microwave applicators are defined. Strahlungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Segmente durch einen einheitlichen Mikrowellenapplikator definiert werden, der unterteilt ist.Radiation source according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least two of the segments by a uniform Microwave applicator can be defined, which is divided. Strahlungsquelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente des Mikrowellenapplikators über einen Leistungsteiler mit einer gemeinsamen Mikrowellenquelle verbunden sind.Radiation source according to claim 5, characterized in that that the segments of the microwave applicator via a power divider with a common microwave source are connected. Strahlungsquelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsteiler ein variabler Leistungsteiler ist.Radiation source according to Claim 6, characterized that the power divider is a variable power divider. Strahlungsquelle nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch wenigstens ein Abstimmelement in wenigstens einem der Segmente.Radiation source according to one of claims 5 to 7, characterized by at least one tuning element in at least one of the segments. Strahlungsquelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Abstimmelemente in unterschiedlichen Segmenten unabhängig voneinander einstellbar sind.Radiation source according to claim 8, characterized in that that tuning elements in different segments independently adjustable are. Strahlungsquelle nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit, die die Abstimmelemente in Abhängigkeit von der Mikrowellenausgangsleistung eines jeweiligen Elements einstellt.Radiation source according to claim 9, characterized by a control unit that controls the tuning elements of the microwave output power of each element. Strahlungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lampenkörper ein langgestreckter Lampenkörper ist, und die Segmente auf in Längsrichtung des Lampenkörpers benachbarte Bereiche gerichtet sind.Radiation source according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the lamp body an elongated lamp body is, and the segments in the longitudinal direction of the lamp body are directed adjacent areas. Strahlungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Lampenkörper keine Elektroden zur Anregung des Gases vorgesehen sind.Radiation source according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in the lamp body no electrodes are provided for exciting the gas. Strahlungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lampenkörper eine durchgängige Kammer zur Aufnahme des Gases besitzt.Radiation source according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the lamp body a consistent Has chamber for receiving the gas. Strahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Lampenkörper wenigstens zwei getrennte Kammern zur Aufnahme des Gases besitzt.Radiation source according to one of claims 1 to 12, characterized in that the lamp body at least two separate Has chambers for receiving the gas. Strahlungsquelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern des Lampenkörpers mit den Segmenten des Mikrowellenapplikators ausgerichtet sind.Radiation source according to Claim 14, characterized that the chambers of the lamp body aligned with the segments of the microwave applicator. Strahlungsquelle nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass in den getrennten Kammern unterschiedliche Gaszusammensetzungen vorgesehen sind.Radiation source according to claim 14 or 15, characterized characterized in that in the separate chambers different Gas compositions are provided. Strahlungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle elektromagnetische Strahlung hauptsächlich im UV-Bereich emittiert.Radiation source according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the radiation source is electromagnetic radiation mainly in the Emitted UV range. Strahlungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente bezüglich einer Längsmittelebene des Mikrowellenapplikators symmetrisch angeordnet sind.Radiation source according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the segments with respect to a longitudinal center plane the microwave applicator are arranged symmetrically. Strahlungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei Segmente vorgesehen sind.Radiation source according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least three segments are provided. Strahlungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente jeweils eine Breite zwischen 30 und 60 mm haben.Radiation source according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the segments each have a width between 30 and have 60 mm. Strahlungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens ein für die elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen durchlässiges, die Mikrowellenstrahlung abschirmendes Element, wobei das Element auf einer dem Mikrowellenapplikator abgewandten Seite des Lampenkörpers angeordnet ist.Radiation source according to one of the preceding claims, characterized through at least one for the electromagnetic radiation is substantially permeable, the microwave radiation shielding element, wherein the element arranged on a side facing away from the microwave applicator of the lamp body is. Strahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrowellenapplikator als Resonator ausgebildet ist.Radiation source according to one of claims 1 to 18, characterized in that the microwave applicator as a resonator is trained. Vorrichtung zum Fixieren eines Druckmediums auf einem Bedruckstoff, mit einer Strahlungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer Transporteinheit zum Transport des Bedruckstoffs an der Strahlungsquelle vorbei, wobei die Transporteinheit eine Transportrichtung definiert, die Strahlungsquelle quer zur Transportrichtung angeordnet ist und die Segmente des Mikrowellenapplikators quer zur Transportrichtung benachbart sind.Device for fixing a print medium a printing material, with a radiation source according to one of the preceding Claims and a transport unit for transporting the printing material at the radiation source past, wherein the transport unit defines a transport direction, the radiation source is arranged transversely to the transport direction and the segments of the microwave applicator transversely to the transport direction are adjacent. Verfahren zum Einstellen eines Abstrahlungsprofils einer mit Gas gefüllten Entladungslampe, bei dem in wenigstens zwei unterschiedlichen Bereichen der Entladungslampe das Gas unterschiedlich mit Mikrowellen zur Emission angeregt wird.Method for setting a radiation profile a gas-filled one Discharge lamp, in which in at least two different areas the discharge lamp differentiates the gas with microwaves Emission is stimulated. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass in den unterschiedlichen Bereichen der Entladungslampe unterschiedliche Mengen an Mikrowellenenergie in das Gas eingekoppelt werden.Method according to Claim 24, characterized that in the different areas of the discharge lamp different Quantities of microwave energy are coupled into the gas. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellen für die unterschiedlichen Bereiche über eine gemeinsame Mikrowellenquelle und einen Leistungsteiler bereitgestellt werden.Method according to one of claims 24 to 25, characterized that the microwaves for the different areas over provided a common microwave source and a power divider become. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellen für die unterschiedlichen Bereiche über eine separate Mikrowellenquelle bereitgestellt werden.Method according to one of claims 24 to 25, characterized that the microwaves for the different areas over a separate microwave source is provided. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellen in den jeweiligen Bereichen in Abhängigkeit von der in den jeweiligen Bereich eingekoppelten Menge an Mikrowellenenergie auf das Gas in dem Bereich abgestimmt werden.Method according to one of Claims 24 to 27, characterized that the microwaves depend on each area from the quantity of microwave energy coupled into the respective area be tuned to the gas in the area. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungslampe eine langgestreckte Konfiguration besitzt und in in Längsrichtung der Entladungslampe benachbarten Bereichen Gas unterschiedlich mit Mikrowellen zur Emission angeregt wird.Method according to one of claims 24 to 28, characterized that the discharge lamp has an elongated configuration and in the longitudinal direction The discharge lamp adjacent areas gas with different Microwave is excited to emission. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens drei in Längsrichtung benachbarten Bereichen Gas unterschiedlich mit Mikrowellen zur Emission angeregt wird.Method according to claim 29, characterized that in at least three longitudinally adjacent areas of gas different from microwaves for emission is stimulated. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass in außen liegenden Bereichen der Entladungslampen mehr Mikrowellenenergie in das Gas eingekoppelt wird als in innen liegenden Bereichen.Method according to claim 30, characterized that in the outside lying areas of the discharge lamps more microwave energy is coupled into the gas as in internal areas. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas ausschließlich über die Mikrowellen zur Emission angeregt wird.Method according to one of claims 24 to 31, characterized that the gas exclusively on the Microwave is excited to emission. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas hauptsächlich zur Emission im UV-Bereich angeregt wird.Method according to one of claims 24 to 32, characterized that the gas is mainly is excited for emission in the UV range. Verfahren zum Fixieren eines Druckmediums auf einem Bedruckstoff, bei dem das Fixieren wenigstens teilweise mit elektromagnetischer Strahlung erfolgt, die von einer mit Gas gefüllten Entladungslampe emittiert wird, mit folgenden Verfahrensschritten: – Transportieren des Bedruckstoffs entlang einer Transportrichtung an der Entladungslampe vorbei, – Anregen des Gases in der Entladungslampe mit Mikrowellen, wobei in wenigstens zwei unterschiedlichen quer zur Transportrichtung benachbarten Bereichen der Entladungslampe das Gas unterschiedlich mit Mikrowellen zur Emission angeregt wird.Method for fixing a print medium on a Substrate, wherein the fixing at least partially with electromagnetic Radiation occurs that emits from a gas-filled discharge lamp becomes, with the following procedural steps: - Transport of the printing material along a transport direction past the discharge lamp, - Stimulate of the gas in the discharge lamp with microwaves, wherein in at least two different transverse to the direction of transport areas the discharge lamp differentiates the gas with microwaves Emission is stimulated. Verfahren nach Anspruch 34 in Kombination mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 33.A method according to claim 34 in combination with a method according to any one of claims 24 to 33.
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