CN1112612C - 加热器及应用该加热器的图象加热装置 - Google Patents

Abstract

具有加热器和塑性膜的图象加热装置，该膜与该加热器在一面相接触而与未定象的色剂图象在膜的另一面接触，于是热量从加热器穿过该塑性膜传向该色剂图象，该加热装置在加热器与塑性模界面上具有硬质碳膜，含非晶形碳膜或钻石状碳膜，以便改进滑动性能和耐久性。

Description

加热器及应用该加热器的 图象加热装置

本发明涉及诸如复印机、激光打印机之类的图象形成设备，并更具体地涉及了适用于对未定象图象加热的加热器与图象加热装置。

应用固定加热器及在该加热器上滑动的膜片的图象加热装置是在美国专利No.5,149,941中作为例如提出的，如图51所示。图51中示出加热器500，在加热器500上滑动的膜片505，用于驱动膜片505的驱动滚轮506，从动滚轮507，以及通过膜片505与加热器500接触的加压滚轮508。加热器500具有衬底501，电阻层502设在衬底501上并可以通过电流产生热，用于防护该电阻层502的绝缘防护层503，以及用以支撑以上器件的支架504。

未定象的图象的热定象是该加热器通过其上的绝缘防护层和该膜片滑动接触面传导热量而完成的。但是，由于绝缘防护层和膜片之间的滑动接触，在滑动总距离达60km左右时该膜片常出现严重的磨损。磨损所产生的粉末无规则地沉积在驱动该膜片的滚轮上。结果，该膜片的驱动速度变得不规则，于是未定象的图象的定象也变得不规则。

本发明的目的在于提供一种装有相对于膜片的滑动性能优越的防护层的加热器，以及图象加热装置。

本发明提供了一种加热器，包括：一个绝缘衬底；在上述绝缘衬底上，装有一个电阻层并适于在通电时产生热；并且用于保护上述电阻层的一个防护层；其中上述的防扩层至少在其表面上包括：一外硬质碳膜，氢含量为10-40at.％的氢化非晶碳膜或，钻石状碳层。

本发明提供了一种图象加热装置，包括：一个加热元件；以及一个膜，它的一面同该加热元件一起滑动，且它的另一面与一记录材料上的一图象接触。其中记录材料上的图象是由从上述的热元件通过该膜提供的热而被加热的，并且一个硬质碳膜，一个氢含量为10-40at.％的氢化非晶碳膜或一个钻石状碳层存在于该加热元件和该膜之间的一个滑动部位上。

图1是本发明的加热器在加热电阻一侧所看的平面图；

图2是本发明的加热器由后侧所见的平面图；

图3是利用实施本发明的加热器的一个定象装置的截面视图；

图4A到图4E是实施本发明的加热器的诸局部视图；

图5是一个装置的视图，它用于形成本发明一个实施例中的硬质碳膜；

图6是一个应用本发明另一个实施例的加热器的定象装置的截面视图；

图7是用于形成本发明另一实施例中硬质碳膜的设备的视图；

图8是本发明的另一实施例中用于形成硬质碳膜的设备的视图；

图9与10是利用本发明另外的实施例的加热器的定象装置的剖视图；

图11A到图11E是本发明另一实施例的加热器的局部剖视图；

图12是用于在本发明的另一实施例中形成DLC膜的视图；

图13用于在本发明的另一实施例中形成a-C∶H膜的设备的视图；

图14应用本发明另一实施例的加热器的定象装置的剖视图；

图15A到15E是本发明另一实施例的加热器的局部剖视图；

图16到18是应用本发明另一些实施例的加热器的定象装置的剖视图；

图19A到19E是本发明另一实施例的加热器的局部剖视图；

图20是用于本发明另一实施例中形成DLC膜的设备视图；

图21是用于本发明另一实施例中形成a-C∶H膜的设备的视图；

图22与23是应用本发明的另一些实施例的加热器的定象装置的剖视图；

图24A到24E是本发明另一实施例加热器的诸局部剖视图；

图25是用于本发明另一实施例中形成DLC膜的设备的视图；

图26是用于本发明的另一实施例中形成a-H∶C膜的设备的视图；

图27A是应用本发明另一实施例的加热器的定象装置的剖视图；

图27B是表示本发明的添加金属成份与摩擦系数之间关系的图示；

图28A到28E是本发明另一实施例的加热器的诸局剖视图；

图29是用于本发明的另一实施例中形成DLC膜的设备的视图；

图30是应用本发明的另一实施例的加热器的定象装置的剖视图；

图31与32表明了用于本发明的其他实施例中形成a-C∶H膜的设备的视图；

图33是应用本发明的另一实施例的加热器的定象装置的剖视图；

图34A到图34E本发明的另一实施例的加热器的诸局部剖视图；

图35是用于本发明的另一实施例中形成DLC膜的设备的视图；

图36是应用本发明的另一实施例加热器的定象装置的剖视图；

图37是用于本发明另一实施例中形成a-C∶H膜的设备的视图；

图38用于本发明的另一实施例中形成a-C∶H膜的设备的视图；

图39是应用本发明的又一实施例的加热器的定象装置的剖视图；

图40是表示本发明的钻石晶体的Raman光谱的图示；

图41应用本发明另一实施例的加热器的定像装置的剖视图；

图42A到图42F是本发明的另一实施例的加热器的诸局部剖视图；

图43是用于本发明的另一实施例中形成钻石的设备的视图；

图44是用于本发明的另一实施例中形成钻石的设备的视图；

图45是应用本发明的又一实施例的加热器定象装置的剖视图；

图46A到46E是本发明另一实施例的加热器的诸局部剖视图；

图47是用于本发明的另一实施例中形成DLC膜的设备的视图；

图48是用于本发明的另一实施例中形成a-C∶H膜的设备的视图；

图49是用于本发明的另一实施例中形成硬质碳膜的设备的视图；

图50是用于本发明的另一实施例中形成硬质碳膜的设备的视图；以及

图51是传统的定象装置的视图。

对本发明将通过附图中所示较佳实施例予以描述。

本发明的一个加热器如图1与2中所示，分别为从加热电阻器一侧以及后侧(衬底)所视。

参见图1与2，加热器1装有：高热阻低热容的薄型电绝缘衬底或基底2，在衬底2的表面(表面一侧)的横向的中心沿其纵向所形成的狭窄的直形条纹的电加热元件3，在衬底表面上加热电阻两端所形成的电极端子(连接端子)4、5，由(例如)玻璃形成并复盖在衬底2的表面，压住该加热电阻的电绝缘防护层6，以及在衬底2的另一表面(后侧)形成的诸如热敏元件之类的温度探测元件7。衬底2由(例如)Al₂O₃，AlN或SiC等陶瓷板组成，其宽度为10mm，厚为1mm，长为240mm。加热电阻器3为Ag/Pd(银-钯合金RuO₂或Ta₂N成型层，通过网板印刷然后在空气中烧结形成10μm厚1mm宽的镀层。电极端子4、5为(例如)Ag成型层，通过网板印刷形成厚为10μm的镀层，然后在空气中烧结。电极4、5通过(未示出的)连接器连接到导线上接电源。

为了保持和控制加热器1的定象表面的温度，加热电阻3其剖面位于定象夹15的横向大约中心的位置。加热器1在其电绝缘防护层6的侧面与滑动膜保持接触。由AC电源12供电的电压加在加热电阻器3的电极端子4、5之间，以便对加热电阻器加热，从而加热器1的温度上升。

加热器1的温度由位于衬底背面的温度探测元件7探测，所探测到的信息反馈给一个电源控制电路以便对来自AC的电源12和加热电阻器3的供电加以控制，从而维持该加热器在预定的温度。加热器1的温度探测元件7装设在衬底背侧上对应于成象表面最佳热反应位置的位置上，也就是该衬底表侧上加热电阻3的位置。

首先对于按照本发明在绝缘防护膜或加热器加热电阻上形成硬质碳膜进行说明。

本发明的硬质碳膜宏观上具有非晶形结构，由SP²，SP³键碳原子组成，并几乎是无氢的，在含氢时也不超过1at.(原子)％。该硬质碳膜密度在大于石墨(2.26g/cm³)而小于钻石(3.51g/cm³)范围之内。而且该硬质碳膜的物理性质例如可由以下表达：硬度为2000-5000kg/mm²，摩擦系数μ＜0.2且电阻率(体电阻率)为10⁵-10¹¹Ωcm。

用于本发明的硬质碳膜例如可由以下工艺形成：等离子喷镀，离子束喷镀，离子束蒸发，离子束混合，离子电镀，集簇离子束，离子植入，电弧放电或激光蒸发。用于这些方法的固体状碳源可以是高纯石墨或玻璃状碳。当诸如甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、苯或乙炔等碳轻化合物；或诸如甲撑氯化物、三氯甲烷或三氯乙烷等卤代烃；或诸如甲醇或乙醇等醇类；或诸如(CH₃)₂CO或(C₆H₅)₂CO等酮类；或CO或CO₂等用作气体碳源时，在整体分离之后用作碳离子束。而且用作辅助离子束的原料气体可以是He，N₂，O₂，H₂O，Ar，Ne，Kr，或Xe。

在加热器绝缘防护膜或加热电阻上形成的该硬质碳膜的厚度可以在几个nm(纳米)到几十微米范围之内，最好是从几十纳米到几个微米范围内，因为薄于几个纳米的膜不能形成足够的润滑或绝缘能力，而厚于几十微米的膜则由于膜的应力易从衬底上剥落。在加热电阻上直接成膜的情况下，则需要高电阻膜以保证足够的绝缘性能。在形成膜时，几纳米到几百纳米的厚度为较佳，因为薄于几纳米不能提供足够的润滑作用，而厚于几百纳米会导致碳膜从塑料膜上上剥落或由于碳膜中的应力而产生塑料膜的卷曲。如果在上述碳膜的较佳厚度范围内，塑料膜仍然卷曲，则可在该塑料膜两侧都形成硬质碳膜。

该硬质碳膜密度如前所述在石墨与钻石之间，但实际需要等于或高于2.0g/cm³。密度小于2.0g/cm³的膜，由于SP²-键(石墨)成分含量的增加，硬度低，电阻低并且附着强度低，因而不适于用作本发明的润滑防护膜。

本发明的润滑防护膜不仅可在绝缘防护膜上形成或可在加热器的加热电阻器上生成或在塑料膜上形成，而且可在加热器与塑料膜接触的支持部分形成，从而进一步改进了加热器与膜片之间的滑动性能。

本发明旨在改进加热器与膜片之间的摩擦阻力和滑动性能，这是通过在加热器与塑料膜接触的加热器的绝缘防护膜或加热电阻上通过气态合成法而形成作为润滑防护层的硬质碳膜实现的。从而延长了加热器的工作寿命。

实施例1

图3是应用实施本发明的加热器的热定象装置放大了的局部剖视图，其中加热器1通过隔热加热器支撑器8由加热器支撑部件9支撑。在加热器1中装有以下器件：陶瓷衬底2，由Ag/Pd构成的加热电阻器3，玻璃状绝缘防护层6，在上述绝缘防护层6上形成的硬质碳膜18，以及测温元件7。耐热膜10例如由厚为10μm左右的聚酰亚胺构成环状无端头带子或延伸的网状物。可旋转的压力滚轮11是作为把该膜压向加热器1的压力元件。

膜片10以预定的速度在箭头所指的方向上旋转或运动，与加热器支架8的边缘保持接触同时通过驱动元件(未示出)或通过加压滚轮11的转动力在加热器1的表面滑动而与该表面保持密合接触。加热电阻3被供电以便把加热器加热到预定温度，并且在膜片10一侧其上保有未定象色剂图象的记录材料16插入到定象夹部件15，该部件所处状态使得膜片10可被运动。于是记录材料16被保持与膜片10可被运动。于是记录材料16被保持与膜片10的接触并将定象夹部件15与膜片10一起传动。在该传动过程中，热能从加热器1通过膜片10供给记录材料16，以便通过熔化在记录材料16上使得未定象色剂图象17定象。

图4A到4E是第一实施例加热器概略剖视图，其中表示出由Cu构成的电极端子4，5；加热器支架8；电极接头12；AuSi焊料13；以及导线14。

本实施例的加热器的制备首先是通过网板印刷在Al₂O₃衬底2上涂敷Ag/Pd糊剂，然后在空气中焙烧。加热电阻3在阻值经测量后调整到所需要的阻值。然后Cu糊剂通过网板印刷涂敷，并且通过在受控局部氧压之下的焙烧而形成电极端子4，5(图4A)。然后通过网板印刷涂敷低温发退火铅硅玻璃形成绝缘防护膜6，之后在空气中焙烧(图4B)。接着就通过DC喷镀形成厚度为500nm的硬质碳膜(图4C)。图5是用以形成该硬质碳膜的DC磁腔管喷镀设备的略图，其中表示出了真空箱40；衬底41；纯度达99.99％的石墨靶极；气体输入系统43；DC电源44；以及一个真空抽排系统45。在真空箱被抽排到1×10^-7Torr(乇)之后，Ar从气体输入系统被输入到压强为0.9Pa。衬底保持在室温，并使用放电功率为50W以及衬底-石墨极距离为40mm。在该膜片形成之前，以300W进行石墨极预喷镀达20分钟。当在该同样条件下所制备的膜片经HFS(氢前向散射光谱测定法，下同)分析，氢浓度为O原子％。该膜片硬度经薄膜硬度计测量为2200kg/mm²维氏碍度。摩擦性质通过针顶盘方法值测。所进行的测量中空气相对温度为45％，使用轴承钢(suJ2)球(5mm直径)作为顶针，加载为2.2N且滑动速度为0.04m/s。由RBS(Rutherford背散射光谱测定法)测定的密度为2.88g/cm³。

铜合金的电极接头12与陶瓷衬底2以AuSi焊料13焊接(图4C)。然后导线14通过加压与电极接头12连接。并且加热器1附着在加热器支架8上(图4D与4E)。在制备加热器1时，电极端子4，5的表面内镀Au以便改进与钎焊剂的可浸性，从而达到连接的稳定可靠性。电极接头也可不用铜合金而用柯阀合金，42合金或磷青铜制成。焊料最好有至少为250℃的熔点，并可替代AuSi而由AuGe或AuSn构成。而且通过在焊接操作之前向Cu电极端子闪镀Au，Ni或Au/Ni以便防止氧化和污染可达到焊接的更加牢固性。Ni层是为了防止过多的Cu混入焊料。

如此制备的热定象装置不会由于加热器与塑料膜之间的摩擦而形成磨损粉末，从而可长时间保持稳定的滑动性能。

实施例2

图6是应用实施本发明的加热器的热定象装置的放大局剖视图，其中与图3中相同的部件由相同的标号表示，并在以下不再说明。图6中示出一个沟槽G和一个硬质碳膜18。

用于形成加热电阻的尺寸为350mm×2mm×12μm的沟槽与实施例1中相同的Al₂O₃衬底上机械成形。沟槽中，Ag/Pd糊剂通过网板印刷被涂敷到11μm厚，然后在空气中焙烧。然后加热电阻器3在电阻经测定后被调整到所需的电阻。然后该衬底放入喷镀设备之中(未示出)，并且W(钨)层3a在电阻层上形成1μm的厚度以防止Ag/Pd与C的彼此相混合。相继地，厚度为600nm的硬质碳膜用图7中所示的双元离子束喷镀设备形成，其中表示出了一个真空箱20；喷镀离子源21；辅助离子源22；石墨电极23；衬底24；气体输入系统25；以及真空抽排系统26。在真空箱抽排到1×10^-7Torr之后，Ar以20sccm(标准立方厘米)从气体输入系统输入到离子喷镀源以辅助离子源到4×10^-4Torr的气压。石墨电极通过具有离子能量为1KeV以及离子流密度为4mA/cm²的Ar离子束的喷镀离子源被喷镀，同时该衬底被具有离子能量为200eV以及离子流密度为0.1mA/cm²的Ar离子束的辅助离子源所辐射。如同在实施例1中经薄膜硬度计的测量，该膜的硬度为2500kg/mm²维氏硬度。摩擦特性由针顶盘方法估测。在以下条件下测量的摩擦系数为0.08：空气相对湿度为50％，应用轴承钢(SUJ₂)球(5mm直径)作为顶针，加1.0N负载，并且滑动速度为0.04m/s。由RBS(卢瑟福背散光谱测定法)所测的密度为2.6g/cm³，膜中氢深度以HFS测量小于1原子％。接下来通过向电极端头连接电极接头和导线并装入如实施例1中的加热器支架而完成了该加热器。

结果，应用装有一个如此制成的加热器的·热定象装置如实施例1中那样也获得了稳定的定象能力和耐久性。记录材料的热定象过程按照与实施例1中相同方式进行。

实施例3

以类似于实施例1的方式在绝缘防护层上形成作为润滑防护膜的硬质碳膜。图8是实施例1中所用的DC磁控管喷镀设备的略图，其中增加了一个辅助离子源，图中示出了以下部件：真空箱30；辅助离子束源31；离子化箱32；气体输入系统33；离子束抽取电极34；衬底35；石墨靶极36；抽空系统37；以及DC电源38。真空箱被抽空到1×10^-7Torr之后，Ar从气体输入系统输入到真空箱，并且辅助离子源分别以100sccm与35sccm输入达到气压6×10^-2Pa。石墨以1Kw的放电功率喷镀，并且衬底同时由来自辅助离子源的离子能量为300eV与离子流密度为0.2mA/cm³的Ar离子束辐射，从而形成500nm厚的硬质碳膜。

如实施例1中那样以薄膜硬度计测得的膜硬度为2700kg/mm²维氏硬度。摩擦性质由针顶般方法估测。摩擦系数为0.07，其测量在以下条件下进行：相对空气湿度为45％，使用轴承钢(SUJ₂)球(直径5mm)作为顶针，加载1.0N且滑动速度为0.04m/s。按RBS测定的密度为2.8g/cm³，且膜中氢的浓度按HFS测定小于1原子％。将电极接头与导线接到电极端子并将加热器装到加热器支架上，加热器即告完工。

结果是，应用装有如此得到的加热器的热定象装置，如同实施例1中那样而获得了稳定的定象功能和耐久性。记录材料的热定象过程如同在实施例1中类似的方式进行。

实施例4

450nm厚的硬质碳膜在类似于实施例1中的条件下在加热器的绝缘防护膜上形成，但有以下不同之处，来自辅助离子源的Ar离子束的离子流密度固定在0.2mA/cm²，而离子能量在0-500eV范围内变化。这样制备的加热器样品1-4接受以下项目检测：氢浓度，膜硬度，电阻(体电阻率)与摩擦系数。所得结果汇总于表1之中。氢浓度由HFS测量，密度按RBS测量，硬度以薄膜硬度计测量，电阻用4探针方法测量，以及摩擦系数在与实施例3中相同的条件下测量。

装有如此制得的加热器的热定象装置用于记录材料的热定象过程类似于实施例1。样品1到3指示出如同实施例1中那样的稳定的定象性能和耐久性，但样品4表明随定象操作数的增加有轻微的膜剥落。

实施例5

在类似于实施例1的条件下在如图9所示的聚酰亚胺膜的双面10a上形成50nm厚的硬质碳膜。而且在加热器支架与塑料膜接触的部分类似地形成200nm厚的硬质碳膜。

应用如此制得的加热器与膜片的热定象装置有与实施例相同的记录材料的热定象过程。并表现出稳定的定象性能与耐久性，如实施例1那样。

以下将说明按本发明在加热器或其绝缘防护层上氢化非晶碳膜(以下将书写为a-C∶H膜)或钻石状碳膜(记为DLC膜)由氢态混合的形成，这样的膜具有高的电绝缘性，高的导热性，高硬度和低摩擦系数。

本发明的a-C∶H膜或DLC膜的特点为：导热率在200-600w/m·k，电阻(体电阻率)为10⁸-10¹¹Ωcm以及硬度为2000-5000kg/mm²。

本发明所用的a-C∶H膜或DLC膜例如可通过以下方法形成：微波等离子CVD，DC等离子CVD，高频等离子CVD，电磁场微波等离子CVD，离子束喷镀，离子束蒸发，或活性等离子喷镀。这些方法中所用的含碳原料气体的例子包括：甲烷，乙烷，丙烷，乙烯，苯，以及乙炔等碳氢化物；甲撑氯化物，碳四氯化物，三氯甲烷以及三氯乙烷等卤化碳氢化物；甲醇，乙醇等醇类；(CH₃)₂CO与(C₆H₅)₂CO等酮类；以及诸如CO与CO₂气体等；以及这些气体与其他如N₂，H₂，O₂，H₂O与Ar等气体的混合。

a-C∶H膜或DLC膜在膜中含氢量达几十原子％。膜的性质随氢的含量变化很显著。例如，含氢在50原子％或更高的a-C∶H膜是透明的具有很大的光学带隙的聚合物状膜，具有高电阻，但硬度低，导热率高。另一方面，含氢为10-40原子％的a-C∶H膜其硬度高达维氏2000-5000kg/mm²，电阻超过10⁸Ωcm，导热率超过200w/m·k以及摩擦系数小于0.2。这些性质被认为是归功于在膜中占比例为40-70％的SP3键。于是，对于本发明的防护膜，应使用氢含量在10-40原子％的a-C∶H膜或DLC膜。而且很难对a-C∶H膜与DLC膜进行明显的区分。两种膜宏观上均为非晶形，膜中含氢，由SP²-与SP³键结构碳构成，并且具有如上所述的类似的物理特性。本发明中的DLC膜微观上具有钻石结晶结构，例如，在电子束衍射分析中如同钻石特定的衍射模式。

在上述Al₂O₃，AkN或SiC等陶瓷绝缘衬底上，加热电阻例如是通过喷镀形成的，并在电阻被测量之后如有必要则对其调整。然后类似地由Au，Ag或Cu的喷镀形成电极端子。然后通过网板印刷在加热电阻上及电极端头上形成例如由低温退火铅硅玻璃构成的绝缘防护层，然后焙烧。在绝缘防护层上形成由a-C∶H或DLC膜构成的防护层则加热器即制备成。a-C∶H膜或DLC膜的厚度范围应使得在加热器使用当中保证有足够的机械强度和一定的摩擦系数以使得加热器抵抗定象加压，并可在几个纳米到几十微米范围内，最好是从几十纳米到几十微米。加热电阻和电极端子的形成不限于诸如喷镀法，真空蒸发法或离子电镀法等PVD方法，而也可以通过CVD方法，电镀或网板印刷达到。此后，把电极熔头装到电极端子上(例如通过钎焊)，然后把导线连接到电极接头上并把该加热器安到加热器支架上，则加热器即告完工。

本发明应用了由气态混合所形成a-C∶H膜或DLC膜作为加热器的防护层，为的是改进加热器防护层的摩擦阻力和滑动性能，从而延长了加热器的服务寿命。

实施例6

图10是应用实施本发明的加热器的热定象装置的一个放大了的局部剖视图，其中加热器1由加热器支撑元件9通过隔热的加热器支架8来支撑。

加热器1装有陶瓷衬底2；Ag/Pd加热电阻3；玻璃绝缘防护层6；由DLC膜构成的防护层18a；以及温度探测元件7。隔热膜10例如由厚为约40μm的聚酰亚胺构成，形成环状带或延伸的网状物。旋转压力滚轮11作为压力元件用于将该膜片压向加热器1。膜片10的预定的速度在箭头所指的方向下与加热器1的表面接触着旋转或运动，于是通过驱动元件(未示出)或通过压力滚轮11的转动力在其上滑动。加热电阻3被加电以便将加热器加热到预定的温度，并且在膜10的一侧在其上保持有未定象色剂图象的记录材料16被插入到定象夹部件15之中，该部件所处情况是使得膜10处于被运动之中。于是该记录材料16保持着与膜10的接触并把定象夹部件与膜片10一起传送。在该传送过程中，热能由加热器1穿过膜10提供给记录材料16，并通过熔合使得在记录材料16上未定象色剂图象17定象。

图11A到11E为实施例6的加热器的剖视略图，其中示出由Cu构成的电极端子4，5；加热器支架8；电极接头12；AuSi焊剂13；以及导线14。

本实施例加热器的制备首先是在Al₂O₃衬底2上通过网板印刷涂敷Ag/Pd糊剂，然后在空气中焙烧。在电阻经测量之后将加热电阻修正到所需的电阻。Cu糊剂通过网板印刷涂敷，而电极端子4，5通过在局部氧压受控条件下的焙烧而形成(图11A)。然后绝缘防护膜6通过网板印刷涂敷纸温退火铅硅玻璃而形成，之后在空气中焙烧(图11B)。之后通过ECR等离子CVD形成厚度为200nm的DLG膜6(图11C)。图12是用于形成DLC膜的ECR等离子CVD设备的略图，其中示出腔谐振型等离子箱50；气体输入系统51；微波输入窗口52；微波导向管53；磁铁54；微波振荡器55；衬底及其支架56；真空箱57；以及抽真空系统58。电极形成之后衬底被安置到衬底支架上，并且真空箱被抽空到1×10^-7Torr。然后C₆H₆以31sccm以及H₂以14sccm从气体输入系统输入到气压达3.3×10^-4Torr，并且通过输入1.2Km2.45GHz的微波而在等离子箱中产生等离子。在该状态下，外部磁场由磁铁产生，使得在输入窗口时提供ECR条件的1600Gauss(高斯，下同)，在腔谐振器处达875Gauss，在衬底位置为700Gauss。DLC膜的形成是通过未表示出的DC电源向衬底施加-500V电压。DVL膜的硬度以薄膜硬度计测量为3000kg/mm²维氏硬度。其摩擦特性由针顶盘方法估测。其摩擦系数为0.08-0.09，测量条件如下：空气相对湿度为45％，应用轴承钢球(直径5mm)作为顶针，加载2.2N。滑动速度为0.04m/s。

然后黄铜合金的电极接头12与陶瓷衬底2用AuSi焊料13进行焊接(图11C)。之后，导线14保持在与电极接头12接触(图11D)，并且加热器1被装到加热器支架8上(图11E)。在制备加热器1时，电极端子4.5的表面进行Au闪镀，以便改进与焊料的浸润性，从而达到可靠的连接。电极接头的形成也不用黄铜合金而用柯阀合金42合金或磷青铜。焊料最好有不低于250℃的熔点，并且也可由AuGe或AuSn构成而不是AuSi。而且，通过以Au，Ni或Au/Ni闪镀Cu电极端子以便防止在焊接操作之前防止氧化和污染。而可达到更为可靠的焊接。Ni层是为了防止Cu过量混入焊料之中。

这样制备的加热器可有效地向记录材料提供电能产生的热，并实现不发生加热器元件的电性能恶化的可靠的加热器性能。特别是在加热器防护层的磨损阻力与滑动性能的改进提供比传统使用寿命两倍以上的使用寿命。

实施例7

在陶瓷衬底上象在实施例6中那样喷镀厚度达10μm的Au作为加热电阻器3。在该电阻经测量之后，电阻经修正达到所需要的电阻。而后，喷镀Cu以形成电极端子4.5。然后形成绝缘防护玻璃层6，以及在其上形成a-C∶H膜18b。图13是一个用于形成a-C∶H膜的离子束蒸发设备的简图，其中示出真空箱60；离子束源61；离子化箱62；气体输入系统63；离子束抽取电极64；衬底65；衬底支架66；以及抽真空系统67。在电极形成之后衬底放置到衬底支架上，并且真空箱被抽排到1×10^-7Torr。然后CH₄以16sccm以及H₂以31sccm从气体输入系统输入，并且气压调节到3.2×10^-4Torr以在等离子箱中产生等离子。衬底被以施加到抽取电极上1KV电压所抽取的离子束照射，由此1μm的a-C∶H膜在绝缘防护玻璃层上预定的位置形成。以HFS测试类似地制备的a-C∶H膜表明氢含量为30at.％。以实施例6中相同的方式所测量膜硬度与摩擦系数分别为2500kg/mm²与0.07。之后按实施例中相同的方式通过连接电极接头与电线并装置到加热器支架上而完成加热器。

如实施例6的记录材料的热定象那样，该加热器可象实施例6那样达到稳定的定象。

在上述实施例中，a-C∶H膜或DLC膜可在电阻器3上直接形成而无需绝缘防护层6。

以下将说明本发明的一个实施例，其中有一沟槽用以形成加热电阻器，该沟槽是在陶瓷衬底上事先形成的，然后再形成加热电阻，从而可免得电阻器在陶瓷衬底表面上凸出，并且a-C∶H膜或DLC膜作为绝缘防护层由气态混合物形成，该膜有高电绝缘性，高导热性，高硬度及低的摩擦系数。

用于形成加热电阻器的沟槽是在上述诸如Al₂o₃，AlN或SiC陶瓷衬底上机械方法形成。更具体说，是在尺寸为350mm×350mm的整个陶瓷衬底表面上形成可剥落的膜或阻挡物，对应于加热电阻器层的沟槽，比例其尺寸为2mm×350mm×10μm在预定的位置形成。通过诸如喷镀方法等PVD方法在该沟槽中形成加热电阻器，并且该电阻器在经电阻测量后如必要就进行修整而达到希望的电阻，这种成形使得加热电阻层不得突出陶瓷衬底表面2μm以上。如果它的凸出超过2μm，则a-C∶H膜或DLC膜就不可避免变得厚些以便能充分地盖住台阶，从而会引起剥落。在陶瓷衬底上形成的膜或阻挡物被去除之后，由Au，Ag或Cu的喷镀形成电极端子。然后在加热电阻上形成a-C∶H膜或DLC膜而完成了加热器的衬底。a-G∶H膜或DLC膜的厚度范围应足以保证机械强度和摩擦系数，以保护加热器在其使用时能抵抗定象压力，并且这厚度可在几个纳米到几十微米的范围内，最好是在几十纳米到几微米之间。加热电阻与电极端子的形成不限于诸如喷镀。真空蒸发或离子电镀等PVD方法，而也可通过CVD方法，电镀方法或网板印刷方法得到。此后通过把电极接头装到每一加热器的电极端子上，截成所需的尺寸，例如通过焊接，然后通过加压把导线连接到电极接头上并将加热器装置于加热器支架上而使本发明的加热器完工。也可通过在加热器支架的一个部件上形与该膜接触的a-C∶H膜或DLC膜而改进加热器与膜片的滑动性能。

于是本发明应用了通过气态合成形成的a-C∶H膜或DLC膜作为加热器的防护层，从而改进了加热器与膜片之间的磨损阻力及滑动性能，于是延长了加热器的使用寿命。

实施例8

图14是应用了实施本发明的加热器的一个热定象装置的局部放大剖视图。加热器1通过一个隔热的加热器支架8由加热器支撑元件9支撑，耐热膜10例如可由厚约为40μm的聚酰亚胺构成，形成环形带状物或延伸的网状物。旋转压力滚轮11作为加压元件把该膜电压向加热器1。膜10以预定的速度在内箭头所示的方向上与加热器支架8的边缘及加热器1的表面接触着转动或运动，于是该膜片在其上通过驱动元件(未示出)或通过压力滚轮11的旋转力而滑动。加热电阻器3被加电以便将加热器加热到预定温度，并且在膜片10一边的其上保持有未定象的色剂图象的记录材料插入定向夹部件15之中，其所处状态使得该膜片被运动。于是记录材料16保持着与膜10的接触并与膜10共同传送该定向夹部件。在该传送过程中，热能从加热器1穿过膜片10提供给记录材料16，以便通过熔合而使未定象反射图象17在记录材料16上定象。

图15A到15E是实施例8的剖面略图，其中示出了加热器1；陶瓷衬底2；Ag/Pd加热电阻器3；Cu电极端子4，5；由DLC膜构成的防护层18a；架热支架8；电极接头12；AnSi焊料13；以及导线14。

本实施例中，用于形成加热电阻器的尺寸为350mm×2mm×12μm的沟槽首先以机械方式在Al₂O₃衬底上形成，又在这沟槽中通过板印刷所涂敷的Ag/Pd糊剂形成加热电阻器3，然后在空气中焙烧，并在电阻被测量之后进行修整而达到所要求的电阻。这种状态中，加热电阻层的表面与陶瓷衬底表面是一致的。然后通过网板印刷涂敷Cu糊剂，并通过在受控氧局部加压条件下的焙烧而形成电极端子4，5(图15A)。然后DLC膜18a作为绝缘防护膜被形成(图15B)。DLC膜是利用图12所示的设备形成的。

然后铜合金的电极接头12与陶瓷衬底2用AuSi焊料13进行焊接(图15C)。其次，导线14被保持与电极接头12的接触(图15D)，并且加热器被置于加热器支架8上(图15E)。在制备加热器1时，电极端子4，5的表面进行Au闪镀以便改进与焊料的浸润性，从而达到稳定可靠的连接。电极接头的形成也可不用铜合金而用柯阀合金42合金或磷青铜。焊料最好有不低于250℃的熔点，而且可以由AuGe或AuSn构成而不是AuSi。而且，通过对Cu电极端予以Au，Ni或Au/Ni的闪镀以便防止在焊接操作以前的氧化或污染而使焊接达到更可靠。Ni层是为了防止过多的Cu熔混到焊料中。

这样制成的加热器可向记录材料有效地提供由电力所产生的热量，并实现了稳定的加热器性能而没有加热器部件热或电特性变坏的情形。特别是它不会产生由于加热器与膜片之间的摩擦所引起的磨损粉末，从而可保持稳定的滑动性能。

实施例9

图16是应用实施例本发明加热器的热定象装置的放大局部剖视图。这些部件的构造与图14中那些部件相同。

用于形成加热电阻的沟槽象在实施例8那样在陶瓷衬底上形成。在该沟槽中，通过喷镀加成10μm厚度以及W(钨)层3a成50nm的厚度而形成加热电阻器3。用于形成该加热电阻3的沟槽的成形与实施例8中相同，且W层的形成是为了防止Au与C的相互熔混。在电阻测量之后该加热电阻被修整而达到所要求的电阻。其次，电极端子4由Cu喷镀形成并然后形成a-C∶H膜18b作为绝缘防护膜。

a-C∶H膜18b的形成是利用图13所示了设备。在电极形成之后该衬底置于衬底支架上，且真空箱抽排达到1×10^-7Torr。然后从气体输入系统以12sccm输入CH₄，以25sccm输入H₂，且气体压力调节到2.8×10^-4Torr以便在等离子箱中产生等离子。该衬底用离子束照射，该离子束是通过向抽取电极施加0.75kV电压而抽取的，从而在加热电阻上预定位置形成a-C∶H膜，其厚度达400nm。类似制备的a-C∶H膜紧HFS测量指出其氢含量为27原子％。又该膜的硬度与摩擦系数，按实施例6中的相同方式测得分别为2500kg/mm²与0.07。其次通过把电极接头与导线连接到电极端子上并把加热器置于加热器支架上而完成加热器制备。

在记录材料类似于实施例8的热定象中，这样制备的加热器象实施例6一样显示了定象稳定性和耐久性。

实施例10

图17是利用实施本发明的加热器的热定象装置的放大局部剖视图。其部件的结构与实施例14中部件相同。

加热电阻器层所形成的厚度大约为10μm，形成方式与实施例8中类似。用于形成加热电阻器的沟槽的深度做成12μm。在电极端子4按实施例8形成之后，低温退火的铅硅玻璃通过网板印刷复盖在包含有加热电组器的沟槽上，并在空气中焙烧而形成厚度约为2μm的绝缘防护层6＇。此后，厚度为200nm的DLC膜18a在加热器整个表面上形成，其形成的方式与条件与实施例8中相同。其次，象实施例8中那样，电极接头与导线被接到电极端子上，并且衬底被装到加热器支架上，象实施例9中那样保持厚度为60nm的DLC膜与该膜的接触部分之中，而完成该加热器。

在如图在实施例8中的记录材料的热定象中，这样制成的加热器显示了如图实施例8中的稳定的定象能力和耐久性。

以下将说明本发明的一个实施例，其中通过气态合成，在与加热器滑动接触的膜片表面形成了含氢非晶碳膜(a-C∶H膜)或DLC膜，它其有高硬度和低摩擦系数。

通过上述方法在诸如聚酰亚胺的形成环形带或延伸网状的隔热膜的表面上形成a-C∶H膜或DLC膜，而与该加热器接触，该a-C∶H膜或DLC膜的厚度最好在几纳米到几百纳米范围之内，因为小于几纳米厚度不能提供满意的滑动性能，而大于几百纳米的厚度由于膜中的应力会引起该膜从塑性膜上脱落或在其上的卷曲。即使该膜的形成是上述较佳厚度范围以内，塑性膜也会被卷曲。这种情况下，a-C∶H膜或DLC膜可在该塑性膜的两面形成。加热器与塑性膜之间的滑动性能还可以通在加热器或加热器支架的绝缘防护层上形成a-C∶H膜或DLC膜与塑性膜接触而进一步得到改进。

于是本发明是要形成作为润滑防护层的a-C∶H膜或DLC膜，这些膜是通过气态混合在与加热器滑动接触的塑性表面上形成的，从而改进了加热器与塑性膜之间的磨损阻力与滑动性能，并延长了加热器的使用寿命。

实施例11

图18是利用图3实施例本发明的加热器的热定象装置的放大局部剖视图，其中加热器1由加热器支持元件9通过隔热的加热器支架8支撑。耐热膜10例如可由聚酰亚胺构成，其厚度约为40μm，形成环状带或一个延伸的网状物。旋转的压力滚轮11用作加压元件用于把膜片压向加热器1。膜片10以预定的速度在箭头所指的方向上转动或运动而与加热器支架8的边缘及加热顺1的表面相接触，于是由驱动元件(未示出)或压力轮11的转动力在其上滑动。加热电阻3被加电以加热该加热器到预定的温度，以及在其上在膜10的那侧保持有未定象的色剂图象的记录材料16被插入到定象夹部件15，该夹的状态要使得该膜片被运动。于是记录材料16被保持与膜片10的接触并传送并与膜片10一起传送定象夹部件。在该传送过程中，热能从加热器透过膜片10提供供给记录材料16而通过熔合使得记录材料16上未定象的色剂图象定象。

图19A到19E是实施例11的加热器的剖视略图，其中示出了加热器1；由例如陶瓷构成的绝缘防护玻璃层6；加热器支架8；电极接头12；AuSi焊料13；以及导线14。

在本发明实施例的加热器中，Ag/Pd糊剂首先由网板印刷涂敷在Al₂O₃衬底上，并在空气中焙烧以形成加热电阻器3，该电阻器经测量后修正为所需要的电阻。通过网板印刷涂敷Cu糊剂，并通过在受控氧局部加压条件下焙烧而形成电极端子4。然后，低温退火铅硅玻璃由网板印刷涂敷并在空气中焙烧而形成绝缘防护膜。

然后，铜合金的电极接头12与陶瓷衬底2由AuSi焊料13焊接。接着导线14被固定而与电极接头12接触，并且加热器装到加热器支架8上。在制备加热器1之中，电极端子4的表面以Au闪镀，以便改进与焊料的浸润性，从而达到连接的稳定可靠性。电极接头的形成也可不用铜合金，而且柯伐镍钴铁42合金或磷青铜。焊料是好有不小于250℃的熔点，并可取代AuSi而由AuGe或AuSn构成。进而，通过以Au，Ni或Au/Ni闪镀Cu电极端子以防止在焊接操作之前的氧化或污染而可达到更加可靠的焊接。Ni层在于防止Cu过量地熔混入焊接之中。

图20是用于在聚酰亚胺膜10上形成DLC膜118的ECR等离子CVD设备的原理简图，其中表示出谐振腔型等离子箱70；气体输入系统71；微波输入窗口72；微波导向管73；磁铁74；微波振荡器75；用于以恒速和不变张力给进和拾取膜片的机械装置76；真空箱77；抽空系统78；以及用于限制膜形成区域的盖罩79。在真空箱被抽空到1×10^-7Torr，之后，C₆H₆以40sccm，H₂以25sccm从气体输入系统输入达到气压为4.0×10^-4Torr，并通过输入以1.0kw所产生的2.45GHGz微波而在等离子箱中生成等离子。这种状态下，由磁铁产生外加磁场以实现在输入窗口有1200Gauss，在腔谐振器处有875Gauss，在衬底处有700Gauss这样的ECR条件。图18所示的DLC膜118形成的厚度为70nm，这是在对衬底由DC电源(未示出)施加-500V电压而形成的、以薄膜硬度计测得DLC膜的硬度为维氏硬度2500kg/mm²。由针顶盘方法估测摩擦性质。该摩擦系数在以下条件所作测量为0.10，空气相对湿度50％，应用轴承钢(SUJ2)球15mm直径)作为顶针，加载2.2N，且滑动速度为0.04m/s。在以上操作中，膜的运动速度1m/min.，且膜的形成速度为0.5nm/sec。

这样制备的热定象装置不会产生由于加热器与塑性膜之间摩擦的结果而出现的磨损粉末，于是可在延长的使用周期内保持稳定的滑动性能。

实施例12

如象在实施例11中那样形成a-C∶H膜，该膜是作为塑性膜上润滑防护膜。图21为用于形成a-C∶H膜的一种离子束沉积(IBD，下同)设备的简图，其中示出：真空箱80；离子束源81；离子化箱82；气体输入系统83；离子束抽取电极84；衬底85；用于在恒定张力与恒速下给进与拾取膜片的机械装置86；抽空系统系87；以及用于限制膜形成区域的盖罩88。在塑性膜片相对的两边装有一对离子源81。在真空箱抽空达1×10^-7Torr后，CH₄以12sccm及H₂以25sccm从气体输入系统被输入达到气压2.5×10^-4Torr，以便在等离子箱内生成等离子。该塑性膜在其两面受到离子束的照射，该离子束是以向抽取电极施加0.8KV电压而被抽出的，由其中所形成的a-C∶H膜在该塑性膜两面均达到60nm厚度。在HFS分析中，该a-C∶H膜显示出氢成份在27原子％。并且按实施例6中所作的测量，膜的硬度与摩擦系数分别为3000kg/mm²与0.12。

装有上述塑性膜的热定象装置，在如实施例6中的记录材料的热定象之中显示出如实施例11中那样稳定的定象性能和耐久性。

实施例13

图22是应用了实施本发明的加热器的热定象装置的放大局部剖视图，其中示出-DLC膜119。其余部件与图18的相同。

以实施例11中相似的方式在聚酰亚胺膜上形成-DLC膜，其厚度为65nm。而且厚度为200nm的DLC膜在绝缘防护层6上形成，该防护层是在实施例11中的加热器的加热电阻上并在加热器支架上与该塑性膜有接触的部分制备的。

应用这样制备的塑性膜和加热器的热定象装置在如实施例11中相同方式的记录材料的热定象之中，提供了象实施例11中那样的稳定定象性能与耐久性。

该a∶C∶H膜或DLC膜也可仅在加热器或加热器支架上制成。

以下将说明本发明的一个实施例，其中由气态合成所形成的含氢非晶形碳膜(a-C∶H)或钻石状碳(DLC)膜被用作加热器的防护层，这些膜具有高电绝缘性，高导热率，高硬度与低的摩擦系数。

本发明的a-C∶H膜或DLC膜特点是：导热率为200-600W/m·k，电阻率(体电阻率)为10⁸-10¹¹Ωcm以及硬度为2000-5000kg/mm²。

用于本发明的a-C∶H膜或DLC膜例如可由以下方法形成：微波等离子CVD，DC等离子CVD，RF等离子CVD，磁场微波等离子CVD，离子束喷镀，离子束蒸发，或活性等离子喷镀。用于这些方法的含碳原料气体例如包括：甲烷，乙烷，丙烷乙烯，苯以及乙炔等碳氢化物；甲撑氢化物，四氯化碳，三氟甲烷以及三氯乙烷等卤碳氢化物；甲醇，乙醇等醇类；(CH₃)₂CO与(C₆H₅)₂CO等酮类；以及诸如CO与CO₂气体等；以及这些气体与其他诸如N₂，H₂，O₁，H₂O与Ar等气体的混合。

a-C∶H膜或DLC膜在膜中含氢量为几十原子％，且膜的性质对氢含量变化显著。例如，含氢在50原子％或更高的a-C∶H膜是透明的具有很大光学带隙的聚合物状膜，具有高电阻但硬度低，导热率高。另一方面，含氢在15-35原子％的a-C∶H膜的特性为高导热率，高绝缘性和高硬度，其维氏硬度达2000-500kg/mm²，电阻率超过10⁸Ωcm，导热率超过200w/m·k，且摩擦系数小于0.2。这些性质被认为归功于SP³键以40-70％的比率存在于膜之中。于是，对于本发明的防护膜，应使用氢含量在15-35原子％的a-C∶H膜或DLC膜。

在上述诸如Al₂O₃，AlN或SiC等陶瓷衬底上加热电阻器是由诸如喷镀之类的PVD法形成的，并在电阻经测量后的必要则进行修整以达到所需电阻。电极端子类似地由Au，Ag或Cu的喷镀形成。加热器衬底然后在形成由a-C∶H膜或DLC膜构成的防护膜后而制成。a-C∶H膜或DLC膜的厚度范围应使得加热器在使用当中保证有足够的绝缘性能和机械强度以便使得加热器可耐受定象的压力，且其厚度可在几微米到几百微米范围之内，最好是在几微米到几十微米之间。加热电阻器与电极端子的形成不限于喷镀等真空蒸发或离子电镀PVD方法，而是也可由CVD法，电镀或网板印刷法形成。从而通过以例如焊接安装电极接头，然后把导线接到电极接头上并将加热器衬底安置到加热器支架上而将加热器完工。

于是本发明应用了电气态合成形成的a-C∶H或DLC膜作为加热器的防护层，从而改进了加热器的热效能，减少了其功率损耗并实现了磨损与滑动性能优越的加热器。

实施例14

图23是应用了实施本发明的加热器的热定象装置的放大局部剖视图。加热器1由加热器支撑件9经过隔热的加热器支架8支撑。耐热膜10例如由厚约为40μm的聚酰亚胺构成，该膜形成无端头环状物或延伸的网状物。旋转压力滚轮11作为施压元件用于将该膜压向加热器1。膜片10以预定速度在箭头所示方向与加热器1的表面接触着旋转或运动，于是通过驱动元件(未示出)或压力滚轮11的转动力在其上滑动。加热电阻3被加电以便将加热器加热到预定温度，并且在膜10的一侧在其上保持有未定象色剂图象的记录材料被插入到定象夹部件15之中，该部件所处情况使得膜10处于被运动之中。于是该记录材料16保持着与膜10的接触并把定象夹部件与膜片10一起传送。在该传送过程中，热能内加热器1穿过膜10提供给记录材料16，通过溶合使得在记录材料16上未定象色剂图象17定象。

图24到24E为实施例14的剖视简图，其中示出加热器1；陶瓷衬底2；Ag/Pd加热电阻器3；Cu电极端子4，5；由DLC膜构成的防护层6；加热器支撑架8；电极接头12；AuSi焊料13；以及导线14。

在实施例中，Ag/Pd糊剂首先由网板印刷在Al₂O₃衬底上予定的位置上涂敷并在空气中烧结以形成加热电阻3，该电阻根据阻值的测定进行内阻的修正。Cu糊剂通过网板印刷涂敷，且电极端子4通过在局部控氧加压条件下，烧结而形成(图24A)。然后形成DLC膜6作为绝缘防护膜(图24B)。图25是用于形成DLC膜的ECR等离子CVD的设备的简图，其中示出了腔谐振型等离子箱90；气体输入系统91；微波输入窗口92；微波导向管93；磁铁94；微波振荡器95；带有一个衬底的衬底支架96；真空箱97；抽空系统98。电极形成之后衬底被置于衬底支架上，且真空箱被抽空到1×10^-7Torr。然后C₆H₆以30sccm，H₂以15sccm从气体输入系统输入达到气压3.4×10^-4Torr，并通过1KW 2.45GHz微波的输入而在等离子箱中产生等离子。这种状态下，由磁铁产生外加磁场以便建立起ECR的下述条件：在输入窗口为1500Gauss，在腔谐振器出口为875Gauss，在衬底位置为700Gauss。而且，通过DLC电源(未示出)-500V的电压加到衬底上，并且形成厚为10μm膜。该DLC膜导热率以光AC(吸收系数)热常数测量仪测量为400W/m·k。而且电阻率为2×10¹¹Ωcm。

然后，电极的铜合金接头12是陶瓷衬底以AuSi焊料13进行焊接(图24C)。然后，导线14装固而与电极接头12接触(图24D)，并将加热器安装到加热器支架8上(图24E)。在制备加热器1之中，电极端子4进行Au闪镀以改进同焊料的浸润性，从而达到稳定可靠的连接。电极接头也可不用铜合金而用42合金或磷青铜形成。焊料熔点最好不低于250℃，并可用AuGe或AuSn构成而替代AuSi。而且，通过用Au，Ni或Au/Ni对Cu电极端子进行闪镀以防止焊接操作之前的氧化或污染可达到更可靠的焊接。Ni层在于防止过多的Cu熔混入焊料之中。

这样制备的加热器可有效地将电能所产生的热量提供给记录材料，并可实现稳定的性能而没有加热器部件的热性能恶化。

实施例15

按照实施例14中类似的方式，通过Ti为20nm厚及Au为10μm的顺序喷镀在陶瓷衬底上形成加热电阻器3，并而后根据电阻的测量将电阻修整到希望的阻值。然后电极端子4.5由Cu喷镀制成。然后形成a-C∶H膜6作为绝缘防护层。图26为用于形成a-C∶H膜的离子束沉积(IBD)设备的简图，其中示出：真空箱200；离子束源201；离子化箱202；气体输入系统203；离子束抽取电极204；衬底205；衬底支架206；以及抽空系统207。在电极形成之后衬底放置到衬底架上，并且真空箱抽空到1×10^-7Torr。然后CH₄以15sccm，H₂以30sccm从气体输入系统输入达到气压3.1×10^-4Torr，以便在等离子箱产生等离子。衬底由施加于抽取电极的电压为0.7KV所抽取的离子束照射，从而在加热电阻上预定的位置形成厚为15μm的a-C∶H膜。类似制备的膜以HFS分析显示氢含量为25原子％。而且，按实施例14中所作的测量，其导热率与电阻率分别为250w/m·k与2×10¹¹Ωcm。把电极接头和导线接到电极端子上并按实施例14那样按装到加热器支架上，加热器而告完工。

在如实施例14中那样的记录材料的热定象中，这样制备的加热器表现出象实施例14那样的稳定的定象性能。

以下将说明本发明的一个实施例，其中含金属元素的a-C∶H膜或DLC膜由气态合成形成于加热器的绝缘防护膜上或加热电阻器上。

本发明的a-C∶H膜或DLC膜的特性为：导热率200-600W/m·K，电阻率(体电阻率)10⁸-10¹¹Ωcm，以及硬度2000-5000Kg/mm²。

用于本发明的a-C∶H膜或DLC膜例如可由以下方法形成：微波等离子DVD，DC等离子CVD，高频等离子CVD，磁场微波等离子CVD，离子束喷镀，离子束蒸发或活性等离子喷镀。这些方法中所用的含碳原料气体的例子包括：甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、苯及乙块等碳氢化物；甲撑氯化物，四氯化碳，三氯甲烷及三氯乙烷等卤碳氢化合物；甲醇，乙醇等醇类；(CH₃)₂CO与(C₆H₆)₂CO等酮类以及诸如CO与CO₂气体等；还有这些气体与其它气体如N₂，H₂，O₂，H₂O及Ar等的混合。也可使用诸如石墨或玻璃状高纯固态碳源。待加入a-C∶H膜或DLC膜中的元素如Ta，W，Mo，Nb，Ti，Cr，Fe，B或Si可由固态金属，半导体供给，或由含这些金属的金属有机化合物气体，硅烷气，较高硅烷气，乙硼烷气体或较高硼烷气体的供给。

a-C∶H膜或DLC膜含氢量达几十原子％，且膜的性质对氢含量变化显著。例如含氢在50原子％或更高的a-C∶H膜是透明的具有很大光学带隙的聚合物状膜，具有高电阻率的但硬度低，导热率高。另方面，含氢在10-45原子％的a-C∶H膜则其特性为高导热率，高绝缘性和高硬度，其维氏硬度达2000-5000Kg/mm²，电阻率超过10⁸Ωcm，导热率超过200w/m.k，并且摩擦系数不大于0.2。这些性质被认为归功于SP³键在膜中占比率达40-70％。于是对于本发明的防护膜。应使用氢含量为10-45原子％的a-C∶H膜或DLC膜。而且很难明显地区分a-C∶H膜与DLC膜。两膜宏观上都是非晶形，膜中含氢，由SP³与SP³-键结构的碳组成并具有如上的相似的物理特性。本发明中的DLC膜微观上具有钻石结晶结构，例如在电子束衍射分析中具有如同钻石特性的衍射模式。

在真空中或干燥的氮气中a-C∶H膜或DLC膜的摩擦系数低至0.02，但在相对湿度增大时有趋热变大。在通常状态下其摩擦系数小于0.2，但在较高的相对温度下或随着滑动距离的增加而变坏。另一方面，根据本发明含有Ta，W，Mo，Nb，Ti，Cr，Fe，B或Si的a-C∶H膜或DLC膜的摩擦系数不论湿度或滑动距离如何而保持恒定。这类元素的浓度在膜中不超过30过因为超过30原子％含量与不添加这类元素的情形比较不仅增加了摩擦系数而且使得膜的硬度变坏。特别为较佳的元素浓度是10-20原子％，这使得摩擦系数为最小。图27B表示了元素含量与摩擦系数之间的关系。而且上述元素的加入还增强了衬底的附着强度。

含金属的a-C∶H膜或DLC膜通过上述诸方法在加热器的绝级防护膜上或加热电阻上形成。a-C∶H膜或DLC膜的厚度应在几米几十微米范围内，最好是几十纳米到几微米，因为厚度小于几纳米不能提供充分的润滑或绝缘性能，而超过几十微米的度会引起由于膜的应力而发生膜从衬底上的脱落。在加热电阻上直接形成膜的情形下，添加的元素及量应选择的使得能保证足够的绝缘性能(以便获得所需的电阻)。

以下将说明向a-C∶H膜或DLC膜添加金属元素的方法，例如，是在DC磁控喷镀的情况下。活性喷镀是在应用待添加金属元素(例如Ta)靶极而进行的，并以适当比例混合含碳气体(例如C₂H₂)和喷射的惰性气体(如惰性气体Ar或氮气)。在此操作中，DC等离子的产生是通过从DC电源引入功率数百W到数千W的电力并加到衬底上一个适当的偏压。添加的元素的浓度由活性气体与喷射气体的流率比率来控制。通过增加喷射气体的流率可使该浓度变得较高。

加热器与塑性膜之间的滑动性能可通过以下方法进一步得到改进，而不但在加热器的绝缘防护膜或加热电阻器上形成本发明的润滑防护膜，而且在与加热器和/或加热器支架接触的塑性膜上也形成这样的防护膜。

于是本发明是要通过气态合成形成含一种金属元素的a-C∶H膜或DLC膜作为加热器的绝缘防护膜或加热电阻器上的润滑层，该润滑层是与塑性膜处于滑动接触的，从而改进了加热器与塑性膜之间摩擦阻力和滑动性能并延长了加热器的使用寿命。

〔实施例16〕

图27A是应用了实施本发明的加热器的热定象装置的放大的局部剖视图，其中加热器1由加热支撑件9通过绝缘热的加热器支架8支撑。耐热膜10例如是由厚为40μm的聚酰亚胺构成，该膜形成为无端头的带状或延伸的网状。旋转压力滚轮11的作用是作为压力元件把该膜压向加热器1。膜10以预定的速度在箭头所指的方向上旋转或运动，该膜保持与加热器支架8的边缘以及加热器1的表面相接触，于是通过驱动元件(未示出)或压力滚轮11的旋转力在其上滑动。加热电阻器3通电以便能加热器加热到预定的温度，并且在膜10一边的保有未定象的色剂图象的记录材料16被插入到定象夹部件15之中，该夹所处状态使以该处于被运动之中。于是记录材料16被保持着与膜10的接触并把定象夹部件与膜一起传送。在上述传送中，热能从加热器1穿过膜10而提供给记录材料16，以便通过熔合将记录材料16上的未定象的色剂图象定象。

图28A到28E是实施例16的剖视简图，其中示出了加热器1；陶瓷衬底2；Ag/Pd加热电阻器3；Cu电极端子4，5；绝缘防护玻璃层6；含金属元素的DLC膜120；加热器支架8；电极接头12；AuSi焊料13；以及导线14。

本实施例中，Ag/Pd糊首先由网板印刷涂敷于Al₂O₃的衬底上并在室空气中焙烧而形成加热电阻器3，该电阻根据测量被修整到所要求的电阻。然后Cu糊剂通过网板印刷而涂敷，并且电极端子4，5通过控氧局部加压条件下焙烧而形成(图28A)。然后，绝缘防肪膜的制备是通过网板印刷涂敷底温退火铅硅玻璃而后在空气中焙烧。此后，含有Ta的厚为400nm的DLC膜由ECR等离子CVD形成(图28C)。图29是用于形成DLC膜的ECR等离子CVD设备的简图，其中示出：腔谐振型等离子箱210；气体输入系统211；微波输入窗口212；微波导向管213；磁铁214；微波振荡器215；衬底216；真空箱217；抽空系统218；和纯度为99.99％的Ta靶电极219。在真空箱被抽空达1×10^-7Torr之后，C₂H₂以40sccm，H₂以20sccm且Arc以120sccm从气体输入系统输入达到2.0×10^-3Torr的气压，并通过输入1.0KW的2.45GHz的微波在等离子箱中产生等离子。这一状态下由磁铁形成的外部磁场建立了ECR的以下条件：在输入窗口处为1200Gauss，在腔谐振器的出口处的Ta靶219处为875Gauss，在衬底所处的位置为600Gauss。而且由一未表示出的DC电源将-500V的电压加到衬底，于是图28中所示的DLC膜120被形成了。类似地制备的膜以HFS分析表明氢含量为20原子％。而且膜中Ta的浓度经EPMA分析为10原子％。该膜的硬度经薄膜硬度计测量为2000kg/mm²维氏硬度。膜的摩擦性质由针顶盘法估测。在以下条件下，所进行的测量中其摩擦系数为0.06；空气相对湿度为60％，轴承钢(SVJ2)球(5nm直径)用作顶针，加载2.2N，滑动速度为0.04m/s。

接下来，铜合金的电极接头12与陶瓷衬底2由AuSi焊料13焊接(图28D)。然后导线14被固定与电极接头12接触，并且加热器衬底被装在加热器支架8上(图28E)。在制备加热器1时，电极端子4，5的表面被闪镀Au以改进与焊料的浸润度，从而达到稳定可靠的连接。电极接头的形成也可不用铜合金而改用柯阀合金，42合金或磷青铜。焊料的熔点最好至少为250℃，并也可由AuGe或AuSn构成而替代AuSi。而且，通过对Cu电极端子用Au，Ni或Au/Ni进行闪镀以便防止在焊操作以发生氧化和污染可使焊接更为可靠。Ni层是为了防止Cu过多地熔混到焊料之中。

这样制备的热定象装置不会产生由于加热器和塑性膜之间的摩擦的结果而出现的摩损粉末，并会在长时间保持稳定的滑动性能。

〔实施例17〕

用于形成加热电阻器层的尺寸为350mm×2mm×12μm的沟槽象在实施例16中那样在Al₂O₃衬底上以机械方法形成。Ag/Pd糊剂通过网板印刷在上述沟槽中形成达11μm的厚度并在空气中焙烧以形成加热电阻3，该电阻而后根据电阻的测量被修整而得到希望的电阻。然后该衬底被置入喷镀设备之中(未示出)，并在该电阻器层上层上面形成厚为1μm的W层3a以便防止Ag/Pd与C的相互熔混。然后在如图29所示的ECR等离子CVD设备中形成含Si的a-C∶H膜，该等离子CVD设备曾在实施例16中用到但这里不需要靶极219。在真空箱抽空达1×10^-7Torr之后，C₆H₆以25sccm，H₂以15sccm，且SiH₂以10sccm从气体输入系统输入而达到气压3.6×10^-4Torr，于是通过以1.2KW输入2.45GHz的微波而在等离子箱中生成等离子。在这种情况下，由磁铁形成外磁场以建立ECR的如下条件：在输入窗口为1500Gauss，在腔谐振器出口处为875Gauss，在衬底所在的位置为650Gauss。并且-700V的电压加在装设在腔谐振器出口处的抽取电极(未示出)上，并形成厚度为400nm的a-C₁-_xSi_x∶H膜。其中x的范围是0≤x≤0.4，因为当x值超过0.4时增加了膜中SiC的成份，于是使得摩擦系数增加而超出0.2。图30应用了实施本发明的加热器热定象装置的放大的局部剖视图。以薄膜硬度计测得的膜硬度为2500kg/mm²维氏硬度。其摩擦性质由针顶盘方法估测。测得的摩擦系数为0.05，其测量在以下情况下进行：空气相对显度为50％，用轴承钢(SUJ2)球(直径5mm)作为顶针，加载2.2N，且滑动速度为0.04m/s。膜中氢的含量由HFS分析测得为25原子％。

装有这样制备的加热器的热定象装置具有如实施例16中那样的稳定的定象性能和耐久性，这是在如实施例16中同样方式所进行的记录材料的热定象中表现的。

〔实施例18〕

如同在实施例17中类似的方式在绝缘防护层上形成a-C∶H膜作为润滑防护膜。图13是用于形成a-C∶H膜的离子束沉积(IBD)设备简图，其中示出了：真空箱220；离子束源221；离子化箱222；气体输入系统223；离子束抽敷电极224；衬底225；电子枪326；抽空系统227。在真空箱被抽空达1×10^-7Torr之后，CH₄以15sccm，H₂以35sccm从气体输入系统输入达到3.8×10^-4Torr气压，于是在等离子箱生成等离子。衬底由离子束照射，该离子束通过向抽取电极施加0.8KV电压而抽取到。同时，所要添加的金属由电子枪226蒸发。被添加的金属是Ta，W，Mo，Nb，Cr，Fe，B或Si，且膜的点厚度为450nm。如此制备的加热器样品1-9，与应用未掺杂的a-C∶H膜的样品10都经受以下项目的测量：氢含量，金属含量，膜硬度及摩擦系数，所得结果汇总于表2之中。氢含量以HFS分析测得，金属浓度以EPMA测得，膜硬度由薄膜硬度计测得，且摩擦系数的量在与实施例17同样条件下测得。

装备了这样制备的加热器的热定象装置用于如实施例16中的记录材料的热定象中。样品1-9表现出象实施例16中的稳定的定象性能和耐久性。但样品10表现出随着定象操作次数的增加而产生了某些膜摩损粉末。

〔实施例19〕

装有如实施例16中的绝缘防护膜的加热器被置于图32所示的DC磁控管喷镀设备中，该图中示出了：真空箱230；衬底231；靶极232；气体输入系统233；DC电源234；抽空系统235。该靶极由纯度为99.9％的Ta构成。在真空箱被抽空到1×10^-7Torr后，C₂H₂与Ar从气体输入系统输入，且含Ta的a-C∶H膜形成为400nm的厚度，其中C₂H₂/Ar的流率的比率在0-60％范围内变化。这一操作中使用了以下条件：气体压力为0.4Pa，衬底温度等于室温，放电功率为2KW，且衬底与靶极的距离为70mm。这样制备的加热器样品11-15进行以下项目的测量：氢含量，添加元素含量，膜硬度与摩擦系数；所得结果汇总于表3之中。氢浓度由HFS分析测得，添加元素由EPMA测得，膜硬度用薄膜硬度计测量，且摩擦系数在与实施例17相同条件下测得。

装有这样的制备的加热器的定象装置曾被用于如实施例16中的记录材料的热定象。样品11到13表现了如实施例16中那样的稳定的定象性能与耐久性样品14与15表现出随定象操作次数的增加而产生一定的塑性膜的摩损粉末。

以下将说明本发明的一个实施例，其中通过气态合成在加热器的绝缘防护膜上或加热电阻器上或是在塑性膜上形成含氟的a-C∶H膜或DLC膜。

用于本实施例的a-C∶H模或DLC模的生成方法和原料与上述实施例中相同，但诸如Ta或W元素通过金属有机化合物气体的添加可能视需要会免除。

a-C∶H膜或DLC膜的摩擦系数在真空中或干燥的氮气中低为0.02，但在相对湿度升升高时则趋向增大。在常规状态下其摩擦系统小于0.2，但当相对湿度增大或滑动距离变大时则会增高。

另一方面，按照本发明，含氟的a-C∶H膜或DLC膜表现出与相对湿度及滑动长度无关的不变的摩擦系数。膜中氟的浓度不应超过30原子％，因为含量超过30原子％将破坏a-C∶H膜或DLC膜固有的性质。特别是将会造成膜硬度的丧失，以及对衬底的附着性能也会变坏。

含氟a-C∶H或DLC膜具有与环境条件(特别是湿度)或使用状态(滑动长度)无关而不变的摩擦系数，其原因尚不清楚，但推测存在于a-C∶H或DLC膜中的悬空键是被同氟原子的连接方式所减少了，从而膜达到与环境条件或使用状态无关的稳定化。

含氟a-C∶H或DLC膜以前述诸方法在加热器的绝缘防护膜或加热电阻上或是塑性膜上形成。在生成于绝缘防护层上或加热电阻上时，a-C∶H或DLC膜的厚度应在几纳米到几十微米范围内，最好是从几十纳米到几微米，因为小于几纳米的厚度不能提供足够的润滑或绝缘性能，而大于几十微米的厚度则会由于膜应力而造成膜从衬底上剥落。在直接形成于加热电阻上的情形下，必须保证足够的绝缘性(达到所需的电阻)。另一方面，在该膜形成于塑性膜上时，较佳的范围是从几纳米到几百纳米，因为小于几纳米的厚度不能提供足够的润滑性能，而大于几百纳米的厚度会由于膜中的应力而造成该膜从塑性膜的剥落或塑性膜的卷曲。如果在上述较佳范围中出现塑性膜的卷曲，该膜可在塑性膜的两面形成。

在上述形成膜的诸方法，氟例如可按以下方式加入到a-C∶H或DLC膜之中：使用诸如CF₄或C₆H_6-mF_m(m＝0到6)等含氟气体作为原料气体，或把a-C∶H或DLC膜曝露在CF₄等含氟的气体的等离子中，从而使得这种膜的表面氟化，或注入氟离子。

加热器与塑性膜之间的滑动性能可以通过以下方式进一步改进：即将本发明的润滑防护膜不仅在与塑性膜接触的加热器或加热器支架上形成，而且还在与该加热器滑动的上述塑性膜上形成。

于是本发明通过气态混合在与塑料模滑动接触的加热器绝缘防护膜上或加热电阻器上形成了作为润滑防护层含氟的a-C∶H膜或DLC膜，从而改进了加热器与塑性膜之间摩损阻力与滑动性能并延长了加热器的使用寿命。

〔实施例20〕

图33是应用了实施本发明的加热器的热定象装置的放大的局部剖视图，其中加热器1由模在隔热的加热器支架8上的加热器支撑元件9所支撑。耐热膜10例如由聚酰亚胺构成，其厚度为40μm，形成无端头的环带或延伸的网状。旋转压力滚轮用作加压元件用于把上述膜压向加热器1。膜10以预定的速度在管头所指的方向上旋转或运动，保持着与加热回支架8的边缘及加热器铁表面的接触，于是该膜通过驱元件(未示出)或压力滚轮11的转动力而在加热器上滑动。加热电阻3被加电而使得加热器加热到预定温度，并且在膜10的一侧保持有未定象的色剂图象的记录材料16被插入到定象夹部件15之中，该部件处于使得该膜可被运动状态。于是记录材料16保持着与膜10的接触并将定象夹部件与膜10一同传送。在该传送过程中，热能从加热器1通过膜10提供给记录材料16从而通过熔合使得在记录材料上的未定象色剂图象定象。

图34A到34E是本实施例20加热器的剖视简图，其中示出加热器1；陶瓷衬底2，Ag/Pd加热电阻器3；Cu电极端子4；绝缘防护玻璃层6；含氟DLC膜121；加热器支架8；电极接头12；AuSi焊料13；以及导线14。

本实施例的加热器中，首先通过网板印刷在Al₂O₃底衬上涂敷Ag/Pd糊剂并在空气中焙烧而形成加热电阻器3，该电阻器根据阻值的测量进行修整为所需的电阻。然后Cu糊剂由网板印刷涂敷，且电极端子4，5在控氧局部加压焙烧下而形成。然后通过网板印刷涂敷低温退火铅硅玻璃而制备成绝缘防肪膜。接着，由ECR等离子CVD形成厚为800nm的含氟DLC膜121。图35为用于形成DLC膜的ECR等离子CVD设备的简图，其中示出腔谐振型等离子箱250；气体输入系统251；微波输入窗口252；微波导向管253；磁铁254；微波荡器255；底衬256；真空箱257；以及抽空系统258。在真空箱被抽空到1×^-7Torr之后，C₂H₂以30sccm，CF₄以10sccm以及H₂以20sccm从气体输入系统输入达到气压2.0×10^-3Torr，且通过输入1.0KW的2.45GHz的微波在等离子箱内形成等离子。此时，由磁铁形成的外加磁场建立起如下的ECR条件：在输入窗口处为1200Gauss，在腔谐振器出口处为875Gauss，且在衬底的位置为600Gauss。而且从DC电源(未示出)向衬底加以500V的电压，于是图34所示的含氟DLC膜121即形成。类似制备的膜以HFS(氢正向散射)分析，氢含量为20原子％。又以RBS(卢瑟福反向散射光谱分析)，氟含量为10原子％。用薄膜硬度计测量膜硬度为2500Kg/mm²维氏硬度。摩擦性质由针顶盘法估测。按发下进行的测量，摩擦系数为0.05：空气相对湿度50％，应用轴承钢(SUJ2)球(直径5mm)作为顶针，加载1.5N，滑动速度0.04m/s。

接下来，用AuSi焊料13焊接铜合金的电极接头12与陶瓷衬底2。然后装固导线14与电极接头12接触并把加热器放置在加热器支架8上。在制备加热器1时，电极端子4.5被闪镀Au以改进与焊料的浸润性肉而达到稳定可靠的连接。电极接头也可不同铜合金而用柯阀合金，42合金或磷查铜制成。焊料熔点至少为250℃，且可由AuGe或AuSn制成而替代AuSi。而且，通过以Au，Ni或An/Ni闪镀Cu电极端子以便防止在焊接操作之前的氧化或污染则焊接可更为可靠。Ni层是为了防止Cu过多地熔混到焊料之中。

这样制备的热定象装置不会在加热器与塑性膜之间由于摩擦而产生摩损粉末，而且可在延长的使用周期中保持稳定的滑动性能。

〔实施例21〕

与实施例20中同样地通过机械方式在Al₂O₃衬底上形成用于制备加热电阻器层的沟槽，其尺寸为350mm×2mm×12μm。通过网板印刷在上述沟槽中涂敷Ag/Pd糊剂达11μm厚并在空气中焙烧而形成加热电阻器3，该电阻基于测量阻值而修整成所需的电阻，然后该衬底被置于未示出的喷镀设备中，在电阻器层上形成厚为1μm的W层3a以防止Ag/Pd与C的相熔混。然后如图35所示，在ECR等离子CVD设备中，如同实施例20那样形成含氟的a-C∶H膜。在真空箱被抽空达1×10^-7Torr之后，C₆H₅F以25sccm和H₂以15sccm从气体输入系统输入达到气压3.6×10^-4Torr，并通过输入1.2KW的2.45GHz的微波在等离子箱中产生等离子。这时由磁铁表成的外部磁场建立了以下ECR的条件：在输入窗口为1500Gauss，在腔谐振出口处为875Gauss，以及在衬底位置为650Gauss。又一700V的电压加在腔谐振出口处所装设的未表示出的抽取电极(网栅)上，并且a-C∶H，F膜形成为1000nm的厚度，接下来，如实施例20中的方式，将电极接头和导线接至电极端子上并放置到加热器支架上即完成加热器样品1。图36是应用实施本发明的加热器的热定象装置的放大的局部剖视图。样品2与3在相同的条件下制备，不同的是原料气体分别以C₆H₃F₃或C₆F₆代替。这些样品进行了以下测量：氢含量，氟含量，膜硬度与摩擦系数；所得结果汇总于表4之中。氢含量由HFS分析测得得氟含量由RBS分析，膜硬度用薄膜硬度计测得，且摩擦系数在与实施例20同样条件下估测。

装有这样制备的加热器的热定象装置经过对于如实施例20中那样的记录材料的热定象。样品1与2提供了如实施例20那样稳定的定象性能的耐久性，但样品3随着定象操作数量的增加显出轻微的膜剥落。

〔实施例22〕

如同实施例20那样，在绝缘防护层上形成-a-C∶H膜作为润滑防护膜。图37是用于形成a-C∶H膜的离子束沉积(IBD)设备的略图，其中示出：真空箱260；离子束源261；离子化箱262；气体输入系统263；离子束抽取电极264；衬底265；及抽空系统266。在真空箱被抽空到1×10^-7Torr之后，CH₄以15sccm，H₂以25sccm从气体输入系统输入达到3.0×10^-4Torr气压，以便在等离子箱中产生等离子。衬底由所抽取的离子束照射，离子束的抽取是通过向抽取电极施加0.7KV电压而得，并且a-C∶H膜被形成厚达400nm。该衬底被置入图38所示的RF等离子CVD设备中，该图中示出：真空箱270；气体输入系统271；电极272；衬底273；抽空系统274；以及RF电源275。在真空箱被抽空到1×10^-7Torr之后，CF₄从气体输入系统输入达到气压3.0×^-2Torr，通过从RF电源输入1.5KW功率而产生RF等离子。带有a-C∶H膜的衬底曝露在该RF等离子之中，从而使得该膜的表面被氟化。该膜显示出氢含量为30原子％，氟为5原子％，膜硬度2500kg/mm²，以及磨擦系数0.05。氟浓度在膜中从表现向衬底递减。这些测量的方法和条件如同与实施例14中。接下来，将电极接头与导线接到电极端子上并安置到加热器支架上，如同实施例20中那样而完成了该热器。

装有如此制备的加热器的热定象装置用于如实施例20中同样方式的记录材料热定象之中，得到如同实施例20中那样的稳定的定象性能和耐久性。

〔实施例23〕

以如同实施例22中类似的方式在绝缘防护腊上形成厚为450nm和a-C∶H膜，在与塑性膜接触的如热器支架上形成厚为550nm的a-C∶H模，并在该塑性膜上形成厚为30nm的膜。然后，带有a-C∶H膜的加热器加热器支架与塑性膜被放入图38所示的RF等离子CVD设备中，其方式如同在实施例22那样，a-C∶H膜的表面被氟化。图39是应用了实施本发明的加热器的热定象装置的放大局部剖视图。

装有如此制备的加热器的热定象装置用于如同实施例20中的稳定的定象性能和耐久性。

以下将说明一个实施例，该实施例应用了通过气态合成形成的具有高电绝缘性，高导热率，高硬度与低磨擦系数的钻石膜作为加热器的防护层。

本发明的钻石晶体具有以下特性：导热率600-1200W/m·k，电阻率(体电阻率)10¹⁰-10¹⁶Ωcm，及硬度10000kgf/mm²。

用于形成本发明的钻石膜的衬底最好由适于形成钻石晶体并能够进行机械研磨和浸蚀的材料构成。这种材料的例子包括：Si，Ta，Mo，W，SiC，WC，SiO₂，Al₂，及Si₃N₄。

本发明中所要应用的钻石气态合成例如可由以下诸方法达到：热丝CVD，微波等离子CVD，DC等离子CVD，RF等离子CVD，磁场微波待离子CVD或燃焰法。含碳原料气的例子包括：甲烷，乙烷，丙烷，乙烯，苯及乙炔等碳氢化物；甲撑氯化物，碳四氯化物，三氯甲烷及三氯乙烷等卤碳氢化物；甲醇，乙醇等醇类；(CH₃)₂CO与(C₆H₅)₂CO等酮类，以及CO与CO₂等气体；以及这些气体与其他如N₂，H₂，O₂，H₂O或Ar等气体的混合。

钻石晶体的合成例如是在以下情形下进行的：利用氢和甲烷作为原料气体的微波等离子CVD，甲烷气浓度为0.1-1.0％；衬底温度600-900℃；气压为1.33-2.66kpa及气体总流率为100-1000ml/min(分)。钻石晶体的形成条件根据合化方法而变化。

本发明中所述钻石晶体例如是由以下方法可识别作为钻石晶体的：X射线衍射，电子束衍射或Raman光谱分析。例如Raman光谱分析显示，如图40所示，钻石尖峰放在1333cm^-1处，而弱宽峰(由于非钻石碳成份的结果)在大约1360和1550cm^-1处。钻石晶体的导热率与钻石结晶度密切相关，即在结晶度较高且非纯度减小时变提高。因而较佳的钻石晶体在Raman光谱分析中不显示1360和1550cm^-1左右的宽峰。通过在Raman光谱分析中非晶形碳(宽峰在1550cm^-1附近)的峰值与钻石(1333cm^-1)的峰值的强度比(i₁₅₅₀/I₁₃₃₀)而表示钻石与非晶形碳的比例，其较佳范围是D≤I₁₅₅₀/I₁₃₃₀≤1。在此范围以上，钻石结晶度变坏，于是导热率降低。钻石的结晶度还显著地相关于在膜形成中所用的原料气体的种类和浓度。例如在甲烷-氢系统中，甲烷浓度降低则改进了结晶度，提高了导热率。在甲烷-氢-氧系统中，按O/C＝0.8的比率选择碳氧原子的比率则可得到具有满意的结晶度的钻石膜。钻石良好的结晶度实现了上述的钻石物理特性，于是实现了高的绝缘性与高的导热率。

钻石层的厚度应选择使得在加热器应用中保证其机械强度以能够防护加热器经受定象的压力并有足够的绝缘性，并且一般是在几微米到几百微米范围内，最好是在几十到几百微米。

上述的衬底上形成了钻石膜或层之后，通过诸如喷镀等PVD法形成加热电阻器，并在必要时据测量进行修整以得到所希望的电阻。电极端子通过Au，Ag或Cu的喷镀类似地形成。然后通过网板印刷在钻石腊上，加热电阻上及电极端子上涂敷陶瓷糊剂(粘性剂)，并通涂敷陶瓷绝缘衬底于其上，然后经焙烧而附着其上。加热电阻器与电极端子的形成不仅可用诸如喷镀，真空蒸发或离子电镀等PVD方法，而且还可使用CVD，电镀或网板印刷。此后通过机械研磨或化学浸蚀除去用以形成钻石膜的衬底。钻石膜的表面，反映出多晶的自然特性，当结晶度增加时有很大的表面粗度，并且其最大粗糙度一般在几千埃到几微米范围。但在除去衬底后钻石膜的表面粗糙度等于用于形成钻石膜的衬底粗糙度，于是外表层的表面粗糙度可形成为等于或小于数百埃最大粗糙度Rmax，然后把电极接头(如通过焊接)接到电极端子上，把导线压接到电极接头上并把加热器衬底安置在加热器支架上，则本发明的加热器即完工。

于是本发明应用了通过气态合成所制成的钻石膜作为加热器的防护层，由此改进了加热器的热效率，减少了其上的功耗，并实现了磨损和滑动性能优良的加热。

〔实施例24〕

图14是应用了实施本发明的加热器的热定象装置的放大局部剖视图，其中加热器由横在隔热的加热器器支架8上的加热器支撑件9支撑。耐热膜10例如可由聚酰亚胺构成，其厚度为40μm，形成为无端头的环带或延伸的网状。旋转压力滚轮11用作压力件用于把上述的腊压向加热器1。膜10以预定的速度在箭头所指方向彷转或运动，保持着与加热器1表面的接触，于是通过驱动元件(未示出)或由压力滚轮11的旋转力而在其上滑动。加热电阻被加电以把加热器加热到预定温度，并且在膜10的一侧其上带有未定象的色剂图象的记录材料16被插入到定象夹部件15，该部件所处状态使得该膜可被运动。于是该记录材料16被保持与膜10的接触并把定象本部件连同膜10-起传送。在传送过程中，热能由加热器1通过膜10提供给记录材料16，以便通过熔合而使得记录材料16上的未定象色剂图象17定象。

图42A到42F是实施例24的剖视简图，其中示出加热器1；陶瓷衬底2；Ag/Pd加热电阻器3；Cu电极端子4；用于形成钻石膜的(例如)Si衬底5；由多晶钻石膜构成的防护层6；加热器支架8；电极接头12；AuSi焊料13；及导线14。

本实施例中，多晶钻石膜6首先在用于钻石膜形成的Si衬底上形成(图42A)。在该Si衬底上不需要形成钻石膜的区域事先用阻挡材料遮盖。这一衬底浸泡在钻石研磨颗粒为15-30μm的酒精悬浮液中并以超声振荡器进行痕迹处理，然后遮谏的阻档物被除去。然后对这一衬底在图43所示的热丝CVD设备中进行钻石膜的形成，该图中示出：石英反应管270；电炉271；钽丝272；衬底273；与未示出的气体容器，气体流量调节器和阀门相联的原料气体入口274；以及连接到机械增压泵，旋转泵和阀门(这些都未示出)的气体出口275。在衬底置入该设备具其内部被真空泵(未示出)抽空之后，甲烷以1ml/min，氢以999ml/min.从气压由调节阀(未示出)调节到6.00Pa。该反应管内部被电炉加热到900℃，且钽丝加热到2100℃，且钻石膜在20小时内形成到40μm厚。根据在扫描电子显微镜(SEM)下的观察，所获得的钻石膜是一个带有洁净小平面的多晶膜。Raman光谱分析显示出1333cm^-1附近的钻石尖峰，并且非晶碳峰对钻石峰的强度比率为I₁₅₅₀/I₁₃₃₀≤0.1。又在同样条件下制备的钻石膜径辐射冷却法测量显示其导热率为900W/m·k。

在该钻石膜上，用喷镀法形成加热电阻器3，其中顺序形成Ti的厚度为200A及Au的厚度为10μm，并基于阻值的测量修整到希望的电阻值。然后以Cu喷镀形成电极端子4(图42A)。然后外罩铝糊剂，且铝制衬底2经焙烧被涂敷和集成(图42B)。此后，Si衬底被除去，这是通过机械研磨和Si浸蚀(例如HF/HNO₃/CH₃COOH)进行的(图42C)。

在除去了Si衬底的加热器衬底或绝缘衬底中，用AuSi焊料13通过加热到该焊料熔点(370℃)以上将电极端子4，铜合金电极接头12和陶瓷底料2焊接。然后导线14被压接到这样装设的电极接头12上(图42E)，且加热器被装到加热器支架8上(图42F)。在加热器1的制备中，电极端子4的表面被Au闪镀以便改进与焊料的浸润性，从而达到稳定的连接的可靠性。电极接头也可不用铜合金而用柯阀合金，42合金或磷青铜制成。焊料熔点最好不低于250℃，并还可由AuCTe或AuSn而不是AuSi构成而且，通过以Au，Ni或Au/Ni闪焊Cu电极端子以便在焊接操作这前防止Cu电极端子面的氧化并对该端子提供在去除Si衬底时的化学阻挡从而使得焊接更为可靠。Ni层在于防止Cu过量地熔混入焊料之中。

这样制备的加热器可向记录材料有效地提供电能所产生的热量，并可实现稳定的加热器性能而不会有加热器部件热损耗。

〔实施例25〕

以如同实施例24中的类似方法，在Si衬底上开成一多晶的钻石膜。图44是微波等离子CVD设备的一个略图，该设备用以形成钻石膜，其中示出一个石英反应管286；一个Si衬底287；原料气体输入系统288；微波源289；微波导管289；和一个抽真空系统281。

用钻石研磨粒于粗化处理过的Si衬底和置在图44所示的设备中之后，内部由抽真空系统281抽真空，并且碳一氧化物以25ml/min.的速率且氢以375ml/min.的速率从气体输入系统输入到钻石反应管。该反应管中的压力用调节阀调节到5.3kpa，并且钻石膜在10小时内合成到150μm厚度，该合成是借助来自微波源289的4KW能量的微波输出，并且衬底温度是900℃。在SEM下，类似合成的钻石膜是具有洁净小面的多晶的膜，并且大辐射冷却方法中，导热率是1500W/m·k。

在钻石膜上，通过网板印刷涂敷Ag/Pd糊剂，在预定的位置上形成加热电阻3，并根据电阻的测量，如必要该电阻被修整为所需要的电阻。然后，通过网板印刷涂敷Cu糊剂制备电极端子4。接下来，涂敷铝糊剂(粘性剂)，然后，通过焙烧铝陶瓷衬2被涂敷和附着。然后，通过与实施例24中相同的方式去除Si衬底而制备成加热器衬底。将电极接头和导线连接到电极端子上，并置于加热器支架上而完成该加热器。这样得到的加热器，在如同实施例24中的记录材料的热定象中可达到如实施例24那样的稳定的定象操作。

在上述诸实施例中，已说明了在防护层上，电阻器层上或塑性膜上碳膜的形成，但是在某些场合或使用条件下，这样形成的碳膜可能会局部剥落或损坏，于是，该热定象装置对于定象操作可能变得不再稳定。

本发明也是要解决上述的缺陷，这是通过在加热器上或塑性膜上局部剥落或损坏的润滑防护碳膜进行再生而达到的，从而提供了高耐久性的(长使用寿命)和低费用的热定象装置。

更具体来说，根据本发明上述缺陷可被克服是通过抛光(氧化处理)除去高硬度和低摩擦系数的碳膜，这些碳膜是在加热器的绝缘防护膜上或加热电阻上形成作为润滑防护膜的，并再形成碳膜。

本发明的碳膜是含氢非晶形碳膜(a-C∶H膜)，钻石型碳膜(DLC膜)或硬质碳膜。并还包括含有以下元素至少一种的a-C∶H膜或DLC膜：Ta，W，Mo，Bb，Ti，Cr，Fe，B，Si和氟。该a-C∶H膜和DLC膜的特点是用一定的物理性质表示的，例如，这些性质是：导热率为200-600W/m·k，电阻率(体电阻率)为10⁸-10¹¹Ωcm，硬度为2,000-5,000kg/mm²，和小于0.2的摩擦系数。又硬质碳膜的特点由如下的一定的物理性质来表示：硬度为2,000-5,000kg/mm²，摩擦系数从小于0.2，电阻率9体电阻率0为10⁵-10¹¹Ωcm。

氧化过程，例如可通过以下方法进行：微波等离子CVD，DC等离子CVD，RF等离子CVD，磁场徽波等离子CVD，离子束喷镀，离子束蒸发或离子电镀，该方法用于上述a-C∶H膜，DLC膜或硬质碳膜的置备。这些氧用作反应气体以产生氧等离子或氧离子束，碳膜就暴露在这些离子中，从而碳膜被抛光(氧化并去除)。反应气体可以是氧气与H₂，N₂，空气，A₂，或CF₄的混合。而且在氧化之后，该衬底可用H₂，N₂，空气或CF₄的等离子或离子束浸蚀。抛光状态可通过在抛光操作中用光谱方法监视等离子而得知，并且抛光操作的完成可由此而确定。

此后加热器或塑性膜的润滑防护膜，通过上述膜形成的方法再形成碳膜而再生。抛光和再生成可在同一设备中连续地进行，或在抛光之后可添加用有机溶剂的洗涤步骤。

〔实施例26〕

图45是应用实施本发明的加热器的热定象装置的放大局部剖视图，其中加热器通过隔热和加热器支撑器8由加热器支撑部件9支撑。耐热膜10例如由厚为40μm左右的聚酰亚胺构成环状无端头带于或延伸的网状物。可旋转的压力滚轮11是作为把该膜压向加热器的压力元件。膜片10以预定速度在箭头所指的方向上旋转或运动，与加热器支撑器8的边缘以及加热器1的表面接触，通过驱动元件(未示出)或通过加压滚轮11的转动力，于是在其上滑动。加热电阻3被供电以便把加热器加热到预定温度，并且在膜片10一侧其上保持有未定象的色剂图象的记录材料16，插入到定象夹部件15，该部件所处状态使得膜片10可被运动。于是记录材料16被保持与膜片10的接触并将定象夹部件与膜片10一起传送。在该传送过程中，热能从热器1，通过膜片10供给到记录材料16，以便通过熔化在该记录材料16上使得未定象色剂图象17定象。

图46A到46E是实篱例26的加热器的概略剖视图，其中示出加热器1；陶瓷衬底2；一个Ag/pd加热电阻3；Cu电极端子4，5；绝缘防护玻璃层6；含一金属元素的DLC膜122；一个加热器支撑架8；一个电极接头12；AuSi焊料13；和一导线14。

在这个实施例的加热器中，首先是将Ag/pd糊剂，通过图板印刷在Sl₂O₃衬底上涂敷并在空气中焙烧以形成加热电阻3，基于电阻值的测量，将其调整到所需的阻值。然后Cu糊剂通过网板印刷涂敷，并且通过在受控局部氧压下的焙烧而形成电极端子4，5(图46A)。然后通过网板印刷，通过使用低软化铅硅玻璃备成绝缘防护膜，之后在空气中焙烧(图436B)。接着，通过ECR等离子CVD形成、厚度为400nm的DLC等离子CVD设备的略图，其中示出腔谐振类型的等离子箱290；气体输入系统291；微波振荡器295；衬底296；真空箱297；和真空系统298；类似含有Si为10A原子％的DLC膜的形成以及具有厚度为400nm，含氟在10原子％的DLC膜。经HFS(氢前向散射光谱测定法)，EPMA，RBS(卢瑟福背散射光谱测定法)，薄膜硬度计，针顶盘方法，可分别估测出这些DLC膜的氢含量Si含量，氟含量，膜硬度和摩擦系数。摩擦系数被测量是在空气相对湿度为45％，使用使用轴承钢(SUJ2)球(直径5nm)作为顶针，加载为1.2N且滑动速度为0.04m/s的条件下。所得结果总结在表5中。

〔表5见附后]

然后，铜合金的电极接头12与陶瓷衬底2，用AuSi焊料13焊接(图46C)。然后，导线14保保持在与电极接头12接触并且加热器衬底附着在加热器支撑架8上(图46D和46E)。在制备加热器1时，电极端于4，5的表面闪镀AuC便改进与焊料的可浸性，从而达到连接的稳定可靠性。电极接头也可不用铜合金，而是用柯阀合金，42合金或磷青铜制成。焊料最好有至少是250℃的熔点，并可替代AuSi而由AuGe或AuSu构成。而且通过在焊接操作之前向Cu电极端子闪镀Au，Ni或Au/Ni以便防止氧化和污染可达到焊接更加牢固性。Ni层是为了防止这多的Cu混入焊料。

装设了这样置备的加热器的加热定象装置，用于300,000个未定象图象的连续定象以及在上述任何提及到的一个加热器中都可见到局部脱落。于是以下述方式进行加热器的再生。

在加热器放入用于形成碳膜的ECR等离子CVD设备之后，真空室被抽空到1×10^-7Torr，并且O₂以100sccm的速率从气体输入系统输入达到气压3×^-3Torr。接着，氧等离子通过以1.0KV的2.45GHz的微波的输入在等离子箱中被产生。这种状态下，由磁铁所形成的外部磁场建立了如下的ECR条件：在输入窗口处为1500Gauss，在腔谐振器出口处为875Gauss，在衬底位置上为650Gauss，绝缘防护层上的碳膜的抛光在这些条件下进行。抛光的终点由监视来决定，可由离子发射分光镜观察297.7nm的紫外光强度在时间上的变化来决定，该紫外光发自等离子中电子被激活的CO。在抛光操作中，电极被蒙上以防止氧化。

在抛光完成之后，加热器被取出并进行DLC膜的形成，其方法与条件同上所述。氢含量，Si含量，氟含量，膜硬度和摩控系数在再生的DLC膜中与再生之前的膜中相同。装有这样再生的加热器的热定象装置显示出与再生以前相同的稳定的定象性能与耐久性。对含有Ta，W，Mo，Nb，Ti，Cr，Fe或B的DLC膜的类似的研究得出与含有Si的DLC膜的情形中类似的结果。

〔实施例27〕

用于形成如热电阻层的尺寸为350nm×2nm×12μm的沟槽在与实施例26中相同的Al₂O₃衬底上以机械方法形成。Ag/pd糊剂通过网板印刷涂敷在该沟槽内具有厚度11μm，并且大空气中焙烧以形成加热电阻3，基于电阻值的测量，将其调整到所需的阻值。然后衬底放置在未示出的喷镀设备中并且该电阻层上厚度为1μm的W(钨)层，以用来防止Ag/pd和C的相互熔混。然后，在图48中所示的离子束沉积设备中，一个a-C∶H膜以厚度为500nm被形成。在图48中示出一个真空箱300；一个离子束源301；一个离子化箱302；气体输入系统303；一个离子束抽取电极304；衬底305；和真空系统306。在真空箱被抽空到1×10^-7Torr后，CH₄以15sccm速率且H₂以30sccm速率从气体输入系统输入达到气压3.0×10^-4Torr以便在等离子箱内产生等离子。一个a-C∶膜通过用离子束的照射衬底而生成，该离子束是在抽取电极加了0.8KV的电压下被抽取的。由HFS分析测量，a-C∶膜中的氢含量是30原子％。另外该膜硬度和摩擦系数，如同实施例26中测量到一样，分别是3000kg/mm²和0.11。

装有如此得到的加热器的热定象装置，如同在实施例26中相同的方式，产生了记录材料在该热定象中的局部脱落，并且加热器以下面方式再生。当加热器被放置在图48所示的IBD设备中之后，真空室被抽空到1×10^-7Torr，并且氧以30sccm的速率从气体输入系统输入达到气压3×10^-4Torr，于是在等离子箱中产生氧等离子。加热器上的碳膜通过用氧离子束照射而被抛光，该离子束是通过将0.5KV的电压加到抽取电极上而被抽取的。抛光之后，A以30sccm的速率从气体输入系统输入达到气压3×10^-4Torr，并且加热电阻层和陶瓷衬底用一Ar离子束浸蚀5nm该离子束是用0.5KV的电压抽取的。在浸蚀操作之后，a-C∶H膜以同上所述的相同的方式重新形成。重新生成的a-C∶H膜具有再生前的同样质量。装有再生加热器的热定象装置，在记录材料的热定象中显示出与再生之前相同的稳定的定象性能与耐久性。

〔实施例28〕

含Si的a-C∶H膜使用图47所示的ECR等离子VCD设备在聚酰亚胺膜上形成厚度为25nm。另外，在腔谐振器的出口处提供一个抽取电极(栅极)。在真空室被抽空到1×10^-7Torr以后，C₆H₆以30sccm速率，H₂以15sccm和SiH₄以10sccm的速率从气体输入系统输入达到气压4.1×10^-4Torr，并且等离子通过以1.5KW的2.45GHz的微波的输入在等离子箱中被产生。在这种状态下，由磁铁所形成的外部磁场建立了如下的ECR条件：在输入窗口处为1200Gauss，在腔谐振器出口处为875Gsuss，在衬底位置上为650Gauss。又一个-500V的电压加在抽取电极9未示出)，该电极装在腔谐振器的出口处，由此形成混合物a-C_1-xSix∶H的膜，其中x的取值是0≤x≤0.4。同实施例26中的估测一样，该膜显示出膜硬度是2500kg/mm²，摩擦系数是0.05，氢含量是20原子％，并且Si含量是15原子％。

像实施例26中的那样，在记录材料的热定象中，装设了这样得取的膜的热定向装置产生了局部脱落，并因此按以下方式再生该膜。在聚酰亚胺膜被入置在ECR等离子CVD设备中以后，真空室被抽空到1×10^-7Torr，并且O₂以10sccm的速率从气体输入系统输入达到气压3.0×10^-3Torr，以在等离子照射膜而进行，而不采用将电压加到抽取电极上。抛光之后，CF₄以30xccm的速度从输入系统输入达到气压3×10^-4Torr，并且该膜通过CF₄等离子照射被浸蚀5nm。接着，a-C_1-xSix∶H膜再一次用那些同以前所述的方法和条件被形成。再生的膜与再生前的膜在质量上相同。装设了这样的再生膜的热定象装置，在记录材料的热材料上，显示出与再生前的那些相同的稳定的定象性能和耐久性。

〔实施例29〕

厚度为300nm的硬质碳膜，以如同实施例26同样方式，在绝缘防护层上形成，作为润滑防护膜。图49是磁控管喷镀设备DC的略图。该设备用于形成硬质碳膜，其中所示的有真空室301；衬底311；纯度为99.99％的石墨靶极312；气体输入系统313；DC电源314；和一个真空系统315。真空室被抽空到1×10^-7Torr之后，Ar从气体输入系统输入达到气压0.9pa.在此操作中，所使用的条件；衬底温度为室温，放电功率50W，并且300W被预喷镀20分钟。如实施例26中的估测得取的膜显示出膜硬度为2100kg/mm²，摩擦系数为0.12和密度为2.8kg/mm³。

如同实施例26中，在记录材料的热定象中，装设了这样得到的加热器的热定象装置产生了局部脱落，并因此按以下方式再生加热器。加热器被放置在图50所示的RF等离子CVD设备中，其中示出一个真空室320；气体输入系统321；电极322；衬底323；抽真空系统324；以及RF电源325。真空室被抽空到1×10^-7Torr以后，O₂以80sccm的速率和CF₄以20sccm的速率从气体输入系统输入达到气压3.0×10^-2Torr，并且从RF电源通过输入1KW电能，RF等离子被产生。通过把带有硬质碳膜的加热器暴露在上述RF等离子之中，抛光而进行。接着，硬质碳膜再次用那些同以前所述的方法和条件形成。再生的膜与再生前的膜在质量上相同。装设了这样的再生加热器的热定象装置，在记录材料的热定象上表明与再生前的那些相同的稳定的定象性能和耐久性。

虽然本发明已通过其较佳实施例进行了说明，但本发明绝不应限制为这些实施例并可在所附实施例的范围和精神之内，做各种修改。

                                   表1

样本	离子能量(eV)	氢浓度(at·％)	密度(g/cm3)	硬度(kg/mm2)	电阻(Ωcm)	磨擦系数(μ)
							1234	10100200400	＜1＜1＜1＜1	2.12.82.01.5	2100270018001300	2×1061×1086×1051×100	0.120.070.130.15

                                        表2

样品	添加元素	氢浓度(at.％)	添加的元素浓度(at.％)	硬度(kg/mm2)	磨擦系数(μ)
						12345678910	TaWMoNbTiCrFeBSi-	25242426252527232225	16202910181281523-	2200200018002300200021002000220023002700	0.070.080.090.100.090.080.120.080.070.27

                                         表3

样品	C2H2/Ar(％)	氢浓度(at.％)	添加元素浓度(at.％)	硬度(kg/mm2)	磨擦系数(μ)
						1112131415	0.550.340.100.05Ar＝0	262415627	61529320	25002300200018002800	0.080.070.130.180.21

                              表4

样品	原料气体	氢浓度(at·％)	氟浓度(at·％)	硬度(kg/mm2)	磨擦系数(μ)
						123	C6H5FC6H3F3C6F6	252415	163032	220018001100	0.070.050.06

                         表5

样品	氢浓度(at·％)	Si浓度(at·％)	氟浓度(at·％)	硬度(kg/mm2)	磨擦系数(μ)
						123	252423	-10-	--10	250024002300	0.080.050.07

Claims (33)

1.一种加热器，包括：

一个绝缘衬底；

在上述绝缘衬底上提供的一个电阻层，该电阻层适于在通电时产生热；以及

用于保护上述电阻层的一个防护层；

其中上述的防护层至少在其表面上包括：一种非晶的且由具有SP²和SP³键的碳原子形成的硬质碳膜、一个氢含量为10-40原子％的氢化非晶碳膜或一个钻石状碳层。

2.根据权利要求1的加热器，其中上述的硬质碳膜在膜上的含氢浓度要小于1原子％且该硬质碳膜的密度不小于2.0g/cm³。

3.根据权利要求1的加热器，其中上述的氢化非晶碳膜含一种从一种金属、B或Si中选出的一种。

4.根据权利要求3的加热器，其中所说的金属是Ta、W、Mo、Nb、Ti、Cr或Fe，其在该膜中该金属的浓度要低于30原子％。

5.根据权利要求1的加热器，其中该氢化非晶碳膜含有氟。

6.根据权利要求5的加热器，其中在该膜中氟的浓度要低于30原子％。

7.根据权利要求1的加热器，其中的该钻石状碳膜含一种金属。

8.根据权利要求7的加热器，其中上述金属是Ta、W、Mo、Nb、Ti、Cr或Fe，且该金属在该膜中的浓度低于30原子％。

9.根据权利要求1的加热器，其中上述的钻石状碳膜含氟。

10.根据权利要求9的加热器，其中该膜中上述的氟的浓度低于30原子％。

11.根据权利要求1的加热器，其中该钻石状碳层是由气态合成形成的。

12.根据权利要求1的加热器，其中该防护层完全由一个硬质碳膜、一个氢含量为10-40原子％的氢化非晶碳膜或一个钻石状碳层组成。

13.根据权利要求1的加热器，其中上述的绝缘衬底装设了一个沟槽，并且上述的电阻层是在该沟槽中形成的。

14.根据权利要求1的加热器，其中该硬质碳膜或该氢化非晶碳膜可通过氧化处理而被去除。

15.根据权利要求1的加热器，其中该钻石状碳层可通过氧化处理而被去除。

16.一种图象加热装置，包括：

一个加热元件；以及

一个膜，它的一面在该加热元件上滑动，且它的另一面与一记录材料上的一图象接触。

其中记录材料上的图象是由从上述的热元件提供并通过该膜的热而被加热的，并且在该加热元件和该膜之间的一个滑动部位上有一个硬质碳膜、一个氢含量为10-40原子％的氢化非晶碳膜或一个钻石状碳层，其中该硬质碳膜是非晶的并由具有SP²和SP³键的碳原子形成。

17.根据权利要求16的图象加热装置，其中该加热元件包括一个绝缘衬底和一个装在该绝缘衬底上并可在通电时产生热的电阻层，且在该电阻层上装有上述硬质碳膜、氢化非晶碳膜或钻石状碳层。

18.根据权利要求16的图象加热装置，其中该加热元件包括：一个绝缘衬底；一个装在该绝缘衬底上并可在通电时产生热的电阻层；以及，一个用于保护该电阻层的防护层，且在该防护层上装有上述硬质碳膜、氢化非晶碳膜或钻石状碳层。

19.根据权利要求16的图象加热装置，其中在所述膜上设置有该硬质碳膜、氢化非晶碳膜或钻石状碳层。

20.根据权利要求16的图象加热装置，其中上述的硬质碳膜中的氢浓度低于1原子％且该硬质碳膜的密度不小于2.0g/cm³。

21.根据权利要求16的图象加热装置，其中该氢化非晶碳膜含有从一种金属、B或Si中选出的一种。

22.根据权利要求21的图象加热装置，其中该金属是Ta、W、Mo、Nb、Ti、Cr或Fe且其在膜内的浓度低于30原子％。

23.根据权利要求16的一个图象加热装置，其中该氢化非晶碳膜含氟。

24.根据权利要求23的图象加热装置，其中该膜中的氟浓度低于30原子％。

25.根据权利要求16的图象加热装置，其中该钻石状碳层是由气态合成形成的。

26.根据权利要求17的图象加热装置，其中上述的绝缘衬底有一沟槽，并且上述的电阻层是在该沟槽内形成的。

27.根据权利要求18的图象加热装置，其中上述的绝缘衬底有一个沟槽，并且上述的电阻层是在该沟槽内形成的。

28.根据权利要求16的图象加热装置，其中该硬质碳膜或该氢化非晶碳膜是可通过氧化处理而被去除的。

29.根据权利要求16的图象加热装置，其中该钻石状碳层是可通过氧化处理而被去除的。

30.根据权利要求16的图象加热装置，其中该钻石状碳膜含一种金属。

31.根据权利要求30的图象加热装置，其中该金属是Ta、W、Mo、Nb、Ti、Cr或Fe，且该金属在该钻石状碳膜内的浓度低于30原子％。

32.根据权利要求16的图象加热装置，其中该钻石状碳膜含氟。

33.根据权利要求32的图象加热装置，其中在该钻石状碳膜内氟的浓度低于30原子％。

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