JPS58201679A - 熱ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、発熱用抵抗体層上に、金属電極がオーミック
に附されている構成を有する熱ヘッドの改良に関し、特
に、基板上に、蓄熱用層を介して、半導体で形成された
発熱用抵抗体層が形成され、その発熱用抵抗体層上に、
金属電極がオーミックに附されている構成を有でる熱ヘ
ッドに適用して好適なものである。

以下、本発明を、基板上に、蓄熱用層を介して、半導体
で形成された発熱用抵抗体層が形成され、その発熱用抵
抗体層上に、金属電極がＡ−ミンクに附されている構成
を有する熱ヘッドに適用するものとして述べよう。

基板上に、蓄熱用層を介して、発熱用抵抗体層が形成さ
れ、その発熱用抵抗体層上に、金属電極がオーミックに
附されている構成を右する熱ヘッドは、その発熱用抵抗
体層を、金属電極を介して通電させることによって発熱
させ、その熱を、感熱紙に与えることによって、その感
熱紙を発色させ、その発色による記録を（りる、という
場合に適用される。

従来のこのような熱ヘッドは、印刷用熱ヘッドに適用さ
れている場合、次の構成を有するのが普通である。

すなわち、第１図に示すように、基板１上に、蓄熱用層
２を介して発熱用抵抗体層３が形成され、一方、この発
熱用抵抗体層３上に、一対の金属電極４及び５が、所要
の間隔を保って、オーミックに附されている。

また、発熱用抵抗体層３の金属電極４及び５間の領域上
に、保護用層６が附されている。この場合、保護用−６
は、金属電極４及び５上にｔ）延長（）−Ｃいる。

以Ｉが、印刷用熱ヘッドに適用されている、従来の熱ヘ
ッドの普通の構成である。

このような構成を有する熱ヘッドは、その発熱用抵抗体
層３に、金属電極４７！び５を介して、通電さ【！れば
、イの発熱用抵抗体層３を、金属電極／１　崎び５間の
領域において発熱させることツメて５！る。でしで、そ
の熱を、保護用層６を介して、その保護用層６に相対的
に摺接する感熱紙７に与えることができる。

ところで、第１図で上述した熱ヘッドにおいて、従来は
、発熱用抵抗体層３に通電させて、その発熱用抵抗体層
３を発熱させている状態から、その通電状態を断とした
場合に、これに速やかに応答して、発熱用抵抗体Ｍ３か
ら感熱紙７側に向かう熱を、速やかに消失させることを
考慮して、基板１が、比較的高い熱伝導率を有する、例
えばアルミナで作られているのが普通である。

また、発熱用抵抗体１３からの熱に十分耐えられること
と、発熱用抵抗体層３に対する非通電状態から、発熱用
抵抗体層３に通電させた場合に、発熱用抵抗体１３から
感熱紙７側に向う熱が速やかに得られることとを考慮し
て、蓄熱板２が、基板１に比し低い熱伝導率を有する、
例えば所謂グレーズガラスで、所要の厚さに、形成され
ているのが普通である。

さらに、発熱用抵抗体層、３自身が、連続的にまたは間
欠的に、例えば３００〜５００℃の所要の高熱度で発熱
することによって、抵抗値が、所期値より変化するよう
なことがないことと、発熱用抵抗体層３自身が所期の発
熱特性を有するものとして容易に形成されることとを考
慮して、発熱用抵抗体！１３が、例えば、スパッタリン
グ法によっ℃形成された窒化タンタル、真空蒸着法によ
って形成されたニクロム、酸化ルテーウム焼結体で形成
されでいるのが普通である。

なおさらに、発熱用抵抗体層３からの熱に十分耐え檜１
ｒることと、金属電極４及び５を介して発熱用抵抗体Ｍ
３に通電するときに、その通電によって不必要に発熱す
ることのないようにすることと、発熱用抵抗体１１３と
のオーミックな連結が良好になされることとを考慮して
、金属電極４び５が、例えば、タングステン、モリブ）
ン、ｙタンなどの高融点金属で形成されているのが晋通
て・ある。

また、発熱用抵抗体層３からの熱に十分耐えｒＩること
と、発熱用抵抗体層３が外気に直接触れた場合に、それ
が酸化されて発熱用抵抗体層３の発熱特性が経時変化す
るのを回避させることと、発熱用抵抗体層３乃至金属電
極４及び５が、直接、感熱紙７と相対的に摺接した場合
に、それらが不必要に摩耗するのを回避させることとを
珂慮して、保護用層６が、例えば、五酸化タンタルで形
成されいるのが普通である。

このような印刷用熱ヘッドの場合、その発熱用抵抗体層
３は、上述したように、例えばスパッタリング法によっ
て形成された窒化タンタル、真空蒸着法によって形成さ
れたニクロム、酸化ルテニウム焼結体で形成され（いる
が、発熱用抵抗体層３が、スパッタリング法によって形
成された窒化タンタルで形成されている場合、発熱用抵
抗体層３を、所期の抵抗値を右するものとして形成する
のに困難を伴なう。その理由は、一般にスパッタリング
法によって、窒化タンタルでなる層を、所要の厚さに、
均質に形成するのに多くの困難を伴なうからｒある。

このため、発熱用抵抗体層３を、所期の発熱特性を有す
るものとして形成するのに困難を伴なうと共に、発熱用
抵抗体＠３を通電によって発熱させた場合に、発熱用抵
抗体層３の表面が、酸化し、このため、発熱用抵抗体１
１３の抵抗値が、所期の値から変化する。その結果、発
熱用抵抗体１１３が、所期の発熱特性から変化りる、と
いう恐れを有する。

また、発熱用抵抗体＠３が真空蒸着法によつ（形成され
たニクロムで形成されている場合、５Ｎ熱抵抗体層３を
所期の抵抗値を有するもの、従って所期の発熱特性を有
するものに形成するのに困難を伴なう。その理由は、一
般にニクロムは、その比抵抗が比較的小であるので、発
熱用抵抗体Ｐ３の厚さが極めて薄くならざるを得１１い
からである。

さらに、発熱用抵抗体層３が酸化ルテニウム焼結体く゛
形成されている場合、発熱用抵抗体層３を、所期の抵抗
値を有し、従って所期の発熱特性を有し、しかも、大き
な面積を占めることなしに形成するのに困難を伴なう。

その理由は、一般に、酸化ルテニウム焼結体を、微細な
形状に、精度良く形成するのに多くの困難を伴なうから
である。

このように、従来の熱ヘッドにおいては、その発熱用抵
抗体層が、連続的にまたは間欠的に高ｗａｒ発熱するこ
とによる熱によって、抵抗値が初期値から変化すること
を回避させるように、且つ発熱用抵抗体層自身が所期の
発熱特性を有するものとして容易に形成されるように形
成されているとしても、上述したように、発熱用抵抗体
層を、所期の抵抗値を有し、従って所期の発熱特性を有
するものとして、しかも大きな面積を占めることなしに
、形成するに困難を伴なうものであったり、発熱用抵抗
体層自身の発熱にもとずく発熱用抵抗体層の表面の酸化
によって、発熱用抵抗体層の抵抗値、従って発熱特性が
、所期のそれから変化する恐れを有ヴるものであったり
する欠点を有していた。

叙上に鑑み、本発明者などは、上述した熱ヘッドを基礎
とするが、上述した欠点のない、新規な熱ヘッドを提案
せんとづるに到った。

いま、その熱ヘッドを印刷用熱ヘッドに適用した場合の
、その印刷用熱ヘッドの一例で述べれば、第２図を伴な
って以下述べ゛るとおりである。

第２図において、第１図との対応部分には同宥弓を剖し
汀線説明は省略する。

第２１・４に示１印刷用熱ヘッドの一例は、第１図で上
述した構成において、その発熱用抵抗体Ｒ３が、多結晶
シリコンでなる半導体で形成されている発熱用抵抗体層
１３によって買換されていることを除いて、第１図の場
合と同様の構成を４１・する。

このＩＩ！含、発熱用抵抗体１１１３は、その上に附さ
れｔこ金属電極４及び５間でみて、所期の抵抗値がｖ、
１られるように、所要の比抵抗を有し、且つ所要の厚さ
を有する多結晶シリコンでなる半導体で形成されている
ことは勿論である。また、多結晶シリコンでなる半導体
には、それが所要の比抵抗を有しているように、例えば
燐のような、導電性を与える不純物を、所要量含んでい
るか、または含ませ得る。

以１が、本発明者などによって提案された、新規４ｃ熱
ヘットの適用された印刷用熱ヘッドの個構成（ある。

このＪ、うな印刷用熱ヘッドの構成は、第１図で上述し
た印刷用熱ヘッドにおいて、その発熱用抵抗体１ｌ１３
が、多結晶シリコンでなる半導体で形成された発熱用抵
抗体ＩＩ　１３によつ（ｅｌｆ換されてなることを除い
て、第１図の場合と同様である。

このため、第１図の場合と同様に、金属電橋４及び５を
介して、発熱用抵抗体１１１３に通電させれば、発熱用
抵抗体１１３の金１ｔｓ４及び５門の領域が発熱し、そ
の熱を一保護用層６を介して、これと相対的に摺接する
感熱紙７に与えることができる。

従って、印刷用熱ヘッドとしての機能が得られる。

しかしながら、発熱用抵抗体Ｗ４１３が、多結晶シリコ
ンでなる半導体で形成されているので、その発熱用抵抗
体層１３が、連続的にまたは間欠的に高温度で発熱する
ことによる熱によって、抵抗値が所期値から変化するこ
とを回避づることと一１発熱用抵抗体１１１３自身が所
期の発熱特性を有するものとして容易に形成されること
とを考慮して、構成されている、ということができる。

また、発熱用抵抗体層１３を、第１図で上述した困難を
伴なうことなしに形成し得るとともＬＪ、　、　ｉｉ熱
田川抵抗体層１３抵抗値、従って発熱１：ｒ　ｔ’ｌ　
／Ｉ）、発熱用抵抗体層１３自身の発熱にもとヂさ、所
期の発熱特性から変化する恐れを有しイ【い、などの人
なる特徴を有する。

プなわら、発熱用抵抗体［１１３が、多結晶シリコンで
なる半導体で形成されているので、その発熱用抵抗体層
１３を、スパッタリング沫、ＣＶ　Ｄ法、真空蒸着法な
どによって、所要の厚さ及び形状、所要の比抵抗を有す
るものに、容易に形成し得る。

例えば、発熱用抵抗体層１３を、ＣＶＤ法にＪ−＞　（
形成づる場合、通常の気相成長装置を用い、でして、そ
の装置内に、発熱用抵抗体層１、〕、金属電極４及び５
及び保護用層６が存せず、蓄熱用層２のみをその土に形
成している状態の単板１を配し、そして、その基板１の
温度を、７００℃〜１０００℃とした状態ｒ、８Ｍ内に
、水素またはヘリウムでなる１ヤリアガスを用いて、シ
ランＳｉＨ４を供給せしめ、そのシラン５Ｉ８４を装置
内で熱分解させることによって、発熱用抵抗体層１３を
形成し得る。この場合、シラン５ｆＨ４の供給量（１ル
ア・′分）に対する多結晶シリコンの形成（成長）速度
（μｍ／′分）の関係が、第３図に示１ように、直線性
を有するので（但し、基板１の温度が９００℃である場
合）、発熱用抵抗体１１３を所要の精密な厚さで、しか
も短時間で容易に得ることがＣきる。

因みに、蓄熱用層２が、長石８２％、５ｉＯ１１２，５
％、Ｃａ　ＣＯ３２，９％、力Ａリン２゜６％の成分か
らなる１０００℃以上の軟化点を有する高融点グレーズ
ガラスで形成されている場合、基板１の温度を、９００
℃としたところ、発熱用抵抗体層１３を、２％以下の誤
差Ｃ１数１００八〜数μｍの範囲の所要のりさに、１０
〜１５分程痩の短かい時間で１１にとができＩこ。

また、発熱用抵抗体層１３を、［述したまうに、通常の
気相成長装置を用いてＣＶＤ法によって形成する場合、
装置内に、シランＳｉＨ＋ど共に、導電性を与える不純
物となる燐、砒素、１ＩｊＩ免／Ｌ′どの成分を有せし
めれば、発熱用抵抗体―１３が、導電性を与える不純物
の導入されたものとして得られる。この場合、不純物と
なる成分を、５ｆＨ４と同様に、キャリアガスを用いて
、装置内に供給させれば、その不純物の供給を制御する
ことによって、装置内での不純物となる成分の量を、容
易に制御し得る。従って。

発熱用抵抗体層１３に導入された不純物の量を、容易に
制御し得る。よって、発熱用抵抗体層１３を、所要の比
抵抗、従って所期の抵抗値を有するものとしで、容易に
得ることができる。因みに、を純物どなる成分を、Ｓｉ
Ｈ，と同様に、１℃・リアガスを用いて装置内に供給さ
せるとしく、その不純物となる成分が燐となるように、
ホス゛ツインＰ　Ｈ３を装置内に供給した場合、その小
スフィンＰＨ３の供給量（モル７分）に対する多結晶シ
リコンの比抵抗（Ω・ｃｍ）の関係が、第４図に示すよ
うであったことにより、発熱用抵抗体層１３を、１０′
Ω・Ｃｌｌ１〜１０・ＣＩの範囲の所要の比抵抗を有づ
るものとして、容易に得ることができた。

また、発熱用抵抗体層１３が、多結晶シリコンでなる半
導体で形成されているのＣ１発熱用抵抗体層１３の抵抗
値、従って発熱特性が、発熱用抵抗体１１１３自身の発
熱にもとすき、所期の発熱特性から変化する恐れを有し
ない。因みに、基板１がアルミナで７００μｍの厚さに
形成され、また、蓄熱用層２が上述したように例えば長
石８２％、ＳｉＯ２１２，５％、ＣａＣＯ３２，９％、
カオリン２．６％の成分からなる高融点グレーズガラス
で形成され、さらに、発熱用抵抗体層１３が、上述した
ように、ＣＶＤ法によって燐の導入された多結晶シリコ
ンでなる半導体によって、比抵抗が３Ｘ１０−１Ｏ・ｃ
ｍの値を有し、且つ、金属電極４及び５間でみた抵抗が
２０００の値を右づるものとして形成され、さらに、金
属電極４及び５が、真空蒸舊法によって形成されたタン
グステンによって、１．５μｍの厚さに形成され、また
、保護用層（）が、ＣＶ　Ｄ法によって、燐・硼素化合
物によって、１．５＝２．０μｍの厚さに形成されてい
る場合におい゛Ｃ１発熱用抵抗体１１１３の発熱を、間
欠的に繰り返して行なった場合の発熱用抵抗体層１３の
金属電極４及び５間でみた抵抗値の変化を、発熱用抵抗
体層１３の発熱特性としてみたとき、第５図に示すよう
に、その間欠的な発熱を、１０’回、各回において感熱
紙７１で、約／１５０℃の湿度が得られるように、２ｍ
秒の通電を行って得ても、発熱用抵抗体層１３の抵抗蛸
の変化が、このような発熱がなされなかった場合に対し
て、５％程度以下であった。

さらに、発熱用抵抗体層１３が多結晶シリコンでｈるず
導体で形成されているので、その発熱用抵抗体層１３を
、上述したようにホスフィンＰＨ３を用いたＣＶＤ法に
よって燐の不純物の導入されたものとして容易に形成し
得るものである。この場合、燐の不純物の導入量を、比
抵抗が５　Ｘ　１０”Ω・ｃｍ以下のような１分低いも
のとして得られるに１−分な丈（）多くづれば、発熱用
抵抗体層１３が、３００ｐｐｍ／℃稈瓜の正の温度係数
を有するものとして得られるので、発熱用抵抗体層１３
が発熱した場合に、その熱により発熱用抵抗体層１３自
身の発熱特性が劣化せんとするが、それが阻止されると
ともに、このように燐の不純物の導入量を、比抵抗が５
Ｘ　１０”Ω・ｃｍ以下のような十分低いものとして得
られるに十分な丈は多く覆れば、発熱用抵抗体層１３の
厚さを比較的薄クシ得るので、発熱用抵抗体層１３を、
微細に、しかも熱歪の生じ難いものとして得ることがで
きるなどの人なる特徴を有する。

以上で、本発明者などによって掟案された、新規な熱ヘ
ッドを適用した印刷用熱ヘッドの構成、及びその優れた
特徴が明らかとなった。

このような本発明者などによって提案された、新規な熱
ヘッドを適用した印刷用熱ヘッドにおい（、ぞｑ）金属
電極４及び５は、前述したように、それら自身が、発熱
用抵抗体層１３からの熱に−（分耐え得られることと、
それら金ｍ電極４及び５を介しての発熱用抵抗体＠１３
への通電時に、その通電によって不必要に発熱すること
がないことと、発熱用抵抗体層１３へのオーミックな連
結が良好になされることとを考處し−（、例えば、タン
グステン、モリブデン、チタンなどの高融点金属で形成
されているものである。

（２かし４「がら、金属電極４及び５が、発熱用抵抗体
Ｗ４１３に附されているため、その金属型ｔｒｚａび５
）が発熱用抵抗体＠１３０発熱によつＣ加熱され、これ
によって、金属電極４及び５がタングステンまたはモリ
ブデン若しくはチタンで一層に形成されている場合、そ
の金属電極４及び５を構成しているタングステンまたは
モリブデン若しくはチタンが、発熱用抵抗体層１３を構
成してる多結晶シリコンでなる半導体と反応して、発熱
用抵抗体層１３の金属電極４及び５下の領域に、タング
ステン・￥−導体化合物またはモリブデン・半導体化合
物若しくはブタン・半導体化合物が生成する。このため
、金属電極４及び５が、発熱用抵抗体Ｗ４１３に、オー
ミックに附されている構成が崩れて、金属電極４及び５
が発熱用抵抗体層１３に、ノンＡ−ミックに附されてい
ると同様の構成となったりする。その結果、金属電極４
及び５が劣化し、且つこのため、金属電極４及び５間で
みた発熱用抵抗体１１１３の発熱特性が、所期のそれか
ら変化する恐れを有する。

また、保護用層６は、それが金属電極４及び５を覆って
いるという機械的構成を右しくいるので、金属電極４及
び５が形成されて後に形成される。このため、保護用層
６を、」述した例えば五酸化タンタルで形成するとして
、その保護用層６が、金属電極４及び５が加熱される態
様で形成される場合、その金属電極４及び５が加熱され
ることによって、上述したと同様に、金属電極４及び５
がタンゲスフンまたはｔすＩｊτン若しくはブタンで一
層に形成されている場合、その金属電極４及び５を構成
しているタングステンまたはｔリブデン若しくはチタン
が発熱用抵抗体層１３を構成している多結晶シリコンで
なる半導体と反応する。その結果、金属型ｆｆ１４及び
５が劣化し、且つこのために、金属電極４及び５間でみ
た発熱用抵抗体層１３の発熱特性が、所期の発熱特性よ
り変化する恐れを有りる。。

よ）（、本発明は、上述した本発明者などに、」、っＣ
提案された、新規な熱ヘッドを適用した印刷用熱ヘッド
に適用した場合に、上述した恐れを有効に回避し得ると
いう、新規な熱ヘッドを提案せんとするもので、以下、
本発明の実施例を詳述するところから明らかとなるであ
ろう。

第６図は、本発明による熱ヘッドを、上述した本発明者
などによって提案された、新規な熱ヘッドを適用してい
る印刷用熱ヘッドに適用した場合の、その印刷用熱ヘッ
ドの一例を示す。

第６図において、第２図との対応部分には、同一符号を
附して詳細説明を省略する。

第６図に示す印刷用熱ヘッドの一例は、第２図で上述し
た構成において、次の事項を除いて、第２図で上述した
構成と同様の構成を有する。

金属電極４及び５が、多結晶シリニ］ンでなる半導体で
形成された、発熱用抵抗体層１３側のアルミニウムでな
る層２１ａと、この１ｆ２１ａ上のタングステンまたは
モリブデンでなる［１２１ｂとでなる。

また、発熱用抵抗体層１３の層２１ａトの領域と、層２
１ｂ（７）層２１ａ上の領域とに、１ｐ１２１ａ側から
、それを構成しＣいるアルミニウムが拡散している領域
２２及び２３を形成している。

この場合、層２１ａ及び２１ｂは、例えばスパッタリン
グ法または爽空蒸着法によって、例えばそれぞれ１００
〜２０００八及び１０００Å以上の厚さに形成し得る。

また、領域２２は、！２１ａの形成時、ぞの層２１ａが
発熱用抵抗体層１３の加熱状態で形成されることによっ
て形成し得る。また、領域２２は、層２１ａの形成後、
１２１ｂ（７）形成時、その層２１ｂが、層２１ａ及び
発熱用抵抗体層１３の加熱状態で形成されることによっ
て形成し得る。さらに、領域２２は、層２１ｂの形成後
、保護用層６の形成時、保護層用６が、１１２１ａ及び
発熱用抵抗体層１３の加熱状態でなされることによって
も、形成し得る。

さらに、領域２３は、層２１ｂの形成時、その１Ｆ１２
１ｂが層２１ａの加熱状態でなされることにＪ、って形
成し得る。また、領域２３は、層２１ｂの形成後、保護
用層６の形成時、その保護用Ｆ！６が、層２１ａ及び２
１ｂの加熱状態でなされることによって形成し得る。

以上が本発明による熱ヘッドの適用された、印刷用熱ヘ
ッドの一例である。

このような印刷用熱ヘッドの構成は、第２図で上述した
構成において、その金属電極４及び５が、発熱用抵抗体
層１３側のアルミニウムでなる＠２１ａと、この１ＩＩ
２Ｉａ上のタングステンまたはモリブデンでなる１Ｆ１
２１ｂと′Ｃなり、また１発熱用抵抗体層１３の層２１
ａ下の領域と、層２１ｂの層２１ａ上の領域とに、層２
１ａ側から、それを構成せるアルミニウムが拡散してな
ることを除いては、第２図の場合と同様の構成を有する
。

このため、発熱用抵抗体層１３に金属電極４及び５を介
して通電させれば、これによって発熱用抵抗体層１３の
金ＷＡＮ極４及び５間の領域が発熱し、その熱を、保護
用層６を介しで、これと相対的に摺接する感熱紙７に与
えることがとできる。

従って、印刷用熱ヘッドとしての機能が得られる。

しかしながら、この場合、金属型１４１／ｌ及び５が、
発熱用抵抗体層１３側のアルミニラｔ１ぐなる層２１ａ
と、この１２１ａ−）のタングステンまたはモリブデン
でなる層２１ｂとでなり、また発熱用抵抗体層１３の層
２１ａ下の領域と、層２１ｂの層２Ｉａ上の領域とに、
ｌｌｌ２ｉａ側から、それを構成せるアルミニウムが拡
散している構成を有する。このため、金属電極４及び５
が、発熱用抵抗体層１３に附されているために、発熱用
抵抗体層１３の発熱によって加熱されて（−）、また保
護用層６が金属電極４及び５を覆っているという機械的
構成であることのために、金属型ｗＪ４及び５が形成さ
れて後に形成され、ぞして、−での保護用Ｍ６が、金属
電極４及び５が加熱される態様で形成されるために、そ
の金属Ｎ極４及び５が加熱されても、金属電極４及び５
が発熱用抵抗体層１３にオーミックに附されＣいる構成
が崩れて、金属電極４及び５が発熱用抵抗体層１３にノ
ンオーミックに附されていると同様の構成となったりす
る、ということがない。

従って、金属電極４及び５が劣化したり、またこのため
に、金属電極４及び５間でみた発熱用抵抗体層１３の発
熱特性が所期のそれから変化したりするという恐れがな
い、という大なる特徴を有する。

このことは、金属電極４及び５を構成している層２１ｂ
が、タングステンまたはモリブデンで形成されていると
しても、その１Ｉ２１ｂが、アルミニウムで形成された
１Ｆ９２１ａを介して、発熱用抵抗体層１３上に配して
いることのために、１Ｉ２１ｂを構成しているタングス
テンまたはモリブデンが、発熱用抵抗体Ｎ１３を構成し
ている多結晶シリコンでなる半導体と反応することがな
く、従って、第２図Ｃ前述したように、タングステン・
半導体化合物、または［リブｆン・半導体化合物が生成
されることがないこと、金属電極４及び５間に印加する
電圧■に対する、これら金属電極４及び５を流れる電流
ｌどの関係をみたとき、その電圧Ｖ対電流■の特ｒ１が
、電流Ｉの大なる範囲において、第７図に示すように、
直線で得られたことにより確認された。

但し、第７図に示す電圧Ｖ対電流１の特性は、発熱用抵
抗体層１３が、比抵抗１０〜・１ｏ−３０・ｃｍを有す
るＰτｊ及びＩＩＪのいづれかでなる多結晶シリコンで
形成されている場合の実測結果である。

なａ３、上述にＪ３いては、保護用層６が、発熱用抵抗
体−１３が直接外気に触れた場合に、それが小必要に酸
化されることから回避させることと、発熱用抵抗体層１
３乃至金属電極４及びＦ）が、白檀、感熱紙７と相対的
に摺接した場合にそれらが摩耗されることから回避させ
ることとを′ｒＪ慮して、形成され【いる構成の印刷用
熱ヘッドに、本発明を適用した場合を述べた。

しかしながら、詳細説明は省略するが、第２図に対応し
ている第８図に示すように、保護用層６が、発熱用抵抗
体１１１３が直接外気に触れｌζ場合に、それが不必要
に酸化されることから回避させることを考慮して形成さ
れた、例えば１すさ３０００へ一７０００人の５ｉ０２
で形成された酸化防止層６ａと、この１６ａ上に、この
層６ａを含めて発熱用抵抗体１１１３乃至金属電極４及
び５が直接感熱紙７と相対的に摺接した場合（：、それ
らが不必要に摩耗されることから回避さけることと考慮
して形成された、耐摩性を有する、例えば厚さ１．５〜
２．０μｍの燐・硼素化合物で形成されたＦｆ６ｋｌと
でなる構成を有する印刷用熱ヘッドに、本発明を適用と
することもできる。

また、上述した熱ヘッドの場合、イの蓄熱用層２は、上
述したように、発熱用抵抗体層１３からの熱に十分耐え
ることと、発熱用抵抗体層１３への非通電状態から、そ
の発熱用抵抗体層１３への通電をなした場合に、これに
速やかに応答して、発熱用抵抗体層１３からの感熱紙７
への熱が得られることを考幽して、基板１に比し小なる
熱伝導率を有する、例えば所謂グレーズガラスを以って
所要の厚さに形成されているものである。

しかしながら、その蓄熱用ＦＪ２が、発熱用抵抗体層１
３に直接連接しているため、その蓄熱用［１２が、発熱
用抵抗体層１３の発熱によって加熱され、これによって
蓄熱用層２が、これに含まれている一部成分を、発熱用
抵抗体１１１３に、不純物として導入させる不純物拡散
源としＣ作用する。このため、発熱用抵抗体層１３に、
蓄熱用層２に含まれている一部成分が導入され、Ｃの結
末、発熱用抵抗体層１３が、所期の発熱’Ｒｓ　Ｍｂら
変化する恐れを有する。例えば、蓄熱用Ｆｉ２が、上述
したように、グレーズガラスで構成されている場合、そ
のグレーズガラスがＳｉ　０２８３よびΔ１□０３　を
主成分とし、それにＮａ、に、ｃａ、Ｍｏ、Ｆ３ａ、Ｆ
ｅ、Ｂ、Ｐｂ。

／ｎ、などの添加物が添加されているアルミナ珪酸ガラ
ス、ＴＩＡ珪酸ガラス、鉛珪酸ガラスなどＣなるため、
蓄熱用層２が、いま述べた添加物を、発熱用抵抗体層１
３に、不純物として導入させる不純物拡散源として作用
して、発熱用抵抗体層１３が、所期の発熱特性より変化
する恐れを有する。

また、発熱用抵抗体層１３は、蓄熱用層２上に形成され
ているという機械的構成のために、蓄熱用Ｒ２が形成さ
れて後に形成されるのが普通である。このため、発熱用
抵抗体層１３を、例えば上述したように、ＣＶＤ法によ
って形成された多結晶シリ」ンで形成するとしくも、そ
の発熱用抵抗体層１３が、蓄熱用層２が加熱される態様
で形成され、−ブ）、蓄熱用［２が、発熱抵抗体層１３
に、直接連接していることのために、発熱用抵抗体Ｒ１
３の形成時、蓄熱用層２が、上述したように、発熱用抵
抗体Ｎ１３に対する不純物拡散源として作用し、Ｊ二つ
で、発熱用抵抗体層１３を、所期の発熱特性をイーする
ものとして形成するのに困難を伴う。

さらに、金属電極４及び５、及び保護用Ｗ４６は、それ
らが発熱用抵抗体１ｉ’？ｉ　１３−）−に形成されて
いるという機械的構成のために、発熱用抵抗体層１３が
形成されτ侵に形成されるのが普通である。一方、発熱
用抵抗体層１３が、上述したように、蓄熱用層２が形成
されＣ後形成されるのが普通である。このため、金属電
極４及び５、及び保護用層６が、蓄熱用層２が加熱され
る態様で形成される場合、蓄熱用層２が、発熱用抵抗体
１１１３に連接していることのために、金属電極４及び
５、及び保護用層６の形成時、蓄熱用層２が、■−述し
たように、発熱用抵抗体層１３にλ・１する不純物拡散
源として作用し、よ）で金１萬電極４及び５、及び保護
用層６の形成によっ（、Ｒ，田川抵抗体層１３が所期の
発熱特性より変化し−（いるものとして得られる、とい
）恐れをイ」゛づる。

このため、本発明は、これを第９図に示すように、結果
的にみて、第６図で上述した構成においで、その蓄熱用
層２及び発熱用抵抗体層１３間に蓄熱用層に含まれてい
る不純物が発熱用抵抗体＠１３へ導入されるのを阻止す
るための不純物導入１ｆｆ、＋を層１１が介入されてい
ることを除いては、第６図の場合と同様の構成に適用し
て好適である。

このようにづれば、発熱用抵抗体１１３に関する上述し
Ｉこ欠点乃至恐れが、有効に回避されろ、。

なｄ３、この場合、不純物導入阻止１１１１は、ちらろ
ん、電気的絶縁性を有する材料で形成されでいるが、蓄
熱用層２が、例えばグレーズガラスで形成され、そして
、でのグレーズガラスが、例えば５ｔＯ２及び△１２０
３　　を１成分とし、それにその３％のＣａｂ、１０％
のに？０．及び２％のＮａ２Ｏが添加物と１２で添加さ
れ（いる耐熱性アルミナ珪酸ガラスであるとした場合、
スパッタリング法、ＣｖＤ法ンｉとにＪ、−）で形成さ
れた、例えばＳ　！　０２で、例えば２０００＾の厚さ
に形成される。

さらに、上述においては、本発明を、ζ芝根トに、蓄熱
用層を介して、多結晶シリ−１ンＣ゛なる半導体で形成
された発熱用抵抗体層が形成され、その発熱用抵抗体層
１−に、金属電極がＡ−ミックに附されている構成を右
りる熱ヘッドに適用した場合について述べた。

しかしながら、このような熱ヘッドに適用するものとし
て、その多結晶シリｌンてなる半導体で形成された発熱
用抵抗体層が、多結晶シリコン以外の半導体で形成され
た発熱用抵抗体層である場合にも、本発明を適用し得る
。

また、本発明において、金属電極が発熱用紙１八休閃側
のアル、ミニラムでなる第１の層としている、その第１
の層は、アルミニウムのみぐなるという限定された意味
を有するものでなく、アルミニウムが拡散されている半
導体、例えば多結晶シリコンでなる層をも、アルミニウ
ムでなる第１の層と称されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による熱ヘッドの適用されていない、
従来の印刷用熱ヘッドを示す路線的断面図である。 第２図は、本発明による熱ヘッドの適用されていない、
本発明者などによって提案された印刷用熱ヘッドの一例
を示す路線的断面図である。 第３図は、第２図に示す印刷用熱ヘッドの発熱用抵抗体
層を、多結晶シリコンで形成する場合の、その説明に供
するシランの供給量に対する多結晶シリ凹ンの成長速度
の関係を示す曲線図である。 第４図は、同様の説明に供するホスフィンの供給量に対
する多結晶シリコンの比抵抗の関係を示す曲線図である
。 第５図は、第２図に示されＣいろ印刷用熱ヘッドの発熱
用抵抗体層の梵熱特竹を示１曲線図である。 第６図は、本発明による熱ヘッドの適用された印刷用熱
ヘッドの一例を示づ路線的断面図である。 第７図は、第６図に承り印刷用熱ｌ＼ラッド電圧対電流
特性を示づ曲線図である。 第８図及び第９図は、ぞれぞれ本発明による熱ヘッドの
適用された、印刷用熱ヘットの他の例を示す路線的断面
図である。 １・・・・・・・・・・・・・・・基板２・・・・・・
・・・・・・・・・蓄熱用層３・・・・・・・・・・・
・・・・発熱用抵抗体層４．５・・・・・・・・・金ｌ
ｉｌ電極６・・・・・・・・・・・・・・・保護用層７
・・・・・・・・・・・・・・・感熱紙１１・・・・・
・・・・・・・・・・不純物導入閉止層１３・・・・・
・・・・・・・・・・発熱用抵抗体層２１ａ　、　２１
ｂ　・・・・・・・・・層２２．２３・・・・・・・・
・・・・・・・領域出願人　　東京電気化学工業株式会
社 拳ｌ　四 １１２！ｌ 第３図 一−−ホ又フィン侠翰１（ｘｌＯ−−為）第７図 第８図 Ｓυメ ぐｌ 第１頁の続き ０発　明　者　笹省三 東京都中央区日本橋−丁目１３番 １号東京電気化学工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 発熱用抵抗体層上に、金属電極がオーミックに附されて
   いる構成を有する熱ヘッドにおいて、上記金属電極が、
   上記発熱用抵抗体層側のアルミニウムでなる第１の層と
   、該第１の層上のタングステンまたはモリブデンでなる
   第２の層Ｊこ　で　イｉ　つ　、 上記発熱用抵抗体層の上記第１の層下の領域と、Ｌ間第
   ２の層の上記第１の層下の領域とに１、上記第１の層側
   から、それを構成しているアルミニウムが拡散されてい
   ることを特徴とする熱ヘット、。