JP2005196895A - 記録パワー決定方法及び情報記録装置 - Google Patents
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Abstract
【構成】 記録媒体に対して多値記録方式により情報を記録する際に、複数の試し書きパワーPtで多値データの各値に対応する試し書きを行い(S103〜S105)、その試し書きパワーPtの各値毎に、多値データの各値mと、その読み取りに係る再生信号レベルI(m)を正規化した正規化レベルId(m)との相関を示すデータ近似関数を導出し(S106〜S110)、さらに各データ近似関数の特性と試し書きパワーPtとの相関を示すパワー近似関数を導出し(S111,S112)、このパワー近似関数から、上記データ近似関数が所望の関数となるような書き込みパワーの値を導出し、その値を情報の記録に用いる記録パワーPoとして決定する(S113〜S115)。このとき、上記所望の関数が、線形関数であるとよい。
【選択図】 図1
Description
このように相変化型の光記録媒体に対して多値情報を記録する方法の例としては、特許文献1に記載の方法が挙げられる。そして、この文献には、データの0または1の個数に比例した長さのマーク/スペースを記録し、マークの前後両エッジ位置に情報を持たせるマークエッジ記録方式が開示されている。
例えば、特許文献2には、記録パワーPを逐次変化させながらパターンを試し書きし、これを再生して記録パワーPに対応した記録信号振幅mをモニターし、ΔPをPの近傍における微小変化量とし、Δmをmの近傍におけるΔPに対応した微小変化量として、規格化された傾斜であるg(P)=(Δm/m)/(ΔP/P)を求め、このg(P)に基づいて記録パワーPの過不足を評価することにより、最適記録パワーを決定する方法が開示されている。これによれば、記録信号振幅mと記録パワーPとの間に一般的に生じるずれの関係に拘わらず、普遍的に記録パワーPの評価を行うことができるため、常に同一の記録状態で情報を記録できる利点がある。
またさらに、特許文献4には、多値データの記録における最適記録パワーを求める方法として、記録パワーを漸次変化させて試し記録を行い、反射光量が飽和状態となった記録パワーを最適記録パワーとして決定する方法が開示されている。これによれば過度の記録パワーによる熱拡散の変化を感知しやすくできる。
また、特許文献5には、多値記録したデータを確実に再生するために試し書きを行い、理想の信号波形が得られるまでテスト記録(変調データに基づく露光と補正値テーブルの記録)を繰り返し行う方法が開示されている。
このような記録パワー決定方法において、上記所望の関数を、線形関数とするとよい。
このような記録パワー決定方法において、上記所定値を、上記データ近似式が線形関数になるような値とするとよい。
あるいは、上記多値データをmとし、上記再生信号レベルをIとした場合に、上記データ近似式を2次式I=a×m2+b×m+cとし、上記パワー近似式を、上記係数bの値を上記書き込みパワーの連続関数で表わした式としてもよい。
あるいは、上記書き込みパワーをPwとした場合に、上記パワー近似式を2次式b=a″×Pw2+b″×Pw+c″とし、その2次式のbに上記所定値を代入して、書き込みパワーの2次式の解を算出し、その一方を上記記録パワーの値とするようにするとよい、
また、上記各記録パワー決定方法において、上記記録媒体のプリフォーマット情報または上記試し書きを行う情報記録装置の記憶部から、標準記録パワー及びパルス幅の情報と、上記係数a又は上記係数bの目標値の情報とを読み出し、これを参照して上記試し書きを行う際の各試し書きパワー値及び記録波形を決定し、また上記所定値を定めるようにするとよい。
さらに、上記の各記録パワー決定方法において、上記記録媒体を相変化型光記録媒体とするとよい。
このような情報記録装置において、上記所望の関数を線形関数とするとよい。
〔各実施例に共通の構成〕
図2は、この発明による情報記録装置の実施例である光ディスク装置の構成を示すブロック図であり、図3はその光ディスク装置におけるピックアップのLD(レーザダイオード)光源と受光素子およびその出力信号検出部の構成例を示す図である。
このようなパルス列の記録波形によると、トップパルスにおけるレーザ照射で光ディスクの記録膜が加熱されて記録層が融点を超えた後、オフパルス幅Toffの領域によって急冷され、結晶相がアモルファス相に相変化することによって反射光量が低下する領域が形成される。さらに、オフパルスの直後に続く消去パルスにより記録層は徐冷され、結晶相になることで反射光量が高い領域が形成される。通常は、アモルファス相の領域を記録マーク、結晶相の領域を記録スペースと称する。
この図5から明らかなように、記録パワーがその状況における最適値からずれると、多値データと再生信号レベルの線形性が崩れることがわかる。この場合には、再生時に得られた再生信号レベルから多値データの各値を一意的に対応付けることが難しく、多値データを誤検出する原因となってしまう。
この記録パワー決定方法においては、複数の異なる試し書きパワーPtでそれぞれ多値データの各値m(m=0、1、2、〜、7)に対応したオフパルス幅Toffを切り替えて試し書き行う。そして、その試し書きのデータを読み取る(再生する)と、例えば図6に示すように各値mに対応した反射光量の変化が測定されるので、各試し書きパワー毎に試し書きされた各領域を全て同じ再生パワーで再生し、各テストパターンのそれぞれの中央に位置する最高レベル(反射光量のピーク)を再生信号レベルI(m)としてサンプリングする。
このような条件となる記録パワーは、例えば、V′(m)をサンプリングした多値データの値mの再生信号レベルとし、
V(m)={m×(V′(7)−V′(0))/7}+V′(0)
を多値データの値mの目標線形信号レベルとした場合の
Σδ2=Σ{V′(m)―V(m)}2 ……(式1)
で表される量を最小とする記録パワーとして求めることができる。
これに対し、光ディスク装置1が実行する記録パワー決定方法によれば、離散的な実測値をもとに高精度で最適記録パワーを求めることができる。以下、このための具体的な処理及び動作について、2つの実施例を示す。
この実施例における記録パワー決定方法の概略的な手順は、上記の試し書き及び読み取りに続き、各試し書きパワーの各値毎に多値データの各値と再生信号レベルとの相関を関数近似してそれぞれデータ近似関数を導出し、さらに各データ近似関数の係数と記録パワーとの相関を関数近似してパワー近似関数を導出し、このパワー近似関数からデータ近似関数が上記の線形条件を満たすような記録パワーを導出し、これを最適記録パワーとするものである。
Id=a×m2+b×m+c ……(式2)
のような連続な2次関数で近似する。この関数がデータ近似関数であり、この関数は、試し書きパワーごとに得られる。なお、具体的な導出方法については、mとIdの値ペアが適当な数与えられれば、公知の手法を適用できるから、説明は省略する。
a=a′×Pw2+b′×Pw+c′ ……(式3)
のような連続な2次関数で近似する。この関数がパワー近似関数であり、各データ近似関数の特性と書き込みパワーPwの値との相関を示す関数である。この関数の具体的な導出方法については、aとPtの値ペアが適当な数与えられれば、公知の手法を適用できるから、説明は省略する。
以上のような算出方法によれば、試し書きパワーとして採用した値だけでなく、その間の値についても連続的に最適記録パワーの導出(探索)を行うことができる。従って、最適記録パワーを算出するための試し書きパワーの回数を最小限に減らすことができ、実際の最適記録パワーと中心付近がずれた範囲で試し書きパワーを変化させて設定した場合でも、近似式から容易に最適記録パワーの解を算出することができる。
まず、本処理例に用いた光ディスクは、波長405nmで記録可能な相変化型のものである。基板は直径120mm、厚さ0.6mmのポリカーボネートからなり、基板表面上には射出成形によりグルーブ溝が形成されている。また、グルーブ溝からなるトラックピッチは0.44μmとしており、この基板上に、誘電体膜Ge−Sb−Teなどからなる相変化記録膜−誘電体膜−反射膜を順次積層して光ディスクを作成している。また、記録再生波長は405nm、対物レンズの開口数NA=0.65、光ディスク上のスポット径は約0.52μmである。記録再生の線速度は6m/s、記録クロック周期はT=2.7ns(ナノ秒)で1セル当たりの期間はセル期間Tt=16クロックで構成され、セルの円周方向の長さは0.32μmである。
次にステップ107に進んで、これらサンプリングした信号を試し書きパワーPt毎にAD変換し、再生信号レベルとしてメモリ12に格納する。これらの再生信号レベルは、光ディスク2の複屈折や面ぶれや記録感度のばらつきなどの影響を受けてディスク周内で変動するため、次のステップ108でその変動を抑えるよう再生信号レベルの正規化を行う。
次に、ステップ109へ進んで、多値データの値mと対応する正規化レベルId(m)の値とを用いて2次回帰計算を行い、ステップ110でデータ近似式である2次式のId=a×m2+b×m+cの係数a、b、cを算出する。このようなデータ近似式の導出は、試し書きパワーPt毎に実行され、これにより係数a、b、cの組合せが6組算出されることになる。表3は、本処理例においてこのようにして得られた係数a、b、cの値を、試し書きパワーPtの各値毎にを示したものである。
次にステップ111へ進んで、試し書きパワーPtの各値とその各値に対応する係数aの値とを用いて2次回帰計算を行い、ステップ112でパワー近似式である2次式のa=a′×Pw2+b′×Pw+c′(式3)の係数a′、b′、c′を算出する。これによりパワー近似式は1つだけ導出されることになり、図8は、本処理例においてこのようにして得られた係数a′、b′、c′で構成されるパワー近似式の2次曲線を示している。なお、図8に示す各ドットは、上記の試し書きパワーPtの各値とその各値に対応する係数aの値とをプロットしたものである。
本処理例では、最適記録パワーの目標値を8mWとしており、Po1との差が5.5mW、Po2との差が0.2mWとなるため、差が小さい方のPo2が選択されることになる。このようにして2つの解を選択することで、容易かつ確実に最適記録パワーPoを選定することができる。
さらに、データ近似関数の係数が、多値データの値と対応する再生信号レベルとの関係が略線形となるような所定値となるような、記録パワーの解を算出するようにすれば、ピックアップにゴミや汚れなどがあったり、光ディスク装置の環境温度によるLD光源の波長変動や光記録媒体の感度変動が生じて試し書きパワーが実際の最適記録パワーと大きなずれを生じても、適正な最適記録パワーを算出することが可能となる。
また、データ近似式の2次の係数aと記録パワーの値との関係を2次式で近似し、その2次式のaに所定値を代入して記録パワーの2次式の解を算出するようにすれば、光デイスクや光ディスク装置の種類や、多値データの値と再生信号レベルの相関に応じて高精度な最適記録パワーの算出を行うことができる。
また、上記の近似式から算出された2つの記録パワーの解のうち、最適記録パワーの目標値との差が小さい方を、最適記録パワーとして選定するようにすれば、ピックアップにゴミや汚れなどがあったり、光ディスク装置の環境温度によるLD光源の波長変動や光ディスクの感度変動があって、試し書きパワーが実際の最適記録パワーと大きなずれを生じても、2次近似式から適正な最適記録パワーを算出することが可能となる。
次に、この発明による記録パワー決定方法に係る処理及び動作の第2実施例について説明する。この実施例においても、概略的な処理手順は上述した第1実施例とほぼ同じであるが、パワー近似関数を求めるにあたって採用するデータ近似関数の係数がbである点及び、最適記録パワーを求めるためのパワー近似関数の取り扱いが異なる。
すなわち、試し書きパワー毎に得られるデータ近似関数(式2)までが同じであり、(式2)において各試し書きパワーPtについて得られた1次の係数bと、対応する試し書きパワーとの関係を、
b=a″×Pw2+b″×Pw+c″ ……(式5)
のような連続な2次関数で近似する点が異なる。この実施例においては、この関数がパワー近似関数であり、各データ近似関数の特性と書き込みパワーの値との相関を示す関数である。
この点について説明する。
まず、書き込みパワーを増加させて多値データの最大値(反射率最低)を書き込んだ場合、書き込みパワーに対して再生レベル(正規化レベル)が飽和する書き込みパワーの付近で、多値データの値mとそれに対応する正規化レベルIdとの関係が線形になることが知られている。従って、試し書きパワーPtの中からまずこれに近い状態の書き込みパワーを探索し、そのデータについて、多値データが0の場合のドットと多値データが7の場合のドットを結んだ直線の傾きを求めれば、データ近似関数が略線形になる場合の勾配の値が得られることになる。
所定勾配値D={Id(0)-Id(7)}/(0−7) ……(式6)
なお、前述の光ディスクのプリフォーマット情報や光ディスク装置の記憶部に格納された記録設定情報として所定勾配値を記憶させておき、そこから読み出した値を用いるようにしてもよい。
以上のような算出方法によっても、上記第1位実施例の算出方法と同様に試し書きパワーの回数を最小限に減らすことができ、試し書きパワーを実際の最適記録パワーと離れた範囲で設定した場合でも最適記録パワーの解を算出できる。
図9に示す処理においては、光ディスク装置1のCPU11は、図1のステップ101〜ステップ110と同様な処理を行った後、ステップ111′で、試し書きパワーPtの各値とその各値に対応する係数bの値(表3参照)とを用いて2次回帰計算を行い、ステップ112′でパワー近似式である2次式のb=a″×Pw2+b″×Pw+c″(式5)の係数a″、b″、c″を算出する。これによりパワー近似式は1つだけ導出されることになる。
ここで、上述したように、多値データの値mと正規化レベルId(m)との関係が線形となる理想的な条件は、2次のデータ近似式が直線を示す場合であるから、上述のように、多値データの値m=7における正規化レベルId(7)が略飽和する際のId(7)の値(ここでは37)を利用して、上述の(式6)により所定勾配値Dを算出する。なお、これに代えて、上述したように記録設定情報から読み出した値を所定勾配値として用いることもできる。
本処理例では、最適記録パワーの目標値を8mWとしており、Po3との差が21mW、Po4との差が0.3mWとなるため、差が小さい方のPo4が選択されることになる。このようにして2つの解を選択することで、容易かつ確実に最適記録パワーPoを選定することができる。
また、本実施例においては、データ近似関数の1次の係数が、多値データの値と再生信号レベル(正規化レベル)との関係が略線形となる場合の値となるような書き込みパワーの値を求めることにより、光ディスクや光ディスク装置の種類、多値データと再生信号レベルの相関に応じて高精度な最適記録パワーの算出を行うことができる。
従って、記録媒体に高速かつ高精度に、高い品質で多値データを記録可能な情報記録装置を提供することができる。
3:受光素子 4:LD光源
5:ピックアップ 6:再生信号検出回路
7:サンプルホールド回路 8:AD変換回路
9:ウォブル検出回路 10:クロック検出回路
11:コントローラ 12:メモリ
13:LD駆動回路 14:コリメートレンズ
15:偏光ビームスプリッタ 16:λ/4板
17:対物レンズ 18:検出レンズ
19:ミラー 51:記録トラック
52:記録セル 53:記録マーク
54:再生光スポット L:レーザ光
Claims (14)
- 記録媒体に多値データを記録するための記録パワーを決定する記録パワー決定方法であって、
前記記録媒体に、複数の異なる試し書きパワーでそれぞれ前記多値データの各値に対応する試し書きを行い、その試し書きのデータを読み取って再生信号レベルを検出し、前記試し書きパワーの各値毎に、前記多値データの値とその読み取りに係る再生信号レベルとの相関を示すデータ近似関数を導出し、該各データ近似関数の特性と書き込みパワーの値との相関を示すパワー近似関数を導出し、該パワー近似関数から、前記データ近似関数が所望の関数となるような書き込みパワーの値を導出し、その値を前記記録パワーの値とすることを特徴とする記録パワー決定方法。 - 請求項1記載の記録パワー決定方法であって、
前記所望の関数は線形関数であることを特徴とする記録パワー決定方法。 - 記録媒体に多値データを記録するための記録パワーを決定する記録パワー決定方法であって、
前記記録媒体に、複数の異なる試し書きパワーでそれぞれ前記多値データの各値に対応する試し書きを行い、その試し書きのデータを読み取って再生信号レベルを検出し、前記試し書きパワーの各値毎に、前記多値データの値とその読み取りに係る再生信号レベルとの相関を示す近似式として、前記再生信号レベルを前記多値データの値の連続関数で表わしたデータ近似式を導出し、該各データ近似式の係数と前記試し書きに係る書き込みパワーとの相関を示す近似式として、前記データ近似式の係数の値を前記書き込みパワーの連続関数で表わしたパワー近似式を導出し、該パワー近似式において前記係数として所定値を代入した場合の書き込みパワーの解を前記記録パワーの値とするようにしたことを特徴とする記録パワー決定方法。 - 請求項3記載の記録パワー決定方法であって、
前記所定値は、前記データ近似式が線形関数になるような値であることを特徴とする記録パワー決定方法。 - 請求項3又は4記載の記録パワー決定方法であって、
前記多値データの値をmとし、前記再生信号レベルをIとした場合に、前記データ近似式が2次式I=a×m2+b×m+cであって、前記パワー近似式が前記係数aの値を前記書き込みパワーの連続関数で表わした式であることを特徴とする記録パワー決定方法。 - 請求項3又は4記載の記録パワー決定方法であって、
前記多値データをmとし、前記再生信号レベルをIとした場合に、前記データ近似式が2次式I=a×m2+b×m+cであって、前記パワー近似式が前記係数bの値を前記書き込みパワーの連続関数で表わした式であることを特徴とする記録パワー決定方法。 - 請求項5記載の記録パワー決定方法であって、
前記書き込みパワーをPwとした場合に、前記パワー近似式が2次式a=a′×Pw2+b′×Pw+c′であり、該2次式のaに前記所定値を代入して、書き込みパワーの2次式の解を算出し、その一方を前記記録パワーの値とすることを特徴とする記録パワー決定方法。 - 請求項6記載の記録パワー決定方法であって、
前記書き込みパワーをPwとした場合に、前記パワー近似式が2次式b=a″×Pw2+b″×Pw+c″であり、該2次式のbに前記所定値を代入して、書き込みパワーの2次式の解を算出し、その一方を前記記録パワーの値とすることを特徴とする記録パワー決定方法。 - 請求項8記載の記録パワー決定方法であって、
前記データ近似式が略線形となる場合の勾配の値を前記bの所定値とすることを特徴とする記録パワー決定方法。 - 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の記録パワー決定方法であって、
前記記録媒体のプリフォーマット情報または前記試し書きを行う情報記録装置の記憶部から、標準記録パワー及びパルス幅の情報と、前記係数a又は前記係数bの目標値の情報とを読み出し、これを参照して前記試し書きを行う際の各試し書きパワー値及び記録波形を決定し、また前記所定値を定めることを特徴とする記録パワー決定方法。 - 請求項7乃至9のいずれか一項に記載の記録パワー決定方法であって、
前記パワー近似式から算出される書き込みパワーの2つの解のうち、前記記録媒体のプリフォーマット情報または前記情報記録装置の記憶部から読み出された記録パワーの目標値との差が小さい方の値を、前記記録パワーの値とすることを特徴とする記録パワー決定方法。 - 請求項1乃至11のいずれか一項に記載の記録パワー決定方法であって、前記記録媒体が相変化型光記録媒体であることを特徴とする記録パワー決定方法。
- 記録媒体に所望の記録パワーで多値データを記録する情報記録装置であって、
前記記録媒体に、複数の異なる試し書きパワーでそれぞれ前記多値データの各値に対応する試し書きを行う手段と、
その試し書きのデータを読み取って再生信号レベルを検出する手段と、
前記試し書きパワーの各値毎に、前記多値データの値とその読み取りに係る再生信号レベルとの相関を示すデータ近似関数を導出する手段と、
該各データ近似関数の特性と書き込みパワーの値との相関を示すパワー近似関数を導出する手段と、
該パワー近似関数から、前記データ近似関数が所望の関数となるような書き込みパワーの値を導出し、その書き込みパワーの値を記録パワーの値とする手段とを設けたことを特徴とする情報記録装置。 - 請求項13記載の情報記録装置であって、前記所望の関数は線形関数であることを特徴とする情報記録装置。
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