JP3106318B2 - 光情報記録媒体およびその記録方法 - Google Patents
光情報記録媒体およびその記録方法Info
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Description
るもので、とくにプリグルーブ内に位置する光吸収層の
部分をできるだけ該プリグルーブ内に閉じこめるように
することにより、ジッター等の再生信号特性を改善した
光情報記録媒体およびその記録方法に関するものであ
る。
内溝としてプリグルーブを形成した透光性の基板と、こ
の基板上に設けるとともに有機色素を含む光吸収層と、
この光吸収層の上に設けた光反射層と、さらにこの光反
射層の上に設けた保護層とを有し、情報を光学的に書き
込みおよび読み出し可能で再生信号が再生用CD規格(以
下、とくに断らない限りCD規格という)を満足する光情
報記録媒体が公知である。
形状としては、トラックピッチが1.5〜1.7μm、幅が0.
3〜0.7μm程度、深さが60〜100nm程度である。この光
情報記録媒体に記録パワー6〜9mWのレーザ光を照射し
て基板を約30〜40nmだけ変形させることにより上記プリ
グルーブ部分に光学的ピットを形成し、光情報の記録を
行っていた。
がある。またジッターが低いものでもそのパワーマージ
ン(記録用許容パワー)が狭いものもある。また当社製
品の比較においてクロストークも大きくなっている。な
おここで、ジッターとはディジタル信号の時間軸方向の
揺れ、ないしはゆらぎであり、クロストークとは隣接す
るトラックからの信号の影響を示すパラメータであり、
具体的には、トラック部とトラック間部(非トラック
部)におけるHF信号の振幅の比で表される。
るためにプリグルーブの幅を0.5μmとし、その深さを1
00nm以下としたものが多い。この場合に、色素膜等によ
る光吸収層の形状からプリグルーブとその左右に位置す
るランドとの境界部に光吸収剤が多いこととなる。しか
も記録光のレーザーパワーはそれぞれの記録装置により
異なるため、使用する記録装置によっては、ある光情報
記録媒体の最適パワーよりも強いパワーで記録が行われ
る場合があり、この光情報記録媒体のプリグルーブが浅
く形成されているような場合には、記録光により形成さ
れる光学的ピットがプリグルーブの左右両側の上記境界
部さらにはランドの部分にまで及ぶこととなり、ピット
形が不均一となる結果、再生波形に乱れが生ずる、つま
りジッターが大きくなってしまう。
的ピットにより、記録されるピット深さに対してピット
の幅方向に広がりが生ずるため、再生波形におけるクロ
ストークも大きくなってしまうという問題がある。
場合には、クロストークが大きくなる原因となる。ま
た、ランドとプリグルーブとの上記境界部が広い場合に
は、照射された光の吸収によりプリグルーブに生じた熱
による二次的な分解反応が熱拡散によりランド部にまで
広がり易く、ジッターおよびクロストークが大きくなっ
てしまう。その結果、最適パワーより高いパワーによる
記録の再生特性が劣り、記録パワーウィンドーが狭くな
るという問題がある。
で、光吸収層を用い記録光により基板等を変形させるこ
とによって光情報記録をおこなう光情報記録媒体におい
て、最適パワーよりも強いパワーで記録を行っても再生
信号を明確に得ることができる光情報記録媒体及びその
記録方法を提供することを課題とする。
あって、ジッターを小さくすることができる光情報記録
媒体およびその記録方法を提供することを課題とする。
形成した透光性を有する基板と、この基板上に設けると
ともに、記録光を吸収する光吸収物質を含む光吸収層
と、この光吸収層上に設けた光反射層とを有し、上記光
吸収層に上記記録光を照射することにより情報を記録す
る光情報記録媒体であって、上記プリグルーブの左右に
位置するランドの部分における上記光吸収層と上記光反
射層との層界から、上記プリグルーブの部分における該
層界の最底部までの深さをdabsとし、上記光吸収層の
上記ランドの部分における膜厚をdlnとしたときに、d
ln−dabs≦40nmとしたことを特徴とする光情報記録媒
体である。
グルーブ部の幅をwgrとし上記プリグルーブの深さの半
値幅における上記ランド部の幅をwlnとしたときに、0.
2≦wgr/wln≦0.7とすることができる。
るとともに、その実数部をnabsとし、上記光吸収層の
膜厚をdavとし、再生光の波長をλとし、さらにρ=n
abs・dav/λとしたときに、0.05≦ρ≦1.6、およびk
abs≦0.3とすることができる。
録媒体を用いて、上記記録光を上記基板側から上記光吸
収層に照射することにより光情報記録を行うことを特徴
とする光情報記録媒体の記録方法である。
具体的に説明する。
欠き斜視図、第2図は同光情報記録媒体1の記録前の要
部縦断面図、第3図は同光情報記録媒体1の記録後の要
部縦断面図である。
2上に形成した光吸収層3と、この光吸収層3の上に形
成した光反射層4と、この光反射層4の上に形成した保
護層5とを有する。なお、必要に応じて基板2と光吸収
層3との間、および光吸収層3と光反射層4との間には
中間層(図示せず)を設けることもある。
ーブ6を形成してある。このプリグルーブ6の左右に
は、このプリグルーブ6以外の部分すなわちランド7が
位置している。
いに接している。光吸収層3と光反射層4とは第二の層
界9により接している。光反射層4と保護層5とは第三
の層界10により接している。
録用レーザー光)L1を照射したときに、光吸収層3がこ
のレーザー光L1のエネルギーを吸収することにより発熱
し、基板2側に熱変形が生じてピット11を形成してい
る。あるときには、光吸収層3に光学的変化が生ずる場
合もある。
位置するランド7の部分における上記第一の層界8か
ら、プリグルーブ6の部分における第一の層界8の最底
部までの深さをdsubとする。
プリグルーブ6の部分における第二の層界9の最底部の
深さ(ランド7の部分における光吸収層3の表面から、
プリグルーブ6の部分における該表面の最底部の深さ)
をdabsとする。
に、その実数部をnabsとする。
均膜厚davとは、(光吸収層3の体積)/(光吸収層3
が形成された領域の面積)により表される。
grとする。
る。
る。
bとは、換言すれば基板2の水平面を基準としたときの
プリグルーブ6の最深部と最頂部との差をいい、プリグ
ルーブ6の幅wgrとはこの深さdsubに対する半値幅
(深さdsubの1/2の深さにおける幅の値)をいい、ラン
ド7の幅wlnとは深さdsubに対する半値幅(深さdsub
の1/2の深さにおける幅の値)をいう。
ランド7の部分における上記第二の層界9から、プリグ
ルーブ6の部分における第二の層界9の最底部の深さ
(ランド7の部分における光吸収層3の表面から、プリ
グルーブ6の部分における該表面の最底部の深さ)dab
s、つまり光吸収層3のプリグルーブ6部分における基
板2と反対側の主面の深さdabsとの差dln−dabsを、 dln−dabs≦40nm とする。
上における光吸収層3の深さdabsとの差を従来よりも
小さくし、プリグルーブ6の上方に位置する光反射層4
により画成される当該プリグルーブ6とランド7との境
界部12を従来よりも狭くすることによってこの境界部12
に光吸収物質を少なくし、最適パワーよりも強いパワー
で記録を行なってもランド7とプリグルーブ6との間に
おける余分の熱はこれを光吸収層3から光反射層4に放
熱させることになるが、ランド7部分はプリグルーブ6
部分より膜厚が薄いため、ランド7部分では放熱の割合
が比較的高く、ランド7部分にまでピット11が及ぶこと
を防止している。したがって、明瞭にピット11を形成す
ることができる。
あっても、余分な熱はプリグルーブ6内の光吸収層3に
吸収され、ランド7部分にまでピット11が及ぶことを防
止することができる。
より、パワーウィンドーが広く、最適パワーよりも強い
パワーで記録を行ってもジッターを良好な程度に抑える
ことができる。
リグルーブ6上で生じた余分な熱をランド7とプリグル
ーブ6との間で遮蔽することができなくなるため、最適
パワーよりも強いパワーで記録を行った場合にはピット
11がランド7部分にまで及び、ジッターが大きくなって
しまう。
記幅wlnとの比wgr/wlnを、 0.2≦wgr/wln≦0.7 とすることによって、上述と同様にパワーウィンドーが
広く、最適パワーよりも強いパワーで記録を行ってもジ
ッターを良好な程度に抑えることができる。なお上記w
grは、CD規格に準拠した記録を行う場合には0.6μm以
下が好ましく、さらには0.5μm以下でジッターが市販
のCD並みとなる。
られるようなEFM信号を記録した場合、短いピット11、
たとえば3T、4T(Tは基準時間幅)のような信号を記録
したときにピット11の形成が不十分になり、充分な変調
度を得ることが困難になってしまう。
の状態で記録が行われた場合、プリグルーブ6内で生じ
た熱による二次的な分解反応が熱拡散によってランド7
部まで広がり易く、ピット11の変形が極端に多くなり、
ジッターが大きくなる原因となる。またこうした状態で
は、トラッキングも困難になる。
強くても、記録用CD規格に規定するジッターを40ns未満
にすることができ、さらにはCD規格に規定するクロスト
ークも良好なものとすることができる。
的パラメーターについて説明する。
から、光吸収層3の膜厚に関するこのρ=nabs・dav
/λが非常に重要なパラメーターであることに着目し
た。
設けた構成を有する光情報記録媒体1において、CD規格
に規定している反射率が70%以上、かつ再生信号におけ
る変調振幅の変調度として示されるI11/Itopが0.6以上
(ただし、「Itop」は、CDの再生信号における最大反射
光量であり、「I11」は、記録された最長ピットにより
回折されて対物レンズに返ってくる反射光量と、非ピッ
ト部により反射されて対物レンズに返ってくる反射光量
との差に対応する光学的変調成分である)、および変調
度I3/Itopが0.3〜0.7という出力信号(ただし「I3」
は、記録された最短ピットにより回折されて対物レンズ
に返ってくる反射光量と、非ピット部により反射されて
対物レンズに返ってくる反射光量との差に対応する光学
的変調成分である)を得るためには、光吸収層3の複素
屈折率の実数部nabsと、プリグルーブ6部分の膜厚dg
rとランド7部分の膜厚dlnとの平均の膜厚ないしはそ
の平均膜厚davと、再生光の波長λとで与えられるρ=
nabs・dav/λを0.05≦ρ≦1.6の範囲内に設定するこ
とにより、容易に反射率をCD規格に適合する反射率70%
以上とすることができることがわかっている。
厚davを相当薄くしなければならないため、製造上実用
的ではない。
≦ρ≦0.6の範囲が実用的であり、十分な変調度を取る
ためには、0.1以上の範囲が望ましく、変調度の大きい
安定した記録特性を得るためには0.45±0.1の範囲が最
も望ましい範囲であるということができる。
っても、グラフ上でのピーク点であれば、反射率が70%
を越えることが可能である。
り、常に0.6<ρ<1.10の範囲と、1.10<ρ<1.6の範囲
とにあり、それらのピーク点において高い反射率を得る
ことができることがわかっている。
困難になり、製造上実用的ではない。
周期関数との組み合わされた関数として表され、ρが大
きくなるにしたがって周期関数の振幅が大きくなる。
する層の複素屈折率、膜厚、それらの均質性等をパラメ
ーターとして変化する。たとえば、光吸収層3から光が
入射する側にある層の屈折率が小さいと、反射率はグラ
フ全体として反射率が高くなる方向にシフトする等であ
る。
abs、およびdavをパラメーターとする指数関数で表さ
れ、第5図に示すようにkabsが大きくなるほどグラフ
全体の反射率の減衰が大きくなるということもわかって
いる。
s、膜厚davに不均一な分布がない限り、上記グラフのピ
ークを示す点の周期には変化がないことが本発明者らの
シミュレーションによりわかっている。
の反射率についても、上記パラメーター条件を制御する
ことによりこれを高くすることが可能であるが、ρをボ
トム点付近に設定した場合には、変調度を大きく取るこ
とが困難であり、ある場合には、記録前よりも反射率が
上昇してしまう場合も生じる。したがって、ρはピーク
点付近に設定することが望ましい。
ことが必要である。
ーターであることを見い出している。すなわちこのkab
sが0.3以下であれば、0に近くなるほど反射率は向上す
る。したがって、この範囲が最も望ましい。しかし0に
近づくほど記録感度が悪くなるため、0より大きいこと
が必要である。具体的には、0.01以上の範囲が望まし
く、実際には0.05前後が望ましい。
率の虚部kabsは0.3以下であることが望ましい。またρ
が0.6〜1.6の範囲においては、kabsは0.2以下であるこ
とが望ましい。
が1.4〜1.6の範囲内の透明度の高い材料で、耐衝撃性に
優れた主として樹脂により形成したもの、たとえばガラ
ス板、アクリル板、エポキシ板等を用いる。なお、ポリ
カーボネート、ポリオレフィン等の樹脂を射出成形によ
り成形することが望ましい。また基板2上に他の層、た
とえばSiO2等の耐溶剤層やエンハンス層をコーティング
しておいてもよい。
基板2の厚さは、CD規格に準拠するように、1.1mm〜1.5
mmが望ましい。
ッキングガイド手段としては、スパイラル状に形成した
前記プリグルーブ6(第2図、第3図)が望ましい。プ
リグルーブ6は、データ信号を記録するときのトラッキ
ングをガイドするために用いられる。こうしたプリグル
ーブ6はスパイラル状に限らず、蛇行していてもよい。
の間隔いわゆるトラックピッチは1.6μmが望ましい。
ングガイド手段の上に形成した光吸収性の物質からなる
層で、レーザーを照射することにより、発熱、溶融、昇
華、変形または変性をともなう層である。この光吸収層
3はたとえばシアニン色素等の光吸収性の有機色素含有
層であることが望ましい。すなわちたとえば溶剤により
溶解したシアニン系色素等を、スピンコート法等の手段
により、基板2の表面に一様にコーティングすることに
よってこれを形成する。
で、金属膜であり、たとえば、金、銀、銅、アルミニウ
ム、あるいはこれらを含む合金を、蒸着法、スパッタ法
等の手段によりこれを形成する。反射率70%以上を有す
ることが必要なため、これらの中でも、金または金を含
む合金を主体とする金属膜が望ましい。
の上に耐酸化層等の他の層を設けてもよい。
もので、基板2と同様の耐衝撃性に優れた樹脂によりこ
れを形成する。たとえば、紫外線硬化樹脂をスピンコー
ト法により塗布し、これに紫外線を照射して硬化させる
ことによりこれを形成する。このほか、エポキシ樹脂、
アクリル樹脂、シリコーン系ハードコート樹脂等を使用
することもある。
によって記録を行うことができる。光情報記録装置のレ
ーザー照射手段すなわちピックアップを設けた側に透光
性の基板2の表面が面するように光情報記録媒体1を配
置する。この光情報記録媒体1をスピンドルモータによ
り回転させながら、CD規格に準拠した信号に変調された
レーザースポットを、前記トラッキングガイド手段にし
たがってトラッキングしながら、ピックアップにより光
情報記録媒体1の基板2側から光吸収層3に照射するこ
とによって、光吸収層が熱を発生し、その熱により基板
2を変形させ、これによりピット11を形成する。
ースポットを照射することが望ましい。またCD規格との
関連から、線速度は1.2〜1.4m/secである必要があり、
記録パワーは6〜9mW程度でよい。
吸収層3ないし光反射層4のの形状として、dln−dab
s≦40nmを満足するようにしたので、最適パワーよりも
強いパワーで記録が行われても余分の熱はプリグルーブ
6内の光吸収層3に吸収され、ランド7部分にまでピッ
ト11が及ぶことを防止することができる。つまり、吸収
した熱がプリグルーブ6内に閉じこめられ、エッジの良
いきれいなピット11を作ることができる。すなわち、光
吸収層3の記録用レーザー光L1の吸収にもとづく熱が外
部に拡散する割合を抑えられてプリグルーブ6内に閉じ
こめられ、基板2表面に明瞭な変形部(ピット11)を形
成することができる。
ークが少なく、プリグルーブ6の幅方向に沿った形状の
良好なピット11を形成することができる。
nabs・dav/λを0.05〜1.6の範囲にするとともに、光
吸収層の複素屈折率の虚部kabsを0.3以下とすることに
より、CD規格を満足しかつブロックエラーレートおよび
ジッターの低い光情報記録媒体とすることができる。
例を以下に説明する。
プリグルーブ、ならびに幅wlnが1000nmのランドを形成
した円板状のポリカーボネート製基板上に、シアニン色
素として、1,1′,3,3,3′,3′テトラメチル4,5,4′,5′
−ジベンゾインドジカーボシアニンパークロレートをジ
アセトンアルコールに溶解し、濃度72g/リットルとした
ものをスピンコート法により塗布し、さらにスパッタ法
を用いた金の製膜による光反射層、およびその上層にUV
硬化した保護層を形成して、CDとした。
=30nmである。また、wgr/wln=0.5である。
〜10.0mwまで記録し、780nmのレーザーを持つCDプレー
ヤーで再生した。最適パワー、6.2mwでのジッターは3T
での値が最も大きく、26nsであった。この値は現在市販
のCDと比較してほぼ同等のレベルであるといえる。また
パワーウィンドーは5.6mw〜8.8mwと広い。クロストーク
は0.26でこの値は現在市販のCDと比較してほぼ同等のレ
ベルであるといえる。
リグルーブ、ならびに幅wlnが900nmのランドを形成し
た円板状のポリカーボネート製基板上に、上述の実施例
1と同様に光反射層および保護層を形成して、CDとし
た。
=65nmである。また、wgr/wln=0.78である。
生を行った。最適パワー、6.2mwのジッターは3Tが最も
大きく、40nsであった。この値は現在市販のCDと比較し
て大きい。またパワーウィンドーは6.0mw〜7.4mwと狭
く、クロストークは0.40で、この値は現在市販のCDと比
較して大きい。7.4mw以上ではジッターが大きくCDプレ
ーヤーでの再生が困難であった。
板と反対側の主面の深さとの差を所定値以下としたの
で、プリグルーブの形状に沿ったピットを形成すること
ができ、基板の変形がプリグルーブ内に限定されること
となるため、ピットの幅およびエッジの整った記録を行
うことができる。またプリグルーブの幅とランドの幅と
の比を所定値内とすれば、変調度が充分でジッターの少
ない記録を行うことができる。
ーがずれても良好な記録を行うことができ、現在のCD規
格に準拠した、とくに記録用CD規格に定められたジッタ
ーの規格値を満足することが可能な光情報記録媒体を提
供することができる。
斜視図、 第2図は同、光情報記録媒体1およびこの光情報記録媒
体1への光情報記録方法を説明するための要部縦断面
図、 第3図は同、プリグルーブ6にピット11を形成した状態
の要部縦断面図、 第4図はρ(=nabs・dav/λ)と反射率との関係の
グラフ、 第5図は光吸収層3の複素屈折率kabsと反射率との関
係のグラフである。 1……光情報記録媒体 2……透光性の基板 3……光吸収層 4……光反射層 5……保護層 6……プリグルーブ(案内溝) 7……ランド 8……第一の層界 9……第二の層界 10……第三の層界 11……ピット 12……プリグルーブ6とランド7との境界部 dsub……ランド7の部分における光吸収層3と基板2
との第一の層界8から、プリグルーブ6の部分における
第一の層界8の最底部の深さ dabs……ランド7の部分における光吸収層3と光反射
層4との第二の層界9から、プリグルーブ6の部分にお
ける第二の層界9の最底部の深さ nabs……光吸収層3の複素屈折率の実数部 kabs……光吸収層3の複素屈折率の虚数部 dav……光吸収層3の平均膜厚 dgr……光吸収層3のプリグルーブ6の部分における膜
厚 dln……光吸収層3のランド7の部分における膜厚 wgr……プリグルーブ6の幅 wln……ランドの幅 λ……再生光の波長 L1……記録用レーザー光 L2……再生用レーザー光
Claims (3)
- 【請求項1】一方の主面にプリグルーブを形成した透光
性を有する基板と、 この基板上に設けるとともに、記録光を吸収する光吸収
物質を含む光吸収層と、 この光吸収層上に設けた金属からなる光反射層とを有
し、 前記光吸収層に前記記録光を照射することにより情報を
記録する光情報記録媒体であって、 前記光吸収層のプリグルーブの左右に位置するランドの
部分における前記光吸収層と前記光反射層との層界か
ら、前記プリグルーブの部分における該層界の最底部ま
での深さをdabsとし、 前記光吸収層のランドの部分における膜厚をdlnとした
ときに、 dln−dabs≦40nm とするとともに、 前記プリグルーブの深さの半値幅における該プリグルー
ブの幅をwgrとし、 前記プリグルーブの深さの半値幅における前記ランドの
幅をwlnとしたときに、 0.2≦wgr/wln≦0.7 としたことを特徴とする光情報記録媒体。 - 【請求項2】前記光吸収層の複素屈折率の虚部をkabs
とするとともに、その実数部をnabsとし、 前記光吸収層の膜厚をdavとし、 再生光の波長をλとし、さらに ρ=nabs・dav/λとしたときに、 0.05≦ρ≦1.6、および kabs≦0.3 であることを特徴とする請求項(1)記載の光情報記録
媒体。 - 【請求項3】一方の主面にプリグルーブを形成した透光
性を有する基板と、 この基板上に設けるとともに、記録光を吸収する光吸収
物質を含む光吸収層と、 この光吸収層上に設けた金属からなる光反射層とを有
し、 前記光吸収層に前記記録光を照射することにより情報を
記録する光情報記録方法であって、 前記光吸収層のプリグルーブの左右に位置するランドの
部分における前記光吸収層と前記光反射層との層界か
ら、前記プリグルーブの部分における該層界の最底部ま
での深さをdabsとし、 前記光吸収層のランドの部分における膜厚をdlnとした
ときに、 dln−dabs≦40nm とするとともに、 前記プリグルーブの深さの半値幅における該プリグルー
ブの幅をwgrとし、 前記プリグルーブの深さの半値幅における前記ランドの
幅をwlnとしたときに、 0.2≦wgr/wln≦0.7 とし、 前記記録光を前記基板側から前記光吸収層に照射するこ
とにより光情報記録を行うことを特徴とする光情報記録
媒体の記録方法。
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JP02311388A JP3106318B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 光情報記録媒体およびその記録方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP02311388A JP3106318B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 光情報記録媒体およびその記録方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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- 1990-11-19 JP JP02311388A patent/JP3106318B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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