JP3971294B2 - 情報記録ディスク - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なアドレス情報または新規なトラッキング情報が埋め込まれた情報記録ディスクに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、パーソナル・コンピュータの普及に伴い、ディジタル・データを蓄積するメディアの重要性が高まってきている。最近では、ディジタル・オーディオ機器に加えてディジタル・ビデオ機器などの家電製品にもディジタル・データの記録再生が可能なメディアが搭載され、また、携帯電話等のモバイル機器にもディジタル・データ蓄積メディアが使われ始めている。これらの蓄積メディアとしては、大容量ディジタル・データの記録再生が容易であること、高ランダムアクセス性能、安価なメディアなどの理由によりディスク型媒体、すなわち情報記録ディスクが多く利用されている。
【0003】
情報記録ディスクとしては、磁気ディスクと光ディスクがある。磁気ディスクはハードディスクに代表される磁気記録型メディアである。光ディスクはCD−R、CD−RW、DVD−R、DVD−RWに代表される光記録型メディアである。
【0004】
これらのディスクは予めプリレコード情報が記録されている。このプリレコード情報は、記録再生ヘッドをディスク表面上の微細なトラックに沿って導くためのガイドの役割をする「トラッキング情報」と、データを記録したり再生したりするための基準クロック情報、番地情報、管理情報である「アドレス情報」とからなるのが一般的である。
【0005】
図1(a)および(b)に、HDDに含まれるハードディスクにおいて、予め記録層に記録されるプリレコード情報の例を示す。図1(a)は記録層に記録されるプリレコード情報の平面図、図1(b)はアドレス領域および記録データ領域の構成を示す図である。トラッキングは、再生ヘッドがABCDパターンと呼ばれるウォブルマーク(バーストパターン)を通過する際に得られる再生信号振幅を検出することにより実施される。アドレス情報(ID)はABCDパターンの前段で、記録データ領域の先頭部に形成されたヘッダー領域に記録されている。
【0006】
光ディスクの場合、ガイドグルーブと言われる溝がトラッキング情報を示し、アドレス情報は溝と溝の間(ランド)のピット(ランドプリピット)により記録される。
【0007】
ハードディスクでも光ディスクでも、記録再生ヘッドはトラッキング情報(トラッキングガイド)を利用して微小なトラックに対して追随(トラッキング)し、アドレス情報を利用して任意のセクターへの高速ランダムシークを行う。
【0008】
ところで、これらの情報記録ディスクの大容量化には記録密度を大きくすることになるが、そのためにはトラックピッチをより狭くすることが好ましい。より狭いトラックのトラッキングのためには、より細かいトラッキング情報をディスク上に形成することが必要になる。
【0009】
ハードディスクの場合、細かいトラッキング情報を形成するということは、ABCDパターンの形成ピッチを狭くすることになる。しかし、記録データトラックピッチの半分のピッチでさらに精度良くABCDパターンをディスク上に形成することが必要となり、サーボトラック記録(STW)が極めて困難になるうえに、STWパターンの記録にも時間を相当に費やすことになる。このため、ディスク製造のコストが上昇して、安価なディスクを提供できなくなる。また、トラック位置に関する情報のレンジがたかだか1.5本分であるため、トラックピッチが微細になった場合にはトラック位置の情報がだんだん狭くなり、高速なランダムアクセスに対して極めて不利になる。
【0010】
また、アドレス情報が記録されたヘッダー領域はユーザーが実際に使用する記録データ領域とは独立して形成されているため、ディスクのデータ容量の約20%もアドレス情報に費やし、ディスクの高密度化、大容量化の阻害原因となっていた。また、各ヘッダー領域のアドレス情報として1トラックの番号しか記録されていないため、一つのヘッダー領域にアクセスした際に1本分のトラックの情報が得られるだけであり、高速シーク時に非常に不利であった。
【0011】
光ディスクの場合は、細かいトラッキング情報を形成するということは、ガイドグルーブの形成ピッチを狭くすることになる。しかし、ガイドグルーブ自体はディスク表面上では離散的ではなく連続しているため、このような高精度なガイドグルーブを連続してディスク上に形成することは難しくなりコスト高となる。また、トラック位置に関する情報のレンジはたかだか一本分であるため、トラックピッチが微細になった場合にはトラック位置の情報がだんだん狭くなり、高速なランダムアクセスに対して極めて不利になる。
【0012】
また、アドレス情報はガイドグルーブ間のランドプリピットにより記録されているが、データ領域のマークの隣にランドプリピットが位置することがあり、ランドプリピットの大きさがデータ領域のマークサイズの大きさと類似しているため、クロストークによるエラーレート上昇が大きな問題となり高密度化を阻害していた。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高精度なトラッキングと高速なランダムアクセスを可能にする情報記録ディスクを提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明の情報記録ディスクは、ディスク基板と、このディスク基板上に形成され、同心円状またはスパイラル状の複数本の記録トラックを含むトラック帯とを備え、このトラック帯中に所定間隔で形成され、各々の記録トラック番号に関連する情報を示し、かつトラッキングを行うためのインターバル情報部であって、前記トラック帯に含まれる各々の記録トラックに対応して互いに長さが異なり、かつ互いに開始位置および終了位置が異なるインターバル情報部を有することを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る情報記録ディスクでは、ディスク基板上に形成された記録層の面内に、同心円状またはスパイラル状の複数本の記録トラックを含むトラック帯が形成されており、径方向に見ると、ディスクには複数のトラック帯が含まれる。各トラック帯中には、記録データ領域と記録データ領域との間にインターバル情報部が所定間隔で形成されている。インターバル情報部はトラック帯に含まれる各々のトラックに対応して互いに長さが異なっている。
【0016】
本発明の実施形態に係る情報記録ディスクでは、上記のインターバル情報部に基づいてトラッキングを行う。このインターバル情報部はトラック番号の情報を示す。すなわち、記録再生ヘッドによりインターバル情報部の長さを検知することにより、記録再生ヘッドがトラック帯内のどこに位置しているかを知ることができトラッキングが可能になる。
【0017】
本発明の実施形態に係る情報記録ディスクにおいては、トラック帯中での複数のインターバル情報部の出現周期を変化させ、インターバル情報部の周波数をアドレス情報としてのデータビットに対応させることにより、インターバル情報部にアドレス情報を重畳することが好ましい。このようにすれば、アドレス情報の領域を別途設ける必要がなくなり、データ容量の浪費を抑えて、ディスクを高密度化、大容量化することができる。
【0018】
この場合、インターバル情報部の周期は、記録データの周期よりも長くすることが好ましい。アドレス情報は全体の容量の2〜4割程度なので、インターバル情報部の周期は記録データ領域の周期に比較し長くすることができる。したがって、ヘッドからの再生信号を周波数範囲選択フィルタ(バンドパスフィルタ)を通過させることにより、アドレス情報データと記録データとをそれぞれ個別に抽出することができる。
【0019】
本発明の実施形態に係る情報記録ディスクにおいて、インターバル情報部の後段に形成される記録データ領域は、非記録材料によって分断され規則的に配列した記録材料のパターンを含むものであることが好ましい。
【0020】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
【0021】
実施例1
図2(a)は実施例1における磁気ディスクの記録層の面内に形成されるインターバル情報部近傍の部分を示す平面図であり、図2(b)はインターバルマーク信号を示す図である。この磁気ディスクは、記録データ領域10が非記録材料で分断されたドット状の記録セル11が規則的に配列した構造となっているパターンドメディアであり、1つの記録セル11に1ビットが記録される。図2(a)に示すように、5本のトラックN−2、N−1、N、N+1、N+2で1つのトラック帯が構成されている。トラック帯間には分離領域(図示せず)が形成され、ディスク内には複数のトラック帯が含まれる。所望のトラック帯へのシークはたとえば分離領域をカウントすることによりなされる。
【0022】
1つのトラック帯内においては、記録データ領域10aと次の記録データ領域10bの間に所定間隔でインターバル情報部が形成されている。図2(a)におけるインターバル情報部は、記録データ領域における記録セル11の長さよりも長いインターバルマーク1により構成されている。各トラック上のインターバルマーク1は、互いに長さが異なっており開始位置と終了位置も異なっている。具体的には、トラックN−2上のインターバルマーク1N-2は開始位置R1、終了位置F1で、1.0Tsの長さを有する。トラックN−1上のインターバルマーク1N-1は開始位置R2、終了位置F2で、1.2Tsの長さを有する。トラックN上のインターバルマーク1Nは開始位置R3、終了位置F3で、1.6Tsの長さを有する。トラックN+1上のインターバルマーク1N+1は開始位置R4、終了位置F4、2.0Tsの長さを有する。トラックN+2上のインターバルマーク1N+2は開始位置R5、終了位置F5で、2.4Tsの長さを有する。
【0023】
この磁気ディスクでは、トラック帯上での磁気ヘッドの位置に応じて図2(b)に示すようなインターバルマーク信号が得られる。
【0024】
再生ヘッドがトラックN上を通過している場合には、2つの記録データ領域間において位置R3で始まり位置F3で終わるインターバルマーク1Nが再生され、インターバルマーク信号は1.6Tsに対応する長さとなる。再生ヘッドがトラックNとトラックN−1との間に移動すると、マーク開始位置がR3からR2に変化し、再生されるインターバルマーク信号は1.8Tsに対応する長さに変化する。再生ヘッドがトラックN−1上に移動すると、マーク終了位置がF3からF2に変化し、再生されるインターバルマーク信号は1.2Tsに対応する長さに変化する。再生ヘッドがトラックN−1とトラックN−2との間に移動すると、マーク開始位置がR2からR1に変化し、再生されるインターバルマーク信号は1.4Tsに対応する長さに変化する。再生ヘッドがトラックN−2上に移動すると、マーク終了位置がF2からF1に変化し、再生されるインターバルマーク信号は1.0Tsに対応する長さに変化する。
【0025】
逆に、再生ヘッドがトラックNとトラックN+1との間に移動すると、マーク終了位置がF3からF4に変化し、再生されるインターバルマーク信号は2.2Tsに対応する長さに変化する。再生ヘッドがトラックN+1上に移動すると、マーク開始位置がR3からR4に変化し、再生されるインターバルマーク信号は2.0Tsに対応する長さに変化する。再生ヘッドがトラックN+1とトラックN+2との間に移動すると、マーク終了位置がF4からF5に変化し、再生されるインターバルマーク信号は2.6Tsに対応する長さに変化する。再生ヘッドがトラックN+2上に移動すると、マーク開始位置がR4からR5に変化し、再生されるインターバルマーク信号は2.4Tsに対応する長さに変化する。
【0026】
以上のインターバルマーク信号の変化を利用すれば、1つのトラック帯に含まれる5本のトラックに対し、ヘッドがどこに位置しているかを知ることができトラッキングが可能になる。1つのトラック帯に含まれるトラック本数が5本より多い場合にも上記と同様にしてトラッキングが可能になる。
【0027】
実際に、記録セル11のセル長=10nm、トラック長手方向の記録セル11のピッチ=20nm、トラックピッチ=20nmである記録データ領域の間に、Ts=500nmとして長さ500nmのインターバルマーク1N-2、長さ600nmのインターバルマーク1N-1、長さ800nmのインターバルマーク1N、長さ1000nmのインターバルマーク1N+1、および長さ1200nmのインターバルマーク1N+2を形成した磁気ディスクを作製した。
【0028】
この磁気ディスクでトラッキングを行ったところ、トラッキングエラーは約2nmであり、従来の磁気ディスクでトラッキングエラーが約5nmであったのと比較して、トラッキング性能が著しく向上していることが確認できた。
【0029】
この磁気ディスクでは最内周トラックから最外周トラックへのシークに費やす時間は約1ミリ秒であり、従来の磁気ディスクとほとんど変わらなかった。一方、この磁気ディスクでは5トラックのシークに費やす時間は約300ナノ秒であり、従来の磁気ディスクにおける約700ナノ秒と比較して優れていた。
【0030】
なお、図3に示すように、インターバルマーク1は、1つのトラック帯に含まれる各トラックをまたがった連続形状としてもよい。ただし、図2(a)に示すように、各々のトラックに対応してインターバルマークを分離して形成する方が、パターン複製用スタンパまたは基板複製用原盤の作製が容易であるという利点がある。
【0031】
実施例2
図4(a)は実施例2における磁気ディスクの記録層の面内に形成されるインターバル情報部近傍の部分を示す平面図であり、図4(b)はインターバルマーク信号を示す図である。図4(a)に示すように、3本のトラックN−1、N、N+1で1つのトラック帯が構成されている。1つのトラック帯内においては、記録データ領域10aと次の記録データ領域10bの間に所定間隔でインターバル情報部が形成されている。図4(a)におけるインターバル情報部は、記録データ領域10における記録セル11の長さよりも長いスペース2により構成され、各々のトラックに対応してスペース2の長さが異なっている。このスペース2をグルーブプレヒル(GPH)と呼ぶ。
【0032】
この磁気ディスクでは、トラック帯上での磁気ヘッドの位置に応じて図4(b)に示すようなインターバルマーク信号が得られる。
【0033】
再生ヘッドがトラックN上に位置していると、インターバル時間長(GHP部に対応する信号の立ち下がり位置と立ち上がり位置との間の時間間隔)がLnである再生信号欠落部分が生じる。再生ヘッドがトラックN−1方向に移動していくとインターバル時間長は次第に短くなり、トラックN−1上においてLn−1になる。再生ヘッドがトラックN+1方向に移動していくとインターバル時間長は次第に長くなり、トラックN+1上においてLn+1になる。
【0034】
以上のインターバルマーク信号の変化を利用すれば、1つのトラック帯に含まれる3本のトラックに対し、ヘッドがどこに位置しているかを知ることができトラッキングが可能になる。1つのトラック帯に含まれるトラック本数が3本より多い場合にも上記と同様にしてトラッキングが可能になる。
【0035】
実施例3
図5(a)は実施例3における磁気ディスクの記録層の面内に形成されるインターバル情報部近傍の部分を示す平面図であり、図5(b)はインターバルマーク信号を示す図である。図5(a)に示すように、3本のトラックN−1、N、N+1で1つのトラック帯が構成されている。1つのトラック帯内においては、記録データ領域10aと次の記録データ領域10bの間に所定間隔でインターバル情報部が形成されている。図5(a)におけるインターバル情報部は、記録データ領域10における記録セル11の長さよりもインターバルマーク3により構成され、各々のトラックに対応してインターバルマーク3の長さが異なっている。
【0036】
この磁気ディスクでは、トラック帯上での磁気ヘッドの位置に応じて図5(b)に示すようなインターバルマーク信号が得られる。
【0037】
再生ヘッドがトラックN上に位置していると、インターバル時間長(インターバルマークに対応する信号の立ち下がり位置と立ち上がり位置との間の時間間隔)がLnである再生信号欠落部分が生じる。再生ヘッドがトラックN−1方向に移動していくとインターバル時間長は次第に短くなり、トラックN−1上においてLn−1になる。再生ヘッドがトラックN+1方向に移動していくとインターバル時間長は次第に長くなり、トラックN+1上においてLn+1になる。
【0038】
以上のインターバルマーク信号の変化を利用すれば、1つのトラック帯に含まれる3本のトラックに対し、ヘッドがどこに位置しているかを知ることができトラッキングが可能になる。1つのトラック帯に含まれるトラック本数が3本より多い場合にも上記と同様にしてトラッキングが可能になる。
【0039】
実施例4
図6(a)〜(c)は実施例4における磁気ディスクの記録層の面内に形成されるインターバル情報部近傍の部分を示す平面図である。これらの図に示すように、5本のトラックで1つのトラック帯が構成されている。1つのトラック帯内においては、記録データ領域10aと次の記録データ領域10bの間に所定間隔でインターバル情報部が形成されている。インターバルマークの形態は実施例1と同様である。
【0040】
本実施例では、インターバルマークの出現周期を変化させることにより、インターバル情報部にアドレス情報を重畳させる。
【0041】
図6(a)に示すように、3つのインターバルマークが出現する周波数Fがf−Δfである場合、アドレスビット=1とする。図6(b)に示すように、3つのインターバルマークが出現する周波数Fがf+Δfである場合、アドレスビット=0とする。
【0042】
図6(c)に、インターバル情報部に重畳させて、アドレス情報「1001」または「1000」を記録した例を示す。
【0043】
実施例5
図7(a)および(b)は実施例5における磁気ディスクの記録層の面内に形成されるインターバル情報部近傍の部分を示す平面図である。これらの図に示すように、4本のトラックで1つのトラック帯が構成されている。1つのトラック帯内においては、記録データ領域10aと次の記録データ領域10bの間に所定間隔でインターバル情報部が形成されている。インターバルマークの形態は実施例3と同様である。なお、実施例2のインターバルマーク(GPH)を形成してもよい。
【0044】
本実施例でも、インターバルマークの出現周期を変化させることにより、インターバル情報部にアドレス情報を重畳させる。
【0045】
図7(a)に示すように、4つのインターバルマークが出現する周波数Fがf−Δfである場合にアドレスビット=0とし、4つのインターバルマークが出現する周波数Fがf+Δfである場合にアドレスビット=1とする。
【0046】
図7(b)に、インターバル情報部に重畳させて、種々のアドレス情報を記録した例を示す。
【0047】
図8(a)に実施例4または5におけるアドレス領域および記録データ領域の構成、図8(b)に従来技術によるアドレス領域および記録データ領域の構成を示す。
【0048】
図8(a)と図8(b)とを比較して明らかなように、同じ容量のデータを格納する際に、実施例ではアドレス情報を記録データ領域に重畳できるため短い物理長ですみ、高密度化、大容量化に極めて有利である。実施例では従来技術に比較し15%〜25%もの大容量化を達成することができた。
【0049】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の情報記録ディスクによれば、高精度なトラッキングが可能となり、高速アクセスが可能である。さらに本発明によればディスクの大容量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のハードディスクの記録層に記録されるプリレコード情報の平面図、およびアドレス領域および記録データ領域の構成を示す図。
【図2】実施例1における磁気ディスクの記録層の面内に形成されるインターバル情報部近傍の部分を示す平面図、およびインターバルマーク信号を示す図。
【図3】実施例1における磁気ディスクの記録層の面内に形成される他のインターバル情報部近傍の部分を示す平面図。
【図4】実施例2における磁気ディスクの記録層の面内に形成されるインターバル情報部近傍の部分を示す平面図、およびインターバルマーク信号を示す図。
【図5】実施例3における磁気ディスクの記録層の面内に形成されるインターバル情報部近傍の部分を示す平面図、およびインターバルマーク信号を示す図。
【図6】実施例4における磁気ディスクの記録層の面内に形成されるインターバル情報部近傍の部分を示す平面図。
【図7】実施例5における磁気ディスクの記録層の面内に形成されるインターバル情報部近傍の部分を示す平面図。
【図8】実施例4または5におけるアドレス領域および記録データ領域の構成と、従来技術によるアドレス領域およびデータ領域の構成を示す図。
【符号の説明】
1…インターバルマーク、2…スペース、3…インターバルマーク、
10…記録データ領域、11…記録セル。

Claims (3)

  1. ディスク基板と、このディスク基板上に形成され、同心円状またはスパイラル状の複数本の記録トラックを含むトラック帯とを備え、このトラック帯中に所定間隔で形成され、各々の記録トラック番号に関連する情報を示し、かつトラッキングを行うためのインターバル情報部であって、前記トラック帯に含まれる各々の記録トラックに対応して互いに長さが異なり、かつ互いに開始位置および終了位置が異なるインターバル情報部を有することを特徴とする情報記録ディスク。
  2. 前記トラック帯中の複数のインターバル情報部はアドレス情報に対応する所定の周波数で形成されていることを特徴とする請求項1記載の情報記録ディスク。
  3. 前記インターバル情報部は記録データ領域の間に形成され、前記記録データ領域は非記録材料によって分断され規則的に配列した記録材料のパターンを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の情報記録ディスク。
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