JP4104235B2 - 光情報記録媒体及び光ディスク原盤製造方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、プリフォーマット部を持つ、書き込み可能、書き換え可能な光ディスク媒体及びその製造方法に関するものであり、上記光ディスク媒体についてグルーブ上に情報の記録をした後でもランドプリピットの検出を確実にでき、また、光ディスク原盤製造方法について、同光ディスク媒体を効率よく、確実に作製することができるものである。
【0002】
【従来の技術】
書き込み可能、書き換え可能な光ディスク媒体では、通常、案内溝となるトラッキング用の溝(グルーブ)が基板上に予め形成され、それらの案内溝に沿って情報が記録されていく。この基板上には、案内溝とともに同期信号やアドレス情報が予めプリフォーマットとして記録されているが、これには案内溝をウォブルさせる方法、プリピットを入れておく方法などがある。
プリフォーマットをウォブルのみによって行う場合、高密度化を目標としてトラックピッチを狭くしていくと、変調度の制約、隣接グルーブからの信号の漏れ込みによりC/Nが劣化するなどという問題が発生する。また、記録トラック上にプリピットを設けて行う場合、このプリピット上には情報を記録することができず、記録容量が少なくなってしまう。そのため、このウォブルとプリピットを併用してプリフォーマットを行う方法が提案されている(特開平9−326138)。これによると、集光ビームの走査トラックをウォブルしたグルーブ上としたとき(グルーブ記録)、プリピットは溝間(ランド)に形成される。このランド上のプリピット(ランドプリピット)の検出は、グルーブに平行に2分割された受光素子の差信号の変化(LPP)を読み取ることによって行われることになる(図1(a)参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このようにグルーブ記録の際にランド上にランドプリピットを形成し、ランドプリピットに隣接するグルーブを走査した時に現れるプッシュプル信号の変化 (LPP)によってそれを検出する方法においては、グルーブ上に何も情報が入っていない未記録状態では、グルーブ上を走査する光集光ビームは、ランドプリピットのある部分では形状の左右非対称性により大きな振幅のLPPが得られ、ランドプリピットの検出を行うことができる。しかしグルーブ上に情報が記録された場合、記録マークの位置によっては、十分なLPPの振幅が得られなくなることがわかった。つまりランドプリピット付近のグルーブに情報が記録されると図1(b)のように記録マーク14がランドプリピット側に広がってしまい、記録マーク部は低反射率であるため、十分なLPPの振幅が得られなくなる。また、図1(b)に示すように、ランドプリピットに対する記録マークの位置によってマークの広がり方も異なってくるため、LPPの振幅の大きさもばらついてしまう。それにより、情報記録後はランドプリピットの正確な検出が難しくなり、このためエラー率が急激に上昇してしまうという問題が生じる。
本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、第1の目的は、グルーブ上に情報を記録した後でも、ランドプリピットの検出を確実にできるような光情報記録媒体を提供することであり(請求項1,2,4,6に対応)、また第2の目的は、前記光情報記録媒体を効率よく、確実に作製するための原盤露光方法を提供することである(請求項3,5,7に対応)。
【0004】
【課題を解決するための手段】
解決手段1
解決手段1は上記第1の目的のためのものであり、基板上にグルーブ部とランド部を有し、グルーブ部で情報の記録再生を行い、ランドにはピットとしてプリフォーマット情報を予め記録してある光情報記録媒体を前提として、そのランド上に設けられたピットであるランドプリピットの深さDpと、前記ランドプリピットに隣接するグルーブの深さDgが異なるようにしたことである。
【0005】
解決手段2
解決手段2は解決手段1のランドプリピットの深さDpとグルーブの深さDgの関係を、Dp<Dgとなるようにしたことである。
【0006】
解決手段3
解決手段3は上記第2の目的のためのものであり、グルーブ露光用の集光ビームB1と、前記グルーブに隣接するランドプリピット露光用の集光ビームB2を生成することができる光ディスク原盤露光装置を用いて原盤の露光を行い、現像、洗浄処理によって基板上に凸凹を製作する、解決手段2による光情報記録媒体の光ディスク原盤製造方法において、集光ビームB1はレジストの底まで露光するのに必要なビーム径、光強度とし、集光ビームB2はレジストの底まで露光しないビーム径、光強度としたことである。
これにより現像後のグルーブ深さDg、ランドプリピット深さDpの関係をDp<Dgとすることができる。
【0007】
解決手段4
解決手段4は、解決手段1におけるランドプリピットの深さDpとグルーブの深さDgの関係を、Dp>Dgとなるようにしたことである。
【0008】
解決手段5
解決手段5は、グルーブ露光用の集光ビームB1と、前記グルーブに隣接するランドプリピット露光用の集光ビームB2を生成することができる光ディスク原盤露光装置を用いて原盤の露光を行い、現像、洗浄処理によって基板上の凸凹を製作する、解決手段4による光情報記録媒体の光ディスク原盤製造方法において、原盤を、下層レジスト、中間層、上層レジストの3層とし、集光ビームB1は上層レジストのみを露光し、下層レジストは露光されないビーム径、光強度とし、集光ビームB2は下層レジストまで露光するビーム径、光強度としたことである。
これにより、現像後のグルーブ深さDg、ランドプリピット深さDpの関係をDp>Dgとすることができる。
【0009】
解決手段6
解決手段6は解決手段1による光情報記録媒体について、その基板上でランド面を凸、グルーブ面を凹としたとき、ランドプリピット部がランド面よりも基板上で突き出しているようにしたことである。
【0010】
解決手段7
解決手段7はグルーブ露光用の集光ビームB1と、前記グルーブに隣接するランドプリピット露光用の集光ビームB2を生成することができる光ディスク原盤露光装置を用いて原盤の露光を行い、現像、洗浄処理によって基板上の凸凹を製作する、解決手段6による光情報記録媒体の光ディスク原盤製造方法において、原盤を下層レジスト、中間層、上層レジストの3層とし集光ビームB1では下層レジストまで露光できるビーム径、高強度とし、集光ビームB2では、通常のランド部分を上層レジストのみ露光し下層レジストは露光しないビーム径、光強度とし、ランドプリピット部分では光強度をゼロとしたことである。
これにより、ランドプリピットがランド面よりも出っ張った基板をつくることができる。
【0011】
【作用】
これらの発明によると、グルーブ深さとランドプリピットの深さが異なっているため、グルーブとランドプリピットの間に斜面が存在することになる。そのため、ランドプリピット付近のグルーブに記録マークした場合にも、グルーブとランドプリピットの間にある斜面によって熱拡散が押さえられ、記録マークがランドプリピット側に広がらない。その理由としては、グルーブとランドプリピットが斜面により距離的に離れたことによる形状的効果があることであり、またもう一つの理由としては、斜面部分では記録層の厚さが薄くなるため、グルーブに照射されて発生した熱の拡散が抑制される効果があることである。これらによって、記録マークの広がりによるLPPの振幅の減少、ばらつきを減少させることができ、安定したランドプリピットの検出が可能になる。
【0012】
【実施例】
本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
実施例1
この実施例1は請求項2、請求項3に係る発明の一実施例である。
まず表面が精密に研磨されたガラス基板を用意し、その表面の洗浄を行う。洗浄されたガラス板をスピナーにのせ、スピンコート法によりポジ型フォトレジストをガラス基板面内膜厚が均一になるよう塗布する。本実施例では、レジスト膜厚を約400オングストロームとした。ここでのフォトレジストの膜厚は、スタンパ表面に形成されるグルーブの深さに相当する。その後プリベークを行う。
このようにして作製された光ディスク原盤を原盤露光機のターンテーブルに載せ、Krガスレーザービームを原盤のレジスト層上に集光させて原盤露光を行う。露光時は、線速度一定(CLV)で内周から外周にスパイラル状に露光を行う。本発明で用いた原盤露光機のブロック図を図2に示しているが、この原盤露光機械では2ビーム露光光学系を用いており、集光ビームB1でウォブルしたグルーブの露光を行い、集光ビームB2を原盤上でB1の外周側に隣接させてランドプリピットの露光を行った。ここで、請求項2に係る発明におけるDg>Dpの関係となるグルーブ、ランドプリピットを作製するため、集光ビームB1とB2のビーム径を変えてあり、「B1のビーム径」<「B2のビーム径」にしている。また露光ビームパワーは、「B1の露光パワー」>「B2の露光パワー」であり、ビームB1では現像後ガラス表面まで溝ができる露光パワー、集光ビームB2は現像後レジスト膜が残る露光パワーとした。
露光を終えた原盤は、スピナーにより低速回転で現像、純水リンスを行い、高速回転させて乾燥させる。これにより、ポジ型レジストを使用しているため、集光ビームB1、B2のそれぞれによって露光された部分が除去され、グルーブ、ランドプリピットなどの凸凹のパターンが形成される。ここでレジスト感度に応じて集光ビームB1、B2のパワーの調整を行うことにより、グルーブの深さDgとランドプリピットの深さDpを異ならせることができ、その結果、Dg>Dpとすることができる。その後、ポストベークを行う。このようにして作製されたガラス原盤をNiでスパッタして導電性を持たせた後、その上にNi電鋳を行い、Niをガラス基板から剥離し、表面洗浄、裏面研磨を行ってNiスタンパとする。そしてこのスタンパをもとにPC基板をつくる。そのPC基板は図3のようになっている。図3の(a)は表面図であるが、グルーブ10、ランド11、ランド11上のランドプリピット12が図示のように設けられている。
図3の(b)は(a)のAA’の断面図であり、図3の(c)、(d)は(a)のランドプリピットを含むBB’の断面図である。図3の(c)は通常(従来)のランドプリピットを含む部分の断面図であり、図3の(d)が本実施例のランドプリピットを含む部分の断面図である。そのPC基板上に、SiO2 /ZnSの誘電体層、Ag−In−SbーTe系の記録層、Alの反射層などを積層し、光ディスクメディア(記録媒体)を作製する。ここでは書き換え可能な相変化型光ディスクの一例を示したが、この材料に限られるものではなく、有機色素を用いた追記型光ディスクメディアなどにも適用することができる。このようにして作製された光ディスクメディアに、波長635nmのレーザービームをNA0.6の対物レンズで集光させてグルーブ上にランダムな情報を記録した。記録後メディアをグルーブトラッキングさせ、プッシュプル信号の変化によりランドプリピットの検出を行ったところ、図4に示すように、従来までのDg=Dpの基板でのマーク記録後のLPPの振幅と比較して、本発明でのDg>Dpとした基板でのマーク記録後のLPPでは、大きな安定した振幅の信号が得られた。これは、図5の(a)のようにグルーブの深さDgとランドプリピットの深さDpが等しいときは、グルーブ上に記録マークをすると熱拡散によりランドプリピットまでマークが広がってしまうが、図5の(b)のようにDgとDpの深さが異なると、グルーブとランドプリピットの境界に斜面が存在するため、その一部分では記録層32が薄くなり熱拡散が押さえられてマークが広がらないためである。またグルーブ面とランドプリピット面までの距離が長くなる形状的効果によって、ランドプリピット部までの記録マークの広がりを減少させている。これらの効果により、マーク記録後にLPPが小さくなってしまったり、ばらついてしまうということがなくなり、安定したランドプリピットの検出が可能になる。
【0013】
実施例2
実施例2は請求項4、請求項5に係る発明の一実施例である。
表面が精密に研磨されたガラス基板を用意し、水洗により表面の洗浄を行う。洗浄されたガラス板をスピナーにのせ、スピンコート法によりポジ型フォトレジストをガラス基板面内膜厚が均一になるよう塗布し、プリベークを行う。
実施例では、このレジスト膜厚を約400オングストロームとした。次に、 In2 O3 を用いて、ArとO2 の雰囲気中でDCマグネトロンスパッタにより、中間層を約100オングストロームの厚さにレジスト層の上に積層する。さらにこの中間層の上に、ポジ型フォトレジストをスピンコート法によって300オングストロームの厚さで二番目のフォトレジスト層を形成する。このようにして図6のような3層の光ディスク原盤が作製される。
以上のようにして作製された光ディスク原盤を原盤露光機のターンテーブルにのせ、Krガスレーザービームを原盤上に集光させて線速度一定でスパイラル状に原盤露光を行う。原盤露光は図2に示す2ビーム露光光学系を用い、集光ビームB1でウォブルしたグルーブ、原盤上で集光ビームBlの外周側に隣接させた集光ビームB2でランドプリピットの露光を行った。ここで、集光ビームB1は中間層42によって光が遮断され、上層レジスト43のみを露光する光量パワー、集光ビームB2は中間層42を通過して上層レジスト43、下層レジスト41の両方を露光できる光量パワーとした。当該露光の後、ポストベークを行い、その後一回目の現像を行う。これにより上層レジスト43の露光された部分が除去される。次に、純水で約1%に希釈された硝酸を用いて、中間層42のエッチングを行う。これにより、一回目の現像によって中間層が露出した部分がエッチングされる。その後、再び下層フォトレジスト層41の露光された部分(ランドプリピット)の現像を行う。以上のように、中間層42を入れることによってハーフ露光を行うグルーブの底面を平坦かつ均一にすることができるが、中間層42を入れずに単層レジストで、集光ビームB1とB2の光量パワー、ビーム径の調整を行うことにより、Dg<Dpとなる原盤を作製することも可能である。このようにして作製された原盤から実施例1のときと同様にしてPC基板を作ったとき、図3の(a)のBB’での断面は図7のようになる。これに誘電体層、記録層、反射層などを積層させて光ディスクメディアを作製し、グルーブ上に情報の記録を行った。この記録後メディアをグルーブトラッキングさせ、ランドプリピットの検出を行ったところ、従来までのDg=Dpの基板でのマーク記録後のLPPと比較して、本発明のDg<Dpの基板でのマーク記録後のLPPは、大きく安定した振幅の信号となる。この場合も実施例1のときと同様に、DgとDpの深さが異なるため境界に斜面ができ、グルーブ上にマークしたときの熱拡散が防止でき、また形状的効果もあるため、ピットの広がりが押さえられ、ばらつきのない安定したランドプリピットの検出が可能になるのである。
【0014】
実施例3
実際例3は請求項6、請求項7に係る発明の一実施例である。本実施例では、3層の光ディスク原盤の作製までは実施例2と同様にして行った。そのようにして作製された光ディスク原盤を、原盤露光機のターンテーブルに載せ、Krガスレーザービームを原盤上に集光させて線速度一定でスパイラル状に原盤露光を行う。原盤露光は図2に示す露光光学系を用い、集光ビームB1でウォブルしたグルーブ、原盤上で集光ビームB1の外周側に隣接させた集光ビームB2でランドプリピットの露光を行った。集光ビームB1は中間層42を通過して上層レジスト43、下層レジスト41の両方を露光できる光量パワー、集光ビームB2は中間層42によって光が遮断され上層レジスト43のみを露光する光量パワーとした。ここでランドプリピット用の集光ビームB2のON/OFは実施例2の場合と逆で、通常ランド部をONの露光状態とし、ランドプリピットの部分で集光ビームの照射をOFFとした。上記露光後、ポストベークを行い、その後一回目の現像を行う。これにより上層レジスト43の露光された部分が除去される。次に、純水で約1%に希釈された硝酸を用いて、中間層42のエッチングを行う。これにより、一回目の現像によって中間層が露出した部分がエッチングされる。その後再び下層フォトレジスト層41の露光された部分(グルーブ部)の現像を行う。以上のように、中間層42を入れることによってハーフ露光を行うランド面を平坦かつ均一にすることができるが、中間層42を入れずにレジスト層一層で、集光ビームB1とB2の光量パワー、ビーム径の調整を行うことにより、同様の形状をもった原盤を作製することも可能である。
以上のようにして作製された原盤から実施例1のときと同様にしてPC基板を作ったとき、図3の(a)のBB’での断面は図8のようになる。ここで、図8に示すようにランドプリピットとランドの高さの差をHpとする。これに誘電体層、記録層、反射層などを積層させて光ディスクメディアを作製し、グルーブ上に情報の記録を行った。この記録後メディアをグルーブトラッキングさせ、ランドプリピットの険出を行ったところ、従来までのDg=Dpの基板でのマーク記録後のLPPと比較して、図8に示すようなグルーブとランドプリピットの高さの異なる本発明の基板でのマーク記録後のLPPは、大きく安定した振幅の信号となる。これも実施例1、実施例2の場合と同様、グルーブとランドプリピットの境界に斜面ができるためグルーブ上にマークしたときの熱拡散が防止でき、また形状的効果によりピットのランドプリピットヘの広がりが押さえられるため、ばらつきのない安定したランドプリピットの険出が可能になるのである。
【0015】
【発明の効果】
請求項1、請求項2,請求項4,請求項6に係る発明によると、ランドにプリフォーマットとしてランドプリピットを形成する場合、このランドプリピットを険出する際、情報を記録してグルーブとそれに隣接したランドプリピットの深さが異なっているため、その間に斜面ができ、それにより、ランドプリピット近傍に記録マークをした場合にもランドプリピット上に記録マークが広がるのを抑制することができる。それによって、情報記録後でも安定してランドプリピットの検出を行うことが可能となる。
また請求項3、請求項5、請求項7に係る発明により、それぞれ請求項2、請求項4、請求項6に係る発明の光情報記録媒体を効率よく、確実に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】プリフォーマットとしてランドプリピットをもつ基板を上から見た図とそのPushーPull信号波形との対応であり、(b)は記録マークがランドプリセット側に広がった状態を上から見た図である。
【図2】は本実施例で使用した原盤露光機の簡単なブロック図である。
【図3】(a)はランドプリピットをもつ基板を上から見た図であり、(b)は(a)におけるAA´断面図であり、(c)は従来の基板のランドプリピットが従来のものである場合のBB´断面図であり、(d)は本発明のランドプリピットである場合のBB´断面図である。
【図4】(a)は記録マークをした後の請求項2に示す基板のマークの広がりとそれによるLPPとの対応図であり、(b)は従来例の基板でのマークの広がりとそれによるLPPとの対応図である。
【図5】は請求項2、請求項3に係る発明の一実施例を示す、光情報記録媒体のランドプリピットのある部分を含む断面と記録マークの広がりを示す図であり、(a)はグルーブの深さDgとランドプリピットの深さDpが等しい場合、(b)はDgとDpの深さが異なる場合をそれぞれ示すものである。
【図6】は請求項5、請求項7に係る発明の一実施例を示す、光情報記録媒体の原盤の断面図である。
【図7】は請求項4、請求項5に係る発明の一実施例を示す、光情報記録媒体のランドプリピットのある部分を含む断面図である。
【図8】は請求項6、請求項7に係る発明の一実施例を示す、光情報記録媒体のランドプリピットのある部分を含む断面図である。
【符号の説明】
10:グルーブ
11:ランド
12:ランドプリセット
13:光集光ビーム
14:グルーブの記録マーク
20:Krガスレーザー
21:スタビライザー
22:E/O変調器
23:E/O偏向器
24:A/O変調器
25:ビームエキスパンダ
26:対物レンズ及びフォーカスアクチュエータ
27:ガラス円盤
28:ターンテーブル
30:PC基板
31:誘電体層
32:記録層
33:グルーブ上の記録マーク
40:ガラス基板
41:下層レジスト層
42:中間層
43:上層レジスト層
Claims (7)
- 基板上にグルーブ部とランド部を有し、グルーブ部で情報の記録再生を行い、ランドにはピットとしてプリフォーマット情報を予め記録してある光情報記録媒体において、ランド上に設けられたピットであるランドプリピットの深さDpと、前記ランドプリピットに隣接するグルーブの深さDgが異なることを特徴とする光情報記録媒体。
- ランドプリピットの深さDpとグルーブの深さDgの関係を、Dp<Dgとしたことを特徴とする請求項1の光情報記録媒体。
- 請求項2の情報記録媒体を作製するための光ディスク原盤の製造方法であって、グルーブ露光用の集光ビームB1と、前記グルーブに隣接するランドプリピット露光用の集光ビームB2を生成することができる光ディスク原盤露光装置を用いて原盤の露光を行い、現像、洗浄処理によって基板上に凸凹を製作する光ディスク原盤製造方法において、
集光ビームB1はレジストの底まで露光するのに必要なビーム径、光強度とし、集光ビームB2はレジストの底まで露光しないビーム径、光強度とすることを特徴とする光ディスク原盤製造方法。 - ランドプリピットの深さDpとグルーブの深さDgの関係を、Dp>Dgとしたことを特徴とする請求項1の光情報記録媒体。
- 請求項4の情報記録媒体を作製するための光ディスク原盤の製造方法であって、グルーブ露光用の集光ビームB1と、前記グルーブに隣接するランドプリピット露光用の集光ビームB2を生成することができる光ディスク原盤露光装置を用いて原盤の露光を行い、現像、洗浄処理によって基板上の凸凹を製作する光ディスク原盤製造方法において、
原盤を、下層レジスト、中間層、上層レジストの3層とし、集光ビームB1は上層レジストのみを露光し下層レジストは中間層で遮断され露光されないビーム径、光強度とし、集光ビームB2は中間層を透過して下層レジストまで露光するビーム径、光強度とすることを特徴とする光ディスク原盤製造方法。 - 基板上でランド面を凸、グルーブ面を凹としたとき、ランドプリピット部がランド面よりも基板上で突き出していることを特徴とする請求項1の光情報記録媒体。
- 請求項6の情報記録媒体を作製するための光ディスク原盤の製造方法であって、グルーブ露光用の集光ビームB1と、前記グルーブに隣接するランドプリピット露光用の集光ビームB2を生成することができる光ディスク原盤露光装置を用いて原盤の露光を行い、現像、洗浄処理によって基板上の凸凹を製作する光ディスク原盤製造方法において、
原盤を、下層レジスト、中間層、上層レジストの3層とし、集光ビームB1では下層レジストまで露光できるビーム径、光強度とし、集光ビームB2では、通常のランド部分を上層レジストのみ露光し下層レジストは中間層で遮断されて露光しないビーム径、光強度とし、ランドプリピット部分では光強度をゼロとすることを特徴とする光ディスク原盤製造方法。
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