光学メディアの保存

光メディアは図書館のリソースであり、オーディオ、ビデオ、コンピュータデータを保存するため、保存が不可欠です。光ディスクは一般に、古いタイプのメディア（磁気テープ、LP、その他のレコード）よりも信頼性が高く耐久性がありますが、環境条件や不適切な取り扱いにより情報が失われることがあります。^[1]

光ディスクには、コンパクト ディスク(CD) とDVDの 2 つの種類があります。CD と DVD のどちらも、レーザー光線を反射層に当ててデータを読み取る装置によってデータが取得されます。ポリカーボネート基板でサポートされるデータ層は、ディスクの種類に応じて、金属または染料ベースになります。

CD の反射層とデータ層は、ラベルと薄いポリカーボネート基板のすぐ下にあります。基板のはるかに厚い層がディスクの底部を支え、保護します。両面 DVD の反射層とデータ層はディスク構造の中央にあり、2 つの同じポリカーボネート基板層の間に収められています。CD のデータ層は両面 DVD よりも露出しているため、CD の表面を保護するために薄いラッカー層が使用されています。CD の上部は繊細で壊れやすく、下部は透明な保護カバーにすぎません。^[2]

保存目的: 信頼性の高い長期バックアップ ストレージには、アルミニウムや銀よりも金の CD-R (互換ディスク記録可能) および DVD-R (デジタル ビデオ ディスク記録可能またはデジタル多用途ディスク記録可能) ディスクが専門家に好まれます。光ディスクの反射層は金でできています。

永久保存と長期保存は異なります。「デジタル アーカイブの専門家は、永久保存できる媒体はないことを一般的に認めています。その代わりに、ストレージに転送されたデータを維持し、アクセスを提供し、情報の完全性を長期にわたって確保する必要があります。」技術の変化に応じて、データを古いタイプのメディアから新しいタイプのメディアに移行することで、メディアの故障や「フォーマットの陳腐化」を回避できます。サポートされなくなった場合、テクノロジーにとって大きな脅威となります。ディスクの再生と読み取りに必要なマシンが正常に機能し、メンテナンスされていない場合、データが失われる可能性があります。^[3]光学メディアに伴うリスクについては、以下で説明します。

名目上アーカイブグレードのディスクのデータ寿命に影響を与える問題には、次のものがあります。染料の欠陥（高品質の有機染料やフタロシアニンベースの長寿命染料を使用したディスクの方が適しています）、結合の欠陥（高品質の接着剤と端から端までの被覆により寿命が向上します）、傷（慎重な取り扱いと傷防止コーティングにより最小限に抑えられます）、製造品質（一部の工場では品質管理基準がより厳しく、良品と判明しているバッチのディスクは他のバッチよりも信頼性が高い場合があります）。^[4]マシンごとに、またディスクごとに条件が異なるため、テストが必要です。損傷を防ぐには環境制御が必要です。これらの条件が満たされると、アーカイブ品質の CD-R または DVD-R の寿命は、非アーカイブ品質の光ディスクの一般的な 5 年から 10 年と比較して、最大 100 年になると考えられています。 ISO 9660規格では、安定した室温を18～23℃（64～73℉）、相対湿度を30～50%と規定しています。^[5]ディスクの複数のコピーを保管することは、さらなる保護のために必要です。「マスター1枚は最適な状態で保管し、作業用コピー1枚はアクセス目的またはコピー用として、安全用コピー1枚は別の場所に保管します。」^[6]保存協会によると、保管に最も適した容器は、垂直に置いた不活性ポリエステル製の硬質高品質ケースです。^[7]

光メディアの信頼性については、まだ憶測が飛び交っています。空のディスクや記録デバイスには標準規格がないため、許容できるパフォーマンスが得られるとは期待できません。^[8]書き換え可能なフォーマット（CD-RW、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW）の耐久性はあまり知られていません。また、誤って上書きされてしまう可能性もあります。

CD-ROM / DVD-ROM (読み取り専用メモリ) は商用グレードのディスクで、ポリカーボネート基板ベースにピット (くぼみ) とランド (平らな面) を刻印する成形機を使用して作成された金属データ層を使用します。次に、金属層をベースに適用してデータ層を作成します。アルミニウムが最もよく使用されますが、酸化してデータが失われる可能性があり、このプロセスは「ディスク腐食」と呼ばれることもあります。アーカイブ ディスクの場合、寿命が長く反射率が高いため、銀または金の層が好まれます。DVD-ROM は、半反射と完全反射の 2 つの金属層を使用して、二重のデータ層をサポートすることもできます。レーザー光線は、2 つの層を別々に読み取ることができます。DVD の両面を使用する場合、二重層テクノロジによって 4 つのデータ層が提供されます。

CD-R / DVD-R (記録可能) は、反射層のすぐ下に感光性有機染料を使用した、記録可能なライトワンスディスクです。染料は、特定のレーザー光線にさらされると化学変化を起こし、データを含むビット (マーク) を作成します。

DVD-R および CD-R で使用される染料には、フタロシアニン(緑がかった)、シアニン(青)、アゾ(濃い青) などがあります。記録可能な CD および DVD の反射層には、銀、銀合金、金が使用されています。金と銀は有機染料よりも長持ちしますが、有機染料は時間の経過とともに劣化します。アルミニウムは染料と反応する可能性があるため使用されていません。

CD-RW / DVD-RW（書き換え可能）は、熱に反応する相変化フィルムデータ層を使用する、記録可能、消去可能、再記録可能なディスクです。レーザー光線はフィルムにビットを溶かしてデータを作成します。これらのビットは、レーザーの温度を調整することで消去および再記録できます。書き換え可能なCDとDVDは通常、アルミニウム反射層を使用します。これは、相変化フィルムがアルミニウムの酸化よりも速く劣化するためです。^[9]

ブルーレイディスク/ HD DVDは、新世代の光メディアです。どちらのディスクタイプも、独自の青紫色レーザービームを使用してデータを読み取り、他のフォーマットの機器とは互換性がありません。ブルーレイディスクとHD DVDには互換性がなく、東芝が2008年2月19日にHD DVDフォーマットの廃止を発表するまで、フォーマット戦争を繰り広げていました。 ^[10] HD DVDの構造は通常のDVDに似ており、データ層は両面の基板層で保護されています。ブルーレイディスクの構造はCDに似ており、情報は表面のすぐ下に保存されています。初期のブルーレイディスクは簡単に損傷しましたが、傷つきにくくする保護層が開発されました。

光ディスクは表面との機械的接触なしに読み取られるため摩耗しませんが、取り扱いによる傷の影響を受けます。傷のリスクは、ディスクの端と中央の穴またはハブのみで取り扱うことで最小限に抑えられます。^[11] ディスクの読み取りに使用される機械は、機械的な故障があるとディスクを損傷する可能性があります。

ディスクに記録されたデータには冗長性があるため、エラー検出および訂正によってある程度の損傷を補うことができます。傷の深さと幅、および底部の傷の方向によって、光ディスク上のデータが読み取り可能かどうかが決まります。基板の小さな傷は、レーザーが基板を通してデータ層まで読み取っているため、通常、ディスクの読み取り可能性には影響しません。傷がレーザーの焦点に影響を与えるほど深くまたは広くても、通常はエラー訂正が可能ですが、傷が深すぎて幅が広すぎたり、傷の間隔が狭すぎたりすると、エラー訂正が成功しないことがあります。傷がトラックに沿って走っていたり、データ層を傷つけるほど深い場合は、データが失われることがあります。

CD の反射金属層とデータ層はどちらもラベルの薄いラッカー表面の真下にあるため、CD 上部の小さな傷でもデータが破壊される可能性があります。CD のラベル付けに使用する器具は慎重に検討する必要があります。先端が硬いペンやマーカー、または保護層に影響を与える溶剤を使用すると、データ層に傷がついたり損傷したりする可能性があります。水性フェルトペンが最も安全です。^[2]両面 DVD のデータ層はディスクの中央にあり、両側が基板に囲まれているため、どちらの側に傷が付いても同等になります。

光ディスクは、極端な温度にさらされると損傷を受ける可能性があります。直射日光はディスクを過熱させたり、紫外線でデータ層を損傷したりする可能性があります^[要出典]。熱と光にさらされると、データ層と金属層の組成が異なるディスクにさまざまな影響が及びます。すべての光ディスクにおいて、高温により基板が軟化し、ディスクが反ることがあります。ROM ディスクはアルミニウムでできているため、周囲の熱、熱の蓄積、光による損傷はほとんどありません。ROM ディスクを長時間光にさらすことで発生する唯一の既知の問題は、ポリカーボネート基板の「曇り」または「変色」です。CD-R、DVD-R、DVD+R、CD-RW、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM ディスクはすべて、周囲の熱にさらされることや直射日光による熱の蓄積の影響を受けます。CD-R のデータ層は高温で劣化する染料でできており、透明度が低下するためピットとランドが誤って読み取られ、データが読み取れなくなります。太陽光に含まれる紫外線は、色素の光学特性を変える光化学反応を起こすほどのエネルギーを持っています。 ^[2] RW ディスクと RAM ディスクのデータ層は、R ディスクの色素よりも熱に敏感な相変化フィルムで構成されているため、周囲の熱や直射日光にさらされるとさらに早く劣化します。RW ディスクと RAM ディスクの相変化フィルムは光に敏感ではなく、紫外線はフィルムの光学特性に影響を与えません。氷点下にさらされると、ディスクの各層が異なる速度で温まり、層が分離することがあります。ディスクを大幅に加熱または冷却した場合は、使用前に室温に戻す必要があります。

ディスクのポリカーボネート基板は高湿度や浸水にさらされると水を吸収する可能性があるため、使用前に湿度の低い環境で乾燥させる必要があります。乾燥後は、水に残ったミネラルがディスクの成分と反応して層が損傷し、読み取り不能にならない限り、ディスクは使用可能になります。^[2]

修正可能なデータ エラーの割合を測定することで、メディアの劣化によって将来的に発生する可能性のあるデータ損失を予測できます。

訂正可能なデータエラーの種類には、CDではC1 （ E31とも呼ばれる）やC2 （ E32とも呼ばれる）エラー、DVDではペアリティ内部エラー（PIE）、ペアリティ内部障害（PIF）、ペアリティ外部エラー（POE）などがあり、訂正不可能なエラーにはCDではCU（またはE32）、 DVDではペアリティ外部障害（POF）がある。^{[12] [13]}

エラー率が高くなる原因としては、表面の傷や汚れ、メディアの品質が低いこと、特定のメディアと互換性のない記録速度、故障した光学ドライブを使用して書き込まれたデータなどが考えられます。

小さなデータ エラーが連続して多すぎると、データが失われる可能性があります。オーディオ CDやビデオ CDで使用されるエラー訂正機能はデータ CD よりも弱いため、C2エラーは既にデータ損失を意味します。

エラー スキャンのサポートは、光学ドライブのベンダーやモデルによって異なります。

^[14]

光メディアディスクは、データの正確性とアクセス性を確保するために、専門家による予防的または定期的なクリーニングを必要とすることが多い。専門的な経験のない人は、ディスクをクリーニングしようとしてディスクの表面を傷つけることがある。ディスク表面にほこりや油性の汚染物質が蓄積したり、指紋が付着したりすると、通常、レーザービームが基板を貫通してデータ層を読み取る能力が妨げられ、書き込みが妨げられることが多い。読み取りの軽微な妨害は、エラー訂正技術によって処理される。オーディオ CD (データディスクよりも精度のしきい値がはるかに低い) が汚れた場合は、ディスクの端または中央の穴を持ち、乾いた柔らかい糸くずの出ない布で安全にクリーニングできる。この方法で取り除けない軽い汚れは、水または適切な光ディスククリーニング液で湿らせた布で取り除くことができる。読み取り装置、特にレーザーにほこりが蓄積するのを避けるために、読み取り前に光ディスクから余分なほこりを吹き飛ばすことが推奨されている。^[15]

個別の保管容器は、光ディスクを傷やほこりから保護します。ディスクは、可能であれば、温度や湿度の変化の影響を受けにくいキャビネットや引き出しに垂直に保管することが推奨されています。長期保管の場合は、ケース内の紙（ライナー、小冊子）を取り除き、ケース内の湿気の蓄積と保持を最小限に抑えることが推奨されています。^[15]

光ディスクのレーザー読み取り面に傷が付いて読み取りができない場合は、内容のすべてまたはほとんどを一度回復し、別の記憶媒体に転送できる可能性があります。損傷した記憶媒体のデータを分析し、アクセスできない情報の一部またはすべてを回復できるソフトウェア パッケージがあります。^[2]民間企業はデータ回復サービスを提供しています。

また、ディスク自体も修復可能です。再生可能な表面を研磨、バフがけ、または研削することでディスクを修復するさまざまな機械があります。通常、ディスクは新品のようになり、最も重要なことは、データが再びレーザーで読み取れるようになることです。一部のゲームショップ、質屋、スーパーマーケットでは、ディスク修復サービスを提供しています。ただし、これは基板の層を除去するアブレーション プロセスであるため、ディスク全体が失われるリスクを冒す前に、数回行うのが安全です。

• M-DISC (長期デジタル保存用 DVD および Blu-Ray )