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| メディアタイプ | 光ディスク |
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| エンコーディング | 様々な |
| 容量 | 通常、最大700MB （最大80分の音声） |
| 読み取り 機構 | 波長600～780nm （赤外線およびレッドエッジ）半導体レーザー、1,200kbit / s（1倍）～100Mb /s（56倍） |
| 書き込み メカニズム | 波長780nm （赤外線およびレッドエッジ）半導体レーザー |
| 標準 | レインボーブックス |
| 開発元 | フィリップス、ソニー |
| 使用法 | 音声およびデータストレージ |
| 拡張 | 記録可能なレーザーディスクCD-ROM |
| 拡張 | CD-RW DVD-R |
| リリース済み | 1988年 （1988年） |
CD-R（Compact disc-recordable：コンパクトディスク記録可能）は、デジタル光ディスクの記憶フォーマットです。CD-Rディスクは、一度しか書き込みができず、何度でも読み取ることができるコンパクトディスクです。
CD-Rディスクは、 CD-RWディスクとは異なり、CD-Rの登場以前に製造されたほとんどのCDリーダーで読み取ることができます。
当初は CD Write-Once (CD-WO) と呼ばれていた CD-R フォーマットは、PhilipsとSonyによるOrange Bookの Part II で規定されています。[ 1 ]太陽誘電は1988 年に最初の CD-R メディアを製造し、That's CD-R というブランド名で販売しました。[ 2 ] Orange Book は、CD-WO、CD-MO (光磁気)、そして後に CD-RW (書き換え可能) を網羅する複数のパートで構成されています。最新版ではCD-WOという用語の使用を廃止し、 CD-Rを採用していますが、CD-MO はほとんど使用されていません。書き込まれた CD-R と CD-RW は、低レベルのエンコーディングとデータ フォーマットの観点から、オーディオ CD ( Red Book CD-DA ) およびデータ CD ( Yellow Book CD-ROM ) 規格と完全に互換性があります。CD-ROM の Yellow Book 規格は高レベルのデータ フォーマットのみを規定しており、トラック ピッチ、線形ビット密度、ビット ストリーム エンコーディングなどのすべての物理フォーマットと低レベルのコードの詳細については Red Book を参照しています。これは、8対14変調、CIRC誤り訂正、そしてCD-ROMの場合はイエローブックで定義されている第3の誤り訂正層を使用していることを意味します。
長さが 80 分未満のブランクに正しく書き込まれた CD-R ディスクは、物理的仕様を含め、オーディオ CD および CD-ROM 規格とすべての点で完全に互換性があります。80 分 CD-R ディスクは Red Book の物理的フォーマット仕様にわずかに違反しており、それより長いディスクは準拠していません。CD-RW ディスクは CD-R またはプレスされた (書き込み不可) CD よりも反射率が低いため、Red Book 規格を満たすことができません。Red Book CD と互換性のあるハードウェアの中には、CD-R の読み取りが困難なものがあり、特に CD-RW は反射率が低いため読み取りが困難です。[ 3 ] CD ハードウェアが長尺ディスクまたは CD-RW ディスクを読み取ることができるのは、そのハードウェアが Red Book および Yellow Book 規格で要求される最低限の機能を超えているためです (ハードウェアは Compact Disc ロゴを付けるために必要な機能よりも高い機能を持っています)。
1990年当時入手可能だったCD-R記録システムは、洗濯機ほどの大きさのメリディアンCDパブリッシャーに似ており、データエンコードに必要な外部ECC回路、 SCSIハードドライブサブシステム、MS-DOS制御コンピュータを除いて35,000ドルもする、2ピース構成のラックマウント型ヤマハPDSオーディオレコーダーをベースにしていた。
1991年7月3日、ヤマハYPDR 601を使用してコンサートの録音が初めてCDに直接行われた。このコンサートはクラウディオ・バグリオーニによってイタリアのローマにあるフラミニオ・スタジアムで行われた。[ 4 ]
1992年までに、一般的なレコーダーの価格は10,000～12,000ドルまで下がり、1995年9月にはヒューレット・パッカードがフィリップス製のモデル4020iを発表しました。これは995ドルで、1,000ドル未満の最初のレコーダーでした。[ 5 ] 2010年代には、CD-Rやその他の書き込み可能なCDに書き込めるデバイスが20ドル以下で見つかりました。
太陽誘電が開発した染料材料により、CD-RディスクはオーディオCDやCD-ROMディスクとの互換性を持つことが可能になった。
2010年代までに、USBフラッシュドライブ、メモリーカード、オンラインストレージが、日常的な用途のほとんどで記録可能な光メディアに取って代わった。2024年6月、このフォーマットの共同開発者であるソニーは、需要の減少とストリーミングへの移行を理由に、日本の多賀城工場でCD-Rを含む記録可能な光ディスクの生産を段階的に廃止し、約250人の雇用を削減すると発表した。[ 6 ]
米国では、「音楽」CD-Rと「データ」CD-Rは市場で分断されており、RIAAとの業界著作権契約により、前者は後者よりも著しく高価である。[ 7 ]具体的には、すべての音楽CD-Rの価格には、ディスク製造業者がRIAA会員に支払う義務的なロイヤリティが含まれており、これにより、ロイヤリティが支払われたことを示す「アプリケーションフラグ」がディスクに付与される。消費者向けのスタンドアロン音楽レコーダーは、このフラグがないCD-Rへの書き込みを拒否する。業務用CDレコーダーはこの制限を受けず、フラグの有無にかかわらずディスクに音楽を録音できる。この点を除けば、2種類のディスクは機能的にも物理的にも同一であり、コンピュータのCDライターはどちらにもデータや音楽を録音できる。[ 8 ] 2010年代後半現在でも新しい音楽CD-Rは製造されているが、CDベースの音楽レコーダーが同じまたは類似の機能を備えた他のデバイスに取って代わられたため、需要は減少している。[ 9 ]
CD-R ディスクの表面の溝は完全な螺旋ではなく、ウォブルと呼ばれるわずかな正弦波状のずれがあります。[ 10 ]周波数変調を使用して、 22.05 kHz の搬送周波数でウォブルにデータをエンコードします。 [ 10 ]この情報保存方法は、プリグルーブ絶対時間(ATIP) と呼ばれます。[ 10 ] ATIP データ内には、U1 から U7 までのビットを含むディスク アプリケーション コードと呼ばれる 7ビットのフィールドがあります。[ 10 ]最初のビットである U1 は、CD-R が「音楽」 CD-R とみなされるかどうかを判断するために使用されます。[ 10 ]
標準的な CD-R は、直径約 120 mm (5 インチ) のポリカーボネート製ディスクで、厚さは1.2 mm (0.047インチ)です。120 mm (5 インチ) ディスクの記憶容量は、74 分のオーディオまたは 650メガバイト(MB) のデータです。CD-R/RW は、80 分のオーディオまたは 737,280,000 バイト (703.125 MiB) の容量で入手可能で、これは、オレンジ ブックCD-R/CD-RW規格で規定されている最も厳しい許容公差でディスクを成形することによって実現されています。製造公差のために確保されているエンジニアリング マージンがデータ容量に使用されているため、製造上のばらつきのマージンはほとんどありません。[ 10 ]
上記にもかかわらず、市販されているCD-Rのほとんどは80分の容量です。90分/790MB および99分/870MB のディスクも存在しますが、これらはあまり一般的ではなく、オレンジブック規格から外れています。ATIPのデータ構造の制限により、90分および99分のブランクディスクは80分のディスクとして認識されます。ATIPはオレンジブック規格の一部であるため、その設計では一部の非標準ディスク構成をサポートしていません。追加容量を使用するには、これらのディスクをCD書き込みソフトウェアのオーバーバーンオプションを使用して書き込む必要があります。オーバーバーン自体は、文書化された規格外であることからそのように呼ばれていますが、市場の需要により、ほとんどのCD書き込みドライブとそのソフトウェアにおいて事実上の標準機能となっています。
プレクスターのGigaRecや三洋電機のHD-BURNなど、特殊な技術を用いてディスクに書き込むドライブもあります。これらの技術はコンパクトディスク（レッドブック、イエローブック、オレンジブック）規格から逸脱しているため、記録されたディスクは独自のフォーマットとなり、標準的なCDプレーヤーやドライブとの完全な互換性はありません。ディスクがプライベートグループ以外で配布または交換されず、長期間アーカイブされない特定の用途では、独自のフォーマットが容量を増やすための許容可能な方法となる場合があります（99分メディアの場合 、GigaRecで最大1.2GB、 HD-BURNで最大1.8GB）。このような独自のデータストレージフォーマットを使用する最大のリスクは、設計どおりに確実に動作すると仮定した場合、元のベンダーが製造を中止した後に、メディアを読み取るためのハードウェアが故障、損傷、または紛失した場合に、修理または交換が困難または不可能になる可能性があることです。
容量が650MBを超えるディスク 、特に700MBを超えるディスクは 、標準的なディスクに比べてドライブ間の互換性が低く、他の機器や将来の機器での読み取りが保証されないため、アーカイブ用途にはあまり適していません。
ポリカーボネートディスクには、データがディスクに書き込まれる前に成形されるためプレグルーブと呼ばれるらせん状の溝があり、情報の書き込みと読み取り時にレーザービームをガイドします。プレグルーブはポリカーボネートディスクの上面に成形されており、プレスされた非記録型レッドブックCDであればピットとランドが成形される場所です。プレーヤーまたはドライブでレーザービームに面する下面は平坦で滑らかです。ポリカーボネートディスクのプレグルーブ面には、非常に薄い有機染料の層がコーティングされています。次に、染料の上に銀、銀合金、または金の薄い反射層がコーティングされます。最後に、金属反射板の上に光重合性ラッカーの保護コーティングが施され、UV光で硬化されます。[ 10 ]
空のCD-Rは「空」ではありません。プリグルーブにはウォブル（ATIP）があり、書き込みレーザーがトラック上に留まり、一定の速度でディスクにデータを書き込むのに役立ちます。一定の速度を維持することは、染料層に焼き付けられたピットとランドの適切なサイズと間隔を確保するために不可欠です。ATIP（プリグルーブの絶対時間）は、タイミング情報を提供するだけでなく、CD-Rの製造元、使用されている染料、メディア情報（ディスクの長さなど）に関する情報を含むデータトラックでもあります。データがCD-Rに書き込まれる際にプリグルーブは破壊されません。この点は、一部のコピープロテクション方式でコピーとオリジナルCDを区別するために使用されています。[ 10 ]
CD-Rに使用される染料には、大きく分けて3つの基本的な組成があります。
染料の配合には、コダック社のフォルマザン（シアニンとフタロシアニンのハイブリッド）など、多くのハイブリッド型が存在する。
過去には、多くのメーカーが不安定なシアニンCD-Rを隠すために着色剤を追加していたため、ディスクの組成を色だけで判断することはできません。同様に、金色の反射層があるからといって、フタロシアニン染料が使用されているとは限りません。ディスクの品質は、使用されている染料だけでなく、シーリング、トップレイヤー、反射層、ポリカーボネートにも影響されます。染料の種類だけでディスクを選ぶのは問題があるかもしれません。さらに、書き込み機のレーザーの適切な出力調整、レーザーパルスの適切なタイミング、安定したディスク速度などは、記録されたディスクの即時読み取りだけでなく、長期保存にも不可欠です。そのため、アーカイブ保存には、高品質のディスクだけでなく、高品質の書き込み機も重要です。実際、高品質の書き込み機は中品質のメディアでも十分な結果を生み出すことができますが、高品質のメディアは平凡な書き込み機を補うことはできず、そのような書き込み機で書き込まれたディスクは、アーカイブ保存における最大限の寿命を達成することはできません。
これらの時間には、ディスクへの実際の光学書き込み処理のみが含まれます。ほとんどのディスク記録処理では、ファイルやトラックの整理などのオーバーヘッド処理にさらに時間がかかり、ディスク作成に必要な理論上の最小合計時間が長くなります。（ただし、準備済みのISOイメージからディスクを作成する場合は例外で、オーバーヘッドはごくわずかです。）書き込み速度が遅い場合、このオーバーヘッドにかかる時間は実際のディスク書き込み処理よりもはるかに短いため無視できるほどですが、書き込み速度が速い場合は、オーバーヘッド時間が完成したディスクを作成するのにかかる全体の時間に占める割合が大きくなり、大幅に増加する可能性があります。
また、20倍速を超える場合、ドライブはゾーンCLVまたはCAV戦略を採用しており、公称最大速度はディスクの外周付近でのみ達成されます。[ 12 ]上記の表ではこの点は考慮されていません。（もし考慮されなければ、内側のトラックで必要となる高速回転によってディスクが破損したり、過度の振動が発生して正確かつ正常な書き込みが不可能になる可能性があります。）
ブランクディスクには、データが書き込まれるプリグルーブトラックがあります。タイミング情報も含まれるプリグルーブトラックにより、レコーダーは従来のCDと同じ螺旋状の経路をたどります。CDレコーダーは、レーザーをパルス状に照射して有機色素層の領域を加熱することで、CD-Rディスクにデータを書き込みます。書き込みプロセスでは凹み（ピット）は発生しません。代わりに、熱によって色素の光学的特性が永久的に変化し、その領域の反射率が変わります。色素をさらに変化させないように低出力レーザーを使用して、ディスクはCD-ROMと同じ方法で読み出されます。ただし、反射光はピットではなく、加熱された領域と変化していない領域が交互に現れることで変調されます。[ 13 ]反射レーザー放射の強度の変化は電気信号に変換され、そこからデジタル情報が復元（「デコード」）されます。CD-Rのセクションが一度書き込まれると、CD-RWとは異なり、消去または書き換えることはできません。CD-Rは複数回に分けて記録できます。 CDレコーダーは、以下のようないくつかの方法でCD-Rに書き込むことができます。
注意深く観察すれば、書き込み領域と未書き込み領域は肉眼でも区別できます。CD-Rは中心から外側に向かって書き込まれるため、書き込み領域はわずかに濃淡の異なる内側の帯として現れます。
CDには、書き込みレーザーを記録前と記録中に校正するために使用されるパワーキャリブレーションエリアがあります。CDには、低速校正用のディスクの内縁に近い領域と、高速校正用のディスクの外縁にある領域の2つがあります。校正結果は、最大99個の校正を保持できる記録管理エリア（RMA）に記録されます。RMAがいっぱいになるとディスクに書き込みはできませんが、CD-RWディスクではRMAを空にすることができます。[ 15 ]
書き込み設定中に「ディスクをファイナライズ」または「ディスクを閉じる」オプションを選択すると、それ以降の書き込みは受け付けなくなり、読み取り専用になります。
実際の使用環境（加速劣化ではない）でのテストでは、通常の保管でも一部のCD-Rは急速に劣化することが明らかになっています。 [ 16 ] [ 17 ] CD-Rディスクの品質は寿命に大きく直接影響します。低品質のディスクは長持ちしないはずです。J. Perdereauが行った調査によると、CD-Rの平均寿命は10年と予想されています。[ 18 ]ブランドは品質の信頼できる指標ではありません。多くのブランド（大手ブランドだけでなく無名ブランドも）は自社でディスクを製造していないためです。代わりに、品質の異なるさまざまなメーカーから調達しています。最良の結果を得るには、各バッチのディスクの実際の製造元と材料コンポーネントを確認する必要があります。
書き込み済みのCD-Rは、ほとんどの書き込み可能なメディアと同様に、材料の劣化の影響を受けます。CD-Rメディアには、データを保存するために使用される内部の色素層があります。CD -RWディスクでは、記録層は銀と他の金属（インジウム、アンチモン、テルル）の合金でできています。[ 19 ] CD-Rメディアでは、色素自体が劣化し、データが読み取れなくなることがあります。
染料の劣化に加えて、CD-R の故障は反射面にも起因する可能性があります。銀は安価で広く使用されていますが、酸化しやすく、反射面が失われます。一方、金は高価で現在では広く使用されていませんが、不活性材料であるため、金ベースの CD-R はこの問題の影響を受けません。メーカーは、金ベースの CD-R の寿命を 100 年と推定しています。[ 20 ]
訂正可能なデータエラー率を測定することで、 CD-Rメディアのデータ完全性や製造品質を測定でき、メディアの劣化による将来のデータ損失を確実に予測することが可能になります。[ 21 ]
粘着紙ラベルを使用する場合は、CD-R 専用のラベルを使用することをお勧めします。バランスの取れた CD は、高速回転時にわずかにしか振動しません。ラベルが不良または不適切に作成されている場合、あるいはラベルが中心からずれて貼られている場合、CD のバランスが崩れ、回転時に振動が発生し、読み取りエラーが発生したり、ドライブが損傷する危険性があります。[ 22 ]
CDラベルのプロフェッショナルな代替手段としては、5色シルクスクリーン印刷またはオフセット印刷機で印刷済みのCDが挙げられます。油性マーカーペンを使用する方法もよくありますが、そのようなペンの溶剤が染料層に影響を与える可能性があります。
CD-Rは一般的に論理的に完全に消去することはできないため、機密データや個人情報が含まれている場合、廃棄時にセキュリティ上の問題が生じる可能性があります。データを完全に消去するには、ディスクまたはデータ層を物理的に破壊する必要があります。電子レンジで10～15秒間加熱すると、金属反射層にアーク放電が発生し、データ層が効果的に破壊されますが、このアーク放電によって電子レンジ自体が損傷したり、過度に摩耗したりする可能性があります。多くのオフィス用シュレッダーは、CDの細断にも対応しています。
最近の一部の書き込み機器（Plextor、LiteOnなど）は、強力なレーザー出力で保存されているデータを「上書き」することにより、-Rメディアの消去操作をサポートしていますが、消去された領域に新しいデータを上書きすることはできません。
ポリカーボネート素材と反射層に含まれる可能性のある金または銀により、CD-Rは非常にリサイクルしやすいものとなる。しかし、ポリカーボネートの価値は非常に低く、貴金属の量も非常に少ないため、回収しても利益にならない。[ 23 ]そのため、CD-Rを受け入れるリサイクル業者は通常、CD-Rの寄付や輸送に対する補償を提供しない。[ 24 ] [ 25 ]
システムでは、標準的な CD プレーヤーで再生できるディスクに録音できます。
のCDでは、CDの表面に刻まれたピットがCD-ROMドライブのレーザーによって読み取られます。CD-Recordable、またはCD-Rは、CDにインクのスポットを付けることでピットをシミュレートします。