CD-R
compact disc - recordable CD-R | |
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 CD-Rの裏面（フタロシアニン色素を使用したもの） | |
| メディアの種類 | 光ディスク |
| 記録容量 | 650MB、700MBなど |
| 読み込み速度 | 1.2Mbps （150kiB/s、1倍速） 最高72倍速 |
| 書き込み速度 | 1.2Mbps （150kiB/s、1倍速） 最高52倍速 |
| 回転速度 | 200 - 530 rpm |
| 読み取り方法 | 780nm赤外線レーザー |
| 書き込み方法 | 780nm赤外線レーザー |
| 書き換え回数 | ライトワンス |
| 主な用途 | データ |
| ディスクの直径 | 12cm、8cm |
| 大きさ | 120×120×1.2mm (12cmCD) 80×80×1.2mm (8cmCD) |
| 関連規格 | コンパクトディスク |
CD-R（英: compact disc - recordable）は、データを書き込みできるコンパクトディスクの一つである。一度書き込まれたデータは書き換えも消去もできないが、容量の許す限り追記が可能であり、このことから「追記型」（WORMメディア）と呼ばれる。
"That's"ブランドの太陽誘電が1988年に開発して[1]、1989年6月より販売開始[2]。1990年に規格書「オレンジブック パートII」に規定された。CD-Rとは、もともとは太陽誘電内の社内用コードネームであった[1][3]。
目次
1 概説
2 対応ハードウェア
3 メディアの種類
3.1 データ用
3.2 音楽用
3.3 High Capacity Recordable Disc
4 構造
4.1 記録層
5 記録方式
5.1 ディスクアットワンス方式 (DAO : Disk at Once)
5.2 インクリメンタル方式 (Incremental Write)
6 バッファーアンダーランエラー回避
7 脚注
8 関連項目
9 外部リンク
概説
記録できるCDとしては、CDのライセンサーであるソニーとフィリップスが開発した1987年に「ブルーブック」に規定のCD-WO、1988年に「オレンジブック パートI」に規定されたCD-MOがあったがともに普及せず、1989年に太陽誘電から発売されたCD-Rが記録型CDとして一般に普及した[1]。1995年ごろには既にパソコンにCD-ROMドライブがほぼ標準搭載されるようになっており、Windows 95のような大容量のシステムも容易にインストールできる環境が整っていた。その翌年の1996年からCD-Rは急成長した[4]。ドライブ価格は40万円、メディアが1枚5千円したのが、1996年初頭にはドライブは10万円を切るようになりメディアは1枚1000円と低価格化[5]、さらに1999年頃からは台湾メーカーによるメディアの価格破壊もあり、急速に普及していった。
在来の記録済みCDが、アルミニウム製の薄膜に「ピット」と呼ばれる微小な凹みを設けて光の反射の度合いの変化でデータを読み取るが、これに対してCD-Rでは、金属薄膜に塗布された有機色素の有無で反射の度合いを変化させる。
記録時には強い赤外線レーザー光（波長780nm）の照射による熱でこの膜を焼き切って反射層へ直接透過する点を発生させ、これをピットに相当させる。このためデータの記録は非可逆的となり、一度書き込まれた情報の消去ができない。
反射率の変化は在来の記録済みCDにほぼ匹敵しており、一般のCD読み出し装置での使用が可能となっている。しかし、音楽用途では古いCDプレーヤーや反射光を読み込む性能が低いレンズを使用しているプレーヤーでは、一部のCD-Rを読み出せない事例や再生不良を起こす事例も多数報告されており注意が必要である。
反射層の材質として、金、白金、銀が使われている。
記憶容量はオレンジブックの規格上では最大で700MBであるが、700MBを超えて記録できるCD-Rメディアや対応ドライブ・ライティングソフトが各社から発売されたため、2003年にフィリップスが700MBを超えるCD-Rの規格についてのガイドライン、High Capacity Recordable Disc (HCRD) 1.0を策定した[6]。
書き込み速度は初期（1999年頃）には等倍速（1倍速）から4倍速であったが、徐々に向上し、2001年頃には8から16倍速、2003年頃には52倍速程度まで実用化された。この速度競争には、1994年に、ソニー、ヤマハ、太陽誘電など数社が「オレンジ研究会」なる部会を立ち上げ、製造段階でディスクに識別符号を割り振り各々の互換性を保証する「ライトストラテジー」を制定したことが影響している。（フィリップスはオレンジブックに準拠する立場から反対した。）
対応ハードウェア
1990年に初めてCD-Rドライブが商品化された。[1]また、1996年の「オレンジブック パートⅢ」の規定によって1997年にCD-RWが商品化[1]されるとCD-R/RW両対応製品が多くなった。低価格化と共に普及が進み、読み込み/書き込み速度の高速化が進んだ。
1996年にはDVDが製品化されたが、初期のDVDプレーヤーやDVD-ROMドライブはCD-Rの再生に非対応だった。
CD-R/RWドライブとDVD-ROMドライブは別個に普及を進めてきたが、2000年にDVD-ROM読み込みとCD-R/RW書き込みに対応した、いわゆるコンボドライブが登場。以降はコンボドライブが主流になっていく。さらに、2002年以降からDVD系メディア等の書き込みにも対応したスーパーマルチドライブやハイパーマルチドライブが登場し、現在に至る。
1998年には音楽専用のCD-R/RWレコーダーが発売された。データ用のCD-R/RWは使用できず、私的録音補償金が上乗せされた音楽専用メディアを使う必要がある。一般向けにはミニディスクほど普及しなかったがアナログレコードのデジタル化やデジタル放送の録音等、DATデッキの代わりとして使用されることも多い。近年では低価格化も進みプロ及びオーディオ愛好家向けに生産されている。
CD-Rを使った音楽CDの私的複製やオリジナルのコンピレーションCDの作成などが一般的になると、レーベル面にインクジェットプリンタで印刷ができるプリンタブルメディアの需要が高まった。家庭用インクジェットプリンタの多くはCD-Rのレーベル面印刷に対応している（メディアのサイズが同じためDVD-R・BD-R等にも対応可能）。
2000年代半ばになると複数の記録型DVD規格に対応したDVDマルチドライブが一般的になる。これらの製品はほぼ例外なくCD-R/RWの書き込みにも対応している。記録型Blu-ray Disc・HD DVDドライブも同様である。
DVD-Rメディアの値下がりが続きCD-Rよりも割安になったり、データの受け渡し用にメモリーカードやUSBメモリの利用が一般的になったためデータ記録用途においてCD-Rは一定の役割を終えたと言える。しかしその一方で音楽CDの作成用途としては依然として需要がある。
メディアの種類
データ用
オレンジブックに規定されている一般的なCD-Rで容量は、12cmのディスクで最大700MB（80分）、8cmのディスクで210MB（24分）である。650MB（74分）（8cmでは185MB〈21分〉）と700MB（80分）（8cmでは210MB〈24分〉）が主流で、以前は550MB（63分）（8cmのディスクでは156MB）のメディアもあったが、現在では一部の音楽愛好家が使用するのみでほとんど使われなくなった。1980年代は主に74分CDであったが、1990年代から80分CDが出回るようになった。
オレンジブック規格外の700MBを超えるメディア、流通しているものでは最大870MBも存在しているが、ATIPのアドレスに矛盾が生じるため正しく読み書きできないドライブも多く存在する[7]。2003年にフィリップスがこれらのガイドライン「High Capacity Recordable Disc」を策定している。2019年現在90分ディスクはごく一部の市販CDに採用[8]されつつあるが、ドライブの読み書きの問題からいまだに難色を示すレーベルは多い。99分ディスクを使用したレーベルはまだ現れていない。このため、「100分」という都合の悪い収録時間(例えばマーラーやブルックナーなどの交響曲)だとCDを2枚組にしなければならず、CD出現初期からこの問題は解決していない。
音楽用
音楽専用CD-R/RWレコーダー用のメディアで、データ用との違いは、判別信号 (Disc Application Code) が記録されており、レコーダー側で識別できるようになっていること（音楽用のデータ用への流用は出来るがこの逆は出来ない）と、私的録音補償金が上乗せされていることである。多くのCDプレーヤーの時間表示はそもそも100分以上を想定していないため、表示限界までの99分59秒がCD容量の限界として認識されたと考えられる。かつてはDouble Density CD-R 1.3GBで120分を詰め込むことも考えられていたが、全く普及しなかった。
High Capacity Recordable Disc
HCRDとも呼ばれる規格で、80分を超えるCD-Rについてのガイドラインを策定したものである。最大容量は12cmのディスクで98分29秒74フレーム[9]、8cmのディスクで30分の記録が可能となっている。ただし、オレンジブックには準拠しておらず、CD-Rのロゴは使用されていない[10][11]。読み書きできる機器、ライティングソフトなどは依然として限られている。Eight-to-fourteen modulationが定めた規格最大容量は97分26秒である[12]。
構造
CD-Rは、ポリカーボネイト製基板、記録層、反射膜層、保護層、レーベル層の順に層で構成されている。サンドイッチ状に基板にはさまれた従来のCDと違い、記録層を表板に貼り付けただけの構造になっており、表面が傷つけば記録層も剥がれ落ちる。そのため、表面に文字を書き込む際には鉛筆やボールペンなどの先の尖った筆記用具は使用できず、先が柔らかくて尖っていない油性マジックやサインペンなどで書き込むよう注意が必要である。
記録層
- シアニン色素
太陽誘電が実用化した記録面材質で、CD販売初期から使われている。他の色素に比べて光や熱などによる化学的安定性が低いが、CD-Rの普及に1役買った色素である。台湾製のメディアの一部などは一時期、シアニンを薄く塗ったCD-Rを販売して品質的にも問題があったが、フタロシアニンの普及などによる代替策がある。- フタロシアニン色素
三井化学が実用化した記録面材質である。当初は1社のみであったが、化学的性質が比較的安定しており、シアニンと比べて薄くしてもそれなりの効果が得られ、低価格化なども重なり、近年の韓国・台湾をはじめとするアジア諸国製ディスクで多く使用されている。- アゾ色素
三菱化学メディアが実用化した記録面材質で、裏面が青くなるのが特長である。俗に「裏青」と呼ばれる。最も化学的安定性が高く、市場や海賊版製造で根強い人気を誇る。他よりも比較的高価であるが、耐久性や耐光性に特に優れる。2005年6月以降、三菱化学メディア製ディスクにもフタロシアニン色素の採用が進み、希少性が高まる中で、同社の委託生産先（台湾）の工場火災からアゾ色素採用製品の供給が止まり、市場から姿を消した時期もある。
記録方式
CD-Rへの記録方式は、ディスクアットワンス方式とインクリメンタルライト方式とに大別される。実際の操作は使用するライティングソフトによって異なる。
ディスクアットワンス方式 (DAO : Disk at Once)
ディスクアットワンス方式によると、古いドライブやパソコン以外の機器との互換性は高くなる一方、未使用領域への追加的利用には対応できない。
インクリメンタル方式 (Incremental Write)
セッションアットワンス方式 (SAO : Session at Once) やトラックアットワンス方式 (TAO : Track at Once)、パケットライト方式 (Packet Write) のような、インクリメンタル方式によると、古いドライブやパソコン以外の機器との互換性は低くなる一方、未使用領域への追加的利用には対応可能となる。ただし、クローズ情報を記録（ファイナライズ）した場合には、未使用領域への追加的利用には対応できないこととなる。
バッファーアンダーランエラー回避
「バッファーアンダーラン」とは、CD-Rへの記録中に、記録装置へデータの転送が途切れ、記録用バッファー内のデータが必要量を下回ってしまう現象である。発生すると書き込みは失敗し、そのディスクは不良ディスクとなってしまう。メディアへの記録中にコンピュータの負荷が増大した際に発生しやすく、とくにドライブの記録速度が向上するのに伴って発生率が上昇し、問題となった。
記録速度が8倍速以上のCD-R（「High-speed」の記載がある）が登場した2000年頃、バッファーアンダーランが発生することによる書き込みの失敗（バッファアンダーランエラー）を回避する機能を持ったドライブが開発された。書き込みソフトウェアと連携し、記録中にドライブへのデータ転送が停滞した際にディスクへの記録を一時的に中断し、その後データ転送が復旧したらその位置から記録を再開するもので、三洋電機の「BURN-Proof」（バーン・プルーフ）や、リコーの「JustLink」（ジャストリンク）、ライトンの「SMART-BURN」（スマート・バーン）といったものが知られている。これらはその後多くのコンピュータ向け記録装置や書き込みソフトウェアに採用され、ドライブバッファの大容量化やコンピュータの性能向上などと共に書き込み不良の減少に寄与している。
高速（20倍速が目安）で書き込みを行う場合は、同じ速度を維持しながら書き込む制御を行うドライブと、ディスク内周部を低速・外周部を高速と、ディスクの回転数を変えて書き込む制御を行うドライブが存在する。後者の制御を行う場合に速度変更を行う「継ぎ目」部分では一時的に書き込み動作が停止するが、書き込み動作の停止・再開にバッファアンダーランエラー回避技術が応用されている。これにより現在の超高速書き込みが実現された。
なお、バッファアンダーランエラー回避技術はDVD-Rドライブでは、仕様で必須の機能となっている。
これらの機能が作動すると、ディスク上のピットパターンに微妙な不連続が生じる。CD-Rはデジタル記録であるためデータに異常が出ることはなく、不連続の大きさ自体も技術発展によって最小限にとどめられるようになった。しかし、音楽CDを作成した場合、この不連続が音質の劣化につながるという主張もある。
脚注
- ^ abcdeCD-Rの誕生 CDs21ソリューションズ
^ 2003年におけるCD-Rの世界生産量が100億枚を突破 －CDs21が記念パーティー、累計300億枚で地球を一周 AV Watch 2004年5月10日
^ 光ディスク 4.3 光ディスクの規格 特許庁公式サイト内
^ 太陽誘電 第4回『CD-Rがブレークする瞬間』 CD-ROMの存在がCD-Rの普及を促す――そして迎えたCD-Rのブレーク - ウェイバックマシン（2015年11月17日アーカイブ分）
^ CD-Rドライブ価格調査 PC Watch 1996年8月22日
^ “High Capacity Recordable Disc 1.0 by Philips”. www.afterdawn.com. 2019年1月30日閲覧。
^ 森康裕 『焼きミスよさようなら!! DVD/CD-Rパーフェクトデータ』 三才ブックス、2004年。.mw-parser-output cite.citation{font-style:inherit}.mw-parser-output .citation q{quotes:"""""""'""'"}.mw-parser-output .citation .cs1-lock-free a{background:url("//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/65/Lock-green.svg/9px-Lock-green.svg.png")no-repeat;background-position:right .1em center}.mw-parser-output .citation .cs1-lock-limited a,.mw-parser-output .citation .cs1-lock-registration a{background:url("//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d6/Lock-gray-alt-2.svg/9px-Lock-gray-alt-2.svg.png")no-repeat;background-position:right .1em center}.mw-parser-output .citation .cs1-lock-subscription a{background:url("//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/aa/Lock-red-alt-2.svg/9px-Lock-red-alt-2.svg.png")no-repeat;background-position:right .1em center}.mw-parser-output .cs1-subscription,.mw-parser-output .cs1-registration{color:#555}.mw-parser-output .cs1-subscription span,.mw-parser-output .cs1-registration span{border-bottom:1px dotted;cursor:help}.mw-parser-output .cs1-ws-icon a{background:url("//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4c/Wikisource-logo.svg/12px-Wikisource-logo.svg.png")no-repeat;background-position:right .1em center}.mw-parser-output code.cs1-code{color:inherit;background:inherit;border:inherit;padding:inherit}.mw-parser-output .cs1-hidden-error{display:none;font-size:100%}.mw-parser-output .cs1-visible-error{font-size:100%}.mw-parser-output .cs1-maint{display:none;color:#33aa33;margin-left:0.3em}.mw-parser-output .cs1-subscription,.mw-parser-output .cs1-registration,.mw-parser-output .cs1-format{font-size:95%}.mw-parser-output .cs1-kern-left,.mw-parser-output .cs1-kern-wl-left{padding-left:0.2em}.mw-parser-output .cs1-kern-right,.mw-parser-output .cs1-kern-wl-right{padding-right:0.2em}
ISBN 4915540839。
^ “Field: Nocturnes”. store.deccaclassics.com. 2019年1月30日閲覧。
^ “High Capacity Recordable Disc system, Version 0.9, dated Sept 2002”. forum.videohelp.com. 2019年1月30日閲覧。
^ “800 Mb 90 Min”. www.philips.ie. 2019年1月30日閲覧。
^ “High Capasity CD-R”. images.philips.com. 2019年1月30日閲覧。
^ “Eight to Fourteen Modulation (EFM) allowed a theoretical maximum of 97 minutes on a 120mm disc.”. forums.stevehoffman.tv. 2019年1月30日閲覧。
関連項目
- HD-BURN
- CD-ROM
- CD-RW
- DVD
- Blu-ray Disc
コンパクトディスク (CD)- コピーコントロールCD
- R盤
- ライティングソフトウェア
- 音響機器
スピンドルケース（ケーキプレート、バルクケース）
外部リンク
- CD-R実験室
- Orange Forum
- イメーション株式会社（旧TDK）
- イメーション株式会社（よくあるご質問）
- 三菱化学メディア株式会社（CD-R/CD-RWディスクに関するFAQ）
- 特許庁 特許電子図書館 光ディスク
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