光ディスクメディアの書き換えの仕組み

最終更新日 2019年03月13日

光ディスクメディアの書き換えの仕組みとは

光ディスクメディアの中には、書き換えできるものがあります。CD の場合、CD-R は書き換えできませんが、CD-RW は書き換えできます。

書き換えできる光ディスクメディアの書き換えの仕組みはどうなっているのか、 「保管に不織布カバー」はNG 光ディスクの基礎知識|MONO TRENDY|NIKKEI STYLE には、以下のとおり書かれています。
 後者は盤面にレーザーを当てると、その部分の金属の結晶構造が壊れる。しかし、弱いレーザーを当てると元に戻せるため、データを書き込んだり、消したりできる。
後者とは、書き換え型の光ディスクメディアのことです。書き換え型の光ディスクメディアの表面には、強いレーザーを当てると結晶構造が壊れ、弱いレーザーを当てると壊れた結晶構造が元に戻る金属があるので書き換えできるようです。

DVDのキホン | DVDの記録と再生 | 書き換えの仕組み | HTML版 | TDK Life on Record にも、同様な内容が書かれています。
DVD-RW/-RAM/+RWは記録層に、レーザー光線の強さよって結晶と非結晶(アモルファス)の状態に変化する相変化材料を採用しています。記録用の強いレーザー光線を当てると記録層の結晶から非結晶の状態に、記録時より弱い書き換え用のレーザー光線を当てると再び結晶状態へと戻ります。このような性質を利用してデータを書き換えます。
NIKKEI STYLE の記事にも書かれていましたが、結晶構造が壊れた非結晶の状態のことをアモルファスと呼ぶそうです。

キヤノン:技術のご紹介 | サイエンスラボ CDとDVD には、レーザーの強さによって結晶構造が変化する金属について詳しく書かれています。
このCD-RWの反射層に使われているのは「相変化」の性質をもつ特殊な合金です。合金のなかには、熱したあと急冷すると液体状態の配列が残る「アモルファス」という性質になるものがあります。こういった特殊な合金にレーザーを照射すると、結晶状態から非結晶状態への転移が起こります。レーザーの照射によって結晶相(消去状態)とアモルファス(相記録状態)を作り出し、両者の反射率の違いを利用してデータを読み取るのがCD-RWです。弱くレーザーを照射してゆっくり冷却すると記録層の結晶が再構成され、レーザーを強く照射して急速冷却すると記録層の結晶が解けたアモルファス状態となり、記録されます。
弱いレーザーよりも強いレーザーの方が温度が高く上昇するので急速に冷却されることになり、結晶状態からアモルファスと呼ぶ非結晶状態に変化すると思われます。

弱いレーザーだと強いレーザーと比べて温度が上昇しないのでゆっくり冷却されることになり、アモルファスである非結晶状態から結晶状態へ変化すると思われます。

・書き換えできる光ディスクメディアの表面には、照射するレーザーの強さによって結晶構造か非結晶状態(アモルファス)に変化する合金が使われている
・強いレーザーを照射し、光ディスクメディア表面の合金を非結晶状態(アモルファス)に変化させることで書き込みをする
・弱いレーザーを照射し、光ディスクメディア表面の合金を元の結晶構造に戻してデータを消去し、また書き込みできるようにする


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