光学メディアの保存
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光メディアは図書館の資料として、音声、動画、コンピュータデータを保存するため、保存が不可欠です。光ディスクは一般的に、従来のメディア（磁気テープ、LPレコード、その他のレコード）よりも信頼性と耐久性に優れていますが、環境条件や不適切な取り扱いによって情報が失われる場合があります。[ 1 ]
メディアの種類
光ディスクには、大きく分けてコンパクトディスク（CD）とDVDの2種類があります。CDとDVDはどちらも、レーザー光線を反射層に集束させてデータを読み取る装置によってデータを読み出します。ポリカーボネート基板で支えられたデータ層は、ディスクの種類に応じて金属または染料ベースです。
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。基板のより厚い層がディスクの底面を支え、保護しています。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層のポリカーボネート基板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いですが、下部は透明な保護カバーで覆われているだけです。[ 2 ]
保存目的: 信頼性の高い長期バックアップ ストレージの場合、専門家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) ディスクを好みます。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明確に区別されます。「デジタルアーカイブの専門家は、いかなる媒体も永久保存ではないことを一般的に認めています。むしろ、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的に確保する必要があります。」技術の変化に伴い、メディアの故障や「フォーマットの陳腐化」を回避するために、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ができます。これは、サポートが終了した技術にとって真の脅威となります。ディスクの再生と読み取りに必要な機器が正常な状態に保たれ、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、以下のものがあります。染料の不具合（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がより適しています）、結合の不具合（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（工場によって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が他のバッチよりも信頼性が高い場合があります）。[ 4 ]条件はマシンごと、ディスクごとに異なるため、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、室温18～23℃（64～73℉）、相対湿度30～50%の安定した室温を規定しています。[ 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。「最適な条件下で保管するマスターコピー1枚、アクセス目的またはコピーに使用するワーキングコピー1枚、別の場所に保管するセーフティコピー1枚」[ 6 ]保存協会によると、保管に最も適した容器は、不活性ポリエステル製の硬質で高品質のケースを垂直に設置することです。[ 7 ]
光メディアの信頼性については依然として議論の余地があります。空のディスクや記録装置に関する標準規格が確立されていないため、十分な性能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）の耐久性についてはあまり知られておらず、誤って上書きされてしまう可能性もあります。
光ディスクの種類
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（凹部）とランド（平面）を刻印する成形機を用いて作製された金属データ層を使用しています。この金属層をベースに貼り付けることでデータ層が形成されます。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、「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には、寿命が長く反射率が高い銀または金層が好まれます。DVD-ROMは、半反射層と全反射層の2つの金属層を使用して、2層データにも対応しています。レーザー光線は2つの層を個別に読み取ります。DVDの両面を使用する場合、2層技術により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 1 回限りのディスクです。この染料は、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とCD-Rに使用されている染料には、フタロシアニン（緑がかった色）、シアニン（青）、アゾ（濃い青）などがあります。記録型CDと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（書き換え型）は、熱に反応する相変化膜データ層を用いた、記録、消去、再記録が可能なディスクです。レーザー光線は膜にビットを溶かし込み、データを生成します。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・再記録が可能です。書き換え型CDおよびDVDでは、相変化膜の劣化がアルミニウムの酸化よりも速いため、通常、アルミニウム反射層が用いられます。[ 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られていました。 [ 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壊れやすかったのですが、傷つきにくくする保護層が開発されました。
光ディスクの損傷
光ディスクは表面との機械的な接触なしに読み取られるため摩耗しませんが、取り扱いによる傷はつきやすいです。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 ] ディスク読み取り装置に機械的な欠陥があると、ディスクが損傷する可能性があります。
傷
光ディスクのレーザー読み取り面の傷
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正できます。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。基板上の小さな傷は、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。傷がレーザーのフォーカスに影響す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、データが失われる可能性があります。
光ディスクの上部の傷
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面のすぐ下にあるため、CD表面に小さな傷が付くだけ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、あるいは保護層に影響を与える溶剤を含むものは、データ層に傷を付けたり損傷を与え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、両側は基板に囲まれているため、どちらの面に傷が付いても損傷は同等です。
環境への配慮
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、紫外線によってデータ層を損傷させたりする可能性があります。熱と光への曝露は、データ層と金属層の構成が異なるディスクにそれぞれ異なる影響を与えます。すべての光ディスクにおいて、高温は基板の軟化やディスクの反りを引き起こす可能性があります。ROMディスクのデータ層はアルミニウム製であるため、周囲の熱、発熱、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「着色」です。CD-R、DVD-R、DVD+R、CD-RW、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAMディスクはすべて、周囲の熱への曝露と直射日光による発熱の影響を受けます。CD-Rのデータ層は染料でできており、高温で劣化して透明性が低下し、ピットとランドの読み取りが不正確になり、データが読み取れなくなります。日光中の紫外線は、色素の光学特性を変える光化学反応を引き起こすほどのエネルギーを持っています。 [ 2 ] RWおよびRAMディスクのデータ層は、Rディスクの色素よりもさらに熱に敏感な相変化膜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およびRAMディスクの相変化膜は光に敏感ではなく、紫外線は膜の光学特性に影響を与えません。ディスクを氷点下に置くと、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。大幅に加熱または冷却した場合、ディスクを使用する前に室温に戻す必要があります。
高湿度や水没にさらされたディスクのポリカーボネート基板は、水分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てください。乾燥後は、水分に残留したミネラルがディスクの成分と反応し、層が損傷して読み取り不能にならない限り、使用可能となります。これは稀に発生する現象です。[ 2 ]
ディスク品質スキャン
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）とC2エラー（E32とも呼ばれる）、 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 ]
また、表面の傷や汚れ、低品質のメディア、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によって、エラー率が高くなる場合もあります。
小さなデータエラーが連続して発生すると、データ損失につなが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能力はデータ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およびモデルによって異なります。
光ディスクのクリーニング
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クリーニングや定期的なクリーニングが必要となることがよくあります。専門的な経験のない人がディスクをクリーニングしようとすると、ディスク表面に傷をつけてしまうことがあります。ディスク表面に埃や油性の汚染物質、指紋が付着すると、レーザービームが基板を透過してデータ層を読み取る能力が阻害されることが多く、書き込みが阻害されることも少なくありません。読み取りの軽微な障害は、エラー訂正技術によって対処されます。オーディオCD（データディスクよりも精度の閾値がはるかに低い）が汚れた場合は、乾いた柔らかい糸くずの出ない布でディスクの端または中央の穴を持ち、安全にクリーニングできます。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を湿らせた布で取り除くことができます。読み取り装置、特にレーザーに埃が蓄積するのを防ぐため、読み取り前に光ディスクから余分な埃を吹き飛ばすことが推奨されています。[ 15 ]
光ディスクの保管
光ディスクは個別の保管容器に入れられ、傷や埃から保護されます。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縦置きして保管することが推奨されています。長期保管の場合は、ケース内の紙類（ライナーやブックレットなど）を取り除き、ケース内の湿気の蓄積を最小限に抑えることが推奨されています。[ 15 ]
光ディスクからのデータの修復と再生
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不能になった場合でも、内容の全部または大部分を一度で復元し、別の記憶媒体に転送できる場合があります。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全部を復元できるソフトウェアパッケージもあります。[ 2 ]民間企業もデータ復旧サービスを提供しています。
ディスク自体も修復可能です。再生面を研磨、バフ研磨、または研削することでディスクを修復する様々な機械があります。通常、ディスクは新品同様になり、最も重要なのは、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、これは基板の層を削り取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があるため、数回行う程度が安全です。
参照
参考文献
- ^ Pohlmann, KC (1992).『コンパクトディスクハンドブック』. マディソン、ウィスコンシン州: AR Editions INC.
- ^ a b c d e Bennett, H. (2003). CD-RとCD-RWについて理解する.カリフォルニア州クパチーノ: Optical Storage Technology Association.
- ^ブラッドリー、ケビン（2006年）「世界の記憶計画：技術小委員会：記録型CDおよびDVDをアーカイブコレクションにおける信頼性の高いストレージメディアとして使用することに伴うリスク：戦略と代替策」 pp.3～4. パリ：ユネスコ。2007年10月8日にアクセス。
- ^ Frazier, Ronald W. (2006年12月6日) [ CDとDVDの長期保存に関する文書] オンライン投稿。The Archives & Archivists (A&A) リスト。2007年10月14日アクセス。
- ^ニューヨーク州立大学。デジタル画像として保存された記録の長期的なアクセス性と有用性を確保するためのガイドライン：政府記録技術情報シリーズ。p. 5。アルバニー：ニューヨーク州立大学、1998年。
- ^ブラッドリー、ケビン（2006年）「世界の記憶計画：技術小委員会：記録型CDおよびDVDをアーカイブコレクションにおける信頼性の高いストレージメディアとして使用することに伴うリスク：戦略と代替策」 p.11。パリ：ユネスコ。2007年10月8日にアクセス。
- ^ ICON Conservation Register. (2006)デジタルおよび電子メディアの保護2007年10月12日にアクセス。
- ^ブラッドリー、ケビン（2006年）「世界の記憶計画：技術小委員会：記録型CDおよびDVDをアーカイブコレクションにおける信頼性の高いストレージメディアとして使用することに伴うリスク：戦略と代替策」 pp. 6～7. パリ：ユネスコ。2007年10月8日にアクセス。
- ^ Byers, F. (2003). CDとDVDの取り扱いと管理：図書館員とアーキビストのためのガイド.図書館情報資源評議会および国立標準技術研究所.
- ^東芝株式会社 (2008).東芝、HD DVD事業の廃止を発表2008年7月25日アクセス
- ^米国議会図書館 (2002).シリンダー、ディスク、テープの手入れについて簡単に説明します。
- ^ QPxTool（エラースキャンソフトウェア） - よくある質問
- ^ DVD「データ」セクター1つ - LightByte
- ^ 「QPxTool用語集」 . qpxtool.sourceforge.io . QPxTool. 2008年8月1日. 2020年7月22日閲覧。
- ^ a b Henderson, KL, & Henderson, WT (1991).書籍以外の形式での資料の保存と保全. イリノイ州アーバナ・シャンペーン: イリノイ大学
