身近な電気の探検隊〜DVDレコーダー

ハードディスクなど、ディスク（円盤）状の記録メディアでは、映像や音などの信号（データ）は、同心円状に分割して記録されます。この同心円状の領域をトラックいいます。CDやDVDの場合は、トラックは同心円状に複数存在するのではなく、渦巻き状の1本のトラックで構成されています。隣り合うトラックとトラックとの間隔を、トラックピッチといいます。このトラックピッチを小さくすればするほど、たくさんのものを記録することができるようになります。

トラックとトラックピッチの概念図

CDやDVDなどの光ディスクでは、映像や音などの信号は、このトラックと呼ばれる周の上にピットというくぼみの形で記録されます。データを読みとるために照射されたレーザー光はディスクの表面で反射しますが、この際に、くぼみの有無によって反射に変化が生じます。この変化によって、ディスクに記録されたデジタルデータの「0」と「1」を読み取ります。このデータが記録されるピットの長さを短くすれば、それだけ多くのものを記録することができます。
同じ12cmの1枚のメディアでも、このピット長を短くすることと、トラックピッチを狭くすることで、記録密度が高くなり、1枚により多くのものを記録することができるようになります。

CD（左）とDVD（右）の記録密度の違い（概念図）

CDに比べDVDディスクは情報量が格段に多く4.7GBもあります。1枚650MBのCDに比べ、DVDディスクには約7倍以上もの記録ができます。つまりDVDの方が、記録用のくぼみであるピットの数が多いということになります。

DVD-ROMやCD-ROMなどの再生専用のディスクは、マスタリングといって、まず原盤を作成し、それをプレスすることで同じものを大量に複製します。こうしたプレス型のディスクには、実際に表面に物理的なくぼみがついています。

では、DVDレコーダーでは、どのようにDVDに信号を書き込むのでしょうか？
基本的には、記録面に薄い記録用の膜があり、そこにレーザー光を照射して、生じる変化を利用して、信号を記録します。

追記型ディスクでは、この記録膜に、レーザー光を照射すると化学変化が生じる素材を使用しており、一度化学変化を起こすと、元には戻りません。

書き換え可能なディスクでは、この膜に使われる素材に、レーザー光の強さによって、2つの状態を行き来できるようなものを使っています。この方式を「相変化型」といいます。
強いレーザー光をあてて急速に冷やすと、その部分がゼリーのような結晶と液体の中間的な非結晶状態（アモルファス状態）になり、弱いレーザー光をゆっくりあててゆっくり冷やすと氷のような結晶状態に戻るという素材です。結晶状態と非結晶状態では、光の反射が異なるので、デジタルデータである「0」と「1」を表すことができるのです。

記録層の素材には、何度も2つの状態を行き来できるものを使用しており、くり返しの記録再生に耐えるものができるのです。

DVDレコーダーは、DVDディスクに記録をする時は強いレーザーをピット面に当てて記録層の結晶状態を変え信号を記録します。この時の記録層の状態は、非結晶状態になっています。記録した部分を消去（結晶状態に戻す）するには、レーザー光の光の強さをコントロールして、目的の強さの光にし、それを照射して記録層の状態を変えることで消去を行います。