スタンパーとは？

CD制作の時！スタンパーてなんですか？と聞かれます。CD-RならPCから直接、書き込むのですが枚数が多いプレスの場合は、版を作り製造して行きます。「光ディスク製造用スタンパー」スタンパー(原盤)とは、光ディスクを射出成形機で製造する際に、溝を形成する精密な金型原盤です。要はハンコのようなもので、ＣＤ、ＤＶＤを大量生産する際に、その型となります。

プレスとCD-Rコピーの違い
「プレスしたCDとコピーしたCD-Rどう違うの？」という質問を良く頂きます。実は作り方自体が違う物なのです。プレスの場合はスタンパーという版を作り、そこに樹脂を流し込んで成型、その後盤面印刷を施しCDを作ります。音声・データ等の情報はスタンパーに樹脂を流し込んだ時に既に入っている物です。一方CD-Rの場合は全く情報の入っていないディスクに後から情報を入れます。既に出来ているメディアを使う訳ですから、メディアの優劣が出来上がりを大きく左右します。粗悪なメディアを使用すれば、音飛びやノイズ等の現象が起きる場合もあります。またCD-Rの場合はプレーヤーが対応していなければ再生出来ない場合もあります。古いプレーヤー等はごく稀に再生不可能な事もある様です。

（写真左：DVD-RAM 製造用スタンパー）

※1「光ディスク（CD-R / CD-RW / 各種DVD）」
：レーザを用いて情報の記録/読み出しをおこなう（ディスク状の）メモリ媒体の総称。

CD、DVD、HD DVD、Blu-ray Discの各メディアは、構造や製造工程も基本的な部分では共通しています。いずれも直径12センチメートルのポリカーボネート製透明ディスクを基板とし、その表面に記録層を形成して作られています。
　光ディスクのポリカーボネート基板の製造工程は、鯛焼き作りに似ています。お店で鯛焼きが作られる様子は、誰でも見たことがあるでしょう。鯛焼きは、鯛の形を彫り込んだ金属の焼き型に、小麦粉を溶かした生地を流し込んで焼き上げることで、同じ形の鯛焼きをどんどん作ります。

　光ディスクの場合は、ディスクの型の中に、高温にして溶けたポリカーボネート樹脂を流し込みます。数秒後、温度が下がるとポリカーボネートは固まって、光ディスクの基板が出来上がるというわけです。
　光ディスク基板製造用の型のことをスタンパーといいます。ROM型メディア用のスタンパーの場合、その表面にはデータを変調して作られたピットの列が無数に連なっています。
　ライトワンス型またはリライタブル型の光ディスク用のスタンパーでは、その表面にはディスクにグルーブを形成するためのらせん状のパターンが形成されています。
　なお、スタンパー上のピット列およびグルーブパターンは、CDとDVDでは下図のように凸状になっていますが、Blu-ray Discのスタンパでは逆に凹状になります。

※2「スタンパー」：光ディスクの表面にはマイクロメートル単位の細い溝が刻まれている（写真： CD-R の断面の溝形状を電子顕微鏡で観察）。光ディスクを射出成形機で製造する際に、溝を形成する精密な金型原盤が「スタンパー」（図：左下）。ディスクの品質を決める重要な原盤として、ナノメートルレベルの精度が要求され、その製造には、LSI 製造に用いられるのと同様なフォトリソグラフィ技術が用いられる（図：右下）。

「スタンパー」は、数万回の使用で交換が必要な消耗品であり、約1枚で10万ショット程度プレス可能です。
保存はしますが、使用頻度や保存環境により異なります。

■スタンパー製造工程の紹介／スタンパー製造の過程をフローチャートで紹介します。

CDの仕組み／ＣＤの構造
ＣＤは、直径12cm、厚さ1.2mmの透明ポリカーボネート製のディスクを基板の片面にアルミニウムを蒸着させた記録層が形成されています。この記録層の上に薄い樹脂の保護膜があり、その上にレーベルが印刷されます。レーベル面の反対の面からレーザ光を当てて、その反射光を検出してデータを読み出します。「光磁気ディスクのしくみ　光磁気ディスクの動き」レーザ光をディスクの記録面に当て、磁性体の磁化方向を反転させることで、データを書き込み、弱いレーザを記録面に当て、反射して返ってくる光の波の振動方向の違いで、データを読みとります。 CDは、「Compact Disc」の頭文字をとったもの。音楽の入ったCDも、コンピュータで使うCD-ROMのCDも、同じコンパクト・ディスクです。ただ、その中に入っているデータがどのような形式（フォーマット）で記録されているかが違うだけ。コンピュータのCD-ROMドライブで音楽が再生できるのは、読み込みソフトウェアが音楽CDのフォーマットを知っているからなのです。 CDは、レーベル面からみて、「印刷層（シルク印刷）」、「ラッカー層」、「反射層（アルミ）」、「基盤（ポリカーボネイト）」の４つの層でできています。基盤には、「ランド」という平面に対して「ピット」という「くぼみ」が形成されています。CDプレーヤやCD-ROMドライブは、CDの基盤の側からレーザー光線をあてて、その反射光の変化でCDを読みとります。反射層のアルミ皮膜に覆われたピットとランドで、照射されたレーザー光線の反射の方向が変化するのを利用するわけです。CDは、0と1のデジタル信号で記録されていますが、反射光の変化で、ピットとランドの境目が1、その他は0として読みとります。

CD-Rの仕組み

CD-Rはどうするかというと、読み取りはCDと同じ方法で読み取れるようにしないと互換性なんてもてません。
作られ方は多少、違うのです。CDはポリカーボネートにプレスして凸凹を作っていますが、CD-Rはレーザーを当てています。
　CD-Rに書き込むときは強力なレーザーを当てて、シアニンなどの有機色素を分解することでレーザーを当てたときの反射光の強さを変えるのです。焼く前のRと焼いた後のRでは色が違ってきてるけど、理科的に考えれば原子の配列が変わったからだと思います。

CD-RはCDに近い構成となっています。
基盤がポリカーボネートというところも一緒でした。

一見、反射層が増えただけのように見えますが、何度もいってるように、読み方が同じだけで書き込み方は全然違うのです。この、「記録層」の部分は有機色素でできています。ここに使われている物質の違いからCD-Rもグループ分けされているのです。

CD-Rに使われている有機色素

色素名	シアニン	フタロシアニン	アゾ
色	焼く前は深い青緑、焼いた後は深い黄緑・・と表現しにくいけど、緑がベースであることは確かです。	金や銀です。焼いた後は多少色が薄くなるような気がします。（光沢が消えると言うか・・）	焼く前は純粋に青。焼いた後はうっすら緑が混ざった青
代表メーカー	太陽誘電 TDKなど	三井化学リコーなど	三菱化学のみ
色の説明が意味不明ですいません。どれもなかなか表現しにくい色です。自らの力で見分けられるようにがんばってください。少し簡単に見分けようと思えば、『最初に青かどうかを判断。青だったらアゾ。そうでなかったら緑かどうかを判断。緑だったらシアニン。それ以外の色はフタロシアニン。』という方法があるかもしれません。（少なくとも僕はそうやって判断しています。）

CD-Rはなぜ記録出来る？
CD-Rは、CDの基盤と反射層の間に有機色素でできた「記録層」が追加されたものです。この記録層の色素は、一定の波長のレーザー光線にだけ反応して性質が変化します。簡単にいえば、レーザーに焼かれて「焦げ」てしまうわけです。
　
この焦げ目が、ピットの代わりとなって、CDと同じようにデータを保存できるわけです。焦げた紙が元に戻らないのと同じで、一度焦げた有機色素も戻りません。
「ライトワンス」とか、「WORM（Write Once Read Many）」と呼ばれるのは、このためです。

CDは、「Compact Disc」の頭文字をとったもの。音楽の入ったCDも、コンピュータで使うCD-ROMのCDも、同じコンパクト・ディスクです。ただ、その中に入っているデータがどのような形式（フォーマット）で記録されているかが違うだけ。コンピュータのCD-ROMドライブで音楽が再生できるのは、読み込みソフトウェアが音楽CDのフォーマットを知っているからなのです。
CDは、レーベル面からみて、「印刷層（シルク印刷）」、「ラッカー層」、「反射層（アルミ）」、「基盤（ポリカーボネイト）」の４つの層でできています。基盤には、「ランド」という平面に対して「ピット」という「くぼみ」が形成されています。CDプレーヤやCD-ROMドライブは、CDの基盤の側からレーザー光線をあてて、その反射光の変化でCDを読みとります。反射層のアルミ皮膜に覆われたピットとランドで、照射されたレーザー光線の反射の方向が変化するのを利用するわけです。CDは、0と1のデジタル信号で記録されていますが、反射光の変化で、ピットとランドの境目が1、その他は0として読みとります。
　

【CDの構造】

保護層：レーベル面
タイトルなどが書いてある面です。
アルミニウム層にコーティングがしてあります。

反射層
プレーヤーのレーザー光線を反射する鏡のような役割を果たします。

記録層
デジタル信号が記録されてます。
反射層と記録層、2つを合わせた部分を一般的にはデータ層と呼ばれています。
どちらが傷付いても回復は見込めません。

ポリカーボネート基盤：保護層
データ層を保護する役割を果たしております。
CD及びDVD研磨修復作業は、この保護層の傷を削って正常にする作業です。

※かなり厚めです。
ヒビや割れが無い限り、ほぼ修復可能です。

CD-R メディアの製造工程
CD-R メディアの製造工程を説明してみます。 1. スタンパー（射出成型金型）に、ゲート（注ぎ口）からポリカーボネイトを注入　　↓ ２．金型に刻まれている溝にしっかりとポリカーボネイト材を行き渡らせ、トラックとなる部分を精度良く形成するために、金型に強い圧力加える。　　↓ ３．冷却　　↓ ４．離型（金型から外す）　　↓ ５．有機色素を塗布（スピンコーティング）　　↓ ６．乾燥　　↓ ７．反射層を蒸着（真空スパッタリング）　　↓ ８．レーベル面の保護膜、レーベル印刷等の処理　　↓ ９．完成以上が、大まかな製造工程です。