Un CD-R standard est un disque de 1,2 mm (0,047 in) d’épaisseur en polycarbonate d’environ 120 mm (5″) de diamètre. Le disque de 120 mm (5″) a une capacité de stockage de 74 minutes d’audio ou de 650 mégaoctets de données. Les CD-R/RW sont disponibles avec des capacités de 80 minutes d’audio ou de 737 280 000 octets (700 MiB), qu’ils obtiennent en moulant le disque avec les tolérances admissibles les plus étroites spécifiées dans les normes CD-R/CD-RW de l’Orange Book. La marge d’ingénierie qui était réservée à la tolérance de fabrication a été utilisée pour la capacité de données à la place, ne laissant aucune tolérance pour la fabrication ; pour que ces disques soient vraiment conformes à la norme Orange Book, le processus de fabrication doit être parfait .
Malgré ce qui précède, la plupart des CD-R sur le marché ont une capacité de 80 minutes. Il existe également des disques de 90 minutes/790 MiB et de 99 minutes/870 MiB, mais ils sont moins courants (et s’écartent carrément de la norme Orange Book). De plus, en raison des limites des structures de données de l’ATIP (voir ci-dessous), les disques vierges de 90 et 99 minutes seront identifiés comme des disques de 80 minutes. (Comme l’ATIP fait partie de la norme Orange Book, il est naturel que sa conception ne supporte pas certaines configurations de disques non standard). Par conséquent, afin d’utiliser la capacité supplémentaire, ces disques doivent être gravés à l’aide des options d' »overburn » du logiciel d’enregistrement de CD. (La surcombustion elle-même est ainsi nommée parce qu’elle se situe en dehors des normes écrites, mais, en raison de la demande du marché, elle est néanmoins devenue une fonction standard de facto dans la plupart des lecteurs d’écriture de CD et des logiciels les concernant.)
Certains lecteurs utilisent des techniques spéciales, comme le GigaRec de Plextor ou le HD-BURN de Sanyo, pour écrire plus de données sur un disque donné ; ces techniques sont par nature des écarts par rapport aux normes du Compact Disc (Red, Yellow, et/ou Orange Book), ce qui fait que les disques enregistrés ont un format propriétaire et ne sont pas entièrement compatibles avec les lecteurs et lecteurs de CD standard. Cependant, dans certaines applications où les disques ne seront pas distribués ou échangés en dehors d’un groupe privé et ne seront pas archivés pendant une longue période, un format propriétaire peut être un moyen acceptable d’obtenir une plus grande capacité (jusqu’à 1,2 Go avec GigaRec ou 1,8 Go avec HD-BURN sur des supports de 99 minutes). Le plus grand risque lié à l’utilisation d’un tel format propriétaire de stockage de données, en supposant qu’il fonctionne de manière fiable tel qu’il a été conçu, est qu’il peut être difficile ou impossible de réparer ou de remplacer le matériel utilisé pour lire le support s’il tombe en panne, s’il est endommagé ou s’il est perdu après que son fournisseur d’origine l’ait abandonné.
Rien dans les normes Red, Yellow ou Orange Book n’interdit aux dispositifs de lecture/écriture de disques d’avoir la capacité de lire ou d’écrire des disques au-delà des normes Compact Disc. Les normes exigent effectivement que les disques répondent à des exigences précises pour être appelés disques compacts, mais les autres disques peuvent être appelés par d’autres noms ; si ce n’était pas le cas, aucun lecteur de DVD ne pourrait légalement porter le logo Compact Disc. Si les lecteurs de disques et les lecteurs peuvent avoir des capacités supérieures aux normes, leur permettant de lire et d’écrire des disques non standard, il n’y a aucune garantie, en l’absence de spécifications supplémentaires explicites du fabricant au-delà de la certification normale du logo Compact Disc, qu’un lecteur ou un lecteur particulier fonctionnera au-delà des normes du tout ou de manière constante. En outre, si le même appareil sans spécifications de performance explicites autres que le logo Compact Disc traite initialement les disques non standard de manière fiable, rien ne garantit qu’il ne cessera pas de le faire par la suite, et dans ce cas, rien ne garantit qu’il pourra le faire à nouveau par le biais d’un service ou d’un réglage. Par conséquent, les disques dont la capacité est supérieure à 650 Mo, et en particulier ceux dont la capacité est supérieure à 700 Mo, sont moins interchangeables entre lecteurs/graveurs que les disques standard et ne sont pas très adaptés à un usage d’archivage, car leur lisibilité sur un équipement futur, voire sur le même équipement à un moment ultérieur, n’est pas assurée, même en supposant que les disques ne se dégradent pas du tout.
Le disque en polycarbonate contient un sillon en spirale, appelé « pré-sillon » (car il est moulé avant que les données ne soient écrites sur le disque), pour guider le faisceau laser lors de l’écriture et de la lecture des informations. Le pré-sillon est moulé sur la face supérieure du disque en polycarbonate, à l’endroit où les creux et les bosses seraient moulés s’il s’agissait d’un CD Red Book pressé (non enregistrable) ; la face inférieure, qui fait face au faisceau laser dans le lecteur, est plate et lisse. Le disque en polycarbonate est recouvert, du côté des sillons, d’une très fine couche de colorant organique. Ensuite, par-dessus le colorant, on applique une fine couche réfléchissante d’argent, d’un alliage d’argent ou d’or. Enfin, une couche protectrice d’une laque photopolymérisable est appliquée sur le dessus du réflecteur métallique et durcie à la lumière UV.
Un CD-R vierge n’est pas « vide » ; le pré-sillon présente une oscillation (l’ATIP), qui aide le laser d’écriture à rester sur la piste et à écrire les données sur le disque à une vitesse constante. Le maintien d’une vitesse constante est essentiel pour garantir la taille et l’espacement appropriés des creux et des méplats gravés dans la couche de colorant. En plus de fournir des informations sur le temps, l’ATIP (absolute time in pregroove) est également une piste de données contenant des informations sur le fabricant du CD-R, le colorant utilisé et des informations sur le support (longueur du disque, etc.). Le pré-sillon n’est pas détruit lorsque les données sont écrites sur le CD-R, un point que certains systèmes de protection contre la copie utilisent pour distinguer les copies d’un CD original.
Il existe trois formulations de base de colorant utilisé dans les CD-R :
- Les CD-R à colorant cyanine ont été les premiers développés, et leur formulation est brevetée par Taiyo Yuden. Les CD-R à base de ce colorant sont le plus souvent de couleur verte. Les premiers modèles étaient très instables chimiquement, ce qui rendait les disques à base de cyanine impropres à l’archivage ; ils pouvaient se décolorer et devenir illisibles en quelques années. De nombreux fabricants, comme Taiyo Yuden, utilisent des additifs chimiques exclusifs pour fabriquer des disques à base de cyanine plus stables (« cyanine stabilisée au métal », « Super Cyanine »). Les anciens CD-R à base de colorant cyanine, ainsi que tous les colorants hybrides à base de cyanine, sont très sensibles aux rayons UV et peuvent devenir illisibles après seulement quelques jours s’ils étaient exposés à la lumière directe du soleil. Bien que les additifs utilisés aient rendu la cyanine plus stable, elle reste le plus sensible des colorants aux rayons UV (montrant des signes de dégradation dans la semaine suivant une exposition directe au soleil). Une erreur courante des utilisateurs est de laisser les CD-R avec la surface « claire » (d’enregistrement) vers le haut, afin de la protéger des rayures, car cela laisse le soleil frapper directement la surface d’enregistrement.
- Les CD-R à colorant phtalocyanine sont généralement argentés, dorés ou vert clair. Les brevets sur les CD-R à base de phtalocyanine sont détenus par Mitsui et Ciba Specialty Chemicals. La phtalocyanine est un colorant nativement stable (elle n’a pas besoin de stabilisateurs) et les CD-R basés sur ce colorant ont souvent une durée de vie nominale de plusieurs centaines d’années. Contrairement à la cyanine, la phtalocyanine est moins résistante aux rayons UV et les CD-R basés sur ce colorant ne montrent des signes de dégradation qu’après deux semaines d’exposition directe au soleil. Cependant, la phtalocyanine est plus sensible que la cyanine à l’étalonnage de la puissance du laser d’écriture, ce qui signifie que le niveau de puissance utilisé par le laser d’écriture doit être ajusté avec plus de précision pour le disque afin d’obtenir un bon enregistrement ; cela peut réduire les avantages de la stabilité du colorant, car les disques écrits de façon marginale (avec des taux d’erreurs corrigibles plus élevés) perdront des données (c’est-à-dire qu’ils auront des erreurs non corrigibles).c’est-à-dire avoir des erreurs non corrigibles) après moins de dégradation du colorant que les disques bien écrits (avec des taux d’erreurs corrigibles plus faibles).
- Les CD-R à colorant azoïque sont de couleur bleu foncé, et leur formulation est brevetée par Mitsubishi Chemical Corporation. Les colorants azoïques sont également chimiquement stables, et les CD-R azoïques sont généralement évalués avec une durée de vie de plusieurs décennies. Les colorants azoïques sont les plus résistants aux rayons UV et ne commencent à se dégrader qu’après la troisième ou quatrième semaine d’exposition directe au soleil. Les applications plus modernes de ce type de colorant comprennent le Super Azo, qui n’est pas d’un bleu aussi profond que l’ancien Metal Azo. Ce changement de composition était nécessaire pour obtenir des vitesses d’écriture plus rapides.
Il existe de nombreuses variations hybrides des formulations de colorants, comme le Formazan de Kodak (un hybride de cyanine et de phtalocyanine).
Malheureusement, de nombreux fabricants ont ajouté une coloration supplémentaire pour masquer leurs CD-R à cyanine instable dans le passé, de sorte que la formulation d’un disque ne peut pas être déterminée uniquement sur la base de sa couleur. De même, une couche réfléchissante en or ne garantit pas l’utilisation de colorant phtalocyanine. La qualité du disque ne dépend pas seulement du colorant utilisé, elle est également influencée par le scellement, la couche supérieure, la couche réfléchissante et le polycarbonate. Choisir simplement un disque en fonction de son type de colorant peut s’avérer problématique. En outre, le calibrage correct de la puissance du laser dans le graveur, ainsi que la synchronisation correcte des impulsions laser, la stabilité de la vitesse du disque, etc., sont essentiels non seulement pour la lisibilité immédiate mais aussi pour la longévité du disque enregistré. En fait, un graveur de haute qualité peut produire des résultats adéquats avec des supports de qualité moyenne, mais les supports de haute qualité ne peuvent pas compenser un graveur médiocre, et les disques écrits par un tel graveur ne peuvent pas atteindre leur durée de vie potentielle maximale pour l’archivage.