プロ用インクジェットプリンター 「PIXUS PRO LINE」の
開発秘話

「より美しく、より速く」を追求した最上位のインクジェットプリンター

POINT 1

インク、ヘッド、メカニズムとほぼ全てを新規開発

従来機の高性能を大きく超える開発仕様

2012年の夏に「PIXUS PRO-1」が、冬には「PIXUS PRO-10」「PIXUS PRO-100」が発売され、プロ向けインクジェットプリンター新シリーズのラインアップが完成しました。思わず息をのむほど美しい写真が印刷されます。今日は、「PIXUS PRO LINE」について開発者ならではのお話を聞かせてください。まず、開発のコンセプトはどのようなものでしたか?

永原
大きくは2つあります。ひとつは、既存の最上位機種よりも高画質にすること。もうひとつは、より速く印刷できるようにすること。
高画質の追求では当然、色域を広めた色の再現性や紙面全体の均一な光沢、階調のなめらかさなどがテーマですね。それとともに、今回はモノクロ写真の画質に力を入れることが初期段階で決められました。
一方、より速くという点では、印字速度に加えて、今回はインクタンクの交換頻度を少なくする新メカニズムの採用も決定していました。

永原 英明(ながはら ひであき)

開発担当分野:メカニズム

永原
要は、従来機に比べて「より美しく、より速く」なんですが、従来機の性能が只者ではなかったわけで、「言うは易し、行うは難し」の開発仕様でした。

そうすると、並々ならぬ強力な開発体制で臨んだわけですね?

永原
ええ。従来の最上位機種開発時に比べても、一層強化しました。

高性能のプリンターが求められる背景には、やはりデジタル一眼レフカメラの一般化があるんでしょうか?

矢澤
そう思います。写真家はもとより、セミプロ、ハイアマチュアと、プリントにこだわるユーザーが増えています。

工藤
カメラの性能がアップして、きれいな写真が撮りやすい。そうすると、きれいに印刷できるプリンターが欲しくなる。そういう循環ですね。

永原
皆それぞれ立場は違えど、“よりきれいなプリントをしたい”という市場の声に常に耳を傾け、それに応えるのが、我々の「宿命」だと感じています。

途方もない改善のレベルを覚悟

すでに高レベルにある性能のさらなるレベルアップに向け、インクジェットプリントの基幹技術に対する改善の積み上げ、また、部分的な新技術の付加―。難題を抱えるこの開発に取り掛かった当初、どう思いましたか?インク開発担当の高山さんは?

高山
皆にまた迷惑を掛けるなあと(笑)。

どういうことですか?!

高山
良いインクほど扱いが難しいんです。インクジェットヘッドや画像プロセス制御のチームに頑張ってもらう必要があって、そのことがまず真っ先に頭をよぎりました。まあ、インクを新規開発するときはいつものことなんですけど。

工藤 清光(くどう きよみつ)

開発担当分野:インクジェットヘッド

工藤
良いインクはヘッドのノズルから吐出させづらいんです。まともに飛んでくれない(笑)。同時にインク数も増えるとなると、均一印字のハードルは極めて高いものにならざるを得ません。これはもう改善のレベルが従来の開発時とは違うなあと思いました。

なるほど。メカニズムの精度でも、大変な開発になりそうだとすぐに感じ取れたのでは?

永原
精度の要求仕様は従来機を大幅に上回るものでした。開発に着手するにあたっては、その仕様のワンランク上を目標に設定しますから、途方もない開発という印象でした。「PRO-1」ではインク供給の新システムを搭載するというテーマもありましたしね。

矢澤
インク、ヘッド、メカニズムとほぼ全てが新規開発というのは、最上位機種でも珍しいことです。逆に言えば、そこまでやらないと実現不可能な仕様だったわけです。とてもチャレンジングな開発だと感じました。

山本
私は印刷用アプリケーションソフトの担当ですから、悩みはほかの人たちとは違いました。最も苦労したのは、利便性を高めるための要件の整理でした。というのは、プロのプリンターの使い方はさまざまだからです。かといって、ありとあらゆる要件に対応する機能を盛り込むわけにもいきません。機能の選択には迷いました。

担当分野ごとに皆さん、最初から困難を想定し、歩み出したところで困難を実感しながらの開発だったんですね。

POINT 2

新開発のインクで高画質印刷を実現

無色のインクでコーティングするという新発想

プリンターの画質を向上させる直接のカギはインクです。今回開発のインクにはどんな特徴がありますか?

高山
インク各色の発色性能を高めたのはもちろんですが、インクの組み合わせによる再現性と階調性が格段によくなりました。カラー印刷では暗部の細かなところまで再現され、モノクロ印刷では微妙な濃淡が従来よりも一層表現できるようになりました。

高山 日出樹(たかやま ひでき))

開発担当分野:インク

それはどのような工夫をした結果ですか?

高山
カラー印刷のインクは理論上、3原色でいいんですが、画質を追求すると、残念ながら理論通りの3色では物足りません。それで、今回は色インクを「PRO-1」と「PRO-10」で6色、「PRO-100」で5色とし、特に暗部の色域を広げました。一方、モノクロ印刷で階調性を高めるには、黒系インクの数が重要なんです。それで、従来機の3色から「PRO-1」では5色に増やしました。「PRO-10」と「PRO-100」は3色を搭載しています。

カラーについてもモノクロについても、現在求め得る最高品質のインクで何色あればいいのかは、機械測定データと人間の目の感覚との双方から画質を評価しながら、画像プロセスグループと何度も検討を重ねましたね。

「PRO-1」と「PRO-10」にはクロマオプティマイザーという透明なインクが初めて採用されています。これの働きは何ですか?

高山
「PRO-1」と「PRO-10」に採用されている顔料インクというのは、絵画のような力強い印刷になるんですが、光沢感では染料インクが勝っているんですね。それで、顔料インクに光沢を出すため、新開発したのがクロマオプティマイザーでした。紙面のインク滴をコーティングするような仕組みになっています。こうすると、光沢感が増すだけでなく、光の乱反射が抑えられて黒濃度も向上するんです。

工藤
その効果を出すには、クロマオプティマイザーがノズルからきちんと吐出され、色インクの上に均一に載らなければならないわけです。しかし、いかんせん、相手は透明人間(笑)。検証と評価に手こずりました。

矢澤
クロマオプティマイザーの採用は、画質制御においても新たな発想で開発しなければならないところがあり、苦労しました。

高山
でも、今回、顔料インクの開発で掛けた苦労はそんなもんじゃなかった(笑)。それぞれのグループの間でオーダーが行ったり来たり。試行錯誤を繰り返す日々でした。

なるほど。それに対して、8色の染料インクを採用した「PRO-100」のインク開発についてはいかがでしたか?

高山
「PRO-100」の染料インクも発色性と耐候性、それに透明感がアップするように大幅に改良しました。決して手を抜いてはいませんよ(笑)。

矢澤
スペックでは最高位の「PRO-1」と、それに続く色域を実現し、より手が届きやすい顔料機としての「PRO-10」、透明性、光沢性に強みを持ち、画質にこだわることのできる染料機としての「PRO-100」。「PIXUS PRO LINE」によって選択肢が広がることで、より幅広い写真家のニーズに応えていきたいですね。

インクの発泡をリアルタイムで制御

ヘッドの話が出たところで、工藤さんに伺います。「PRO-1」ではノズル数を従来機の1.6倍に増やしていますね。これは印字速度を速めるためですか?

工藤
そうです。約1.8倍の速さになりました。ノズルの径は同じですから、ヘッドが長尺になる分、印字のドットを均一に保つ必要がありました。

その均一性の確保には、インクを発泡させて吐出するという原理上、温度対応が避けられないのでは?

工藤
ええ。印刷していると、ヘッドの温度上昇に伴ってインクの発泡粒も大きくなり、その結果、印刷画質が悪くなります。それで、今回はリアルタイム制御という方法を導入しました。印刷中はずっとヘッドの温度変化に対応して、ノズルからインクを飛ばすエネルギーを調整し続ける仕組みです。

リアルタイム制御の概要

矢澤
従来機では、ヘッドが左右の端で折り返すときにだけ温度対応の制御を行っていました。しかし今回は、高画質を追求していく中でリアルタイム制御が必要だと。

工藤
プリンターの高画質化には、インクとヘッドが同一歩調で前進する必要があります。そのため、ヘッドが最良の効果を発揮するようにと、「PRO-1」は出荷時、1台ごとに制御値を補正してもいるんです。

条件ごとに最適なインクの組み合わせと紙面へのインク滴の配置を決定

良いインクがヘッドから均一に飛ばせるとなれば、次は画質制御ですね。今回、どこを最も改良したのでしょうか?

矢澤
最適なインクの組み合わせと紙面へのインク滴の配置を決める方法論を確立して、「PIXUS PRO LINE」全てに採用しました。「OIG System」と呼んでいます。どういうときに、どのインクを、どの位置に、どのくらい吐出するか。用紙ごとに最適解を導き出して画質制御を行うようにしました。

OIG Systemの概念図

選択するインクの数と各色のパーセンテージの組み合わせは無数ですから、最適解を出すのは大問題でしょうね?

矢澤
ええ。今までよりももっと体系化すべきだと考えたわけですが、このシステムの開発自体が、実は結構大変でした。発色性や階調性、光沢性、黒濃度などの画像要素を数値で捉えられるようにしておいてから実際の印刷結果を測定し、膨大なデータベースを作る。その分析に基づくシステムですからね。

なるほど。でも、「OIG System」が使えるようになってからは、開発途中でのインクの変化にも対応しやすくなったのでは?

矢澤
その通りです。画質制御の開発効率がアップしましたし、画質の評価がより客観的なものにもなりました。

POINT 3

メカニズムの精度を高めながらユーザビリティも向上

技術課題が目白押しだった新インク供給方式

今回の開発では、画質向上の点から紙の搬送精度も当然、テーマに挙がったのではありませんか?

永原
搬送メカニズムの精度は従来機でもかなりのレベルでしたが、それでもさらに改良を図りました。1回の印刷紙送りで生じる誤差は数ミクロンというところまで達成したんです。

それはどのようにして?

永原
割と精度が甘そうな個所をひとつずつ設計し直したり実験したり、地道な作業を繰り返すんです。たとえば、給紙時には紙の左右をしっかり保持する用紙ガイドがあったほうが良いけれど、印字中は紙が用紙ガイドにあたっていないほうが精度の高い紙送りができるようだ。ならば、いろいろな用紙で実験してみよう。そんな感じですね。また、ローラーなどに生じるたわみや位置ズレを徹底的に取り除いて、搬送メカニズム全体の剛性も向上させました。

「PRO-1」では、キヤノンのインクジェットプリンターで初めて、インクの固定タンクからのチューブ供給方式を採用した「オフキャリッジインクタンクシステム」を搭載しています。このユーザーメリットは何ですか?

永原
インクタンクの交換回数が少なくて済むことです。タンクがヘッドに載っていない分、大容量にできました。同じ条件なら、2.5倍程度の印刷が可能です。

オフキャリッジインクタンクシステム

チューブ供給方式は全くの新開発だったわけですね。途中でいろいろな課題が噴出したのでは?

永原
ええ、たくさん(笑)。まず、チューブの素材選定の時点から検証の繰り返しでした。インクの水分が外へ蒸発しにくくて、なおかつ硬すぎず柔らかすぎない材質でないといけない。硬度はヘッドの動きに影響するんですよ。

確かに。初めての場合、素材の検討からやらねばならないですよね。

永原
次に、インクの入ったチューブが12本もセットされると、メカニズム上は意外に重いというのも問題でした。ヘッドがチューブの揺れで振動するんですよ。

工藤
チューブがブラブラすると、チューブ内のインクに掛かる圧力も変化して、ノズルからの吐出に影響する場合もあるんです。

永原
チューブが自由に動くことで起こる障害は、振動を相殺する構造にしたり、チューブの長さ、保持方法を変更するなど、1つずつ手を打っていきました。
チューブ供給方式にはそのほかにも、チューブ内にインクを満たすため、タンク側で圧を掛け、ヘッド側で吸引する仕組みが必要だったり。振り返ってみると、見た目のシンプルさとは裏腹に技術的な課題はたくさんありましたね。

写真家のヒアリングをもとに印刷設定ソフトを一新

いくらすばらしいマシンでも、使い勝手が悪かったら価値は半減します。そこで、大切になるのが山本さんのグループが開発した印刷用アプリケーションソフト「Print Studio Pro」です。これの役割を改めて教えてください。

山本
パソコンにインストールして使うもので、画像編集ソフトでレタッチした写真の印刷設定を簡単に行うことができます。同様の従来ソフトをリリースしてから6年以上が経過したため、ユーザーの要望を洗い直して新規に開発し「PIXUS PRO LINE」全てで使えるようにしました。

山本 剛(やまもと つよし)

開発担当分野:アプリケーションソフトウェア

今回の開発で最も特徴的な点は?

Print Studio Pro

山本
ユーザーインターフェースを重視し、1つの画面で設定の全てができるようにしたところです。

開発にあたって、写真家のヒアリングを重ねたそうですね?

山本
はい。いろいろなことが分かりました。編集ソフトとOSの違いから、ユーザーが行っている設定の内容も設定の順番もさまざまだということや、もっとこうして欲しいという要望など、着眼点は多岐に渡っているんですね。それらを整理して、どこまでソフトに反映させるべきかの検討に時間を掛けました。

なるほど。その中でも特に、写真家の生の声で印象的だったことは?

山本
たとえば、「自分たちプロは、全ての壁を真っ白にした部屋で写真の色調整作業をするほど色には気を使っているので、印刷アプリケーションの枠や背景などにも色に対する配慮があれば」といった意見です。これを受け、実際に新ソフトの枠は灰色ベースとなりました。

さすがにプロの写真家の指摘は鋭いですね。

山本
僅かな色のズレも見抜くプロの写真家の視点は、非常に興味深いものでした。ヒアリングを通し、彼らのクリエイティビティを最大限引き出せるようなソフトに…という思いが募っていったのを覚えています。

POINT 4

チーム間の協業で難問を次々と解決

強さを実感したチーム間の協業と技術知見の蓄積

ところで、今回の開発が成功した要因は何だったと思いますか?

永原
それぞれのチームが技術分野やテリトリーにこだわらず協力し合った。垣根が低かったのが一番の成功要因ではないかと私は思うけど、どうかな?

高山
同感です。最高の製品にするために、ヘッドグループと画像プロセスグループとは本当によく話し合いをしました。定例ミーティングに関係なく、何かにつけ顔を合わせていましたからね。インク開発チームとしては、ずいぶん助けてもらったと感じています。

工藤
課題が色々とあったから、しょっちゅう話し合わざるを得なかったともいえますけどね(笑)。ただ、話し合う機会が多ければ、激しい意見のぶつかり合いになることもある。そんなとき、全員がゴールへ向かおうという姿勢が強かったのも成功要因に挙げられるのではないでしょうか。

永原
そういう横のチーム連携に加えて、今回は縦のチーム間でも協力関係が緊密でした。生産部門にも割と早い段階から入ってもらい、量産をにらみながら設計の軌道を修正していけたんです。

チーム間の協業というキヤノンの良き風土が通常のケースよりも強力に働いたようですね。では、技術そのものについてはいかがですか?

矢澤
キヤノンは、カメラやスキャナーなどの画像入力機器から、レーザープリンターやインクジェットプリンターなどの出力機器まで第一線の製品を扱っています。入出力の両方を行う複写機などは長い歴史を持っています。こうしたさまざまな画像関連製品の技術蓄積が背景にある強みというものを私は今回、特に感じましたね。困ったときほど、技術知見の厚みがモノをいうんです。

矢澤 剛(やざわ たけし)

開発担当分野:画像プロセス

工藤
確かに、それは私も感じたところです。単に製品をたくさん扱っているから強いのではなく、製品のほとんどすべてを自社開発しているから技術知見がプールされ、新規開発のときに応用できるんですね。

山本
知見を意見と考えるなら、それは社内にとどまらず、関係会社などにもプールされているんですよ。今回、私は販売会社のハイアマチュア写真家の営業担当者をヒアリングしたんですが、有意義な意見を数多く汲み上げることができました。そういう貴重なソースをすぐに活用できるのも、キヤノンの製品開発では強みになっていますね。

プロにもアマチュアにも作品づくりの楽しさを

「PRO-1」は現時点において、コンシューマ用インクジェットプリンターの最高マシンだと私は思います。世の中にどう受け入れていって欲しいですか?

高山
「PRO-1」だけの話ではなく、「PIXUS PRO LINE」を選べばプリンターは間違いないんだといわれる伝統ができたら、うれしいですね。

永原
それはその通り。しかし、その前に素直に望みたい。この新シリーズを使って、思い切り、より高いレベルでの作品づくりを楽しんでくださいと。これまでにはないすばらしい写真印刷ができ、プロの方たちにも納得がいくはずと自負しています。特にモノクロ写真の画質には、思わずうなっていただけるのではないでしょうか。

山本
デジタル一眼レフカメラの「EOS」シリーズからスタートして画像編集ソフトの「Digital Photo Professional」、印刷設定ソフトの「Print Studio Pro」、そしてプリンター「PIXUS PRO LINE」での出力までトータルにソリューションを提供できるのはキヤノンだけです。プロ写真家の仕事がこれまでよりも効率よくなり、アマチュア写真家の作品がレベルアップしていくことを願っています。

「PIXUS PRO LINE」の発展という点では、どんな思いを抱いていますか?

永原
定石通りに、今回開発した高画質印刷技術が、構造の簡略化やコストダウンを図って一般の普及機に反映させられたらと思います。

工藤
私は逆に、もっとプロ用の志向性を高めて、A3ノビサイズ(329ミリ×483ミリ)を上回る大判印刷ができるようにしたら面白いかもと思っています。

矢澤
私も、どちらかというとプロ用のほうに関心があります。銀塩写真にこだわる写真家にも大満足していただける画質を追求していきたい。その一方で、インクジェットプリンターだからこそ可能な新しいプリントの世界を開拓したいとも思っています。

今回のゴールは次のスタートラインということですね。本日はお忙しい中、ありがとうございました。

さいごに
今回の開発に携わったエンジニア5人のお話をうかがっていると、浮上してきた課題に対して、どこか楽しみを感じながら立ち向った様子が垣間見えた。それは、エンジニア魂のなせる業なのか、キヤノン製品は進化させるのが当たり前という自負の故なのか―。いずれにせよ、次期新製品の開発話もいずれ聞いてみたいと思いました。

インタビュアー・構成
須田 忠博(すだ・ただひろ)
1955年、福島県生まれ。通信社・出版社での編集業務などを経て独立。1990年からフリーライター。経営情報誌や転職情報誌で幅広く活動。近年はポータルサイトメディアへの寄稿が多く、技術・製品開発リポートをメインテーマのひとつとする。

今回の「語る」開発者

永原 英明(ながはら ひであき)

開発担当分野:
メカニズム

工藤 清光(くどう きよみつ)

開発担当分野:
インクジェットヘッド

高山 日出樹(たかやま ひでき)

開発担当分野:
インク

矢澤 剛(やざわ たけし)

開発担当分野:
画像プロセス

山本 剛(やまもと つよし)

開発担当分野:
アプリケーションソフトウェア

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