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 カラープリンターは、すべての色のインクカートリッジを入れなくてもさまざまな色を印刷することができますが、一体なぜなのでしょうか? この謎について説明するために、お家にあるもので簡単に実験できるプログラムをご紹介します。本実験は、アメリカカリフォルニア大学にて実施したSTEM(Science,Technology,Engineering,Mathematicsの略)プログラムで、現地の中高生にも人気が高かったものです。

 今回は、日本で手に入る材料で、より小さなお子さまがお家で簡単に楽しめるようにアレンジした実験方法や原理について詳しくお届けしたいと思います!

色を混ぜることでほかの色をつくることができる

 お家で使うカラープリンターのインクの部分を開けてみると、以下のインクカートリッジが入っています。インクがなくなって取り換えるときに、購入してセットしたことがある方も多いのではないでしょうか?

 インクカ-トリッジにはそれぞれM(マゼンタ)、C(シアン)、Y(イエロー)、BK(ブラック)と書いてあります。しかしなぜカラープリンターに入っているのは、この4色だけなのでしょうか?

 答えは、カラープリンターで使用するすべての色はこれら“原色(げんしょく)”の組み合わせで表現することができるからです。原色には“光の3原色”と“色の3原色”の6原色あり、これらの色はほかの色を混ぜても作り出すことができないものです。カラープリンターでは色の3原色によって、すべての色を作り出しています。

 光の3原色は、赤、緑、青の3色です。これらはそれぞれを混ぜれば混ぜるほど明るくなる特性をもっており、3色すべてを同じ割合で混ぜると白になります。光の3原色はそれぞれRedGreenBlue頭文字をとってRGBなどと呼ばれます。

 液晶ディスプレーデジタルカメラカラー画面を表示する際には、このRGBによってすべての色が作り出されています。

 一方、カラープリンターで使われる色の3原色はマゼンタ、シアンイエローの3色です。光の3原色とは反対に、色を混ぜれば混ぜるほど暗くなり、この3色すべてを同じ割合で混ぜると黒になります。それぞれMagentaCyanYellow頭文字をとってCMYなどと呼ばれています。実際のカラープリンターでは黒ではなく茶色に近い色となるため、CMYとは別に黒(BKまたはK)が用意されています。

色を混ぜてみよう~カラーミキシング実験~

 それでは、本当に色の3原色でさまざまな色を作ることができるのか実験してみましょう!

【準備するもの】
カラープリンター用インク
・透明カップ
・絵筆
・色を混ぜるための白い用紙
※今回は特別にワークシートを使って解説しますが、普通の白い紙でも問題ありません。

 インクを透明カップに出し、絵筆を使って白い紙の上で混ぜていきます。 違う色を使用するときは、使用済みの色との混じり合いを避けるため、未使用の絵筆を使うことをおすすめします。絵筆の数があまりない場合は、一回一回洗うことで対応していただくことも可能ですが、ほかの色と混ざらないように注意してください。

 それでは、以下の色を1:1の割合で混ぜると何色になるでしょうか? 仮説を立てて、実験してみましょう!

1.マゼンタ+イエロー=?
2.イエローシアン=?
3.マゼンタ+シアン=?

 実際に実験してみると、以下のようになりました!

 マゼンタとイエローを混ぜると赤になりました。

 マゼンタのインクは、赤・緑・青がすべて混ざった白色光を受けると、緑の光だけを吸収する性質をもっています。残りの赤・青の光を反射するので紫色に近いマゼンタに見えます。

 一方、イエローのインクは、赤・緑・青がすべて混ざった白色光を受けると、青の光だけを吸収する性質をもっています。残りの赤・緑の光を反射するのでイエローに見えます。

 このような性質を持つマゼンタとイエローを混ぜると、緑と青の光を吸収します。その結果、赤い光だけが反射されるので「赤」に見えたのです。

 イエローシアンを混ぜると緑になりました。

 シアンのインクは、赤・緑・青の混ざった白色光を受けると、赤の光だけを吸収する性質をもっています。残りの緑・青の光を反射するのでシアンに見えます。

 イエローのインクとシアンのインクを混ぜると、青と赤の光を吸収します。その結果、緑の光だけが反射されるので「緑」に見えたのです。

 マゼンタとシアンを混ぜると青になりました。

 シアンのインクとマゼンタのインクを混ぜると、赤の光と緑の光を吸収します。その結果、青い光だけが反射されるので青に見えたのです。

赤、青、緑以外は割合や組み合わせの変更で作れる

 色の3原色をそれぞれ混ぜ終えてしまったので、「赤・青・緑以外の色は作れないのだろうか……?」と思った方もいらっしゃるかもしれません。たとえば、以下のようなオレンジ、紫、茶を作るにはどうしたらよいのでしょうか?

 ほかの色はマゼンタ、シアンイエローの混ぜる割合や組み合わせを変えることで作られています。オレンジはマゼンタとイエローの割合を変えると、紫はマゼンタとシアンの割合を変えると作ることができます。茶はマゼンタ、シアンイエローを混ぜると作ることができます。割合をどのように変えたらそれぞれの色に近づかせることができるのか、ぜひ実験してチャレンジしてみてくださいね

 お家でできるカラーミキシング実験は、カラープリンター用のインクで簡単に色の3原色であるマゼンタ、シアンイエローについて学べるので、とてもおすすめのプログラムです。

 実験教室でも「これとこれを混ぜたら良さそう!」や「こんな色も作れたよ!」など、自分で仮説を立てながら積極的に実験している様子が印象的でした。3原色の割合を自分で調整しながら、実際に色を生み出す経験がとてもワクワクするのだと思いました。

 ぜひみなさんも実験をとおして、色の3原色のおもしろさにたくさん触れてみてください!

注意事項
小学生など低年齢の子どもが実験するときは、必ず保護者の指導のもとで実施してください。
・インクを使用しますので、汚れても良い服装で実験することをおすすめします。

プリンターのインクを使って色の3原色について学ぼう