CZシリーズが登場する以前は、モーグ博士が確立したVCO、VCF、VCAにエンベロープを組み合わせる、アナログシンセサイザーの構成が主流でした。当時はデジタルオーディオ技術が進歩し、VCOに相当する波形生成や、VCAに相当する音量制御については、デジタルでも実現できると考えられていました。一方、当時の演算能力では実用的なデジタルフィルターの搭載が困難でした。

しかし、時間とともに音色を変化させられなければ、シンセサイザーとしての表現力は大きく制限されます。そこでカシオが考案したのが、フィルターを使わずに波形そのものを変形させるPD（Phase Distortion）音源です。PD音源では、基本となる1周期分の波形を一定の速度で読み出すのではなく、周期内で読み出す速度を変化させます。例えば、サイン波の前半を速く、後半をゆっくり読み出すことで、前半が急峻に立ち上がり、後半が緩やかに変化する鋸歯状波（ノコギリ波）に近い波形を作り出すことができます。この波形の読み出し方を時間的に制御するパラメーターが「DCW」です。DCWにエンベロープを設定することで、アナログシンセサイザーのフィルターを開閉するように、音の明るさを時間とともに変化させることができます。

CZシリーズには8種類の基本波形が用意され、それぞれの読み出し方をDCWで変化させることにより、多彩な音色を作り出すという仕組みです。さらに、複雑な倍音を加える手段としてリングモジュレーターも搭載されました。

私はFZ-1の開発には携わっていませんので、これはあくまで私の個人的な推測として聞いてください。FZ-1はサンプリングした波形データを16ビットで保持し、最終出力を担うD/Aコンバーターにも16ビットを採用していますので、その仕様から見れば16ビットサンプラーと呼べるものです。

ただ、内部で複数の音を重ねる場合には、それぞれの音を16ビットの最大レベルで処理することはできません。仮に16ビットの音を8音同時に加算すると、単純計算ではさらに3ビット分の余裕が必要になり、最大19ビット相当の信号になってしまいます。最終出力が16ビットである以上、そのままでは耳障りなデジタルクリッピングが発生してしまいますので、内部で各音のレベルを抑える処理が必要になります。そういった理由から、内部で信号レベルをスケーリングする仕組みを設けて、1音あたりの実効的な情報量を抑えていたという可能性はあります。波形データと最終出力は16ビットでありながら、複数音をミックスする際にはヘッドルームを確保していたという見方です。もしそれが正しければですが、FZ-1の音質には、そういったデジタル処理によって生まれた要素も関係しているのかも知れませんね。

いまこうして80年代の製品を見てみると、本体に使っている素材が本気なんですよ。FZ-1は鉄板が中に入っていて非常に重いですし、コストや重量削減よりも、音を良くしたい、製品を良くしたいという情熱が伝わって来ます。その想いが、いまでもミュージシャンの心を掴んでいるのだと思います。

高橋幸宏さんには、DZ-SYSTEM のメカ部分やパッドのフィーリングを中心に見ていただいていました。プロのドラマーだからこそ分かる演奏感について、さまざまなアドバイスを頂いていたのだと思います。

HTシリーズで最初に開発されたモデルがHT-3000です。当時約5万円という価格帯で、比較的多くの台数を販売しました。特に支持されたのが、東南アジアや南米など、当時の新興市場です。現地では、プロのミュージシャンや音楽クリエイターにも活用されていました。高価なシンセサイザーを購入することが難しいユーザーにとって、カシオ製品は初めて手にする本格的なシンセサイザーとして、魅力的な存在だったのだと思います。いわば『マイ・ファースト・シンセ』として選ばれたHT-3000。こうした市場からの支持が、同モデルの成功につながりました。その後、HT-3000の筐体色をブルーに変更したマイナーチェンジモデルとしてHT-3500を発売。さらに、HT-3000で開発したプログラムを改良して、ほぼ同時期にHT-6000とHZ-600を開発しました。

HTシリーズに搭載されたスペクトラム・ダイナミック（SD）音源は、デジタル方式のDCOとDCAに、アナログのVCFを組み合わせたハイブリッド音源です。SD音源では、2、4、8、16フィートという4つのパルス波を用意し、それぞれに独立したADSRエンベロープを設定することで、ひとつの波形を作り出しています。倍音関係にある4つのパルス波それぞれに音量エンベロープを組み合わせることで、フィルターを使わなくても時間的に音色が変化する波形を作ることができました。これが『スペクトラム・ダイナミック』という名称の由来です。

SD音源が生まれた背景には、当時のLSI技術における厳しい制約があります。デジタルフィルターだけでなく、掛け算を行う乗算回路も、非常に大きな回路規模を必要とした時代です。通常、波形の音量をエンベロープで変化させるには、波形データとエンベロープの値を掛け合わせます。たとえば16ビットの波形であれば、最低でも16ビット×16ビット程度の乗算回路が必要です。当時のLSIでは、それだけでも回路規模がとてつもなく大きくなってしまいました。そこで着目したのが、振幅を2段階しか持たない1ビットのパルス波です。パルス波は、波形が出ているか、引っ込んでいるかの2段階なので、1ビットなんです。波形が出ている部分ではエンベロープの値をそのまま出力し、引っ込んだ部分では出力をマイナス側に反転させる。掛け算というよりも、スイッチングに近い処理です。これなら、大規模な乗算回路を使わずにパルス波にエンベロープをかけることができます。

シンセサイザーに欠かせない鋸歯状波（ノコギリ波）も、波形メモリーから読み出すのではなく、複数のパルス波を組み合わせて作り出していました。鋸歯状波を収録するためにメモリーを使うのは、当時としてはもったいなかったんです。そこで、2、4、8、16フィートという4種類のパルス波に異なる重みを与え、それらを重ね合わせました。すると、階段状ではありますが鋸歯状波に近い波形を作ることができました。

HTシリーズに用意されていた32種類のプリセット波形も、独立した波形データとしてメモリーに収録されていたわけではありません。4種類のパルス波のうち、どのフィートを使うのか、いくつ組み合わせるのか、それぞれのエンベロープをどのように変化させるのか、その組み合わせによって作られていました。さらにノイズオシレーターを加え、最終段のアナログVCFで音色を整える構成です。

現代では、すでに存在する技術をどのように使うかを考えがちです。でも当時は、ないものからどうやって作るか。限られたメモリーと回路規模のなかで、どうやって波形を生み出すのかを考えなければなりませんでした。SD音源は、まさにこの時代だからこそ生まれた音源だったのです。

CTK-1000に搭載されたiXA音源は、電子楽器市場がPCM音源へ移行し始めた1990年代初頭に開発されました。当時は現在のような大容量メモリーを使用できず、搭載できる容量も数KB単位という厳しい制約があった時代です。限られたメモリーですべての音をPCM化することは難しかったため、音色の特徴を決める重要な部分にはPCM波形を使用し、それ以外をシンセサイザー音源で補う方式を採用しました。当時はデジタルフィルターも手軽に搭載できないため、CTK-1000のシンセサイザー音源部には、より小規模な回路で複雑な波形を生成できる独自の非線形音源を開発する必要がありました。この方式はFM音源に近い質感の音を生成できますが、内部の演算式はFM音源とは異なります。学術的な周波数変調の定義にも該当しない、カシオ独自のシンセシスです。

非線形音源では、デジタル論理回路で構成された三角波の読み出し位置（位相）を、メモリーに保持した特殊な波形で変化させることでサイン波を生成し、さらに、三角波の読み出し位置に別の信号を加えて波形を複雑に変化させます。そうすることによって、FMエレクトリックピアノやFMブラスのような音色を作り出すことができました。音源システム上では、PCM音源と非線形音源のどちらか一方を選択できるほか、両者をミックスして出力することも可能です。さらに、複数の音源モジュールでひとつの音色を構成したり、2基の非線形音源を並列で使用したりと、さまざまな組み合わせに対応していました。より高度な構成として、PCM波形を非線形音源に利用することもできました。PCMとデジタルシンセシスを単純に重ねるだけでなく、PCM波形そのものを非線形処理へ取り込める、非常に柔軟な構造です。限られたメモリーと効率的な回路構成によって、PCM音源のリアリティと、シンセサイザーならではの音色変化を両立したこと。それがiXA音源の大きな特徴です。

CTK-1000は音源方式だけでなく、製品全体のコンセプトにも新しい方向性が盛り込まれていました。当時はまだ「ワークステーション」という呼び方が一般化していませんでしたが、目指したのは、1台で音楽制作を完結できる電子楽器です。リバーブ、ディレイ、コーラスなどを切り替えて使用できるデジタルエフェクトに加え、伴奏を組み立てるパターンシーケンサー、メロディーを記録するシーケンサー、細かな修正ができるステップエディット機能も搭載されています。ディスプレイが小さく、詳細な編集には操作上の難しさもありましたが、後に普及するミュージック・ワークステーションの発想を先取りした、オールインワン型の電子楽器でした。