写真

---

背景

写真は、銀原子で覆われた表面に光の印象を記録する光化学反応によって作られた画像です。ハロゲン化銀結晶の感光性により、反応が可能です。 1556年、錬金術師のファブリキウスは、光がこれらの結晶と光化学的に反応して銀イオン（Ag +）を元素銀（AgO）に変えることができることを最初に発見しました。反応が進むにつれて、銀原子はクラスターに成長します。クラスターは、光を散乱させ、元の光源と同じパターンの色を生成するのに十分な大きさです。写真は、この化学的原理を利用して、カラーおよび白黒の画像を記録します。電子技術やデジタル画像の進歩にもかかわらず、銀塩化学は高品質の画像を記録するための好ましい方法であり続けています。

ハロゲン化銀化学を使用して写真画像を作成した最初の研究者の1人はSchultzeでした。早くも1727年に、彼は最初に硝酸銀と白いチョークの溶液を反応させ、次にこれらの溶液をステンシルを通して光にさらすことによって金属銀の画像を形成しました。シュルツェの作品は、1837年に銀でコーティングされた銅板に画像を印刷するプロセスを開発したルイ・ジャック・マンデ・ダゲールの努力によって改善されました。このタイプの印刷画像は、主な発明者に敬意を表してダゲレオタイプと呼ばれ、銀でコーティングされた銅板を研磨および洗浄し、次に銀のコーティングをヨウ素蒸気と反応させて感光性ヨウ化銀を形成することによって作成されます。次に、ヨウ化銀でコーティングされたプレートは、プレート上に画像を投影して焦点を合わせるカメラの光学系を通して光にさらされます。次の反応では、銀イオンは銀金属に還元されます。最後に、プレートを水銀で処理してアマルガムを生成します。このタイプの印刷では、光にさらされたプレートの領域は白く見え、露光されていない領域は暗いままです。この方法の問題は、画像の強度が画像を形成する光の強度にのみ依存するため、長時間露光が必要になることでした。

1841年、ウィリアムヘンリーフォックスタルボットは、画像を生成するために反射光に完全に依存しない、より迅速な方法を開発することにより、この問題を克服しました。彼は、少量の光しか必要としない予備的な潜像を生成するような方法でハロゲン化銀を露光できることを発見しました。次に、この潜像は、追加の光なしでその後反応されて、最終的な画像を生成することができる。カロタイピングとして知られるこの手法を使用して、タルボットは連続トーン画像を最初に作成した企業の1つでした。残念ながら、これらの初期の画像は安定しておらず、時間の経過とともに暗くなりました。幸いなことに、タルボットが仕事をしたのとほぼ同時に、ジョンフレデリックウィリアムハーシェルは画像を安定させる方法を発見しました。固定として知られる彼のプロセスは、未露光のハロゲン化銀をチオ硫酸銀に化学的に変換します。これは、画像から簡単に洗い流すことができます。

写真の次の大きな進歩は、特定の材料が潜像が形成される感度を高めることができるという発見によってもたらされました。この強化は、ハロゲン化銀の結晶を硫黄や金などの化学薬品でコーティングすることによって実現されます。これにより、結晶の光感度が向上します。写真コーティング剤として長年使用されてきたゼラチンは、これらの感光性材料の効果的な媒体であることがわかった。 1888年、現代のフィルム開発のパイオニアであるジョージイーストマンは、ゼラチン分散したハロゲン化銀結晶をセルロイドシートにコーティングしました。翌年までに、イーストマンは、メタノールの溶液にニトロセルロースを樟脳と酢酸アミルで溶解することによって調製されたフィルムのロールを商業的に販売していました。前世紀には、フィルム処理とカメラ機器の両方が大幅に改善されましたが、これらの同じ基本原理が今日でも写真の作成に使用されています。

原材料

フィルム

現代のフィルムは、柔軟なプラスチック表面に感光性成分をコーティングすることによって作られています。通常のフィルムロールには15もの異なる層が含まれている可能性があるため、これは複雑なプロセスです。プロセスの最初のステップは、硝酸銀とハロゲン化銀イオンから微細なハロゲン化銀結晶を成長させることです。結晶が溶液中で特定の最小サイズに成長した後、それらは分離され、ゼラチンベースに混合されます。この混合物を洗浄してナトリウム、カリウム、および硝酸イオンを除去し、得られたハロゲン化銀/ゼラチンエマルジョンを冷却してゲル化させます。この乳剤は光と温度の両方に敏感であり、注意深く保管する必要があります。乳剤は後で溶け、銀粒子は特定の波長の光に対する感度を高めるために化学薬品でコーティングされます。その溶融形態では、エマルジョンは支持構造、通常は高分子フィルム上にコーティングされます。イーストマンが使用した元のフィルムは硝酸セルロースから作られ、非常に可燃性でした。現代のフィルムは、セルローストリアセテートのような溶剤ベースの材料と、ポリエチレンテレフタレートのような押し出し材料を使用しています。これらのプラスチックは、より安全で、より強く、より化学的に安定しています。プラスチックフィルムの代わりに、特殊な写真撮影にはコート紙が使用されます。

ダゲレオタイプの写真の例。 （ミシガン州ディアボーンのヘンリーフォードMvseum＆グリーンフィールドビレッジのコレクションから。）

ダゲレオタイプは、アメリカ人が利用できる最も初期の商業写真でした。 1837年にこの写真プロセスを完成させたフランス人ルイ・ダゲールにちなんで名付けられたダゲレオタイプは、ネガなしでコーティングされた金属上に直接製造されました。

ダゲレオタイプは1800年代半ばに簡単に作られました。写真乾板は銀で面した銅で、フランネルと腐った石で磨かれ、暗室に運ばれて増感されました（臭素とヨウ素の薄層でコーティングされています）。次に、コーティングされたプレートをプレートホルダーに入れ、カメラで露光した。プレートは、約120°F（48°C）の水銀で満たされた容器に裏向きに置かれた暗い部屋で現像されました。次に、プレートをソーダの次亜硫酸塩の溶液で洗浄し、残っているヨウ素と臭化物を除去することによってプレートを固定した。その絶妙なイメージのために、プレートを洗浄し、金メッキまたは調色しました（一部は手作業で色を付けました）。

160年経った今でも、ダゲレオタイプはその鮮明さと画像の正確さで卓越しています。被験者の頭の毛を数えることができると主張する人もいれば、ダゲレオタイプがすべての線としわを不愉快に明らかにしたと不満を言う人もいました。このダゲレオタイプは、南北戦争の直前に彼女の最愛の娘と息子を思い出すために母親から依頼された可能性があります。他の人々は、これらの初期のビクトリア朝の写真で、家、農場、兄弟、労働者、有名な政治家、生きている子供や亡くなった子供、そしてわずかに覆われた売春婦さえも捕らえました。

ナンシーEVブリック

これらのプラスチックフィルムをコーティングするための一般的な方法の1つは、溶融エマルジョンを含むトラフまたはトレイにそれらを浸すことです。フィルムがトラフを出るとき、余分な液体はナイフエッジまたはエアジェットによって除去されます。別のコーティング方法は、乳剤で満たされたホッパーの下でフィルムを実行します。フィルムがホッパーの下を通過すると、乳剤がフィルムにディスペンスされます。コーティング後、乳剤はローラーでフィルム上に均一に広げられ、乳剤がゲル化する冷却チャンバーに運ばれます。最後に、フィルムは、乳剤を乾燥および硬化させる加熱チャンバーに送られます。この方法で複数の層をフィルムにコーティングすることができ、光の反射/吸収方法を制御するために特定のコーティングを追加することができます。この目的で使用される添加剤には、小さな炭素粒子、染料、またはコロイド銀が含まれます。最後の層はゼラチンのオーバーコートで、フィルムを密封し、下の層を所定の位置に保持します。一般に、乳剤の層が厚く、銀の結晶が大きいほど、画像の感光性が高くなります。光感度は、ASA（American Standards Association）評価として知られる数値によって測定されます。 ASAレーティングが低いということは、画像を記録するためにより多くの光が必要であることを意味します。数値が大きいほど、必要なものは少なくなります。たとえば、ASA値が100のフィルム（一般に100スピードフィルムと呼ばれます）は、明るい日光やフラッシュで使用するためのものです。 200や400などの高速フィルムは、屋内や曇りの日に撮影した写真に適しています。

製造後、フィルムは通常、スプールに巻かれ、耐光性の容器に包装されます。これらのコンテナは、フィルムを露光せずに開いてカメラにロードするように設計されています。

資料の作成と印刷

開発に使用される化学物質は、肉眼で見えるのに十分な大きさの銀の中心に微細な銀原子を成長させるように設計されています。これらの現像液は、還元剤、抑制剤、防腐剤で構成されています。ハイドロキノンは、白黒フィルムに使用される一般的な還元剤の1つです。臭化物イオンは一般的に抑制剤として使用され、反応を反対方向に動かします。早期酸化を防ぐために防腐剤が混合物に加えられます。この点に関しては、通常、亜硫酸ナトリウムが使用されます。

画像を印刷するには、感光性材料でコーティングされた特殊な用紙が必要です。この紙は、滑らかさと輝きが異なるさまざまなグレードで入手できます。印刷には、画像のサイズを大きくする引伸機と、画像の強度と色を制御するのに役立つ現像および調色ソリューションも必要です。上記の材料に加えて、現像および印刷操作には、トレイ、測定ガラス製品、温度計、乾燥スクリーン、タイマー、ミキシングペールおよび攪拌パドル、ペーパーカッターなどのさまざまな機器が必要です。

製造
プロセス

写真の作成には、フィルムを露光する、画像を現像する、写真を印刷するという3つの重要なステップがあります。ポラロイドフィルムやスライドフィルムなどの他のタイプの写真フィルム、およびフィルムやデジタル画像などの写真を現像する他の媒体がありますが、ここでは、35mmフィルムを写真プリントに現像する一般的なプロセスについて説明します。

露出

• 1フィルムがカメラ内にロードされると、露光の準備が整います。カメラの光学系は、レンズを通して乳剤粒子に画像の焦点を合わせます。カメラは、レンズの開口部のサイズ（絞り）と絞りが開いたままの時間（シャッタースピード）の組み合わせによって光を制御します。これらの2つの要素を変えることにより、さまざまな露出効果を実現できます。乳剤と光の反応により、フィルムに潜像が形成されます。カメラレンズの焦点距離は潜像の倍率を決定しますが、フィルムへの光の透過はレンズ光学系とフィルムの化学的性質の組み合わせに依存します。形成された画像はネガティブです。つまり、目で見たときとは逆になります。つまり、光が当たっている部分は暗く、露光されていない部分は明るく見えます。

開発

• 2露光後、フィルムは通常、現像のためにカメラから取り出されますが、特殊な自己現像フィルムを使用する特殊なポラロイドカメラがあります。このフィルムは、追加の現像処理なしで約1分で写真を作成できるという点で独特です。ただし、このフィルムで作成された画像は、標準の35mmフィルムで作成された画像よりも品質が低くなります。通常のフィルムは、画像を生成するために複雑な現像プロセスを経る必要があります。このプロセスでは、フィルムを化学現像槽に入れて、潜在性を高めます。 カメラから取り出した後、露光されたフィルムは、現像中の化学物質の溶液が入っているタンクに沈められます。このソリューションは、フィルムの露光領域と反応して、潜像の光の印象を増幅します。この段階が完了した後、溶液を注ぎ出し、フィルムの過現像を防ぐために、希酢酸からなる停止浴処理をタンクに追加します。現像を停止した後、固定液を追加して画像を固定することができます。完成したネガは、その後、洗浄およびすすぎが可能です。次に、リールをタンクから取り外し、新しいネガを吊るして乾燥させます。画像。このステップでネガティブイメージが生成され、これを使用して最終的な画像を印刷できます。

  フィルムをカメラから取り出して保護容器から取り出すときは、未露光部分がまだ光に敏感であるため、注意が必要です。フィルムは、フィルムに影響を与えない安全な赤色光で照らされた特別な暗室で取り扱われます。暗室に入ると、フィルムはキャニスターから取り出され、スプールに巻き取られ、光や物理的な損傷から保護するためにプラスチック容器に保管されます。次に、フィルムは、上記の現像化学物質の溶液を含むタンクに沈められ得る。このソリューションは、フィルムの露光領域と反応して、潜像の光の印象を増幅します。このプロセスは、使用する現像液の種類と温度、および元の光への露出のレベルに応じて、さまざまな結果を生成します。この段階が完了した後、溶液を注ぎ出し、フィルムの過現像を防ぐために、希酢酸からなる停止浴処理をタンクに追加します。現像を停止した後、固定液を追加して画像を固定することができます。完成したネガは、その後、洗浄およびすすぎが可能です。次に、リールをタンクから取り外し、新しいネガを吊るして乾燥させます。

印刷

• 3印刷は、ネガから最終的な画像を作成するプロセスです。写真が写真を撮る芸術である場合、印刷は写真を作る科学です。印刷には、ライト、ネガ、および印刷用紙が必要です。光源は引伸機で、レンズを使用してネガを通して光の焦点を合わせ、感光紙に投影します。次に、この紙のポジ画像は、ネガを現像するために上記で説明したのと同様の方法で現像されます。最後に、プリントはボール紙または他の裏打ち材に取り付けることができます。再版（同じ画像の追加の印刷）は、元のネガまたは以前に生成された印刷のいずれかから同様の方法で簡単に作成できます。

品質管理

品質管理は、写真プロセスの重要な要素です。フィルム製造中、エマルジョンコーティングは、高品質のフィルムを生成するために、縞がなく、厚さが非常に均一でなければなりません。化学的性質は非常に複雑で、高品質のフィルムを保証するように設計されています。フィルム製造プロセスの各ステップでさまざまなアッセイが採用され、完成品に欠陥がないことを確認します。画質を保証するために、現像および印刷プロセスでも同様の注意を払う必要があります。重要な懸念事項は、化学物質の適切な濃度と、現像タンクで使用される時間と温度に関連しています。溶液が適切な濃度でない場合、ネガまたは印刷された写真が処理過多または過少処理され、ゴースト画像または露出領域が過剰になる可能性があります。処理中、現像液は5°F（-15°C）以内に保つ必要があります。そうしないと、乳剤とフィルムが膨張または収縮して、画像上に不要なパターンが生成される可能性があります。

未来

写真は成熟した技術ですが、写真の撮り方は進歩し続けています。たとえば、コダックは最近、35mmフィルムの代わりにカートリッジベースを導入しました。このシステムでは、パノラマプリントまたは通常のプリントのいずれかで、同じカメラで異なる形式の写真を撮ることができます。写真の現像に使用される自動化されたプロセスも引き続き改善されており、1時間の写真処理施設が利用できるようになっています。写真の本当の未来は、画像を電子的に生成するコンピューターベースの技術であるデジタル画像の分野にあるかもしれません。将来的には、デジタル画像をキャプチャして印刷する方法は、化学印刷の品質に匹敵する可能性があります。さらに、コンピューター写真は、ほぼ瞬時の結果と画像の外観を操作する機能を提供します。