写真処理

写真処理または写真現像は、写真フィルムまたは紙を写真露光後に処理してネガ画像またはポジ 画像を生成する化学的手段です。写真処理により、潜像が可視画像に変換され、これが永久的なものとなり、光に対して不感になります。^[1]

ゼラチン銀塩プロセスに基づくすべてのプロセスは、フィルムや印画紙のメーカーに関係なく、類似しています。例外的なバリエーションとしては、ポラロイド製のインスタントフィルムや熱現像フィルム などがあります。コダクロームにはコダック独自のK-14プロセスが必要でした。コダクロームフィルムの生産は2009年に終了し、K-14プロセスは2010年12月30日現在利用できなくなりました。^[2]イルフォクローム材料は染料破壊プロセスを使用します。フィルムに対して故意に間違ったプロセスを使用することは、クロスプロセスと呼ばれます。

すべての写真処理には一連の化学薬品槽が使用されます。処理、特に現像段階では、温度、撹拌、時間を厳密に制御する必要があります。

1. フィルムを水に浸してゼラチン層を膨張させ、その後の化学処理の作用を促進することができます。
2. 現像液は潜像を金属銀のマクロ粒子に変換します。^[3]
3. 停止浴^[a]は、通常、酢酸またはクエン酸の希釈溶液であり、現像液の作用を停止させます。代わりにきれいな水でリンスすることもできます。
4. 定着液は、残留ハロゲン化銀を溶解することで画像を恒久的かつ耐光性のあるものにします。一般的な定着液はハイポ、具体的にはチオ硫酸アンモニウムです。^[4]
5. きれいな水で洗うと、残っている定着液がすべて除去されます。残った定着液は銀画像を腐食させ、変色、シミ、色あせの原因となります。^[5]

定着液の後に ハイポクリアリング剤を使用すると、洗浄時間を短縮し、定着液をより完全に除去することができます。

1. フィルムは、均一な乾燥を促進するために非イオン性 湿潤剤の希釈溶液でリンスされ、硬水による乾燥跡が除去されます。(非常に硬水の地域では、蒸留水で事前リンスが必要になる場合があります。そうしないと、最終リンス湿潤剤によってフィルム上の残留イオン性カルシウムが溶液から抜け落ち、ネガに斑点が付く可能性があります。)
2. その後、フィルムはほこりのない環境で乾燥され、カットされて保護スリーブに入れられます。

フィルムが現像されると、ネガと呼ばれます。

ネガは印刷できます。ネガは引き伸ばし機にかけられ、印画紙の上に投影されます。引き伸ばしのプロセスでは、さまざまな手法が使用できます。引き伸ばし手法の 2 つの例として、ドッジングとバーニングがあります。

あるいは（またはさらに）、ネガを調整、レタッチ、および/または操作した後に、デジタル印刷または Web 表示用にスキャンすることもできます。

化学的な観点から見ると、従来の白黒ネガフィルムは、ハロゲン化銀を銀金属に還元する現像液で処理され、露光されたハロゲン化銀は露光されていないハロゲン化銀よりも速く還元され、銀金属画像が残ります。次に、残りのハロゲン化銀をすべて可溶性銀錯体に変換して固定し、水で洗い流します。^[6]白黒現像液の例として、ビス（4-ヒドロキシ-N-メチルアニリニウム）硫酸塩、ヒドロキノン、亜硫酸ナトリウムを含むコダックD-76があります。

グラフィックアートフィルム（リトグラフフィルムとも呼ばれ、オフセット印刷用のハーフトーン画像に変換するために使われる特殊なタイプの白黒フィルム）では、メタノールハイドロキノンと亜硫酸塩安定剤を含む現像液が使われることがある。露光されたハロゲン化銀はハイドロキノンを酸化し、次にフィルム内の核剤を酸化する。この核剤は水酸化物イオンの攻撃を受け、加水分解によって銀金属の核剤に変換され、次に露光されていないハロゲン化銀上に形成され、銀画像が作られる。次に、残りのハロゲン化銀をすべて可溶性の銀錯体に変換することでフィルムが固定される。^[6]

このプロセスにはさらに 3 つの段階があります。

1. 最初の現像液とリンス液の後に、フィルムは漂白されて現像されたネガ画像が除去されます。このネガ画像は、最初の現像ステップで形成された金属銀で構成されています。ここで使用される漂白剤は、ネガの金属銀粒子にのみ影響し、露光されていない未現像のハロゲン化銀には影響しません。フィルムには、露光も現像もされていないハロゲン化銀塩から形成された潜在的なポジ画像が含まれます。
2. フィルムは化学的に、または光にさらされることによって曇ります。
3. 残ったハロゲン化銀塩は第 2 現像液で現像され、金属銀で構成されたポジ画像に変換されます。
4. 最後に、フィルムは固定され、洗浄され、乾燥され、切断される。^[7]

発色性材料は、色素カップラーを使用してカラー画像を形成します。現代のカラーネガフィルムはC-41 プロセスで現像され、カラーネガプリント材料はRA-4 プロセスで現像されます。これらのプロセスは非常に似ていますが、最初の化学現像剤が異なります。

C-41 および RA-4 プロセスは次の手順で構成されます。

1. カラー現像液は、光にさらされたハロゲン化銀結晶を金属銀に還元することで銀ネガ画像を現像します。これは、現像液がハロゲン化銀に電子を供与して金属銀に変えるというものです。供与により現像液が酸化され、染料カップラーが活性化されて各乳剤層にカラー染料が形成されますが、これは露光されていないハロゲン化銀の周りの染料カップラーにのみ起こります。^{[8] [9]}
2. 再ハロゲン化漂白剤は現像された金属銀をハロゲン化銀に変換します。
3. 定着液は銀ハロゲン化物を可溶性の銀錯体に変換して除去し、その後洗い流して染料だけを残します。^[10]
4. フィルムは洗浄され、安定化され、乾燥され、切断される。^[11]

RA-4プロセスでは、漂白剤と定着剤が組み合わされます。これはオプションであり、処理ステップの数を減らします。^[12]

コダクロームを除く透明フィルムは、以下の段階からなる E-6 プロセスを使用して現像されます。

1. 白黒現像機で各画像層の銀を現像します。
2. 現像はリンスまたは停止浴で停止されます。
3. 反転工程でフィルムが曇ります。
4. カブったハロゲン化銀は現像され、酸化された現像主薬が各層の色素カップラーと結合します。
5. フィルムは上記のように漂白、定着、洗浄、安定化、乾燥される。^[11]

コダクロームプロセスはK-14と呼ばれています。これは非常に複雑で、白黒用に1つ、カラー用に3つの計4つの現像液が必要であり、現像段階の合間にフィルムを再露光し、それぞれが正確な濃度、温度、撹拌を持つ8つ以上の処理化学薬品タンクが必要であり、その結果、正確な化学薬品制御を備えた非常に複雑な処理装置が必要になります。^[8]

古い処理方法の中には、フィルム乳剤は処理中、通常は漂白剤の前に硬化されていました。このような硬化浴には、ホルムアルデヒドやグルタルアルデヒドなどのアルデヒドがよく使用されていました。現代の処理では、フィルム乳剤は処理薬品に耐えられるほど十分に硬化されているため、これらの硬化ステップは不要です。

典型的な発色性カラーフィルムの現像プロセスは、化学的観点から次のように説明できます。露光されたハロゲン化銀が現像液を酸化します。^[6]酸化された現像液は、露光されたハロゲン化銀結晶の近くにある分子であるカラーカップラー^{[6]と反応してカラー染料[6]}を作成し、最終的にネガ画像を作成します。その後、フィルムは漂白、定着、洗浄、安定化、乾燥されます。染料はカップラーがある場所でのみ生成されます。したがって、現像剤は露光されたハロゲン化銀からカップラーまでの短い距離を移動し、そこで染料を作成する必要があります。生成される染料の量は少なく、反応は露光されたハロゲン化銀の近くでのみ発生するため^[10]、層全体に広がることはありません。現像液はフィルム乳剤に拡散して、その層と反応します。^[10]このプロセスは、フィルム内の3色のカップラーすべて、つまりシアン（フィルムの赤感性層）、マゼンタ（緑感性層）、およびイエロー（青感性層）に対して同時に発生します。^[6]カラーフィルムには、減法混色を実行し、画像内の色を再現できるようにするための3つの層があります。

ネガとポジの両方の白黒乳剤は、さらに処理されることがあります。画像の銀は、画像の永続性を高め、美観上の理由から、セレンや硫黄などの元素と反応することがあります。このプロセスは調色と呼ばれます。

セレン調色では、画像の銀がセレン化銀に変化します。セピア調色では、画像は硫化銀に変換されます。これらの化学物質は、銀よりも大気中の酸化剤に対して耐性があります。

カラーネガフィルムを通常の白黒現像液で処理し、定着させてから塩酸と二クロム酸カリウム溶液を含む浴で漂白すると、得られたフィルムは光にさらされた後、カラー現像液で再現像され、珍しいパステルカラー効果を生み出すことができます。^{[引用が必要]}

現像する前に、フィルムをカメラから取り出し、カセット、スプール、またはホルダーから取り出して、遮光された部屋または容器に入れておく必要があります。

アマチュアによる現像では、フィルムはカメラから取り出され、完全な暗闇の中でリールに巻き取られます (通常は安全ライトを消した暗室の中、またはアームホール付きの遮光バッグの中)。リールはフィルムを螺旋状に保持し、各ループの間には隙間があるため、薬品がフィルムの表面を自由に流れます。リールは特別に設計された遮光タンク (デイライト現像タンクまたはライトトラップタンクと呼ばれる) に置かれ、最終的な洗浄が完了するまでそこに保持されます。

シートフィルムは、トレイ、ハンガー（深いタンクで使用）、または回転式処理ドラムで処理できます。各シートは、特別な要件に応じて個別に現像できます。スタンド現像、つまり攪拌せずに希釈現像液で長時間現像する方法が時々使用されます。

商業用の中央現像では、フィルムは自動的に取り出されるか、または作業員が遮光バッグに入れられたフィルムを扱い、そこから現像機に送り込まれます。現像機は通常、フィルムを連続的につなぎ合わせて連続的に稼働します。すべての処理ステップは、時間、温度、溶液の補充速度を自動的に制御した単一の現像機内で実行されます。フィルムまたはプリントは洗浄され、乾燥しており、手でカットする準備ができています。一部の最新の機械はフィルムとプリントを自動的にカットし、フレーム間のスペースが非常に狭い場合や、暗い場所で撮影した画像のようにフレームの端が不明瞭な場合は、フレームの中央を横切ってネガがカットされることがあります。代わりに、店ではミニラボを使用してフィルムを現像し、その場で自動的にプリントを作成することができます。これにより、フィルムを現像およびプリントするために遠く離れた中央施設にフィルムを送る必要がなくなります。

ミニラボで使用される現像剤の中には、安定して使用できる状態を保つために、一定時間当たりの最小処理量を必要とするものがあります。使用頻度が低いために現像剤が不安定になった場合は、完全に交換するか、補充剤を追加して現像剤を使用可能な状態に戻す必要があります。ミニラボでのフィルム現像の需要が減少していることを考慮して、一部の現像剤はこれを念頭に置いて設計されており、特別な取り扱いが必要になることがよくあります。現像剤は酸化によって損傷を受けることがよくあります。また、一貫した結果を確実にするために、現像剤は絶えず徹底的に撹拌する必要があります。現像剤の有効性（活性）は、露光前のフィルムコントロールストリップによって決定されます。^[13]

多くの写真用溶液は、化学的酸素要求量（COD）と生物学的酸素要求量（BOD）が高いです。これらの化学廃棄物は、商業ラボで COD を減らすために オゾン、過酸化物、または曝気で処理されることがよくあります。

排出された定着液とある程度のすすぎ水には、チオ硫酸銀錯イオンが含まれています。これらは遊離銀イオンより毒性がはるかに低く、下水管や処理場では硫化銀スラッジになります。ただし、排出される銀の最大濃度は、非常に厳しく規制されていることがよくあります。銀はまた、ある程度貴重な資源です。したがって、ほとんどの大規模処理施設では、排出された定着液を収集して銀を回収し、処分しています。

多くの写真用化学薬品には、 EDTA、DTPA、NTA、ホウ酸塩などの非生分解性化合物が使用されています。EDTA、DTPA、NTAは、すべての処理液、特に現像液や洗浄補助液でキレート剤として頻繁に使用されています。EDTAやその他のポリアミンポリカルボン酸は、カラー漂白液の鉄リガンドとして使用されています。これらは比較的無毒で、特にEDTAは食品添加物として認可されています。しかし、生分解性が低いため、これらのキレート剤は、水道水を採取する一部の水源で驚くほど高濃度で検出されています。^{[14] [15]} これらのキレート剤を含む水は、水処理装置やパイプから金属を浸出させる可能性があります。これは、ヨーロッパや世界の一部の地域で問題になりつつあります。^[要出典]

一般的に使用されている別の非生分解性化合物は界面活性剤です。加工されたフィルムを均一に乾燥させる一般的な湿潤剤としては、ユニオンカーバイド/ダウトリトンX-100またはオクチルフェノールエトキシレートが使用されています。この界面活性剤にはエストロゲン作用があり、哺乳類を含む生物に他の害を及ぼす可能性があることもわかっています。^{[引用が必要]}

大手メーカーは、EDTA やその他の漂白剤成分に代わる、より生分解性の高い代替品の開発を模索していましたが、デジタル時代が到来し、業界の収益性が低下しました。

ほとんどのアマチュア暗室では、フェリシアン化カリウムが一般的な漂白剤として使用されています。この化合物は廃水中で分解してシアン化ガスを放出します。^[要出典]その他の一般的な漂白剤溶液には、二クロム酸カリウム（六価クロム）または過マンガン酸カリウムが使用されています。フェリシアン化物と二クロム酸は、一部の地域では商業施設からの下水処理に関して厳しく規制されています。

ホウ酸塩、例えばホウ砂（四ホウ酸ナトリウム）、ホウ酸、メタホウ酸ナトリウムは、濃度が 100 ppm でも植物に対して有毒です。多くのフィルム現像液や定着液には、作業濃度でこれらの化合物が 1 ～ 20 g/L 含まれています。大手メーカーの非硬化性定着液のほとんどは現在ホウ酸塩フリーですが、多くのフィルム現像液は緩衝剤としてホウ酸塩をまだ使用しています。また、すべてではありませんが、一部のアルカリ性定着液の配合や製品には大量のホウ酸塩が含まれています。新製品ではホウ酸塩を段階的に廃止する必要があります。なぜなら、酸硬化性定着液を除くほとんどの写真撮影用途では、ホウ酸塩を適切な生分解性化合物で置き換えることができるためです。

現像主薬は一般にヒドロキシル化 ベンゼン化合物またはアミノ化ベンゼン化合物であり、人間や実験動物に有害です。一部は変異原性物質です。また、化学的酸素要求量 (COD) も大きいです。アスコルビン酸とその異性体、および他の同様の糖由来のレダクトン還元剤は、多くの現像主薬の有効な代替品です。これらの化合物を使用する現像主薬は、1990 年代まで米国、ヨーロッパ、日本で積極的に特許を取得していましたが、デジタル時代が始まった 1990 年代後半以降、そのような特許の数は非常に少なくなっています。

現像液は吸収樹脂を使用することで最大 70% リサイクルでき、pH、密度、臭化物レベルの定期的な化学分析のみが必要です。他の現像液ではイオン交換カラムと化学分析が必要で、最大 80% の現像液が再利用できます。漂白剤の中には完全に生分解性であるとされているものもあれば、漂白剤濃縮液をオーバーフロー (廃棄物) に追加することで再生できるものもあります。使用済みの定着液は、定着液が継続的にリサイクル (再生) される閉ループで電気分解により銀含有量の 60 ～ 90% を除去できます。安定剤にはホルムアルデヒドが含まれている場合と含まれていない場合があります。^[16]

• 写真撮影プロセスのリスト
• 霧化（写真）
• 暗室
• クロスプロセス
• カフェノール

• ロジャース、デイビッド（2007年10月）『写真の化学：古典からデジタル技術まで​​』、王立化学協会、ISBN 9780854042739、OCLC  1184188382

• コダック処理マニュアル
• 大規模な開発チャート - フィルムの現像時間
• 総合現像時間表 - メーカーのフィルム現像時間データベース
• イルフォードの白黒フィルム現像ガイド