(57)【要約】【課題】ノズル板のノズル面の周縁部を覆うためにノズル板と別部材のノズルカバー部材を設けるのでは構成が複雑になる。【解決手段】液滴を吐出するノズル４が形成されたノズル板１は、流路板２及び振動板部材３、圧電アクチュエータ１１などを収納したフレーム部材２０の開口側表面２０ａに接着剤接合され、ノズル板１の四辺の周縁部はノズル面１ａに対向する状態に折り返されている折り返し部４１とし、この折り返し部４１でノズル面１ａの周縁部を覆っている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルが形成されたノズル面を有するノズル板を有し、
前記ノズル板は、少なくとも対向する二辺の周縁部に前記ノズル面に対向する状態に折り返されている折り返し部を有し、
前記折り返し部で前記ノズル面の前記周縁部を覆っている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記ノズル板の前記折り返し部の一部は、ヘッド外周部側に折り曲げられて、前記ヘッド外周部の一部を覆っている
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記ノズル板の前記折り返し部の前記ノズル面側の端部には、ノズル面側から前記折り返し部の表面に向かって傾斜する傾斜面が形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記ノズル板の前記折り返し部と対向するノズル面との間に封止剤が介在している
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記ノズル板の前記折り返し部は、前記ノズル板の外側に向かうに従って前記折り返し部の表面が前記ノズル面から離れる傾斜面となる形状に折り返されている
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記ノズル板の前記折り返し部の表面には撥液処理が施されている
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置などの液体吐出装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からなる記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置などが知られている。
【０００３】
液体吐出ヘッドとして、ノズル面を払拭して清浄化する払拭部材（以下、「ワイパ部材」ともいう。）がノズル面のエッジによって損傷し、また媒体が直接ノズル面に接触することを低減するため、ノズル面の周縁部を覆うノズルカバー部材を備えるものが知られている（特許文献１ないし３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１４３０３号公報
【特許文献２】特開２００９−０４５８８４号公報
【特許文献３】特許第３１５１９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したようにノズル板とは別にノズル板のノズル面の周縁部を覆うノズルカバー部材を設ける構成にあっては、構成が複雑になるとともに、払拭動作などによってノズル板からの剥がれなどが生じやすくなるという課題がある。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でノズル面の周縁部を覆えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を吐出するノズルが形成されたノズル面を有するノズル板を有し、
前記ノズル板は、少なくとも対向する二辺の周縁部に前記ノズル面に対向する状態に折り返されている折り返し部を有し、
前記折り返し部で前記ノズル面の前記周縁部を覆っている
構成とした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡単な構成でノズル面の周縁部を覆うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【図２】同実施形態におけるノズル板の平面説明図である。
【図３】ノズル板周縁部とノズル面周縁部の説明に供する説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル板の平面説明図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。
【図８】本発明の第６実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。
【図９】同第６実施形態の払拭動作における作用効果の説明に供する説明図である。
【図１０】本発明に係る液体吐出装置の一例の機構部の側面説明図である。
【図１１】同機構部の要部平面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態について図１を参照して説明する。図１は同実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【００１１】
この液体吐出ヘッドは、ノズル板１と、流路板２と、振動板部材３を積層接合している。そして、振動板部材３を変位させる圧電アクチュエータ１１と、共通液室部材としてのフレーム部材２０とを備えている。
【００１２】
ノズル板１、流路板２及び振動板部材３によって、液滴を吐出する複数のノズル４に連なって通じる個別液室６、個別液室６に液体を供給する液体供給路８を形成している。
【００１３】
そして、フレーム部材２０の共通流路としての共通液室１０から振動板部材３に形成した開口部９を通じて、液体供給路８を経て複数の個別液室６に液体を供給する。
【００１４】
ここで、ノズル板１は、折り曲げ可能な部材、ここではＳＵＳなどの金属プレートを使用して、プレス加工でノズル４を形成し、流路板２と接着剤接合している。また、このノズル板１のノズル面１ａには撥液層を設けている。
【００１５】
流路板２は、単結晶シリコン基板をエッチングして、個別液室６、液体供給路８などを構成する溝部を形成している。なお、流路板２は、例えばＳＵＳ基板などの金属板を酸性エッチング液でエッチングし、あるいはプレスなどの機械加工を行って形成することもできる。
【００１６】
振動板部材３は、流路板２の個別液室６の壁面を形成する壁面部材であり、個別液室６に対応する部分は変形可能な振動領域を形成している。振動板部材３には、金属部材、樹脂部材、樹脂層と金属層の積層部材などを用いることができる。
【００１７】
そして、この振動板部材３の個別液室６とは反対側に、振動板部材３の振動領域を変形させる駆動手段（アクチュエータ手段、圧力発生手段）としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ１１を配置している。
【００１８】
この圧電アクチュエータ１１は、ベース部材１３上に接着剤接合した複数の積層型圧電部材１２を有し、圧電部材１２にはハーフカットダイシングによって溝加工して１つの圧電部材１２に対して複数の柱状圧電素子（以下、「圧電柱」という。）を所定の間隔で櫛歯状に形成している。
【００１９】
フレーム部材２０は、図示しない外部のヘッドタンクや液体カートリッジから液体が供給される共通液室１０が形成されている。
【００２０】
このフレーム部材２０には、貫通穴２１と凹部２２が設けられ、貫通穴２１ないに圧電アクチュエータ１１を収納した状態で、凹部２２内に流路板２及び振動板部材３の積層部材を収納している。そして、ノズル板１は、フレーム部材２０の凹部２２の開口側表面２０ａ全体を覆う大きさとして、フレーム部材２０の開口側表面２０ａに接着剤で接合している。
【００２１】
このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば圧電アクチュエータ１１に与える電圧を基準電位から下げることによって圧電部材１２の圧電柱が収縮し、振動板部材３の振動領域が引かれて個別液室６の容積が膨張することで、個別液室６内に液体が流入する。
【００２２】
その後、圧電部材１２の圧電柱に与える電圧を上げて圧電柱を積層方向に伸長させ、振動板部材３の振動領域をノズル４方向に変形させて個別液室６の容積を収縮させることにより、個別液室６内の液体が加圧され、ノズル４から液滴が吐出（噴射）される。
【００２３】
そして、圧電部材１２に与える電圧を基準電位に戻すことによって振動板部材３の振動領域が初期位置に復元し、個別液室６が膨張して負圧が発生し、共通液室１０から液体供給路８を通じて個別液室６内に液体が充填される。そこで、ノズル４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。
【００２４】
なお、このヘッドの駆動方法については上記の例（引き−押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。
【００２５】
次に、本実施形態におけるノズル板１について図２及び図３も参照して説明する。図２は同ヘッドのノズル板の平面説明図、図３はノズル板周縁部とノズル面周縁部の説明に供する説明図である。
【００２６】
本実施形態では、ノズル板１は、四辺の周縁部にノズル面１ａに対向する状態に折り返されている折り返し部４１を有し、折り返し部４１でノズル面１ａの周縁部を覆っている。また、折り返し部４１の表面４１ｄには撥液処理が施されていることが好ましい。ここで、折り返し部４１は、曲げ加工によって形成している。
【００２７】
ここで、図３に示すように、ノズル面１ａの周縁部は、は折り返し部４１が形成された状態で、折り返し部４１を形成する面を含まない面の周縁部をいう。また、ノズル板１の周縁部は、ノズル板１が折り返し加工される前の基材の状態であるときに、折り返し部４１を形成する面とノズル面１ａの周縁部とを合わせた部分をいうものとする。
【００２８】
このように構成したので、ノズル板１とは別部品にノズルカバー部材などの保護部材を設けることなく、簡単な構成で、ノズル板１のノズル面１ａの周縁部を覆うことができる。
【００２９】
そして、ノズル板１の折り返し部４１の外周部４１ａには曲げ加工によって生じる円弧形状部が存在している。この円弧形状によって、ノズル面１ａをワイパ部材で払拭して清掃するときにワイパ部材が損傷することを回避できる。また、ノズル面１ａ側を搬送される媒体の突入に対し、鋭利な形状が存在しないことで、ノズル板１の端部を保護することができる。
【００３０】
ここで、折り返し部４１をノズル板１で形成するとき、ノズル板１を形成する例えばＳＵＳ板の板厚は、払拭動作を行うときに段差による拭き残しを低減するためには、段差が低いほうが効果的であり、非常に薄いものが好ましい。例えば、３０μｍほどの板厚で構成されたノズル板１では、ヘミング曲げ加工によって曲げ返された折り返し部４１の段差は、３０μｍであり、別途ノズルカバー部材などの保護部品をノズル面１ａに設けるよりも段差を低減することができる。
【００３１】
また、ノズル板１の周辺部を折り返して折り返し部４１を形成しているので、ノズル面１ａの残留液体が外へ流れ出しにくくなる。つまり、払拭動作などによって液体が折り返し部４１内に入っても、その他のヘッド構成部品や接着剤などの部分には侵入しにくくなる。これにより、接着剤の劣化や構成部品の劣化などを低減でき、信頼性の低下を抑制できる。
【００３２】
また、ノズル板１の平面視におけるノズル配列方向と直交する方向の長さＬ１と、フレーム部材２０のノズル配列方向と直交する方向の長さＬ２（図１参照）との関係は、Ｌ１＞Ｌ２とし、かつ、折り返し部４１の周辺部４１ａをフレーム部材２０のノズル配列方向と直交する方向の側面２０ｂからノズル配列方向と直交する方向に突き出した状態としている。なお、図１と図２とでは縮尺が異なる。
【００３３】
これにより、ノズル配列方向と直交する方向に払拭部材で払拭を行うときに、払拭部材を最初にノズル板１の折り返し部４１の周辺部４１ａに接触させることができる。ただし、ノズル配列方向と直交する方向において、折り返し部４１の周辺部４１ａとフレーム部材２０の側面２０ｂとが、ほぼ同じ（同じを含む）になるように構成することもできる。
【００３４】
次に、本発明の第２実施形態について図４を参照して説明する。図４は同実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル板の平面説明図である。
【００３５】
本実施形態では、ノズル配列方向を払拭方向として、ノズル板１の払拭方向の両側の周縁部を折り返して折り返し部４１を形成している。
【００３６】
このようにしても、簡単な構成で、ノズル板１のノズル面１ａの払拭方向の周縁部を覆うことができる。
【００３７】
次に、本発明の第３実施形態について図５を参照して説明する。図５は同実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。
【００３８】
ノズル板１の折り返し部４１の一部は、ヘッド外周部側であるフレーム部材２０のノズル配列方向と直交する方向の側面２０ｂに倣うように折り曲げられた垂直曲げ部４１ｂとしている。そして、この垂直曲げ部４１ｂでヘッド外周部の一部であるフレーム部材２０の側面２０ｂの一部を覆っている。
【００３９】
これのように構成したので、媒体の突入や液体の回り込みに対してノズル板１とフレーム部材２０との接合界面を保護することができる。
【００４０】
なお、ここでは、垂直曲げ部４１ｂはノズル配列方向と直交する方向に設けているが、前記第１実施形態のように四辺に折り返し部４１を設ける場合には、ノズル配列方向にも垂直曲げ部４１ｂを形成することができる。
【００４１】
次に、本発明の第４実施形態について図６を参照して説明する。図６は同実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。
【００４２】
ノズル板１の折り返し部４１のノズル面１ａ側の端部には、ノズル面１ａ側から折り返し部４１の表面４１ｄに向かって傾斜する傾斜面４１ｃが形成されている。例えば、ＳＵＳ板のノズル板１を曲げ加工して折り返し部４１を形成するとき、折り返し部４１の端部稜線に面打ち加工を施して斜め形状（傾斜面４１ｃ）を形成することができる。
【００４３】
これにより、払拭部材によるノズル面１ａの清掃時に払拭部材の乗り上げ移動がスムーズになり、拭き残しが少なくなり、ノズル面を確実に清掃することができる。
【００４４】
次に、本発明の第５実施形態について図７を参照して説明する。図７は同実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。
【００４５】
ノズル板１の折り返し部４１とノズル面１ａの折り返し部４１に対向する周縁部表面との間には封止剤４２が介在している。これは、例えば、予め所定の位置に封止剤４１を塗布しておき、曲げ加工（ヘミング曲げ）によって折り返し部４１を形成することで、互いの面を密着させている。なお、封止剤は接着剤でもよい。
【００４６】
これにより、折り返し部４１とノズル面１ａとの間への液体の侵入が確実になくなり、また折り返し部４１の押し返し形状を維持できる強度を与えることができる。
【００４７】
次に、本発明の第６実施形態について図８を参照して説明する。図８は同実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。
【００４８】
ノズル板１の折り返し部４１は、曲げ角度を鋭角曲げとし、折り返し部４１の曲げによる円弧形状を大きくし、折り返し部４１の表面４１ｄをノズル板１の外側に向かうに従ってノズル面１ａから離れる傾斜面となる形状に折り返されている。なお、折り返し部４１とノズル面１ａの折り返し部４１に対向する周縁部表面との間に封止剤を充填することもできる。
【００４９】
このように構成することで、媒体搬送による突入接触に対する保護をより確実に行うことができる。
【００５０】
次に、上記第６実施形態の払拭動作における作用効果について図９も参照して説明する。図７は同説明に供する説明図である。
【００５１】
払拭部材（ワイパ部材）８０による拭き始めは折り返し部４１の周辺部４１ａにワイパ部材８０が当たるので、ワイパ部材８１がノズル板１とフレーム部材２０との接合界面に当たることが防止される。折り返し部４１の表面４１ｄが傾斜面となっていることで、ワイパ部材８１による払拭が行われると、払拭が終わった後、折り返し部４１の傾斜によって、かき集められた廃液４００はワイパ部材８０の下方へ移動が促されることになる。
【００５２】
これにより、拭き終わり時の廃液の跳ね飛びが低減され、ワイパ部材が下方に移動することで、ワイパ部材自体のクリーニング性が向上し、次回のワイピングにきれいなワイパ部材で払拭できるようになる。
【００５３】
次に、本発明に係る液体吐出装置の一例について図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は同装置の機構部の側面説明図、図１１は同機構部の要部平面説明図である。
【００５４】
この液体吐出装置は、シリアル型画像形成装置であり、左右の側板２２１Ａ、２２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド２３１、２３２でキャリッジ２３３を主走査方向に摺動自在に保持している。そして、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。
【００５５】
このキャリッジ２３３には、各色のインク滴を吐出するための本発明に係る液体吐出ヘッドからなる２つの記録ヘッド２３４ａ、２３４ｂ（以下、区別しないときは「記録ヘッド２３４」という。他の部材も同じ。）を搭載している。記録ヘッド２３４は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００５６】
記録ヘッド２３４は、それぞれ２つのノズル列を有する液体吐出ヘッドで構成される。一方の記録ヘッド２３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を吐出する。他方の記録ヘッド２３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を吐出する。なお、ここでは２ヘッド構成で４色の液滴を吐出する構成としているが、各色毎の液体吐出ヘッドを備えることもできる。
【００５７】
また、キャリッジ２３３には、記録ヘッド２３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのサブタンク２３５を搭載している。このサブタンク２３５には各色の供給チューブ２３６を介して、供給ユニット２２４によって各色のインクカートリッジ２１０から各色のインクが補充供給される。
【００５８】
一方、給紙トレイ２０２の用紙積載部２４１から用紙２４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）２４３及び給紙コロ２４３に対向する分離パッド２４４を備えている。分離パッド２４４は給紙コロ２４３側に付勢されている。
【００５９】
そして、給紙された用紙２４２を記録ヘッド２３４の下方側に送り込むために、用紙２４２を案内するガイド部材２４５と、カウンタローラ２４６と、搬送ガイド部材２４７と、先端加圧コロ２４９を有する押さえ部材２４８とを備えている。
【００６０】
そして、給送された用紙２４２を静電吸着して記録ヘッド２３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト２５１を備えている。
【００６１】
この搬送ベルト２５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２５２とテンションローラ２５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト２５１の表面を帯電させるための帯電ローラ２５６を備えている。
【００６２】
さらに、記録ヘッド２３４で記録された用紙２４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２５１から用紙２４２を分離するための分離爪２６１と、排紙ローラ２６２及び排紙コロ２６３とを備え、排紙ローラ２６２の下方に排紙トレイ２０３を備えている。
【００６３】
また、装置本体の背面部には両面ユニット２７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット２７１は搬送ベルト２５１の逆方向回転で戻される用紙２４２を取り込んで反転させて、再度、カウンタローラ２４６と搬送ベルト２５１との間に給紙する。また、この両面ユニット２７１の上面は手差しトレイ２７２としている。
【００６４】
さらに、キャリッジ２３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド２３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構２８１を配置している。この維持回復機構２８１には、記録ヘッド２３４の各ノズル面をキャッピングするためのキャップ２８２を備えている。また、維持回復機構２８１は、ノズル面をワイピングするためのワイパ部材２８３を備えている。また、維持回復機構２８１は、増粘したインクを排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け２８４などを備えている。
【００６５】
また、キャリッジ２３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘したインクを排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け２８８を配置している。この空吐出受け２８８には記録ヘッド２３４のノズル列方向に沿った開口部２８９などを備えている。
【００６６】
このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２０２から用紙２４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙２４２はガイド部材２４５で案内され、搬送ベルト２５１とカウンタローラ２４６との間に挟まれて搬送される。更に、用紙２４２の先端が搬送ガイド２３７で案内されて先端加圧コロ２４９で搬送ベルト２５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００６７】
そして、帯電した搬送ベルト２５１上に用紙２４２が給送されると、用紙２４２が搬送ベルト２５１に吸着され、搬送ベルト２５１の周回移動によって用紙２４２が副走査方向に搬送される。
【００６８】
そこで、キャリッジ２３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド２３４を駆動することにより、停止している用紙２４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙２４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙２４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙２４２を排紙トレイ２０３に排紙する。
【００６９】
このように、この画像形成装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、高画質画像を安定して形成することができる。
【００７０】
なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。また、「液体吐出装置」は画像形成装置を含み、媒体に液体を吐出する装置を意味する。
【００７１】
また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。
【００７２】
また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。
【符号の説明】
【００７３】
２  ノズル板
３  流路板
４  振動板部材
６  個別液室
１０  共通液室
１１  圧電アクチュエータ
２０  フレーム部材
４１  折り返し部
２３３  キャリッジ
２３４ａ、２３４ｂ  記録ヘッド
【図１】
2015166161.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015166161.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2015166161.tif 000013