(57)【要約】      （修正有）【課題】光配向における偏光子の温度上昇を抑制して、偏光子の劣化を防止することが可能な光配向装置及び光配向方法を提供する。【解決手段】第１の偏光子30aと、第１の偏光子30aと交換される第２の偏光子30ｂを準備し、第１の偏光子30aを光照射機構と光配向膜の間に設けた偏光子保持機構に保持させ、偏光子保持機構に設けた第１の温度検知機構によって第１の偏光子30aの温度を検知しながら光照射機構から光を照射し、第１の偏光子30aの温度が所定の温度に達した際には、偏光子待機機構40に待機させている第２の偏光子30ｂと交換する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光照射機構から照射される光を偏光子によって偏光して光配向膜に照射する光配向装置であって、
前記光照射機構と前記光配向膜の間に第１の偏光子を保持する偏光子保持機構と、
前記第１の偏光子と交換される第２の偏光子を待機させる偏光子待機機構と、
前記第１の偏光子と前記第２の偏光子を交換する偏光子交換機構と、
を備えることを特徴とする光配向装置。
【請求項２】
前記偏光子保持機構に保持させた前記第１の偏光子の温度を検知する第１の温度検知機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の光配向装置。
【請求項３】
前記偏光子待機機構が、冷却機構を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光配向装置。
【請求項４】
前記偏光子待機機構が、待機する前記第２の偏光子の温度を検知する第２の温度検知機構を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光配向装置。
【請求項５】
前記偏光子待機機構を２箇所以上備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光配向装置。
【請求項６】
前記偏光子保持機構が複数個の前記偏光子を保持し、
前記偏光子交換機構が、前記偏光子保持機構に保持される前記複数個の偏光子の中の１個若しくは２個以上と、前記偏光子待機機構に待機する１個若しくは２個以上の前記偏光子とを、交換することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光配向装置。
【請求項７】
光照射機構から照射される光を偏光子によって偏光して光配向膜に照射する光配向方法であって、
第１の偏光子と、前記第１の偏光子と交換される第２の偏光子を準備し、
前記第１の偏光子を前記光照射機構と前記光配向膜の間に設けた偏光子保持機構に保持させ、
前記偏光子保持機構に設けた第１の温度検知機構によって前記第１の偏光子の温度を検知しながら前記光照射機構から光を照射し、
前記第１の偏光子の温度が所定の温度に達した際には、偏光子待機機構に待機させている前記第２の偏光子と交換することを特徴とする光配向方法。
【請求項８】
前記偏光子待機機構が、冷却機構を備えており、待機する前記第２の偏光子を冷却することを特徴とする請求項７に記載の光配向方法。
【請求項９】
前記偏光子待機機構が、待機する前記第２の偏光子の温度を検知する第２の温度検知機構を備えており、
前記第２の偏光子の温度を所定の温度以下に維持することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の光配向方法。
【請求項１０】
前記偏光子待機機構を２箇所以上設け、一の前記偏光子待機機構に前記第１の偏光子と交換される前記第２の偏光子を待機させ、
前記第１の偏光子と前記第２の偏光子の交換に際しては、
前記第２の偏光子を待機させていた前記偏光子待機機構とは別の前記偏光子待機機構に前記第１の偏光子を移動させることを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の光配向方法。
【請求項１１】
前記偏光子保持機構に複数個の前記偏光子を保持させ、
前記偏光子保持機構に保持される前記複数個の偏光子の中の１個若しくは２個以上と、  前記偏光子待機機構に待機する１個若しくは２個以上の前記偏光子とを、
交換することを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の光配向方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射機構から照射される光を偏光子によって偏光して光配向膜に照射する光配向装置及び光配向方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、一般に駆動素子が形成された対向基板とカラーフィルタとを対向配置して周囲を封止し、その間隙に液晶材料を充填した構造を有する。そして、液晶材料は屈折率異方性を有しており、液晶材料に印加された電圧の方向に沿うように整列される状態と、電圧が印加されない状態との違いから、オンオフを切り替えて画素を表示することができる。ここで液晶材料を挟持する基板には、液晶材料を配向させるために配向膜が設けられている。
配向膜としては、例えば、ポリイミドに代表される高分子材料が用いたものが知られており、この高分子材料を布等により摩擦するラビング処理が施されることによって配向規制力を有するものとなる。
しかしながら、このようなラビング処理により配向規制力が付与された配向膜では、布等が異物として残存するといった問題があった。
【０００３】
これに対して直線偏光を照射することにより配向規制力を発現する配向膜、すなわち光配向膜では、上述のような布等によるラビング処理を施すことなく配向規制力を付与できるため、布等が異物として残存する不具合がないことから近年注目されている。
このような光配向膜への配向規制力付与のための直線偏光の照射方法としては、偏光子を介して露光する方法が一般的に用いられる。偏光子としては、平行に配置された複数の細線を有するものが用いられ、細線を構成する材料としては、アルミや酸化チタンが用いられている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９―２６５２９０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、上述のような光配向においては、偏光子が照射される光を吸収して高温（例えば、４００℃）になってしまう。そして、このような高温では、細線を構成する材料としてアルミを用いた偏光子においては、偏光特性の劣化が早いため量産には向かないという問題がある。一方、細線を構成する材料として酸化チタンを用いた偏光子においては、アルミを用いた偏光子よりは劣化が遅いものの、この酸化チタンを用いた偏光子はアルミを用いたものよりも高価であり、生産コストが増大化してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、光配向における偏光子の温度上昇を抑制して、偏光子の劣化を防止することが可能な光配向装置及び光配向方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、光照射機構から照射される光を偏光子によって偏光して光配向膜に照射する光配向装置であって、前記光照射機構と前記光配向膜の間に第１の偏光子を保持する偏光子保持機構と、前記第１の偏光子と交換される第２の偏光子を待機させる偏光子待機機構と、前記第１の偏光子と前記第２の偏光子を交換する偏光子交換機構と、を備えることを特徴とする光配向装置である。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る発明は、前記偏光子保持機構に保持させた前記第１の偏光子の温度を検知する第１の温度検知機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の光配向装置である。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る発明は、前記偏光子待機機構が、冷却機構を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光配向装置である。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る発明は、前記偏光子待機機構が、待機する前記第２の偏光子の温度を検知する第２の温度検知機構を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光配向装置である。
【００１１】
また、本発明の請求項５に係る発明は、前記偏光子待機機構を２箇所以上備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光配向装置である。
【００１２】
また、本発明の請求項６に係る発明は、前記偏光子保持機構が複数個の前記偏光子を保持し、前記偏光子交換機構が、前記偏光子保持機構に保持される前記複数個の偏光子の中の１個若しくは２個以上と、前記偏光子待機機構に待機する１個若しくは２個以上の前記偏光子とを、交換することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光配向装置である。
【００１３】
また、本発明の請求項７に係る発明は、光照射機構から照射される光を偏光子によって偏光して光配向膜に照射する光配向方法であって、第１の偏光子と、前記第１の偏光子と交換される第２の偏光子を準備し、前記第１の偏光子を前記光照射機構と前記光配向膜の間に設けた偏光子保持機構に保持させ、前記偏光子保持機構に設けた第１の温度検知機構によって前記第１の偏光子の温度を検知しながら前記光照射機構から光を照射し、前記第１の偏光子の温度が所定の温度に達した際には、偏光子待機機構に待機させている前記第２の偏光子と交換することを特徴とする光配向方法である。
【００１４】
また、本発明の請求項８に係る発明は、前記偏光子待機機構が、冷却機構を備えており、待機する前記第２の偏光子を冷却することを特徴とする請求項７に記載の光配向方法である。
【００１５】
また、本発明の請求項９に係る発明は、前記偏光子待機機構が、待機する前記第２の偏光子の温度を検知する第２の温度検知機構を備えており、前記第２の偏光子の温度を所定の温度以下に維持することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の光配向方法である。
【００１６】
また、本発明の請求項１０に係る発明は、前記偏光子待機機構を２箇所以上設け、一の前記偏光子待機機構に前記第１の偏光子と交換される前記第２の偏光子を待機させ、前記第１の偏光子と前記第２の偏光子の交換に際しては、前記第２の偏光子を待機させていた前記偏光子待機機構とは別の前記偏光子待機機構に前記第１の偏光子を移動させることを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の光配向方法である。
【００１７】
また、本発明の請求項１１に係る発明は、前記偏光子保持機構に複数個の前記偏光子を保持させ、前記偏光子保持機構に保持される前記複数個の偏光子の中の１個若しくは２個以上と、前記偏光子待機機構に待機する１個若しくは２個以上の前記偏光子とを、交換することを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の光配向方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光配向における偏光子の温度上昇を抑制して、偏光子の劣化を防止することが可能となる。それゆえ、細線を構成する材料としてアルミを用いた偏光子を量産に使用することも可能になり、生産コストを低く抑えることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る光配向装置の構成例について示す図
【図２】本発明に係る光配向装置の他の構成例について示す図
【図３】偏光子の保持形態の一例について示す図
【図４】図３に示す保持形態の偏光子の交換手段の一例について示す図
【図５】図３に示す保持形態の偏光子の交換手段の他の例について示す図
【図６】偏光子の保持形態の他の例について示す図
【図７】図６に示す保持形態の偏光子の交換手段の一例について示す図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明に係る光配向装置の構成例について示す図である。
図１に示す光配向装置１は、光照射機構から照射された光を偏光子によって偏光し、この偏光された光（偏光光１４）をワーク１６の上に形成された光配向膜１５に照射することで、光配向膜１５に配向規制力を付与するものである。
【００２１】
光配向装置１は、紫外光ランプ１２から構成される光照射機構と光配向膜１５の間に偏光子（第１の偏光子）を保持する偏光子保持機構１１を備えており、煩雑となるのを避けるため図示はしないが、偏光子保持機構１１に保持させた偏光子（第１の偏光子）と交換される偏光子（第２の偏光子）を待機させる偏光子待機機構と、第１の偏光子と第２の偏光子を交換する偏光子交換機構と、偏光子保持機構１１に保持させた第１の偏光子の温度を検知する第１の温度検知機構と、をさらに備えるものである。
【００２２】
なお、本明細書においては、交換される関係にある１対の偏光子のうち、一の偏光子を第１の偏光子と呼び、他の偏光子を第２の偏光子と呼ぶ。
この第１の偏光子と第２の偏光子は、同じ構成を有する偏光子であって、一方の偏光子が偏光子保持機構１１に保持されている状態においては、原則、他方の偏光子は偏光子待機機構で待機する状態になる。
【００２３】
また、光配向装置１には、光配向膜１５を形成したワーク１６を移動させる機構が備えられており、ワーク１６を移動させることにより、光配向膜１５の全面に偏光光１４を照射することができる。例えば、図１に示す例において、ワーク１６は図中右方向（図１における矢印方向）に移動する。
【００２４】
なお、図１に示す例においては、ワーク１６を矩形状の平板として示しているが、本発明において、ワーク１６の形態は、偏光光１４を照射することができるものであれば特に限定されず、例えば、ワーク１６はフィルム状の形態であっても良く、また、巻取り可能なように帯状（ウェブ状）の形態であっても良い。
【００２５】
また、紫外光ランプ１２からの光を効率良く偏光子に照射するために、光配向装置１は、紫外光ランプ１２の背面側（偏光子保持機構１１とは反対側）や側面側に紫外光を反射する反射鏡１３を有していることが好ましい。
【００２６】
また、大面積の光配向膜１５に対して効率良く配向規制力を付与するためには、図１に示すように、紫外光ランプ１２に棒状のランプを用いて、ワーク１６の移動方向（図１における矢印方向）に対して直交する方向に長い照射領域となる偏光光１４が照射されるように、光配向装置１を構成することが好ましい。
【００２７】
この場合、偏光子保持機構１１も大面積の光配向膜１５に対して偏光光１４を照射することに適した形態となるが、大面積の偏光子を製造することは、技術的にも経済的にも困難性があるため、偏光子保持機構１１内に複数個の偏光子を配置することが好ましい。
【００２８】
また、本発明に係る光配向装置は、複数個の紫外光ランプを備える構成であっても良い。
図２は、本発明に係る光配向装置の他の構成例について示す図である。
図２に示すように、光配向装置２は、２個の紫外光ランプ２２を備えており、２個の紫外光ランプ２２と光配向膜２５の間には、偏光子（第１の偏光子）を保持する偏光子保持機構２１が備えられている。また、各紫外光ランプ２２には、それぞれ反射鏡２３が備えられている。
【００２９】
このように、紫外光ランプ２２を複数個備えることにより、紫外光ランプ２２を１個備える場合よりも、ワーク２６の上に形成された光配向膜２５に照射する偏光光２４の照射量を増加させることができる。それゆえ、紫外光ランプ２２を１個備える場合よりも、ワーク２６の移動速度を大きくすることができ、その結果、生産性を向上させることができる。
【００３０】
図３は、本発明に係る光配向装置における偏光子の保持形態の一例について示す図である。より詳しくは、図３（ａ）は、保持体３２によって複数個の偏光子３１が保持された偏光子ユニット３０の概略平面図を示し、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。
【００３１】
上記のように、大面積の偏光子を製造することには、技術的にも経済的にも困難性があるため、偏光子保持機構１１内には、複数個の偏光子を平面的に配列した偏光子ユニット３０を用いることが、好ましい。
【００３２】
例えば、図１に示す光配向装置１における偏光子保持機構１１は、図３に示す偏光子ユニット３０における偏光子３１の細線が形成された面が、ワーク１６の上に形成された光配向膜１５の膜面に対して平行になるように、偏光子ユニット３０を保持する構成とすることができる。
【００３３】
図４は、図３に示す保持形態の偏光子の交換手段の一例について示す図である。
本発明に係る光配向方法においては、例えば、図４に示す例のように、第１の偏光子を有する偏光子ユニット３０ａと偏光子待機機構４０に待機させている第２の偏光子を有する偏光子ユニット３０ｂを交換する。
【００３４】
より詳しくは、例えば図１に示す光配向装置１において、第１の偏光子を有する偏光子ユニット３０ａと、偏光子ユニット３０ａと交換される第２の偏光子を有する偏光子ユニット３０ｂを準備し、偏光子ユニット３０ａを偏光子保持機構１１に保持させ、偏光子保持機構１１に設けた第１の温度検知機構によって偏光子ユニット３０ａが有する第１の偏光子の温度を検知しながら光照射機構から光を照射し、偏光子ユニット３０ａが有する第１の偏光子の温度が所定の温度に達した際には、偏光子ユニット３０ａと、偏光子待機機構４０に待機させている第２の偏光子を有する偏光子ユニット３０ｂを、交換する。
【００３５】
それゆえ、本発明によれば、光配向における偏光子の温度上昇を抑制して、偏光子の劣化を防止することが可能となる。また、細線を構成する材料としてアルミを用いた偏光子を量産に使用することも可能になり、生産コストを低く抑えることも可能となる。
【００３６】
偏光子保持機構１１に設ける第１の温度検知機構は、偏光子保持機構１１が保持する偏光子（第１の偏光子）の温度を検知できるものであれば、特に制限されず用いることができる。例えば、保持体３２に伝熱性の良い材料（例えば、銅などの金属）を用い、この保持体３２に熱電対を接触させることにより、保持体３２に保持される偏光子（第１の偏光子）の温度を、保持体３２を介して検知する機構を採用することができる。
【００３７】
なお、上記の例においては、偏光子ユニット３０ａと偏光子ユニット３０ｂの交換を判断する手法として、偏光子ユニット３０ａが有する第１の偏光子の温度を測定し、その温度が所定の温度に達した際に交換する手法を用いているが、本発明においては、これに限定されず、照射時間や処理枚数等に応じて交換しても良い。
【００３８】
上記の偏光子ユニット３０ａと偏光子ユニット３０ｂの交換後は、第２の偏光子を有する偏光子ユニット３０ｂが偏光子保持機構１１に保持されて、紫外光ランプ１２から照射された光を偏光し、この偏光された光（偏光光１４）をワーク１６の上に形成された光配向膜１５に照射することで、光配向膜１５に配向規制力を付与する。
【００３９】
一方、第１の偏光子を有する偏光子ユニット３０ａは、光配向に使用中の偏光子ユニット３０ｂが有する第２の偏光子の温度が所定の温度に達するまでは、偏光子待機機構４０で待機することになり、この第２の偏光子の温度が所定の温度に達した際には、再び、偏光子ユニット３０ｂと交換され、偏光子保持機構１１に保持されて、紫外光ランプ１２から照射された光を偏光し、この偏光された光（偏光光１４）をワーク１６の上に形成された光配向膜１５に照射することで、光配向膜１５に配向規制力を付与する。
以降、上記の偏光子ユニット３０ａと偏光子ユニット３０ｂの交換が繰り返される。
【００４０】
ここで、本発明においては、偏光子待機機構４０が冷却機構を備えており、待機する偏光子ユニットが有する偏光子を冷却することが好ましく、さらに、偏光子待機機構４０が、待機する偏光子ユニットが有する偏光子の温度を検知する第２の温度検知機構を備えており、待機する偏光子ユニットが有する偏光子の温度を所定の温度以下に維持することが好ましい。
【００４１】
偏光子待機機構４０が冷却機構を備えていれば、例えば、上記のように、第２の偏光子を有する偏光子ユニット３０ｂと交換されて、偏光子待機機構４０に待機することになった偏光子ユニット３０ａが有する第１の偏光子を、この冷却機構によって冷却することで、より短い時間で偏光子ユニット３０ａが有する第１の偏光子の温度を低くすることができるからである。
さらに、偏光子待機機構４０が第２の温度検知機構を備えていれば、偏光子待機機構４０で待機する偏光子の温度を管理でき、上記の偏光子ユニット３０ａと偏光子ユニット３０ｂの交換サイクルをより効率的に行うことで、生産性向上に寄与することができるからである。
【００４２】
上記の冷却機構としては、偏光子ユニットが有する偏光子の温度を低くすることができるものであれば、特に制限されず用いることができるが、例えば、クールプレートやエアブローを採用することができる。
【００４３】
偏光子待機機構４０に設ける第２の温度検知機構としては、偏光子待機機構４０で待機する偏光子の温度を検知できるものであれば、特に制限されず用いることができ、例えば、上記の偏光子保持機構１１に設ける第１の温度検知機構と同様に、保持体を介して偏光子の温度を検知する機構を採用することができる。
【００４４】
また、本発明においては、図５（ａ）に示すように、偏光子待機機構を２箇所以上設け、一の偏光子待機機構４０ｂに第２の偏光子を有する偏光子ユニット３０ｂを待機させておき、第１の偏光子を有する偏光子ユニット３０ａと第２の偏光子を有する偏光子ユニット３０ｂの交換に際しては、第２の偏光子を有する偏光子ユニット３０ｂを待機させていた偏光子待機機構４０ｂとは別の偏光子待機機構４０ａに第１の偏光子を有する偏光子ユニット３０ａを移動させるようにしてもよい。
【００４５】
そして、交換された第２の偏光子を有する偏光子ユニット３０ｂが光配向に用いられ、この偏光子ユニット３０ｂが有する第２の偏光子の温度が所定の温度に達した際には、図５（ｂ）に示すように、偏光子待機機構４０ａに待機して温度が低くなっている第１の偏光子を有する偏光子ユニット３０ａと交換され、以降、上記の偏光子ユニット３０ａと偏光子ユニット３０ｂの交換が繰り返される。
【００４６】
図５に示すような方法を用いる場合、偏光子待機機構の数は増えるが、偏光子ユニットの搬送経路を短くすることができ、搬送機構の簡素化や搬送時間の短縮化といった効果を奏することが可能となる。
例えば、図１に示す光配向装置１における光配向膜１５を形成したワーク１６の移動方向を、図５に示すＸ方向にし、ワーク１６の上に光配向に使用する偏光子を有する偏光子ユニットを保持する偏光子保持機構１１を配置し、その両脇（図５におけるＹ方向）に偏光子待機機構４０ａ、４０ｂを配置することで、交換の際の偏光子ユニットの搬送経路を短くすることができる。
【００４７】
また、本発明においては、偏光子保持機構に複数個の偏光子を保持させ、偏光子保持機構に保持される複数個の偏光子の中の１個若しくは２個以上と、偏光子待機機構に待機する１個若しくは２個以上の偏光子を、交換するようにしてもよい。
【００４８】
より具体的には、例えば、図６に示すように、偏光子保持機構において、偏光子５１を有する偏光子ユニットが複数個（図６に示す例において３個）支持されており、図７に示すように、その中の１個（例えば、図６に示す偏光子ユニット５０ｂ）と偏光子待機機構４０に待機する１個（例えば、図７に示す偏光子ユニット５０ｄ）を、交換するようにしてもよい。
【００４９】
ここで、図６は、本発明に係る光配向装置における偏光子の保持形態の他の例について示す図であり、より詳しくは、図６（ａ）は、偏光子保持機構において、３個の偏光子ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃが、支持枠５３によって支持されている状態の概略平面図を示し、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図を示す。なお、図６に示す各偏光子ユニット（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ）においては、それぞれの保持体５２によって複数個の偏光子５１が保持されている。
また、図７は、図６に示す保持形態の偏光子の交換手段の一例について示す図である。
【００５０】
図６及び図７に示すような方法を用いる場合、偏光子保持機構に保持される偏光子の数が多い場合でも、その一部のみを交換できるため、光配向装置１において偏光子保持機構１１に多くの偏光子を配列して大面積照射する場合でも、偏光子待機機構４０や搬送機構を小型化でき、それゆえ装置全体も小型化、簡素化することができる。
【００５１】
以上、本発明に係る光配向装置及び光配向方法について、それぞれの実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５２】
１、２  光配向装置
１１、２１ 偏光子保持機構
１２、２２  紫外光ランプ
１３、２３ 反射鏡
１４、２４ 偏光光
１５、２５ 光配向膜
１６、２６ ワーク
３０、３０ａ、３０ｂ、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ  偏光子ユニット
３１、５１  偏光子
３２、５２  保持体
４０、４０ａ、４０ｂ  偏光子待機機構
５３  支持枠
【図１】
2016133563.tif 000003
【図２】
2016133563.tif 000004
【図３】
2016133563.tif 000005
【図４】
2016133563.tif 000006
【図５】
2016133563.tif 000007
【図６】
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【図７】
2016133563.tif 000009