JP3563023B2

JP3563023B2 - 湿式電子写真装置

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Publication number: JP3563023B2
Application number: JP2000295270A
Authority: JP
Inventors: 憲一高原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-09-27
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2020-09-27
Also published as: JP2002108158A; US6643485B2; US20020037181A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湿式電子写真装置に係り、特にキャリア液の回収機構を有する湿式電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体現像剤を用いた湿式電子写真装置は、乾式電子写真装置では実現できない利点を有しており、近年その価値が見直されている。
【０００３】
湿式電子写真装置は、サブミクロンサイズの極めて微細なトナー粒子を用いることが出来るため高画質を実現できること、少量のトナーで十分な画像濃度が得られるため経済的であるうえに印刷（例えばオフセット印刷）並みの質感を実現できること、比較的低温でトナーを用紙に定着出来るため省エネルギーならびに高速出力を実現できること、などが乾式電子写真装置に対して利点がある。
【０００４】
一方、従来の湿式電子写真技術にはいくつかの本質的な問題点が含まれており、そのために長い間乾式装置の独壇場を許してきた。これらの問題の一つとして、液体現像液のキャリア液の使用が挙げられる。このキャリア液は、石油系の液体が通常使用されており、石油系の液体特有な臭気があるためオフィスなどへの設置に適さなかった。
【０００５】
このようなキャリア液に関する問題に対し、例えば、特開平８−３２０６１９号公報や特開平９−１１４２５４号公報に記載の湿式画像形成装置では、感光体ドラム表面に形成されたトナー粒子からなる可視像をキャリア液中で電気泳動させて用紙に転写する方式を採用しており、用紙に転写された可視像の定着部および排紙部をカバー部材で覆って形成したキャリア液蒸気収集室内を設置し、このキャリア液収集室内において、用紙に吸収されたキャリア液を気化し、キャリア液の蒸気を含む空気をファンにより吸引・回収することでキャリア液が筐体外部へ漏出するのを防ぐ技術が開示されている。また、特公昭５８−１７９５０号公報では、排紙口を有する定着乾燥室を可及的気密構造とし、この定着乾燥室の隙間から室外に溶剤が漏れないように排気口から空気を機外に放出して定着乾燥室内部を負圧としている。
【０００６】
すなわち、従来のキャリア液の漏洩を防ぐ技術は、用紙に付着したキャリア液に関して行われているものであった。
【０００７】
一方、感光体ドラムから転写媒体への可視像の転写をトナー粒子の粘着力を利用して行うことで、転写時の画像の乱れを低減し、より精度の高い画像を得る技術が研究されている。
【０００８】
この方式においては、例えば、トナー粒子中に浸透したキャリア液以外の成分乾燥用ガスを吹き付けるなどして感光体ドラム表面から除去し、感光体ドラムと接触して配置された中間転写ローラに転写し、さらに、中間転写ローラから用紙などに可視像を接触させて転写する。この時加熱ローラを加熱するなどして、可視像を構成するトナー粒子に粘弾性を付与している。
【０００９】
この方式では、乾燥用ガスが吹き付けられる感光体ドラム表面、および加熱された中間転写ローラ表面の２箇所においてキャリア液蒸気が発生する。
【００１０】
このようなトナーの粘着力を利用した転写方式、すなわち、キャリア液の蒸気が複数箇所で発生する湿式電子写真の、キャリア液蒸気の回収方法はこれまで十分に検討されてきておらず、例えば、蒸気の発生する個所毎にキャリア液蒸気の回収機構を配置すると、湿式電子写真装置が大型化してしまうなどの問題が生じてしまう。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の液体現像技術を用いた電子写真装置においては、複数箇所でキャリア液蒸気が発生した時の、キャリア液蒸気の回収方法は十分に検討されてきておらず、例えば、キャリア液の回収個所毎に配置すると、装置の大型化を招くという問題があった。
【００１２】
本発明はこのような問題に鑑みて為されたものであり、筐体内部の複数箇所で発生するキャリア液蒸気を筐体外部へ漏出させず、かつ小型の電子写真装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の湿式電子写真装置は、静電潜像を形成する潜像保持体と、前記静電潜像が形成された前記潜像保持体表面に、トナー粒子とキャリア液とを含む液体現像剤を接触させ、前記潜像保持体表面に前記トナー粒子からなる可視像を現像する現像器と、前記現像器を経た前記潜像保持体表面に乾燥用ガスを供給し前記キャリア液を気化する送風装置と、前記現像器を経た潜像保持体表面に残存する前記キャリア液を気化し除去する加熱乾燥装置と、前記キャリア液が除去された前記可視像を前記潜像保持体表面から被転写媒体へ転写する転写装置と、送風された前記乾燥用ガスを、前記潜像保持体に沿って前記加熱乾燥装置による加熱領域に導く気体流路用カバーと、前記加熱領域に導かれ、前記気化されたキャリア液を含有したガスを吸引するキャリア液回収路とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の湿式電子写真装置は、静電潜像を形成する潜像保持体と、前記静電潜像が形成された前記潜像保持体表面に、トナー粒子とキャリア液とを含む液体現像剤を接触させ、前記潜像保持体表面に可視像を現像する現像器と、前記現像器を経た前記潜像保持体表面に乾燥用ガスを供給し前記キャリア液を気化する送風装置と、前記可視像中に残存する前記キャリア液を気化し除去する加熱乾燥装置を有し、可視像を前記潜像保持体表面から被転写媒体へ転写する転写装置と、送風された前記乾燥用ガスを、前記潜像保持体に沿って前記加熱乾燥装置による加熱領域に導く気体流路用カバーと、前記加熱領域に導かれ、前記気化されたキャリア液を含有したガスを吸引するキャリア液回収路とを有することを特徴とする。
【００１５】
前記転写装置は、前記潜像保持体表面に圧接され、前記潜像保持体表面の前記可視像が転写された中間転写媒体と、この中間転写媒体に被記録媒体を介して圧接された加圧体とを具備し、前記中間転写媒体は前記加熱乾燥装置を具備するものが使用できる。
【００１６】
前記キャリア液回収路から回収され気化された前記キャリア液を含有するガス中からキャリア液成分を除去する手段を有し、キャリア液が除去された前記ガスを前記乾燥用ガスとして再生し前記送風装置によって供給することで、より装置の小型化を達成できる。
【００１７】
また、前記転写装置によって前記可視像が転写された記録用紙を筐体外部へ排出する排紙口を有し、この排紙口から排紙される前記記録用紙の両側に前記乾燥用ガスを吸引する吸引口を設けることが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の第１の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態を示す液体現像剤を用いた湿式電子写真装置の構成概略図である。
【００２０】
まず、画像形成プロセスについて説明する。
【００２１】
湿式電子写真装置１は、装置全体を覆う筐体２９内に、矢印１０で示す方向に回転する感光体ドラム２からなる潜像保持体が配置されている。
【００２２】
感光体ドラム２の周囲には帯電チャージャ３が配置されており、この帯電チャージャ３により感光体ドラム２表面を均一に帯電している。
【００２３】
帯電された感光体ドラム２は矢印１０方向に回転し、レーザ発振器１９などの露光器により選択露光される。露光された領域のみ感光体ドラム２表面の帯電量が選択的に減衰し、その結果帯電領域（露光されなかった領域）と非帯電領域（露光された領域）とからなる静電潜像が形成される。
【００２４】
この静電潜像は、引続き現像器４によって現像される。現像器４は液体現像剤を収納する容器４−１と、感光体ドラム２と近接配置された例えばローラ状の現像電極４−２を有している。なお、液体現像剤はトナー粒子と、このトナー粒子を分散保持するキャリア液とを含有しており、この液体現像剤が液体現像剤タンク１４に所望の濃度に調整されて収納されている。液体現像剤は、この液体現像剤タンク１４と容器４−１との間を循環する。液体現像剤タンク１４から容器４−１に供給されてくる液体現像剤は、ローラ状の現像電極４−２を回転することで現像電極に付着して搬送され、感光体ドラム２に接触する。感光体ドラム２に供給された液体現像剤においては、感光体ドラム２と現像電極との間の電界に応じて液体現像剤中のトナー粒子は電気泳動し感光体ドラム２の帯電領域あるいは非帯電領域に選択的に付着する。その結果静電潜像をトナー粒子で現像した可視像の形成（現像）がなされる。
【００２５】
なお、キャリア液は、非極性でトナー粒子の分散性の良好な液体が使用され、通常アイソパー（エクソン化学社製）などの石油系溶剤が使用される。
【００２６】
また、図１に示す湿式電子写真装置においては、所定の電位が供給されたローラ状のかぶりとり電極４−３が配置されており、現像電極４−２による現像後、感光体ドラム２表面の非帯電領域に残存するトナー粒子を感光体ドラム２表面から除去している。
【００２７】
このように液体現像剤によって形成された可視像は、中間転写ローラ７に転写されるが、例えば感光体ドラム２から中間転写ローラへの転写を、トナー粒子の粘着力によって行う場合、可視像を形成するトナー粒子周辺には、トナー粒子が固化しない程度の微量なキャリア液が残存している状態にすることで、転写効率を向上させることができる。
【００２８】
そのため、現像器４の下流側で、かつ中間転写ローラ７の上流側でキャリア液の除去を行う。例えば、感光体ドラム２に接触した絞りローラ５を、接触位置で感光体ドラム２と反対方向に移動するように回転させ、物理的にキャリア液を書き落した後、感光体ドラム２表面に残存するキャリア液に吹き付けノズル１５などの送風装置から供給される乾燥用ガスを供給することでキャリア液を気化し、トナー粒子が固化しない程度の微量な量が残存する程度にまでキャリア液を気化する。
【００２９】
ここで使用される乾燥用ガスは、少なくともキャリア液の蒸気を飽和量含んだものでなければ特に限定されること無く使用でき、例えば空気などを使用することができる。また、乾燥した室温よりも高温のガスを使用することでキャリア液の乾燥をより促進させることが可能になる。
【００３０】
ここで、絞りローラ５と吹き付けノズル１５などの送風手段との２種を用いてキャリア液の除去を行ったのは、絞りローラ５のみの、物理的な処方のみでは、キャリア液を十分に除去することが困難であり、また送風手段のみでキャリア液を除去すると、キャリア液の除去に長時間が必要になってしまうためである。
【００３１】
このようにしてほとんどのキャリア液が除去された状態で、感光体ドラム２表面の可視像は中間転写ローラ７に接触し、転写される。
【００３２】
さらに中間転写ローラ７に転写された可視像は、用紙１１などの最終的な被転写媒体へ転写され、この用紙１１は筐体２９の外部へ排紙口３２から排出される。用紙１１への可視像の転写は、例えば中間転写ローラ７に用紙１１を介してバックアップローラ８を圧接配置することで行うことができる。
【００３３】
このように、中間転写ローラ７あるいはバックアップローラ８などからなる転写装置によって感光体ドラム２から可視像が最終的な被記録媒体に転写された後、感光体ドラム２表面の残留トナー粒子はクリーナー（図示せず）によって感光体ドラム２表面から除去され、次の画像形成プロセスが行われる。
【００３４】
前記中間転写ローラ７はその表面が加熱されている。中間転写ローラ７を加熱する目的は例えば２つ挙げられる。その一つは可視像を形成するトナー粒子に粘弾性を持たせ感光体ドラム２から中間転写ローラへの転写効率を向上させるためであり、もう一つは中間転写ローラ７表面の可視像中に含有されるキャリア液を気化することにある。中間転写ローラ７表面の可視像中にキャリア液が含有されていると、用紙１１に転写された可視像中にもキャリア液が浸透してしまい、その結果キャリア液が用紙１１と共に筐体２９外部へ排出されてしまう。そのため中間転写ローラを加熱し、可視像中に含まれるキャリア液を筐体内部で蒸発させることで、筐体２９外部へ用紙１１を介してのキャリア液の排出を防止できる。
【００３５】
中間転者ローラ７を加熱する加熱乾燥装置１２は、中間転写ローラに配設しても良いし、感光体内部に設置しても良い。
【００３６】
次に、筐体２９中に供給される乾燥用ガスの流れについて説明する。
【００３７】
図１に示す電子写真装置１においては、用紙１１の排出口３２近傍からポンプ（もしくはファン）２１により乾燥用ガス（空気）を吸引し、この吸引した空気を感光体ドラム２に吹き付けている。
【００３８】
また、乾燥用ガスが供給される感光体ドラム２および中間転写ローラ７間は、感光体ドラム２に沿って形成されたカバー１６で覆われており、感光体ドラム２とカバー１６で可及的な密閉空間を形成している。吹き付けノズル１５から吹き付けられた乾燥用ガスは、このカバー１６内を通って、中間転写ローラ７へ流通する。
【００３９】
前記可及的な密閉空間は、カバー１６と感光体ドラム２とで完全な密閉空間とすることが本来好ましいが、中間転写ローラ７と用紙１１とが接触する領域近傍および、感光体ドラム２表面近傍において、カバー１６との間に間隙が設けられることは許容される。可動な感光体ドラム２と固定されたカバー１６間を完全な密閉状態にすることは困難であり、また筐体２９外部に搬送される用紙１１に中間転写ローラ７を接触させる必要があるため、中間転写ローラと用紙１１とを接触させる領域近傍には間隙が必要であるからである。
【００４０】
すなわち、カバー１６は、感光体ドラム２表面、および用紙１１への転写領域において近接して配置され、その他の領域ではカバー１６外部との気体の移動のない構造をしている。
【００４１】
このような構造にすることで、吹き付けノズルから吹き付けられた領域から中間転写ローラ２が配置された領域まで、乾燥用ガスとキャリア液とを接触できるため、キャリア液に効率よく乾燥用ガスを接触させることが可能になり、ひいては可視像の乾燥を効率的に行うことが可能になる。
【００４２】
カバー１６の中間転写ローラ７近傍には、キャリア液回収路２３が設けられており、例えば吸引ポンプ（もしくはファン）２７により可及的に覆われたカバー内部の気体を回収している。すなわち、乾燥用ガスと、乾燥させることで気化したキャリア液と、中間転写ローラ７などの転写装置での加熱により気化したキャリア液とを含むガスをキャリア液回収路２３からキャリア液回収装置２５へ回収する（ただし、キャリア液回収路２３は、ポンプ２１に接続される配管とは連結されていない）。
【００４３】
キャリア液回収装置２５においては、例えばピエゾ素子などの冷却手段が配置されており、キャリア液回収装置２５内に回収されたガスを冷却し、ガス中のキャリア液の水蒸気を液化し、ガスと分離することで、ガス中のキャリア液を除去・回収する。さらにこのキャリア液成分を除去したガスは、さらにポンプ２７（あるいはファン）などによって筐体２９外部へ排出されている。
【００４４】
なお、ポンプ２１、２７のガス流通量をそれぞれＦ１、Ｆ２とした時、Ｆ１＜Ｆ２とすることが望ましい。
【００４５】
Ｆ１がＦ２以上であると、カバー１６と感光体ドラム２とで形成される可及的な密閉空間の、例えば中間転写ローラ７と用紙１１とが接触する領域近傍におけるカバー１６の間隙からガスが筐体２９内、さらには筐体２９外部へ漏出する恐れがある。
【００４６】
このような構成の湿式電子写真によれば、例えば乾燥用ガスによって発生したキャリア液蒸気の回収と中間転者ローラ７を加熱することによって発生したキャリア液蒸気の回収とを別途行った場合には２つのポンプ（あるいはファン）が必要になるのに対し、単一のポンプ２７（あるいはファン）で２箇所から発生したキャリア液蒸気を回収することが可能になり、ひいては湿式電子写真装置の小型化が可能になる。
【００４７】
図２は、図１に示す湿式電子写真装置の排紙口部の部分拡大図である。
【００４８】
筐体２９には凹部３２が形成されており、さらにこの凹部３２に排紙口３１から、搬送ローラー３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄによって用紙１１が排紙される。、排紙チャンバー３２の出口の寸法３３（面積）は排紙口３１の寸法３４（面積）に対して大きく構成されている。
【００４９】
吹き付けノズルに接続される導入配管２０の一端を、図示するように筐体２９の凹部３２に設けることで、排紙口３１から漏出されるキャリア液蒸気がオフィスなどに漏出し、環境を汚染するのを防止することができる。すなわち、配管２０から吸引することで矢印３５で示す向きの空気の流れができる。そのため、仮に、排紙口３１から筐体内部のキャリア液蒸気が漏出したとしても、矢印３５で示す流れの空気によって、キャリア液の蒸気は配管２０に吸引され、筐体内部に回収することが可能になる。
【００５０】
図３は、排紙口部の第１の変形例を示す拡大図である。
【００５１】
図３においては、排紙口３１に回転軸４０を有する排紙口蓋４１を配置している。排紙口蓋４１は湿式電子写真装置の電源がＯＮの時には、図示するように排紙口３１を開いた状態であり、電源をＯＦＦにした時には、排紙口蓋４１は回転軸４０を軸にして図中の矢印４２の方向に移動し、排紙口３１を塞ぐことで、電源がＯＦＦになっている間の筐体２９内の機密性を保つことができる。したがって、本発明により電子写真装置の電源ＯＦＦ時にも有機溶媒が機外に漏れない、環境汚染がなく安全でクリーンな電子写真装置が実現する。
【００５２】
さらに図１の排気配管２６の筐体２９外側にも排紙口蓋４１と同様な蓋を装着することで電源ＯＦＦ時に一層の効果を発揮することができる。
【００５３】
図４は、排紙口部の第２の変形例を示す拡大図であり、（ａ）は上面から、（ｂ）は側面を示す図である。
【００５４】
この変形例では、吹き付けノズルに接続された導入配管２０の一端が二又に分かれており、図示するように筐体２９の凹部３２の両側に二又に分かれた導入配管２０ａ，２０ｂが構成されている。このような構成の電子写真装置では、印刷媒体２８が排紙される際に吸引による作用力が左右均等となり、余計な力が働かない構成となる。したがって、排紙時のジャミングが防止でき、信頼性の高い電子写真装置が提供できる。図では吸引口を円形としたが、本発明は吸引口の形状にはよらず効果を発揮できるものである。また、排紙チャンバーの左右に吸引口を設けているが、排紙口の上下に吸引口を設けても同様の効果が得られる。
【００５５】
図５は、吹き付けノズル１５に接続される導入配管２０の一端を筐体２９の底部に設けた変形例を示す湿式電子写真装置の概略図である。本図においては図１と同じものは同一の符号をつけて詳しい説明は省略する。
【００５６】
湿式電子写真装置５０は、前記導入配管２０の空気取り入れ口を排紙口近傍ではなく、機体底部としたものである。本構成の湿式電子写真装置５０は、空気取り入れ口が機体底部であるため吸い込みによる騒音を低減することが可能である。
【００５７】
図６は、本発明の湿式電子写真装置の乾燥用ガスの流れの変形例を示す図である（同一符号については、図１と同様であり、説明を省く）。
【００５８】
図６に示す湿式電子写真装置６０においては、乾燥用ガスとキャリア液蒸気を含有するガスと循環させて使用している点で、図１に示す湿式電子写真装置と異なっている。すなわち、吹き付けノズルとキャリア液回収装置とを配管２４で接続し、キャリア液成分を除去した残留ガスを乾燥用ガスとして使用している。
【００５９】
溶媒回収装置でより確実にキャリア液成分を除去するには、装置の大型化や、処理時間が長くなったり、除去するためのエネルギー量が増えるなど問題が生じる。そのため、図１に示す湿式電子写真装置においてはキャリア液回収装置から筐体外部に排出されるガス中から完全にキャリア液成分を除去することは極めて困難である。
【００６０】
図６に示す湿式電子写真装置では、キャリア液回収装置を経たガスも筐体２９の外部へ放出しないために、完全にキャリア液回収装置内で除去する必要がなくなる。そのために、キャリア液回収装置への負荷を低減でき、キャリア液回収装置の簡略化、小型化などを達成することが可能になる。
【００６１】
また、キャリア液回収装置を経たガスも筐体２９の外部へ放出しないために、筐体外部へのキャリア液成分の漏出をより低減することが可能になるという利点もある。
【００６２】
さらに、乾燥用ガスを吹き付けノズルに供給するためのポンプと、カバー１６内のキャリア液の蒸気を含有するガスをキャリア液回収装置に吸引するためのポンプとを共用することができるために、図１に示す湿式電子写真装置に比べて小型化が可能になる。
【００６３】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、筐体内部で発生したキャリア液蒸気の漏出を抑え、かつ小型の電子写真装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の湿式電子写真装置の第１の実施形態を示す概略構成図。
【図２】本発明の湿式電子写真装置の排紙口近傍の部分拡大図。
【図３】本発明の湿式電子写真装置の排紙口近傍の変形例を示す部分拡大図。
【図４】本発明の湿式電子写真装置の排紙口近傍の別の変形例を示す部分拡大図。
【図５】本発明の湿式電子写真装置の第２の実施形態を示す概略構成図。
【図６】本発明の湿式電子写真装置の第３の実施形態を示す概略構成図
【符号の説明】
１、５０，６０…電子写真装置
２…感光体ドラム
３…帯電チャージャー
４…現像器
４−１…容器
４−２…現像電極
４−３…かぶりとりローラ
５…接触絞りローラー
７…中間転写ローラー
８…バックアップローラ
１１…用紙
１５…乾燥用吹き付けノズル
１６…カバー
２１、２７…ポンプ
２５…キャリア液回収装置

Claims

静電潜像を形成する潜像保持体と、
前記静電潜像が形成された前記潜像保持体表面に、トナー粒子とキャリア液とを含む液体現像剤を接触させ、前記潜像保持体表面に前記トナー粒子からなる可視像を現像する現像器と、
前記現像器を経た前記潜像保持体表面に乾燥用ガスを供給し前記キャリア液を気化する送風装置と、
前記現像器を経た潜像保持体表面に残存する前記キャリア液を気化し除去する加熱乾燥装置と、
前記キャリア液が除去された前記可視像を前記潜像保持体表面から被転写媒体へ転写する転写装置と、
送風された前記乾燥用ガスを、前記潜像保持体に沿って前記加熱乾燥装置による加熱領域に導く気体流路用カバーと、
前記加熱領域に導かれ、前記気化されたキャリア液を含有したガスを吸引するキャリア液回収路とを有することを特徴とする湿式電子写真装置。
静電潜像を形成する潜像保持体と、
前記静電潜像が形成された前記潜像保持体表面に、トナー粒子とキャリア液とを含む液体現像剤を接触させ、前記潜像保持体表面に可視像を現像する現像器と、
前記現像器を経た前記潜像保持体表面に乾燥用ガスを供給し前記キャリア液を気化する送風装置と、
前記可視像中に残存する前記キャリア液を気化し除去する加熱乾燥装置を有し、可視像を前記潜像保持体表面から被転写媒体へ転写する転写装置と、
送風された前記乾燥用ガスを、前記潜像保持体に沿って前記加熱乾燥装置による加熱領域に導く気体流路用カバーと、
前記加熱領域に導かれ、前記気化されたキャリア液を含有したガスを吸引するキャリア液回収路とを有することを特徴とする湿式電子写真装置。
前記転写装置は、前記潜像保持体表面に圧接され、前記潜像保持体表面の前記可視像が転写された中間転写媒体と、この中間転写媒体に被記録媒体を介して圧接される加圧体とを具備し、前記中間転写媒体は前記加熱乾燥装置を具備することを特徴とする請求項１あるいは２記載の湿式電子写真装置。
前記キャリア液回収路から回収され気化された前記キャリア液を含有する前記ガス中からキャリア液成分を除去する手段を有し、キャリア液が除去された前記ガスを前記乾燥用ガスとして再生し前記送風装置によって供給することを特徴とする請求項１あるいは２記載の湿式電子写真装置。
前記転写装置によって前記可視像が転写された記録用紙を筐体外部へ排出する排紙口を有し、この排紙口から排紙される前記記録用紙の両側に前記乾燥用ガスを吸引する吸引口を設けたことを特徴とする請求項１あるいは２記載の湿式電子写真装置。