JP6380758B2

JP6380758B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6380758B2
Application number: JP2015039144A
Authority: JP
Inventors: 恭弘道下; 聡植村
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2018-08-29
Anticipated expiration: 2035-02-27
Also published as: JP2016161693A

Description

本発明は画像形成装置に関する。

従来より、感光体ドラムに接触してニップを形成する搬送ベルトと、感光体ドラムに対して搬送ベルトを挟んで圧接される転写ローラーとを備えた画像形成装置は知られている（例えば特許文献１参照）。転写ローラーには、シートがニップ位置を通過する際にトナーと逆極性の転写電圧が印加される。これにより、感光体ドラムに担持されたトナー像がシートに転写される。ニップ位置よりもシート搬送方向の下流側には張架ローラーが設けられている。張架ローラーは、シートが搬送ベルトから剥離する剥離位置において搬送ベルトを張架している。

上記画像形成装置において、ジャム処理時等にユーザーが感光体ドラムの表面を傷付けないように、感光体ドラムを保護するシャッターを備える場合がある（例えば、特許文献２参照）。シャッターは、画像形成装置の側面の開閉カバーの開閉動作に連動してシャッター駆動機構により駆動される。シャッター駆動機構は、開閉カバーの開動作に伴ってシャッターをドラム保護位置に移動させ、開閉カバーの閉動作に伴ってシャッターをドラム開放位置に移動させる。ドラム保護位置では、感光体ドラムの開閉カバー側がシャッターにより覆われる。

特開２００２−０３１９６０号公報特開２００６−０３０４１８号公報

しかしながら、上記特許文献１に示す画像形成装置において張架ローラーが接地されていると、シートの後端が搬送ベルトから離れる際に、シート及び搬送ベルトに保持されていた電荷（トナーの帯電極性と逆極性の電荷）が上記張架ローラーを通じてグランドへと放電されてしまう。この放電（いわゆる剥離放電）が生じると、トナーの帯電極性と逆極性の電荷によってトナー像をシートに保持することができなくなり、トナー像の一部が飛散するという問題がある。

この問題を解決するべく、上記張架ローラーに対してトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することが考えられる。これにより、シートの後端が搬送ベルトから剥離する際の剥離放電を抑制し、延いてはトナーの飛散を抑制することができる。

しかしながら、張架ローラーに対してトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加させると、トナー画像中に微量に含まれる逆帯電トナー（現像器にてトナーに付与されるべき帯電極性とは逆極性のトナー）が、張架ローラーへの印加電圧によりシートから弾かれて飛散してしまう。

この逆帯電トナーの飛散量は微量であるため機内汚染に対する影響は小さいものの、このトナーが上記特許文献２に示すような像担持体保護用のシャッター（像担持体保護部材）に付着すると、ユーザーがジャム処理等を行う際に、シャッターに付着した逆帯電トナーにより作業者の手が汚れる虞がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画像形成装置内の飛散トナーの量を抑制しつつ、像担持体保護部材に逆帯電トナーが付着するのを確実に防止しようとすることにある。

本発明の一局面に係る画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体を内部に収容する筐体と、上記筐体の側面に形成された開口部を開閉可能に覆う開閉カバーと、上記開閉カバーの開放動作に伴って、上記像担持体の上記開閉カバー側を覆う保護位置に移動し、上記開閉カバーの閉動作に伴って、上記像担持体の上記開閉カバー側を開放する開放位置に移動する像担持体保護部材と、上記像担持体と接触してニップを形成し、該ニップ位置を経由してシートを搬送する搬送ベルトと、上記トナー像を形成するトナーの帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、上記ニップ位置において上記トナー像を上記シートに転写させる転写ローラーと、上記ニップ位置よりもシート搬送方向の下流側であって上記シートが上記搬送ベルトから剥離する剥離位置において上記搬送ベルトを張架する張架ローラーと、上記張架ローラーに対して上記トナーの帯電極性と逆極性のトナー飛散抑制電圧を印加する張架ローラー電源部とを備え、上記像担持体保護部材は、上記開放位置においては、上記張架ローラーに対して上記搬送ベルトを挟んで対向して配置され、上記像担持体保護部材が上記開放位置にある状態で該像担持体保護部材に対して上記トナーの帯電極性と逆極性の保護部材電圧を印加する保護部材電源部と、上記張架ローラー電源部及び上記保護部材電源部を制御する制御部と、をさらに備え、上記制御部は、上記像担持体保護部材が上記開放位置にある状態において、少なくとも上記シートの前端が上記剥離位置に到達した時から該シートの後端が該剥離位置を通過する時までの間、上記張架ローラー電源部によって、上記張架ローラーに対してトナーの帯電極性と逆極性の上記トナー飛散抑制電圧を印加するようになっていて、上記保護部材電源部による上記像担持体保護部材への電圧印加期間を、上記張架ローラー電源部による上記張架ローラーへの電圧印加期間に一致させるように構成されている。

本発明によれば、画像形成装置内の飛散トナーの量を抑制しつつ、像担持体保護部材に逆帯電トナーが付着するのを確実に防止することができる。

図１は、実施形態における画像形成装置を示す概略図である。図２は、画像形成装置の開閉カバーが開いた状態を示す図１相当図である。図３は、転写装置の構成を示す概略図である。図４は、転写装置に接続された第一電源部〜第三電源部を制御する制御系の構成を示すブロック図である。図５は、コントローラーによる電圧印加制御の一例を示すタイムチャートである。図６は、シャッターに対する印加電圧を種々に変化させた場合の連続刷試験の結果を示す表である。図７は、他の実施形態を示す図３相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《実施形態》
図１は、本実施形態における画像形成装置１の一例であるモノクロ複写機を示している。画像形成装置１は、筐体２と画像読取部３とＡＤＦ（ａｕｔｏｍａｔｉｃｄｏｃｕｍｅｎｔｆｅｅｄｅｒ）４とを備えている。画像読取部３は筐体２の上端部に取付けられており、ＡＤＦは画像読取部３の原稿載置面を覆うように配置されている。画像読取部３は、光源、反射ミラー及びＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）等を有していて、原稿載置面にセットされた原稿の画像又はＡＤＦより供給される原稿の画像を光学的に読取る。画像読取部３は読取った原稿画像をデータ化して後述する画像形成部２０へと送信する。

上記筐体２内には、給紙部１０と画像形成部２０と定着部３０とが収容されている。給紙部１０は、筐体２の底部に設けられている。給紙部１０は、互いに重ねられた複数のシートＳを収容する給紙カセット１１と、給紙カセット１１内のシートＳを１枚ずつ取り出すピックローラー１２と、取り出されたシートＳを１枚ずつ分離して搬送路Ｔへと送り出すフィードローラ１３及びリタードローラ１４とを備えている。

画像形成部２０は、筐体２内における給紙部１０の上方に設けられている。画像形成部２０は、筐体２内に回転可能に設けられた像担持体である感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１の周囲に配置された帯電器２２、現像装置２３、転写装置２４及びクリーニング部２５と、感光体ドラム２１の上方に配置された光走査装置２６とを備えている。

定着部３０は、画像形成部２０の上方に配置されている。定着部３０は、ヒーター等の加熱手段により加熱される定着ローラー３１と定着ローラー３１に圧接される加圧ローラー３２とを有している。

画像形成部２０では、画像読取部３より画像データを受信すると、不図示のモーターにより感光体ドラム２１が回転駆動されると共に、帯電器２２によって感光体ドラム２１の表面が所定電位に帯電される。本実施形態では、帯電器２２は、感光体ドラム２１の表面を正極性に帯電させる。そうして感光体ドラム２１の表面が帯電された後、画像読取部３からの画像データに基づいて、レーザ光が光走査装置２６から感光体ドラム２１へ出射される。感光体ドラム２１の表面には、レーザ光が照射されることによって静電潜像が形成される。感光体ドラム２１上に形成された静電潜像は、現像装置２３にて帯電されたトナーにより現像されてトナー像として可視化される。本実施形態では、いわゆる反転現像によりトナー像を形成するようにしており、現像装置２３にて帯電されるトナーの帯電極性は正極性（感光体ドラム２１の表面の帯電極性と同極性）となる。尚、反転現像に限らず正規現像によりトナー像を形成するようにしてもよく、この場合、トナーの帯電極性は負極性となる。

感光体ドラム２１の表面にトナー像が形成された後、レジストローラー対１６から送出されたシートＳは、転写装置２４により感光体ドラム２１の表面に押し付けられる。そして、転写装置２４より当該シートＳに対してトナーの帯電極性と逆帯電極性（本実施形態では負極性）の転写電圧が印加されることで、感光体ドラム１６のトナー像がシートＳへ転写される。トナー像が転写されたシートＳは、定着部３０において定着ローラー３１と加圧ローラー３２とにより加熱及び加圧される。これによりトナー像がシートＳに定着する。

上記筐体２における転写装置２４の右側に位置する部分には開口部２ａが形成されている。開口部２ａは、開閉カバー６により開閉可能に閉塞されている。開閉カバー６と転写装置２４とはユニット化されている。開閉カバー６は、開口部２ａの下端縁に沿って前後方向に延びる軸部７を支点に回動可能になっている。図１は、開閉カバー６により開口部２ａが閉塞された状態を示している。この状態から開閉カバー６を軸部７を支点に右側に回動させると、図２に示すように開口部２ａが開放される。作業者は、この開口部２ａを通じてシートＳのジャム処理等を行うことができる。

感光体ドラム２１における図１の右斜め上側には、像担持体保護部材としてのシャッター２８が設けられている。シャッター２８は、開閉カバー６が開放されたときに、ユーザーが感光体ドラム２１の表面を傷付けないように感光体ドラム２１を保護する機能を有する。シャッター２８は例えばＳＵＳ等の導電性部材で構成されている。シャッター２８は、開閉カバー６の開閉動作に連動してシャッター駆動機構２７により駆動される。シャッター駆動機構２７は、開閉カバー６の開動作に伴ってシャッター２８をドラム保護位置に移動させる一方、開閉カバー６の閉動作に伴ってシャッター２８をドラム開放位置に移動させる。ドラム保護位置では、シャッター２８によって感光体ドラム２１の開閉カバー６側が覆われる（図２参照）。ドラム開放位置では、シャッター２８がドラム保護位置よりも上側に待避して感光体ドラム２１の開閉カバー６側が開放される（図１参照）。シャッター駆動機構２７は、例えばカム等を使用した機械駆動式の機構であってもよいし、開閉カバー６の開閉動作をセンサーにより検知してその検知結果を基にシャッター２８をモーターで駆動する電気駆動式の機構であってもよい。

図３に示すように、上記転写装置２４は、無端状の搬送ベルト２４１、転写ローラー２４２、上流側ローラー２４３、下流側ローラー２４４、第一電源部２４６、第二電源部２４７、及び第３電源部２４８を有している。

搬送ベルト２４１は、外周面にシートＳを静電吸着させつつシートＳを搬送する。搬送ベルト２４１の外周面は感光体ドラム２１に接触して該感光体ドラム２１との間にニップを形成している。搬送ベルト２４１は、上流側ローラー２４３及び下流側ローラー２４４に所定の張力で張架されている。搬送ベルト２４１は、不図示のモーターにより上流側ローラー２４３又は下流側ローラー２４４が回転駆動されることで図３の矢印の向きに駆動される。搬送ベルト２４１は、例えばゴム製のベルト状部材の外周面にフッ素系樹脂によるコーティングを施して形成される。

転写ローラー２４２は、感光体ドラム２１に対向して配置されている。転写ローラー２４２の外周面は搬送ベルト２４１の内周面に接している。転写ローラー２４２は、感光体ドラム２１に対して搬送ベルト２４１を挟んで所定荷重で圧接される。これにより、シートＳがニップ位置Ａ１において搬送ベルト２４１と感光体ドラム２１との間にニップされる。そして、転写ローラー２４２は、ニップ位置Ａ１を通過するシートＳに対してトナーの帯電極性と逆極性の転写電圧Ｃ１を印加することでシートＳに対してトナー像を転写させる。

上流側ローラー２４３は、ニップ位置Ａ１よりもシート搬送方向の上流側であってシートＳの前端が搬送ベルト２４１に差し掛かる搬送開始位置Ａ２において搬送ベルト２４１を張架する。上流側ローラー２４３は、金属などの導電性部材で形成されていて、軸受け等を介して接地されている。尚、本実施形態において、シートの前端、後端は、シート搬送方向におけるシートの前端、後端を意味する。

下流側ローラー（張架ローラー）２４４は、ニップ位置Ａ１よりもシート搬送方向の下流側であってシートＳの後端が搬送ベルト２４１から剥離する剥離位置Ａ３において搬送ベルト２４１を張架する。下流側ローラー２４４は、金属などの導電性部材で形成されている。

下流側ローラー２４４のシート搬送方向の下流側にはガイド部材２４５が設けられている。ガイド部材２４５は、剥離位置Ａ３において搬送ベルト２４１から離れたシートＳを定着部３０まで導く。ガイド部材は、金属などの導電性部材で構成されている。ガイド部材２４５は本実施形態では接地されている。

第一電源部２４６は、転写電圧Ｃ１と待機電圧Ｃ２とを選択的に切り替えて転写ローラー２４２へ印加する。第一電源部２４６の負極側端子は配線Ｌ１を介して転写ローラー２４２に接続され、第一電源部２４６の正極側端子は接地配線Ｇを介して接地されている。

ここで、転写電圧Ｃ１は、トナーの帯電極性と逆極性の電圧であって、感光体ドラム２１のトナー像をシートＳに転写させるための電圧である。待機電圧Ｃ２は、トナーの帯電極性と同極性の電圧であって、非画像形成時に転写ローラー２４２にトナーが付着するのを阻止するための電圧である。転写電圧Ｃ１、待機電圧Ｃ２の大きさ及び印加タイミングはコントローラー１００により制御される。

第二電源部２４７は、下流側ローラー２４４に対してトナー飛散抑制電圧Ｃ３を印加する。第二電源部２４７の負極側端子は配線Ｌ２を介して下流側ローラー２４４に接続されている。第二電源部２４７の正極側端子は接地配線Ｇを介して接地されている。

トナー飛散抑制電圧Ｃ３は、トナーの帯電極性と逆極性の電圧であって、シートＳからトナーの帯電極性と逆極性の電荷が流出するのを防止することで、シートＳが剥離位置Ａ３にて剥離する際の剥離放電を抑制し延いてはトナーの飛散を抑制する。

第三電源部２４８は、シャッター２８に対してシャッター電圧Ｃ４を印加する。第三電源部２４８の負極側端子はシャッター２８に接続されている。第三電源部２４８の正極側端子は接地配線Ｇを介して接地されている。

シャッター電圧Ｃ４は、トナーの帯電極性と逆極性の電圧であって、シートＳに担持されたトナー像に微量に含まれる逆帯電トナー（本実施形態では負極性のトナー）が飛散してシャッター２８に付着するのを抑制する。

図５は、コントローラー１００により実行される電圧印加制御の一例を示すタイムチャートである。このタイムチャートでは、２枚のシートＳに対して連続印刷を行った例を示している。画像形成装置１が印刷開始要求を受け付けると、印刷動作が開始されて感光体ドラム２１に帯電電圧が印加され、しかる後に現像部２３において現像電圧が印加される。時刻ｔ１では、画像形成装置１の印刷動作が開始するのと同時に、転写ローラー２４２に対してトナーの帯電極性と同極性（本実施形態では正極性）の待機電圧Ｃ２が印加される。時刻ｔ２では、シートＳの前端がニップ位置Ａ１に到達するのと同時に転写ローラー２４２に対してトナーの帯電極性と逆極性（本実施形態では負極性）の転写電圧Ｃ１が印加され、さらに下流側ローラー２４４に対して、トナーの帯電極性と逆極性（本実施形態では負極性）のトナー飛散抑制電圧Ｃ３が印加され、さらにシャッター２８に対してトナーの帯電極性と逆極性のシャッター電圧Ｃ４が印加される。時刻ｔ２"では、シートＳの前端が上記剥離位置Ａ３に到達する。この時点で下流側ローラー２４４には既にトナー飛散抑制電圧Ｃ３及びシャッター電圧Ｃ４が印加されている。時刻ｔ３では、シートＳの後端がニップ位置Ａ１を通過するのと同時に転写ローラー２４２に対する印加電圧が転写電圧Ｃ１から待機電圧Ｃ２に切り替わる。時刻ｔ４では、シートＳの後端が剥離位置Ａ３を通過した時に、下流側ローラー２４４に対するトナー飛散抑制電圧Ｃ３の印加が停止されると共に、シャッター２８に対するシャッター電圧Ｃ４の印加が停止される。時刻ｔ５〜ｔ７では、後続のシートＳの印刷に際して時刻ｔ２〜ｔ４と同じ処理が実行される。時刻ｔ８では、転写ローラー２４２に対する電圧の印加が停止されて印刷動作が終了する。

上記画像形成装置１では、少なくともシートＳの前端が上記剥離位置Ａ３に到達した時（時刻ｔ２"）からシートＳの後端が剥離位置Ａ３を通過する時（時刻ｔ４）までの間、下流側ローラー２４４に対してトナーの帯電極性と逆極性のトナー飛散抑制電圧Ｃ４が印加される。これにより、シートＳの後端が剥離位置Ａ３にて搬送ベルト２４１から剥離する際に、シートＳの後端からトナーの帯電極性と逆極性の電荷が下流側ローラー２４４に流出して放電するのを防止することができる。よって、トナー極性と逆極性の電荷をシートＳに保持してトナー像をシートＳに対して確実に吸着させることができる。

しかし、上述のように下流側ローラー２４４に対してトナーの帯電極性と逆極性の電圧（トナー飛散抑制電圧Ｃ３）を印加させると、トナー画像中に微量に含まれる逆帯電トナー（現像装置２３にてトナーに付与されるべき帯電極性とは逆極性のトナー）が、下流側ローラー２４４への印加電圧によりシートＳから弾かれて飛散してしまう。

この逆帯電トナーは飛散量が微量であるため機内汚染に対する影響は小さいものの、逆帯電トナーが感光体ドラム２１を保護するシャッター２８の表面に付着すると、作業者がジャム処理等を行う際に、作業者の手がシャッター２８の表面に付着したトナーで汚される虞がある。

これに対して本実施形態では、シャッター２８に対して第三電源部２４８よりトナーの帯電極性と逆極性（逆帯電トナーと同極性）のシャッター電圧Ｃ４を印加するようにしたことで、シャッター２８に逆帯電トナーが付着するのを防止することができる。

また、本実施形態では、下流側ローラー２４４に対してトナー飛散抑制電圧Ｃ３を印加する期間と、シャッター２８に対してシャッター電圧Ｃ４を印加する期間とを一致させるようにしている。これによれば、逆帯電トナーが特に飛散し易い状況下においてのみシャッター２８に対してシャッター電圧Ｃ４が印加されることとなる。したがって、印刷動作の開始時から終了時までの全期間に亘ってシャッター電圧Ｃ４を印加し続けるようにした場合に比べて、省エネ性の向上を図ることができる。

尚、図５に示すタイムチャートは一例に過ぎず、例えば、トナー飛散抑制電圧Ｃ３及びシャッター電圧Ｃ４の印加時期を時刻ｔ２よりも遅い時刻ｔ２"としてもよい。

《実施例》
図６は、上記実施形態の構成を採用した画像形成装置１による連続印刷試験の結果を示す表である。現像装置２３にてトナーに付与される帯電極性は正極性であり、その大きさは＋３０〜＋４０μＣ／ｇである。実施例１〜実施例３では、シャッター２８を導電性金属であるＳＵＳで構成し、シャッター２８に対して負極性のシャッター電圧Ｃ４を印加するようにした。比較例１及び比較例２では、シャッター２８を絶縁部材であるポリカネード及びＡＢＳ樹脂で構成し、シャッター２８に対して電圧を印加しないようにした。比較例３及び比較例４では、実施例１及び実施例２と同様にシャッター２８を導電性金属であるＳＵＳで構成し、シャッター２８に対して正極性の電圧を印加するようにした。そして、シートＳの印字率を３０％に設定して連続印刷を行い、１０Ｋ（Ｋ＝１０００）枚の印刷終了時点及び１００Ｋ枚の印刷終了時点のそれぞれにおけるシャッター２８の汚れの有無を確認した。表中の「○」は汚れが無いことを意味し、「×」は汚れが有ることを意味する。

シャッター２８に対して負極性（トナーの帯電極性と逆極性）のシャッター電圧Ｃ４を印加した場合（実施例１〜実施例３の場合）には、１００Ｋ枚の印刷終了時点において、シャッター２８にトナーが付着していないのに対して、シャッター２８に対して正極性の電圧を印加した場合及び電圧を印加しない場合には、１００Ｋ枚の印刷終了時点においてシャッター２８にトナーが付着していることがわかる。

《他の実施形態》
上記実施形態では、画像形成装置１の一例として複写機を挙げて説明を行ったが、これに限ったものではなく、画像形成装置１はプリンターや複合機（ＭＦＰ）等であってもよい。

上記実施形態では、現像剤であるトナーの極性が正極性である例ついて説明したが、これに限ったものではなく、本発明はトナーの帯電極性が負極性である場合にも適用することができる。

以上説明したように、本発明は、画像形成装置について有用である。

Ｓシート
Ａ２ニップ位置
Ａ３剥離位置
Ｓシート
１画像形成装置
６開閉カバー
２１感光体ドラム（像担持体）
２６シャッター（像担持体保護部材）
２７シャッター駆動機構
１００コントローラー（制御部）
２４１搬送ベルト
２４２転写ローラー
２４４下流側ローラー（張架ローラー）
２４７第二電源部（張架ローラー電源部）
２４８第三電源部（保護部材電源部）

Claims

トナー像を担持する像担持体を内部に収容する筐体と、
上記筐体の側面に形成された開口部を開閉可能に覆う開閉カバーと、
上記開閉カバーの開放動作に伴って、上記像担持体の上記開閉カバー側を覆う保護位置に移動し、上記開閉カバーの閉動作に伴って、上記像担持体の上記開閉カバー側を開放する開放位置に移動する像担持体保護部材と、
上記像担持体と接触してニップを形成し、該ニップ位置を経由してシートを搬送する搬送ベルトと、
上記トナー像を形成するトナーの帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、上記ニップ位置において上記トナー像を上記シートに転写させる転写ローラーと、
上記ニップ位置よりもシート搬送方向の下流側であって上記シートが上記搬送ベルトから剥離する剥離位置において上記搬送ベルトを張架する張架ローラーと、
上記張架ローラーに対して上記トナーの帯電極性と逆極性のトナー飛散抑制電圧を印加する張架ローラー電源部とを備え、
上記像担持体保護部材は、上記開放位置においては、上記張架ローラーに対して上記搬送ベルトを挟んで対向して配置され、
上記像担持体保護部材が上記開放位置にある状態で該像担持体保護部材に対して上記トナーの帯電極性と逆極性の保護部材電圧を印加する保護部材電源部と、
上記張架ローラー電源部及び上記保護部材電源部を制御する制御部と、をさらに備え、
上記制御部は、上記像担持体保護部材が上記開放位置にある状態において、少なくとも上記シートの前端が上記剥離位置に到達した時から該シートの後端が該剥離位置を通過する時までの間、上記張架ローラー電源部によって、上記張架ローラーに対してトナーの帯電極性と逆極性の上記トナー飛散抑制電圧を印加するようになっていて、上記保護部材電源部による上記像担持体保護部材への電圧印加期間を、上記張架ローラー電源部による上記張架ローラーへの電圧印加期間に一致させるように構成されている、画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、
上記像担持体保護部材は、導電性部材からなる画像形成装置。
請求項１又は２記載の画像形成装置において、
上記保護部材電圧の絶対値は上記転写電圧の絶対値よりも小さい、画像形成装置。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
上記保護部材電圧の絶対値は、上記トナー飛散抑制電圧の絶対値よりも大きい、画像形成装置。