JP2012225964A - 帯電装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】帯電ローラーに対して清掃部材を精度よく位置決めし、また清掃部材が滑らかに往復移動することで、帯電ローラーに付着した汚れを均一に除去する帯電装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】帯電装置4は、感光体5を帯電させる帯電ローラー71と、帯電ローラー71の外周面に接触して帯電ローラー71をクリーニングする清掃部材81と、帯電ローラー71の回転軸74を回転可能に支持するとともに、清掃部材81の回転軸83を回転可能に支持し且つ回転軸83の方向に往復移動可能に支持する第1及び第2支持部材92、94と、を備える。清掃部材81の回転軸83の一端部には軸方向と直交する方向から所定角度傾斜したカム面75aを有するカム部材75が設けられ、第2支持部材94にはカム面75aに摺動可能に係合するガイド部材84が設けられる。
【選択図】図4

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる帯電装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、帯電ローラーを清掃する機構を有する帯電装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
従来、画像形成装置には、像担持体である感光体の表面を帯電させるために帯電装置が用いられている。帯電装置としては、感光体とコロナワイヤーを非接触に配置し、コロナ放電により感光体の表面を帯電させるコロナ帯電方式と、帯電ローラー等の帯電部材を用いて感光体の表面に接触させる接触帯電方式とが知られている。しかし、近年、人体に有害なオゾンの排出量を減らすため、オゾン排出量がより少ない接触帯電方式が採用されることが多くなっている。
このような接触帯電方式において帯電ローラーを感光体の表面に接触させる場合、感光体の表面にトナーの成分や用紙の紙粉等の異物が付着し、その異物が帯電ローラーの外周面に移動することがある。帯電ローラーの外周面に異物が付着すると、感光体の表面に帯電不良を発生させるので、印刷の画質に大きな影響を与える原因となる。このような帯電ローラーへの異物の付着を防止するため、従来から、スポンジ等の清掃部材を帯電ローラーの外周面に押圧して、帯電ローラーに付着した異物による汚れを拭き取るようにしていた。
ところが、スポンジ等の清掃部材を帯電ローラーの外周面に押圧するだけでは、帯電ローラーに部分的に拭き残しが発生し、また、帯電ローラーの回転にともなって帯電ローラーの外周面に筋状の汚れが発生し、これらに起因する帯電不良によって印刷画質に影響を与えるという問題があった。
そこで、清掃部材を帯電ローラーの外周面に接触させるとともに清掃部材を帯電ローラーの軸方向に往復移動させることによって、帯電ローラー外周面の拭き残しや筋状の汚れ等を除去するものが知られている。
例えば、特許文献1に記載の帯電装置は、帯電ローラーを回転可能に支持するとともに清掃部材を回転可能、且つ軸方向に往復移動可能に支持する支持部材を備える。支持部材は、帯電ローラーを収容しているハウジング部材の内側に感光体に向けて弾性付勢され支持される。また、清掃部材には、軸方向と直交する方向から所定角度傾斜した円板状のカム部材が設けられる。さらに、ハウジング部材の内側には、軸方向に移動しないように支持されたガイド部材が設けられ、ガイド部材は、カム部材を両側から挟み込む一対の突起を有する。従って、清掃部材が回転すると、ガイド部材によってカム部材が案内されて、カム部材を設けた清掃部材がカム部材の傾斜に応じて軸方向に沿って往復移動する。清掃部材の往復移動によって帯電ローラーの外周面が清掃される。
特開2008−89636号公報(段落[0021]、[0022]、[0033]〜[0035]、第9図)
しかしながら、上述した特許文献1に記載の定着装置は、カム部材がガイド部材に案内され、清掃部材がカム部材の傾斜に応じて軸方向に沿って往復移動するが、ガイド部材がハウジング部材に設けられる構成である。ハウジング部材が帯電ローラーに対して傾斜すると、或いはハウジング部材の捩れや撓みでハウジング部材が変形すると、ハウジング部材とともにガイド部材が所定の位置から外れることになる。ガイド部材の位置が変化すると、ガイド部材とカム部材との係合する位置が正規の位置と異なり、帯電ローラーの外周面に対して清掃部材の位置が不安定になるために、帯電ローラーの外周面が清掃されなくおそれがある。また、ガイド部材とカム部材との係合する位置がずれると、清掃部材が滑らかに往復移動し難くなるという不都合があった。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、帯電ローラーに対して清掃部材を精度よく位置決めし、また清掃部材が滑らかに往復移動することで、帯電ローラーに付着した汚れを均一に除去する帯電装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために第1の発明の帯電装置は、像担持体を帯電させる帯電ローラーと、該帯電ローラーの外周面に接触して前記帯電ローラーをクリーニングする清掃部材と、前記帯電ローラーの回転軸を回転可能に支持するとともに、前記清掃部材の回転軸を回転可能に支持し且つ回転軸方向に往復移動可能に支持する一対の支持部材と、を備え、前記清掃部材の回転軸の一端部には軸方向と直交する方向から所定角度傾斜したカム面を有するカム部材が設けられ、前記支持部材の一方には前記カム面に摺動可能に係合するガイド部材が設けられていることを特徴としている。
また、第2の発明では、上記の帯電装置において、前記ガイド部材は、前記支持部材に対して前記帯電ローラーの軸方向と直交する方向に移動可能に設けられることを特徴としている。
また、第3の発明では、上記の帯電装置において、前記支持部材は、前記帯電ローラーの軸方向と直交する方向に平行に延びる平行凸部を有し、前記ガイド部材は、前記平行凸部に係合する溝部を有することを特徴としている。
また、第4の発明では、上記の帯電装置において、前記カム部材は前記清掃部材の回転軸の径方向に環状に突出して形成され、前記ガイド部材は前記カム部材の表裏面に形成された一対のカム面を軸方向の両側から挟み込む一対の突起を有することを特徴としている。
また、第5の発明では、上記の構成の帯電装置を備えた画像形成装置である。
第1の発明によれば、清掃部材が回転駆動すると、清掃部材に設けたカム部材が回転する。カム部材は、支持部材に設けたガイド部材に係合することによって、カム部材のカム面の傾斜角に応じて軸方向に往復移動する。従って、カム部材は帯電ローラーに対して往復移動するとともに回転する。カム部材が清掃部材に設けられ、カム部材に係合するガイド部材が支持部材に設けられるので、ガイド部材とカム部材との係合する位置がずれることがなく、さらに、支持部材が帯電ローラーを支持する構成であるために、清掃部材は帯電ローラーに対して精度よく位置決めされ、また、清掃部材が滑らかに往復移動する。これによって、帯電ローラーの外周面に付着した汚れを均一に除去することができる。
本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図 実施形態に係る帯電装置を示す斜視図 実施形態に係る帯電装置の清掃部材の回転駆動機構を示す平面図 実施形態に係る帯電装置の清掃部材の往復駆動機構を示す斜視図 実施形態に係る帯電装置の清掃部材の往復駆動機構を示す平面図
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
図1は、胴内排紙方式の画像形成装置の全体構成を示す図である。画像形成装置100の下部には、カセットタイプの用紙給紙部10が配設されている。用紙給紙部10は上下2段の給紙カセット10a、10bを有し、給紙カセット10a、10bには印刷前の用紙が積載して収容されている。給紙カセット10a、10bに収容された用紙は、選択された給紙カセット10a(10b)から用紙ピックアップローラー10d(10e)により1枚ずつ繰り出され、繰り出された用紙は用紙搬送路11へと送り出される。
画像形成装置100の右側面には、手差しトレー10cが配設されている。手差しトレー10cは、給紙カセット10a、10bと異なるサイズの用紙が載置可能である。手差しトレー10cに載置された用紙は用紙搬送路11へと送り出される。
用紙搬送路11は用紙給紙部10の左方に配置されている。用紙給紙部10から送り出された用紙が、用紙搬送路11上方のレジストローラー12に搬送される。レジストローラー12は、用紙にトナー像を転写するタイミングと同期をとって、画像形成部3に向けて用紙を送り出す。
画像形成装置100の上部には原稿読取装置6が配設され、原稿読取装置6の上面には、プラテン(原稿押さえ)24が開閉可能に設けられ、さらに、プラテン24上には原稿搬送装置27が付設されている。原稿のコピーを行う場合、原稿搬送装置27に載置された原稿が1枚ずつ分離されて原稿読取部に送り出され、原稿読取装置6によって原稿の画像データが読み取られる。
画像形成装置100の略中央部には、画像形成部3が配設されている。画像形成部3は、像担持体である感光体5を備え、さらに感光体5の周辺にその回転方向(図中のA方向)に沿って順に、帯電装置4と、露光ユニット7と、現像部8と、転写ローラー13、及びクリーニング部18を備える。現像部8へのトナーの供給はトナーコンテナ9から行われる。クリーニング部18は、ブレードやブラシ或いは研磨ローラー等のクリーニング部材を有し、クリーニング部材によって感光体5の表面に残留するトナーを剥ぎ取り、回収する。
感光体5の表面が帯電装置4によって所定の極性および電位で一様に帯電されると、 露光ユニット7は、原稿読取装置6によって読み取られた原稿の画像データに基づいて、感光体5上に原稿画像の静電潜像を形成する。
現像部8は、帯電したトナーを感光体5の表面に供給し、感光体5上の静電潜像を現像してトナー像を形成する。トナー像は転写ローラー13によって用紙上に転写される。トナー像が転写された用紙は、定着部14へと搬送される。用紙にトナー像が転写された後、感光体5の表面に残留するトナーがクリーニング部18によってクリーニングされて回収され、さらに図示しない除電装置によって感光体5の表面の残留電荷が除去される。
定着部14は、熱源を内蔵する定着ローラー14aと加圧ローラー14bとを有し、トナー像を転写された用紙を定着ローラー14a及び加圧ローラー14bによって加圧加熱し、用紙上のトナー像を溶融定着させる。トナー像が定着された用紙は、排出ローラー20aによって胴内排紙部17aに排出される。
トナー像が定着された用紙は、必要に応じて、経路切り替えガイド21によって搬送方向を切り替えられ、排出ローラー20bによってスタックトレー17b上に排出される。また、両面印刷を行う場合には、胴内排紙部17aに排出させる途中において、用紙の後端が切り替えガイド21を通過したタイミングで排出ローラー20aを逆回転させて、経路切り替えガイド21、22を用紙搬送路16側に切り替える。これによって、用紙は、用紙搬送路16を通って、用紙搬送路11からレジストローラー12に搬送される。その後、画像形成部3で用紙の裏面にもトナー像が転写されると、用紙は定着部14によって再度定着され排出される。
上述の画像形成装置100に用いられる帯電装置4は、図2〜図5に示すように構成される。図2は帯電装置とその周辺を示す斜視図であり、図3は帯電装置に用いられる帯電ローラー及び清掃部材の回転駆動機構を示す平面図である。図4は清掃部材の往復駆動機構を示す斜視図であり、図5は清掃部材の往復駆動機構を示す平面図である。
図2に示すように、帯電装置4は、帯電ローラー71と、清掃部材81と、回転駆動機構97(図3参照)、及び往復駆動機構98(図4、図5参照)を備える。回転駆動機構97及び往復駆動機構98はフレーム91に取り付けられる。
フレーム91は、コ字状に形成され、その両端側にドラム支持部91cが夫々設けられ、一方のドラム支持部91cの上側には回転駆動収納部91aが設けられ、他方のドラム支持部91cの上側には往復駆動収納部91bが設けられる。回転駆動収納部91aと往復駆動収納部91bは、回転駆動収納部91a及び往復駆動収納部91bから夫々延出するリブ91dによって繋がって一体に設けられる。
ドラム支持部91cは感光体5の両端部に設けた支軸を回転可能に支持する。回転駆動収納部91aは、帯電ローラー71と清掃部材81を回転駆動させる回転駆動機構97(図3参照)を収納し、往復駆動収納部91bは、清掃部材81と軸方向に往復移動させる往復駆動機構98(図4、図5参照)を収納する。
帯電ローラー71は、金属製の芯金の周面にゴム等の弾性層を形成した導電性ゴムローラからなり、感光体5に所定のニップ圧で圧接されており、感光体5に従動回転する。また、帯電ローラー71の軸方向の両端部には、導電性を有する回転軸74(図3、図4参照)が設けられ、画像形成時、帯電ローラー71には一方の回転軸74を介して帯電バイアスが印加され、感光体5の表面を帯電させる。
清掃部材81は、帯電ローラー71に付着しているトナーや用紙の紙粉等を除去するものであり、導電性のナイロン等の樹脂でブラシ状に形成され、帯電ローラー71の回転軸74に対して平行に軸方向に延び帯電ローラー71の上方でその表面に接触している。また、清掃部材81は帯電ローラー71の軸方向に往復移動可能に支持される。尚、清掃部材81はゴムや樹脂のスポンジ状のローラーであってもよい。
図3に示すように、回転駆動機構97は、帯電ローラー71から突出する一方の回転軸74に対して回転可能に設けられるアイドルギア76と、清掃部材81から突出する一方の回転軸83に固設される清掃部材ギア77と、第1支持部材92と、圧縮コイルバネからなるバネ部材93と、を有する。
アイドルギア76は、感光体5の支軸38に固設されるドラムギア39に噛合し、ドラムギア39の回転によりアイドルギア76を介して清掃部材ギア77が回転する。また、感光体5の回転により帯電ローラー71は従動回転するが、清掃部材81と帯電ローラー71は線速差をもって回転する。
第1支持部材92は、導電性を有する合成樹脂で形成され、フレーム91に帯電ローラー71の軸方向(図3の紙面の表裏方向)及び図3の左右方向には位置決めされて支持される一方、帯電ローラー71の軸方向と直交する方向(図3の上下方向)に移動可能に支持される。また、第1支持部材92は、帯電ローラー71の回転軸74を嵌装する軸受け孔92bと、清掃部材81の回転軸83を嵌装する軸受け孔92aとを有し、第2支持部材94(図4参照)とともに、軸受け孔92bによって帯電ローラー71の回転軸74を回転可能に支持し、また、軸受け孔92aによって清掃部材81の回転軸83を回転可能且つ軸方向に往復移動可能に支持する。
バネ部材93は、第1支持部材92の上部に当接するとともにフレーム91に当接して、第1支持部材92及び回転軸74を介して帯電ローラー71を感光体5側に付勢する。また、バネ部材93は、金属線材でコイル状に形成され、図示しない装置本体の電源から給電され、第1支持部材92、回転軸74を介して帯電ローラー71に所定の電圧を印加することが可能である。
図4に示すように、往復駆動機構98は、第2支持部材94と、カム部材75と、カム部材75とともに清掃部材81を軸方向に往復移動させるガイド部材84と、圧縮コイルバネからなるバネ部材95と、を有する。
第2支持部材94は、帯電ローラー71の回転軸74を嵌装する軸受け孔94bと、清掃部材81の回転軸83を嵌装する軸受け孔94aとを有する。軸受け孔94a、94bは、互いに所定の距離だけ離間している。また、第1支持部材92(図3参照)の軸受け孔92a、92bも互いに所定の距離だけ離間していることで、清掃部材81の外周面が帯電ローラー71の外周面に常に均一に圧接する。さらに、第2支持部材94は、第1支持部材92(図3参照)とともに、軸受け孔94bによって帯電ローラー71を回転可能に支持し、また、軸受け孔94aによって清掃部材81を回転可能且つ軸方向に往復移動可能に支持する。
バネ部材95は、第2支持部材94の上部に当接するとともにフレーム91(図2参照)に当接して、第2支持部材94及び回転軸74を介して帯電ローラー71を感光体5(図2参照)側に付勢する。
また、第2支持部材94は、取り付け部94dと平行凸部94cとを有する。
取り付け部94dは、フレーム91(図2参照)に帯電ローラー71の軸方向及び図5の紙面の表裏方向には位置決めされて支持されるが、帯電ローラー71の軸方向と直交する方向(図5の上下方向)に移動可能に支持される。
バネ部材95が第2支持部材94を感光体5(図2参照)側に付勢するとともに、バネ部材93(図3参照)が第1支持部材92を感光体5(図2参照)側に付勢することによって、第1及び第2支持部材92、94に支持される帯電ローラー71は、感光体5の表面に所定のニップ圧で常に圧接されている。
平行凸部94cは、帯電ローラー71の軸方向と直交する方向(上下方向)に平行に延び、ガイド部材84を上下方向に摺動可能に支持する。
ガイド部材84は、第2支持部材94の平行凸部94cに係合する溝部84cと、カム部材75に係合する一対の突起84bとを有する。
カム部材75は、第2支持部材94に隣接して配置されるように清掃部材81の回転軸83の端部側に固着して設けられる。また、カム部材75は、回転軸83の径方向に環状に突出して形成され、突出した部分には、清掃部材81の軸方向と直交する方向から軸方向に所定角度だけ傾斜した一対のカム面75aが形成される(図5も参照)。
図5に示すように、一対のカム面75aには、ガイド部材84の一対の突起84bが係合する。一対の突起84bの間隔は両カム面75aの軸方向の幅よりも僅かに広く、一対の突起84bは両カム面75aを軸方向の両側から挟み込むように係合する。両カム面75aは、清掃部材81の軸方向と直交する方向に対する傾斜角が一定となる直線状に形成される。清掃部材81が回転軸83の回りに180度回転すると、カム面75aの直線状のカム形状に従って軸方向の一方端に移動し、さらに180度回転すると、軸方向の他方端に移動し、清掃部材81の1回転によって軸方向に1往復移動することになる。また、カム面75aの傾斜角を大きくすると、清掃部材81は比較的速く軸方向に移動し、逆に、カム面75aの傾斜角を小さくすると、清掃部材81は比較的遅く軸方向に移動するので、清掃部材81を低速、或いは高速で移動させるようにすることができる。このように、帯電ローラー71と清掃部材81との回転にともなう線速差や、帯電ローラー71の外周面に付着する汚れの程度等に応じて、適宜、カム面75aの形状を設定することができる。
カム部材75のカム面75aは、清掃部材81の軸方向と直交する方向に対して所定の角度で傾斜しているために、カム部材75の回転力によって、カム面75aに係合するガイド部材84の一対の突起84bには、清掃部材81の軸方向と直交する方向(上下方向)に負荷が作用する。この負荷による力がガイド部材84に上方向または下方向に作用する。例えば、負荷による力が上方向に作用すると、ガイド部材84の溝部84c(図4参照)が第2支持部材94の平行凸部94c係合する構成であることによって、ガイド部材84は、前記負荷による力に応じて上方向に移動する。一方、負荷による力が下方向に作用すると、ガイド部材84の溝部84cが第2支持部材94の平行凸部94cに係合する構成であることによって、ガイド部材84は、前記負荷による力に応じて下方向に移動する。ガイド部材84は第2支持部材94に対して分離した構成であり、ガイド部材84が上方向または下方向に移動しても、第2支持部材94は上下方向に移動することはない。従って、第1及び第2支持部材92、94によって支持される帯電ローラー71は、感光体5(図2参照)の表面から離間することがなく、また、感光体5の表面を余分な力で押圧することがなく、軸方向に常に均一に圧接して感光体5の表面を良好に帯電させることができる。
尚、カム部材75のカム面75aが小さい傾斜角にて構成される場合には、カム部材75の回転力によって、前記負荷による力が一対の突起84bを上下方向に移動させる程度に作用しないのであれば、ガイド部材84を第2支持部材94に一体に設ける構成、つまり、一対の突起84bは第2支持部材94に形成してもよい。
上記実施形態によれば、感光体5が回転駆動すると、ドラムギア39、アイドルギア76、清掃部材ギア77の夫々の噛み合わせによって、清掃部材81が回転する。さらに、清掃部材81の回転にともない、往復駆動機構98(図4、図5参照)のカム部材75が回転し、カム部材75のカム面75aとガイド部材84の突起84bとの係合によって、カム部材75が軸方向に移動することで、清掃部材81は、帯電ローラー71に接触しながら軸方向に往復移動するとともに帯電ローラー71に対して線速差を有して回転する。
また、上記実施形態によれば、カム部材75が清掃部材81に設けられ、カム部材75に係合するガイド部材84が第2支持部材94に設けられ、さらに、第2支持部材94が第1支持部材92とともに帯電ローラー71を支持する。
この構成によれば、ガイド部材84は、ハウジング部材等の別部材を介在させることなく、第2支持部材94に設けられているので、ガイド部材84とカム部材75との係合する位置がずれることがなく、清掃部材81は帯電ローラー71に対して精度よく位置決めされ、また、清掃部材81が滑らかに往復移動する。これによって、帯電ローラー71の外周面に付着した汚れを均一に除去することができる。
また、上記実施形態によれば、ガイド部材84の一対の突起84bがカム部材75のカム面75aを軸方向の両側から挟み込む構成であるので、カム部材75は滑らかに回転するとともに軸方向に移動し、これにともない清掃部材81は滑らかに回転及び往復移動する。
尚、上記実施形態では、カム部材75は全周に亘って突出して形成され、ガイド部材84はカム部材75を軸方向の両側から挟み込む一対の突起84bを有する構成を示したが、本発明はこれに限らず、カム部材75は所定の形状の溝にて形成し、ガイド部材84は前記溝に摺動可能に係合する凸部等のカムフォロアーを有する構成にしてもよい。この場合も上記実施形態と同様の効果を奏する。
また、上記実施形態では、ガイド部材84を第2支持部材94に対して上下方向に摺動可能とするために、第2支持部材94が平行凸部94cを有し、ガイド部材84が溝部84cを有する構成を示したが、本発明はこれに限らず、第2支持部材94は上下方向に平行に延びる溝部を有し、ガイド部材84は前記溝部に摺動可能に係合する凸部を有する構成にしてもよい。この場合も上記実施形態と同様の効果を奏する。
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる帯電装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができ、特に、帯電ローラーを清掃する機構を有する帯電装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。
4 帯電装置
5 感光体(像担持体)
38 支軸
39 ドラムギア
71 帯電ローラー
74 回転軸
75 カム部材
75a カム面
76 アイドルギア
77 清掃部材ギア
81 清掃部材
83 回転軸
84 ガイド部材
84b 突起
84c 溝部
91 フレーム
91a 回転駆動収納部
91b 往復駆動収納部
91c ドラム支持部
92 第1支持部材
92a、92b 軸受け孔
93、95 バネ部材
94 第2支持部材
94a、94b 軸受け孔
94c 平行凸部
94d 取り付け部
97 回転駆動機構
98 往復駆動機構
100 画像形成装置

Claims (5)

  1. 像担持体を帯電させる帯電ローラーと、
    該帯電ローラーの外周面に接触して前記帯電ローラーをクリーニングする清掃部材と、
    前記帯電ローラーの回転軸を回転可能に支持するとともに、前記清掃部材の回転軸を回転可能に支持し且つ回転軸方向に往復移動可能に支持する一対の支持部材と、を備え、
    前記清掃部材の回転軸の一端部には軸方向と直交する方向から所定角度傾斜したカム面を有するカム部材が設けられ、前記支持部材の一方には前記カム面に摺動可能に係合するガイド部材が設けられていることを特徴とする帯電装置。
  2. 前記ガイド部材は、前記支持部材に対して前記帯電ローラーの軸方向と直交する方向に移動可能に設けられることを特徴とする請求項1に記載の帯電装置。
  3. 前記支持部材は、前記帯電ローラーの軸方向と直交する方向に平行に延びる平行凸部を有し、前記ガイド部材は、前記平行凸部に係合する溝部を有することを特徴とする請求項2に記載の帯電装置。
  4. 前記カム部材は前記清掃部材の回転軸の径方向に環状に突出して形成され、前記ガイド部材は前記カム部材の表裏面に形成された一対のカム面を軸方向の両側から挟み込む一対の突起を有することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の帯電装置。
  5. 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の帯電装置を備えた画像形成装置。
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