JP3028946B1 - 現像液回収装置及び湿式電子写真装置 - Google Patents

現像液回収装置及び湿式電子写真装置

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JP3028946B1
JP3028946B1 JP10266551A JP26655198A JP3028946B1 JP 3028946 B1 JP3028946 B1 JP 3028946B1 JP 10266551 A JP10266551 A JP 10266551A JP 26655198 A JP26655198 A JP 26655198A JP 3028946 B1 JP3028946 B1 JP 3028946B1
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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Abstract

【要約】 【課題】 ハロゲンサイクルを維持しつつ表面温度を低
下させることができるハロゲンランプ、現像液を熱で気
化させて回収する際に発火を防止して安全に回収するこ
とができる現像液回収装置及び湿式電子写真装置を提供
する。 【解決手段】 内部にハロゲンガスを封入し、外部と電
気的に接続されたタングステンフィラメント22を内蔵
する内側ガラス管21を備えるハロゲンランプ本体2
と、内側ガラス管21と離間してハロゲンランプ本体2
を封入している外側ガラス管3とを備える2重管構造の
ハロゲンランプ1を熱源として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、現像液回収装置及
び湿式電子写真装置に関し、特に、現像液の溶剤を熱で
気化させて回収する際に発火を防止して安全に回収する
ことを目的とした現像液回収装置及び湿式電子写真装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真法で複写物を得る場合、乾式法
と湿式法とがあり、特に忠実な複写物を得たいときは、
微細なトナーが溶剤中に分散されている液体現像液を用
いる湿式電子写真法が一般的に使用される。
【0003】この湿式電子写真法を用いる湿式電子写真
装置の概略を図2に示す。この湿式電子写真装置100
は、図示しない原稿読み取り装置で原稿から反射された
露光光Lが感光体ドラム101に向けて照射され、感光
体ドラム101上に原稿の静電潜像が形成される。この
感光体ドラム101は、静電潜像が形成される前に、表
面に帯電チャージャ103により正極性に帯電されてい
る。そして、現像ローラ104を介して現像液が感光体
ドラム101に供給され、負極性に帯電したトナーが静
電画像に付着することにより可視像が得られる。
【0004】可視化された画像中のインクは、固形分比
が低いため、そのまま紙に転写することができない。転
写するためには一度感光体ドラム101上で固形インク
成分だけを選択的に残留させ、不要な溶剤を取り除き、
画像をフィルム状にする必要がある。そのため、現像液
回収装置200が設けられている。
【0005】この現像液回収装置200で感光体ドラム
101上の溶剤を除去し、その後、転写チャージ105
で紙102と感光体ドラム101とを密着させると共
に、正極性の電荷が印加されることにより紙102にト
ナー像が転写される。トナー像が転写された紙102は
熱ローラ対106、107を備えた定着部でトナーが定
着され、複写が完成する。
【0006】上記現像液回収装置200は、図3に示す
ように、感光体ドラム101と接触して回転する溶剤回
収ローラ201と、この溶剤回収ローラ201と接触し
て回転する2つのヒートローラ202と、これらの溶剤
回収ローラ201とヒートローラ202を覆って密封さ
れた空間を形成するマニホールド203と、マニホール
ド203内の空気を吸引する図示しない空気ポンプと、
この吸引装置により吸引された溶剤を含む空気から溶剤
を除去する図示しない溶剤回収部とを備えている。
【0007】表面にシリコンゴム材等からなるローラー
材で被覆された溶剤回収ローラ201が、感光体ドラム
101と接触して、感光体ドラム101上の溶剤だけの
成分をローラー材の毛細管現象の原理により吸収する。
溶剤を吸収して膨潤したローラ材は回転してヒートロー
ラ202に接触する。ハロゲンランプなどの発熱源を内
蔵するヒートローラ202は、ローラー材を80〜10
0℃程度に加熱し、溶剤吸収ローラ201に吸収されて
いた溶剤をマニホールド203内に気化させる。そし
て、マニホールド203に接続されている空気ポンプ
が、マニホールド203内の空気を吸引して溶剤回収部
に導き、空気中に含まれる溶剤を回収できるようになっ
ている。このようにして、感光体ドラム101に供給さ
れた現像液中の溶剤が回収されるようになっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た現像液回収装置を備える湿式電子写真装置では、安全
上問題があった。即ち、発火する最低の蒸気濃度である
燃焼範囲下限濃度は、現像液に用いられているイソパラ
フィン系の溶剤の場合、約15000ppm程度であ
る。また、この溶剤の自己発火温度は204℃である。
したがって、蒸気濃度がこれより高くなり、かつ、溶剤
を含む空気がこの温度より高い部品に接すると、発火を
生じるおそれがある。
【0009】ヒートローラに内蔵されるハロゲンランプ
は、ガラス管の中にタングステンフィラメントとハロゲ
ンガスを封入し、タングステンフィラメントに電流を流
して発熱させて発光させると共に、ハロゲンサイクルに
よりタングステンフィラメントの寿命を長くするように
なっている。
【0010】ハロゲンサイクルを阻害させないために、
ランプの表面温度に対しては、下限温度、一般的には2
00〜250℃に維持しなければならない。そのため、
ハロゲンランプでは、ランプの表面温度が溶剤の自己発
火温度より高くなる場合がある。
【0011】もし、マニホールド内の空気を吸引するエ
アーポンプなどが故障し、かつ、マニホールドの密閉性
が損なわれるような装置の異常が発生し、ハロゲンラン
プ表面が高濃度の溶剤に曝されると、発火現象が起きる
可能性がある。
【0012】そのため、ハロゲンランプを使用する場合
は、熱に対する配慮が必要で、コンタクトガラス、周辺
部品、及びランプ封止部の加熱に対して冷却が必要にな
っている。
【0013】実際の装置では、ヒートローラの温度はサ
ーミスタにより表面温度が検出され、設定温度のガイド
ラインによって制御され、溶剤の自己発火温度未満にな
るように制御されるが、ハロゲンランプ本体の表面温度
を下げられれば、より安全性が増す。
【0014】本発明は上記問題点にかんがみてなされた
ものであり、ハロゲンサイクルを維持しつつ表面温度を
低下させることができるハロゲンランプ、現像液を熱で
気化させて回収する際に発火を防止して安全に回収する
ことができる現像液回収装置及び湿式電子写真装置を提
供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の現像液回収装置は、他の部材に付着
している溶剤を吸収する溶剤吸収ローラと、発熱体を内
蔵し、前記溶剤吸収ローラと接触しながら前記溶剤回収
ローラを加熱して前記溶剤を蒸発させるヒートローラ
と、前記溶剤吸収ローラと前記ヒートローラとを密封
し、前記蒸発した溶剤を溶剤回収装置に導くマニホール
ドとを備える現像液回収装置において、前記ヒートロー
ラが、内部にハロゲンガスを封入し、タングステンフィ
ラメントを内蔵する内側ガラス管を備えるハロゲンラン
プ本体と、前記内側ガラス管と離間して前記ハロゲンラ
ンプ本体を封入している外側ガラス管と、この外側ガラ
ス管の両端部に設けられ、前記ハロゲンランプ本体の両
端部から突出する前記ダングステンフィラメントと前記
外側ガラス管の両端外側に位置するリード線とを接続す
る口金部とを備えた構成としてある。
【0016】 このような構成の発明によれば、ヒートロ
ーラとして二重管構造のハロゲンランプを用いているの
で、内管のハロゲンランプの表面温度をハロゲンサイク
ルを維持できるような温度に保ち、ハロゲンランプの長
寿命、高光出力化を維持できると共に、外側ガラス管の
表面温度を溶剤の自己発火温度未満に保つことができる
ので、安全である。
【0017】 請求項記載の現像液回収装置は、請求項
記載の現像液回収装置において、前記ハロゲンランプ
の表面の温度が、前記溶剤の自己発火温度未満である構
成としてある。
【0018】 このような構成の発明によれば、ハロゲン
ランプを二重管構造としたことにより、容易に外側ガラ
ス管の表面の温度を溶剤の自己発火温度未満とすること
ができる。
【0019】 請求項記載の湿式電子写真装置は、光照
射により静電潜像が表面に形成される像担持体と、前記
像担持体上に形成された前記静電画像に現像液を供給す
る現像液供給部と、前記像担持体に供給された現像液中
の溶剤を吸収する溶剤回収ローラと、発熱体を内蔵し、
前記溶剤回収ローラと接触しながら前記溶剤回収ローラ
を加熱して前記溶剤を蒸発させるヒートローラとを有す
る湿式電子写真装置において、前記ヒートローラが、
部にハロゲンガスを封入し、タングステンフィラメント
を内蔵する内側ガラス管を備えるハロゲンランプ本体
と、前記内側ガラス管と離間して前記ハロゲンランプ本
体を封入している外側ガラス管と、この外側ガラス管の
両端部に設けられ、前記ハロゲンランプ本体の両端部か
ら突出する前記ダングステンフィラメントと前記外側ガ
ラス管の両端外側に位置するリード線とを接続する口金
部とを備えたハロゲンランプを内蔵する構成としてあ
る。
【0020】 このような構成の発明によれば、ヒートロ
ーラとして二重管構造のハロゲンランプを用いているの
で、内管のハロゲンランプの表面温度をハロゲンサイク
ルを維持できるような温度に保ち、ハロゲンランプの長
寿命、高光出力化を維持できると共に、外側ガラス管の
表面温度を溶剤の自己発火温度未満に保つことができる
ので、安全である。
【0021】 請求項記載の湿式電子写真装置は、請求
記載の湿式電子写真装置において、前記ハロゲンラ
ンプの表面の温度が、前記溶剤の自己発火温度未満であ
る構成としてある。
【0022】 このような構成の発明によれば、ハロゲン
ランプを二重管構造としたことにより、容易に外管の表
面の温度を溶剤の自己発火温度未満とすることができ
る。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ説明する。図1に、上述した現像液
回収装置及び湿式電子写真装置に用いるハロゲンランプ
の構造を示す。(a)は平面図、(b)は正面図、
(c)は軸方向から見た側面図である。
【0024】 このハロゲンランプ1は、内管が通常のハ
ロゲンランプであるハロゲンランプ本体2であり、その
ハロゲンランプ本体2を外管としての外側ガラス管3で
封入した二重管構造となっている。
【0025】 ハロゲンランプ本体2は、内側ガラス管2
1によって内部にガスが封入されている。内側ガラス管
21の軸方向の中心にはタングステンフィラメント22
が内側ガラス管21の側壁を貫通して配線され、このタ
ングステンフィラメント22は、更に外側ガラス管3の
両端部を貫通して外側に突出している。外側ガラス管3
の両端部には、ガラス製の平板状の口金保持部4が軸方
向に突出して外側ガラス管3と一体に設けられている。
【0026】 タングステンフィラメント22の外側に突
出している部分は、口金保持部4で被覆され、タングス
テンフィラメント22の先端部は、口金部5でリード線
6と接続され、このリード線6から交流電流が供給さ
れ、タングステンフィラメント22を発熱させることが
できるようになっている。なお、タングステンフィラメ
ント22が内側ガラス管21及び外側ガラス管3を貫通
している箇所は密封を損なわないようになっている。
【0027】 また、内側ガラス管21は、ガラス管保持
具7によって、外側ガラス管3の軸方向中心部に位置す
るように支持されている。このガラス管保持具7は、ワ
イヤーで構成され、2本の足部71の基端部が外側ガラ
ス管3を貫通して外側ガラス管3に支持され、足部71
の先端部が内側ガラス管3を取り巻くリング部72に接
続されている構造となっている。
【0028】 内側ガラス管21と外側ガラス管3の間の
空隙は、これらのガラス管で密封され、熱伝達を抑制す
るためほぼ真空であることが好ましく、また、タングス
テンフィラメント22の蒸発を抑制するため、ハロゲン
ガスをわずかに入れることが好ましい。
【0029】 内側ガラス管21の内部の空間にはヨウ
素、臭素等のハロゲンガスが封入されている。このハロ
ゲンガスは、タングステンフィラメント22に交流電流
が流れ、タングステンフィラメント22が高温になって
蒸発したタングステンと反応し、タングステン・ハロゲ
ン化合物が生成される。このタングステン・ハロゲン化
合物は、熱対流によりフィラメント22近傍に沈殿し、
自由になったハロゲンガスは再び次の反応を繰り返す。
このようなハロゲンサイクルにより、タングステンフィ
ラメント22の寿命は長くなる。
【0030】 フィラメント22の温度が所定の温度で使
用されているときは、ハロゲンサイクルが繰り返され
る。ところが、フィラメント22の温度が所定の温度よ
り下がると、タングステンの蒸発量が少なくなり、タン
グステンと結合できない過剰のハロゲンガスが存在する
ようになり、過剰のハロゲンガスがフィラメントに当た
り、その劣化を促進し、ついにはフィラメントを断線さ
せる。したがって、ハロゲンサイクルを妨げないように
するためハロゲンランプ2の下限温度を維持しなければ
ならない。そのためのハロゲンランプ本体2の表面温度
は、一般的には200〜250℃付近である。
【0031】 このハロゲンランプ においては、内側ガラ
ス管21に対して外側ガラス管3をある程度の距離を置
いて離間させ、内側ガラス管21を封入した構造として
いる。これにより、内側ガラス管21の表面温度をハロ
ゲンサイクルに必要な高温に保ち、高輝度を発すること
ができるようにしており、かつ、外側ガラス管3の表面
温度を内側ガラス管21の表面温度よりかなり低く保
ち、気化した溶剤の発火を起こさせないようになってい
る。
【0032】 本発明者は、外側ガラス管3と内側ガラス
管21の離間距離、即ち、これらの管径の差が外側ガラ
ス管3の表面温度をどの程度低下させるかを調べた。
【0033】 従来量産で使用しているハロゲンランプの
管壁(表面)温度を測定し、放射伝熱量とガラス管の表
面積の関係から、管壁温度低減の実現を下記式(1)に
よって検証した。
【0034】
【数1】 Q=E×Σ×[(T1/100)4−(T2/100)4]×S …(1)
【0035】 図4に、式(1)を同一熱量で外側ガラス管の管径(表
面積)で変形し、管壁温度と管径及びワッテージの管径
をグラフ化したものを示す。図4において、管径φ1
2.75が従来のハロゲンランプであり、管径φ25、
管径φ30、管径φ35が二重管構造のハロゲンランプ
である。
【0036】 図4から、ランプワッテージ200Wで、
従来のハロゲンランプの管壁温度が250℃程度である
のに対し、管径φ25の管壁温度は200℃より少し低
くなっており、発熱源からの距離を保つ二重管構造によ
る管壁温度低下の効果が認められる。また、溶剤の自己
発火温度以内に押さえるために、管径やワッテージを選
択することが可能である。内側ガラス管21と外側ガラ
ス管3の離間距離は2mm以上、好ましくは5mm以上
であり、上限は用いる装置により設定され、特に制限は
受けない。
【0037】 実際の装置では、ヒートローラの温度は、
サーミスタにより表面温度が検出され、設定温度のガイ
ドラインによって電源のON/OFF制御しており、装
置としてハロゲンランプ管壁温度が問題となるのは、サ
ーミスタ温度検出までの立ち上がり温度と、制御中の飽
和温度である。
【0038】 実験を行ってシミュレーションした結果と
比較を行った。T1温度設定は従来品の立ち上がり温度
をインプットしてシミュレーションした式(1)の計算
結果と、下記の実験結果がほぼ一致した。この試作品
は、従来品の管径φ10.0のハロゲンランプを管径φ
25.0のガラス管で封入したものである。下記の例
は、ワッテージ200W時のデータである。
【0039】 従来品:管径φ12.5:立ち上がり温度
240℃、飽和温度190℃試作品:管径φ25.0:
立ち上がり温度173℃、飽和温度136℃これから、
溶剤の自己発火温度の204℃未満をクリアすることが
できていることがわかる。
【0040】 本発明に用いる二重管構造ハロゲンランプ
1は、ハロゲンサイクルを十分に働かせてタングステン
フィラメント22の劣化を抑制し、長寿命及び高光出力
化を実現していると共に、外側ガラス管3の表面温度を
従来品より低下させ、雰囲気中に気化した溶剤があって
も、溶剤の自己発火温度未満に保つことが可能であり、
安全性に優れている。また、表面温度が低いので、ハロ
ゲンランプに直接接する部材に与える熱の影響を少なく
することができるため、ハロゲンランプ周辺の耐熱温度
を下げたい用途にも利用できる。
【0041】 そのため、この二重管構造のハロゲンラン
プ1は、コピー機、ファクシミリ、印刷機等の湿式電子
写真装置の現像液回収装置に好適に用いることができ
る。
【0042】 即ち、図2に示す湿式電子写真装置100
は、像担持体としての感光体ドラム101を用いて紙1
02に原稿を複写させる装置である。図示しない原稿読
み取り装置で原稿から反射された露光光Lが、帯電チャ
ージャ103により正極性に帯電された感光体ドラム1
01に向けて照射され、感光体ドラム101上に原稿の
静電潜像が形成される。その後、現像ローラ104を介
して現像液が感光体ドラム101に供給され、負極性に
帯電したトナーが静電画像に付着することにより可視像
が得られる。
【0043】 現像後、現像液回収装置200で感光体ド
ラム101上の溶剤を除去する。その後、転写チャージ
105で紙102と感光体ドラム101とを密着させる
と共に、正極性の電荷が印加されることにより紙102
にトナー像が転写される。トナー像が転写された紙10
1は熱ローラ対106を備えた定着部でトナーが定着さ
れ、原稿が複写された紙102を得ることができる。
【0044】 上記現像液回収装置200は、感光体ドラ
ム101と接触して回転する溶剤回収ローラ201と、
この溶剤回収ローラ201と接触して回転する2つのヒ
ートローラ202と、これらの溶剤回収ローラ201と
ヒートローラ202を覆って密封された空間を形成する
マニホールド203と、マニホールド内の空気を吸引す
る図示しない空気ポンプと、この吸引装置により吸引さ
れた溶剤を含む空気から溶剤を除去する図示しない溶剤
回収部とを備えている。
【0045】 表面にシリコンゴム材等からなるローラー
材で被覆された溶剤回収ローラ201が、感光体ドラム
102と接触して、感光体ドラム101上の溶剤だけの
成分をローラー材の毛細管現象の原理により吸収する。
溶剤を吸収して膨潤したローラ材は回転してヒートロー
ラ202に接触する。上述した二重管構造ハロゲンラン
プ1を内蔵するヒートローラ202は、溶剤回収ローラ
201のローラー材を80〜100℃程度に加熱し、溶
剤吸収ローラ201に吸収されていた溶剤はマニホール
ド203内に気化される。そして、マニホールド203
に接続されている空気ポンプが、マニホールド203内
の空気を吸引して溶剤回収部に導き、空気中に含まれる
溶剤を回収できるようになっている。
【0046】 例えば、マニホールド203内の空気を吸
引する空気ポンプが故障してそのまま複写を続けた場
合、溶剤回収ローラ201で吸収した溶剤をヒートロー
ラ202が気化させる工程が続き、マニホールド203
内の空気中の溶剤の濃度が燃焼範囲下限濃度(約150
00ppm)を超えたとしても、二重管構造ハロゲンラ
ンプ1の表面温度は、溶剤の発火温度より低い温度であ
るため、濃い溶剤を含む空気が2重構造ハロゲンランプ
1表面に接触しても、発火は生じず、安全である。
【0047】 上述した湿式電子写真装置は、現像ローラ
が1個の場合を示しているが、カラーコピーの場合、3
個ないし4個必要であり、そのぞれに溶剤回収装置が必
要ななる。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ヒートローラとして、二重管構造としたハロゲンランプ
を用いることにより、雰囲気中に発火の危険性のある溶
剤が含まれていても、表面温度が低いため、安全に高輝
度の光を発することができる。
【0049】 したがって、 本発明の現像液回収装置によ
れば、二重管構造の発熱体を用いたことにより、この発
熱体の表面温度が低いため、高濃度の溶剤を含む空気が
発熱体に接触しても発火するおそれがなく、安全であ
る。
【0050】 また、本発明の湿式電子写真装置によれ
ば、このような現像液回収装置を用いたことにより、安
全に現像液を効率良く回収でき、装置の安全性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に用いるハロゲンランプを示すもので、
(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は側面図であ
る。
【図2】本発明の一実施形態である湿式電子写真装置の
主要部を示す概略図である。
【図3】本発明の一実施形態である湿式電子写真装置の
現像液回収装置の一部を示す概略図である。
【図4】ハロゲンランプの管壁温度と管径及びワッテー
ジの関係のシミュレーション結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1 ハロゲンランプ 2 ハロゲンランプ本体 3 外側ガラス管 4 口金保持部 5 口金部 6 リード線 7 ガラス管保持具 21 内側ガラス管 22 タングステンフィラメント 100 湿式電子写真装置 101 感光体ドラム 102 紙 104 現像ローラ 200 現像液回収装置 201 溶剤回収ローラ 202 ヒートローラ 203 マニホールド
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 13/10 - 13/11 G03G 15/10 - 15/11 H01K 1/00 - 1/70

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 他の部材に付着している溶剤を吸収する
    溶剤吸収ローラと、発熱体を内蔵し、前記溶剤吸収ロー
    ラと接触しながら前記溶剤回収ローラを加熱して前記溶
    剤を蒸発させるヒートローラと、前記溶剤吸収ローラと
    前記ヒートローラとを密封し、前記蒸発した溶剤を溶剤
    回収装置に導くマニホールドとを備える現像液回収装置
    において、 前記ヒートローラが、内部にハロゲンガスを封入し、タングステンフィラメン
    トを内蔵する内側ガラス管を備えるハロゲンランプ本体
    と、前記内側ガラス管と離間して前記ハロゲンランプ本
    体を封入している外側ガラス管と、この外側ガラス管の
    両端部に設けられ、前記ハロゲンランプ本体の両端部か
    ら突出する前記ダングステンフィラメントと前記外側ガ
    ラス管の両端外側に位置するリード線とを接続する口金
    部とを備えた ハロゲンランプを内蔵することを特徴とす
    る現像液回収装置。
  2. 【請求項2】 請求項記載の現像液回収装置におい
    て、 前記ハロゲンランプの表面の温度が、前記溶剤の自己発
    火温度未満であることを特徴とする現像液回収装置。
  3. 【請求項3】 光照射により静電潜像が表面に形成され
    る像担持体と、前記像担持体上に形成された前記静電画
    像に現像液を供給する現像液供給部と、前記像担持体に
    供給された現像液中の溶剤を吸収する溶剤回収ローラ
    と、発熱体を内蔵し、前記溶剤回収ローラと接触しなが
    ら前記溶剤回収ローラを加熱して前記溶剤を蒸発させる
    ヒートローラとを有する湿式電子写真装置において、 前記ヒートローラが、内部にハロゲンガスを封入し、タングステンフィラメン
    トを内蔵する内側ガラス管を備えるハロゲンランプ本体
    と、前記内側ガラス管と離間して前記ハロゲンランプ本
    体を封入している外側ガラス管と、この外側ガラス管の
    両端部に設けられ、前記ハロゲンランプ本体の両端部か
    ら突出する前記ダングステンフィラメントと前記外側ガ
    ラス管の両端外側に位置するリード線とを接続する口金
    部とを備 えた ハロゲンランプを内蔵することを特徴とす
    る湿式電子写真装置。
  4. 【請求項4】 請求項記載の湿式電子写真装置におい
    て、 前記ハロゲンランプの表面の温度が、前記溶剤の自己発
    火温度未満であることを特徴とする湿式電子写真装置。
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