JP4484647B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に係り、詳しくは装置本体に着脱可能な中間転写ユニットを有する画像形成装置に関するものである。
特開平11−73035号公報 特開平11−352741号公報 特開2000−231321号公報
電子写真方式を用いた画像形成装置において、像担持体上に形成されたトナー像を、中間転写ベルトを介して転写材たる用紙に転写する構成が周知である。中間転写ベルト等のベルト体は消耗品であり、したがって、その寿命に合わせて交換できるように、ベルト体を含むユニット(ベルト装置)は画像形成装置本体から着脱可能であることが要請される。特許文献1には、中間転写ベルトが像担持体の軸方向に沿って移動可能とし、非一次転写時に中間転写ベルトを像担持体から離間させて、像担持体表面と擦れ合うことなくベルトモジュールを画像形成装置外に引き出すことができる構成が開示されている。
また画像形成装置本体の剛性の低下を防止しつつ、中間転写体等の交換を容易にするため、特許文献2では、画像形成装置本体に設けられた平板状の前側板と後側板の間に、感光体や中間転写体ユニット等を着脱自在に装着して、感光体や現像器を前側板、後側板に直交する方向に着脱し、中間転写体ユニットや中間転写体のトナー像を転写材に転写するための転写ユニットを共に前側板、後側板と平行する方向に着脱する構成が提案されている。
しかしながら、これら特許文献1や特許文献2に開示された構成は、中間転写体と二次転写体(再転写部材)が一体に着脱されるようになっており、中間転写体と二次転写体との寿命が異なる場合には、無駄な廃棄部材や無駄な交換作業が発生することになる。
また用紙搬送経路においてはジャムの発生を避けることができない。そのため、特許文献3などでは、用紙に画像を転写するための転写装置を転写カバーに支持させ、この転写カバーを像担持体に対して開閉可能とし、用紙搬送経路を開放する構成が開示されている。
本発明は、中間転写体の耐久性を向上させ、当該中間転写体が寿命に至った場合には再転写部材と擦り合うことなく取り外すことができ、必要に応じてジャム処理も容易に行うことができる画像形成装置を提供することを課題とする。
上記課題は、本発明により、像担持体上の可視像転写される中間転写装置と、開閉支軸を中心として前記中間転写装置の回転軸と直交する方向に回動することで用紙搬送路を挟んで反対側に設けられた前記中間転写装置から離間する開閉カバーと、前記開閉カバーに支持され前記中間転写装置上のトナー像を転写材に再転写する再転写部材と、前記開閉カバーが閉じられた状態で、前記再転写部材を、前記中間転写装置に接触する第1位置と前記中間転写装置から離間する第2位置の間で移動させる再転写部材移動機構と、を備え、前記中間転写装置が、画像形成装置本体のセット位置から前記中間転写装置の回転軸の方向へ引き出し可能であり、前記中間転写装置の引き出しを規制するロック機構と、前記ロック機構による規制を検出する検出手段とを更に備えた画像形成装置において、前記検出手段が、検出光の遮断を検出するセンサと、前記ロック機構の一部に設けられて検出光を遮断する突出部と、からなり、前記突出部が、前記ロック機構による規制の有無に対応して、前記検出光の遮断の有無が切り替わるよう構成されており、前記中間転写装置を貫通する前記中間転写装置の回転軸の端部に、前記ロック機構と、前記検出手段の突出部とが、回転軸の回動に伴って連動するように設けられており、前記ロック機構が前記中間転写装置引き出しを規制せず、前記検出手段によって前記規制が検知されないときには、少なくとも画像形成動作を行わないよう制御かつ、前記再転写部材が前記第2位置をとること、で、解決される。
記再転写部材移動機構が、再転写部材を中間転写装置に接触する方向へ付勢可能な付勢部材と、当該付勢部材の作動・非作動を実行する加圧制御手段とを有すれば、好適である。例えば、加圧制御手段を通電することで付勢部材を作動させて、再転写部材を中間転写装置に接触させ、通電しないことで再転写部材を中間転写装置から離間させるようにすることができる。その際、画像形成動作時に上記加圧制御手段に通電して付勢部材を作動させる制御部を備えるようになっていれば好ましい。加圧制御手段への通電・非通電と付勢部材の作動・非作動の関係を逆にすることも当然ながら可能である。
請求項1に係る発明によれば、再転写部材移動機構を備えることで、カバーを開けることなく、再転写部材を中間転写体から離間させることができる。それによって、中間転写体を外部に移動する際に、カバーを開けることなく、中間転写体と再転写部材が擦れ合う事態を防止できる。またジャム等が発生した際には、カバーを開けることで中間転写体を再転写部材から大幅に離間させることができるので、その間の用紙搬送路を開放してジャム処理を容易に行うことができる。
また通電・非通電の選択により中間転写体と再転写部材の接触・離間を制御可能とすることで、画像形成動作時以外には中間転写体と再転写部材を離間して無用のストレスを回避し、製品寿命の長寿化を図ることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本例の画像形成装置は中間転写方式によるフルカラープリンタとして構成されたもので、図1に示すように、装置本体のほぼ中央に支持ローラ12,13,14に張架された中間転写ベルト11を横方向に配設している。この中間転写ベルト11の下部走行辺に沿って、4つの作像ユニットSUが並設されている。作像ユニットSUは、感光体ドラム1を中心としてその周囲にクリーニング手段2,除電手段3,帯電手段4,現像器5等の電子写真プロセスに必要な機器を配置して成るものである。各作像ユニットSU(a,b,c,d)の構成は同じであるが、現像器5で扱うトナーの色がそれぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックである点が異なっている。
作像ユニットSUの下方には露光装置6が配設されている。本例の露光装置6は公知のレーザ方式で、各色画像情報に対応した書き込み光を感光体表面に照射して潜像を形成する。LEDアレイと結像手段から成る露光装置を採用することも可能である。
中間転写ベルト11は厚みが50〜600μmの樹脂フィルムあるいはゴムを基体にしたベルトで、感光体1からトナーを転写可能とする抵抗値を有している。当該中間転写ベルト11は、不図示の駆動手段と連結された駆動ローラ12により図中反時計回りに回転走行される。中間転写ベルト11の感光体1と接触する面の裏側には、一次転写手段である転写ローラ17が感光体1に対向して配置されている。これらの中間転写ベルト11、支持ローラ12,13,14及び転写ローラ17はまとめて中間転写装置10として画像形成装置本体から着脱可能となっている。
ベルトループの外側で支持ローラ13に対向する位置には、クリーニング部材であるクリーニングブレード16を有するクリーニング装置15が配備されており、中間転写ベルト11の表面に残留する不要なトナーや紙粉を拭い去る。このクリーング装置15は、中間転写装置10と共に中間転写ユニット20として一体となり、画像形成装置本体から着脱可能になっている。これら着脱の機構、着脱方法については後述する。なおクリーニング装置15を中間転写装置10や画像形成装置本体から着脱可能に構成することも当然ながら可能である。
図において中間転写ベルト11の右側には二次転写ユニット30が配設されている。二次転写ユニット30には、中間転写ベルト11に担持されたトナー像を記録媒体に転写させる再転写部材(二次転写手段)としての転写ローラ34が中間転写ベルト11を支持するローラ12の近傍に配備されている。この転写ローラ34が中間転写ベルト11に近接する箇所では、画像形成動作時でない場合に通常位置として僅かな離間状態となっていて、画像形成動作の際には転写ローラ34が付勢されることで中間転写ベルト11に接触するように構成されているが、転写ローラの中間転写ベルトに対する接離機構については後述する。
装置本体下部の給紙部に配備された2段の給紙カセット26-1,26-2には、記録媒体としての用紙Pが収納されており、最上位の用紙が給紙ローラ27を含む給送手段によって給紙され、給紙された用紙は複数のガイド部材29及び25に案内されてレジストローラ対28へ搬送される。
二次転写ユニット30の上方には、ヒータ等の熱源を内蔵した定着装置36が設けられ、この定着装置36に続いて排紙ガイド37、排紙ローラ対38が配備されている。二次転写ユニット30を支持し本体の一部を成す二次転写カバー40は、開閉支軸24を中心として回動・開放が可能な構造になっており、用紙Pがジャムした場合は用紙搬送路を大きく開き、ジャム紙の処理を容易にしている。
画像形成装置本体の上面は排紙スタック部39として構成されている。その排紙スタック部39の下方で且つ中間転写ベルト11の上方には、補給用のトナーを収納した4個のトナーカートリッジTCをセットできる収納部TSが設けられている。トナーカートリッジTCのトナーの色は、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの4色であり、不図示の粉体ポンプによって対応する色の現像装置5に補給される。
上記のように構成された画像形成装置における画像形成動作について説明する。本例の画像形成装置はいわゆるプリンタであり、書き込みのための信号はホストマシーン、例えばコンピュータから送られてくる。受信した画像信号に基づいて露光装置6が駆動され、露光装置のレーザ光源(図示せず)からの光は、モータにより回転駆動されるポリゴンミラーによって走査され、ミラー等を経て、帯電装置4により一様帯電された感光体ドラム1に照射され、感光体1上に書き込み情報(色分解された各色の画像情報)に対応した潜像を形成する。
感光体ドラム1上に形成された潜像は、現像装置5で現像され、トナー像となって当該感光体ドラム1の表面に形成・保持される。このトナー像は、一次転写ローラ17により、感光体ドラム1と同期して移動する中間転写ベルト11の表面に転写される。トナー像転写後の感光体ドラム1の表面に残留するトナーは、クリーニング手段2によってクリーニングされ、その後に感光体ドラム1は除電装置3で除電され次の作像サイクルに備える。
中間転写ベルト11は、作像ユニットaの感光体ドラム1から転写されたトナー像を表面に担持して矢印の方向に移動する。作像ユニットbの感光体ドラム1に、別の色に対応する潜像が書き込まれ、対応する色のトナーで現像され、トナー像となる。この像は、すでに中間転写ベルト11に乗っている前の色のトナー像に重ねられ、最終的に作像部a,b,c,dで形成された4色のトナー像が重ねられてフルカラー画像が形成される。
中間転写ベルト11上のトナー像が所定のところまで移動すると給紙が開始される。すなわち、給紙ローラ27が矢印の方向に回転し、給紙カセット26−1又は26−2内の最上位の用紙Pが引き出され、レジストローラ対28に搬送される。そして、画像の位置が正規のものとなるようにタイミングが取られて、レジストローラ対28から用紙が送り出される。中間転写ベルト11と二次転写ローラ34の間に送られた用紙Pの片側の面に、中間転写ベルト11上の4色重ねられたトナー像が、一度に転写される。
本例では、感光体ドラム1の表面に形成される静電潜像の極性はプラスであり、感光体上に作像されるトナーの極性はマイナスである。一次転写ローラ17に感光体1の潜像の電荷よりも大きなプラスの電荷を与えることで、感光体1上に保持されたトナーは中間転写ベルト11に転写される。また、二次転写ローラ34にプラスの電荷を与えることで、中間転写ベルト11に担持されたトナーが用紙Pに転写される。
上記のようにして表面にトナー像が転写された用紙Pは、定着装置36に送られ、用紙P上のトナー像が定着され、排紙ガイド37を経て排紙ローラ対38により排紙スタック部39に排出される。
図1のように排紙部39を構成した場合、画像面が下面となって排紙部39に載置されるため、1頁目から順次作像すると頁揃えが自動的に可能である。中間転写ベルト11から用紙Pに画像を転写した後、内部にクリーニングブレード16を備えたクリーニング装置15によりベルト面から不要なトナーや紙粉は拭い取られて回収がなされる。
ここでは用紙の片面のみに画像を形成する動作について述べたが、二次転写ユニット30を第2の中間転写ベルトとして構成することにより、用紙の両面に画像を形成する構成にしても良い。用紙Pの両面に画像を形成する場合は、中間転写ベルト11の表面に担持された第1画像としての4色重ねのトナー像が二次転写ローラ34により第2の中間転写ベルト30に転写される。その後、第2画像としての4色重ねのトナー象が中間転写ベルト11上に作像されている間に第1の画像は第2の中間転写ベルトに担持されて転写位置まで搬送される。中間転写ベルト11、第2の中間転写ベルト及びレジストローラ対28によりタイミングが計られ、用紙の両面に第1画像と第2画像とが同時に転写が行われる。
両面にトナー像が転写された用紙Pは、定着装置36に送られ、両面の画像が同時に用紙上に定着され、排紙ガイド37を経て排紙ローラ対38により排紙部39に排出されスタックされる。ここでは複数色のトナーを使った、カラー画像の作像に関して述べたが、モノクロ画像にも適用することができる。
次に中間転写ユニット20の装置本体からの着脱について説明する。図2は、装置本体のフレーム構成を示す斜視図である。この図に示すように、本体フレームは、前後面板41,42、その前後面板間を連結する側面板43及び底面板44等により構成されている。また、前後面板41,42間には、中間転写装置10を挿脱可能に支持するための左ガイドレール45及び右ガイドレール46が固定されている。
前面板41には上下2つの開口41a,bが設けられている。上部開口41aは、中間転写ユニット20を構成する中間転写装置10やクリーニング装置15、並びに各作像ユニットSUを装置本体に着脱するための開口である。この上部開口41aを開閉するように、感光体面板47が前面板41に回動可能に装着支持されている。下部開口41bは、給紙カセット26-1,26-2を挿脱するための開口である。
後面板42には、駆動部48が装着されている。この駆動部48は、各作像ユニットSUにおける感光体ドラム1や現像装置5、あるいは中間転写ベルト11の駆動ローラ等を駆動するためのモータやギヤ列等の駆動機構を含むものである。
図3は、中間転写ユニット20が左右のガイドレール45,46に支持された様子を示す斜視図である。この図では、本体フレーム等は省略されている。中間転写装置10とクリーニング装置15からなる中間転写ユニット20は左右のガイドレール45,46に支持され、一体的に装置本体に着脱可能となっている。中間転写装置10の上面には一対の把手23,23が設けられている。この把手23,23は折り畳み可能に設けられており、中間転写装置10あるいは中間転写ユニット20を装置本体から引き出した際に、図示のように把手23を引き出して手で持つことができる。そして、中間転写装置10あるいは中間転写ユニット20を装置本体に挿入する際には、中間転写装置10の上面に沿って折り畳まれるように構成されている。
上述したように、中間転写装置10(中間転写ユニット20)は左右ガイドレール45,46に支持されて装置本体に着脱可能に構成されている。その中間転写装置10(中間転写ユニット20)の取り出しを規制するロック機構が図4に示すように設けられている。すなわち、中間転写装置10を貫通して回動可能に支持された軸51の前側端部にはロックレバー52が固定されている。軸51の後側端部にはロック部材53が固定されている。ロック部材53には三角状の突出部53aが形成されている。図4(a)に示すようにロックレバー52の腕が水平位置にあるときはロック解除状態であり、このときロック部材53の突出部53aはほぼ真上に位置している。図4(b)に示すようにロックレバー52を反時計回りに90度回転させると、ロック部材53の突出部53aは横向き(左向き)となる。
一方、本体フレームの後面板42には、図5に示すように、ロック部材53が入り込める挿入部42aが設けられている。中間転写装置10(中間転写ユニット20)を装置本体の奥までセットすると、ロック部材53は挿入部42aから後面板42の後側まで入り込む。ロックレバー52が図4(a)に示す状態では、ロック部材53とフレームの後面板42の関係は図5(a)に示すように、突出部53aが後面板42に係ることなく、中間転写装置10(中間転写ユニット20)は装置本体に脱着可能である。
中間転写装置10(中間転写ユニット20)を装置本体の奥まで挿入した状態でロックレバー52を図4(b)に示すように回転させるとロック部材53も回転し、図5(b)に示すように、突出部53aが後面板42の奥側に入り込み、この状態で中間転写装置10(中間転写ユニット20)を引き出そうとしても突出部53aが後面板42に引っ掛かることにより、中間転写装置10(中間転写ユニット20)が引き出し不能にロックされる。
また、図4(a)のロック解除状態では、ロックレバー52の突出腕52aが感光体面板47に係らず、感光体面板47は開閉可能である。感光体面板47を開放すると、既述のように、左右のガイドレール45,46に支持された中間転写ユニット20を、すなわち中間転写装置10とクリーニング装置15を一体的に装置本体に対して着脱することができる。また、クリーニング装置用のロック機構を解除して、クリーニング装置15だけ着脱可能に構成することもできる。さらに、感光体面板47を開放することにより、各作像ユニットSUの脱着も可能となる。
そして、図4(b)に示すように感光体面板47を閉めてロックレバー52の腕を縦方向に回したロック状態では、ロックレバー52の突出腕52aが感光体面板47を押さえ、感光体面板47は開放不能にロックされる。したがってこのとき、中間転写ユニット20も引き出し不能にロックされる。作像ユニットSUの脱着も不能である。
中間転写装置10(中間転写ユニット20)を装置本体の奥まで挿入してロックしたことを検出できるように、ロック部材53の後端突出部53bとセンサ54が設けられている。センサ54としては、例えば発光部と受光部とを有するフォトインタラプタを使用することができる。本例では、後端突出部53bは平板状に形成され、センサ54の検出部内に進入した後端突出部53bが、図4(a)のロック解除状態では図4(c)に示すように検出光を遮断せず、図4(b)に示すようにロックレバー52を回動してロック状態となることで、図4(d)に示すように後端突出部53bが検出光を遮断し、中間転写装置10(中間転写ユニット20)のロックを検出する。これにより中間転写装置10(中間転写ユニット20)が装置本体にセットされたことを検知する。センサ54が中間転写装置10(中間転写ユニット20)のセット(ロック)を検知しないとき、少なくとも画像形成動作を行なわないように装置は制御される。なお、ここで説明した構成以外に、マイクロスイッチ等、他の任意の検知手段を採用することも可能である。
なお、図示を省略するが、画像形成装置の外装板には前カバーが設けられており、その前カバーを開放すると装置フレームの前面部が現われ、ロックレバー52の操作及び感光体面板47の開放が可能となる。また、ロックレバー52及び感光体面板47に対応する部分の外装板に、専用のドア等を設けてもよい。
上記のように、本例においては、中間転写装置10とそのクリーニング装置15とを一体的に中間転写ユニット20として装置本体に着脱することが可能になっている。更に中間転写装置10を装置本体に装着したままクリーニング装置15だけを装置本体に着脱するように構成させることも可能である。クリーニング装置15を中間転写装置10とは別に着脱可能にしておけば、装置本体に着脱可能な複数のユニットを容易に着脱することができ、メンテナンス作業が一層容易となる。一般に中間転写ベルトよりも寿命の短いクリーニング部材(本例の場合はクリーニングブレード16)を交換する場合、中間転写ユニット20全体あるいは中間転写装置10を取り外す必要が無いわけであるから、作業が容易となる。もちろん、中間転写ユニット20を装置本体から取り外した後でクリーニング装置15を中間転写装置10から取り外す場合も、レール機構を採用しておけば、クリーニング装置15をスライドさせて容易に取り外すことができる。また、中間転写ユニット20の着脱方向が中間転写ベルト11の回動軸に平行なため、中間転写ユニット20を着脱可能に支持する構成、例えばガイドレールの設置方法などが簡単になる。
次に、二次転写ユニット30(転写ローラ34)の接離機構について説明する。まず図6において、既述のように、二次転写ユニット30を支持する二次転写カバー40は、開閉支軸24を中心として回動するようになっていて、用紙搬送路を大きく開いてジャム処理できるようになっている。カバー40を閉じた状態で、図7は待機時等、通常時の状態を、図8は作像時の状態を示している。通常時、二次転写ユニット30は、カム60が接離レバー61を図7の右方向に押圧することで、接離支点62を中心に回動して、転写ローラ34が中間転写ベルト11から離間している。作像時、カム60が半回転することで二次転写ユニット30が接離支点62を中心に中間転写ユニット20に向かう方向に回動し、転写ローラ34は、カバー40に取り付けられた付勢部材64によってスプリング加圧され、二次転写ベルト11に接触する。
カバー40を閉じた状態で、二次転写ユニット30を中間転写ユニット20に対して接離する機構は、主としてカム60と接離レバー61で構成されるが、カム60の回転は図9に示すように、カム軸66に取り付けられたギヤ67がギヤ68と噛み合い、このギヤ68がモータ70につながったウォームギヤ69に噛み合うことで、モータによりなされる。モータ70に通電しない通常時には図7に示すようにカム60が接離レバー61を押圧して転写ローラ34を中間転写ベルト11から離間するので、中間転写ユニット20を装置本体から取り出す際に転写ローラ34が中間転写ベルト11と擦れ合うことがなくなる。作像時にはモータ70に通電することでカム60が半回転して図8の位置をとり、転写ローラ34が中間転写ベルト11と接触して二次転写(用紙への転写)を行うことができるようになる。
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、中間転写ベルトあるいは搬送ベルト(転写ベルト)の張設形状やガイドレールの構成等は、適宜設定できるものである。また、クリーニング装置の構成もブレード方式に限らず、クリーニングローラやクリーニングブラシ等、任意の方式を採用し得る。作像ユニットの構成や定着装置の構成等も任意である。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、ファクシミリや複写機、あるいはそれらの複合機でも良い。
画像形成装置全体の構成を示す図である。 装置本体のフレーム構成を示す斜視図である。 中間転写ユニットが左右のガイドレールに支持された様子を示す斜視図である。 中間転写装置の取り出しを規制するロック機構を説明する図であり、図4(a)はロック解除状態、図4(b)はロック状態、中間転写装置の装着(ロック)を検知する構成を図4(c)、図(d)でそれぞれ図4(a)、図4(b)に対応させて説明する。 中間転写装置の着脱を規制するロック部材53を説明する図で、図5(a)はロック解除(挿脱時)を、図5(b)はロック状態を示す。 ジャム処理時の二次転写カバーの開放を示す図である。 二次転写カバーを閉じた状態で、待機時等、通常時の中間転写ユニットの状態を説明する図である。 二次転写カバーを閉じた状態で、作像時の中間転写ユニットの状態を説明する図である。 二次転写ユニットを中間転写ユニットに対して接離する機構を示す図である。
符号の説明
11 中間転写ベルト
12 支持ローラ(駆動ローラ)
24 開閉支軸
28 レジストローラ対
30 二次転写ユニット
36 定着装置
60 カム
61 接離レバー
62 接離支点

Claims (3)

  1. 像担持体上の可視像転写される中間転写装置と、
    開閉支軸を中心として前記中間転写装置の回転軸と直交する方向に回動することで用紙搬送路を挟んで反対側に設けられた前記中間転写装置から離間する開閉カバーと、
    前記開閉カバーに支持され前記中間転写装置上のトナー像を転写材に再転写する再転写部材と、
    前記開閉カバーが閉じられた状態で、前記再転写部材を、前記中間転写装置に接触する第1位置と前記中間転写装置から離間する第2位置の間で移動させる再転写部材移動機構と、
    を備え、
    前記中間転写装置が、画像形成装置本体のセット位置から前記中間転写装置の回転軸の方向へ引き出し可能であり、
    前記中間転写装置の引き出しを規制するロック機構と、
    前記ロック機構による規制を検出する検出手段とを更に備えた
    画像形成装置において、
    前記検出手段は、検出光の遮断を検出するセンサと、前記ロック機構の一部に設けられて検出光を遮断する突出部と、からなり、
    前記突出部は、前記ロック機構による規制の有無に対応して、前記検出光の遮断の有無が切り替わるよう構成されており、
    前記中間転写装置を貫通する前記中間転写装置の回転軸の端部に、前記ロック機構と、前記検出手段の突出部とが、回転軸の回動に伴って連動するように設けられており、
    前記ロック機構が前記中間転写装置引き出しを規制せず、前記検出手段によって前記規制が検知されないときには、少なくとも画像形成動作を行わないよう制御かつ、前記再転写部材が前記第2位置をとること、
    を特徴とする画像形成装置。
  2. 前記再転写部材移動機構が、前記再転写部材を前記中間転写装置に接触する方向へ付勢可能な付勢部材と、当該付勢部材の作動・非作動を実行する加圧制御手段とを有することを特徴とする、請求項に記載の画像形成装置。
  3. 画像形成動作時に前記加圧制御手段に通電して付勢部材を作動させる制御部を備えることを特徴とする、請求項に記載の画像形成装置。
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