JP4550665B2 - 給紙装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

給紙装置及びそれを用いた画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、給紙装置及びそれを用いた画像形成装置に関するものであって、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置の給紙装置に好適である。
従来、プリンタ等の画像形成装置の筐体は左右の本体フレームを備えており、両本体フレームの内側に給紙カセットを着脱自在に挿入するものが知られている(例えば特許文献1参照)。かかる給紙カセット内には、積載する用紙の最上部を装置本体側のピックアップローラに押圧するためのリフト機構が備えられ、その駆動部は装置本体に取り付けられているのが通常である。
例えば図6に示すように、装置本体を構成する左右の本体フレームのうち、一方の本体フレーム523の一部が切り欠かれ、その切り欠かれた箇所にリフト機構の駆動部としてのモータ520と、アイドルギア列521と、入力ギア513とが取り付けられており、この入力ギア513が、図示しない給紙カセットの装置本体への装着時に、リフト機構の図示しないギアに噛合するようになっている。
なお、図中の524は、他方の本体フレームであり、この本体フレーム524には駆動部は設けられていないが、その内側下部には上記給紙カセットを案内するための案内溝524aが形成されている。また、本体フレーム523にも、同様の案内溝523aが形成されており、上記給紙カセットは左右の案内溝523a,524aに案内されて、入力ギア513とリフト機構の図示しないギアとが噛合可能な所定位置にセットされるようになっている。
特開平7−144771号公報
上記従来技術では、リフト機構の駆動部は、本体フレーム523の一部が切り欠かかれた箇所に取り付けられており、そのモータ520からの駆動力は、アイドルギア列521と、入力ギア513とを介して、給紙カセット側に設置されたリフト機構の図示しないギアに伝達される。
このリフト機構の駆動部は、装置の組み立てにおいて、他の部品とともに、本体フレーム外側に取り付けられた後、その上から外装部材(化粧板)が取り付けられる。しかしながら、組み立て後の作動結果によっては、駆動部を取り外して調整等することが必要となることがある。その場合には、上記外装部材等をも取り外して、駆動部を調整等した後、上記外装部材等を再び取り付けることとなり、組み立て作業の効率を低下させるといった問題があった。
また、装置のメンテナンスにおいても、上記と同様に、外装部材等を外して、その内側の駆動部の修理、交換を行った後、上記外装部材等を再び取り付けることとなるため、メンテナンス作業の効率を低下させるといった問題があった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、給紙カセットのリフト機構の駆動部を、本体から給紙カセットを取り出す際の、カセット挿入口からの取り付け、取り外しを可能にして、その組み立て性と、メンテナンス性とを向上させることのできる給紙装置及びそれを用いた画像形成装置を提供することである。
本発明に係る給紙装置は、装置本体のカセット挿入口に挿脱自在に挿入される給紙カセットと、この給紙カセットを上記カセット挿入口に挿入した状態で、該給紙カセット内に載置された用紙のカセット挿入口側を持ち上げるリフト機構とを備えた給紙装置であって、上記装置本体内側のカセット挿入口の近傍に、上記リフト機構に用紙を持ち上げるための動力を付与する駆動部を着脱可能に配置し、上記駆動部を覆うカバーを、上記装置本体内側に着脱可能に設け、上記カセット挿入口から挿入した上記給紙カセットを装置本体内側に案内する案内部を、上記カバーを含む該装置本体内側に設けたことを特徴とするものである。
請求項2記載の発明のように、上記リフト機構は、上記給紙カセット内に起伏自在に取り付けられ、上面に用紙が載置されるリフト板と、このリフト板の先端の下面に当接して該リフト板を起立させるように、上記駆動部で付与される動力により回動する回動部材とを備え、上記駆動部は、モータ駆動されるギア列により上記回動部材を回動させるものであることが好ましい。
請求項記載の発明に係る画像形成装置は、画像データに基づいて画像形成する画像形成部を備え、上記請求項1又は2に記載の給紙装置を用いて給紙された用紙に、上記画像形成部による形成画像を転写するように構成したことを特徴とするものである。
本発明に係る給紙装置によれば、装置本体内側のカセット挿入口の近傍に、リフト機構に用紙を持ち上げるための動力を付与する駆動部が着脱可能に配置されたので、給紙カセットをカセット挿入口から取り出した状態では、そのカセット挿入口から装置本体内側手前にある駆動部が視認でき、その駆動部のカセット挿入口からの取り付け、或いは取り外しができるようになる。
したがって、装置の組み立てにおいて、外装部材等を取り付けた後に駆動部の調整等が必要となったとしても、従来のようにその都度外装部材等を取り外すことなく、駆動部だけを取り外して調整等できるようになるので、その組み立て作業の効率が大幅に向上する。また、装置のメンテナンスにおいても、同様にして、その駆動部の修理、交換を行えるので、そのメンテナンス作業の効率が大幅に向上する。
又、上記駆動部を覆うカバーが、上記装置本体内側に着脱可能に設けられたので、そのカバーで上記駆動部を保護するとともに、給紙カセットをカセット挿入口から取り出した状態では、そのカセット挿入口から当該カバーの取り付け、或いは取り外しを行えるようになる。
又、上記カセット挿入口から挿入した上記給紙カセットを装置本体内側に案内する案内部が、上記カバーを含む該装置本体内側に設けられたので、装置の組み立てや、メンテナンス後における駆動部の作動性が保障されるように、給紙カセットを所定位置に正確にセットできるようになる。
請求項2記載の発明によれば、上記リフト機構は、上記給紙カセット内に起伏自在に取り付けられ、上面に用紙が載置されるリフト板と、このリフト板の先端の下面に当接して該リフト板を起立させるように、上記駆動部で付与される動力により回動する回動部材とを備え、上記駆動部は、モータ駆動されるギア列により上記回動部材を回動させるものであるので、給紙カセットをカセット挿入口から取り出した状態では、そのカセット挿入口から装置本体内側の手前にある上記モータ駆動されるギア列が視認でき、それらのカセット挿入口からの取り付け、或いは取り外しができるようになる。
請求項記載の発明に係る画像形成装置によれば、画像データに基づいて画像形成する画像形成部が備えられ、上記請求項1又は2に記載の給紙装置を用いて給紙された用紙に、上記画像形成部による形成画像を転写するように構成されたので、画像形成装置の組み立て性、メンテナンス性を向上させることができる。
図1は本発明の一実施形態に係るプリンタの概略構成を示す断面図、図2はその外装部材(化粧板)やカバーを取った状態を示す斜視図である。なお、図1及び図2中では、給紙カセット210をプリンタ本体101に挿入するときの手前側から奥側への向きをXで、右側から左側への向きをYで、下側から上側への向きをZでそれぞれ示している(以下の図面においても同じとする)。
図1に示すように、このプリンタ(画像形成装置の一例)1は、箱状のプリンタ本体101内において、帯電装置102で図中のA方向に回転する感光体ドラム103の周面が一様に帯電され、画像データに基づくレーザ光BがLSU等の露光部102aによってその感光体ドラム103の周面に照射されて静電潜像が形成され、感光体ドラム103の周面に形成された静電潜像に現像装置104からトナーが供給されることによってその感光体ドラム103の周面にトナー像が形成されるようになっている。
一方、用紙Pが給紙装置200から感光体ドラム103に向けて搬送路301で搬送され、転写ローラ105により感光体ドラム103表面のトナー像が用紙Pの表面に転写されるようになっている。転写後の感光体ドラム103に残留したトナーは、クリーニングローラ109を備えたクリーニング装置110によって除去され、その後の感光体ドラム103の残留電荷は除電装置111によって除去されるようになっている。
そして、分離装置105aで感光体ドラム103から分離された用紙Pは定着ローラ対106に搬送され、ここでトナー像が定着された用紙Pは、そのまま(或いは、図略のスイッチバック部で反転されて両面プリントされた後に)、排出ローラ107により排出部108に排出されるようになっている。上記帯電装置102、露光部102a、感光体ドラム103、現像装置104、転写ローラ105、クリーニングローラ109を含むクリーニング装置110、除電装置111等で画像形成部が構成される。
給紙装置200は、プリンタ本体101のカセット収容部101aに、その開口部101bから着脱自在に挿入されて取り付けられ、複数の用紙Pを積層させた状態で収納できる給紙カセット210と、手差しで用紙を供給するためのスタックバイパス230とを備えている。
給紙カセット210と、スタックバイパス230とは、いずれも用紙Pを取り出すためのピックアップローラ213又はこれに代わるものと、このピックアップローラ等で取り出された用紙Pを1枚ずつ搬送路301に送り出す(捌く)ための給紙ローラ対214,233とを備えている。
図5は給紙カセット210の外観斜視図である。図5に示すように、給紙カセット210は、上部が開放されたカセット筐体6と、このカセット筐体6内にあって、図示しない用紙を載置するためのリフト板7とを備えている。
また、カセット筐体6は、四角形状の底板6aと、この底板6aの四辺からそれぞれ立設された前壁6bと左側壁6cと後壁6dと右側壁6eとからなっており、前壁6bは給紙カセット210をプリンタ本体101のカセット収容部101aに着脱する際の把持部とその開口部101bを塞ぐ化粧板とを兼ねているため、他の壁6c〜6eよりも高くかつ幅広に形成されている。
なお、図5中では、一方(右側)しか視認できないが、その左右両側壁6c,6eの高さ方向中央より下部が、それぞれ外側に突出しており、この突出部6fが給紙カセット210をプリンタ本体101のカセット収容部101aに着脱する際に、その開口部101bの奥側に延びる図略の案内溝で案内されるスライダの役割を果たすようになっている。
また、リフト板7は、底板6aの略前半分を覆うような平板からなり、その前側(先端)を若干下向きに屈曲させる一方、その後側の左右両側を上向きに屈曲させて左右両側壁6c,6eからの支持部7b,7aを形成している。この支持部7b,7aを左右両側壁6c,6eに回動自在にピン7cで軸支することにより、リフト板7の前側が底板6aに対して起伏自在となる。
このリフト板7には、前後方向に延びるサイズ規制板8が左右対称に立設されており、このサイズ規制板8によって用紙幅が規制されるようになっている。すなわち、このサイズ規制板8は、底板6aの下側に設けたラックとピニオンとからなる連動機構17により左右反対向きに同幅ずつ移動するため、前記左右対称性が維持されるから、載置される用紙の幅方向の偏りがなくなる。また、カセット筐体6の幅方向中央には、後端カーソル8aが前後方向に延びるカーソル8b上で移動可能に立設されており、この後端カーソル8aによって用紙後端が規制されるようになっている。
また、カセット筐体6の底板6a上の前側には、左右方向に延びるシャフト9が配設されており、このシャフト9の左右両端がそのカセット筐体6の左右両側壁6c,6eにそれぞれ回動自在に軸支されている。そして、このシャフト9の軸方向中央から舌片10が前記リフト板7の前側に向けて延び、その舌片10の先端がシャフト9の回動によりリフト板7の前側の下面に当接又は離間するようになっている。
そして、舌片10がリフト板7の前側の下面に当接するとそのリフト板7が起立し、舌片10がリフト板7の前側の下面から離間するとそのリフト板7が重力により倒伏するようになる。すなわち、シャフト9と舌片10とが回動部材を構成している。
このシャフト9はカセット筐体6の右側壁6eを貫通しており、その貫通したシャフト9の端部にはリフトギア11が嵌合されている。このリフトギア11は、カセット筐体6の右側壁6eに回転自在に軸支されたアイドルギア12を介して、カセット装着時に入力ギア13と噛合するようになっている。この入力ギアは、後述する右側の本体フレーム23に取り付けられている(図2参照)。各ギアは、例えば合成樹脂製の平歯車等である。
なお、カセット筐体6の前壁6bには、下側ローラ16が組み込まれており、給紙カセット210をプリンタ本体101のカセット収容部101aに、その開口部101bから挿入して所定の位置にセットすると、上記下側ローラ16に図略の上側ローラが当接して図1の給紙ローラ対214を構成するようになっている。
引き続き、図3及び図4を参照して給紙カセット210をプリンタ本体101のカセット収容部101aの左右両側壁について説明する。なお、両側壁を構成する左側の本体フレーム24は従来例で述べたもの(図6の本体フレーム524参照。)と同様であるのでその説明を省略し、以下では主に右側の本体フレーム23について説明する。
図3(a)において、23は右側の本体フレームであって、略四角形の平板の適所に前述したような各要素110等の取り付け部等を形成するとともに、各端面を外側に折り曲げてその剛性を確保している。そして、この本体フレーム23の内側の下部には、給紙カセット210を、プリンタ本体101の開口部(カセット挿入口)101bからカセット収容部101a内の所定のセット位置まで案内するガイドセット18が取り付けられている。
ガイドセット18の下部には、前後方向に延びる案内溝18aが形成され、また、このガイドカセット18の手前側の下半分は大きく切り欠かれている。この切り欠き箇所に、上記入力ギア13と、例えばステッピングモータであるモータ20と、このモータ20と入力ギア13との間に介装されたアイドルギア列21が配置されており、このアイドルギア列21は、図3(b)に示すように、それぞれ本体フレーム23から立設された複数の軸21a等に回転自在に取り付けられた複数の中間ギア21b等からなっている。これらが駆動部を構成している。
そして、モータ20の駆動軸20aの回転力は、その駆動軸20aに取り付けられたウォームギア20bから、軸21a回りに回転自在に軸支され、かつウォームギア20bに噛合する中間ギア21bに伝達される。中間ギア21bの回転力は、その軸21aに中間ギア21bと同軸に取り付けられた中間ギア21cに伝達され、さらに軸21dに回転自在に軸支され、かつ中間ギア21cに噛合する中間ギア21eへと伝達される。
この中間ギア21eの回転力は、その軸21dに中間ギア21eと同軸に取り付けられた中間ギア21fに伝達され、さらに軸21gに軸支され、かつ中間ギア21fに噛合する中間ギア21hへと伝達される。中間ギア21hの回転力は、軸21iに軸支され、かつ中間ギア21hに噛合する中間ギア21jに伝達される。中間ギア21jの回転力は、その軸21iに中間ギア21jと同軸に取り付けられた中間ギア21kに伝達される。
この中間ギア21kの回転力は、シャフト9に軸支され、かつ中間ギア21kと噛合する入力ギア13に伝達される。各中間ギア21b等は、例えば合成樹脂製の平歯車等であって、例えば各軸21a等の端部に形成された図示しない溝にスナップリングを嵌め込むことにより着脱自在に取り付けられている。
上記切り欠き箇所は、図4に示すように、カバー19で覆われている。カバー19には図示しないフックが形成されており、このフックをガイドセット18の図示しない係合穴に係合することによりカバー19をガイドセット18に着脱可能に取り付けている。なお、この図4では、便宜上、ガイドセット18を省略している。
このガイドセット18へ取り付けられたカバー19からは、入力ギア13の上部のみが露出するようになっており、給紙カセット210の装着時に、この入力ギア13の上部が給紙カセット210側のアイドルギア12と噛合するようになっている。
また、カバー19の内側には、ガイドセット18に形成された案内溝18aと連通する案内溝19aが形成されている。なお、左側の本体フレーム24にも、同様の案内溝24a(図2参照。)が形成されており、この案内溝18a,19a,24aに給紙カセット210のカセット筐体6の左右両側壁6c,6eにそれぞれ形成された突起部6fがスライド可能にはめ込まれるようになっている。すなわち、上記案内溝18a,19a,24aが案内部を構成している。
そして、左右の本体フレーム24,23を対向させた状態で立設して、両者間を接続部材25等で接続すると、図2に示したような組み立て状態となる。この図2においては、左右の本体フレーム24,23間に、スタックバイパス230が直立状態で介装されており、このスタックバイパス230の下部は左右の本体フレーム24,23に回動自在に軸支されている。したがって、スタックバイパス230を、この軸支点回りに回動させると、そのスタックバイパス230は使用可能な状態となる。また、スタックバイパス230の下部には、給紙カセット210を挿入するための開口部101bが形成されている。さらに、左右の本体フレーム24,23の外側と、天井部と、手前側と、奥側とにそれぞれ外装部材(化粧板)をビス等で取り付けると、組み立てが完了する。
この完成状態のプリンタ1を作動させる。
このために、用紙Pを倒伏状態のリフト板7上に載置した給紙カセット210を開口部101bに挿入すると、給紙カセット210のカセット筐体6の突起部6fが、ガイドセット18の案内溝18a、カバー19aの案内溝19a、及び、本体フレーム24の案内溝24aに案内されてスムーズに所定位置にセットできる。そのセット位置では、本体フレーム23側の入力ギア13に給紙カセット210側のアイドルギア12が噛合する。
しかる後に、図略のスタートボタンを押圧すると、所定のプリント動作が開始される。すると、モータ20が回転し始め、その回転力がアイドルギア列21を介して入力ギア13に伝達される。そして、この入力ギア13の回転力が、さらに給紙カセット210側のアイドルギア12を介してリフトギア11に伝達される。すると、このリフトギア11の回転力が、シャフト9に伝達されて、そのシャフト9に取り付けられた舌片10を図1中のC方向に回転させる。
この舌片10が回転すると、リフト板7の前側の下面に当接して、そのリフト板7を起立させるので、このリフト板7上に載置された用紙Pの最上部のものがピックアップローラ213に押圧される。すると、モータ20は自動停止し、この押圧状態が維持される。そして、所定のタイミングでこのピックアップローラ213が回転すると、最上部の用紙Pが給紙カセット210から取り出される。
このピックアップローラ213で取り出された用紙Pは、図1に示すように、給紙ローラ対214で捌かれて1枚ずつ搬送路301に送り出され、感光体ドラム103の手前のレジストローラ対207で待機状態とされる。この待機状態の用紙Pは所定のタイミングで感光体ドラム103と転写ローラ105との間に送りだされる。ここでトナー像が転写された用紙Pはさらに定着ローラ対106に搬送される。ここでトナー像が定着された用紙Pは排出ローラ107により排出部108に排出される。
いま、アイドルギア列21のうちの例えば中間ギア21hの調整、修理、交換等が必要となったとする。かかる調整はプリンタ1の組み立て時に必要となることがあり、修理や交換はプリンタ1のメンテナンス時に必要となることがある。
その場合には、プリンタ1を停止させる。すると、モータ20が逆転し、それまでリフト板7の前側の下面に当接していた舌片10が離間するので、そのリフト板7は重力により倒伏する。すると、モータ20は自動停止し、この倒伏状態が維持される。しかる後、給紙カセット210を、カセット収容部101aの開口部101bから手前側に引き出す。このとき、給紙カセット210のカセット筐体6の突起部6fが、ガイドセット18の案内溝18a、カバー19aの案内溝19a、及び、本体フレーム24の案内溝24aに案内されるので、給紙カセット210をスムーズに引き出すことができる。
この給紙カセット210の全体を引き出すと、上記開口部101bの奥の右側には、ガイドセット18とカバー19とが視認できるようになる。このカバー19を左側に引っ張ると、そのフックがガイドセット18の係合穴から外れて、カバー19が取り外せる。このカバー19を取り外すと、その内側に、モータ20と、アイドルギア列21と、入力ギア13とが現れる。
このアイドルギア列21の中間ギア21hを軸21gからスナップリングを緩めて取り外して調整等し、この調整等後の中間ギア21hを当該軸21gに再び取り付けてスナップリングを嵌める。その後、先に取り外しておいたカバー19をガイドセット18のもとの位置にセットしてそのフックを係合穴に係合させることにより、もとの状態に復旧することができる。
本実施形態のプリンタ1によれば、プリンタ本体101内側の開口部101bの近傍に、リフト機構に用紙を持ち上げるための動力を付与する駆動部が着脱可能に配置されたので、給紙カセット210を開口部101bから取り出した状態では、その開口部101bからプリンタ本体101内側の手前にある駆動部が視認でき、その駆動部の開口部101bからの取り付け、或いは取り外しができるようになる。
したがって、プリンタ1の組み立てにおいて、外装部材等を取り付けた後に駆動部の調整等が必要となったとしても、従来のようにその都度外装部材等を取り外すことなく、駆動部だけを取り外して調整等できるようになるので、その組み立て作業の効率が大幅に向上する。また、プリンタ1のメンテナンスにおいても、同様にして、その駆動部の修理、交換等を行えるので、そのメンテナンス作業の効率が大幅に向上する。
なお、上記実施形態では、給紙カセット210内のリフト機構として、リフト板7の先端の下面に舌片10を当接させてそのリフト板7を起立させるとともに、重力によりそのリフト板7を倒伏させているが、例えばバネやカムを用いてリフト板7を起伏させるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、リフト機構の駆動部を、モータ20と、アイドルギア列21と、入力ギア13とで構成しているが、このうちのアイドルギア21に代えてベルトを用いてもよい。その場合には、ベルトを交換等することが容易となる。
また、上記実施形態では、プリンタ本体1を構成する右側の本体フレーム23にリフト機構の駆動部を設けたが、左側の本体フレーム24にその駆動部を設けてもよい。
また、上記実施形態では、プリンタ本体1の手前側に、給紙トレイ210の開口部101bを設けているが、プリンタ1の形式によっては、奥側に、給紙トレイ210の開口部101bを設けてもよい。その場合には、駆動部も上記実施形態とは反対側に設けることとなる。
また、上記実施形態では、一段の給紙カセット210がプリンタ本体101のカセット収容部101aに装着された場合を説明しているが、多段の給紙カセットを装着できるような構成としてもよい。
また、本実施形態では、プリンタ1の給紙装置について説明したが、複写機、ファクシミリ、複合機その他の画像形成装置の給紙装置にも本発明を適用できる。
本発明の一実施形態に係るプリンタの概略構成を示す断面図である。 給紙装置の組み立てたときの状態を示す斜視図である。 左側の本体フレームの外観(カバー無し)を示す図であって、(a)は斜視図、(b)はその駆動部のギア配置図である。 左側の本体フレームの外観(カバー有り)を示す斜視図である。 給紙カセットを上側から見た斜視図である。 従来の左右の本体フレームの外観を示す斜視図である。
符号の説明
1 プリンタ(画像形成装置の一例)
101 プリンタ本体(装置本体)
101a カセット収容部
101b 開口部(カセット挿入口)
102 帯電装置(画像形成部)
102a 露光部(画像形成部)
103 感光体ドラム(画像形成部)
104 現像装置(画像形成部)
105 転写ローラ(画像形成部)
109 クリーニングローラ(画像形成部)
110 クリーニング装置(画像形成部)
111 除電装置(画像形成部)
200 給紙装置
210 給紙カセット
213 ピックアップローラ
214 給紙ローラ対
6 カセット筐体
6f 突起部
7 リフト板(リフト機構)
7c ピン
8 用紙規制板
8a 後端カーソル
9 シャフト(回動部材、リフト機構)
10 舌片(回動部材、リフト機構)
11 リフトギア(リフト機構)
12 アイドルギア(リフト機構)
13 入力ギア(リフト機構)
16 下側ローラ
18 ガイドセット
18a 案内溝(案内部)
19 カバー
19a 案内溝(案内部)
21 アイドルギア列(駆動部)
22 モータ(駆動部)
23,24 本体フレーム
24a 案内溝(案内部)

Claims (3)

  1. 装置本体のカセット挿入口に挿脱自在に挿入される給紙カセットと、この給紙カセットを上記カセット挿入口に挿入した状態で、該給紙カセット内に載置された用紙のカセット挿入口側を持ち上げるリフト機構とを備えた給紙装置であって、
    上記装置本体内側のカセット挿入口の近傍に、上記リフト機構に用紙を持ち上げるための動力を付与する駆動部を着脱可能に配置し
    上記駆動部を覆うカバーを、上記装置本体内側に着脱可能に設け、
    上記カセット挿入口から挿入した上記給紙カセットを装置本体内側に案内する案内部を、上記カバーを含む該装置本体内側に設けたことを特徴とする給紙装置。
  2. 上記リフト機構は、上記給紙カセット内に起伏自在に取り付けられ、上面に用紙が載置されるリフト板と、このリフト板の先端の下面に当接して該リフト板を起立させるように、上記駆動部で付与される動力により回動する回動部材とを備え、
    上記駆動部は、モータ駆動されるギア列により上記回動部材を回動させるものであることを特徴とする請求項1記載の給紙装置。
  3. 画像データに基づいて画像形成する画像形成部を備え、上記請求項1又は2に記載の給紙装置を用いて給紙された用紙に、上記画像形成部による形成画像を転写するように構成したことを特徴とする画像形成装置。
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