JP5184169B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile using an electrophotographic system.
近年、ファクシミリや複写機などの画像形成装置は、用紙の多様化(例えば、リサイクル紙、用紙の両面印刷、用紙の厚み、用紙のサイズ)のため、ローラなどへの用紙巻き付きを防止するため、転写部での分離性能が厳しくなってきた。この場合、転写部での分離のためには、通常、接地された除電針または高電圧が印加された放電針のいずれかが用いられている(特許文献1、特許文献2参照)。 In recent years, image forming apparatuses such as facsimiles and copiers are used to prevent paper from being wound around rollers due to diversification of paper (for example, recycled paper, double-sided printing of paper, paper thickness, paper size) Separation performance at the transfer section has become strict. In this case, either a grounded static elimination needle or a discharge needle to which a high voltage is applied is usually used for separation at the transfer portion (see Patent Document 1 and Patent Document 2).
しかしながら、高電圧が印加された放電針を用いた場合、高湿環境(用紙の含水が多く、用紙の抵抗値が低い)時、定着ローラへ用紙を通じて高電流で高電圧の転写バイアスが流れ込む。これにより、定着ローラが転写バイアスと同極(トナーと逆極)に帯電して、定着部での尾引きや静電オフセットの問題が発生する。ここで、定着部での尾引きとは、細線などの未定着の画像が定着部で定着する際、未定着の用紙上のトナーが定着ローラに引っ張られて画像が流れる状態のことである。静電オフセットとは、定着部で定着する際、未定着トナーが定着ローラの方に残り、定着ローラが2回目に回転してきたとき、用紙にトナーが移る現象のことである。 However, when a discharge needle to which a high voltage is applied is used, a high-voltage transfer bias flows into the fixing roller at a high current through the sheet in a high humidity environment (the sheet has a high water content and the sheet resistance value is low). As a result, the fixing roller is charged to the same polarity as the transfer bias (toner and the opposite polarity), causing problems such as tailing and electrostatic offset at the fixing unit. Here, the tailing in the fixing unit is a state in which when an unfixed image such as a thin line is fixed by the fixing unit, the toner on the unfixed paper is pulled by the fixing roller and the image flows. The electrostatic offset is a phenomenon in which when the fixing unit fixes, unfixed toner remains on the fixing roller, and when the fixing roller rotates for the second time, the toner moves to the sheet.
また、接地された除電針を用いた場合、転写バイアスが高電流で高電圧であるため用紙帯電が高くなる。したがって、用紙は感光体ドラムとの電気的吸着力が強く、転写部での分離不良が発生しやすかった。特に、両面印字や低湿環境(用紙の含水が少なく、用紙の抵抗値が高い)時に、分離不良が顕著に現れる。 In addition, when the grounded static elimination needle is used, the charging of the sheet becomes high because the transfer bias is a high current and a high voltage. Therefore, the sheet has a strong electric attractive force with the photosensitive drum, and a separation failure is likely to occur at the transfer portion. In particular, when double-sided printing or a low-humidity environment (the water content of the paper is low and the resistance value of the paper is high), the separation failure is remarkable.
さらに、高湿環境や長期使用を原因とするトナー帯電の低下による用紙とトナーの付着力低下が発生したり、あるいは、長期使用を原因とする転写ローラの劣化(材料の抵抗値上昇、紙粉やトナー外添剤の付着)による用紙の帯電ばらつきが発生したりすると、用紙を分離または除電した後の搬送部において、搬送部の板金(GND)近傍を通過もしくは接触したときに、急激に用紙が除電され、用紙とトナーの付着が低下し、トナーが飛散して画像不良となる。また、搬送部のリブ(絶縁)においては、用紙とリブの接触により用紙が異常帯電を起し、トナーを弾いて飛散画像が発生する。これらのトナー飛散に対しては、分離バイアスOFF(0V)ではなく、GNDで除電することが望ましいが、高コストで複雑なスイッチング回路が必要になったり、先に記載したように分離不良が発生したりする。 In addition, the adhesion between paper and toner may decrease due to a decrease in toner charge due to high humidity environment or long-term use, or transfer roller deterioration due to long-term use (increased material resistance, paper dust If there is variation in the charging of the paper due to the attachment of the toner or external toner additives, the paper suddenly passes when it passes or contacts the vicinity of the sheet metal (GND) of the transport section in the transport section after the paper is separated or discharged. Is removed, the adhesion between the paper and the toner is reduced, and the toner is scattered, resulting in an image defect. Further, in the rib (insulation) of the conveyance unit, the sheet is abnormally charged due to the contact between the sheet and the rib, and the scattered image is generated by repelling the toner. For these toner scattering, it is desirable to neutralize with GND instead of separation bias OFF (0V). However, a complicated switching circuit is required at a high cost, and separation failure occurs as described above. To do.
それゆえに、本発明の主たる目的は、転写部での分離性能を向上させるとともに、用紙を分離除電した後の搬送部における飛散画像の発生を抑え、さらに定着部での尾引き、静電オフセットなどが発生しない画像形成装置を提供することである。 Therefore, the main object of the present invention is to improve the separation performance in the transfer unit, suppress the generation of scattered images in the transport unit after separating and discharging the paper, and further, tailing in the fixing unit, electrostatic offset, etc. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus in which no occurrence occurs.
請求項1に係る発明は、
像担持体の表面に現像された像を用紙に転写する転写部の下流に配設され、搬送されてきた用紙に分離バイアスを印加するための放電針と、
放電針の下流に配設され、搬送されてきた用紙の除電を行う除電針と、を備え、
除電針は用紙搬送路の近傍に、当該除電針の先端部が用紙搬送路の下流側に、当該除電針の根元部が用紙搬送路の上流側になるように設けられ、かつ、除電針の根元部より先端部が用紙搬送路に近く、
放電針の先端と除電針の先端との距離が、像担持体の表面と放電針の先端との距離より大きく、
除電針の配列ピッチが放電針の配列ピッチより小さいこと、
を特徴とする、画像形成装置である。
The invention according to claim 1,
A discharge needle that is disposed downstream of a transfer unit that transfers the developed image on the surface of the image carrier to a sheet, and applies a separation bias to the conveyed sheet;
A static elimination needle disposed downstream of the discharge needle and neutralizing the conveyed paper ,
The static elimination needle is provided in the vicinity of the paper conveyance path so that the tip of the static elimination needle is downstream of the paper conveyance path and the root of the static elimination needle is upstream of the paper conveyance path. The tip is closer to the paper transport path than the base,
The distance between the tip of the discharge needle and the tip of the static elimination needle is greater than the distance between the surface of the image carrier and the tip of the discharge needle,
The discharge needle array pitch is smaller than the discharge needle array pitch,
An image forming apparatus characterized by the above.
高電圧が印加された放電針のみを用いた従来の場合、高湿環境(用紙の含水が多く、用紙の抵抗値が低い)時、定着ローラへ用紙を通じて高電流で高電圧の転写バイアスが流れ込み、定着ローラが転写バイアスと同極(トナーと逆極)に帯電して、定着部での尾引きや静電オフセットの問題が発生していた。請求項1の発明では、放電針の下流に除電針を配設しているため、高電流で高電圧の転写バイアスが除電針を通ってGNDに流れる。したがって、定着ローラへ用紙を通じて高電流で高電圧の転写バイアスが流れ込まず、定着ローラが転写バイアスと同極(トナーと逆極)に帯電することがなくなり、定着部での尾引きや静電オフセットが発生しない。 In the conventional case using only a discharge needle to which a high voltage is applied, in a high humidity environment (the paper contains a lot of water and the paper resistance is low), a high voltage transfer bias flows into the fixing roller through the paper at a high current. The fixing roller is charged to the same polarity as the transfer bias (the opposite polarity to the toner), causing problems such as tailing and electrostatic offset at the fixing portion. In the first aspect of the invention, since the static elimination needle is disposed downstream of the discharge needle, a high current and high voltage transfer bias flows to the GND through the static elimination needle. Therefore, a high-current, high-voltage transfer bias does not flow into the fixing roller through the paper, and the fixing roller is not charged with the same polarity (toner and opposite polarity) as the transfer bias. Does not occur.
さらに、接地された除電針によって、用紙の電荷が略「0」となり、搬送部の板金(GND)近傍を用紙が通過もしくは接触しても、用紙の電荷が急減するという現象はなくなり、用紙とトナーの付着力の低下を原因とする飛散画像を防止できる。また、搬送部のリブ(絶縁)においては、用紙とリブの接触により用紙が異常帯電を起し、トナーを弾いて飛散画像が発生するという現象もなくなる。 Further, the charge of the paper becomes substantially “0” by the grounded static elimination needle, and even if the paper passes or contacts the vicinity of the sheet metal (GND) of the transport unit, the phenomenon that the charge of the paper is suddenly reduced is eliminated. Scattered images caused by a decrease in toner adhesion can be prevented. Further, in the rib (insulation) of the conveying unit, the phenomenon that the paper is abnormally charged due to the contact between the paper and the rib and the scattered image is generated by repelling the toner is eliminated.
また、接地された除電針のみを用いた従来の場合、転写バイアスが高電流で高電圧であるため用紙帯電が高くなり、用紙は像担持体との電気的吸着力が強く、転写部での分離不良が発生しやすかった。請求項1の発明では、除電針の上流に放電針を配設しているため、放電針によって用紙を像担持体と同極に帯電させることにより、用紙が像担持体から容易に分離される。 In addition, in the conventional case using only a grounded static elimination needle, the transfer bias is high and the voltage is high, so the sheet is charged, and the sheet has a strong electric adsorption force with the image carrier, It was easy for separation failure to occur. In the first aspect of the invention, since the discharge needle is disposed upstream of the static elimination needle, the paper is easily separated from the image carrier by charging the paper to the same polarity as the image carrier by the discharge needle. .
また、放電針の先端と除電針の先端との距離を、像担持体の表面と放電針の先端との距離より大きく設定しているため、放電針と除電針との間のリークが抑えられ、放電が効率良く行われる。
また、除電針の配列ピッチを放電針の配列ピッチより小さく設定しているため、除電効果がより一層高まる。
In addition, since the distance between the tip of the discharge needle and the tip of the static elimination needle is set larger than the distance between the surface of the image carrier and the tip of the discharge needle, leakage between the discharge needle and the static elimination needle can be suppressed. Discharge is performed efficiently.
Moreover, since the arrangement pitch of the static elimination needles is set smaller than the arrangement pitch of the discharge needles, the static elimination effect is further enhanced.
また、除電針を用紙搬送路の近傍に、当該除電針の先端部が用紙搬送路の下流側に、当該除電針の根元部が用紙搬送路の上流側になるように設けて、かつ、除電針の根元部より先端部が用紙搬送路に近くなるように設定することにより、除電針の先端を用紙に向けるようにしているため、除電針からの除電電界が効率良く用紙に向けられ、その除電効果が高まる。
また、請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明に従属する発明であって、放電針は、転写部から延びる用紙搬送路の法線方向に対して、像担持体側に傾いて配置され、除電針は、法線方向に対して、放電針の反対側に傾いて配置されていることを特徴とする、画像形成装置である。
請求項2の発明では、放電針の先端を像担持体に向けるようにしているため、放電針からの放電電界が効率良く像担持体に向けられ、その放電効果が高まる。
In addition, the static elimination needle is provided in the vicinity of the paper conveyance path, the tip of the static elimination needle is provided on the downstream side of the paper conveyance path, and the root of the static elimination needle is provided on the upstream side of the paper conveyance path. By setting the tip to be closer to the paper transport path than the base of the needle, the tip of the static elimination needle is directed to the paper, so the static elimination electric field from the static elimination needle is efficiently directed to the paper. The static elimination effect is increased.
Further, the invention according to
In the invention of
本発明によれば、放電針の下流に除電針を配設しているため、放電針からの放電電界が像担持体に向けられるとともに、除電針からの除電電界が用紙に向けられ、転写部での分離性能を向上させるとともに、用紙を分離除電した後の搬送部における飛散画像の発生を抑え、さらに定着部での尾引き、静電オフセットなどが発生しない画像形成装置を得ることができる。 According to the present invention, since the static elimination needle is disposed downstream of the discharge needle, the discharge electric field from the discharge needle is directed to the image bearing member, and the static elimination electric field from the static elimination needle is directed to the paper, In addition, it is possible to improve the separation performance of the image forming apparatus, suppress the generation of scattered images in the transport unit after separating and discharging the paper, and obtain an image forming apparatus that does not generate tailing and electrostatic offset in the fixing unit.
本発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。 The above-described object, other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of the best mode for carrying out the invention with reference to the drawings.
図1は本発明に係る画像形成装置の一例を示す要部概略構成図である。感光体ドラム(像担持体)2は駆動手段によって図示矢印の時計方向に所定速度で駆動される。感光体ドラム2の外周近傍には、帯電器4、現像装置6、転写ローラ8、クリーニング装置10が設けられている。感光体ドラム2は帯電器4にて表面がプラスのバイアスに一様に帯電される。感光体ドラム2の回転方向における帯電器4の下流側には、レーザースキャニングユニット12が配置されている。レーザースキャニングユニット12から放射されたレーザ光Lは、感光体ドラム2上に照射され、静電潜像が形成される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part showing an example of an image forming apparatus according to the present invention. The photosensitive drum (image carrier) 2 is driven at a predetermined speed in a clockwise direction indicated by an arrow in the figure by a driving unit. In the vicinity of the outer periphery of the
レーザースキャニングユニット12の下流側には、現像装置6が配置されている。現像装置6は、現像ローラ7によってトナーを感光体ドラム2に付与するためのものである。前記静電潜像は現像装置6によって現像され、トナー像として顕像化される。現像装置6の下流側には、転写ローラ8が配置されている。転写ローラ8には、転写電圧(マイナスのバイアス)が印加される。さらに、転写ローラ8の下流側には、感光体ドラム2に残ったトナーを除去するためのクリーニング装置10が配置されている。
A developing
感光体ドラム2上のトナー画像が転写ローラ8に接近するのに同期して、用紙Pの搬送タイミングが調整され、感光体ドラム2と転写ローラ8との間を搬送される。これによって、用紙Pの先端とトナー画像先端とが一致して転写ローラ8を通過し、用紙Pには感光体ドラム2上に形成されたトナー画像が転写される。トナー画像を転写された用紙Pは、放電針40によって感光体ドラム2から分離され、除電針42によって除電される。その後、用紙Pは搬送部50を通過して定着ローラ60に搬入され、定着ローラ60で定着され、印刷物として機外に排出されて排紙トレイ上に積載される。
In synchronization with the toner image on the
図2および図3を参照して、放電針40および除電針42についてより詳細に説明する。ここで、図2は放電針40および除電針42を示す斜視図で、図3はその配置関係を示す概略構成図である。
The
転写ローラ8の下流には、搬送されてきた用紙Pに分離バイアスを印加するための放電針40が配設されている。すなわち、転写ローラ8から搬送されてきた用紙Pは転写バイアスによってマイナスに帯電した状態であるため、ローラなどに巻き付き易い。このため、放電針40から分離電圧(プラスのバイアス)を印加して、マイナス帯電を打ち消す。放電針40は略垂直に配置されて、放電針40の先端を感光体ドラム2に向けるようにしているため、放電針40からの放電電界E1が効率良く感光体ドラム2に向けられ、その放電効果を高めることができる。
A
放電針40の下流には接地された除電針42が配設され、搬送されてきた用紙Pの除電を行う。図5に示すように、除電針42は略水平に配置され、除電針42は用紙搬送路Rの近傍に、当該除電針42の先端部が用紙搬送路Rの下流側に、当該除電針42の根元部が用紙搬送路Rの上流側になるように設けられ、かつ、除電針42の根元部より先端部が用紙搬送路Rに近くなるように設定している。すなわち、除電針42の先端の向きは、用紙搬送路Rの法線Hより放電針40とは反対側に向ける方が、放電針40と除電針42のリークを防止しやすいため、望ましい。また、除電針42の先端の向きを、用紙搬送路Rとは並行にしないで、除電針42の先端を用紙Pに向けるようにしているため、除電針42からの除電電界E2が効率良く用紙Pに向けられ、その除電効果を高めることができる。
A grounded
そして、放電針40の先端と除電針42の先端との距離bは、感光体ドラム2の表面と放電針40の先端との距離aより大きくなるように設定している。距離bを距離aより大きく設定しているため、放電針40と除電針42との間のリークが抑えられ、放電を効率良く行うことができる。なお、用紙搬送路Rと放電針40の先端との距離は、1mm程度に設定されている。1mmより小さいと、放電が起きないからである。
The distance b between the tip of the
さらに、図4に示すように、除電針42の配列ピッチを放電針40の配列ピッチより小さく設定している。なお、(A)は除電針42を示す一部正面図、(B)は放電針40を示す一部正面図である。これにより、除電針42の除電効果がより一層高まる。
Furthermore, as shown in FIG. 4, the arrangement pitch of the static elimination needles 42 is set smaller than the arrangement pitch of the discharge needles 40. 2A is a partial front view showing the
ここで、高電圧が印加された放電針のみを用いた従来の場合、高湿環境(用紙Pの含水が多く、用紙Pの抵抗値が低い)時、定着ローラ60へ用紙Pを通じて高電流で高電圧の転写バイアスが流れ込み、定着ローラ60が転写バイアスと同極(トナーと逆極)に帯電して、定着部での尾引きや静電オフセットの問題が発生していた。ところが、本実施形態の画像形成装置では、放電針40の下流に除電針42を配設しているため、高電流で高電圧の転写バイアスが除電針42を通ってGNDに流れる。したがって、定着ローラ60へ用紙Pを通じて高電流で高電圧の転写バイアスが流れ込まず、定着ローラ60が転写バイアスと同極(トナーと逆極)に帯電することがなくなり、定着部での尾引きや静電オフセットが発生しない。
Here, in the conventional case using only the discharge needle to which a high voltage is applied, in a high humidity environment (the water content of the paper P is high and the resistance value of the paper P is low), a high current is supplied to the fixing
さらに、接地された除電針42によって、用紙Pの電荷が略「0」となり、搬送部50の板金(GND)近傍を用紙Pが通過もしくは接触しても、用紙Pの電荷が急減するという現象はなくなり、用紙Pとトナーの付着力の低下を原因とする飛散画像を防止できる。また、搬送部50のリブ(絶縁)においては、用紙Pとリブの接触により用紙Pが異常帯電を起し、トナーを弾いて飛散画像が発生するという現象もなくなる。
Further, the charge of the paper P becomes substantially “0” by the grounded
また、接地された除電針42のみを用いた従来の場合、転写バイアスが高電流で高電圧であるため用紙帯電が高くなり、用紙Pは感光体ドラム2との電気的吸着力が強く、転写部での分離不良が発生しやすかった。ところが、本実施形態の画像形成装置では、除電針42の上流に放電針40を配設しているため、放電針40によって用紙Pを感光体ドラム2と同極に帯電させることにより、用紙Pを感光体ドラム2から容易に分離することができる。
In the conventional case using only the grounded
次に、放電針40および除電針42の有無に基づいて、搬送部50の板金(GND)近傍を用紙Pが通過もしくは接触したときの飛散画像の評価結果を表1に記載する。このときのトナー電荷は、高湿(湿度:70%)の場合が3.5〜4.0μc/g、低湿(湿度:20%)の場合が4.0〜4.5μc/gに設定した。
Next, Table 1 shows the evaluation result of the scattered image when the paper P passes or contacts the vicinity of the sheet metal (GND) of the
比較例1および比較例2は、転写ローラ8が新しく、かつ、除電針42を備えていない場合である。この場合、搬送部50の板金(GND)での飛散画像は起きない。比較例3および比較例4は、転写ローラ8が古く(10万枚の用紙を印字後の転写ローラ8)、かつ、除電針42を備えていない場合である。
Comparative Example 1 and Comparative Example 2 are cases where the
比較例3は、長期使用を原因とする転写ローラ8の劣化による転写バイアスの電界の不均一によって用紙Pの帯電ばらつきが発生し、かつ、高湿(湿度:70%)環境を原因とするトナー帯電の低下による用紙Pとトナーの付着力が低下している。これにより、用紙Pを分離した後の搬送部50において、搬送部50の板金(GND)近傍を通過もしくは接触したときに、急激に用紙Pが除電され、用紙Pとトナーの付着が低下し、トナーが飛散して画像不良となることを示している。
Comparative Example 3 is a toner in which charging variation of the paper P occurs due to non-uniformity of the electric field of the transfer bias due to deterioration of the
比較例4は、低湿(湿度:20%)環境であるため、トナー電荷が抜けず、転写ローラ8が古くなっても、トナーが飛散せず画像不良が発生しない。
Since Comparative Example 4 is a low humidity (humidity: 20%) environment, the toner charge does not escape, and even when the
実施例1〜実施例3は、放電針40の下流に除電針42を配設ものである。放電針40の針ピッチを4mmに設定しているのは、感光体ドラム2に局所的な電流の流れ込みを起こさないで、放電電界E1の安定化を達成するためである。
In the first to third embodiments, a
実施例1の場合は、飛散画像および分離搬送ともに問題は発生しなかった。実施例2の場合は除電針42の針ピッチが広いため、除電効果が若干低下し、トナーの飛散が改善されるものの、解消にまではいたっていない。実施例3の場合は、除電針42が感光体ドラム2よりも放電針40に近づいているため、放電電流が感光体ドラム2ではなく、除電針42の方に流れるため、感光体ドラム2との分離不良を起こすことになる。さらに、除電針42には、放電針40からの放電電流が流れているので、用紙Pが除電されず、画像飛散も発生した。
In the case of Example 1, no problem occurred in both the scattered image and the separated conveyance. In the case of Example 2, since the needle pitch of the
比較例5および比較例6の場合は、実施例1において、放電針40の位置に除電針42を配設し、除電針42の位置には何も配設しないものである。転写バイアスが高電流で高電圧であるため用紙帯電が高くなり、用紙Pは感光体ドラム2との電気的吸着力が強く、転写部での分離不良が発生している。
In the case of Comparative Example 5 and Comparative Example 6, in Example 1, the
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形される。図6に示すように、画像形成装置は、放電針40が略垂直に配置され、除電針42も略垂直に配置されているものであってもよい。ただし、この場合、放電針40の電圧設定にも依存するが、放電針40からの放電電界E1と除電針42からの除電電界E2が近接するため、両者がリークしやすい状態となる。したがって、放電針40と除電針42の位置関係に注意して設計する必要がある。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is carried out within the range of the summary. As shown in FIG. 6, the image forming apparatus may be one in which the
2 感光体ドラム
6 現像器
8 転写ローラ
40 放電針
42 除電針
50 搬送部
2
Claims (2)
前記放電針の下流に配設され、搬送されてきた用紙の除電を行う除電針と、を備え、
前記除電針は用紙搬送路の近傍に、当該除電針の先端部が前記用紙搬送路の下流側に、当該除電針の根元部が前記用紙搬送路の上流側になるように設けられ、かつ、前記除電針の根元部より先端部が前記用紙搬送路に近く、
前記放電針の先端と前記除電針の先端との距離が、前記像担持体の表面と前記放電針の先端との距離より大きく、
前記除電針の配列ピッチが前記放電針の配列ピッチより小さいこと、
を特徴とする、画像形成装置。 A discharge needle that is disposed downstream of a transfer unit that transfers the developed image on the surface of the image carrier to a sheet, and applies a separation bias to the conveyed sheet;
A neutralization needle disposed downstream of the discharge needle and neutralizing the conveyed paper , and
The static elimination needle is provided in the vicinity of the paper conveyance path, the tip of the static elimination needle is provided on the downstream side of the paper conveyance path, and the root part of the static elimination needle is on the upstream side of the paper conveyance path, and The tip is closer to the paper conveyance path than the root of the static elimination needle,
The distance between the tip of the discharge needle and the tip of the static elimination needle is greater than the distance between the surface of the image carrier and the tip of the discharge needle,
The arrangement pitch of the static elimination needles is smaller than the arrangement pitch of the discharge needles,
An image forming apparatus.
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