KR100343181B1 - 감광벨트 및 이를 채용한 화상형성장치 - Google Patents
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Abstract
베이스층과; 이 베이스층 상에 형성된 도전성 접지층; 접지층 상에 형성되며 주사되는 광에 의해 정전잠상이 형성되는 감광층과; 감광층 상에 형성되어 그 감광층을 보호하는 제1보호층과; 베이스층의 배면에 소정 패턴으로 형성되며 전력을 전달받아 저항열을 발생시키는 발열층;을 포함하여, 발열층의 구동에 의해 가열되어 일정온도로 유지될 수 있는 것을 특징으로 하는 감광벨트 및 이를 채용한 화상형성장치가 개시된다.
Description
본 발명은 감광벨트 및 이를 채용한 화상형성장치에 관한 것으로, 상세하게는 감광벨트를 직접 가열할 수 있도록 된 감광벨트 및 이를 채용한 화상형성장치에 관한 것이다.
일반적으로 전자사진방식 프린터와 같은 화상형성장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 지지롤러(11)에 지지되어 무한궤도상을 주행하는 감광벨트(10)와, 상기 감광벨트(10)에 광을 주사하여 정전잠상을 형성시키기 위한 레이저 주사유니트(12)와, 상기 정전잠상 영역에 소정 현상제를 현상시켜 화상을 형성시키기 위한 현상유니트(13)와, 감광벨트(10)에 잔류하는 캐리어를 건조시키기 위한 건조롤러(16)를 구비한 건조유니트(17) 및 건조유니트(17)를 경유한 화상을 인쇄용지(P)로 전사시키기 위한 전사롤러(18)를 구비한 전사유니트(19)를 구비한다.
상기 구성에 있어서, 상기 현상유니트(13)에서 현상되는 현상제는 소정색상을 가지는 분말상의 토너와 용매역할을 하는 액상의 캐리어가 혼합된 잉크로서, 감광벨트(10)와 현상롤러(14) 사이의 현상갭(G)으로 공급되어 상기 정전잠상 영역에 현상된다. 이어서, 현상된 잉크 중 토너는 스퀴즈롤러(15)에 의해 필름화되어 토너화상이 되고, 대부분의 캐리어는 짜내어져서 제거된다. 그리고, 감광벨트(10)에 계속 잔류하는 소량의 캐리어는 상기 건조유니트(17)에서 건조된다. 이러한 화상형성과정에 있어서, 스퀴즈롤러(15)에 의해 스퀴징되는 캐리어의 스퀴즈효율은 필름화되어 형성되는 토너화상의 질에 영향을 줄 뿐만 아니라, 건조롤러(16)와 전사롤러(18)의 성능에도 큰 영향을 주게 된다. 예를 들어, 스퀴즈롤러(15)의 스퀴즈효율이 높을수록 건조유니트(17)에서 건조시킬 캐리어의 양이 줄어 들어 건조시간을 단축시킬 수 있다. 따라서, 연속 프린팅매수를 늘일 수 있으며, 건조롤러(16)와 전사롤러(18)의 수명도 연장시킬 수 있게 된다.
한편, 이와 같은 스퀴즈효율을 높이기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 최근에는 상기 스퀴즈효율이 잉크의 유리전이온도(Tg) 또는 온도와 밀접한 관계가 있다는 것이 알려졌다. 이 중에서 유리전이온도(Tg)는 일반적으로 -1Tg의 값이 적정값으로 인식되어 사용되어지고 있으며, 그 값이 낮을수록 스퀴즈효율이 상승한다. 하지만 여러 가지 실험을 통해 발견된 결과는 유리전이온도가 -10Tg이하로 낮아졌을 경우에, 워시오프(wash-off;필름화된 토너화상이 하류에 설치된 다른 칼라의 현상유니트로 역현상되어 일부 손실되는 현상), 드라이 픽킹(토너화상이 건조롤러(16)에 의해 뜯겨져 나가는 현상), 전사에러(토너화상이 인쇄용지로 완전히 전사되지 않고 전사롤러(18)에 잔상에 남는 현상)와 같은 문제점이 발생되었다.
또한, 스퀴즈효율을 높이기 위한 다른 방법으로는 감광벨트(10)의 온도를 일정하게 유지시키는 방법이 있는데, 이를 위해 종래에는 별도의 가열수단(미도시)을 설치하여 감광벨트(10)를 간접적으로 가열하고, 감광벨트(10)의 온도를 측정하기위한 온도감지센서(미도시)와 과열방지를 위한 수단 등을 설치하였다. 그런데, 이 경우에는 부품이 증가하여 구조가 복잡해지고 비용이 증가할 뿐만 아니라, 잉크 등에 의해 감광벨트(10)의 열손실이 계속 발생하여 감광벨트(10)를 일정하게 유지시키기 힘들다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 감광벨트를 직접 가열하여 일정온도로 유지시킴으로써 스퀴즈효율 및 드라이효율을 높이고 감도를 일정하게 유지시킬 수 있도록 구조가 개선된 감광벨트 및 이를 채용한 화상형성장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 화상형성장치를 나타내 보인 개략적 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 감광벨트가 채용된 화상형성장치를 나타내 보인 개략적 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 감광벨트 및 화상형성장치의 요부를 나타낸 개략적 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 전원공급수단의 다른 실시예를 나타내 보인 개략적 단면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
22..레이저 주사유니트 23..현상유니트
26..건조 유니트 28..전사유니트
30..감광벨트 31..베이스층
32..접지층 33..감광층
34..제1보호층 35..발열층
36..전원단자 37..제2보호층
41,51..지지브라켓 43..도전성롤러
45..탄성바 47,57..전원
53..브러쉬부재
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 감광벨트는, 베이스층과; 상기 베이스층 상에 형성된 도전성 접지층; 상기 접지층 상에 형성되며 주사되는 광에 의해 정전잠상이 형성되는 감광층과; 상기 감광층 상에 형성되어 그 감광층을 보호하는 제1보호층과; 상기 베이스층의 배면에 소정 패턴으로 형성되며 전력을 전달받아 저항열을 발생시키는 발열층;을 포함하여, 상기 발열층의 구동에 의해 가열되어 일정온도로 유지될 수 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1보호층은, 상기 감광층으로 이물질의 유입을 방지하도록 상기 감광층 상에 형성되는 베리어층과; 상기 베리어층 상에 형성되어 화상이 형성되는 릴리즈층;을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 발열층의 양측부 각각에는 상기 전력을 전달받기 위한 한 쌍의전원단자가 노출되도록 설치된 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 감광벨트는 상기 발열층의 훼손을 방지하도록 상기 발열층 표면에 도포된 제2보호층;을 더 포함하는 것이 바람직하며, 이 제2보호층은 실리콘, 폴리아미드 또는 폴리에틸렌 중에서 선택된 어느 한 물질로 상기 발열층을 도포하여 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 화상형성장치는 무한궤도상을 주행하도록 복수의 지지롤러에 지지된 감광벨트와, 상기 감광벨트에 광을 주사하여 정전잠상을 형성하기 위한 레이저 주사유니트와, 상기 정전잠상 영역에 현상제를 현상시켜 화상을 형성시키기 위한 현상유니트와, 상기 감광벨트를 건조시키기 위한 건조유니트와, 상기 감광벨트에 형성된 화상을 인쇄용지로 전사시키기 위한 전사유니트를 포함하는 화상형성장치에 있어서, 상기 감광벨트를 가열시키기 위한 전력을 상기 감광벨트로 공급하기 위한 전원공급수단을 포함하며, 상기 감광벨트는, 베이스층과; 상기 베이스층 상에 형성된 도전성 접지층; 상기 접지층 상에 형성되며 주사되는 광에 의해 정전잠상이 형성되는 감광층과; 상기 감광층 상에 형성되어 그 감광층을 보호하는 제1보호층과; 상기 베이스층의 배면에 소정 패턴으로 형성되며 전력을 전달받아 저항열을 발생시키는 발열층;을 포함하여, 상기 발열층의 구동에 의해 가열되어 일정온도로 유지될 수 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전원공급수단은, 상기 감광벨트에 인접설치된 지지브라켓과; 상기 발열층의 측부에 접촉되어 피동회전되도록 상기 지지브라켓에 회전가능하게 설치된 도전성롤러와; 상기 지지브라켓에 지지되어 상기 도전성롤러를 상기 발열층쪽으로 탄성가압하는 도전성 탄성바; 및 상기 탄성바에 전기적으로 연결되는 전원;을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전원공급수단은, 상기 감광벨트에 인접설치된 지지브라켓과; 상기 지지브라켓에 지지되며, 상기 발열층의 노출된 측부에 탄력적으로 접촉되는 도전성브러쉬를 가지는 브러쉬부재; 및 상기 도전성브러쉬에 전기적으로 연결되어 전기신호를 공급하는 전원;을 포함할 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 감광벨트 및 이를 채용한 화상형성장치를 자세히 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치는 무한궤도상을 주행하도록 전사백업롤러(21a), 스티어링롤러(21b) 및 구동롤러(21c)에 지지된 감광벨트(20)와, 상기 감광벨트(30)에 광을 주사하여 정전잠상을 형성하기 위한 레이저 주사유니트(22)와, 상기 정전잠상 영역에 현상제를 현상시켜 화상을 형성시키기 위한 현상유니트(23)와, 감광벨트(30)에 잔류하는 캐리어를 건조시키도록 현상유니트(23) 하류에 설치된 건조유니트(26)와, 감광벨트(30)에 형성된 화상을 인쇄용지(P)로 전사시키기 위한 전사유니트(28)와, 상기 감광벨트(30)를 가열시키기 위한 전기신호를 감광벨트(30)로 공급하기 위한 전원공급수단을 구비한다.
상기 현상유니트(23)는 잉크를 감광벨트(30)의 정전잠상 영역에 현상시키기 위해 감광벨트(30)와의 사이에 현상갭을 유지하도록 설치된 현상롤러(24)와, 현상된 잉크를 스퀴징하기 위한 스퀴즈롤러(25)를 구비한다. 또한, 상기 건조유니트(26)는 감광벨트(30)에 접촉회전되는 건조롤러(27)를 구비하고, 상기 전사유니트(28)는 감광벨트(30)로부터 화상을 전사받아 인쇄용지(P)로 옮겨주는 전사롤러(29)를 구비한다.
상기 감광벨트(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스층(31)과, 상기 베이스층(31) 상에 형성된 도전성 접지층(32)과, 이 접지층(32) 상에 형성된 감광층(33)과, 상기 감광층(33) 상에 형성되어 그 감광층(33)을 보호하는 제1보호층(34) 및, 베이스층(31)의 배면에 소정 패턴으로 형성되며 상기 전원공급수단으로부터 전력을 전달받아 열을 발생시키는 발열층(35)을 구비한다.
상기 베이스층(31)은 예컨대 감광벨트(30)의 기본골격에 해당되는 부위로, 파손 등을 방지할 수 있도록 폴리에스테르와 같은 고강도 물질로 형성된다. 상기 접지층(32)은 소정 접지수단(미도시)에 의해 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있도록 알루미늄(Al)과 같은 도전성 물질로 형성되며, 일측이 외부로 노출된다. 상기 접지층(32)은 소정 접지수단(미도시)에 의해 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있도록 알루미늄(Al)과 같은 도전성 물질로 형성되며, 일측이 외부로 노출된다.
상기 감광층(33)은 상기 레이저 주사유니트(22)에서 주사된 광에 의해 감광되어, 그 감광부위가 다른 레벨의 전위로 변화됨으로써 정전잠상이 형성된다. 이러한 감광층(33)의 일예로 도시된 바와 같이 접지층(32) 상에 형성된 전하이동층(charge transfer layer; 33a)과 이 전하이동층(33a) 위에 형성된 전하발생층(charge generation layer; 33b)을 구비할 수 있다. 상기 전하이동층(33a)은, 상기 광이 주사되었을 때 상기 정전잠상이 형성될 수 있도록, 상기 전하발생층(33b) 상의 양전하가 이동되는 경로이다.
상기 제1보호층(34)은 외부로부터 감광층(33)으로 잉크나 이물질 또는 이온 등이 유입되는 것을 억제하고, 그 감광층(33)의 훼손을 방지하기 위한 일종의 보호막이다. 이러한 제1보호층(34)은 감광층(33) 상에 형성되는 베리어층(barrier layer; 34a)과, 상기 베리어층(34a) 상에 형성되며 화상이 형성되는 릴리즈층(release layer; 34b)을 구비한다.
상기 발열층(35)은 예컨대, 구리저항선과 같이 소정 열저항계수를 가지는 저항체를 베이스(31)의 배면에 인쇄 공법에 의해 패턴화시킴으로써 형성된다. 따라서, 이 발열층(35)은 상기 전원공급수단으로부터 전력을 전달받아 저항열을 발생시킴으로써 감광벨트(30)를 가열시키게 된다. 또한, 상기 감광벨트(30)의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있도록, 발열층(35)은 소위 PTC(positive thermal coefficient) 특성을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 PTC 특성은 예를 들어 자동차의 사이드 미러(side mirror)에 채용되는 기술로서, 온도변화에 따라 물질이 수축/팽창되면서 저항값이 변화하여 저항열을 선택적으로 발생시키는 성질을 말한다. 이러한 PTC 특성을 이용한 기술은 산업분야에서 널리 채용되어 사용되고 있다. 또한, 발열층(35)은 감광벨트(30)의 폭방향에 대해 지그재그 방향으로 연속된 패턴화 되어 있으며, 양단이 감광벨트(30)의 양측부로 노출된다. 그리고, 상기 발열층(35)의 양단부 각각을 상기 전원공급수단에 연결시키기 위한 전원단자(36)가 발열층(35)의 양단부 상에 설치된다. 이 전원단자(36)는 상기 전원공급수단과의 전기적 접속을 위해 후술될 도전성롤러(43)와의 접촉에 의한 마모방지를 위해 내마모성이 우수한 재질로 형성된 것이 이 바람직하다.
또한, 상기 감광벨트(30)는 발열층(35)의 훼손을 방지하기 위해 그 발열층(35)을 감싸도록 형성된 제2보호층(37)을 더 구비하는게 바람직하다. 이 제2보호층(37)은 실리콘, 폴리아미드 및 폴리에틸렌 중에서 선택된 어느 한 물질로 발열층(35) 표면을 도포하여 형성된다.
상기 전원공급수단은 감광벨트(30)에 인접된 지지브라켓(41)과, 상기 전원단자(36)에 접촉회전되도록 지지브라켓(41)에 회전가능하게 설치된 한 쌍의 도전성롤러(43)와, 상기 도전성롤러(43)를 전원단자(36) 쪽으로 탄력적으로 가압하도록 지지브라켓(41)에 설치된 도전성 탄성바(45) 및 상기 탄성바(45)에 전기적으로 연결되어 상기 발열층(35)으로 전력을 공급하는 전원(47)을 구비한다. 상기 지지브라켓(41)은 상기 각 롤러들(21a,21b,21c)을 지지하기 위해 마련된 것일 수도 있고, 별도로 인쇄기 내에 설치된 부재일 수도 있다. 그리고, 상기 도전성롤러(43)와 탄성바(45)는 상호 통전 가능하며, 마찰에 의한 마모방지를 위해 금속재질로 된 것이 바람직하다.
상기 구성을 가지는 화상형성장치는 현상동작시 감광벨트(30)가 주행구동되면, 접속롤러(43)는 전원단자(36)와의 마찰력에 의해 피동회전된다. 이러한 상태에서 전원(47)으로부터 전력이 탄성바(45)와 접속롤러(43)를 통해 발열층(35)으로 전달되면, 발열층(35)에서는 전력에 의한 저항열을 발생시켜 감광벨트(30)를 가열한다. 여기서, 상기 스퀴즈효율을 높이기 위한 감광벨트(30)의 적정온도는 40 ∼ 45도로서, 감광벨트(30)는 상기 온도범위내에서 적절히 유지될 수 있다. 즉, 감광벨트(30)의 온도가 상기 적정온도보다 높게 되면, 발열층(35)의 저항계수가 변화하여저항열을 발생시키지 않기 때문에 감광벨트(30)가 가열되는 것을 억제할 수 있고, 반대로 온도가 내려가면 저항열을 많이 발생하도록 발열층(35)의 저항계수가 변화하여 감광벨트(30)를 가열하는 것이 가능하게 된다.
이와 같이, 패턴 인쇄에 의해 발열층(35)을 감광벨트(30)에 마련하고, 감광벨트(30)를 직접 가열하여 일정온도로 유지시킴으로써 스퀴즈효율을 높일 수 있다. 따라서, 종래와 같은 워시오프, 드라이픽킹 및 전사에러와 같은 인쇄에러가 발생되는 것을 억제시킬 수 잇다.
또한, 건조롤러(27)와 전사롤러(29)의 수명을 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라, 건조유니트(26)에서의 감광벨트(30) 상의 캐리어를 건조시키는 시간을 단축시킬 수 있어 연속프린팅 매수를 늘일 수 있다.
또한, 발열층(35)에 전력을 일정하게 공급하는 것만으로도 감광벨트(30)를 일정온도로 유지시키는 것이 가능하게 되어 종래와 같이 별도의 온도감지센서(미도시)나 과열방지수단이 불필요하게 된다.
도 4를 참조하면, 상기 전원공급수단의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도시된 전원공급수단은, 감광벨트(30)에 인접된 지지브라켓(51)과, 이 지지브라켓(51)에 지지되며 상기 전원단자(36)에 전기적으로 접속되는 한 쌍의 브러쉬부재(54) 및 상기 브러쉬부재(54) 각각에 전기적으로 연결되어 전기신호를 공급하는 전원(57)을 구비한다. 여기서, 상기 브러쉬부재(54)는 도전성 와이어로 구성되며 상기 전원단자(36)에 탄력적으로 접촉되는 브러쉬(54)와, 이 브러쉬(54)를 지지하며 지지브라켓(51)에 설치되는 지지부(55)를 갖는다. 그리고, 상기 브러쉬(54)는전기케이블(C) 등을 통해 전원(57)에 연결된다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 감광벨트는 일정한 전압으로 전기신호를 공급받음으로써, 저항열에 의해 감광벨트 자체를 직접 가열하여 일정온도를 유지시킬 수 있다. 따라서, 별도의 가열수단과 온도감지센서 및 과열방지수단과 같은 여러 가지 부품을 배제시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기와 같은 감광벨트를 채용한 본 발명에 따른 화상형성장치는 감광벨트의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있게 되어, 스퀴즈효율이 향상되고 감광벨트의 감도도 일정하게 유지된다. 따라서, 감광벨트에 형성되는 화상이 훼손되는 것이 방지되어 고화질의 화상을 얻을 수 있다.
또한, 건조롤러 및 전사롤러의 수명연장은 물론 연속프린팅 매수를 늘일 수 있다는 장점이 있다.
Claims (11)
- 베이스층과;상기 베이스층 상에 형성된 도전성 접지층;상기 접지층 상에 형성되며 주사되는 광에 의해 정전잠상이 형성되는 감광층과;상기 감광층 상에 형성되어 그 감광층을 보호하는 제1보호층과;상기 베이스층의 배면에 소정 패턴으로 형성되며 전력을 전달받아 저항열을발생시키는 발열층;을 포함하여,상기 발열층의 구동에 의해 가열되어 일정온도로 유지될 수 있는 것을 특징으로 하는 감광벨트.
- 제1항에 있어서, 상기 제1보호층은,상기 감광층으로 이물질의 유입을 방지하도록 상기 감광층 상에 형성되는 베리어층과;상기 베리어층 상에 형성되어 화상이 형성되는 릴리즈층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 감광벨트.
- 제1항에 있어서,상기 발열층의 양측부 각각에는 상기 전력을 전달받기 위한 한 쌍의 전원단자가 노출되도록 설치된 것을 특징으로 하는 감광벨트.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 발열층의 훼손을 방지하도록 상기 발열층 표면에 도포된 제2보호층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광벨트.
- 제4항에 있어서, 상기 제2보호층은,실리콘, 폴리아미드 또는 폴리에틸렌 중에서 선택된 어느 한 물질로 상기 발열층을 도포하여 형성된 것을 특징으로 하는 감광벨트.
- 무한궤도상을 주행하도록 복수의 지지롤러에 지지된 감광벨트와, 상기 감광벨트에 광을 주사하여 정전잠상을 형성하기 위한 레이저 주사유니트와, 상기 정전잠상 영역에 현상제를 현상시켜 화상을 형성시키기 위한 현상유니트와, 상기 감광벨트를 건조시키기 위한 건조유니트와, 상기 감광벨트에 형성된 화상을 인쇄용지로 전사시키기 위한 전사유니트를 포함하는 화상형성장치에 있어서,상기 감광벨트를 가열시키기 위한 전력을 상기 감광벨트로 공급하기 위한 전원공급수단을 포함하며,상기 감광벨트는,베이스층과;상기 베이스층 상에 형성된 도전성 접지층;상기 접지층 상에 형성되며 주사되는 광에 의해 정전잠상이 형성되는 감광층과;상기 감광층 상에 형성되어 그 감광층을 보호하는 제1보호층과;상기 베이스층의 배면에 소정 패턴으로 형성되며 전력을 전달받아 저항열을 발생시키는 발열층;을 포함하여,상기 발열층의 구동에 의해 가열되어 일정온도로 유지될 수 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
- 제6항에 있어서, 상기 전원공급수단은,상기 감광벨트에 인접설치된 지지브라켓과;상기 발열층의 측부에 접촉되어 피동회전되도록 상기 지지브라켓에 회전가능하게 설치된 도전성롤러와;상기 지지브라켓에 지지되어 상기 도전성롤러를 상기 발열층 쪽으로 탄성가압하는 도전성 탄성바; 및상기 탄성바에 전기적으로 연결되는 전원;을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
- 제6항에 있어서, 상기 전원공급수단은,상기 감광벨트에 인접설치된 지지브라켓과;상기 지지브라켓에 지지되며, 상기 발열층의 노출된 측부에 탄력적으로 접촉되는 도전성브러쉬를 가지는 브러쉬부재; 및상기 도전성브러쉬에 전기적으로 연결되어 전기신호를 공급하는 전원;을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
- 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감광벨트는,상기 발열층의 양측부에 노출되도록 마련되어 상기 전원공급수단과 전기적으로 접촉되는 전원단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
- 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감광벨트는,상기 발열층의 훼손을 방지하도록 상기 발열층 표면에 도포된 제2보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
- 제10항에 있어서, 상기 보호층은,실리콘, 폴리아미드 또는 폴리에틸렌 중에서 선택된 어느 한 물질로 상기 발열층을 도포하여 형성된 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
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