DE2453643A1 - Vorrichtung zum abstreifen von resttoner von einem elektrostatischen aufzeichnungsmedium - Google Patents
Vorrichtung zum abstreifen von resttoner von einem elektrostatischen aufzeichnungsmediumInfo
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TELEFON: (0 89) 66 3197, 663091 - 92 ,»v„nttr« ™ DRESDNER BANK MÜNCHEN 3 914
Konishiroku Photo Industry Co., Ltd. Tokio, Japan
4 2, KuV.
Vorrichtung zum Abstreifen von Resttoner von einem elektrostatischen Aufzeichnungsmedium
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abstreifen
von Resttoner nach der Bildübertragung von einem wiederholt benutzten elektrostatischen Aufzeichnungsmedium
und insbesondere eine Reinigungsvorrichtung unter Verwendung einer sog. Magnetbürste.
In der Xerographie wird ein latentes elektrostatisches
oder Ladungsbild auf einem auch als photoempfindliche Platte bezeichneten Trägerglied mit einer photoleitenden
Isolierschicht durch an sich bekannte Aufladungsund Bßlichtungseinrichtungen ausgebildet, worauf ein
Entwickler mit der Oberfläche des Ladungsbilds in Berührung gebracht wird, um unter Verwendung eines zweckmäßigen
Entwicklungsmittels ein Tonerbild herzustellen. Anschließend wird das Tonerbild elektrostatisch auf ein
als Umdruckpapier zu bezeichnendes Trägerglied, etwa ein gewöhnliches Papier, übertragen, worauf der Toner
schließlich mittels einer zweckmäßigen Heizeinrichtung auf dem Umdruckpapier angeschmolzen und fixiert wird,
uin eine Kopie herzustellen. Dabei ist es jedoch sehr
schwierig, das auf der photoempfindlichen Platte gebildete Tonerbild mit einem Wirkungsgrad von 1oo# auf
Hz/Bi/hö. 509820/104
das Umdruckpapier zu übertragen,und nach dem Übertragungsvorgang
befindet sich üblicherweise noch Resttoner auf der Oberfläche der photoempfindlichen
Platte. Falls letztere in diesem Zustand für den nächsten Kopiervorgang benutzt wird, kann keine Aufladung
in den Bereichen, in denen sich der Resttoner befindet, stattfinden, so daß das gewünschte
Bild nicht hergestellt werden kann, weil sich nach der Entwicklung Flecken im Bild bilden.
Aus diesen allgemeinen Gründen werden Reinigungsverfahren zur Entfernung des restlichen Toners von
einer photoempfindlichen Platte nach dem Übertragungsvorgang angewandt.
Es sind folgende Verfahren zum Abstreifen des Resttoners bzw. zur Reinigung der photoempfindlichen Platte
bekannt:
1. Ein Verfahren, bei dem eine Fellbürste oder eine Kunstfaserbürste verwendet wird.
2. Ein Verfahren, das ein Band zur Entfernung des Toners verwendet.
3. Ein Verfahren unter Verwendung von Reinigungsperlen, die gegen die zu reinigende Fläche geschleudert oder
gerieselt werden.
4. Ein Verfahren unter Verwendung einer Magnetbürste.
Diesen Verfahren haften jedoch die folgenden Nachteile an:
1) Beim Verfahren unter Verwendung einer Fell- oder Kunstfaserbürste
ist in der Anfangsstufe der Anwendung des
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Verfahrens eine hohe Reinigungswirkung erzielbar,
doch nimmt diese Reinigungswirkung mit zunehmender
Benutzungshäufigkeit der Bürste ab, weil sich die an der Fellbürste o.dgl. anhaftende Tonermenge vergrößert.
Die Zahl der Benutzungszyklen liegt dabei bei einem Grenzwert von 2o ooo Kopien. Ein weiterer Nachteil besteht
darin, daß im Fall der Verwendung solcher Bürsten in einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Kopiermaschine
der von der photoempfindlichen Platte abgestreifte Toner verstreut wird, so daß er die Maschine
verunreinigt. Außerdem müssen bei diesem Verfahren eine Vakuumvorrichtung und ein Filterbeutel verwendet werden,
wodurch die Baugröße der Kopiermaschine vergrößert wird.
2) Bei dem Verfahren unter Benutzung einer sich bewegenden und die Oberfläche der photoempfindlichen Platte
kontaktierenden Bahn bzw. Streifen kann normalerweise durch Kontaktierung einer frischen Oberfläche der Bahn
mit der Oberfläche der photoempfindlichen Platte eine zufriedenstellende Reinigungswirkung erzielt werden. Bei
der Anwendung dieses Verfahrens auf ein mit hoher Geschwindigkeit arbeitendes Kopiergerät muß jedoch die Zufuhrgeschwindigkeit
der Bahn oder ihr Berührungsdruck an der photoempfindlichen Platte erhöht werden, so daß
bei diesem Verfahren das Kopiergerät kompliziert und zu groß wird.
3) Das Verfahren unter Verwendung der Reinigungsperlen
ist aus der US-PS 2 484 782 bekannt. Bei diesem Verfahren wird der Resttoner durch die elektrostatische Kraft der
Reinigungsperlen entfernt. Eine ausreichende Reinigungswirkung wird zwar erzielt, solange die Reinigungsperlen
neu sind, doch bedeckt sicbjiie Oberfläche dieser Reinigungsperlen nach mehrfacher Benutzung mit dem Tonerpulver, was
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zu einer Verschlechterung ihrer Reinigungswirkung
führt. Die Betriebslebensdauer der Reinigungsperlen ist auf einige tausend Kopierzyklen beschränkt. Da
die Trennung zwischen den Reinigungsperlen und dem Toner sehr schwierig ist, müssen verbrauchte Reinigungsperlen durch neue ersetzt werden.
4·) Das Verfahren der Benutzung einer Magnetbürste mit
magnetischen Teilchen ist aus der Japanischen Patentschrift 4-1-14-069 bekannt. Bei diesem Verfahren wird
der Magnetbürste eine Vorspannung aufgeprägt, mit deren Hilfe die Reinigungsfähigkeit kontrollierbar
sein soll. Im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Reinigungsperlen-Kaskadenverfahren besitzt dieses Verfahren
den Vorteil, daß die Regelung der Vorspannung einfach ist, so daß ein vorteilhafter Reinigungseffekt
bei nahezu allen Arten von photoempfindlichen Platten erzielt werden kann. Die Betriebslebensdauer der Reinigungsbürste
ist jedoch ebenfalls beschränkt, da keine wirksame Einrichtung zur Abtrennung eines an den magnetischen
Teilchen haftenden Toners zur Verfügung steht.
Die Erfindung bezieht sich auf das eben beschriebene Reinigungsverfahren unter Verwendung einer Magnetbürste.
Aufgabe der Erfindung ist somit die Schaffung einer Resttoner-Abstreifvorrichtung, die über einen langen
Zeitraum hinweg eine hohe Reinigungsleistung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Abstreifen
von Resttoner von einem elektrostatischen Aufzeichnungsmedium erfindungsgemäß gelöst durch magnetische Teilchen,
einen Träger für die magnetischen Teilchen, eine im
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Inneren des Trägers angeordnete Magneteinrichtung zur Ausbildung von Magnetbürsten an mindestens zwei Stellen
des Trägers, wobei sich, der Träger und die Magneteinrichtung
unter Bewegung der magnetischen Teilchen relativ zueinander bewegen, und durch einen Tonerfänger
bzw, -abstreifer, der mit einer der Magnetbürsten während deren Bewegung in Berührung bringbar ist, so
daß der Toner von der Magnetbürste auf den Tonerfänger übertragen wird.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
!Fig. 1 eine schematische Darstellung eines elektrophotographischen
Kopiergeräts mit einer Reinigungs- oder Abstreifvorrichtung gemäß der Erfindung,
lig. 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilansicht
der Vorrichtung gemäß 3Tig. 1 und
Pig. 3 eine Fig. 2 ähnelnde Ansieht einer abgewandelten
Ausführungsform der Erfindung.
Zunächst ist das elektrophotographische Kopierverfahren kurz erläutert. Wenn sich eine Trommel 1 mit einer photoempfindlichen
Platte in Form eines in einem isolierenden Kunstharz-Bindemittel dispergierten Zinkoxids in der
durch den Pfeil angedeuteten Richtung zu drehen beginnt, setzt an einer Aufladungselektrode 2 eine Korona- bzw. .
Sprühentladung ein, durch welche die.Oberfläche der
Trommel 1 gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen wird. Sodann wird ein von einer Vorlage reflektierter Bildabtaststrahl
über einen Belichtungsschlitz 3 auf die Trommel 1 geworfen, wodurch die elektrische Ladung der
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Trommel 1 zweckmäßig entladen wird, um ein latentes elektrostatisches bzw. Ladungsbild zu erzeugen. Hierauf
wird eine Entwicklereinrichtung in Form einer Magnetbürste betätigt, um durch Kontaktierung mit dem
Entwickler vom Ladungsbild ein Tonerbild zu erhalten.
Danach läuft ein im Gleichlauf mit dem Kopiervorgang zugeführtes Umdruckpapier 6 in der Weise an einer
Übertragelektrode 7 vorbei, daß es auf die Oberfläche des Tonerbilds aufgelegt wird, wobei letzteres durch
die Korona- oder Sprühentladung der Elektrode 7 sequentiell
auf das Umdruckpapier 6 übertragen wird. Hierauf wird das Umdruckpapier 6 durch die Saugwirkung
einer Saugeinrichtung 8 von der Oberfläche der Trommel 1 getrennt und mittels eines an der Außenseite der
Saugeinrichtung 8 im Uhrzeigersinn umlaufenden, endlosen Bands oder Riemens 9 zu einer 3?ixiereinrichtung
1o überführt. Der auf dem Umdruckpapier 6 befindliche Toner wird dabei durch eine zweckmäßige Wärmequelle angeschmolzen
und auf dem Papier fixiert, worauf das Umdruckpapier 6 zur Lieferung der gewünschten Kopie durch,
eine Austragwalze 11 in eine an der Außenseite des Kopiergeräts vorgesehene Mulde 12 ausgeworfen wird. Die
den nicht auf das Umdruckpapier 6 übertragenen Toner tragende Trommel bzw. photoempfindliche Platte erreicht
dagegen nach der Übertragung die Position einer Reinigungseinrichtung 14 in einem Zustand, in welchem der
Toner infolge der Entladung der bildweisen elektrischen Ladung durch die Belichtung mittels einer Lampe 13 nichtelektrisch
an der Trommel 1 anhaftet. Der Toner wird danach durch- eine Schicht B einer Magnetbürste abgestreift,
die aus magnetischen Teilchen besteht und in Berührung mit der Trommel 1 umläuft. Der genaue Aufbau
der Reinigungseinrichtung 14 ist in Pig. 2 veranschau-
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licht. Da die Teile 1, 13 und 14 den gleichen Teilen
von Fig. 1 entsprechen, wird auf ihre Erläuterung verzichtet. Die Reinigungseinrichtung weist einen
an einer Tragplatte 15 eines Rahmens befestigten Behälter
14o für die magnetischen Teilchen auf, in dessen Innerem eine praktisch krej/bogenförmige Vertiefung zur
Aufnahme der magnetischen Teilchen C ausgebildet ist. Eine zylindrische Hülse 141 ist an einer nicht dargestellten
Seitenwand des Behälterkörpers montiert, so daß sie in die durch den Pfeil angedeutete Richtung
drehbar ist, und sie ist an eine Klemme einer Vorspannungsquelle 16 angeschlossen, und zwar bei der
dargestellten Ausführungsform an die Minusklemme, da die elektrische Ladung des Resttoners positiv ist. Vorzugsweise
wird eine Spannung von etwa -1oo bis -5oo V, am zweckmäßigsten von -15o bis -35o V angelegt. Permanentmagnete
142, 142' und 142" sind an einem festen Kern 143 gehaltert, so daß sie sich dicht an der Innenfläche
der Hülse 141 befinden. Es ist nieht erforderlich, die Permanentmagnete über die gesamte Innenfläche
der. Hülse 141 hinweg anzuordnen, doch muß die Anordnung so getroffen sein, daß im Betrieb der.Vorrichtung
die magnetischen Teilchen C unter Bildung einer Magnetbürste B auf der Hülse festgehalten werden, weshalb
die Magnete vorzugsweise so angeordnet sind, daß sich ihre Nord- und Südpole jeweils abwechseln. Die
Magnete 142' sind in den Abschnitten I und II angeordnet, in denen die Magnetbürste B mit der Trommel 1
und einer Tonerabstreifwalze 144 in Berührung gelangt,
während die Magnete 142" jeweils zu beiden Seiten der Magnete 142' angeordnet sind. Die Magnete 142" besitzen
dabei eine vergleichsweise kleine Magnetflußdichte und gegenüber den Magneten 142' die umgekehrte Polarität.
Infolge dieser Konstruktion ragen die Abschnitte I- und II der Magnetbürste über die Umfangsflache hinaus, wobei
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die magnetischen Teilchen in einem aufrecht stehenden
Zustand gehaltenverden. Mit anderen Worten: Die Magnetbürste
ist so weich, daß sie die photoempfindliche Platte nicht verletzt und die angestrebte Reinigungswirkung erzielt werden kann. Da die Magnetbürste B
andererseits mit der Tonerabstreifwalze 144 in Berührung gelangt, wird die elektrische Aufladung durch
die Reibungselektrizität auf der Oberfläche der Walze 144 erhöht, so daß der an den magnetischen Teilchen
haftende Toner ohne weiteres entfernt werden kann. Die Tonerabstreifwalze 144· weist einen leitfähigen Metallzylinder
und eine auf diesen aufgebrachte Isolierschicht, etwa aus Polytetrafluorathylen, auf. Die Walze
ist drehbar gelagert, und das leitfähige Metall Üegt an Masse. Eine aus leitfähigem Metall bestehende und
mit der Oberfläche der Walze in Berührung stehende Abstreifklinge 145 dient zum Abstreifen des an der Oberfläche
der Tonerabstreifwalze 144 haftenden Toners. Im Fall eines positiv geladenen Toners ist die Abstreifklinge
145, ebenso wie die Hülse 141, an eine Minusklemme einer elektrischen ßiromquelle 17 zur Lieferung
einer Vorspannung angeschlossen. Eine Vorspannung von -2oo bis -3oo V wird bevorzugt. Obgleich die Klinge
auf Massepotential gehalten wird, kann durch Anlegung der Vorspannung ein Abschleudern des Toners vom Schneidkantenende
der Klinge im Betrieb wirksam verhindert werden. Auf der Tragplatte 15 ist eine Wanne 18 zur Aufnahme
des durch die Abstreifklinge 145 abgestreiften Toners angeordnet.
Infolge der vorstehend beschriebenen Konstruktion verliert der nach dem Übertragungsvorgang elektrostatisch
an der Oberfläche der Trommel 1 haftende Resttoner unter dem Einfluß der Lampe 13 seine elektrische Aufladung,
wobei er an der Reinigungseinrichtung 14 in einem solchen
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Zustand ankommt, daß er physikalisch an der Oberfläche der Trommel 1 haftet. Hierauf wird der Toner in der
Kontaktposition I durch Berührung mit der auf der Hülse 141 gebildeten Magnetbürste B abgestreift, so daß er
auf beschriebene Weise von der Oberfläche der Trommel 1 entfernt wird.
Der abgestreifte Toner wird dann bei der Drehung der
Hülse 141 zusammen mit den magnetischen Teilchen nach
rechts gefördert, bis er in der Position II mit der Tonerabstreifwalze 144- in Berührung gelangt. In der
Position II wird der Toner mechanisch und reibungselektrisch zum Anhaften an der Oberfläche der Walze gebracht
und mithin entfernt. Unmittelbar darauf wird der Toner durch die Abstreifklinge 145 von der Oberfläche
der Walze 144 abgestreift, so daß er in die Wanne herabfällt. ·
Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist die an den magnetischen Teilchen C haftende Tonermenge auch nach 5o ooo Kopien
auf weniger als etwa o,5 % beschränkt, wobei durch Versuche
festgestellt wurde, daß eine anfängliche, vorbestimmte Reinigungswirkung auch nach dieser Kopienzahl aufrechterhalten'
bleibt. Als magnetische Teilchen können solche aus Eisen oder einer Legierung oder Verbindung von Eisen,
Kobalt, Nickel und Chrom, z.B. Ferrit und Magnetit, verwendet werden.
Selbstverständlich kann vorteilhaft eine Mangan-Kupfer-Aluminium-Legierung,
welcher durch Wärmebehandlung ein Ferromagnetismus verliehen wurde, oder eine Heuslersche
Legierung aus Mangan und Kupfer, etwa Mangän-Kupfer-Zinn,
verwendet werden.
Weiterhin.stellen auch die Korngröße und deren Verteilung
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einen wichtigen Faktor dar. Im allgemeinen ist eine Korngröße im Bereich von etwa 0,14-9 - o,o37 mm (1oo 4oo
mesh) wünschenswert, während die optimale Verteilung -der Korngröße bei etwa o,o48 - o,o37 mm (3oo 4oo
mesh liegt),, und zwar im Hinblick auf die Aufrechterhaltung
der Weichheit der Magnetbürste und speziell im Hinblick auf den weiteren Schutz der
photoempfindlichen Platte.
Bezüglich der Lagenbeziehung zwischen Hülse und Permanentmagneten kann bei einer gegenüber der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform umgekehrten Anordnung die Hülse drehfest sein, während die Permenentmagnete umlaufen.
In diesem PaIl sind die Magnete vorzugsweise so angeordnet, daß ihre Nord- und Südpole einander abwechselnd
um die gesamte Innenfläche der Hülse herum angeordnet sind. Außerdem kann sich auch die Tonerabstreifwalze
in die gleiche Richtung drehen wie die Magnetbürste an der Stelle, wo diese die Walze berührt. Das Isoliermaterial
kann in Abhängigkeit von der verwendeten photoempfindlichen Platte gewählt werden. Wenn letztere beispielsweise
aus einem Halbleiter vom p-Typ, wie Selen und dgl., besteht, können vorzugsweise Stoffe benutzt werden,
die durch reibungselek'trischen Kontakt mit magnetischen Teilchen eine positive Aufladung erhalten, z.B. Polyimid,
Äthylcellulose, anorganisches Glas oder Kunstharz mit Farbstoffen zur Regelung der positiven Aufladung. Wenn
die photoempfindliche Platte dagegen aus einem Halbleiter vom η-Typ besteht, etwa aus Zinkoxid, Kadmiumsulfid oder
organischem Polyvinylcarbazol, werden vorzugsweise Stoffe benutzt, die durch reibμngselektrischen Kontakt mit dem
Träger eine negative Aufladung erhalten, z.B. Polytetrafluoräthylen,
Polyäthylen," Celluloseacetat, Vinylchlorid** o.dgl.. Selbstverständlich sind die jfsoliermaterialien nicht
auf die vorstehend angegebenen Beispiele beschränkt.
* und Vinylidenchlorid
509820/1044
Bei der abgewandelten Ausführungsform der Erfindung gemaß
Fig. 3 besteht ein Tonerfänger im wesentlichen aus
einem Band oder Streifen eines Isoliermaterials 231 sowie Rollen oder Spulen 232* 233 anstelle der Walze 144
gemäß Fig. 2. Eine photoempfindliche Platte 21, eine Lampe 218, Magnete 224 bis 228, ein Behälter 229 und eine
Hülse 222 entsprechen dabei den Teilen 1, 13, 142 - 142", 14o bzw. 141 gemäß Pig. 2.
Beim Abstreifen des Resttoners von der photoempfindlichen
Platte 21 bewegt sich das Band 231 in Pfeilrichtung, um auf die Rolle oder Spule 233 aufgerollt zu werden. Das
Band 231 besteht dabei aus dem gleichen Kunstharz wie die Isolierschicht der Walze 144 gemäß Fig. 2. Das Band 231
wird durch eine Platte 235 mit <ler Magnetbürste in Berührung
gebracht, so daß der" Toner von der Magnetbürste auf das Band 231 übertragen wird.
Selbstverständlich sind innerhalb des Rahmens der Erfindung gewisse Änderungen und Abwandlungen der dargestellten und
beschriebenen Ausführungsformen möglich. Beispielsweise kann der Tonerfänger oder -abstreifer aus einem endlosen
Band, Rollen zur Führung dieses Bands und Mitteln zum Abstreifen eines Toners vom Band bestehen.
509820/1044
Claims (8)
1./Vorrichtung zum Abstreifen von Resttoner von einem
elektrostatischen Aufzeichnungsmedium, gekennzeichnet durch magnetische Teilchen (C), einen Träger (141)
für die magnetischen Teilchen, eine im Inneren des . Trägers angeordnete Magneteinrichtung (142, 14-2', 14-2")
zur Ausbildung von Magnetbürsten (B) an mindestens zwei Stellen (I, II) des Trägers (141), wobei sich der
Träger und die Magneteinrichtung unter Bewegung der magnetischen Teilchen relativ zueinander bewegen, und
durch einen Tonerfänger bzw. -abstreifer (144), der mit einer der Magnetbürsten während deren Bewegung in
Berührung bringbar ist, so daß der Toner von der Magnetbürste (B) auf den Tonerfänger (144) übertragen wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Tonerfänger (144) aus einem elektrischen Isoliermaterial besteht, das bei der Berührung mit der Magnetbürste
elektrostatisch aufladbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonerfänger oder -abstreifer eine Bahn (231) aus Kunstharzfolie
aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn endlos ist und daß Rollen zur führung der endlosen
Bahn vorgesehen sind.
5« Vorrichtung nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, daß
der Tonerfänger oder -abstreifer weiterhin Spulen (232, 233)· zum Aufrollen der Bahn aufweist.
5 0 9820/1044
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonerfänger eine Walze (144) aus einem Isoliermaterial
aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Tonerfänger eine Einrichtung (145) zum Abstreifen
des Toners von der Walze aus Isoliermaterial aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonerfänger eine Einrichtung (17) zur Anlegung eines
Vorspannungspotentials an die Abstreifeinrichtung aufweist.
5 09820/1044.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP48126220A JPS5079337A (de) | 1973-11-12 | 1973-11-12 |
Publications (1)
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| DE2453643A1 true DE2453643A1 (de) | 1975-05-15 |
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ID=14929704
Family Applications (1)
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Country Status (4)
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