(57)【要約】【課題】  トナーとキャリアとを含む現像剤を現像剤担持体により像担持体に搬送させて現像を行う現像装置において、現像後の現像剤が現像剤担持体の表面から適切に離脱されるようにする。【解決手段】  トナーとキャリアとを含む現像剤Dを現像剤担持体21により像担持体10に導いて現像を行った後、現像剤担持体の内周側に設けたマグネット部材21aの隣り合う同極性の磁極S1,S2間において、現像後の現像剤を現像剤担持体から離脱させて装置本体20a内に戻すにあたり、現像剤担持体の回転方向上流側の磁極S1部分に、現像剤担持体と間隔を介して対向する現像剤案内部28を設け、磁極S1による現像剤担持体の接線方向に向かう磁力Ｂθが最大となる位置における現像剤担持体との間隔を、現像剤担持体の法線方向に向かう磁力Ｂｒが最大となる位置における現像剤担持体との間隔より小さくした。【選択図】  図３
2010276696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体内に収容されたトナーと磁性キャリアとを含む現像剤を、複数の磁極を有するマグネット部材が内周側に固定して設けられた現像剤担持体の下部側の表面に供給し、この現像剤担持体を回転させて、上記の現像剤を像担持体と対向する現像領域に導いて現像を行い、現像後における現像剤を装置本体内に戻し、装置本体内に戻された現像後の現像剤を、上記のマグネット部材に設けられた隣り合う同極性の磁極間において現像剤担持体の表面から離脱させて現像剤担持体の下方に導く現像装置において、上記の同極性の磁極で現像剤担持体の回転方向上流側の磁極部分における現像剤担持体と間隔を介して対向するように現像剤案内部を設け、この現像剤案内部において、上記の現像剤担持体の回転方向上流側の磁極による現像剤担持体の接線方向に向かう磁力Ｂθが最大となる位置における現像剤担持体との間隔を、現像剤担持体の法線方向に向かう磁力Ｂｒが最大となる位置における現像剤担持体との間隔より小さくしたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、上記の現像剤担持体の接線方向に向かう磁力Ｂθが最大となる位置における現像剤担持体と対向する現像剤案内部の部分に、現像剤担持体側に突出した凸条を現像剤担持体の軸方向に設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の現像装置において、上記の現像剤担持体の接線方向に向かう磁力Ｂθが最大となる位置における磁力Ｂθmaxが、上記の磁力Ｂθが最大となる位置における現像剤担持体の法線方向に向かう磁力Ｂｒよりも大きいことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
像担持体に形成された静電潜像を現像装置によって現像する画像形成装置において、上記の請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置において像担持体に形成された静電潜像を現像するのに使用する現像装置及びこのような画像形成装置に関するものである。特に、装置本体内に収容されたトナーと磁性キャリアとを含む現像剤を、複数の磁極を有するマグネット部材が内周側に固定して設けられた現像剤担持体の下部側の表面に保持させ、この現像剤担持体を回転させて、上記の現像剤を像担持体と対向する現像領域に導いて現像を行い、現像後における現像剤を現像剤担持体により装置本体内に戻し、装置本体内に戻された現像後の現像剤を、上記のマグネット部材に設けられた隣り合う同極性の磁極間において現像剤担持体の表面から離脱させて、現像剤担持体の下方に導くようにした現像装置において、装置本体内に戻された現像後の現像剤が、マグネット部材に設けられた隣り合う同極性の磁極間において現像剤担持体の表面から適切に離脱されて、装置本体内に収容された現像剤中に適切に戻されるようにした点に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置においては、像担持体に形成された静電潜像を現像するのに様々な現像装置が使用されており、このような現像装置としては、現像剤にトナーだけを使用した１成分現像方式の現像装置の他に、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を使用した２成分現像方式の現像装置が知られている。
【０００３】
そして、このような２成分現像方式の現像装置としては、装置本体内に収容されたトナーと磁性キャリアとを含む現像剤を、回転する供給部材により内周側に複数の磁極を有するマグネット部材が固定して設けられた現像剤担持体の表面に供給し、この現像剤担持体を回転させて、現像剤を像担持体と対向する現像領域に導き、現像剤中のトナーを像担持体に供給して現像を行うと共に、現像後における現像剤を装置本体内に戻すようにしたものが広く使用されている。
【０００４】
ここで、このような現像装置において、上記のようにトナーが供給された現像後の現像剤が現像剤担持体の表面に保持されたままの状態で、像担持体と対向する現像領域に導かれて再度現像に使用されると、像担持体に十分なトナーが供給されなくなって、形成される画像に濃度むら等が発生するという問題が生じた。
【０００５】
このため、このような現像装置においては、上記のマグネット部材に同極性になった一対の磁極を隣り合うように設け、この隣り合う同極性の磁極間における反発磁力により、装置本体内に戻された現像後の現像剤を、この隣り合う同極性の磁極間において現像剤担持体の表面から離脱させることが行われている。
【０００６】
しかし、このようにマグネット部材に設けられた隣り合う同極性の磁極間において、現像後の現像剤を現像剤担持体の表面から離脱させるようにした場合においても、現像後の現像剤が現像剤担持体の表面から十分に離脱されずに残ったり、離脱された現像後の現像剤が再度現像剤担持体の表面に供給されたりして、現像後の現像剤が再度現像に使用されるという問題が依然として存在した。
【０００７】
特に、現像装置を小型化させて、装置本体内に収容された現像剤を、現像剤担持体の下方に設けた供給部材により現像剤担持体の下部側の表面に供給するようにした場合、現像剤を現像剤担持体に供給する位置と、現像剤担持体から現像後の現像剤を離脱させる位置とが近接し、現像後の現像剤が十分に現像剤担持体の表面から離脱されず、また離脱された現像後の現像剤が再度現像剤担持体の表面に供給されるようになり、現像後の現像剤が再度現像に使用されることが多くなるという問題があった。
【０００８】
そして、従来においては、特許文献１に示されるように、上記の隣り合う同極性の磁極と上記の供給部材との間において、上記の現像剤担持体と対向するように磁性体を設け、上記の磁極によりこの磁性体を誘導磁化させて、現像後の現像剤を現像剤担持体の表面から十分に離脱させるようにしたものが提案されている。
【０００９】
しかし、このように隣り合う同極性の磁極と上記の供給部材との間において、現像剤担持体と対向するように磁性体を設けた場合、現像剤がこの磁性体にあたって現像剤の流れが阻害されたり、この磁性体が変形したりするおそれがあり、また上記のように磁性体を誘導磁化させるだけでは、現像後の現像剤を現像剤担持体の表面から十分に離脱させることが困難になる等の問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平６−１９４９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、装置本体内に収容されたトナーと磁性キャリアとを含む現像剤を、内周側に複数の磁極を有するマグネット部材が固定して設けられた現像剤担持体の下部側の表面に供給し、この現像剤担持体を回転させて、現像剤を像担持体と対向する現像領域に導き、現像剤中のトナーを像担持体に形成された潜像に供給して現像を行うと共に、現像後における現像剤を装置本体内に戻し、装置本体内に戻された現像後の現像剤を、上記のマグネット部材に設けた隣り合う同極性の磁極間において現像剤担持体の表面から離脱させて現像剤担持体の下方に導くようにした現像装置における上記のような問題を解決することを課題とするものである。
【００１２】
すなわち、本発明においては、上記の現像装置において、装置本体内に戻された現像後の現像剤が、上記のマグネット部材に設けられた隣り合う同極性の磁極間において現像剤担持体の表面から適切に離脱され、このように離脱された現像後の現像剤が、適切に現像剤担持体の下方に導かれて現像剤担持体に再度供給されないようにし、現像剤担持体に新たな現像剤が適切に供給されて、濃度むら等の発生のない良好な画像が安定して形成されるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の現像装置においては、上記のような課題を解決するため、装置本体内に収容されたトナーと磁性キャリアとを含む現像剤を、複数の磁極を有するマグネット部材が内周側に固定して設けられた現像剤担持体の下部側の表面に供給し、この現像剤担持体を回転させて、上記の現像剤を像担持体と対向する現像領域に導いて現像を行い、現像後における現像剤を装置本体内に戻し、装置本体内に戻された現像後の現像剤を、上記のマグネット部材に設けられた隣り合う同極性の磁極間において現像剤担持体の表面から離脱させて現像剤担持体の下方に導く現像装置において、上記の同極性の磁極で現像剤担持体の回転方向上流側の磁極部分における現像剤担持体と間隔を介して対向するように現像剤案内部を設け、この現像剤案内部において、上記の現像剤担持体の回転方向上流側の磁極による現像剤担持体の接線方向に向かう磁力Ｂθが最大となる位置における現像剤担持体との間隔が、現像剤担持体の法線方向に向かう磁力Ｂｒが最大となる位置における現像剤担持体との間隔より小さくなるようにした。
【００１４】
ここで、上記の現像剤案内部において、上記の現像剤担持体の回転方向上流側の磁極による現像剤担持体の接線方向に向かう磁力Ｂθが最大となる位置における現像剤担持体との間隔を、現像剤担持体の法線方向に向かう磁力Ｂｒが最大となる位置における現像剤担持体との間隔より小さくするにあたっては、上記の現像剤担持体の接線方向に向かう磁力Ｂθが最大となる位置における現像剤担持体と対向する現像剤案内部の部分に、現像剤担持体側に突出した凸条を現像剤担持体の軸方向に設けるようにすることができる。なお、この凸条の形状は特に限定されず、例えば、四角柱状や三角柱状等の様々な形状にすることができる。
【００１５】
また、上記のようにマグネット部材に設けられた隣り合う同極性の磁極間において、現像剤担持体の表面から現像後の現像剤が適切に離脱されて現像剤担持体の下方に導かれるようにするためには、上記の現像剤担持体の接線方向に向かう磁力Ｂθが最大となる位置における磁力Ｂθmaxが、上記の磁力Ｂθが最大となる位置における現像剤担持体の法線方向に向かう磁力Ｂｒよりも大きくなるようにすることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の画像形成装置においては、像担持体に形成された静電潜像を現像装置によって現像するにあたり、上記のような現像装置を用いるようにした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の現像装置においては、上記のようにマグネット部材に設けられた隣り合う同極性の磁極間において、現像後の現像剤を現像剤担持体の表面から離脱させるにあたり、上記の同極性の磁極で現像剤担持体の回転方向上流側の磁極部分における現像剤担持体と間隔を介して対向するように現像剤案内部を設け、この現像剤案内部において、上記の現像剤担持体の回転方向上流側の磁極による現像剤担持体の接線方向に向かう磁力Ｂθが最大となる位置における現像剤担持体との間隔を、現像剤担持体の法線方向に向かう磁力Ｂｒが最大となる位置における現像剤担持体との間隔より小さくしたため、現像剤担持体の接線方向に向かう磁力Ｂθが最大となる位置において、現像剤担持体によって搬送される現像後の現像剤が抑止されるようになる。
【００１８】
このため、現像剤担持体の接線方向に向かう磁力Ｂθが最大となる位置においては、現像後の現像剤が現像剤担持体の接線方向に搬送される力が減少し、現像剤担持体によって搬送される現像後の現像剤が、現像剤担持体の回転方向下流側における同極性の磁極に導かれるのが防止されると共に、現像剤担持体の法線方向に向かう磁力Ｂｒも減少して、現像後の現像剤を現像剤担持体の表面に保持させる力も減少し、上記の同極性の磁極間において、現像後の現像剤が現像剤担持体の表面から適切に離脱されて現像剤担持体の下方に導かれ、現像後の現像剤が現像剤担持体に再度供給されるのが防止されるようになる。
【００１９】
この結果、上記の現像装置においては、現像後の現像剤が現像剤担持体の表面から適切に離脱されて、現像剤担持体に新たな現像剤が適切に供給されるようになり、この現像装置を用いた画像形成装置においては、濃度むら等の発生のない良好な画像が安定して得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像装置を使用した画像形成装置の概略説明図である。
【図２】上記の画像形成装置に使用した本発明の一実施形態に係る現像装置を示した概略説明図である。
【図３】上記の実施形態に係る現像装置において、現像剤担持体の内周側に設けられたマグネット部材の磁極による現像剤担持体の接線方向に向かう磁力Ｂθと現像剤担持体の法線方向に向かう磁力Ｂｒとが変化する状態を示すと共に、現像剤担持体と間隔を介して対向する現像剤案内部に凸条を設ける位置との関係を示した部分説明図である。
【図４】上記の実施形態に係る現像装置において、現像剤案内部に設ける凸条の形状を変更させた変更例の概略説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置及び現像装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る画像形成装置及び現像装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
【００２２】
この実施形態に係る画像形成装置においては、図１に示すように、４つの感光体ドラム（像担持体）１０に対応させて、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を収容させた４つの現像装置２０を設けている。
【００２３】
そして、各現像装置２０においては、感光体ドラム１０に現像剤を搬送するローラ状になった現像剤担持体２１を、それぞれ対応する感光体ドラム１０と対向するように設けると共に、各現像装置２０においては、それぞれの現像剤におけるトナーの色彩を異ならせて、黒色，黄色，マゼンダ色，シアン色のトナーを用いている。
【００２４】
そして、この画像形成装置によりフルカラーの画像形成を行うにあたっては、上記の各感光体ドラム１０を回転させて、各感光体ドラム１０の表面をそれぞれ帯電装置１１によって帯電させ、このように帯電された各感光体ドラム１０に対して、それぞれ潜像形成装置１２により画像形成情報に従った露光を行い、各感光体ドラム１０の表面にそれぞれ静電潜像を形成するようにしている。
【００２５】
次いで、このように静電潜像が形成された各感光体ドラム１０に対して、それぞれ対応する現像装置２０における現像剤担持体２１により現像剤を感光体ドラム１０と対向する位置に導き、所定の色彩のトナーを各感光体ドラム１０の静電潜像に供給して現像を行い、各感光体ドラム１０の表面にそれぞれの色彩のトナー像を形成するようにしている。
【００２６】
そして、このように各感光体ドラム１０に形成された各色彩のトナー像を、ローラ１３ａに架け渡されて駆動される無端ベルト状になった中間転写体１３に、それぞれローラ状になった一次転写装置１４により順々に一次転写させて、この中間転写体１３の上にフルカラーのトナー像を形成するようにしている。一方、上記の中間転写体１３に転写されずに各感光体ドラム１０の表面に残留しているトナー等の残留物を、それぞれ第１クリーニング装置１５によって除去するようにしている。
【００２７】
次いで、上記のように中間転写体１３の上に形成されたフルカラーのトナー像を、この中間転写体１３によりローラ状になった二次転写装置１６と対向する位置に導くと共に、この画像形成装置の下部に収容された記録シート１９を中間転写体１３と二次転写装置１６との間に導き、上記の二次転写装置１６により中間転写体１３の上に形成されたフルカラーのトナー像をこの記録シート１９に二次転写させるようにしている。
【００２８】
その後、フルカラーのトナー像が転写された記録シート１９を定着装置１７に導いて、転写されたフルカラーのトナー像を記録シート１９に定着させた後、このようにフルカラーのトナー像が定着された記録シート１９を排紙させるようにしている。一方、記録シート１９に転写されずに上記の中間転写体１３に残ったトナー等の残留物を、第２クリーニング装置１８によって中間転写体１３から除去させるようにしている。
【００２９】
ここで、この実施形態における上記の現像装置２０においては、図２に示すように、その装置本体２０ａの上部に、感光体ドラム１０と所要間隔を介して対向するように現像剤担持体２１を回転可能に設けると共に、この現像剤担持体２１の内周側に、複数の磁極Ｎ，Ｓ，…が設けられたマグネット部材２１ａを固定して設けている。
【００３０】
また、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤Ｄを収容させた上記の装置本体２０ａ内に、上記の現像剤担持体２１の軸方向に沿った隔壁２７を設け、この隔壁２７により装置本体２０ａ内を、上記の現像剤担持体２１に現像剤Ｄを供給する第１の搬送部２２と、この第１の搬送部２２との間で現像剤Ｄを循環させて搬送させる第２の搬送部２３とに分離させている。
【００３１】
また、上記の第１の搬送部２２内に、回転して現像剤Ｄを搬送させると共に上記の現像剤担持体２１に現像剤Ｄを供給する第１のスクリュウ部材２４を設けると共に、上記の第２の搬送部２３内に、回転して現像剤Ｄを搬送させる第２のスクリュウ部材２５を設けている。
【００３２】
そして、第１の搬送部２２と第２の搬送部２３とに設けられた第１のスクリュウ部材２４と第２のスクリュウ部材２５とを回転させて、現像剤Ｄを第１の搬送部２２と第２の搬送部２３とで逆方向に搬送させ、上記の隔壁１３の両端部に設けられた循環口（図示せず）を通して現像剤Ｄを、この第１の搬送部２２と第２の搬送部２３との間で循環させると共に、上記の第１のスクリュウ部材２４により、第１の搬送部２２における現像剤Ｄをその上部側に位置する上記の現像剤担持体２１の下部側の表面に供給するようにしている。
【００３３】
そして、このように現像剤担持体２１の下部側の表面に供給された現像剤Ｄを、上記のマグネット部材２１ａの磁力により現像剤担持体２１の表面に保持させるようにしている。
【００３４】
次いで、このように現像剤Ｄを表面に保持させた現像剤担持体２１を回転させ、この現像剤担持体２１によって現像剤Ｄを上記の感光体ドラム１０と対向する現像領域に搬送させる途中の位置において、この現像剤担持体２１と所要間隔を介して対向するように規制部材２６を設け、現像剤担持体２１の表面に保持されて現像領域に搬送される現像剤Ｄの量をこの規制部材２６によって規制するようにしている。
【００３５】
そして、このように規制部材２６により規制された現像剤Ｄを、現像剤担持体２１により感光体ドラム１０と対向する現像領域に導き、この現像剤Ｄ中におけるトナーを、感光体ドラム１０に形成された静電潜像の部分に供給して、感光体ドラム１０に形成された静電潜像を現像するようにしている。
【００３６】
また、このようにして感光体ドラム１０に形成された静電潜像を現像した後、現像剤担持体２１の表面に保持された現像後の現像剤Ｄを、この現像剤担持体２１によって装置本体２０ａ内に戻すようにしている。
【００３７】
ここで、この実施形態の現像装置２０においては、上記のマグネット部材２１ａに隣り合う一対の同極性の磁極Ｓ１，Ｓ２を設け、装置本体２０ａ内に戻された現像後の現像剤Ｄをこの一対の同極性の磁極Ｓ１，Ｓ２間において現像剤担持体２１の表面から離脱させるようにすると共に、現像剤担持体２１の回転方向上流側における上記の磁極Ｓ１部分において、上記の現像剤担持体２１と間隔を介して対向するように、現像後の現像剤Ｄを装置本体２０ａ内に案内する現像剤案内部２８を設けている。
【００３８】
また、この現像装置２０においては、図２及び図３に示すように、上記の一対の同極性の磁極Ｓ１，Ｓ２における現像剤担持体２１の回転方向上流側における磁極Ｓ１において、現像剤担持体２１の接線方向に向かう磁力Ｂθが最大となる位置と対向する現像剤案内部２８の部分に、現像剤担持体２１に向けて突出した四角柱状になった凸条２８ａを現像剤担持体２１の軸方向に沿って設け、現像剤担持体２１の接線方向に向かう磁力Ｂθが最大となる位置における現像剤担持体２１と凸条２８ａが設けられた現像剤案内部２８との間隔が、上記の磁極Ｓ１による現像剤担持体２１の法線方向に向かう磁力Ｂｒが最大となる位置における現像剤担持体２１と現像剤案内部２８との間隔より小さくなるようにしている。
【００３９】
このようにすると、上記の磁極Ｓ１による現像剤担持体２１の接線方向に向かう磁力Ｂθが最大となる位置において、現像剤担持体２１によって搬送される現像後の現像剤Ｄが上記の凸条２８ａにより抑止され、現像後の現像剤Ｄが現像剤担持体２１の接線方向に搬送される力が減少し、現像剤担持体２１により搬送される現像後の現像剤Ｄが、現像剤担持体２１の回転方向下流側における同極性の磁極Ｓ２に導かれるのが防止される。
【００４０】
また、この現像装置２０においては、上記の磁極Ｓ１による現像剤担持体２１の接線方向に向かう磁力Ｂθが最大となる位置における磁力Ｂθmaxよりも、上記の磁力Ｂθが最大となる位置における現像剤担持体２１の法線方向に向かう磁力Ｂｒが小さくなって、現像後の現像剤Ｄを現像剤担持体２１の表面に保持される力も弱くなっている。
【００４１】
この結果、上記の同極性の磁極Ｓ１，Ｓ２間において、現像剤担持体２１の表面から離脱された現像後の現像剤Ｄが、現像剤担持体２１の回転方向下流側における同極性の磁極Ｓ２に導かれることがなく、離脱された現像後の現像剤Ｄが重力により現像剤担持体２１の下方に導かれて、装置本体２０ａ内に収容された現像剤Ｄに取り込まれるようになり、現像後の現像剤Ｄが現像剤担持体２１に再度供給されるのが防止される。
【００４２】
そして、このように現像後の現像剤Ｄが離脱された現像剤担持体２１の表面に、上記の第１のスクリュウ部材２４により新たな現像剤Ｄが供給されて現像に使用されるようになり、濃度むら等の発生のない良好な画像が安定して得られるようになる。
【００４３】
なお、この実施形態の現像装置２０においては、上記の磁極Ｓ１による現像剤担持体２１の接線方向に向かう磁力Ｂθが最大となる位置と対向する現像剤案内部２８の部分に、四角柱状になった凸条２８ａを現像剤担持体２１の軸方向に沿って設けるようにしたが、凸条２８ａの形状はこのようなものに限定されない。例えば、図４に示すように、三角柱状になった凸条２８ａを設けるようにすることも可能である。
【００４４】
また、このような凸条２８ａを設けるにあたっては、この凸条２８ａを現像剤案内部２８の部分に取り付けるようにする他、現像剤案内部２８自体をこのような形状に形成することもできる。
【符号の説明】
【００４５】
１０  感光体ドラム（像担持体）
１１  帯電装置
１２  潜像形成装置
１３  中間転写体
１３ａ  ローラ
１４  一次転写装置
１５  第１クリーニング装置
１６  二次転写装置
１７  定着装置
１８  第２クリーニング装置
１９  記録シート
２０  現像装置
２０ａ  装置本体
２１  現像剤担持体
２１ａ  マグネット部材
２２  第１の搬送部
２３  第２の搬送部
２４  第１のスクリュウ部材
２５  第２のスクリュウ部材
２６  規制部材
２７  隔壁
２８  現像剤案内部
２８ａ  凸条
Ｄ  現像剤
Ｓ１，Ｓ２  隣り合う同極性の磁極
Ｂθ  現像剤担持体の接線方向に向かう磁力
Ｂθmax  磁極Ｓ１による現像剤担持体の接線方向に向かう最大の磁力
Ｂｒ  現像剤担持体の法線方向に向かう磁力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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