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JP3073566B2 - プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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JP3073566B2 - プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

プロセスカートリッジ及び画像形成装置

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JP3073566B2
JP3073566B2 JP03245250A JP24525091A JP3073566B2 JP 3073566 B2 JP3073566 B2 JP 3073566B2 JP 03245250 A JP03245250 A JP 03245250A JP 24525091 A JP24525091 A JP 24525091A JP 3073566 B2 JP3073566 B2 JP 3073566B2
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久義 小嶋
正典 山縣
秀樹 多田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真感光体に形成
された潜像を現像するための複数の現像手段を有するプ
ロセスカートリッジと該プロセスカートリッジを備える
画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】複数の現像手段を含んで構成されるプロ
セスカートリッジを本体に対して着脱する方式を採用
し、転写材に多重画像を形成する画像形成装置において
は、カートリッジを着脱する際に複数の現像手段と本体
側の駆動源とを結ぶ複数の駆動力伝達経路の連結をON
/OFFする連結機構と複数の現像手段を選択的に駆動
するための切換機構を設ける必要がある。尚、現像手段
は、現像剤(トナー)を電子写真感光体に付与するため
の現像ローラや現像剤を収容する容器を含んで構成され
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
画像形成装置にあっては、プロセスカートリッジ着脱の
際の連結機構の接離を手動で行なわなければならず、プ
ロセスカートリッジの着脱操作が面倒であった。或い
は、プロセスカートリッジ着脱の際の他の動作と連動し
て連結機構を接離する方法を採る場合には、そのための
機構が必要となり、コストアップを招くという問題があ
った。
【0004】又、上記プロセスカートリッジとは独立し
た別のプロセスカートリッジを同様に装置本体に対して
着脱自在に構成する場合も、駆動力の伝達機構に関して
前述と同様な問題が発生する。
【0005】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、着脱の際の連結機構の接離が
不要となって着脱操作の容易化を図ることができるとと
もに、構成の簡素化によってコストダウンを実現するこ
とができるプロセスカートリッジと該プロセスカートリ
ッジを備える画像形成装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、電子写真感光体と複数の現像ユニットを
有し、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成される
プロセスカートリッジにおいて、画像形成装置本体側か
らの駆動力を前記感光体に伝達する第1のギヤと、前記
各現像ユニットに設けられた現像剤供給手段に駆動力を
伝達するために各現像ユニットに設けられた第2のギヤ
と、前記第1のギヤと第2のギヤの間に設けられ、前記
第1のギヤと同軸に設けられたカムと、前記第1のギヤ
に常時噛合し、前記カムの回転によって前記第2のギヤ
の1つに選択的に噛合する第3のギヤを有する現像ユニ
ット切換機構と、を設けたことを特徴とする。
【0007】又、本発明は、電子写真感光体と複数の現
像ユニットを有し、画像形成装置本体に対して着脱自在
に構成され、画像形成装置本体側からの駆動力を前記感
光体に伝達する第1のギヤと、前記各現像ユニットに設
けられた現像剤供給手段に駆動力を伝達するために各現
像ユニットに設けられた第2のギヤと、前記第1のギヤ
と第2のギヤの間に設けられ、前記第1のギヤと同軸に
設けられたカムと、前記第1のギヤに常時噛合し、前記
カムの回転によって前記第2のギヤの1つに選択的に噛
合する第3のギヤを有する現像ユニット切換機構と、を
備えるプロセスカートリッジを画像形成装置本体に取り
外し可能に支持するカートリッジ支持部材と、前記カー
トリッジ支持部材に支持されたプロセスカートリッジの
有する前記電子写真感光体に駆動力を供給する駆動源
と、前記カートリッジ支持部材に支持されたプロセスカ
ートリッジの有する前記電子写真感光体に形成された現
像剤像を転写材に転写する転写手段と、を設けて画像形
成装置を構成したことを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明によれば、画像形成時以外においては現
像ユニット切換機構の第3のギヤが何れの現像ユニット
の第2のギヤに噛合しないようにして何れの現像ユニッ
トの現像剤供給手段に駆動力が伝達されないようにすれ
ば、プロセスカートリッジの着脱の際に従来のようにそ
の都度連結機構を接離する必要がなくなり、プロセスカ
ートリッジの着脱操作が容易化する。
【0009】又、カムと第3のギヤで構成される現像ユ
ニット切換機構は現像ユニットへの駆動力の伝達機能と
選択機能を兼備しているため、従来独立に設けられてい
た切換機構が不要となり、駆動力伝達系、延てはプロセ
スカートリッジ及び画像形成装置の構成の簡素化及びコ
ストダウンを図ることができる。
【0010】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
【0011】図1は画像形成装置要部の構成図、図2及
び図3は駆動力伝達装置の作用説明図、図4は画像形成
装置の断面図である。
【0012】本実施例に係る画像形成装置は、走査光学
手段Bからのレーザービームを電子写真感光ドラムAに
露光するプリンタ装置であり、該プリンタ装置において
は、カートリッジ2が装置本体1に対して着脱自在に設
けられている。カートリッジ2は、複数の現像ユニット
3と、前記感光ドラムAと、該感光ドラムAを均一に帯
電する帯電ローラCと、残留トナーをクリーニング除去
するクリーニング器Dと、これらの部材を一体に支持す
る枠体Eとで構成されている。尚、カートリッジ2は図
4に示す支持レール20に沿って着脱される。
【0013】一方、装置本体1内のカートリッジ2に対
向する位置には、転写ドラムFが配設されており、該転
写ドラムFは給紙カセットPから供給された転写材を支
持し、多重転写工程中も転写材を支持する。又、転写ド
ラムFの内側には転写用のコロナ放電器Gが固設されて
おり、該コロナ放電器Gは感光ドラムA上に形成された
トナー像を転写材に順次転写するための転写バイアスを
印加する。そして、転写工程を終了した転写材は、転写
ドラムFから分離された後、加熱定着ローラHに送ら
れ、ここでトナー像の定着を受け、最後に装置本体1外
に排出されて排出トレイI上に積載される。
【0014】ところで、前記現像ユニット3は、イエロ
ートナー用現像ユニット3aと、マゼンタトナー用現像
ユニット3bと、シアントナー用現像ユニット3cと、
ブラックトナー用現像ユニット3dで構成され、フルカ
ラー像の形成は、各色毎に潜像形成と現像及び転写の各
工程を順次繰り返すことによってなされる。
【0015】而して、図1乃至図3に示すように、駆動
力は装置本体1に設けられたモータ等の駆動源4からベ
ルト5を介して装置本体1側のギヤ6に伝達され、更に
カートリッジ2側のギヤ7,8,9を経てカートリッジ
2の各現像ユニット3(3a,3b,3c,3d)のギ
ヤ10に伝達される(図2参照)。ここで、ギヤ8とギ
ヤ9はプレート11に取り付けられており、プレート1
1はギヤ8の軸を中心として回動可能であって、これは
不図示のバネによってギヤ9がギヤ10に噛合する方向
に付勢されている。尚、前記ベルト5及びギヤ6は装置
本体1側の駆動力伝達機構を構成しており、ギヤ7は感
光ドラムAを駆動するための駆動力伝達手段(第1の駆
動力伝達手段)を構成し、ギヤ10は現像ユニット3を
駆動するための駆動力伝達手段(第2の駆動力伝達手
段)を構成している。
【0016】一方、前記ギヤ7と同軸に円板状のカム1
2が設けられており、該カム12の外周部には図示のよ
うに切欠部12aが形成されている。尚、カム12と前
記ギヤ8,9及びプレート11は、前記ギヤ7とギヤ1
0との連結をON/OFFする現像ユニット切換機構を
構成している。
【0017】而して、カートリッジ2の着脱時にはカム
12は図2に示す位置にあり、このとき全てのプレート
11の端部がカム12の切欠部12a以外の外周部に当
接しており、このために全てのギヤ9はギヤ10との噛
合を解除されている。従って、この状態ではカートリッ
ジ2の現像ユニット3と装置本体1側の駆動源4とを結
ぶ駆動力伝達経路の連結が解除(OFF)されているた
め、カートリッジ2を装置本体1に対して容易に着脱す
ることができる。尚、画像形成時以外は図2の状態を保
っておけば、カートリッジ2の着脱の際に駆動力伝達経
路の連結をその都度解除する必要がない。
【0018】一方、現像ユニット3は次にようにして選
択的に駆動される。即ち、図3に示すようにカム12が
回転し、これの切欠部12aに係合したプレート11が
不図示のバネの付勢力によってギヤ8の軸を中心に図3
の時計方向に回動し、該プレート11に取り付けられた
ギヤ9のみがギヤ10に噛合し、該ギヤ10を備える現
像ユニット3が駆動される。従って、ギヤ9、プレート
11及びカム12にて構成される現像ユニット切換機構
は現像ユニット3への駆動力の選択機能をも具備するこ
ととなり、この結果、従来独立に設けられた切換機構が
不要となって当該駆動力伝達装置の構成が簡素化され、
これのコストダウンが図られる。
【0019】尚、カム12は不図示の駆動源によって回
転駆動され、駆動すべき現像ユニット3及びカートリッ
ジ2の着脱の状態に応じてその駆動が制御され、所定の
回転停止位置で停止せしめられる。
【0020】次に、本発明の変更実施例を図5乃至図9
に基づいて説明する。尚、図5は画像形成装置要部の構
成図、図6乃至図9は駆動力伝達機構の作用説明図であ
り、図7(a)及び図8(a)はカムの正面図、図7
(b)及び図8(b)は図6の矢視A方向の図、図9
(a),(b)は図7(b)、図8(b)の斜視図であ
る。
【0021】本実施例においては、駆動力はモータ等の
駆動源4からベルト5を介して装置本体1側のギヤ6に
伝達され、更にカートリッジ2側のギヤ13,14を経
て現像ユニット3側のギヤ10に伝達される。
【0022】ところで、前記ギヤ14は図7及び図8に
示すようにバネ18によってカム15側に加圧されてお
り、カム15が回転してこれに形成された凹部15aが
図8(a)に示す位置で停止すれば、図8(b)に示す
ように該凹部15aにギヤ14が係合し、該ギヤ14は
バネ18の付勢力によって移動してギヤ10と噛合し、
ギヤ10に駆動力を伝達する。
【0023】一方、カム15の凹部15aが図7(a)
及び図9(a)に示す位置で停止すれば、図7(b)及
び図9(a)に示すようにギヤ14は凹部15aに係合
せず、該ギヤ14はギヤ10との噛合を解除される。
【0024】従って、画像形成時以外は図6に示すよう
に全てのギヤ14をギヤ10から離した状態に保ってお
けば、前記実施例と同時にカートリッジ2の着脱作業が
容易化する。
【0025】又、カム15を回転させることによって現
像ユニット3への駆動力伝達の選択を行なうことができ
るため、本実施例においても前記実施例と同様に当該駆
動力伝達装置の簡素化及びコストダウンが図られる。
尚、カム15は図6に示す駆動源17からの駆動力をギ
ヤ16を介して受けて回転駆動される。
【0026】ところで、以上の実施例では、カートリッ
ジ2は4つの現像ユニット3(3a,3b,3c,3
d)、感光ドラムA、転写ローラC及びクリーニング器
Dを一体に含んで構成されていたが、特にブラックトナ
ー用現像ユニット3dは使用頻度が高いため、該ブラッ
クトナー用現像ユニット3dを色トナー用現像ユニット
3a〜3cとは別に構成することが考えられる。
【0027】以下、斯かる構成を採用した場合の駆動系
に本発明を適用した例を説明する。尚、以下に示す図に
おいては、前記実施例における図において示したと同一
要素には同一符号を付している。
【0028】図10及び図11は多色画像形成装置の縦
断面図であり、該多色画像形成装置においては、装置本
体1に対して主カートリッジ2aと副カートリッジ21
が着脱自在に構成されている。
【0029】上記主カートリッジ2aは、感光ドラム
A、コロナ放電器C、クリーニング器D及び複数のイエ
ロー、マゼンタ、シアントナー用の現像ユニット3a,
3b,3cを含んで構成され、副カートリッジ21は単
一のブラックトナー用現像ユニットを構成している。
【0030】又、装置本体1内には駆動源4が設置され
ており、該駆動源4は同じく装置本体1内に設けられた
ギヤ6に駆動力を伝達する。尚、ギヤ6は主カートリッ
ジ2a内の前記感光ドラムAが保持される位置中心に設
置されている。
【0031】ところで、主カートリッジ2aには駆動伝
達用のギヤ14,22が設けられており、ギヤ14は前
記現像ユニット3a〜3cの現像剤担持体としての現像
スリーブ23に動力を伝達し、ギヤ22は副カートリッ
ジ21の現像スリーブ24に動力を伝達する。尚、ギヤ
14,22には不図示の電磁クラッチが設けられてお
り、各電磁クラッチをON/OFFすることによってギ
ヤ14,22が現像スリーブ23,24をそれぞれ選択
的に駆動する。
【0032】而して、図11に示すように主カートリッ
ジ2aが装置本体1に装着されると、前記ギヤ14,2
2が前記ギヤ6に噛合し、ギヤ6からギヤ14,22に
駆動力が伝えられる。この状態において、副カートリッ
ジ21が主カートリッジ2aに対して図11の矢印方向
に位置決めされてこれの現像スリーブ24がギヤ22に
噛合せしめられると、現像スリーブ24はギヤ22から
駆動力を受けて回転駆動されることが可能となる。
【0033】以上のように、本実施例では副カートリッ
ジ21への駆動力の伝達は主カートリッジ2aを介して
なされるため、副カートリッジ21は主カートリッジ2
aに対してのみ位置決めされれば済み、この結果、副カ
ートリッジ21の現像スリーブ24の主カートリッジ2
aの感光ドラムAに対する位置決め精度が向上するとと
もに、副カートリッジ21の着脱機構が簡素化されてこ
れの操作性が向上し、更には装置本体1側のギヤ6と主
カートリッジ2aとを連結する駆動連結機構が簡素化さ
れる。
【0034】ところで、主カートリッジ2aの現像ユニ
ット3a〜3cには現像剤撹拌部材26が設けられてお
り、これらは駆動力を受けて間欠的に回転駆動されて現
像剤を撹拌する。又、副カートリッジ21にも現像剤撹
拌部材27が設けられており、これはギヤ28を介して
主カートリッジ2aから駆動力を受けて回転駆動され
る。
【0035】次に、変更実施例を図12及び図13に示
すが、本実施例では副カートリッジ21の現像剤撹拌部
材27が現像スリーブ25からギヤ29,30を介して
駆動力の伝達を受けるよう構成されている。このように
構成することによって、主カートリッジ2aの感光ドラ
ムAに対して副カートリッジ21の現像スリーブ24を
位置決めするだけで駆動の連結を同時に行なうことがで
きる。
【0036】又、他の実施例を図14及び図15に示
す。
【0037】本実施例では、主カートリッジ2a内の感
光ドラムAの中心にギヤ31が設けられており、該ギヤ
31は現像ユニット3a〜3cの現像スリーブ23を駆
動するための駆動ギヤ33に噛合している。尚、駆動ギ
ヤ33には不図示の電磁クラッチが設けられ、各電磁ク
ラッチをON/OFFすることによって現像ユニット3
a〜3cが選択的に駆動せしめられる。
【0038】而して、図15に示すように主カートリッ
ジ2aが装置本体1のカートリッジ保持中心34(図1
4参照)に装着されると、駆動源4の駆動力はギヤ6を
経て主カートリッジ2a側のギヤ31に伝達され、現像
スリーブ23の任意の1つが選択的に駆動される。
【0039】一方、副カートリッジ21の現像スリーブ
24の回転軸にはギヤ35が設けられており、このギヤ
35にも不図示の電磁クラッチが備えられている。そし
て、副カートリッジ21が主カートリッジ2aの感光ド
ラムAに対して位置決めされると、ギヤ35が主カート
リッジ2aのギヤ31に噛合し、副カートリッジ21の
駆動が可能となる。
【0040】次に、図16乃至図18に本発明の更に他
の実施例を示す。
【0041】本実施例では、図16に示す現像ユニット
切換機構が主カートリッジ2aに設けられている。尚、
図17(a)及び図18(a)はカム36の正面図、図
17(b)及び図18(b)は現像ユニット切換機構の
底面図(図16の矢視B方向の図)である。
【0042】現像ユニット切換機構には感光ドラムAの
中心軸回りに回転駆動される図9で示したと同型のカム
36が設けられており、該カム36の一部にはカム溝3
6aが形成されている。このカム溝36aには主カート
リッジ2a側に設けられた切換ギヤ37が選択的に係合
し、副カートリッジ21が主カートリッジ2aに対して
位置決めされると、図17(b)及び図18(b)に示
すように副カートリッジ21の伝達ギヤ38は切換ギヤ
37に対して連結可能な位置に移動せしめられる。この
状態において、カム溝36aが図17(a)に示す位置
にあるときには、切換ギヤ37は同図(b)に示すよう
にカム溝36aに係合しておらず、該切換ギヤ37は副
カートリッジ21の伝達ギヤ38に対して非連結状態を
保ち、伝達ギヤ38への動力伝達はなされず、従って、
副カートリッジ21は駆動されない。
【0043】而して、カム36が不図示の駆動源によっ
て回動されてそのカム溝36aが図18(a)に示す位
置で停止すると、図18(b)に示すように切換ギヤ3
7がカム溝36aに係合してこれが伝達ギヤ38に噛合
せしめられるため、図16に示す駆動源4の駆動力は連
結用ギヤ6、ギヤ13,37を経て伝達ギヤ38に伝達
され、副カートリッジ21が駆動されて現像に供され
る。
【0044】又、図19及び図20に本発明の他の実施
例を示す。
【0045】本実施例は、前記実施例において切換ギヤ
37を副カートリッジ21側に設けたものであって、図
20に示すように該切換ギヤ37は主カートリッジ2a
側に設けられたカム36のカム溝36aに選択的に係合
することによって副カートリッジ21の伝達ギヤ38に
選択的に噛合せしめられる。
【0046】而して、切換ギヤ37が伝達ギヤ38に噛
合しているときには、前記実施例と同様に図19に示す
駆動源4の駆動力はギヤ6,13,37を経て伝達ギヤ
38に伝達され、副カートリッジ21が駆動される。
【0047】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、画像形成時以外においては現像ユニット切換機
構の第3のギヤが何れの現像ユニットの第2のギヤに噛
合しないようにして何れの現像ユニットの現像剤供給手
段に駆動力が伝達されないようにすれば、プロセスカー
トリッジの着脱の際に従来のようにその都度連結機構を
接離する必要がなくなり、プロセスカートリッジの着脱
操作が容易化するという効果が得られる。又、本発明に
よれば、カムと第3のギヤで構成される現像ユニット切
換機構は現像ユニットへの駆動力の伝達機能と選択機能
を兼備しているため、従来独立に設けられていた切換機
構が不要となり、駆動力伝達系、延てはプロセスカート
リッジ及び画像形成装置の構成の簡素化及びコストダウ
ンを図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置要部の構成図であ
る。
【図2】駆動力伝達装置の作用説明図である。
【図3】駆動力伝達装置の作用説明図である。
【図4】本発明に係る画像形成装置の断面図である。
【図5】変更実施例に係る画像形成装置要部の構成図で
ある。
【図6】変更実施例に係る駆動力伝達装置の作用説明図
である。
【図7】(a)はカムの正面図、(b)は図6の矢視A
方向の図である。
【図8】(a)はカムの正面図、(b)は図6の矢視A
方向の図である。
【図9】(a),(b)はカムの斜視図である。
【図10】本発明の他の実施例を示す多色画像形成装置
の縦断面図である。
【図11】本発明の他の実施例を示す多色画像形成装置
の縦断面図である。
【図12】本発明の他の実施例を示す多色画像形成装置
の縦断面図である。
【図13】本発明の他の実施例を示す多色画像形成装置
の縦断面図である。
【図14】本発明の他の実施例を示す多色画像形成装置
の縦断面図である。
【図15】本発明の他の実施例を示す多色画像形成装置
の縦断面図である。
【図16】本発明の他の実施例を示す多色画像形成装置
の縦断面図である。
【図17】(a)はカムの正面図、(b)は現像ユニッ
ト切換機構の底面図(図16の矢視B方向の図)であ
る。
【図18】(a)はカムの正面図、(b)は現像ユニッ
ト切換機構の底面図(図16の矢視B方向の図)であ
る。
【図19】本発明の他の実施例を示す多色画像形成装置
の縦断面図である。
【図20】現像ユニット切換機構の底面図である。
【符号の説明】
1 画像形成装置本体 2 プロセスカートリッジ 3 現像ユニット(現像手段) 4 駆動源 7 ギヤ(第1の駆動力伝達手段) 8,9 ギヤ(第3の駆動力伝達手段) 10 ギヤ(第2の駆動力伝達手段) 12 カム(第3の駆動力伝達手段) 20 支持レール(カートリッジ支持部材) A 電子写真感光体 F 転写ドラム(転写手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山縣 正典 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 多田 秀樹 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 長瀬 俊樹 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−136670(JP,A) 実開 昭62−25956(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/00 550 G03G 21/16 - 21/18 G03G 15/01 G03G 15/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子写真感光体と複数の現像ユニットを
    有し、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成される
    プロセスカートリッジにおいて、 画像形成装置本体側からの駆動力を前記感光体に伝達す
    る第1のギヤと、 前記各現像ユニットに設けられた現像剤供給手段に駆動
    力を伝達するために各現像ユニットに設けられた第2の
    ギヤと、 前記第1のギヤと第2のギヤの間に設けられ、前記第1
    のギヤと同軸に設けられたカムと、前記第1のギヤに常
    時噛合し、前記カムの回転によって前記第2のギヤの1
    つに選択的に噛合する第3のギヤを有する現像ユニット
    切換機構と、 を設けたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  2. 【請求項2】 電子写真感光体と複数の現像ユニットを
    有し、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成され、
    画像形成装置本体側からの駆動力を前記感光体に伝達す
    る第1のギヤと、前記各現像ユニットに設けられた現像
    剤供給手段に駆動力を伝達するために各現像ユニットに
    設けられた第2のギヤと、前記第1のギヤと第2のギヤ
    の間に設けられ、前記第1のギヤと同軸に設けられたカ
    ムと、前記第1のギヤに常時噛合し、前記カムの回転に
    よって前記第2のギヤの1つに選択的に噛合する第3の
    ギヤを有する現像ユニット切換機構と、を備えるプロセ
    スカートリッジを画像形成装置本体に取り外し可能に支
    持するカートリッジ支持部材と、 前記カートリッジ支持部材に支持されたプロセスカート
    リッジの有する前記電子写真感光体に駆動力を供給する
    駆動源と、 前記カートリッジ支持部材に支持されたプロセスカート
    リッジの有する前記電子写真感光体に形成された現像剤
    像を転写材に転写する転写手段と、 を設けて構成されることを特徴とする画像形成装置。
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