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Elektrofotografisches Kopiergerät
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Die Erfindung betrifft ein elektrofotografisches Kopiergerät, in welchem
einem Ubertragungszylinder mit einer fotoleitenden Schicht eine Aufladeeinrichtung,
eine Aufbelichtungseinrichtung, eine mit Toner arbeitende Bntwicklungsvorrichtung,
die eine Magnetwalze hat, eine Bildübertragungseinrichtung und eine Reinigungseinrichtung
umfangsmäßig zugeordnet sind.
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Solche elektrofotografischen Kopiergeräte sind bekannt.
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Die umfangsmäßige Zuordnung wird im allgemeinen durch feste Einbauten
in Seitenplatinen oder beitenwänden des Geräts erreicht. Einbezogen sind bei einem
solchen Gerät Antriebsmittel und eine Beistungsstation mit Netzanschluß sowie Stapel-
und Stapelauszugs-Vorrichtungen für Kopierpapiere und Anlagen für Vorlagen.
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Bei bekannten Entwicklungsvorrichtungen mit einer Magnetbürste am
Umfang der Magnetwalze aus dem sogenannten Toner, das sind partikulierte Pigmente,
die auf elektromaS-netische oder statische Kräfte ansprechen, liegt ein besonderes
Problem
in der gleichmäßigen Auftragung des Toners für die Durchführung der Entwicklung.
Ein gleichbleibender, geringer Abstand der Magnetwalze vom tibertragungszylinder
ist besonders wesentlich, wenn mit einem Einkomponenten-Toner gearbeitet wird. Dieser
läßt keine größeren Toleranzen zu.
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Die genaue Einstellung zweier an sich auswechselbar im Gerät gelagerter
Teile, nämlich des Übertragungszylinders und der Entwicklungsvorrichtung, ist an
sich problematisch.
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Ein Ubertragungszylinder muß nach einer größeren Anzahl von Kopien
aufgrund des Verbrauchs der fotoleitenden Schicht ausgewechselt werden. Die Entwicklungsvorrichtung
muß häufiger herausgezogen werden, um verbrauchten Toner zu ergänzen.
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Bekannt ist beispielsweise eine schwenkbare, wandlungsfähige Aufhängung
der Entwicklungsvorrichtung an zwei im oberen Bereich angeordneten Lagerstiften.
Der untere Teil wird dann durch einen federbelasteten Andruckhebel an den Ubertragungszylinder
gedrückt. Diese Ausführung eignet sich zu einer Spalteinstellung unter der Voraussetzung,
daß die Achsen des Übertragungszylinders und die Lagerstifte genau parallel zueinander
angeordnet sind, und daß auch im Betrieb keine Abweichungen entstehen.
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Nachteile ergeben sich aber dann, wenn in den Lagerungen, die lösbar
sein müssen, gegebenenfalls auch nach längerer Betriebszeit des Geräts, Abweichungen
entstehen. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß in den Lagerungen Toleranzen vorhanden
sind und nicht ausgeschlossen werden kann, daß auch der Übertragungszylinder mit
einem, wenn auch minimalen'tSchlag't läuft.
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Es ist denkbar, die Entwicklungsvorrichtung mit Federn anzudrücken.
Dabei ergeben sich aber Probleme aufgrund der Anlage runder Flächen, so daß eine
sehr komplizierte Ausführung erforderlich wäre, abgesehen davon, daß durch die Verwendung
von Federn an sich ein schwingungsfähiges System entsteht und eine Entnahme eine
mechanische Spannung von Elementen erfordert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrofotografisches
Kopiergerät mit einer Entwicklungsvorrichtung so auszugestalten, daß unter Einsatz
einfacher und leicht herstellbarer und zu bedienender Mittel auch bei ungenauer
Lagerung des Ubertragungszylinders und/oder der Entwicklungsvorrichtung immer eine
gleichbleibende Abstandshalterung der Magnetwalze zum übertragungszylinder ohne
komplizierte Verriegelungsmittel, schwingungsfähige Einrichtungen oder dergleichen
verbleibt.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Entwicklungsvorrichtung
in zwei zueinander senkrechten Freiheitsgraden beweglich abgestützt ist und bezüglich
des Schwerpunkts der Entwicklungsvorrichtung aufgrund der Schwerpunktwirkung mit
den Rändern der Magnetwalze eine der Lage des Obertragungszylinders folgende Anlage
vorsieht. Dadurch wird das Gewicht der Entwicklungsvorrichtung in Verbindung mit
einer Abstützung von unten ausgenutzt, um die Anlage an den über tragungszylinder
herbeizuführen und aufrecht zu erhalten.
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Die Abstützung ermöglicht eine schwingungsfreie FolEebeye gung, wobei.urch
die verschiedenen Freiheitsgrade eine Verkantung durch Aufrechterhaltung der Abstützung
in senkrechter Richtung vermieden wird.
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Mit besonderem Vorteil ist die Entwicklungsvorrichtung kippbar abgestützt
und zum übertragungszylinder hin in Anlage an dessen Rändern geschwenkt, wobei im
Bereich der Abstützung auch ein Schwenkwiderlager vorgesehen ist, um das eine x
= seitlich abhebende
anpassende Verschwenkung in horizontaler Richtung
vorgesehen ist.
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Die im Hinblick auf den Schwerpunkt an dem Ubertragungszylinder kippbare
Ausführung ermöglicht gerade im Zusammenhang mit dem Schwenkwiderlager eine Anpassung
an Pendlungen des Übertragungszylinders ohne Aufgabe der Abstützung.
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Bevorzugt wird dabei, daß an den Enden der Magnetwalze frei verdrehbar
gelagerte Laufringe vorgesehen sind. Die frei verdrehbare Lagerung vermeidet dabei
Reibungseinwirkungen. Zweckmäßig sind dabei an den Enden des Übertragungszylinders
Außenringe zur Anlage der Laufringe vorgesehen, so daß die eigentlich fotoleitende
Schicht nicht belastet wird. In einer einfachen Ausführung haben die Laufringe etwas
größeren AuRoendurchmesser als die Magnetwalze, so daß zwischen dieser und dem Übertragungszylinder
ein Spalt gebildet wird.
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Mit besonderem Vorteil weist die Entwicklungsvorrichtung seitliche,
vertikal gerichtete Stützflächen auf, die mit ihren Rändern auf Nadellagern an einer
parallel zur Achse des übertragungszylinders verlaufenden Stützachse abgestützt
sind. Diese Nadellager gewährleisten eine besonders leichte Folge in der Kippbewegung,
wobei sie auch die Einführung der Entwicklungsvorrichtung in die Funktionsstellung
erleichtert.
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Mit besonderem Vorteil sind die Stützflächen kufenartig ausgebildet,
und zwischen dem Stützbereich in Einsatzstellung und dem Ende, das der Magnetwalze
näher liegt, sind Anlaufschrägen vorgesehen, durch welche die Entwicklungsvorrichtung
bei
der Einführung von ZuSührungsabstützungen abhebbar ist. Sowohl die Auflage der Stützflächen
mit ihren Rändern als auch die kufenartige Ausbildung beschränkt die Abstützung
auf eine kleinstmögliche Fläche, so daß eine leichte Beweglichkeit in verschiedenen
Richtungen möglich ist. Die Anlaufschrägen lassen aber zu, daß eine besondere Zuführungsabstützung
vorhanden ist, um eine sichere Beinführung der Entwicklungsvorrichtung, beispielsweise
nach einer Tonerergänzung, herbeizuführen, so daß dann erst kurz vor der Funktionsstellung
an dem Ubertragungszylinder die für die betriebsmäßige Halterung der Entwicklungsvorrichtung
maßgebenden kleinflchigen eile zum Einsatz kommen.
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Die zweckmåßige Ausführung weist dabei einen Abstand wischen dem Übertragungszylinder
und der Stützachse derart auf, daß der Schwerpunkt der Anlage am bbertragungszylinder
befindlichen Entwicklungsvorrichtung zwischen der Stützachse und der Magnetwalze
liegt. Durch genaue Wahl des Schwerpunktes im dem angegebenen Bereich läßt sich
dabei auch die Stärke des Anlagedrucks am tbertragungszylinder bemessen. Der Abstand
ist jedenfalls so gewählt, daß auch bei einem nur noch geringen vorhandenen Tonervorrat
eine genügende Neigungskraft zur Anlage an den Ubertragungszylinder vorliegt.
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Es wird nicht ausgeschlossen, das erwähnte Schwenkwiderlager in bezug
zur Längsmitte des Geräts bzw. des Übertragungszylinders oder der Entwicklungsvorrichtung-
seitlich versetzt anzubringen. Besonders bevorzugt wird aber, daß das Schwenkwiderlager
im wesentlichen mittig zwischen den Nadellagern bzw. Stützflächen angeordnet ist.
Dadurch
ergeben sich in den seitlichen Anpassungen gleichmäßige
Hebelarme und eine besonders feinfühlige Nachfolgebewe gung, die an den Stützflächen
oder Kufen nur geringe Verlagerungen erforderlich machen.
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In der besonders zweckmäßigen Ausführung ist das Schwenkwiderlager
Teil eines insbesondere um die Stützachse verschwenkbaren Rasthebels, der durch
Armausbildung automatisch in die Verriegelungsstellung verschwenkt und daß an der
Unterseite der Entwicklungsvorrichtung eine nach der von der Magnetwalze abgekehrten
Seite offene Raststufe vorgesehen ist, die an der der Magnetwalze zugekehrten Seite
eine schräge Lauffläche hat. Dadurch erfüllt der rasthebel einen doppelten Zweck.
Er bildet einerseits das Schwenkwiderlager für Verdrehungen der von ihm gehaltenen
Entwicklungsvorrichtung in horizontaler Ebene und andererseits hält er die Entwicklungsvorrichtung
in der Funktionsstellung. Das ist durch den Rasthebel, der einen festen BezugspuSçt
bildet, deshalb möglich, weil die Lhtwicklungsvorrichtung kippbar abgestützt ist
und damit auch praktisch unabhängig von der genauen Sinstellung des Rasthebels ihre
Anlage am Übertragungszylinder findet. Die schräge Lauffläche an der Rückseite der
Raststufe hat den Zweck, den Rasthebel bei der Einführung der Entwicklungsvorrichtung
automatisch auszurücken.
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Bevorzugt wird dabei, daß die Raststufe im wesentlichen in der senkrechten
Ebene angeordnet ist, die die Entwicklungsvorrichtung quer durchsetzt und durch
den Schwerpunkt bestimmt ist. Dadurch wird die anpassende Nachstellung erleichtert
bzw. besonders feinfühlig ermöglicht.
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Zweckmäßig ist der Rasthebel mit einem Anschlagarm versehen und diesem
im Gerät ein Anschlag zugeordnet, welcher die freie Verschwenkbarkeit des Rasthebels
bei Freigabe begrenzt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung hat das Gerät eine Gleitbahn,
insbesondere aus beiderseits an Gerätewänden angeordneten Bührungswinkeln und an
den Seitenwänden der Entwicklungsvorrichtung sind Gleitvorsprünge angeordnet, die
auf der Gleitbahn bzw. den Bührungswinkeln beim Einschub laufen und die Anlaufschrägen
haben eine solche Höhe, daß die Gleitarme von der Gleitbahn, insbesondere den Führungswinkeln,
bei in Funktionsstellung befindlicher Entwicklungsvorrichtung abgehoben sind. Dadurch
wird die mechanische Einführungshilfe kurz vor zrreichen der Funktionsstellung außer
Eingriff gebracht, so daß nur die feinfühlig änderbaren und in verschiedenen Richtungen
eine Verschwenkung der Entwicklungsvorrichtung zulassenden Abstützungen und Rastungen
zur Wirkung kommen.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels
erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.
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In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine schematische im Schnitt dargestellte
Seitenteilansicht eines Geräts zur Erläuterung der Lage des tbertragungszylinders
und der Entwicklungsvorrichtung, Fig. 2 eine Ansicht der Entwicklungsvorrichtung,
gesehen in Fig. 3 von rechts, bei geöffneter Gerätklappe,
Fig.
3 eine Ansicht längs der Linie III - III in Fig. 2, wobei å jedoch auch die Teile
der Entwicklungsvorrichtung in einer anderen Ebene geschnitten sind und die Entwicklungsvorrichtung
in Funktionsstellung ist, Fig. 4 eine Ansicht längs der Linie III - III in Fig.
2, wobei jedoch die Entwicklungsvorrichtung aus der Funktionsstellung zurückgezogen
ist und die Darstellung zum Teil geschnitten ist, Fig. 5 eine Teilansicht im Schnitt
längs der Linie V - V in Fig. 3.
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In allen Fig. sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Der Übertragungszylinder 1 ist um eine Achse 2 drehbar gelagert und
angetrieben. Die Antriebsmittel sind nicht eingezeichnet. Die Achse 2 ist mit herausgeführten
Wellenzapfen in Lagern 3, 4 innerhalb des Geräts, beispielsweise in Seitenwand parallelen
Platinen, gelagert. Der Üb ertragungs zylinder 1 hat an seinen Enden abgestützte
Außenringe 5, 6, zwischen denen der Zylinder mit der fotoleitenden Schicht versehen
ist (Fig. 5).
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An dem Übertragungszylinder 1 ist eine im ganzen mit 7 bezeichnete
Entwicklungsvorrichtung angeordnet. Diese Entwicklungsvorrichtung hat eine Magnetwalze
8. Diese Magnetwalze 8 besteht gemäß Fig. 3 aus einem Magnetkern 9 und einem Hüllrohr
10. Diese sind nach Fig. 5 konzentrisch ineinander
gelagert. Aus
Fig. 3 ist eine Welle 11 erkennbar, auf der der Magnetkern 9 sitzt, der in Umfangsrichtung
abwechselnd gepolt ist, wie es eingezeichnet ist. Beiderseits des Hüllrohrs, das
sich über den mittleren Abschnitt des tbertragungszylinders 1 erstreckt, sind Laufringe
12, 13 verdrehbar gelagert. Diese Laufringe liegen an den Außenringen 5, 6 des b'bertragungszylinders
an. Diese Lauiringe 12, 13 (Fig. 5) haben etwas größeren Durchmesser als das Hüllrohr
10, wie auch aus Sig. 2 hervorgeht, so daß bei der Anlage der Laufringe 12, 13 an
den Außenringen 5, 6 das Hüllrohr 10 einen genauen bemessenen Abstand zur fotoleitenden
Schicht des Übertragungszylinders aufweist.
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Die Entwicklungsvorrichtung 7 ist eine Einheit mit einem in sich geschlossenen
Gehäuse 14, in welchem sich ein Vorratsbehälter 15 für Toner befindet, und das auch
in einem rückwärtigen Teil einen Antriebsmotor 16 aufweist (Fig. 2).
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Die Motorwelle 17 treibt ein Antriebsrad 18 zum Antrieb des Nagnetkerns
9 und ein andererseits an den fotos 16 angeflanschtes Getriebe 19 treibt über eine
Welle 20 und ein Antriebsrad 21 ein Antriebsrad 22 für das hüllrohr an.
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Es ist erkennbar, daß die Entwicklungsvorrichtung innerhalb des Geräts
hinter einer um ein Gelen 23 verschwenkbaren Klappe 24 angeordnet ist. Die Entwicklungsvorrichtung
selbst ist zwischen Seitenwänden oder Platinen 25, 26 im Gerät abgestützt. Zwischen
den Platinen ist eine Stützachse 27 angeordnet. Auf dieser Stützachse sind in einen
Abstand entsprechend der Breite der Entwicklungsvorrichtung .7 Nadellager 28, 29
leicht drehbar vorgesehen. Auf diesen Nadellagern stützen sich bei in Bunktionsstellung
befindlichem Gerät Seitenteile 30, 31 mit ihren unteren
Rändern
32, 33 ab. Diese unteren Ränder können, wie aus den Fig. 1, 3 und 4 hervorgeht,
auch als Kufen bezeichnet werden.
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In der Funktionsstellung ist daher die Entwicklungsvorrichtung 7 verschwenkbar
auf den Nadellagern 28, 29 angeordnet. Der in Fig. 1 eingezeichnete Schwerpunkt
34 liegt dabei im Bereich zwischen der Stützachse 27 und der Magnetwalze 8, so daß
die Entwicklungsvorrichtung 7 bezüglich 1 nach vorn, d. h. entgegen dem Uhrzeigersinn
kippt, so daß die Laufringe 12, 13 an die Außenringe 5, 6 gelangen und sich an diesen
abstützen. Schon dadurch ist ein einwandfreier Luftspalt.zwischen Hüllrohr 10 und
Sbertragungszylinder 1 gewährleistet. Im Hinblick auf eine Mißausrichtung besitzt
die beschriebene Ausführungsform aber auch ein Schwenkwiderlager 35, welches, wie
aus Fig. 2 erkennbar ist, mittig zwischen den Nadellagern 28, 29 angeordnet ist.
Dieses Schwenkwiderlager 35 wird einerseits aus einer von der Magnetwalze 8 abgekehrten
Raststufe 36 und andererseits von einer Klinke 37 eines im ganzen mit 38 bezeichneten
Rasthebels gebildet. Dieser Rasthebel ist in der Mitte auf der Stützachse 27 frei
verdrehbar gelagert. Er hat an der von der Klinke 37 abgekehrten Seite einen längeren
Betätigungsarm 39, so daßsicli der Rasthebel 38 in unbelastetem Zustand im Uhrzeigersinn
verschwenkt. Zur Begrenzung der Verschwenkung ist am Rasthebel ein Anschlagarm 40
angeordnet, der mit einem Anschlag 41 in Eingriff kommt, der im Gerät angeordnet
ist.
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Die Raststufe 36 ist an einer Rippe ausgebildet, die an der der Magnetwalze
8 zugekehrten Seite eine schräge Lauffläche 42 hat. Dadurch ist es möglich, die
R.ntwicklungsvorrichtung
7, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, im
ganzen einzuschieben, wodurch der Rasthebel 38 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt
wird, bis sich die Klinke wieder in die Raststufe 36 heben kann.
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In dieser Funktionsstellung ruhen die Kufen bzw. unteren Ränder 32,
33 der Seitenteile 30, 31 auf den Wadellagern 28, 29, so daß auch bei einer ungenauen
Drehung des bertragungszylinders 1 mit sogenanntem "Schlag" durch eine Verschwenkung
um das Schwenkwiderlager 35 immer eine achfolgebewegung der Entwicklungsvorrichtung
stattfindet, wobei die Abstützung auf den Nadellagern gewährleistet ist.
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Um die Einführung zu erleichtern, sind innen an den Platinen Führungswinkel
43, 44 als Gleitbahnen angeordnet.
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An den Seitenteilen 30, 31 sind außen Gleitarme 45 - 48 angeordnet,
die bei der Einführung aufeinander gleiten.
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Die Ränder 32, 33 haben Anlaufschrägen 49, 50, durch deren Anlauf
an die Nadellager 28, 29 die Entwicklungsvorrichtung 7 so angehoben wird, daß die
Gleitarme 45 - 48 von den Führungswinkeln 43, 44 abgehoben werden, wie der bergang
von Fig. 4 zu Fig. 3 erkennbar macht, so daß die Entwicklungsvorrichtung 7 in der
Sinsatzstellung in vertikaler Richtung - abgesehen von der Anlage der ijagnetwalze
8 -an dem tbertragungszylinder 1 nur mit den unteren Rändern 32, 33 der Seitenteile
auf den Nadellagern abgestützt ist.
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Wenn die Entwicklungsvorrichtung nach Öffnung der Klappe 24 wieder
herausgezogen wird, kann der Betätigungsarm 39, der æugänglich wird, angehoben werden,
so daß die Klinke 37 von der Raststufe 36 frei kommt und die Entwicklungsvorrichtung
nach
hinten herausgezogen werden kann bzw. in eine Stellung gebracht werden kann, wie
sie beispielseise aus Fig. 4 hervorgeht. Nach Freigabe des Betatigungsarmes 39 legt
sich dann der Anschlagarm 40 an den Anschlag 41.
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Die Fig. 5 zeigt beiderseits der Magnetwalze auf besonderen Lagern,
insbesondere Wälzlagern, 50, 51 die Laufringe 12, 13, die in üblicher Weise axial
ausgerichtet sind. In Fig.
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5 rechts ist die Welle 52 des Nagnetkerns 9 herausgeführt und durch
Lager 53 in einer Lagerglocke 54 gelagert, die in der Seitenwand 55 der Entwicklungsvorrichtung
festgelegt ist. Am herausgeführten Ende ist ein Antriebsrad 56 für den Magnetkern
vorgesehen.
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An der anderen Seite ist die Welle 57 für das Hüllrohr herausgeführt
und durch Lager 58 in einer entsprechenden Lagerglocke 59 gelagert. Sie trägt am
äußeren Ende ein Antriebsrad 60 für das Hüllrohr.
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Die Welle 57 ist durch einen Wandteil 61 mit dem Hüllrohr verbunden.
Die Welle hat eine Sackbohrung 62, in der ein Wellenzapfen des Magnetkerns 9 läuft.
An der anderen Seite ist auf der eingeführten Welle 52 des Hagnetkerns eine Stirnwand
63 des Hüllrohrs drehbar gelagert.
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Fig. 4 zeigt den Antrieb zwischen dem Antriebsrad 18 am Motor 16 und
dem Antriebsrad 56 für den liiagnetkern. Die andere Antriebsverbindung geht aus
Fig. 5 hervor. Als Antriebsmittel sind Keilbänder eingesetzt.
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Zur Erläuterung wird bemerkt - obgleich das nicht zur Erfindung gehört
- daß sowohl das Hüllrohr 10 als auch der Magnetkern 9 in gleicher Richtung im Uhrzeigersinn
bezüglich Fig. 3, jedoch mit verschiedener Drehzahl, angetrieben werden, wobei der
Magnetkern eine etwa um den Faktor 100 höhere Drehgeschwindigkeit in bezug zum Hüllrohr
hat. Dadurch wandert bei 64 auf das Hüllrohr aufgebrachtes Magentpulver zum übertragungszylinder
1, und zwar durch ein als Lochblech ausgeführtes Abstreiferblech 65, das neben seiner
Anlagekante am Hüllrohr Schlitzöffnungen besitzt. Die Zuführung erfolgt über einen
Passerrakel 66> der in Richtung des Doppelpfeils 67 durch einen nicht dargestellten
Kurbeltrieb angetrieben wird und als Rahenbügel ausgeführt ist. Durch die Mittelöffnung
ragt eine mit Randabstand eingehängte Wand 68, damit lediglich von der Stirnkante
69 eine dosierte Menge des Toners aus dem Behälter 14 zugeführt wird. Überschüssiger
Toner wird durch eine zum Umlauf angetriebene Wischanordnung 70 mit zwei Wischblättern
71, 72 vom Abstreiferblech 65 zurückgeführt.
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Durch die beschriebene Abstützung der Entwicklungsvorrichtung 7 an
vier Punkten, von denen die an einem Rand angeordneten Abstützungen 28, 29 in gleicher
Höhe verbleiben und die anderen in einer höheren Ebene nachgeben können, und die
drehbare Lagerung bei 35 in Höhe der festen Abstützungen 28, 29, auf denen die Entwicklungsvorrichtung
7 in der horizontalen Ebene folgen kann, wird eine besonders günstige Anpassung
erreicht, weil der Tonervorrat horizohtal gehalten wird. Das bedeutet, daß eine
seitliche Verlagerung durch Anpassungsbewegungen mit dem Ergebnis einer Beeinflussung
der Entwicklung an den Seiten vermieden wird.
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Hinsichtlich des Beispiels der bevorzugten AusfUhrungsform, das beschrieben
ist, wird bemerkt, daß im Zusammenhang mit den beiden Freiheitsgraden auch möglich
ist, eine mittlere zum Übertragungszylinder hin klappbare, aber senkrecht zur Klappachse
verschwenkungsfreie, jedoch drehbare Aufhängung an der Oberseite der Entwicklungsvorrichtung
vorzusehen, wobei die Höhe der Aufhängung in bezug zum Ubertragungszylinder und
auf die Baugröße darauf beschränkt ist, daß bei den Folgebewegungen durch Anlage
an den Zylinder eine solche Anlage aufgrund der Schwerkraft aufrecht erhalten bleibt.