DE3688413T2 - Anordnung zur senkrechten magnetischen Aufzeichnung. - Google Patents
Anordnung zur senkrechten magnetischen Aufzeichnung.Info
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Description
- Obwohl die Magnetaufzeichnung von Informationen in großem Maße erfolgreich ist, wurde festgestellt, daß es im Stand der Technik eine Beschränkung hinsichtlich der Speicherdichte gibt. Im derzeitigen Stand der Technik ist das gängige Verfahren zur Magnetaufzeichnung die Longitudinalaufzeichnung. Magnetaufzeichnungssysteme erkennen heutzutage im allgemeinen gespeicherte Informationsbits durch Erkennen der Impulsspitze innerhalb bestimmter Zeitfenster. Leider verschieben - zeitlich gesehen - Systeme oftmals versehentlich Pulsmuster hinsichtlich des Timings der Fenster, und dabei ergeben sich selbstverständlich Fehler. Daraus folgt, daß, wenn die lineare Dichte erhöht wird, die Zeitfenster, in denen die Spitze erkannt werden muß, sich notwendigerweise verengen und die Systeme rauschempfindlicher werden und dabei Fehler entstehen.
- Bei Magnetaufzeichnungsverfahren wurde die vertikale Aufzeichnung gegenüber der Longitudinalaufzeichnung in Betracht gezogen, um die lineare Dichte der gespeicherten Informationen in großem Maße zu verbessern. Die vertikale Magnetaufzeichnung wurde vorgenommen, indem das Aufzeichnungsmedium zwischen zwei Spiegelbild-Aufzeichnungsköpfen hindurchgeführt wird. Der Magnetfluß aus einem ersten Aufzeichnungskopf fließt vertikal von einer ersten Schreibspitze durch das Magnetaufzeichnungsmedium zu einer zweiten Schreibspitze (der Schreibspitze eines zweiten Aufzeichnungskopfes). Die Form der Spitzen konzentrieren den Fluß und verursachen dadurch eine magnetische Polarisierung innerhalb des Aufzeichnungsmediums zur Speicherung von Informationen. Nachdem der Magnetfluß durch die zweite Spitze hindurchgeflossen ist, wird er stromaufwärts gerichtet zu einem Fluß-Rückflußweg des zweiten Aufzeichnungskopfes. Der Fluß-Rückflußkopf hat eine Fläche, die mehrere Male größer als die Schreibspitze ist, so daß der Fluß, der in den Fluß-Rückflußkopf hineinfließt, entlang diesem dispergiert und daher die Flußdichte niedrig ist. Der Fluß mit niedriger Dichte fließt stromaufwärts durch das Aufzeichnungsmedium hindurch zum Fluß-Rückflußweg des ersten Magnetaufzeichnungskopfes und entlang diesem zur Vervollständigung eines Magnetfluß-Kreislaufes. Da die Dichte des stromaufwärts durch das Aufzeichnungsmedium fließenden Flusses niedrig ist, entsteht nur eine sehr geringe Auswirkung durch ein Umdrehen oder Abschwächen von Mustern im stromaufwärts gelegenen Aufzeichnungsmedium.
- Beim vertikalen Aufzeichnungsverfahren nach dem Stand der Technik bestand die Voraussetzung darin, daß ein relativ großer Abstand zwischen der Schreibspitze und dem Fluß-Rückflußweg notwendig war, um ein Überspringen des Streuflusses zu verhindern. Anders ausgedrückt soll in solchen Verfahren die gesamte Stärke des Schreibflusses die gewünschte Aufzeichnung bewirken. In solchen Anordnungen jedoch, wie z. B. bei der in der US-Patentschrift 4,317,148 beschriebenen, verursacht der stromabwärtige Streufluß, der unbeachtet bleibt, ein Umdrehen oder Abschwächen der magnetischen Polarität der zuvor aufgezeichneten Informationen, und um dies auszugleichen, mußte die Speicherdichte verringert werden.
- Beim vorliegenden Gerät wird ein zweischichtiges Aufzeichnungsmedium verwendet, der Fluß-Rückflußabschnitt stromabwärts angeordnet und, indem insbesondere die Schreibspitze in der Nähe des fluß-Rückflußweges angeordnet wird, der Fluß-Rückflußweg als Magnetschild zum Abschneiden des stromabwärtigen Streuflusses verwendet und so ein Umdrehen oder Abschwächen der magnetischen Polarität an der Hinterflanke eines gespeicherten Informationsbits verhindert. Wie oben erwähnt wird eine weniger effiziente Struktur des Standes der Technik in der US-Patentschrift 4,317,148 beschrieben.
- Das vorliegende Gerät weist ein zweischichtiges Aufzeichnungsmedium auf. Die obere Schicht besteht aus einem Material mit rechtwinkliger, einachsiger Anisotropie, wie z. B. Kobaltchrom, während die untere Schicht aus einem Material mit niedriger magnetischer Reluktanz, wie Nickeleisen, besteht. Zusätzlich weist das vorliegende Gerät einen Schreibpolabschnitt eines einzigen Schreibkopfes auf (es weist keinen Spiegelbild-Schreibkopf auf), der eine partielle Schleifenkonfiguration weg von dem stromabwärts gelegenen Fluß-Rückflußabschnitt bildet, so daß entlang der Höhenabmessung des Schreibpolabschnittes keine Streuung auftritt. JP-A-59 045 601 scheint der nächstliegendste Stand der Technik zu sein und entspricht dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die partielle Schleifenkonfiguration ist jedoch so ausgebildet, daß die Schreibspitze X Micro-Inch von dem Fluß-Rückflußabschnitt entfernt angeordnet ist, wobei X im Bereich von G/2 bis 2G liegt und wobei G der Abstand von der Schreibspitzenfläche bis zum Anfang der Schicht mit niedriger Reluktanz ist. Der Spalt X ist ein schmaler Spalt und daher wird das meiste des stromabwärtigen Streuflusses vom Fluß-Rückflußabschnitt abgeschnitten, so daß der Fluß-Rückflußabschnitt als eine magnetische Abschirmung wirkt. Das Abschneiden des stromabwärtigen Streuflusses durch den Magnetschild verringert den unerwünschten Effekt des Umdrehens oder Abschwächens eines zuvor aufgezeichneten Informationsbits. Weiterhin weist das vorliegende Gerät Magnetschildeinrichtungen auf, die parallel zu den Spuren auf dem Aufzeichnungsmedium liegen, so daß Spuren, die benachbart zu der gerade beschriebenen Spur liegen, nicht unter einer magnetischen Polaritätsumkehr leiden oder einem Abschwächen der Dipolerkennung durch Flußstreuung in einer Seitenrichtung oder rechtwinklig zu der gerade beschriebenen Spur.
- Die Ziele und Kennzeichen der vorliegenden Erfindung werden durch ein Hinzuziehen der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen besser verstanden, wobei:
- Fig. 1 eine Seitenansicht des Schreibkopfes zeigt, wobei der in einer partiellen Schleife ausgebildete Schreibpolabschnitt und die Spulen in einer Schnittansicht dargestellt sind;
- Fig. 2 eine Ansicht des Schreibkopfes von der Ausgangsrichtung des Aufzeichnungsmediums zeigt; und
- Fig. 3 eine Untenansicht von Fig. 2 zeigt.
- Zu Fig. 1. In Fig. 1 wird ein Abschnitt des Magnetaufzeichnungsmediums 11 gezeigt, das aus einer oberen Schicht 13 und einer unteren Schicht 15 besteht. Die obere Schicht 13 ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel Kobaltchrom, wobei jedoch berücksichtigt werden sollte, daß jedes Material mit rechtwinkliger, einachsiger Anisotropie verwendet werden könnte. Die untere Schicht 15 ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel Nickeleisen, wobei jedoch berücksichtigt werden sollte, daß jedes Material mit einer niedrigen magnetischen Reluktanz verwendet werden könnte. Obwohl dies nicht in Fig. 1 gezeigt wird, sollte berücksichtigt werden, daß eine Einrichtung vorhanden ist, mit deren Hilfe das Magnetaufzeichnungsmedium in einer Stromaufwärtsrichtung bewegt werden kann, z. B. ein Plattenlaufwerk oder ähnliches. Wie Fig. 1 entnommen werden kann, wird der Schreibkopf 17 in enger Nähe hierzu, jedoch mit einem Luftraum dazwischen, gezeigt. Der Schreibkopf 17 weist einen Schreibpolabschnitt 19 und einen stromabwärts gelegenen Schild 21 auf. Der Schreibpolabschnitt 19 ist mit dem Schild 21 einstückig ausgebildet und erstreckt sich stromaufwärts in einer partiellen Schleife oder einem Rückflußjoch, wie Fig. 1 entnommen werden kann. Indem der Schreibpolabschnitt 19 in einer partiellen Schleife ausgebildet wird, wird eine Bucht oder ein offener Abschnitt 23 geschaffen. Indem der Schreibpolabschnitt durch die Bucht 23 vom Schildabschnitt 21 getrennt ist, fließt nur ein geringer magnetischer Streufluß vom Schreibpolabschnitt 19 durch die Bucht 23 zum Schild 21, d. h. entlang der Höhenerstreckung des Schreibkopfes.
- Wie leicht beim Betrachten von Fig. 1 festgestellt werden kann, wird in Fig. 1 eine Spule 25 mit vier Abschnitten gezeigt, deren Gestaltung besser der Fig. 2 entnommen werden kann. Obwohl dies nicht in Fig. 1 gezeigt wird, sollte berücksichtigt werden, daß die Spule 25 an eine elektrische Stromquelle angeschlossen ist, so daß, wenn die Spule 25 erregt wird, ein Magnetfluß im Schreibpolabschnitt 19 erzeugt wird. Weiterhin sollte berücksichtigt werden, daß, indem der Schreibpol abschnitt 19 in einer partiellen Schleife geformt ist, der Polspitzenabschnitt 27 sehr nah beim stromabwärts gelegenen Abschirmabschnitt 21 liegt. Demgemäß ist ein Spalt 30, der in der Zeichnung als Abschirmspalt bezeichnet wird, zwischen der Pol spitze 27 und dem unteren Abschnitt des stromabwärts gelegenen Abschirmabschnitts 21 angeordnet. Die Wahl der Weite (X) des Spaltes 30 ist von Bedeutung. Es wurde bestimmt, daß, wenn der Abstand zwischen der Unterseite der Fläche der Pol spitze 27 und dem Anfang der unteren Schicht 15 des Magnetaufzeichnungsmediums eine Größe G hat, die Weite (X) des Abschirmspaltes 30 nicht kleiner als G/2 sein sollte. Dieses Konzept ist in der Zeichnung ausgeführt, wobei in der Zeichnung die Weite des Abschirmspaltes als gleich G/2 dargestellt wird. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Abschirmspalt gleich G/2, da bei dieser Größe im wesentlichen der ganze Streufluß direkt in den stromabwärts gelegenen Schild 21 fließt, während jedoch immer noch ein ausreichender Fluß aus der Pol spitze 27 fließt, um in der Schicht 13 eine vertikale Magnetisierung zu bewirken. Um jedoch ein ausreichendes Schreibfeld zu erhalten, kann es erforderlich sein, den Spalt von G/2 bis sogar 2G zu vergrößern.
- Es sollte im Gedächtnis behalten werden, daß das Magnetaufzeichnungsmedium in Fig. 1 sich von links nach rechts bewegt, und daß das im Abschnitt 29 der Schicht 13 gespeicherte Datenbit gespeichert wurde, und daß der Benutzer das Datenbit auf dem Magnetaufzeichnungsmedium 11 gespeichert halten will. Demgemäß möchte das System vermeiden, daß ein Streufluß die Dipolerkennung der im Abschnitt 29 gespeicherten Daten stört oder abschwächt oder sogar umdreht. Wie zum Zwecke der Illustration dargestellt wurde (und ohne Anspruch auf wissenschaftliche Genauigkeit), fließt der Fluß von der Pol spitze 27 durch die harte Schicht 13 und durch die weiche Schicht 15 und ist so konzentriert oder ausreichend dicht, daß die Dipole der Schicht 13 ausgerichtet werden und dadurch eine vertikale Aufzeichnung von Informationen in Abschnitten entlang der Schicht 13, wie z. B. Abschnitten 29 und Abschnitten 31, bewirkt wird. In Fig. 1 sollte auch erkannt werden, daß der Streufluß 33 auf der linken Seite der Pol spitze 27 herausfließt. Ein solcher Streufluß kann die Dipolerkennung eines Abschnittes des unter den Schreibkopf eingeführten Magnetaufzeichnungsmediums stören, da jedoch dieser Abschnitt noch einmal beschrieben wird, ist es ohne Bedeutung, daß diese gestört wird. Der unerwünschte Streufluß ist der stromabwärtige Streufluß, und gemäß dem vorliegenden Gerät wird ein solcher Streufluß am Schreibende der Pol spitze vom Abschirmabschnitt 21 abgeschnitten.
- Damit der Magnetfluß aus der Pol spitze 27 fließt und das Schreibmuster entwickelt, wie in Abschnitt 35 gezeigt, muß, wie gezeigt wird, ein elektrischer Strom durch die elektrische Spule fließen. Anders ausgedrückt fließt in den beiden oberen Schenkeln 25a und 25b der Strom in die Figur hinein, während in den beiden Segmenten 25c und 25d der Strom aus der Figur hinausfließt. Auf diese Weise fließt der Fluß, wie gezeigt wird, vom oberen Ende der Figur durch den Schreibpolabschnitt und durch die Pol spitze 27. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, zeigen die Pfeile die relative Stärke der magnetisierten Felder an. Man kann erkennen, daß der Pfeil 37 etwas kurzer als die restlichen Pfeile im Abschnitt 29 ist, wodurch angezeigt wird, daß eine leichte Abschwächung dieser Dipolerkennung stattgefunden hat, da der Streufluß 39 das Segment 29 überlappt, bevor der Abschnitt 29 unter dem Streufluß 39 herausgeführt wird. Die Verringerung dieser ungünstigen Auswirkung (stromabwärtige Demagnetisierung) ist eines der hervorstechenden Kennzeichen der vorliegenden Erfindung. Als Vergleich dazu wird der Pfeil 42 verkürzt gezeigt, obwohl er zu dem in Fig. 1 gezeigten Zeitpunkt nicht unter der Pol spitze war, sondern aufgrund der Bedingungen, unter welchen er zu einem früheren Zeitpunkt aufgezeichnet wurde, verkleinert wurde.
- Wie weiterhin Fig. 1 entnommen werden kann, ist eine Seitenabschirmung 43 vorhanden, deren Aufgabe das Abschneiden des Streuflusses ist, der über benachbarte Spuren fließen würde, d. h. Spuren, die benachbart zu der Spur auf dem Magnetaufzeichnungsmedium liegen, das zu dem in Fig. 1 abgebildeten Zeitpunkt unter der Pol spitze hindurchgeführt wird. Die Anordnung und Nützlichkeit der Seitenabschirmung 43 kann besser durch Betrachten von Fig. 2 verstanden werden.
- In Fig. 2 sind die verschiedenen, in Fig. 1 beschriebenen Aufbauteile durch die gleichen Ziffern gekennzeichnet. Wie Fig. 2 entnommen werden kann, erzeugt die Pol spitze einen Streufluß in Richtung der Seitenspuren 45 und 47. Dieser Streufluß ist in Fig. 2 als Streufluß 49 und Streufluß 51 abgebildet. Der Streufluß 49 wird von der Seitenabschirmung 43 abgeschnitten, während der Streufluß 51 von der Seitenabschirmung 53 abgeschnitten wird. Demgemäß werden die Spuren 45 und 47, die benachbart zur Spur 55 liegen, d. h. der Spur, die im Augenblick in Übereinstimmung mit der in Fig. 2 abgebildeten Anordnung beschrieben wird, nicht ungünstig vom Streufluß beeinflußt. Der Spalt zwischen der Pol spitze 27 und der Seitenabschirmung 43 sowie der Spalt zwischen dem Pol 27 und der Seitenabschirmung 53 kann größer als der stromabwärts gelegene Abschirmspalt 30 sein, um den Verlust des Flusses durch die Abschirmungen zu verringern.
- Fig. 3 zeigt die Unterseite des in Fig. 2 gezeigten Gerätes. Die Bezugsziffern des Aufbaus in Fig. 3 sind die gleichen wie die Bezugsziffern in Fig. 1 und 2; weitere Ausführungen dazu scheinen unnötig. Die Anordnung des in Fig. 3 gezeigten Gerätes ermöglicht jedoch ein klares Verständnis des gesamten Gerätes, insbesondere dessen, wie die Seitenabschirmungen hinsichtlich der stromabwärts gelegenen Abschirmung und hinsichtlich der geflügelten Anordnungen des Schreibpolabschnittes 19 ausgeformt sind.
- Indem der Abschirmungsansatz des Schreibkopfes stromabwärts von der Schreibspitze angeordnet wird und indem der Spalt hierzwischen relativ klein gehalten wird, jedoch doch nicht so klein, daß der gesamte Fluß von der Abschirmung geschnitten wird, übt der vorliegende Aufbau einen geringeren vermindernden Effekt auf eine Dateninformation aus, die vorher auf das Magnetaufzeichnungsmedium geschreiben wurde. Indem der Schreibpolabschnitt zusätzlich als partielle Schleife ausgebaut ist, wird der Anteil an Streufluß, der die Trennung zwischen dem Schreibpolabschnitt und dem Fluß-Rückflußabschnitt überspringt, verringert, und der Buchtabschnitt der partiellen Schleifenkonfiguration bietet Platz für die magnetflußerzeugenden Spulen. Es ist wichtig zu erkennen, daß die Abmessung des Spalts im bevorzugten Ausführungsbeispiel in Beziehung steht zu dem Abstand zwischen der Unterseite der Pol spitze und der Oberseite der weichen Schicht oder der Schicht mit niedriger magnetischer Reluktanz. Wenn das Luftpolster, d. h. der Abstand zwischen der Pol spitze und der oberen Oberfläche zwischen der harten Schicht 13 verkleinert wird, kann der Spalt verkleinert werden, da infolge des verkleinerten Luftpolsters ein größerer Anreiz für den Fluß besteht, durch die Schicht 13 zu fließen. Wie leicht Fig. 1 entnommen werden kann, fließt ein Großteil des Flusses in vertikaler Richtung durch die Schicht 13 und führt so zu einer vertikalen Aufzeichnung der Daten in der Schicht 13. Weiterhin sollte aus der Beschreibung und bei Prüfung von Fig. 1 erkannt werden, daß die Fläche der stromabwärts gelegenen Abschirmung 21 um viele Male größer ist als die Fläche der Pol spitze. Die Pol spitze 27 könnte sogar eine noch kleinere Fläche als die in Fig. 1 gezeigte haben. Indem eine relativ große Fläche der stromabwärts gelegenen Abschirmung zur Verfügung gestellt wird, wird der Fluß entlang dieser Fläche verteilt und hat daher eine relativ geringe Dichte. Aufgrund der geringen Dichte des auf dem Rückflußweg in die stromabwärts gelegene Abschirmung 21 fließenden Flusses entsteht eine nur sehr geringe Auswirkung auf die Magnetisierungsbedingung der unter der Abschirmung gelegenen Schicht 13. Indem das Magnetisierungsmuster unter der Abschirmfläche nicht gestört wird, ist eines der wichtigsten Ziele des vorliegenden Systems erreicht.
Claims (4)
1. Anordnung zum Bewirken einer vertikalen Magnetaufzeichnung von
Informationen, die aufweist:
A) eine bewegbare, magnetisierbare Aufzeichnungseinrichtung (11), die
angeordnet ist, in einer Stromabwärtsrichtung bewegt zu werden und
erste und zweite Schichten hat, die im wesentlichen parallel zur
Richtung der Bewegung der magnetisierbaren Aufzeichnungseinrichtung liegen,
i) wobei die erste Schicht (13) ein magnetisierbares Material mit
rechtwinkliger, einachsiger Anisotropie aufweist, und
ii) wobei die zweite Schicht (15) ein fraterial mit niedriger
magnetischer Reluktanz aufweist;
B) eine Magnetaufzeichnungs-Kopfeinrichtung (17), die einen
Schreibpolabschnitt (19), eine Magnetflußerzeugungseinrichtung zum Erzeugen
eines Magnetflusses in dem Schreibpolabschnitt und einen stromabwärts
gelegenen Magnetschildabschnitt (21) enthält, der integral mit dem
Schreibpolabschnitt verbunden ist, so daß der Magnetfluß leicht
bidirektional durch den Schreibpolabschnitt und den stromabwärts gelegenen
Schildabschnitt fließen kann; wobei der stromabwärts gelegene
Magnetschildabschnitt eine relativ große Fläche hat, die in großer Nähe zu
der ersten Schicht liegt; wobei der Schreibpolabschnitt,
i) in eine Stromaufwärtsrichtung bezüglich des stromabwärts gelegenen
Magnetschildabschnitts verläuft und eine teilweise
Schleifenkonfiguration bildet, die eine Öffnung und ein Ende in einer Pol spitze (27) in
der Nähe der ersten Schicht definiert, so daß der Magnetfluß, der in
den Schreibpolabschnitt hineinfließt und alternativerweise aus dem
Schreibpolabschnitt herausfließt, von der ersten Schicht durch die
Pol spitze und alternativerweise von der Pol spitze in die erste Schicht
hinein verläuft,
ii) weiterhin so ausgebildet und angeordnet ist, daß ein schmaler Spalt
(30) zwischen der Pol spitze (27) und dem stromabwärts gelegenen
Magnetschildabschnitt (21) erzeugt wird, so daß, wenn die Polspitze einen
durch sie hindurchfließenden Magnetfluß hat, ein Streufluß in der
Stromabwärtsrichtung durch den schmalen Spalt (30) in die stromabwärts
gelegene Magnetschildfläche hineinfließt, im wesentlichen ohne daß er durch
die erste Schicht (13) hindurchfließt, und wobei der Rest des
Magnetflusses, der durch die Pol spitze (27) hindurchfließt, im
wesentlichen vertikal durch die erste Schicht in die zweite Schicht (15), im
wesentlichen parallel zu und durch die zweite Schicht und im
wesentlichen vertikal von der zweiten Schicht aus durch die erste Schicht in
die stromabwärts gelegene Magnetschildfläche fließt, wodurch eine
vertikale Magnetaufzeichnung von Informationen in der ersten Schicht bewirkt
wird, wobei der Spalt (30) dadurch gekennzeichnet ist, daß er eine
Weite zwischen dem Halbfachen und dem Zweifachen des Abstands zwischen
der Pol spitze und der zweiten Schicht der Aufzeichnungseinrichtung hat.
2. Anordnung zum Bewirken einer vertikalen Magnetaufzeichnung gemäß
Anspruch 1, worin die Magnetflußerzeugungseinrichtung eine elektrisch
erregbare Spule (25) aufweist, die teilweise durch die Öffnung in der
partiellen Schleifenkonfiguration des Schreibpolabschnitts hindurch
verläuft.
3. Anordnung zum Bewirken einer vertikalen Magnetaufzeichnung gemäß
Anspruch 1, worin die Schreibpolspitze eine Spur (55) auf der
Magnetaufzeichnungseinrichtung definiert und worin weiterhin eine
Magnetschild-Seiteneinrichtung (43, 53) vorgesehen ist, die so angeordnet
ist, daß sie in großer Nähe zu dem Schreibpolabschnitt entlang
zumindest einer benachbarten Spurposition liegt, um zumindest einen
Seitenspalt dazwischen zu bilden, damit die Schildeinrichtung den Magnetfluß
schneiden kann, der von der magnetischen Schreibpolspitze aus streut.
4. Anordnung zum Bewirken einer Magnetaufzeichnung gemäß Anspruch
4, worin die Magnetschild-Seiteneinrichtung erste und zweite
Magnetschild-Seiteneinrichtungen (43, 53) aufweist, von denen jede so
angeordnet ist, daß sie an gegenüberliegenden Seiten von und in großer
Nähe zu dem Schreibpolabschnitt (27) liegen, um jeweils erste und
zweite Spalte zwischen den ersten und zweiten
Magnetschild-Seiteneinrichtungen und dem Schreibpolabschnitt zu bilden, damit die ersten und
zweiten Schild-Seiteneinrichtungen den Magnetfluß schneiden können,
während er von der magnetischen Schreibpolspitze aus in Richtung der
Spuren streut, die benachbart zu der Spur sind, welche durch die
Verlängerung der Schreibpolspitze auf die Magnetaufzeichnungseinrichtung
definiert wird.
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