JP2006269017A - 磁気ヘッド - Google Patents

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Abstract

【課題】 動作中のスライダの追従特性を高めつつ、スタートまたはロードの際にスライダが記録媒体またはランプから確実に離反する磁気ヘッドを得ること。
【解決手段】 ロードビーム10に固定される固定部21と、該固定部21の両側端部から先端方向に延びた一対のアウトリガー22および一対のアウトリガー22の先端部を連結する連結部23と、該連結部23の中間部から上記一対のアウトリガー22間を上記固定部21方向に延びた板ばね部24の先端に連結支持された、ディスクD対向側の面にスライダが装着される舌片25とを備えたフレキシャ20において、上記連結部23および板ばね部24にこれらを分割する横スリット27aおよび縦スリット27bを形成して、上記舌片25を一対のL字形状を呈する板ばね部分24aおよび連結部分23bの弾性応力に抗して変位可能に支持した。
【選択図】 図4

Description

本発明は、ハードディスク装置などに装備される磁気ヘッドに関する。
このタイプの磁気ヘッドは、回転駆動されるハードディスク(記録媒体)上に延び揺動運動するロードビームに、スライダを固定した弾性変位可能な舌片を有するフレキシャを結合し、ロードビームに、フレキシャの舌片と接触してスライダの揺動支点を構成する揺動突起を設けている。舌片は、フレキシャの先端部からロードビームの軸方向に延びる板ばね部を介してフレキシャと連結されていて、この板ばね部の弾性変形によって、スライダがディスク記録面の凹凸に対して追従して変位するように構成されている(特許文献1、2、3、4)。
コンタクト・スタート・ストップ(CSS)方式の磁気ヘッドは、ハードディスクが停止しているときは、ロードビームの弾性力によりスライダの記録媒体対向面がディスク内周の表面に接触し、ディスクが始動すると、ディスクの移動方向に沿ってスライダとディスク表面の間に空気流が導かれ、スライダの記録媒体対向面とディスク表面との間を流れる空気流、粘性による浮上力を受けて、スライダがディスク表面から浮上する。揺動突起は、ディスク記録面の微細な凹凸にスライダ(フレキシャ舌片)を追従させて変位させるための揺動支点となり、スライダは舌片の板ばね部の弾性によって揺動(ピッチング、ローリングおよびヨーイング)する。
特開2002-150734号公報 特開2001-043647号公報 特開2002-170351号公報 特開平09-128920号公報
近年のハードディスク装置は、高記録密度化によりスライダの体積が小さく、記録媒体対向面(ABS面)の面積が小さく、スライダとディスク表面の間隔が10nm前後と狭くなり、動作中にスライダが追従変位する量が小さくなってきた。そのため、従来のフレキシャでは舌片の板ばね部の弾性応力(ばね定数)が大きすぎてスライダの追従特性が悪化してきた。しかし、舌片を支持する板ばね部のみを加工したのでは、例えば弾性応力が小さくなるように、板ばね部を長くすると磁気ヘッドが大型化してしまい、板ばね部を薄くもしくは幅狭にすると、ディスクをCSS方式のスタートまたはランプロード方式のロードの際にスライダをディスク表面またはランプから離反させるのに十分な弾性応力が得られないという問題があった。しかも、スライダのピッチング方向、ローリング方向およびヨーイング方向について同時に適切な弾性応力が得られない問題、さらに製造誤差等により弾性応力の個体差が大きくなるおそれが生じるなどの問題もあった。
本発明は、以上の従来技術に対する問題意識に鑑みてなされたものであって、動作中のスライダの追従特性を高めつつ、スタートまたはロードの際にスライダが記録媒体またはランプから確実に離反する磁気ヘッドを得ることを目的とする。
上記課題を解決する本発明は、記録媒体外の軸により揺動自在に軸支されて先端部が記録媒体上に延びるロードビームと、このロードビームの記録媒体側に位置する弾性変位可能な舌片を有し該ロードビームの先端部に結合される金属材料からなるフレキシャと、上記舌片の記録媒体側の面に固定されたスライダとを有し、上記舌片とロードビームの一方に突出形成された突出接触部に、他方に設けられた接触面が接触して該接触点を変位支点としてスライダが変位する磁気ヘッドにおいて、上記フレキシャは、上記ロードビームに固定される固定部と、該固定部の両側端部から先端方向に延びた一対のアウトリガーと、該一対のアウトリガーの先端部を連結する連結部と、該連結部の中間部から上記一対のアウトリガー間を上記固定部方向に延びた板ばね部と、該板ばね部の先端部に連結された舌片とを備え、上記舌片を複数の部分で弾性的に支持するように、上記舌片に繋がる部分を分割する少なくとも1本のスリットを形成したことに特徴を有する。
より実際的には、上記スリットは、少なくとも上記板ばね部、連結部および一対のアウトリガーのいずれか一つに形成する。
好ましい実施例ではスリットを、上記連結部に形成された1本の横スリットと、上記板ばね部および上記連結部に亘って上記ロードビームの軸方向に形成された、上記横スリットと繋がる1本の縦スリットにより構成する。
他の実施例ではスリットを、上記板ばね部から上記連結部に亘って上記ロードビームの長さ方向に所定間隔で平行に形成された一対の縦スリットと、上記連結部に形成された、上記一対の縦スリットの端部から各アウトリガーとの境界まで延びた一対の横スリットにより構成する。
さらに他の実施例ではスリットを、上記連結部に形成された、上記一対のアウトリガー部の略中央付近まで延びた1本の横スリットと、上記各アウトリガーに形成された、上記横スリットの両端部から上記固定部方向に延びた縦スリットにより構成する。
さらに別の実施例ではスリットを、上記板ばね部から連結部に亘って形成された、所定間隔で平行に上記ロードビームの長さ方向に延びる一対の縦スリットと、上記連結部に形成された、上記一対の縦スリットの端部からアウトリガーとの境界まで延びた一対の横スリットと、上記各アウトリガーに形成された、上記各横スリットの端部から上記固定部方向に延びた縦スリットにより構成する。
上記各縦スリットは、好ましくは上記板ばね部と舌片の境界または境界の延長線と接する位置まで形成する。
本発明の磁気ヘッドによれば、スライダが記録媒体の微細な凹凸に追従して変位するときは、舌片を弾性的に支持する部材がスリットにより分割されているので、板ばね部、連結部またはアウトリガーから弾性曲げ応力だけでなく弾性ねじり応力も受けて変位するので追従変位特性が向上し、CSS方式のスタートまたはランプロード方式のロードの際に追従変位を超えた変位を生じるようにロードビームが移動しようとするときは弾性曲げ応力および弾性ねじり応力が増大して、スライダを確実に記録媒体表面またはランプから離反させることができる。
本実施形態の磁気ヘッドは、図1ないし図3に示すように、ロードビーム10に対してスライダ30を支持するフレキシャ20を備えている。スライダ30は、ハードディスクなどの記録ディスク(記録媒体)D(図3)に対向するようにフレキシャ20の舌片25に固定される。このスライダ30はセラミック材料などにより形成されていて、トレーリング側端面Bに薄膜素子31が設けられている。薄膜素子31は、磁気抵抗効果を利用してディスクDからの洩れ磁界を検出し磁気信号を読み取るGMRヘッド(読み出しヘッド)と、コイルなどがパターン形成されたインダクティブヘッド(書き込みヘッド)とを有している。さらにトレーリング側端面Bには、薄膜素子31のGMRヘッドおよびインダクティブヘッドに接続された4個の電極32(32a乃至32d)が設けられている。
ロードビーム10は、図示しないが周知のように、回転駆動されるディスクD外に揺動軸を持ち、先端部分がディスクD上に延びている。このロードビーム10の先端部分にフレキシャ20が結合されている。ロードビーム10とフレキシャ20はともに、板ばね材料(金属材料、一般的にステンレス)により形成される。ロードビーム10には、その長さ方向の中間位置から先部にかけての両側部に、剛性を高める折り曲げ部11が形成されている。また折り曲げ部11に挟まれた平坦部12の先端部付近には、ディスクDと対向する側(図示下方向)に突出する突出接触部(半球状突起)13が形成されている。
フレキシャ20は、固定部21と、固定部21の先端側の両側部から平行に延びる一対のアウトリガー22と、アウトリガー22の先端部分を連結する連結部23と、連結部23の後縁部中央から固定部21、一対のアウトリガー22および連結部23の内縁部で規制された空間内に延びる板ばね部24と、該板ばね部24の先端部に連結された舌片25を備えている。つまり舌片25は、固定部21、一対のアウトリガー22および連結部23の内縁部との間に形成されたΩ字形状溝26によって切り離されていて、板ばね部24の弾性により揺動変位自在に形成されている。この舌片25のディスクD側の面に、スペーサ突起等を介してスライダ30が接着固定される。
フレキシャ20の固定部21には位置決め孔21aが形成されており、この位置決め孔21aと、ロードビーム10の平坦部12に形成された位置決め孔14とが位置合せされた後、固定部21がロードビーム10のディスクD側の面にスポット溶接などの溶接手段により固定される。その際舌片25は、板ばね部24および連結部23の弾性により、ロードビーム10側面の略中央に位置する揺動支点25aがロードビーム10に形成された突出接触部(半球状突起)13に当接する。これにより舌片25のディスクD側の面に接着固定されたスライダ30は、突出接触部13の頂点を支点として、板ばね部24および連結部23の弾性応力に抗して姿勢を自由に変えることができる。つまりスライダ30は、ディスクDの凹凸に対して忠実に追従変位(ピッチングおよびローリング)することができる。なおロードビーム10は、スライダ30をディスクDに接触させる方向の弾性力を有する。
さらに本実施形態のフレキシャ20には、連結部23および板ばね部24に、これらを分割するスリット27a、27bがT字形状に形成されている。図4に、このフレキシャ20の実施例1の拡大図を示した。連結部23には、ロードビーム10に接合された際にロードビーム10の回動中心を通る長さ方向線Oと直交する方向に延びる横スリット27aが形成され、板ばね部24には、横スリット27aと連通し、長さ方向線Oに沿って延びて板ばね部24を一対の板ばね部分24aに分割する縦スリット27bが形成されている。これらのスリット27a、27bにより舌片25は、一対のL字形状を呈する板ばね部分24aおよび連結部分23aの弾性によって変位可能に支持されている。この実施例1では、横スリット27aは、連結部23の一対のアウトリガー22側端部まで、または一対のアウトリガー22の内縁を延長した延長線と接する位置まで延びていて、縦スリット27bは、板ばね部24と舌片25との境界の延長線と接する位置まで延びている。
アウトリガー22、連結部23、板ばね部24および舌片25は通常、これらを規制するΩ形状溝スリット26のエッチング加工によって形成され、スリット27a、27bもエッチング加工によって形成される。
なお、フレキシャ20のロードビーム10側の面には、図示しないが周知の通り、薄膜等による導電パターンが形成されている。導電パターンは、フレキシャ20の先端領域では一対のアウトリガー22から連結部23、舌片25にかけて形成されている。また舌片25には、薄膜素子31から引き出された薄膜による電極32a乃至32dとボンディングされる電極が設けられる。
実施例1のフレキシャ20は、ロードビーム10に接合されると、主に横スリット27aで分割された、連結部23の板ばね部24側の連結部分23aの弾性ねじりおよび曲げ応力、ならびに板ばね部分24aの弾性曲げ応力により、舌片25の揺動支点25aが突出接触部(半球状突起)13に押圧され、舌片25がΩ字形状溝26からディスクD側に突出した状態に保持される(図3)。
図3は、スライダ30の浮上状態(ディスクDの回転状態)を示しており、スライダ30のリーディング側端面Aがトレーリング側端面BよりもディスクD上に高く持ち上がる傾斜した浮上姿勢となり、スライダ30(薄膜素子31)がディスクDから距離δだけ浮上する。この浮上姿勢にて、薄膜素子31のGMRヘッドによりディスクDから磁気信号が検出され、あるいはインダクティブヘッドによりディスクDに磁気信号が書き込まれる。この浮上状態において、スライダ30が突出接触部(半球状突起)13と接触する揺動支点25aを中心に揺動してディスクD記録面の凹凸に対して忠実に追従変位する。
このように浮上した動作中のスライダ30にトレーリング側端面BがディスクDから接離する方向の力、つまりピッチング力が作用すると、連結部分23aおよび板ばね部分24aからの弾性ねじり応力および曲げ応力の合成応力に抗してピッチングする。スライダ30にローリング力が作用すると、連結部分23aおよび板ばね部分24aから弾性曲げ応力およびねじり応力に抗してローリングする。実施例1によれば、これらの弾性曲げおよびねじり応力の合成応力によってスライダ30が姿勢制御されるので、従来のフレキシャよりもスリット27a、27bを形成した分曲げ剛性やねじり剛性を低減することができ、スライダ30はディスクDの微少な凹凸に対して忠実に追従変位する。さらに、スライダ30に追従時の変位よりも大きな変位を生じさせる力が作用すると、合成応力は急激に大きくなる。つまり、スライダ30をCSS方式でスタートまたはランプロード方式でロードさせるときには、スライダ30とロードビーム10との間に大きな弾性応力が生じるので、スライダ30はロードビーム10に追従して確実にスタート、ロードする。
図5には、スリットパターンの実施例2を示した。実施例2のフレキシャ20には、連結部23を板ばね部24近傍から相反する横方向に延びる一対の横スリット27cと、各横スリット27cの近接側端部から長さ方向線Oと平行に所定間隔で舌片25方向に板ばね部24を延びる縦スリット27dからなる、それぞれが略L字形状の一対のスリットが形成されている。各横スリット27cのアウトリガー22側の端部は、連結部23のアウトリガー22側端部まで、または一対のアウトリガー22の内側縁部を延長した延長線付近まで延びていて、各縦スリット27dの舌片25側の端部は、板ばね部24と舌片25との境界付近まで延びている。
舌片25は、これらの横スリット27cおよび縦スリット27dにより分割された、一対の縦スリット27dで挟まれた板ばね中央部分24bと、一対の縦スリット27dの外側の板ばね外側部分24cおよび各横スリット27cよりも舌片25側の連結部分23bにより弾性的に支持され、これらの弾性曲げおよびねじり応力によって揺動支点25aを支点としていずれの方向にも揺動可能に支持される。
実施例2によれば、動作中のスライダ30にピッチング方向の力が作用するとスライダ30は、主に板ばね中央部分24bから受ける弾性曲げ応力、連結部分23bおよび板ばね外側部分24cから受ける弾性ねじり、曲げ応力からなる合成応力に抗してピッチングする。スライダ30にローリング力が作用するとスライダ30は、主に板ばね中央部分24bから受ける弾性ねじり応力、連結部分23aおよび板ばね外側部分24cから受ける弾性曲げおよびねじり応力からなる合成応力に抗してピッチングする。このように実施例2によれば、これらの弾性曲げおよびねじり応力からなる合成応力によってスライダ30が姿勢制御されるので、スライダ30はディスクDの微少な凹凸に対して忠実に追従変位する。しかもスライダ30をCSS方式でスタートまたはランプロード方式でロードさせるときには、スライダ30とロードビーム10との間に大きな弾性応力が生じるので、スライダ30はロードビーム10に追従して確実にスタート、ロードする。
図6には、スリットパターンの実施例3を示した。実施例3のフレキシャ20には、連結部23を横方向に延びて連結部23のアウトリガー22側端部を貫通し、アウトリガー22の内部まで延びた1本の横スリット27eと、横スリット27eの両端部から各アウトリガー22を長さ方向線Oと平行に延びる、横スリット27eと繋がった縦スリット27fが形成されている。縦スリット27fの両端部は、アウトリガー22の略中央を板ばね部24と舌片25との境界の延長線と接する位置まで延びている。
舌片25は、これらの横、縦スリット27e、27fにより分割された、連結部分23cおよびアウトリガー部分22aと板ばね部24により支持され、これらの弾性曲げ、ねじり応力によって、揺動支点25aを支点としていずれの方向にも揺動可能に支持される。
実施例3によれば、動作中のスライダ30にピッチング方向の力が作用するとスライダ30は、主にアウトリガー部分22aから受ける弾性曲げ応力、連結部分23cから受ける弾性ねじり応力および板ばね部24から受ける弾性曲げ応力からなる合成応力に抗してローリングする。スライダ30にローリング力が作用すると、主にアウトリガー部分22aから受ける弾性ねじり応力、連結部分23cから受ける弾性曲げ応力および板ばね部24から受ける弾性ねじり応力からなる合成応力に抗してピッチングする。このように実施例3によれば、これらの弾性曲げ応力およびねじり応力を合成した合成応力によってスライダ30が姿勢制御されるので、従来のフレキシャよりもスリット27c、27dを形成した分曲げ剛性やねじり剛性を低減することができ、スライダ30がディスクDの微少な凹凸に対して忠実に追従変位する。しかも、スライダ30をCSS方式でスタートまたはランプロード方式でロードさせるときには、スライダ30とロードビーム10との間に大きな弾性応力が生じるので、スライダ30はロードビーム10に追従して確実にスタート、ロードする。
図7には、スリットパターンの実施例4を示した。実施例4のフレキシャ20には、連結部23の板ばね部24近傍から相反する横方向に延びる、連結部23のアウトリガー22側端部を貫通し、アウトリガー22の内部まで延びた一対の横スリット27gと、各横スリット27gの中央近傍端部から長さ方向線Oと平行に所定間隔で舌片25方向に板ばね部24を延びる縦スリット27hと、各横スリット27gの両端部からアウトリガー22の中央部を長さ方向線Oと略平行に延びる縦スリット27iからなる、それぞれが略U字形状の一対のスリットを備えている。各縦スリット27h、27iの舌片25側の端部は、板ばね部24と舌片25との境界の延長線と接する位置まで延びている。
舌片25は、これらの横スリット27gおよび縦スリット27h、27iにより分割された、一対の縦スリット27iで挟まれた板ばね中央部分24dと、Ω字形状溝26を規制する、板ばね外側部分24e、連結部分23dおよびアウトリガー部分22bにより弾性的に支持され、これらの弾性曲げおよびねじり応力によって揺動支点25aを支点としていずれの方向にも揺動可能に支持される。
実施例4によれば、動作中のスライダ30にピッチング方向の力が作用するとスライダ30は、板ばね中央部分24dから受ける弾性曲げ応力、および連結部分23bから受ける弾性曲げ応力および板ばね外側部分24e、連結部分23dおよびアウトリガー部分22bから受ける弾性曲げおよびねじり応力の合成である合成応力に抗してピッチングする。スライダ30にローリング力が作用するとスライダ30は、板ばね中央部分24dから受ける弾性ねじり応力および板ばね外側部分24e、連結部分23dおよびアウトリガー部分22bから受ける弾性曲げおよびねじり応力の合成である合成応力に抗してローリングする。このように実施例4によれば、これらの弾性曲げ応力およびねじり応力からなる合成応力によってスライダ30が姿勢制御されるので、従来のフレキシャよりもスリット27g、27h、27iを形成した分、曲げ剛性やねじり剛性を低減させることができ、スライダ30はディスクDの微少な凹凸に対して忠実に追従変位する。しかも、スライダ30をCSS方式でスタートまたはランプロード方式でロードさせるときに、スライダ30とロードビーム10との間に大きな弾性応力が生じるので、スライダ30はロードビーム10に追従して確実にスタート、ロードする。
以上の通り本発明の実施例1乃至4によれば、弾性曲げ応力およびねじり応力を合成した合成応力によってスライダ30の姿勢制御がされるので、従来のフレキシャよりもスリットを形成した分、曲げ剛性やねじり剛性を低減でき、揺動支点25aを支点としたあらゆる揺動方向に適度な弾性応力を付与する事が可能になり、追従特性を向上させることができる。さらに本発明の実施例によれば、フレキシャの素材、形状、厚さ等を変更することなく、スリットのパターン、形状を設定することにより舌片の揺動特性を簡単に変更、調整することができる。
以上の実施例1乃至4において、アウトリガー22、連結部23、板ばね部24および舌片25は通常、これらを規制するΩ字形状溝26のエッチング加工によって形成され、スリット27a乃至27iもエッチング加工によって形成される。
本発明は、縦、横スリットの幅、長さ、位置は図示実施例1乃至4に限定されず、図示実施例よりも幅広、幅狭でもよく、長さは必要な合成応力に応じて設定する。また、ディスクDの回転中にスライダ30に作用する力はディスクDの内周側と外周側とで異なる場合があるので、縦、横スリットの幅、長さ、位置は、ロードビームの長さ方向線Oに対して対称でなくてもよい。
なお本発明の磁気ヘッドは、コンタクト・スタート・ストップ(CSS)式、ランプロード(Ramp Load)式のいずれにも適用することができる。
本発明を適用する磁気ヘッドの実施形態の要部を分解して示す分解斜視図である。 同実施形態の平面図である。 同実施形態の側面図である。 同磁気ヘッドのフレキシャに形成したスリットの実施例1をロードビーム側から示す平面図である。 同磁気ヘッドのフレキシャに形成したスリットの実施例2をロードビーム側から示す平面図である。 同磁気ヘッドのフレキシャに形成したスリットの実施例3をロードビーム側から示す平面図である。 同磁気ヘッドのフレキシャに形成したスリットの実施例4をロードビーム側から示す平面図である。
符号の説明
10 ロードビーム
13 突出接触部(半球状突起)
20 フレキシャ
21 固定部
21a 位置決め孔
22 アウトリガー
22a、22b アウトリガー部分
23 連結部
23a、23b、23c 連結部分
24 板ばね部
24a 板ばね部分
24b 板ばね中央部分
24c 板ばね外側部分
24d 板ばね中央部分
24e 板ばね外側部分
25 舌片
25a 揺動支点
26 Ω字形状溝
27a 横スリット
27b 縦スリット
27c 横スリット
27d 縦スリット
27e 横スリット
27f 縦スリット
27g 横スリット
27h 縦スリット
27i 縦スリット
30 スライダ

Claims (7)

  1. 記録媒体外の軸により揺動自在に軸支されて先端部が記録媒体上に延びるロードビームと、このロードビームの記録媒体側に位置する弾性変位可能な舌片を有し該ロードビームの先端部に結合される金属材料からなるフレキシャと、上記舌片の記録媒体側の面に固定されたスライダとを有し、上記舌片とロードビームの一方に突出形成された突出接触部に、他方に設けられた接触面が接触して該接触点を変位支点としてスライダが変位する磁気ヘッドにおいて、
    上記フレキシャは、上記ロードビームに固定される固定部と、
    該固定部の両側端部から先端方向に延びた一対のアウトリガーと、
    該一対のアウトリガーの先端部を連結する連結部と、
    該連結部の中間部から上記一対のアウトリガー間を上記固定部方向に延びた板ばね部と、
    該板ばね部の先端部に連結された舌片とを備え、
    上記舌片を複数の部分で弾性的に支持するように、上記舌片に繋がる部分を分割する少なくとも1本のスリットを形成したこと、を特徴とする磁気ヘッド。
  2. 請求項1記載の磁気ヘッドにおいて、上記スリットは、少なくとも上記板ばね部、連結部および一対のアウトリガーのいずれか一つに形成されている磁気ヘッド。
  3. 請求項1または2記載の磁気ヘッドにおいて、上記スリットは、上記連結部に形成された1本の横スリットと、上記板ばね部および上記連結部に亘って上記ロードビームの軸方向に形成された、上記横スリットと繋がる1本の縦スリットからなる磁気ヘッド。
  4. 請求項1または2記載の磁気ヘッドにおいて、上記スリットは、上記板ばね部から上記連結部に亘って上記ロードビームの長さ方向に所定間隔で平行に形成された一対の縦スリットと、上記連結部に形成された、上記一対の縦スリットの端部から各アウトリガーとの境界まで延びた一対の横スリットからなる磁気ヘッド。
  5. 請求項1または2記載の磁気ヘッドにおいて、上記スリットは、上記連結部に形成された、上記一対のアウトリガーの略中央付近まで延びた1本の横スリットと、上記各アウトリガーに形成された、上記横スリットの両端部から上記固定部方向に延びた縦スリットとからなる磁気ヘッド。
  6. 請求項1または2記載の磁気ヘッドにおいて、上記スリットは、上記板ばね部から連結部に亘って形成された、所定間隔で平行に上記ロードビームの長さ方向に延びる一対の縦スリットと、上記連結部に形成された、上記一対の縦スリットの端部からアウトリガーとの境界まで延びた一対の横スリットと、上記各アウトリガーに形成された、上記各横スリットの端部から上記固定部方向に延びた縦スリットからなる磁気ヘッド。
  7. 請求項3乃至6のいずれか一項記載の磁気ヘッドにおいて、上記各縦スリットは、上記板ばね部と舌片の境界または境界の延長線と接する位置まで形成されている磁気ヘッド。

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