JP3836535B2 - 商品監視用マーカ、及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は商品監視とその製造方法に関し、特に一般にハーモニック型と称される商品監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小売店で窃盗を防止し、或いは思い止まらせるために電子による商品監視装置（ＥＡＳ）を用いることは広く知られている。代表的な装置では、店の出口に配置され磁界と相互作用するようになっているマーカが商品に固定される。もしマーカが磁界内、すなわち「監視区域」内に持ちこまれるとマーカの存在が検出され警報が発せられる。
【０００３】
磁気ＥＡＳ装置の一つの形式はハーモニック装置と称されている。なぜならその装置は選定した周波数をもった電磁界を磁気材料が通過するとその磁界を混乱し、その選定した周波数にハーモニック摺動を生じるからである。この検出装置は特定のハーモニック周波数を認識し、必要に応じて警報を発する。
【０００４】
ハーモニックＥＡＳ装置用のマーカの形態の基本的な問題は次の点にある。それはマーカが容易に検出可能な十分な振幅をもったハーモニック信号を発生するとともに、検出装置かマーカが発生した信号のみを検出し得るように同調でき、同時に硬貨、鍵、その他の品物が生じるハーモニック混乱を無視できるようになっていなければならない点にある。この問題を解消する一つのアプローチは、容易に検出可能な十分な振幅をもった高度なハーモニックを発生し得るマーカを開発する点にある。これらの問題点に沿った特に有用な技術はハンフリーの米国特許第4,660,025号に開示されている。それによれば本明細書ではその技術に触れることにする。ハンフリーの特許は、その能動要素として磁性材料によるワイアを採用しており、その磁性材料のワイアは「バークハウセン不連続性」として知られている大きい不連続性をもった磁気ヒステリシスのループをもっている。
【０００５】
開示されているそのハンフリー特許のマーカを図１に示す。指示番号１０で一般に示されるマーカは、基板１２と被覆層１３の間に挟まれた能動要素１１からなる。典型的には基板１２の下面に接着剤を塗り、それによってマーカ１０を商品（図示せず）に接着する。
【０００６】
能動要素（ワイア）１１は「再進入」（re-entrant）と称される形式のものである。すなわちその形式は図２に示すように磁気ヒステリシスのループを有し、鎖線１４で代表されるように、バークハウセン（Barkhausen）不連続性をもつ特徴を具えている。従って、ワイア１１が十分な振幅をもった周波数の交互の磁界にさらさらると、ワイア１１はその磁界の磁極を実質的に瞬間的にかつ反復的に転換する。これによって交互磁界の高ハーモニックを十分に検出可能な著しく鋭い信号のスパイクを発生する。
【０００７】
上述の形式の能動要素を採用したマーカは実際上成功裡に用いられてきており、同マーカは本出願人の譲受人によって商標名「アイルキーパ」（AISLEKEEPER）として供給されているハーモニックＥＡＳ装置に広範に使用されている。
【０００８】
この装置の今までの設計目的は再進入ワイヤの長さを短くすることによってのみ部分的に達成することができた。再近用いられている再進入ワイアによるマーカの長さは約６５mm、又は９０mmである。ハーモニックＥＡＳマーカを実質的に６５mmよりも短くして、比較的小形の商品に用いたり、商品の正札に貼付することが望まれている。再進入ワイアのバークハウセン不連続性の長さを減じる上での一つの制約条件は、非常に低い非磁化要因を得るために能動要素の長さ対断面積区域が高い比率をもった能動要素を用いなければならない点にある。６５mmの長さの絞り鋳造された（die-drawn）再進入要素は首尾よく使用されてきたが、薄いフィルム状に形成された短いワイアによる再進入要素の質量は非常に軽量で、従って信頼すべき検出を行うためにはあまりにも振幅の低い信号しか発生し得なかった。
【０００９】
より高い出力振幅を得るために２本又はそれ以上の薄くて一層短いワイアを平行に配列したマーカを形成することも考えられる。しかし、この種のワイアは交互に変化する磁界に反応して同時にそれらの極性を転換（スイッチ）できず、従って所望の振幅の信号を発生し得ないことが判明した。
【００１０】
【発明が解決しようとする問題点】
従って本発明の主要な目的は、目下使用されているマーカよりも短いハーモニックＥＡＳマーカを提供する点にある。更に本発明の目的は短くて薄い再進入要素をもったマーカを提供する点にある。
【００１１】
本発明によれば、商品監視装置に用いるために使用するマーカが提供される。このマーカは監視区域に交互に変化する磁界が生じ、磁界内に発生した予定の変化が検出されると警報が発せられる。マーカは磁気材料による複数個の本体を有し、その本体は外部磁界にさらされると大きいバークハウセン不連続性をもった磁気ヒステリシス・ループを有する。この磁界の本体の極性に対向する方向の磁力が予定したしきい値を超えると磁極が反復的に転換される。更に複数個の本体を接続する磁気的連結装置が設けられ、本体の磁極に対向する方向に予定したしきい値を超える磁力をもった外部磁界にマーカがさらされると、本体は実質的に同時に反復的にそれらの磁極を転換する。更に本発明によれば監視すべき商品に本体と連結装置を固定する装置が設けられる。
【００１２】
本発明の更に今一つの目的は、複数個の磁性本体は３本のワイアを有し、これらのワイアは実質的に平行に配列され、連結装置は第１と第２の透過性の高い金属による連結部材を含む。これらの連結部材はワイアの第１端部と第２端部でこれら３本のワイアを接続する。
【００１３】
本発明の更に今一つの特徴は、連結装置がワイアと同一方向を指向する磁気異方性をもっている点にある。
【００１４】
本発明のマーカは２５mmの長さのものであり、従来のハーモニックＥＡＳ装置に実際に用いられたマーカの検出能力よりも十分に大きい振幅をもつた信号を発生する。
【００１５】
【好ましい実施例】
図３を参照すると本発明によるマーカが一般に参照番号２０で示されている。マーカ２０は３本の再進入ワイア２１を有し、これらのワイアは相互に平行して配列されていて、磁荷拡大部材２２がワイア２１の端部を接続する。これによってワイア２１は磁気的に接続され、ワイアの端部での非磁化効果を減じる。図３に示していないが、ワイアの反対側の端部も今一つの磁荷拡大部材２３によって磁気的に接続される。図３と図４に示すように、マーカ２０の一端に存するワイア２１の各端は磁荷拡大部材の外縁２４と実質的に共平面をなし、同時にワイア２１の反対端は磁荷拡大部材２３の外縁２５と実質的に共平面をなす。マーカ２０の能動要素、すなわちワイア２１、磁荷拡大部材２２，２３は基板２６と被覆層２７の間で挟持される。基板と被覆層は図１に示した先行技術によるマーカ１０の通常の基板１２と被覆層に類似するものである。
【００１６】
本発明の好ましい実施例によれば、ワイアの寸法は直径約０．０５０mmで、長さは２０乃至３０mmである。例えばワイアの長さは約２５mmであることができる。ワイアは好ましくは非結晶質の、水を含まないＦｅ_77.5Ｓｉ_7.5Ｂ₁₅の組成物から形成される。この組成物は直径約０．１２７mmから約０．０５０mmを具えたものとして絞り鋳造（ダイ・ドロー）される。絞り鋳造することによって生じる残留応力の程度は、ワイアが堅い金属特性を具える程のものである。従って絞り鋳造後にワイアを焼き戻して全ての応力ではなく若干の応力を解放して、バークハウセン不連続性を有する所望の磁気特性をワイアに回復させなければならない。絞り鋳造されたワイアの焼き戻し工程は、好ましくはワイアに張力を加えながら３０分間に亘って４００℃の温度の下で行われる。例えば張力はワイアの一端から重り（好ましくは１．１８kg）を懸垂するようにして行われる。そうすることによって絞り鋳造が生じた応力の幾分かは焼き戻すことによって除去されるが、制御された量の応力は残存することになる。
【００１７】
場合によってはワイアの所望の特性は二段階工程によって実現することもできる。二段階工程ではワイアにまず応力を印加せずに焼き戻してワイアに柔軟な磁気特性を回復させ、続いて焼き戻し後にワイアに応力を印加して所望の再進入反応を得るようにする。
【００１８】
本発明によれば、絞り鋳造していない薄いワイアを使用することにも考慮が払われている。更にワイア２１は非結晶質材料の代わりにクリスタル状の再進入材料から形成してもよい。
【００１９】
磁荷拡大部材２２，２３は好ましくは高透過性（５，０００乃至１０，０００の範囲の）をもったリボン状の非結晶質材料、例えばメッドグラス（Metglas）を切断して形成される。非結晶質リボンを切断する前にリボンはその磁気配向を制御するために磁界の存在下で焼き戻される。リボンを飽和ＤＣ電界（１０から２０ Oe）をもった温度３００°乃至３５０°の下で約３０分加熱すると好ましい結果が得られることが判明した。電界−焼き戻しされたリボンを次に約２mm×２mm平方に切断して磁荷拡大部材を得た。ワイア２１は磁荷拡大部材２２，２３上に図４に示すように配置され、両磁荷拡大部材２２，２３の位置方向は矢印Ａで示すように、すなわちワイア２１の長さと同一方向に配列された。ワイアは磁荷拡大部材２２，２３に接着剤を用いて接着し、又は例えばワイアと磁荷拡大部材の頂面に接着テープを貼付して両者を接着してもよい。
【００２０】
以下に論じる図４、図５、図６は極めて概略的な図面であり、水平方向、垂直方向に一致した寸法に描かれていない。更に図４乃至図６は一般に垂直方向に圧縮した状態で図示されていることが分かる。更に図３では描写を簡潔にするために、ワイア２１の厚さ、相互間隔、及び磁荷拡大部材２２は大き目に描かれている。
【００２１】
図面では３本のワイア２１の全てが直線状であって相互に平行しており、ワイアの縦方向のずれは見られないが、ワイアがある程度湾曲し、平行状態から逸脱し、又は縦方向に変位したとしても、マーカの性能に著しい影響を与えるとは考えられない。しかし、ワイアの端部は磁荷拡大部材上でかなり狭い間隔を持って接続しなければならない。なぜなら磁極を所望どおりに同時にスイッチングさせるためには、３本のワイアの全てを磁荷拡大部材の単一磁界区域で接続しなければならないからである。
【００２２】
更に３本のワイアの全てがそれらの長さ、直径、組成の点で同一であることが望ましいものの、ワイアの長さ、直径、組成に若干の変化があったとしても、良好な作動を阻害するとは考えられない。
【００２３】
上述したワイアの好ましい組成物に代えて、最近再進入ワイアに用いられているものにハーモニックＥＡＳ装置に商業生産的に入手可能な材料がある。磁荷拡大部材はメットグラスでなくても、透過性の高い材料で形成することもできるが、その材料は図４に示すように予定した磁気方向をもっていなければならない。磁荷拡大部材の好ましい組成材料は（Ｃｏ_.94Ｆｅ_.06）₇₉Ｓｉ_2.1Ｂ_18.9である。
【００２４】
ワイア２１と磁荷拡大部材２２，２３の別の実施例を図５と図６に示す。図５から明らかなようにワイア２１の端部は磁荷拡大部材の外縁ではなく中心部に置かれている。一方図６ではワイア２１の端部は磁荷拡大部材の外縁２４，２５から外方に若干延長している。
【００２５】
本発明は図４乃至図６に示すように３本のワイアを使用することに限られず、２本、４本、又はそれ以上のワイアを使用することも考慮している。ワイアの数を制限する要因は磁荷拡大部材上の単一区域で全てのワイアを連結することが望ましいという点にある。
【００２６】
ワイア２１、磁荷拡大部材２２，２３、基板２６、及び被覆層２７を含むマーカ２０の組立て後は、基板２６の下面に接着層（図示せず）
を設けたり、その他の公知の方法でマーカ２０は商品に貼りつけられる。
【００２７】
もしマーカ２０が作動しないように望まれた場合には、例えばアーノクローム３のクロバック社製の半硬化（semi-hard）磁石のような従来形式の制御素子（図示せず）をマーカ２０に取付ければよい。こうしてマーカ２０を作動し得ないようにするためには、制御素子を磁化してバイアス磁界を得る。このバイアス磁界はワイア２１の応答を監視磁界に変更する。ワイア２１が非結晶材料で形成されている場合には、ワイア２１の応力を解放するか、或はワイア２１を結晶化（crystallize）することによってワイア２１を消勢することもできる。
【００２８】
マーカ２０とともに使用するハーモニックＥＡＳ装置のブロック図を図７に示す。一般に指示番号３０で示すこの装置は低周波発生器３１を有し、同発生器３１は磁界発生コイル３２を駆動するために約６０Hzの周波数をもつた信号を発生する。マーカ２０がコイル３２が発生した磁界内にあるときは、マーカ２０がもたらした摺動が磁界受信コイル３３によって受信される。磁界受信コイル３３からの出力信号は適当なカットオフ周波数を有するハイパスフィルタ３４を通過する。ハイパスフィルタ３４を通過する信号は周波数選択／検出回路６４に供給される。同回路６４は予定したパターンの周波数、振幅、又はパルス長さをもった信号を検出する。予定した信号パターンが検出されると、回路３５が出力信号を発生して警報３６を鳴らす。マーカ２０を除いて図７に示す全ての要素は前述の「アイルキーパー」ハーモニックＥＡＳ装置に現在用いられている諸要素に類似するものであってよい。
【００２９】
【発明の効果】
包括的に述べてみると、本発明によれば、従来実用的に用いられてきたハーモモックＥＡＳマーカよりも、ハーモニックマーカで２本、又はそれ以上の本数の再進入ワイアを平行して配列し、ワイアを磁荷拡大部材によって接続して、全てのワイアが監視磁界に反応して実質的に同時に極性スイッチングを受けるので、従来装置の場合よりも一層短いハーモニックＥＡＳマーカが得られる。従ってマーカが与える信号は、一層長い従来のマーカが与えた信号に比較して相当程度の振幅をもっている。こうして長さ約２５mmを具えた実用的なマーカを形成することができ、正札に貼ることができる一層短いマーカを必要に応じて多面的に使用することができる。
【００３０】
以上本発明の好ましい実施例を記載したが、本願請求の範囲の精神を逸脱することなく、本発明に種々の変更を施し得ることに触れておく。
【図面の簡単な説明】
【図１】先行技術によるハーモニックＥＡＳマーカの部分展開斜視図である。
【図２】図１の磁気特性を示すヒステリシス曲線を示す図である。
【図３】図１に類似する図面であるが、本発明のマーカを示す図である。
【図４】図３のマーカの概略平面図である。
【図５】本発明の他の実施例による概略平面図である。
【図６】本発明の他の実施例による概略平面図である。
【図７】本発明のマーカの監視磁界を発生し、検出する代表的な装置のブロック図である。
【符号の説明】
図面を通して同一部材や類似部品においては同一の参照番号を使用した。
２０ マーカ
２１ 再進入ワイア
２２ 磁荷拡大部材
２４ 磁荷拡大部材の外縁
２６ 基板
２７ 被覆層

Claims (34)

1. 監視区域内に交互に磁界が生じ、前記磁界に予定した磁気的摺動が検出されると警報が発せられるようになっている商品監視装置に用いるマーカにおいて、前記マーカは、
   磁性材料からなる複数個の本体であって、前記各本体は大きいバークハウセン不連続性を具えた磁気ヒステリシス・ループを有し、前記本体が外部の磁界にさらされ、前記各本体の磁極に対向する方向に関する前記磁界の磁力が予定したしきい値を超えた場合に、前記磁界が前記磁極の極性の方向を反復転換する磁界をもった本体、
   前記複数個の本体を磁気的に接続する連結装置であって、前記連結装置は、前記本体の磁極に対向する方向において前記予定のしきい値を超える磁力をもった前記磁界に前記マーカがさらされると、前記本体が実質的に同時に前記本体の各磁極の極性を反復転換するようにする連結装置、及び
   前記本体と前記連結装置を、監視すべき商品に貼付する固定装置を有することを特徴とする商品監視装置に用いるマーカ。
2. 請求項１記載のマーカにおいて、前記連結装置は磁性材料からなる前記本体の両端部に設けられる磁荷拡大部材を有することを特徴とするマーカ。
3. 請求項２記載のマーカにおいて、前記各本体は金属材料からなる長さをもっていて、該本体は相互に実質的に平行して配列されており、前記連結装置は前記本体に沿った第１位置と第２位置で前記各本体を接続する第１連結装置と第２連結装置を有することを特徴とするマーカ。
4. 請求項３記載のマーカにおいて、前記各本体は第１端部と第２端部とを有する任意の長さを具えた非結晶金属ワイアであることを特徴とするマーカ。
5. 請求項４記載のマーカにおいて、前記第１連結装置は前記本体をそれらの第１端部で磁気的に接続し、前記第２連結装置は前記本体をそれらの第２端部で磁気的に接続することを特徴とするマーカ。
6. 請求項４記載のマーカにおいて、前記複数個の本体は非結晶金属からなる３本の長さのワイアによって形成されることを特徴とするマーカ。
7. 請求項４記載のマーカにおいて、前記非結晶金属ワイアは絞り鋳造して形成されることを特徴とするマーカ。
8. 請求項４記載のマーカにおいて、前記本体は大きさ、形状、組成において実質的に同一であることを特徴とするマーカ。
9. 請求項４記載のマーカにおいて、前記各本体の長さは約20−30mmの範囲内にあり、直径は約0.050mmであることを特徴とするマーカ。
10. 請求項３記載のマーカにおいて、前記各連結装置は高透過性をもった非結晶金属から形成されることを特徴とするマーカ。
11. 請求項３記載のマーカにおいて、前記各連結装置は前記本体と同一方向に配向される磁気配向を有することを特徴とするマーカ。
12. 請求項３記載のマーカにおいて、前記各本体は組成物Ｆｅ_77.5Ｓｉ_7.5Ｂ₁₅からなることを特徴とするマーカ。
13. 請求項３記載のマーカにおいて、前記各本体は結晶金属から形成されることを特徴とするマーカ。
14. 商品監視装置にして、
    (1) 監視区域内に交互に磁界を発生する磁界発生装置、
    (2) 前記監視区域を通過すべき商品に付着されたマーカにして、前記マーカは大きいバークハウセン不連続性をもった磁気ヒステリシス・ループを各有する磁気材料からなる複数個の本体を具えているマーカにおいて、前記本体が外部磁界にさらされて前記各本体の磁極に対向する方向に関する前記磁界の磁力が予定したしきい値を超えると、前記磁極の極性を反復的に転換する本体と、前記複数個の本体を磁気的に接続する連結装置であって、前記連結装置は、前記本体の磁極に対向する方向において前記予定のしきい値を超える磁力をもった前記磁界に前記マーカがさらされると、前記本体が実質的に同時に前記本体の各磁極の極性を反復転換するようにする連結装置とを有するマーカ、及び
    (3) 前記マーカが前記監視区域内に存在することによって前記監視区域内の前記交互発生磁界内に磁気的摺動が発生すると該磁気的摺動を検出する検出装置を有することを特徴とする商品監視装置。
15. 請求項１４記載の商品監視装置において、前記各本体は一定の長さの金属材料からなり、前記本体は実質的に相互に平行して配列され、前記連結装置は前記本体に沿った第１位置と第２位置で前記本体を各々接続する第１連結装置と第２連結装置を有することを特徴とする商品監視装置。
16. 請求項１５記載の商品監視装置において、前記各本体は第１端部と第２端部を具えた一定の長さの非結晶金属からなるワイアで、前記第１連結装置は前記本体をそれらの第１端部で磁気的に接続し、前記第２連結装置は前記本体をそれらの第２端部で磁気的に接続することを特徴とする商品監視装置。
17. 請求項１６記載の商品監視装置において、前記複数個の本体は非結晶金属の一定の長さをもった３本のワイアからなることを特徴とする商品監視装置。
18. 請求項１５記載の商品監視装置において、前記各本体は長さをもった結晶金属から形成されることを特徴とする商品監視装置。
19. 請求項１５記載の商品監視装置において、前記各連結装置は前記本体と同一方向の異方性を有することを特徴とする商品監視装置。
20. 請求項１４記載の商品監視装置において、前記マーカの長さは約30mmを超えないことを特徴とする商品監視装置。
21. 監視区域内に交互に磁界が生じ、前記磁界に予定した磁気的摺動が検出されると警報が発せられるようになっている商品監視装置に使用するマーカの製造方法にして、
    大きいバークハウセン不連続性をもった磁気ヒステリシス・ループを各々が具えている磁気材料からなる複数個の本体にして、前記本体を外部磁界にさらされて前記各本体の磁極に対向する方向に関する前記磁界の磁力が予定したしきい値を超えると、前記極性の極性を反復的に転換する本体を形成する段階、
    少なくとも１個の磁荷拡大部材を設ける段階、及び
    前記複数個の本体を少なくとも前記１個の磁荷拡大部材上に取付ける取付け段階と、少なくとも前記１個の磁荷拡大部材が前記複数個の本体を磁気的に接続する段階を有することを特徴とするマーカの製造方法。
22. 請求項２１記載のマーカの製造方法において、前記各本体は所定の長さをもった金属材料で形成し、前記取付け段階は前記複数個の本体が実質的に相互に平行するように前記本体を前記少なくとも１個の磁荷拡大部材上に取付ける段階を有することを特徴とするマーカの製造方法。
23. 請求項２２記載のマーカの製造方法において、前記少なくとも１個の磁荷拡大部材は第１磁荷拡大部材と第２磁荷拡大部材を有し、前記取付け段階は、前記第１磁荷拡大部材と前記第２磁荷拡大部材を前記本体に沿った第１位置と第２位置に配置するようにして前記複数個の本体を前記第１磁荷拡大部材と前記第２磁荷拡大部材上に取付ける段階を有することを特徴とするマーカの製造方法。
24. 請求項２３記載のマーカの製造方法において、前記各本体は第１端部と第２端部を有する非結晶金属からなる一定の長さのワイアであり、前記取付け段階は、前記第１磁荷拡大部材が前記本体の第１端部に位置し、前記第２磁荷拡大部材が前記本体の第２端部に位置するように、前記本体を前記第１磁荷拡大部材と前記第２磁荷拡大部材上に取付ける段階を有することを特徴とするマーカの製造方法。
25. 請求項２４記載のマーカの製造方法において、前記複数個の本体を所定の長さの非結晶金属からなる３本のワイアで形成することを特徴とするマーカの製造方法。
26. 請求項２３記載のマーカの製造方法において、前記複数個の各本体は所定の長さの結晶金属からなる３本のワイアから形成されることを特徴とするマーカの製造方法。
27. 請求項２１記載のマーカの製造方法において、前記複数個の本体を形成する段階は非結晶金属を絞り鋳造工程を含み、該絞り鋳造されたワイアは残留応力を有し、次に前記絞り鋳造して得たワイアを焼き戻すことにより少なくとも前記残留応力の一部を解放する段階を有することを特徴とするマーカの製造方法。
28. 請求項２７記載のマーカの製造方法において、前記絞り鋳造されたワイアを４００℃の温度下で３０分間焼き戻すことを特徴とするマーカの製造方法。
29. 請求項２８記載のマーカの製造方法において、前記絞り鋳造して得たワイアを焼き戻した後に制御された残留応力量を前記ワイアに残存させるために、前記焼き戻し工程中に前記絞り鋳造ワイアに強力を印加する段階を有することを特徴とするマーカの製造方法。
30. 請求項２１記載のマーカの製造方法において、前記少なくとも１個の磁荷拡大部材を形成する段階は、飽和ＤＣ磁界の存在下で非結晶金属リボンを焼き戻し、これによって前記リボンの磁気異方性の方向を制御し、更に前記焼き戻されたリボンを切断して前記少なくとも１個の磁荷拡大部材を形成することをことを特徴とするマーカの製造方法。
31. 請求項３０記載のマーカの製造方法において、前記複数個の各本体は長さをもった金属材料であり、前記取付け段階は前記複数個の本体を前記少なくとも１個の磁荷拡大部材上に実質的に平行させて取付け、更に前記複数個の本体を前記少なくとも１個の磁荷拡大部材の磁気異方性の方向と同一位置方向に配置する段階を有することを特徴とするマーカの製造方法。
32. 請求項２１記載のマーカの製造方法において、前記少なくとも１個の磁荷拡大部材をメットグラス（Metglas）のリボンを切断して形成する段階を有することを特徴とするマーカの製造方法。
33. 請求項２１記載のマーカの製造方法において、前記複数個の本体を組成物Ｆｅ_77.5Ｓｉ_7.5Ｂ₁₅によって形成する段階を有することを特徴とするマーカの製造方法。
34. 請求項２１記載のマーカの製造方法において、前記複数個の本体に約30mmを超えない長さしか与えないことを特徴とするマーカの製造方法。

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