JP4451430B2 - 磁気記録媒体用基板の洗浄装置および洗浄方法 - Google Patents

Description

この発明は、磁気記録媒体用基板の洗浄装置およびそれを用いた洗浄方法に関するものである。

従来、ハードディスクドライブに用いられる磁気記録媒体用の基板として、アルミニウム基板やガラス基板が用いられている。このような基板は、表面に研磨加工などの様々な表面処理工程を経て製造されており、表面処理が行なわれた後に、基板の表面に付着した塵埃などを除去するため、洗浄装置が利用されている。

磁気記録媒体用基板の洗浄装置として、例えば、特許文献１に示すように、磁気ディスク基板などをワークとし、この表面に研磨加工などの表面処理を行った後に、該ワークの表面に付着している異物などを除去するため、複数の洗浄槽を用いてワークをコンベアにより搬送しながら、液体を用いて洗浄するものがある。

また、特許文献２に示すように、磁気記録媒体用基板などのワークを洗浄槽内で洗浄液を用いて洗浄する装置において、洗浄液を洗浄槽からオーバフローさせることにより洗浄液を排出するものがある。
特開２００１−９６２４５号公報 特開平６−３１２５３号公報

近年では、磁気記録媒体のさらなる高記録密度化が要望されており、基板の磁気記録面上のヘッド低浮上化に対応できるよう、高い平坦度が求められると共に、基板の表面に付着した塵埃等を除去するため、高度な洗浄技術が求められている。

しかしながら、上述のような磁気記録媒体用基板の洗浄装置は、洗浄槽内において、洗浄槽内に設けられたスクリューコンベアの回転機構部、特に、スクリューコンベアを回転させるため洗浄槽内外に設けられた回転機構部と、スクリューコンベアの主軸とを連結する歯車の箇所や、スクリューコンベアの主軸を直接、洗浄槽外に貫通させる場合は、その貫通部の槽壁に設置されたシール部分やベアリング部分で摩耗痕が発生してしまう。そのため、発生した塵埃が基板に再付着してしまうという問題がある。

また、洗浄槽には、磁気記録媒体用基板に付着した塵埃を効率良く分離させるため、超音波振動等を加える場合が多いが、洗浄槽内に設けられたスクリューコンベアが、洗浄槽外から加えられた超音波振動等を遮り、その結果、洗浄装置の洗浄特性を低下させてしまうという問題がある。

そこで、この発明は、従来の磁気記録媒体用基板の洗浄装置より浸漬槽内での発塵が少なく、塵埃が洗浄基板に再付着することがなく、磁気記録媒体用基板に付着した塵埃を効率よく除去できる、高度の洗浄性能の得られる磁気記録媒体用基板の洗浄装置および洗浄方法を提供するものである。

本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意努力検討した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、以下の手段を提供する。
（１） 浸漬槽内に複数の磁気記録媒体用基板を保持し、該磁気記録媒体用基板を前記浸漬槽内に収容された洗浄液を用いて湿式で洗浄する磁気記録媒体用基板の洗浄装置において、前記浸漬槽内に前記磁気記録媒体用基板を保持する複数のスクリューコンベアが設けられ、該スクリューコンベアの主軸の両端が前記浸漬槽外に設けられ、前記複数のスクリューコンベアを同期回転させる回転機構を介して支持され、これらスクリューコンベアの主軸が前記浸漬槽の槽壁に対して非接触で貫通されていることを特徴とする磁気記録媒体用基板の洗浄装置。
（２） 前記浸漬槽外に、該浸漬槽外から洗浄液に振動を加える振動機構を備えたことを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体用基板の洗浄装置。
（３） 前記スクリューコンベアは、前記浸漬槽外から加えられる振動を前記磁気記録媒体用基板に対して遮らない位置に設けられていることを特徴とする（１）または（２）に記載の磁気記録媒体用基板の洗浄装置。
（４） （１）〜（３）の何れか１項に記載の磁気記録媒体用基板の洗浄装置を用いた洗浄方法であって、前記磁気記録媒体用基板の洗浄時に、洗浄液を前記浸漬槽外から浸漬槽内に供給し、前記浸漬槽内の洗浄液は前記スクリューコンベア主軸の前記浸漬槽の槽壁における貫通位置から排出することを特徴とする磁気記録媒体用基板の洗浄方法。
（５） 前記浸漬槽内の洗浄液を、さらに、前記浸漬槽の上部から排出することを特徴とする請求項（４）に記載の磁気記録媒体用基板の洗浄方法。
（６） 前記浸漬槽内の洗浄液を、前記浸漬槽の底部から供給することを特徴とする（４）または（５）に記載の磁気記録媒体用基板の洗浄方法。

以上のように、本発明によれば、スクリューコンベアを同期回転させる回転機構が浸漬槽外に設けられ、スクリューコンベアの主軸が浸漬槽の槽壁に対して非接触で貫通されているため、スクリューコンベアの主軸の槽壁における貫通位置は隙間を有することとなる。したがって、スクリューコンベアの回転機構や、槽壁における接触箇所の摩耗痕の発生を防ぐことができる。また、仮にスクリューコンベアの主軸と槽壁とが接触して、その箇所から発塵しても、その塵埃は速やかに洗浄液と共にスクリューコンベアの主軸の貫通位置から浸漬槽外に排出されるため、洗浄中の磁気記録媒体用基板に再付着することはなく、洗浄性能を向上させることができる。
さらに、浸漬槽外から洗浄液に振動を加える振動機構が設けられたため、浸漬槽に保持された磁気記録媒体用基板に振動が加えられ、磁気記録媒体用基板表面に付着した塵埃が剥離され易くなる効果がある。
また、浸漬槽内のスクリューコンベアが、浸漬槽外から加えられる振動を磁気記録媒体用基板に対して遮らない位置に設けられているため、振動を効率良く、磁気記録媒体用基板に印加し、洗浄性能を向上させることができる。
また、浸漬槽内の洗浄液を、スクリューコンベアの主軸の浸漬槽壁における貫通位置から排出することに加えて、さらに、浸漬槽の上部から排出されるため、浸漬槽内での洗浄液面を一定に管理し易くなり、洗浄中に洗浄液面が低下することを防ぐことができる。
さらに、浸漬槽内の洗浄液が、浸漬槽の底部から供給されるため、浸漬槽の底部から供給された洗浄液が、スクリューコンベアの主軸の貫通位置、および、浸漬槽の上部から放出されることとなり、浸漬槽内で洗浄液が安定して循環させることができる。

次に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
洗浄装置は、コンピューター等の記録媒体として使用される磁気記録媒体用基板Ｗ（以下、ワークＷという。）の製造工程において、研削工程および研磨工程、スパッタリング工程、めっき工程等、種々の表面処理工程を経た後の洗浄工程として設けられたものであって、この洗浄装置によってワーク表面を洗浄後、乾燥工程においてワークＷを乾燥することで、所望のワークＷを得るものである。

図１に示すように、洗浄装置には、図示しないフレームに支持された浸漬槽１０が２列並設されている。なお、図１においては、後述する外槽４６は省略する。また、２列並設された浸漬槽１０は、同様の部材であるため、図２，３においては、その１列のみについて説明する。

浸漬槽１０は、上部開口部１３を有する箱型形状のものであり、ワークＷを洗浄するための洗浄液が収容されている。浸漬槽１０は、平面視矩形状の底面２６の搬入側に前壁２３（槽壁）、搬出側に後壁２４（槽壁）、長手方向に沿って側壁２５，２５（槽壁）を備えている。

浸漬槽１０の前壁２３、後壁２４、側壁２５，２５の上縁付近には、略三角形状の複数の排出口１５が設けられている。この排出口１５は、浸漬槽１０内に収容された洗浄液の液面を一定に制御するためのものである。浸漬槽１０の上部開口部１３の上縁には、浸漬槽１０の側壁２５，２５に沿って上部フレーム１７が取り付けられている。この上部フレーム１７の前壁２３側の端部には、ブラケット２０ａが設けられている。このブラケット２０ａは、上部フレーム１７の下面に取り付けられ浸漬槽１０の前壁２３と平行で下方に延びるＬ字状の部材である。

一方、上部フレーム１７の後壁２４側の端部にブラケット２０ｂが設けられている。このブラケット２０ｂは、ブラケット２０ａと同様に、上部フレーム１７の下面に取り付けられ浸漬槽１０の後壁２４と平行で下方に延びるＬ字状の部材である。これらブラケット２０ａ，２０ｂは、後述するスクリューコンベア５０の主軸５４ａ，５４ｂを支持するものであって、ブラケット２０ａ，２０ｂには軽量化のための孔５６が形成されている。

図２，３に示すように、浸漬槽１０には、浸漬槽１０の側壁２５の長手方向に沿って平行に、３本のスクリューコンベア５０ａ，５０ｂ，５０ｃが回転可能に配置されている。各スクリューコンベア５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、ワークＷを両側から支持するスクリューコンベア５０ａ，５０ｂと、スクリューコンベア５０ａの下方であって、ワークＷの下側部を支持するスクリューコンベア５０ｃとからなり、ワークＷを３箇所で保持するように配置されている。尚、スクリューコンベア５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、同一部材であるため、以下の説明では必要のない限りスクリューコンベア５０として説明する。

スクリューコンベア５０は、図示しない搬入機構から搬入されるワークＷを保持するためのスクリューコンベア本体５２と、このスクリューコンベア本体５２の両端にスクリューコンベア本体５２を支持する主軸５４ａ，５４ｂを備えている。

搬入側に設けられた一方の主軸５４ａは、一端にギア６９を備え、このギア６９は後述する第一ギア７０と第二ギア７１に噛合している。主軸５４ａは、ブラケット２０ａの内側に設けられた軸受５８に支持され、さらに軸受５８の内側には断面Ｈ形状のカラー６０が設けられている。ここで、カラー６０には両端にフランジｆが形成され、一方のフランジｆが排出口６２に対向するようになっている（図３参照）。

ところで、浸漬槽１０の前壁２３には、孔６１が形成されている。この孔６１は、主軸５４ａの外径よりも大きく形成されており、主軸５４ａの他端側は、前壁２３の孔６１に遊挿される。つまり、主軸５４ａと前壁２３は非接触状態で貫通されている。そのため、前壁２３の孔６１における主軸５４ａの貫通位置には環状の間隙が形成され、この間隙が、洗浄液を排出する排出口６２として構成されている。

図４に示すように、ブラケット２０ａの下部には、第一ギア７０が回転可能に設けられている。この第一ギア７０は、スクリューコンベア５０ｃのギア６９と噛合しており、図示しないモータの駆動を各ギア６９，７１に伝達するものである。第一ギア７０には、シャフト７３が設けられ、このシャフト７３はブラケット２０ａに挿通されている。シャフト７３は、ブラケット２０ａを挟んでブラケット２０ａの内側に設けられた軸受７５に支持されている。

ブラケット２０ａの中央部には、第二ギア７１が回転可能に設けられている。第二ギア７１には、シャフト７７が設けられ、このシャフト７７がブラケット２０ａに挿通されている。そして、シャフト７７は、ブラケット２０ａを挟んでブラケット２０ａの内側に設けられた図示しない軸受に支持されている。この第二ギア７１は、３本のスクリューコンベア５０のギア６９と各々噛合しており、第一ギア７０に取り付けられたモータの駆動により、３本のスクリューコンベア５０を同期回転させるものである。
また、各ギア６９，７０，７１等によりスクリューコンベア５０の回転機構部８０が構成されており、この回転機構部８０は、浸漬槽１０の外側に設けられることとなる。

図２，３に戻り、主軸５４ａの他端は、浸漬槽１０内でスクリューコンベア本体５２に接続されている。スクリューコンベア本体５２は、ボルト６４によって主軸５４ａを挟持するように固定されるとともに、止めネジ６５によって主軸５４ａに対して回り止め固定されている。スクリューコンベア本体５２は、らせん状の溝６７を備えている。

この溝６７は、ワークＷを支持するものであって、ワークＷは、各スクリューコンベア本体５２の溝６７に３箇所で支持された状態となって、スクリューコンベア本体５２が回転することにより搬出側へ搬送される。また、溝６７の両端は、ピッチが広くなっており、洗浄中のワークＷとの間に所定の間隔が設けられるとともに、ワークＷを垂直に支持できるワークＷの搬入位置Ｘと搬出位置Ｘ’として構成されている。

搬出側に設けられた他方の主軸５４ｂは、ブラケット２０ｂの外側に設けられた軸受５８に挿通され、この軸受５８により支持されている。さらにブラケット２０ｂの内側には断面Ｈ形状のカラー６０が設けられている。ここで、カラー６０には、前述と同様のフランジｆが設けられ、一方のフランジｆが排出口６２に対向するようになっている（図３参照）。

ところで、浸漬槽１０の後壁２４には、前述した前壁２３と同様の孔６１が形成されている。この孔６１は、主軸５４ｂの外径よりも大きく形成されており、主軸５４ｂの他端側は、後壁２４の孔６１に遊挿される。つまり、主軸５４ｂと後壁は非接触状態で貫通されている。そのため、後壁２４の孔６１における主軸５４ｂの貫通位置には環状の間隙が形成され、この間隙が、洗浄液を排出する排出口６２として構成されている。
主軸５４ｂの他端は、主軸５４ａと同様に、浸漬槽１０内でスクリューコンベア本体５２に接続されている。

浸漬槽１０の後壁２４側の上方であって、上部フレーム１７に隣接する位置には、浸漬槽１０内に洗浄液を供給する供給管３０が設けられている。この供給管３０は、一端は図示しない洗浄液タンクに接続され、他端はユニオンエルボ３２の一端に接続されている。そして、ユニオンエルボ３２の他端には、吐出管３４が接続されている。この吐出管３４は、後壁２４に沿って下方に延び、浸漬槽１０の底面２６に沿って屈曲して浸漬槽１０の長手方向に延びるＬ字状の部材である。吐出管３４は、洗浄液タンクから供給される洗浄液を浸漬槽１０内の底部から吐出するものであり、吐出管３４の周囲には放射状に吐出孔３６が形成されている。供給管３０及びユニオンエルボ３２、吐出管３４は、浸漬槽１０の両側壁２５，２５に沿うように２列設けられている（図４参照）。

浸漬槽１０の底面２６中央部には、振動機構３８が設けられている。この振動機構３８は、浸漬槽１０に収容された洗浄液に超音波振動を加えるものであり、上部にフランジ部３９が設けられている。振動機構３８は、このフランジ部３９を浸漬槽１０の底面２６の取付開口部に、シール材４０を挟んで複数のボルト４２によって固定されている。ところで、振動機構３８の上方には、ワークＷが位置するが、振動機構３８とワークＷとの間にはスクリューコンベア５０や、吐出管３４等の部材は存在せず、振動機構３８で発信された振動が洗浄液に伝わり、ワークＷに直接印加されるようになっている（図４参照）。

振動機構３８の後壁２４側の側方には、浸漬槽１０内に連通するドレイン管４４が設けられている。このドレイン管４４は、浸漬槽１０の下方に向けて浸漬槽１０の底面２６から、浸漬槽１０内の洗浄液を排出するものであり、排出された洗浄液を貯留する図示しないドレインタンクに接続されている。

また、浸漬槽１０の底部には、浸漬槽１０の底部からスクリューコンベア５０のカラー６０の一部（フランジｆ）を外側から覆うように、外槽４６が設けられている。この外槽４６は、浸漬槽１０の排出口１５から排出され前壁２３、後壁２４、側壁２５，２５に沿って下方に導かれる洗浄液と、排出口６２から排出されフランジｆによって下方に導かれる洗浄液を受け入れるものであって、浸漬槽１０の周囲は、排出された洗浄液を貯留する貯留部４８として構成されている。外槽４６は、前述した図示しないフレームに支持されており、浸漬槽１０の底面２６の下方に位置する面は、周囲に設けられた貯留部４８に向かって傾斜している。

浸漬槽１０の搬入側には、図示しない搬入機構が設けられている。この搬入機構は、表面処理工程を経た後のワークＷを後述するスクリューコンベア５０の搬入位置Ｘ（図２参照）に１枚ずつ載置するものである。また、浸漬槽１０の搬出側には、図示しない搬出機構が設けられている。この搬出機構は、搬出位置Ｘ’に搬送されたワークＷを１枚ずつ保持し、洗浄装置の後段の乾燥装置へ搬送するものである。

次に作用を説明する。
まず、洗浄液が収容された浸漬槽１０内に、ワークＷを搬送する。具体的には、表面処理されたワークＷを、搬入機構によってスクリューコンベア５０上の搬入位置Ｘに載置（図２参照）する。そして、浸漬槽１０内に搬入されたワークＷは、スクリューコンベア５０の回転機構部８０が同期回転することにより、スクリューコンベア本体５２上を搬出側へ搬送される。スクリューコンベア５０には、洗浄時間に応じて、通常、２０〜１００枚程度のワークＷが載置される。

搬送されるワークＷ表面には、浸漬槽１０の底面２６に設けられた振動機構３８から超音波振動が印加され、これによりワークＷに付着した塵埃が剥離される。剥離された塵埃は、浸漬槽１０内の洗浄液中に滞留する。

ここで、各スクリューコンベア５０の主軸５４ａ，５４ｂが浸漬槽１０の前壁２３および後壁２４に対して非接触状態で貫通され、ここに排出口６２が形成されているため、浸漬槽１０内の洗浄液中に滞留する塵埃は、この排出口６２から洗浄液とともに漏れ出るように排出される。そして、排出された洗浄液は、浸漬槽１０の底部を覆うように設けられた外槽４６の貯留部４８に貯留される。さらに、排出された洗浄液が、各スクリューコンベア５０の主軸５４ａ，５４ｂを伝っていこうとしても、主軸５４ａ，５４ｂに設けられたカラー６０のフランジｆにより塞き止められ、これに導かれて貯留部４８に滴下する。

洗浄液の液面上に滞留する塵埃は、浸漬槽１０の前壁２３、後壁２４、側壁２５，２５に設けられた排出口１５から排出される。さらに、これら排出口１５は、略三角形状に形成されているため、液面が高くなるにつれ排出される流量が多くなるようになっている。

排出された洗浄液の補充は、浸漬槽１０の底面２６に沿って配置された吐出管３４の吐出孔３６より供給される。吐出孔３６より放射状に吐出された洗浄液は、浸漬槽１０内を循環し、再び排出口１５と排出口６２より排出される。

そして、スクリューコンベア５０上を搬出側まで搬送されたワークＷは、搬出位置Ｘ’（図２参照）で図示しない搬出機構によって１枚ずつ取り出され、図示しない乾燥装置に搬送されて、乾燥処理される。

次に、実施例を挙げて、本発明の洗浄装置をより具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例の内容に限定されるものではない。
ここで、以下の条件において、本発明の洗浄装置を用いて２５０枚のワークの洗浄を行った。そして、洗浄後のワーク表面を、１００の微分干渉光学顕微鏡で観察を行った。洗浄条件は、以下の通りである。

ワーク：外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの円盤状のアルミニウム合金からなる２．５インチの磁気記録媒体用基板。
浸漬槽寸法：長さ約５００ｍｍ、奥行き約２００ｍｍ、高さ約２００ｍｍで上述のワークを約３０枚載置できる。
洗浄液：純水
超音波振動：２００ｋＨｚ、５００Ｗ
洗浄時間：１０分

以上の条件により試験を行った結果、ワーク表面に付着物等は、一切観察されず、高い洗浄性能が得られた。

したがって、上述の実施の形態によれば、スクリューコンベア５０を同期回転させる回転機構部８０が浸漬槽１０の外側に設けられるとともに、スクリューコンベア５０の主軸５４ａ，５４ｂが浸漬槽１０の前壁２３および後壁２４に対して非接触状態で貫通され、その貫通位置には排出口６２が設けられている構成とした。したがって、回転機構部８０や、主軸５４ａ，５４ｂと前壁２３および後壁２４における接触箇所の摩耗痕の発生を防ぐことができる。また、仮にスクリューコンベア５０の主軸５４ａ，５４ｂと前壁２３および後壁２４とが接触して、その箇所から塵埃が発生しても、その塵埃は速やかに洗浄液と共にスクリューコンベア５０の主軸５４ａ，５４ｂの排出口６２から浸漬槽１０の外側に排出されるため、洗浄中のワークＷに再付着することなく、洗浄性能を向上させることができる。

また、浸漬槽１０の外側には、洗浄液に振動を加える振動機構３８が設けられたため、浸漬槽１０に保持されたワークＷに振動が加えられ、ワークＷ表面に付着した塵埃が剥離され易くなる効果がある。
さらに、浸漬槽１０内のスクリューコンベア５０が、浸漬槽１０の底部から加えられる振動をワークＷに対して遮らない位置に設けられているため、振動を効率良くワークＷに印加し、洗浄性能を向上させることができる。

また、浸漬槽１０内の洗浄液を、スクリューコンベア５０の主軸５４ａ，５４ｂの浸漬槽１０の前壁２３および後壁２４における排出口６２から排出することに加えて、さらに、浸漬槽１０の上部に設けられた排出口１５から排出されるため、浸漬槽１０内での洗浄液面を一定に管理し易くなり、洗浄中に洗浄液面が低下することを防ぐことができる。

さらに、浸漬槽１０内の洗浄液が、浸漬槽１０の底面２６に沿って設けられた吐出管３４から供給されるため、浸漬槽１０の底部から供給された洗浄液が、浸漬槽１０の中央部付近に設けられたスクリューコンベア５０の主軸５４ａ，５４ｂの貫通位置に設けられた排出口６２および、浸漬槽１０の上部に設けられた排出口１５から排出されることとなり、浸漬槽１０内で洗浄液を安定して循環させることができる。

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、上述した実施形態では浸漬槽に１枚ずつ搬入し、１枚ずつ搬出させる場合について説明したが、複数枚ずつ搬入し、複数枚ずつ搬出させる構成としてもよい。

本発明の実施形態における洗浄装置の斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図２のＢ部拡大図である。 部分的に断面で示した図１のＣ矢視図である。

符号の説明

１０…浸漬槽 ２３…前壁（槽壁）２４…後壁（槽壁） ２５…側壁（槽壁）１５…排出口 ３８…振動機構 ５０…スクリューコンベア ５２…スクリューコンベア本体 ５４ａ，５４ｂ…主軸 ６２…排出口 ６７…溝 ６９…ギア（回転機構） ７０…第一ギア ７１…第二ギア

Claims (6)

1. 浸漬槽内に複数の磁気記録媒体用基板を保持し、該磁気記録媒体用基板を前記浸漬槽内に収容された洗浄液を用いて湿式で洗浄する磁気記録媒体用基板の洗浄装置において、
   前記浸漬槽内に前記磁気記録媒体用基板を保持する複数のスクリューコンベアが設けられ、該スクリューコンベアの主軸の両端が前記浸漬槽外に設けられ、前記複数のスクリューコンベアを同期回転させる回転機構を介して支持され、これらスクリューコンベアの主軸が前記浸漬槽の槽壁に対して非接触で貫通されていることを特徴とする磁気記録媒体用基板の洗浄装置。
2. 前記浸漬槽外に、該浸漬槽外から洗浄液に振動を加える振動機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体用基板の洗浄装置。
3. 前記スクリューコンベアは、前記浸漬槽外から加えられる振動を前記磁気記録媒体用基板に対して遮らない位置に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録媒体用基板の洗浄装置。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の磁気記録媒体用基板の洗浄装置を用いた洗浄方法であって、
   前記磁気記録媒体用基板の洗浄時に、洗浄液を前記浸漬槽外から浸漬槽内に供給し、前記浸漬槽内の洗浄液は前記スクリューコンベア主軸の前記浸漬槽の槽壁における貫通位置から排出することを特徴とする磁気記録媒体用基板の洗浄方法。
5. 前記浸漬槽内の洗浄液を、さらに、前記浸漬槽の上部から排出することを特徴とする請求項４に記載の磁気記録媒体用基板の洗浄方法。
6. 前記浸漬槽内の洗浄液を、前記浸漬槽の底部から供給することを特徴とする請求項４または５に記載の磁気記録媒体用基板の洗浄方法。

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