CN113767339A - 成像装置的冷却和空气净化结构 - Google Patents
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Abstract
一种示例成像装置，包括：用于在打印介质上形成调色剂图像的成像单元；用于将所述调色剂图像固定到所述打印介质的定影单元；管道，包括位于所述定影单元的出口附近的空气入口和朝向所述打印介质排放所通过的排出口定位的空气排出口；以及提供在所述管道中以将空气排放到所述空气排出口的鼓风机。
Description
背景技术
使用调色剂的电子照相成像装置，诸如打印机、多功能打印机、复印机、扫描仪或传真机，将调色剂供应至形成在光电导体上的静电潜像以在光电导体上形成可见的调色剂图像，将可见的调色剂图像直接地或者通过中间转印介质转印到打印介质，并将转印的调色剂图像固定到打印介质。
热和压力在定影过程中被施加到其上被转印有调色剂的打印介质。成像装置的内部温度由于在定影过程中产生的热量而增高。成像装置的内部温度的增高可产生凝聚或者细粉尘(例如纳米粉尘、超细颗粒(UFP)等等)。
附图说明
图1是根据一示例的例示电子照相成像装置的视图；
图2是根据一示例的例示由鼓风机引起的气流方向的透视图；
图3是根据一示例的冷却和净化结构的分解透视图；
图4是根据一示例的例示对应于气流方向的空气净化效果的曲线图；
图5是根据一示例的例示电离器的构造的视图，其中电离器的开口表面和来自定影单元的气流方向彼此垂直；
图6是根据一示例的例示电离器的构造的视图，其中电离器的开口表面和来自定影单元的气流方向形成一锐角；
图7是根据一示例的例示电离器的构造的视图，其中电离器的开口表面和来自定影单元的气流方向形成一钝角；
图8是根据一示例的例示图5、图6和图7中每一个的电离器的构造和空气净化效果之间关系的曲线图；
图9是根据一示例的反电极的透视图；
图10是根据一示例的例示对应于一类反电极的空气净化效率的曲线图；
图11是根据一示例的反电极的透视图；
图12是根据一示例的反电极的透视图；以及
图13是根据一示例的反电极的透视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述各种示例。以下描述的示例可以在被修改成几种不同的形式下实现。
图1是根据一示例的例示电子照相成像装置的视图。
参考图1，成像装置可包括在打印介质P上形成调色剂图像的成像单元1和将调色剂图像固定到打印介质P上的定影单元2。
成像单元1可通过使用电子照相方法在打印介质P上形成彩色调色剂图像。成像单元1可包括多个显影单元10、曝光单元50和转印单元。显影剂可容纳在多个显影单元10的每一个中，并且可从多个显影盒20分别被施加到对应于多个显影盒20的多个显影单元10。多个显影单元10可包括用于形成青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)和黑色(B)调色剂图像的多个显影单元10C、10M、10Y和10K。除非另外说明，具有字母C、M、Y和K的参考数字分别指代用于显影C、M、Y和K显影剂的元件。
显影单元10的每一个可包括其表面上形成有静电潜像的感光鼓14，以及将显影剂施加到静电潜像并将静电潜像显影为可见的调色剂图像的显影辊13。具有静电潜像形成在其表面上的光电导体的感光鼓14可包括导电金属管和形成在导电金属管的外圆周表面上的感光层。充电辊15是用于将感光鼓14充电为具有均匀表面电势的充电器。可以使用充电刷或者电晕充电器代替充电辊15。显影单元10可进一步包括用于去除附着到充电辊15上例如粉尘或者显影剂的异物的充电辊清洁器(未示出)，用于在中间转印过程后去除保留在感光鼓14表面上的显影剂的清洁构件17，以及用于调节施加到感光鼓14和显影辊13彼此面对的显影区域中的显影剂的量的调节构件(未示出)。清洁构件17可以是接触感光鼓14的表面并去除显影剂的清洁刀片。尽管在图1中未示出，清洁构件17可以是在旋转时接触感光鼓14的表面并去除显影剂的清洁刷。
显影辊13可与感光鼓14间隔开并且可以旋转。显影辊13可为磁性辊。显影辊13可包括显影套筒和固定地(即非可旋转地)位于显影套筒中的磁体。调色剂可与显影单元10中的磁性载体混合并且可附着到磁性载体的表面。磁性载体可附着到显影辊13的表面，并且可被传送到感光鼓14和显影辊13彼此面对的显影区域中。调节构件(未示出)调节传送到显影区域的显影剂的量。由于施加在显影辊13和感光鼓14之间的显影偏压，只有调色剂被施加到感光鼓14，并且将形成在感光鼓14表面上的静电潜像显影为可见的调色剂图像。
曝光单元50通过将对应于图像信息调制的光线发射到感光鼓14上而将静电潜像形成在感光鼓14上。
转印单元将形成在感光鼓14上的调色剂图像转印到打印介质P。在一示例中，使用了采用中间转印方法的转印单元。例如，转印单元可包括中间转印带60、多个中间转印辊61和转印辊70。
中间转印带60暂时容纳显影在多个显影单元10C、10M、10Y和10K的感光鼓14上的调色剂图像。多个中间转印辊61定位成面向多个显影单元10C、10M、10Y和10K的感光鼓14，中间转印辊61位于多个显影单元10C、10M、10Y和10K的感光鼓14之间。用于将显影在感光鼓14上的调色剂图像转印到中间转印带60的中间转印偏压施加到多个中间转印辊61。可以使用电晕转印单元或者采用针式焦管法(pin-scorotron method)的转印单元来代替中间转印辊61。
转印辊70面对中间转印带60。用于将转印到中间转印带60的调色剂图像转印到打印介质P的转印偏压被施加到转印辊70。
在一示例中，曝光单元50通过将调制成对应于彩色图像信息的光线扫描到多个显影单元10C、10M、10Y和10K的感光鼓14而将静电潜像形成在感光鼓14上。由于C、M、Y和K显影剂分别从多个显影盒20C、20M、20Y和20K供应到多个显影单元10C、10M、10Y和10K中，多个显影单元10C、10M、10Y和10K的感光鼓14的静电潜像被显影为可见的调色剂图像。显影的调色剂图像被顺序转印到中间转印带60。堆叠在馈送器90上的打印介质P沿着馈送路径91馈送到转印辊70和中间转印带60之间的辊隙中。由于施加到转印辊70的转印偏压，转印到中间转印带60的调色剂图像被转印到打印介质P上。由于以上的过程，成像单元1在打印介质P上形成可见的调色剂图像。
穿过成像单元1的打印介质P被馈送到定影单元2。定影单元2将热和压力施加到转印到打印介质P的调色剂图像并将调色剂图像固定到打印介质P。定影单元2可具有各种结构的任意一种。例如，如图1中示出的，定影单元2可包括定影辊201、与定影辊201接合并形成定影辊隙的挤压辊202，以及加热定影辊201的加热器203。定影单元2的结构不限于图1的结构。例如，定影带(未示出)可代替定影辊201使用。当打印介质P穿过定影单元2时，调色剂图像由于热和压力而固定到打印介质P。
穿过定影单元2的打印介质P可排出到托盘3，并且可通过双面打印路径5再次供应到成像单元1。双面打印路径5是将完成单面打印的打印介质P翻转并且供应到成像单元1的路径。托盘3可位于成像单元1上方。
成像装置可包括排出口，打印介质P可通过该排出口排出。排出口可包括第一介质排出口6-1和第二介质排出口6-2。第一介质排出口6-1和第二介质排出口6-2可朝向托盘3打开，并且在竖直方向上彼此间隔开。在例示的示例中，第二介质排出口6-2位于第一介质排出口6-1上方。
穿过定影单元2的打印介质P可通过第一介质排出口6-1排出到托盘3。第一馈送路径4-1将穿过定影单元2的打印介质P引导到第一介质排出口6-1。馈送打印介质P的第一排出辊7-1可被提供在第一介质排出口6-1处。
对于双面打印，穿过定影单元2的打印介质P可暂时通过第二介质排出口6-2排出到托盘3，并且可被供应到双面打印路径5。第二馈送路径4-2从第一馈送路径4-1分支，以将穿过定影单元2的打印介质P引导到位于第一介质排出口6-1上方的第二介质排出口6-2。第二馈送路径4-2连接到双面打印路径5。馈送打印介质P的第二排出辊7-2可提供在第二介质排出口6-2处。完成单面打印的打印介质P暂时地通过第二介质排出口6-2向托盘3排出。第二排出辊7-2在打印介质P的一端穿过第二排出辊7-2之前反向旋转。打印介质P馈送到双面打印路径5。在此过程中，具有完成单面打印的第一表面的打印介质P可翻转，使得与第一表面相反的第二表面面向中间转印带60并可供应到成像单元1。
引导构件8位于定影单元2的出口处，并且将打印介质P选择性地引导到第一馈送路径4-1或者第二馈送路径4-2。引导构件8可具有将打印介质P引导到第一馈送路径4-1的第一位置(由图1中的实线表示)和将打印介质P引导到第二馈送路径4-2的第二位置(由图1中的虚线表示)。例如，引导构件8可在第一位置和第二位置之间绕铰链8a枢转。例如，螺线管(未示出)可用作将引导构件8在第一位置和第二位置之间切换的致动器。控制器(未示出)可控制螺线管将引导构件8定位在用于单面打印的第一位置并且可控制螺线管将引导构件8定位在用于双面打印的第二位置。
调色剂图像所转印的打印介质P在定影过程中被加热和加压。在此情况下，成像装置的内部温度增高，并且应当避免成像装置的内部温度的过度增高。同样地，打印介质P中的水分可能蒸发，且蒸汽可能在定影过程中产生。蒸汽可能导致凝聚。例如，蒸汽可凝聚在成像装置的具有低的内部温度的表面上，使得水滴可能形成。水滴可能在随后的打印过程中附着到打印介质P，并且可能污染图像。例如，当水滴形成在第二馈送路径4-2的表面上时，水可能附着到为双面打印而馈送到第二馈送路径4-2的打印介质P上。打印介质P上的水可能导致双面打印过程中的不良图像。为了解决这一问题，可以采用使用鼓风机降低成像装置的内部温度并将蒸汽排放到成像装置外部的结构。可以形成一示例性结构，使得空气流过作为热源的定影单元2。
图2是根据一示例的例示由于鼓风机引起的气流方向的透视图。
参考图2，可以考虑一种在方向A1(与打印介质P被排出的排出方向相反的方向)中生成气流并且冷却和移除蒸汽的方法。在此情况下，穿过定影单元2的空气穿过第二馈送路径4-2和双面打印路径5，并且被排放到成像装置的外部。因此，冷却和蒸汽移除效果可能降低，并且鼓风机的效率可能降低。
可以考虑一种在方向A2(打印介质P的宽度方向)中生成气流以及冷却和移除蒸汽的方法。在此情况下，用于形成穿过定影单元2的空气通道的足够的空间必须围绕定影单元2的出口形成。同样地，因为气流必须通过打印介质P的宽度方向上延伸的长的空气通道生成，需要一种诸如西罗科(sirocco)鼓风机的具有大容量的鼓风机。
根据一示例，气流生成在方向A3(打印介质P的排出方向)中。为了这个目的，如图1中所示，第一介质排出口6-1和第二介质排出口6-2在竖直方向上彼此间隔开，从定影单元2开始的气流被引导到第一介质排出口6-1和第二介质排出口6-2之间的间隙，并且高温空气和蒸汽通过第一介质排出口6-1和第二介质排出口6-2之间的间隙排放到成像装置的外部。在此配置中，因为穿过定影单元2的空气可排放到成像装置的外部，而不穿过打印介质P的馈送路径，即第一馈送路径4-1、第二馈送路径4-2、或者双面打印路径5，可以使用具有相对小容量的鼓风机，从而导致改善的冷却和蒸汽排放效果。
由于构成调色剂的树脂的蒸发或施加到支撑定影单元2的旋转构件的诸如轴承等结构上的润滑剂的蒸发，可能会产生纳米粉尘。纳米粉尘需要被过滤，以避免泄露到成像装置的外部。
现在将描述一种成像装置的冷却和净化结构的示例。
图3是根据一示例的冷却和净化结构的分解透视图。
参考图1和图3，成像装置包括形成从定影单元2到排出口的空气通道的管道100和提供在管道100中的鼓风机200。管道100包括位于定影单元2的出口附近的空气入口110和朝向打印介质P排出所通过的排出口定位的空气排出口120。例如，管道100可形成从定影单元2到第一介质排出口6-1和第二介质排出口6-2的空气通道。管道100位于第一馈送路径4-1和第二馈送路径4-2之间。空气入口110可位于定影单元2的出口附近，空气排出口120可在第一介质排出口6-1和第二介质排出口6-2之间打开。空气入口110可位于引导构件8附近。
管道100的宽度可大于打印介质P的宽度。在一示例中，管道100可通过将邻近定影单元2并包括空气入口110的进气盖101与邻近第一介质排出口6-1和第二介质排出口6-2并包括空气排出口120的排出盖102结合而形成。鼓风机200可位于空气排出口120附近。鼓风机200可联接到排出盖102。尽管在本示例中四个鼓风机200被设置在宽度方向，鼓风机200的数量不限于此，并且可少于或多于四个。鼓风机200产生从空气入口110到空气排出口120的气流，并且从定影单元2周围吸入空气并且将空气排放到空气排出口120。在一示例中，鼓风机200可以是风扇。
根据一示例，从定影单元2周围吸入的空气通过管道100排放到成像装置外部。也就是说，管道100在成像装置中形成密封的气流通道。因此，空气和成像装置内部的部件之间的接触可以最小化，并且可以执行有效的冷却和蒸汽排放。同样地，空气和蒸汽可通过最短通道从作为热量和蒸汽来源的定影单元2排放到成像装置的外部。因此，可以采用具有相对小容量的鼓风机200，从而降低成本。
为了减少或者防止纳米粉尘泄露到成像装置外部，成像装置可包括过滤器300，其过滤沿着管道100流动的空气中的纳米粉尘。过滤器300可被提供在沿气流方向定位在鼓风机200的上游的管道100中。
根据一示例，作为纳米粉尘来源的定影单元2周围的空气可以通过滤器300被引入并且排放到成像装置的外部。因此，可以减少或者防止由于纳米粉尘引起的成像装置内部的污染。
为了改善纳米粉尘过滤效果，成像装置可包括电离器400。电离器400使纳米粉尘带电荷并导致纳米粉尘的颗粒彼此附着。因此，纳米粉尘可更容易地被过滤器300过滤。在一示例中，过滤器300可为静电过滤器。电离器400可提供在管道100的空气入口110处。
电离器400可包括沿打印介质P的宽度方向延伸的板电极420和面向板电极420的反电极430。板电极420和反电极430可提供在框架410上。反电极430包括设置在打印介质P的宽度方向上的多个针电极431。该多个针电极431可布置在打印介质P的整个宽度方向上。
板电极420可为阴极，且反电极430可为阳极。当例如30KV的高电压施加于板电极420和反电极430上时，板电极420和针电极431之间发生放电，并且环境空气被电离。因此，当空气穿过电离器400时，包括在空气中的纳米粉尘被带电荷，并且纳米粉尘的颗粒彼此附着而被聚合。当纳米粉尘聚合时，意味着纳米粉尘的颗粒彼此附着以增大尺寸。因此，纳米粉尘可更容易地被过滤器300收集。同样地，当静电过滤器被用作过滤器300时，带电荷的纳米粉尘更容易地被过滤器300收集。
图4是根据一示例的例示依照气流方向的空气净化效果的曲线图。
参考图4，水平轴代表成像装置的运行时间，而垂直轴代表射出到成像装置外部的每单位体积的空气中纳米粉尘的量的比例(例如，每立方厘米的纳米粉尘的颗粒数量，N/cm3)。纳米粉尘的比例是假设700,000/cm3是100％的比例。在图4中，情况1、情况2和情况3是气流沿图2中的方向A1、方向A2和方向A3分别产生的气流的情况。在图4中，UFP表示超细颗粒。
在情况1中，在操作开始以后约150秒，约5％的纳米粉尘被过滤。在情况2中，在操作开始以后约100秒，约68％的纳米粉尘被过滤。在情况3中，在操作开始以后约30秒，约90％的纳米粉尘被过滤。这样，根据本示例的冷却和净化结构，其中气流产生在方向A3并且空气从定影单元2通过第一介质排出口6-1和第二介质排出口6-2之间的间隙排放到成像装置的外部时，在三个方向A1、A2和A3中纳米粉尘的过滤效率最高。
再次参考图3，电离器400可平行于空气从定影单元2的出口流向管道100的空气入口110的方向B1定位。换言之，电离器400定位为使得电离器400的开口表面401垂直于空气从定影单元2的出口流向管道100的空气入口110的方向B1。在这种情况下，板电极420和反电极430平行于气流的方向B1。在这种配置中，因为由板电极420和反电极430形成的离子网络垂直于气流的方向B1，空气中的细颗粒和离子网络之间的接触概率可以提高，并且纳米粉尘可被有效地带有电荷。因此，可以改善空气净化效果。
图5是根据一示例的例示电离器的构造的视图，其中电离器的开口表面和来自定影单元的气流方向彼此垂直。图6是根据一示例的例示电离器的构造的视图，其中电离器的开口表面和来自定影单元的气流方向形成一锐角。图7是根据一示例的例示电离器的构造的视图，其中电离器的开口表面和来自定影单元的气流方向形成一钝角。
参考图5，电离器400的开口表面401垂直于空气从定影单元2的出口流向管道100的空气入口110的方向B1。参考图6，电离器400的开口表面401与空气从定影单元2的出口流向管道100的空气入口110的方向B1形成一锐角。参考图7，电离器400的开口表面401与空气从定影单元2的出口流向管道100的空气入口110的方向B1形成一钝角。
图8是根据一示例的例示图5、图6和图7的每一个中的电离器的构造和空气净化效果之间的关系的曲线图。
参考图8，水平轴代表运行时间，而垂直轴代表喷射到成像装置外部的每单位体积空气中纳米粉尘的量(N/cm3)。在图8中，C1、C2和C3分别对应于图5、图6和图7中的电离器400的构造。如图8中例示的，可以发现根据开口表面401和空气从定影单元2的出口流向管道100的空气入口110的方向B1彼此垂直的构造(即图5的构造)，纳米粉尘可被最有效地过滤。
图9是根据一示例的反电极的透视图。
参考图9，反电极430可包括在打印介质P的整个宽度方向上延伸的第一反电极430-1，和平行于第一反电极430-1并且定位于打印介质P的宽度方向的一侧上的至少一个第二反电极430-2。第一反电极430-1和第二反电极430-2可在垂直于气流的方向B1的方向上彼此间隔开。第二反电极430-2的长度不受限制。
第一反电极430-1和第二反电极430-2可以交替方式或者之字形式彼此连接。在此配置中，可以简化用于施加电压的电结构。如图3中所示，板电极420可包括对应于第一反电极430-1的第一板电极420-1和对应于第二反电极430-2的第二板电极420-2。
润滑剂可被施加到轴承，该轴承支撑例如定影辊或者定影带的定影单元2的旋转构件的端部分。当润滑剂被加热并蒸发时，纳米粉尘可能产生。由于润滑剂产生的纳米粉尘主要产生在与打印介质P的宽度方向上的端部相对应的区域，当第二反电极430-2如图4中所示的另外地定位时，更大的离子网络可形成在与打印介质P的宽度方向上的端部相对应的区域，并且由于润滑剂产生的纳米粉尘可被充分地带有电荷。因此，可以提高空气净化效率。
图10是根据一示例的例示对应于一类型反电极的空气净化效率的曲线图。
参考图10，水平轴代表运行时间，而垂直轴代表喷射到成像装置外部的每单位体积的空气中纳米粉尘的量(N/cm3)。在图10中，阵列1和阵列2分别对应于提供第一反电极430-1的情况以及提供第一反电极430-1和第二反电极430-2的情况。参考图10，可以发现当提供第一反电极430-1和第二反电极430-2时，纳米粉尘的峰值可以降低约62％。
反电极430的结构不限于图9的结构。
图11、图12和图13是根据多个示例的反电极的透视图。
参考图11，反电极430可以包括一个第一反电极430-1，以及两个第二反电极430-2和430-3。参考图12，反电极430可以包括两个第一反电极430-1和430-4，以及一个第二反电极430-2。参考图13，反电极430可以包括两个第一反电极430-1和430-4以及两个第二反电极430-2和430-5。反电极430可以是各种其他类型中的任意一种，并且根据反电极430的类型，板电极420可以是各种其他类型的任意一种。
如以上所述，空气净化器可以提供在成像装置中。空气净化器可以包括具有空气入口110和空气排出口120的管道100，提供在空气入口110处并使纳米粉尘带电荷的电离器400，提供在空气排出口120附近并将空气排放到空气排出口120的鼓风机200，以及定位在电离器400和鼓风机200之间并收集纳米粉尘的过滤器300。组成空气净化器的管道100、鼓风机200、过滤器300和电离器400的结构和功能与以上描述的相同。
尽管参考其示例已经示出并描述了本公开，但是应当理解，可以在形式或者细节上做出各种改变。因此，本公开的技术范围由所附权利要求限定。
Claims (15)
1.一种成像装置，包括：
成像单元，用于在打印介质上形成调色剂图像；
定影单元，用于将所述调色剂图像固定到所述打印介质；
管道，包括位于所述定影单元的出口附近的空气入口和朝向所述打印介质排放所通过的排出口定位的空气排出口；和
鼓风机，被提供在所述管道中以将空气排放到所述空气排出口。
2.根据权利要求1所述的成像装置，进一步包括：
第一馈送路径，用于将穿过所述定影单元的所述打印介质引导到第一介质排出口；和
第二馈送路径，从所述第一馈送路径分支，用于将穿过所述定影单元的所述打印介质引导到位于所述第一介质排出口上方的第二介质排出口，
其中所述管道位于所述第一馈送路径和所述第二馈送路径之间，并且
其中所述空气排出口位于所述第一介质排出口和所述第二介质排出口之间。
3.根据权利要求2所述的成像装置，进一步包括位于所述定影单元的所述出口处的引导构件，以将所述打印介质选择性地引导到所述第一馈送路径或所述第二馈送路径。
4.根据权利要求1所述的成像装置，进一步包括提供在所述管道中以收集纳米粉尘的过滤器。
5.根据权利要求1所述的成像装置，进一步包括提供在所述空气入口处以使纳米粉尘带电荷的电离器。
6.根据权利要求5所述的成像装置，其中所述电离器包括沿所述打印介质的宽度方向延伸的板电极和包括多个针电极的反电极，所述多个针电极沿所述打印介质的宽度方向布置并且面对所述板电极。
7.根据权利要求6所述的成像装置，其中所述反电极包括：
第一反电极，在所述打印介质的整个宽度方向上延伸；以及
至少一个第二反电极，平行于所述第一反电极并且位于所述打印介质的所述宽度方向上的一侧。
8.根据权利要求7所述的成像装置，其中所述第一反电极和所述至少一个第二反电极以之字形式连接。
9.根据权利要求5所述的成像装置，其中所述电离器平行于空气从所述定影单元流向所述空气入口的方向定位。
10.根据权利要求1所述的成像装置，进一步包括：
第一介质排出口和第二介质排出口，允许穿过所述定影单元的所述打印介质通过其排出，并且在竖直方向上彼此间隔开；和
引导构件，位于所述定影单元的所述出口处，以将所述打印介质选择性地引导到所述第一介质排出口或所述第二介质排出口，
其中所述空气入口位于所述引导构件附近，并且
其中所述空气排出口位于所述第一介质排出口和所述第二介质排出口之间。
11.根据权利要求10所述的成像装置，进一步包括：
电离器，邻近所述空气入口提供在所述管道中以发射电荷；以及
过滤器，位于所述鼓风机和所述电离器之间以收集粉尘。
12.根据权利要求11所述的成像装置，其中所述电离器平行于空气从所述定影单元流向所述空气入口的方向定位。
13.根据权利要求11所述的成像装置，其中所述电离器包括沿所述打印介质的宽度方向延伸的板电极以及包括多个针电极的反电极，所述多个针电极沿所述打印介质的宽度方向布置并面对所述板电极。
14.根据权利要求13所述的成像装置，其中所述反电极包括：
第一反电极，在所述打印介质的整个宽度方向上延伸；以及
至少一个第二反电极，平行于所述第一反电极并位于所述打印介质的所述宽度方向上的一侧。
15.一种成像装置的空气净化器，所述空气净化器包括：
管道，包括空气入口和空气排出口；
电离器，被提供在所述空气入口处以使纳米粉尘带电荷；
鼓风机，被提供在所述空气排出口附近以将空气排放至所述空气排出口；以及
过滤器，位于所述电离器和所述鼓风机之间以收集所述纳米粉尘。
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