粉塵捕捉装置および投写型画像表示装置
【課題】フィルター量を増やしたり、装置を大きくすることなく、埃の多い環境でも、フィルターの交換回数を少なくすることができる粉塵捕捉装置および投写型画像表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】第１のフィルター巻き取り軸１３１ａで静電フィルター１３０を所定量巻き上げた後、再び所定量だけ第２のフィルター巻き取り軸１３１ｂで巻き戻すように制御する。可動ブラシ１３８と接触部１３９とが設けられた搬送部１４０は、接触部１３９と静電フィルター１３０との摩擦により、静電フィルター１３０の動作に合わせて可動し、巻き戻す際に、固定壁１５４により搬送部１４０は移動を停止されるが、静電フィルター１３０はさらに移動を続けるため、フィルター上の埃は可動ブラシ１３８により落とされ、ブラシ内に取り込まれる。
【解決手段】第１のフィルター巻き取り軸１３１ａで静電フィルター１３０を所定量巻き上げた後、再び所定量だけ第２のフィルター巻き取り軸１３１ｂで巻き戻すように制御する。可動ブラシ１３８と接触部１３９とが設けられた搬送部１４０は、接触部１３９と静電フィルター１３０との摩擦により、静電フィルター１３０の動作に合わせて可動し、巻き戻す際に、固定壁１５４により搬送部１４０は移動を停止されるが、静電フィルター１３０はさらに移動を続けるため、フィルター上の埃は可動ブラシ１３８により落とされ、ブラシ内に取り込まれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は静電フィルターを用いた粉塵捕捉装置、および粉塵捕捉装置を有する投写型画像表示装置に関し、詳しくは、静電フィルターを自動的に更新、清掃する機能を備えた粉塵捕捉装置、および投写型画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタなどの投写型画像表示装置は、ランプなどの光源からの強力光を液晶パネルやＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）などの画像表示素子に集光し、この光を入力した画像信号にあわせて変調し、この画像表示素子上の画像を拡大投写して大画面を得るものである。
【０００３】
ここで、強力な光にさらされる画像表示素子、光源自身、装置電源等は発熱が大きく、適切な冷却がなされないと熱的に破壊されてしまうおそれがある。このため、投写型画像表示装置は、ファンにより吸気口から外気を装置内に導入し、装置内を冷却する構成を取っているのが一般的である。
【０００４】
しかしながら、外気を導入する際に一緒に粉塵を装置外部から導いてしまい、それが画像表示素子やプリズムなどの光学部品、光源周辺に付着することで、明るさ低下や色むらの発生源になっている。
【０００５】
このため、吸気口に外気中の粉塵を捕捉するためのフィルターを配置しているが、主流のウレタンフィルターの場合、数百時間毎でのフィルター洗浄が必要であり、また、より小さな粉塵を集塵可能な静電フィルターの場合は洗浄が出来ないことから、数百時間毎に新品交換を求められている。
【０００６】
しかしながら、投写型画像装置の多くは天吊り用途で、高所であるなど簡単にフィルター交換が出来る設置状態ではないこともあり、常に適切な状態に有るとは言えない。
【０００７】
また、ウレタンフィルターは、物理的に小さな開口に粉塵を引っかけて侵入を抑えるが、１０μｍを下回る大きさの粉塵を防ぐことは出来ない。よって黄砂やたばこの粒子などの侵入を阻止できない。
【０００８】
一方、静電フィルターは、開口は大きく圧力損失を抑えながらも、粉塵は静電気で捕集するので小さな埃まで捕捉できる。
【０００９】
上記のような状況から、例えば、特許文献１では類似の課題に対して以下のような構造の提案がされている。
【００１０】
これに依れば、オゾン脱臭装置の静電フィルターを帯状に長く形成して２つの回転ローラに巻き取り自在に張設し、静電フィルターが巻かれた方の回転ローラから、もう一方の回転ローラに、駆動モーターにより、静電フィルターを脱臭運転時間に応じて自動的に巻き取っている。
【００１１】
このように、巻き取り式の静電フィルターを使用し、かつ運転時間に応じて巻き取ることで、フィルターの交換回数を減らすことができる。
【特許文献１】特開平５−４９８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記特許文献１の構成をプロジェクタに応用すれば、同様に、フィルター交換時間を延ばすことが出来ると考えられるが、静電フィルター自身は捕捉能力を残していても、多量の粉塵が付着すると静電気による効果が得られなくなり、粉塵は捕捉されず装置内に侵入してしまう。
【００１３】
このため、埃の多い環境では、フィルターの収納スペースを大きくしない限り、短期間での静電フィルターの交換が必要になる。
【００１４】
しかしながら、フィルターの収納スペースを大きくすれば投写型画像装置自身も大きくなり、また、フィルターの使用量も多くなり、昨今の省スペース化、省資源化に逆行する。
【００１５】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、フィルター量を増やしたり、装置自身を大きくすることなく、埃の多い環境でも、フィルターの交換回数を少なくすることができる粉塵捕捉装置および投写型画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために本発明にかかる粉塵除去装置は、ロール状のフィルターと、前記フィルターの両端に配置される第１と第２のフィルター巻き取り軸と、前記第１と第２のフィルター巻き取り軸間に設けられ、前記フィルターと接触するように設けられたブラシと、前記第１と第２のフィルター巻き取り軸により、前記フィルターを巻き上げ巻き戻し可能な送り機構と、前記送り機構を制御する送り制御部とを備え、前記送り制御部は、前記第１のフィルター巻き取り軸で前記フィルターを第１の所定量巻き上げた後、再び第２の所定量だけ前記第２のフィルター巻き取り軸で巻き戻すように前記送り機構を制御することを特徴として構成される。
【００１７】
また、少なくとも前記フィルターと、前記第１と第２のフィルター巻き取り軸と、前記ブラシとを収納するとともに、前記第１と第２のフィルター巻き取り軸間に前記フィルター面と対向する開口部を有する小型筐体を備えたことを特徴として構成される。
【００１８】
ここで、前記フィルターが巻き上げられる際の送り量をＬａ、巻き戻しの際の送り量をＬｂとしたときに、以下のような関係が成り立つことを特徴として構成できる。
【００１９】
Ｌａ≧Ｌｂ
また、前記フィルターが巻き上げられる際の送り量をＬａ、前記フィルターの送り方向における前記小型筐体の開口部長さをＬｃとすると以下のような関係が成り立つことを特徴として構成できる。
【００２０】
Ｌａ≧Ｌｃ
また、前記ブラシは、前記小型筐体の開口部の前記第１のフィルター巻き取り軸側端から、前記第１のフィルター巻き取り軸間に配置されていることを特徴として構成されている。
【００２１】
また、前記ブラシは、前記フィルターの走行方向と同方向に直線状に配置されて構成できる、または、前記ブラシは、前記フィルターの走行方向と直交する方向に回転軸を備えた軸上に備えられていることを特徴としている。
【００２２】
また、前記ブラシは、前記フィルターの走行方向と逆方向に回転することを特徴とすることで埃除去効果向上を狙う。
【００２３】
あるいは、前記ブラシは、移動可能な第１のブラシと固定された第２のブラシとからなり、前記第１のブラシは前記フィルターの移動に伴って移動し、前記第２のブラシの先端部と接触するように構成されたことを特徴とする。
【００２４】
また、前記第１のブラシは、前記第２のフィルター巻き取り軸で前記フィルターを巻き戻す間に移動が停止されて、前記フィルターの表面に付着した塵埃を取り込むことを特徴とする構成も可能である。
【００２５】
また、前記第１のブラシは、前記第１のフィルター巻き取り軸で前記フィルターを巻き上げる際に前記フィルターの移動に伴って移動し、一旦前記第２のブラシ位置を通過し、次の前記第２のフィルター巻き取り軸で前記フィルターを巻き戻す際に前記フィルターの移動に伴って移動し、前記第２のブラシと接触し、取り込んだ塵埃を除去することを特徴とする。
【００２６】
また、前記第１のブラシと第２のブラシは、起毛が倒れたマジックブラシであることを特徴とする。
【００２７】
また、前記小型筐体は、前記フィルターの収納位置と隔壁で分離された粉塵収納部を備えたことを特徴とする。
【００２８】
また、前記ブラシと粉塵収納部との間に隔壁が設けられていることを特徴とする。
【００２９】
また、前記粉塵収納部には仕切が複数設けられており、粉塵が一方向に堆積しないように配置されていることを特徴とする。
【００３０】
また、前記粉塵収納部に設けられた複数の仕切は前記ブラシの回転軸方向と直交する方向に設けられることを特徴とする。
【００３１】
また、回転小型筐体の回転粉塵収納部に開閉可能な粉塵排出口が設けられたことを特徴とする。
【００３２】
また、前記塵埃捕捉フィルターは静電フィルターであることを特徴とする。
【００３３】
また、静電フィルターは帯電繊維面と網面からなり、ブラシが接触する面は前記網面になるように構成されていることを特徴とする。
【００３４】
少なくとも吸気口、排気口を有する筐体と、空気を吸入または排出する送風部と、光源部と、画像形成部と、投写光学系と、電源部とからなり、上記粉塵捕捉装置が備えられていることを特徴として投写型画像表示装置を構成できる。
【００３５】
また、前記粉塵捕捉装置を投写型画像表示装置本体から着脱可能にしたことを特徴とする。
【００３６】
また、投写型画像表示装置の吸気口と前記粉塵捕捉装置の前記小型筐体の開口部の大きさが略等しいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、静電フィルターで微小な粉塵まで除去可能な上、長時間の使用でもフィルターは常に自動更新、清掃されて良好な状態に有ることから、維持管理に手間をかけることなく長時間粉塵除去性能を維持可能とすることができる。
【００３８】
特に天吊りなど高所への設置が多い投写型画像表示装置では、維持費をかけずに高画質を提供可能に出来る。
【００３９】
同時に、フィルター容量を増やすことなく収納性にも優れているので、小型化や機種展開にも対応が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の最良の実施の形態について、図１〜図１０を用いて説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態による投写型画像表示装置の全体平面構成図を図１に示す。本発明は光学構成についての提案ではなく、光学構成については一般的なものであるので、以下に簡単に述べる。
【００４２】
図において、光源１０１から出射された光は、反射鏡１０２により前方に出射せしめられ、光学ユニット１０３に入射する。
【００４３】
光学ユニット１０３への入射光は、ダイクロイックミラー１０４、１０５、全反射ミラー１０６、１０７、１０８を経て、赤、緑、青の色光に分離された後、入射側偏光板１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂ、液晶パネル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ、出射側偏光板１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂによって、図にはない外部からの入力信号によって強度変調せしめられる。
【００４４】
これらの光は、ダイクロイック反射膜１１２Ｒ、１１２Ｂを備えた合成プリズム１１３で一光路上に合成され、投写レンズ１１４に入射する。
【００４５】
この投写レンズ１１４は、液晶パネル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ上の画像を装置前方に配置されたスクリーン（図示せず）に拡大投写可能に設計、設置されている。
【００４６】
この画像表示は、黒表示のためには光源１０１からの光を入射側偏光板１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂ、出射側偏光板１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂで吸収する必要があり、このため、これらの偏光板は高温を発することになる。
【００４７】
一方で、これらの偏光板は主に有機材料からなっているので、適切な温度にまで冷却しないと変質し、制御できない画像となり、投写型画像表示装置が使用不能に陥る。
【００４８】
装置内には、この他に発光時１０００度にもなる光源１０１の管球や、周辺の機構部品、光源の点灯や画像表示のための電源１１６も、自己発熱が大きく、これらの信頼性を確保するためには冷却手段が必要となる。
【００４９】
本実施の形態に於いては、送風部である吸気ファン１１７によって、筐体１１８の側面に設けられた吸気口１１９、粉塵捕捉部１２０を経て外気（比較的温度の低い空気）をセット内に導く。
【００５０】
吸気ファン１１７で吸入された空気は、ファン吹き出し口に密着して配置されている光学ユニットダクト１２１に導かれる。
【００５１】
光学ユニットダクト１２１は、入射側偏光板１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂ、液晶パネル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ、出射側偏光板１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂの下部に相当する位置に、開口１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂを備えている。
【００５２】
これらの開口１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂから吹き出された空気は、入射側偏光板１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂ、液晶パネル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ、出射側偏光板１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂ等の熱を奪った後、排気ファン１２３によって排出される過程で、光源１０１や、その周辺の機構部品、電源１１６の熱をも奪う。
【００５３】
排気ファン１２３に至った空気は、筐体１１８の側面に設けられた排気口１２４を経て、装置外に排出される。
【００５４】
このように、外気導入による冷却を行うため、外気と共に外部の粉塵を吸入してしまい、その粉塵が液晶パネル周辺や光源部に付着し、輝度の早期低下を起こす、あるいは投写像に色むらが生じるなどの不具合をなくすため、吸気口１１９から吸気ファン１１７に至るまでの間に粉塵捕捉部１２０を設けていた。
【００５５】
また、投写レンズ１１４も完全に筐体１１８内に収容し、光透過部には窓部材１２５が筐体に隙なく貼られ、吸気口１１９と粉塵捕捉部１２０の間、粉塵捕捉部１２０と吸気ファン１１７を覆う吸気ダクト１２６の間、排気口１２４と排気ファン１２３との間には空気を通さない緩衝材１２７、１２８、１２９が設けられて、他の隙間から粉塵が入り込まない筐体構造とし、必ず粉塵捕捉部１２０を経て吸入されるように空気を制御可能にしている。
【００５６】
以下に図２を用いて粉塵捕捉部１２０の構造について説明する。
【００５７】
粉塵捕捉部１２０は、粉塵捕捉フィルター部と、フィルター清掃部と、フィルター送り機構とフィルター送り量検出手段を含む送り機構制御部とから構成されている。
【００５８】
粉塵捕捉フィルター部は、ロール形態の静電フィルター１３０と、静電フィルター両端に配置されるフィルター巻き取り軸１３１ａ、１３１ｂと、これらの部品を収納し、フィルター送り機構との連結部を備える小型筐体１３２とから構成される。
【００５９】
小型筐体１３２は、フィルター巻き取り軸１３１ａ、１３１ｂ間において、筐体吸気口１１９とほぼ同じ大きさで、筐体吸気口１１９からの空気を流入せしめるための開口部１３３を有している。
【００６０】
そして、２つのフィルター巻き取り軸１３１ａ、１３１ｂの間には、静電フィルター１３０をガイドする中継回転軸１３４ａ、１３４ｂ、走行量モニター軸１３５が配置されている。
【００６１】
フィルター清掃部は、粉塵捕捉フィルター部と空間を仕切り、粉塵収納部１４４を形成する隔壁１３６と、隔壁１３６の一部に取り付けられた固定ブラシ１３７と、固定ブラシ１３７に対向する可動ブラシ１３８とから構成される。
【００６２】
可動ブラシ１３８は、図３の外観斜視図にあるように、静電フィルター１３０と安定した摩擦を得るための接触部１３９を備えた搬送部１４０上に設けられており、搬送部１４０は、静電フィルター１３０との摩擦により、静電フィルター１３０の動作に合わせて可動に設けられている。
【００６３】
フィルター送り機構は、フィルター巻き取り軸１３１ａ、１３１ｂと、駆動部との連結部と、モーターを含む駆動部とから構成されている。
【００６４】
図４はフィルター送り機構を示す概略構成図である。
【００６５】
図４にあるように、フィルター巻き取り軸１３１ａ、１３１ｂの端部には、凹部１４１ａ、１４１ｂが設けられており、この凹部１４１ａ、１４１ｂには、連結部１４２ａ、１４２ｂが挿入され連結されている。
【００６６】
この連結部１４２ａ、１４２ｂにより、静電フィルター１３０が収納された小型筐体１３２を装置本体に対して着脱可能にすることができる。
【００６７】
連結部１４２ａ、１４２ｂには、軸１４３ａ、１４３ｂを介してギヤ１４５ａ、１４５ｂが固定されている。
【００６８】
このギヤ１４５ａ、１４５ｂは小型ギヤ１４６ａ、１４６ｂを介してステッピングモーターユニット１４７ａ、１４７ｂにそれぞれ接続されている。このステッピングモーターユニット１４７ａ、１４７ｂには、図にはないクラッチが内蔵されており、モーター通電時はギヤトレインはロックされ有効になるが、モーター通電時外ではギヤトレインが切断され、フィルター巻き取り軸側が外部力により回転自由となる。また、これらは図にはない駆動回路によって制御されている。
【００６９】
フィルター送り量検出手段は、図２にあるように、走行量モニター軸１３５上を走行する静電フィルター１３０が密着するように押圧バネ１４９を備えており、静電フィルター１３０が巻き上げられた際には、静電フィルター１３０の移動に合わせて走行量モニター軸１３５が回転する。
【００７０】
この構成に依れば、静電フィルター１３０を巻き上げて行く内に、巻き取り軸１３１ｂに巻かれているフィルターの巻径が変わった場合、一定量フィルターを送るのにかかる時間は大きく変わるが、走行量モニター軸１３５の回転は、常にフィルター送り量に合わせた回転数となっている。
【００７１】
これを生かして図４に有るように、小型筐体１３２の底部から突出した走行量モニター軸１３５の端には回転検出反射パターン１５０が設けられており、対向する位置にフォトセンサーであるパターン検出センサー１５１が、装置本体壁１５２に固定して構成されている。
【００７２】
これによって、静電フィルター１３０の送り量をパターン検出センサー１５１のパターン検出出力によって把握することが出来る。
【００７３】
この出力読み取りと、ステッピングモーターユニット１４７ａと、制御回路に備えられたタイマーを連動させることで、常に静電フィルター１３０の送り量を適切な状態に管理することが可能となる。
【００７４】
静電フィルターは、初期は高い集塵性能を備え、通気量も比較的多いが、粉塵が多く付着すると急激に通気性が悪くなり圧力損失が大きくなり、冷却性能が落ちるという課題があった。
【００７５】
また、静電フィルター自身は吸着能力を残していても、粉塵が多く付着することによって、静電気による吸着効果が弱まるという課題があった。
【００７６】
本実施の形態に依れば、長時間使用の際にも適切な制御を行うことで、自動的に高い集塵性能を実現することが出来る。以下その動作原理を述べる。
【００７７】
本体に対して着脱可能に設計された粉塵捕捉部１２０の小型筐体１３２を、投写型画像表示装置本体の吸気口１１９に装着した状態で、投写型画像表示装置を動作せしめる。
【００７８】
投写型画像表示装置の使用を続けると、冷却のための外気と共に周囲の粉塵が吸引され、吸気口１１９から流入し、小型筐体１３２の開口部１３３を経て、粉塵捕捉フィルター部の静電フィルター１３０に捉えられる。
【００７９】
そして、長期間の使用により粉塵が堆積すると、通気を妨げるので、本実施の形態では、一定時間ごとに、制御回路に設けられたタイマーにより、ステッピングモーターユニット１４７ａを動作せしめ、これにより、小型ギヤ１４６ａ、ギヤ１４５ａが回動される。
【００８０】
そして、連結部１４２ａが挿入された凹部１４１ａを介して、フィルター巻き取り軸１３１ａが図２の矢印方向に回動せしめられる。
【００８１】
一端をフィルター巻き取り軸１３１ａに固定された静電フィルター１３０は、巻き取られることになり、中継回転軸１３４ａ、１３４ｂ、走行量モニター軸１３５を経て、フィルター巻き取り軸１３１ｂを回転させ、静電フィルター１３０がフィルター巻き取り軸１３１ａから引き出される。
【００８２】
この一連の動作により、開口部１３３と対向する位置にあった静電フィルター１３０の埃が吸着され堆積した部分は送られて、静電フィルター１３０の未使用の部分が開口部１３３の対向する位置に配置される。
【００８３】
このとき、静電フィルター１３０に接触している接触部１３９を備えた搬送部１４０は、図２において右方向に移動する。同時に、搬送部１４０に備えられた可動ブラシ１３８も同じ方向に移動することになる。
【００８４】
ここからは、図５のフィルター清掃部の動作説明図を用いて説明する。
【００８５】
図５（ａ）にあるように、可動ブラシ１３８は、静電フィルター１３０の移動に伴い、右方向に移動し、隔壁１３６に設けられた固定ブラシ１３７に接触する。
【００８６】
その後、図５（ｂ）にあるように、固定ブラシ１３７上を行き過ぎる位置に至った時点で押し戻しバネ１５３によって制動される。
【００８７】
一方、静電フィルター１３０の送り量に合わせた走行量モニター軸１３５の回転数を読みとるパターン検出センサー１５１の出力によって、制御回路は、少なくとも可動ブラシ１３８が押し戻しバネ１５３に接触し、かつ、開口部１３３に覗く静電フィルター１３０の面がすべて新しい面に切り替わっている状態で、ステッピングモーターユニット１４７ａを止めて、ステッピングモーターユニット１４７ｂを駆動する。
【００８８】
ステッピングモーターユニット１４７ｂにより、小型ギヤ１４６ｂ、ギヤ１４５ｂが回動し、連結部１４２ｂが挿入された凹部１４１ｂを介して、フィルター巻き取り軸１３１ｂが図２の矢印方向に回動せしめられる。
【００８９】
一端をフィルター巻き取り軸１３１ｂに固定された静電フィルター１３０は、巻き戻されることになり、走行量モニター軸１３５、中継回転軸１３４ａ、１３４ｂを経て、フィルター巻き取り軸１３１ａを回転させ、静電フィルター１３０を引き戻す。
【００９０】
ちなみに、このとき、フィルター巻き取り軸１３１ａに連携する軸１４３ａを介しギヤ１４５ａ，小型ギヤ１４６ａも回動する。これはステッピングモーターユニット１４７ａでギヤトレインは切断されていることで可能になる。
【００９１】
この動作により、巻き戻される静電フィルター１３０に接触する接触部１３９を備えた搬送部１４０に備えられた可動ブラシ１３８は、図５（ｃ）にあるように、左方向に移動し、隔壁１３６に設けられた固定ブラシ１３７に接触することで、ブラシ上の埃を落としながら、図２の位置まで戻る。
【００９２】
この状態で固定壁１５４により搬送部１４０は移動を停止させられるが、静電フィルター１３０はさらに移動を続けるため、静電フィルター１３０上の埃は可動ブラシ１３８により落とされ、隔壁１３６によって粉塵捕捉フィルター部と仕切られた粉塵収納部１４４内に取り込まれることで埃が除去される。
【００９３】
これにより静電フィルター１３０の通気性を改善する事ができ、また、静電気による吸着効果も回復するため、再び同じ箇所を使用することができる。
【００９４】
ここで、可動ブラシ１３８は斜めに植毛されたマジックブラシであり、その植毛の方向は、静電フィルター１３０の巻き戻し方向（図２における左方向）に逆行する方向であることが望ましい。
【００９５】
このとき静電フィルター１３０の巻き上げ量と巻き戻し量は、両者が等しい場合でも構成可能であるが、再使用するフィルターの集塵性能はより劣化することから、フィルターが巻き上げられる際の送り量をＬａ、巻き戻しの際の送り量をＬｂとしたとき、以下の関係にあることが望ましい。
【００９６】
Ｌａ≧Ｌｂ
また、フィルターが巻き上げられる際の送り量Ｌａは、フィルターの送り方向における小型筐体の開口部長さＬｃに対しても、以下のような関係にあることが望ましい。
【００９７】
Ｌａ≧Ｌｃ
走行量モニター軸１３５は、静電フィルター１３０の動きを確実に感知する必要があることから押圧バネ１４９を設けることが望ましい。
【００９８】
また、走行量モニター軸１３５は、必ずしもこの位置ではなくても構成可能であり、中継回転軸１３４ａや中継回転軸１３４ｂに置き換えることも可能である。
【００９９】
また、搬送部１４０の接触部１３９は、図にあるようなものに限らず、摩擦を有する材料であれば良い。ただし、静電フィルター１３０が図２の位置に戻った後に、接触部１３９がスリップすることになるので、このとき静電フィルター１３０を痛めない材料であることが望ましい。
【０１００】
また、フィルター送り機構も、ここで記載した構成に縛られるものではなく、モーターの種類は言うまでもなく、後に示すように、モーターを１つにして、駆動系を切り替えるようにしても構成できる。
【０１０１】
走行量モニター軸１３５の回転検出手段として、フォトセンサーを用いたが、一般的な接触式のスイッチを用いることも、非接触式のホール素子のようなものに置き換えることも可能であることは言うまでもない。
【０１０２】
また、静電フィルター１３０を送る時期をタイマーで決めていたが、フィルターを通過する風量を検知するように風量センサーを設けて、風量センサーの出力によってフィルターの目詰まり具合を検知し、制御することも可能である。
【０１０３】
また、本実施の形態では、粉塵を捕捉するフィルターとして静電フィルターを例に挙げたが、静電フィルターは比較的高価なことから、巻き取り可能なフィルター材料、例えば、繊維間に開口がある布の様なものでも応用可能である。ただし集塵性は静電フィルターに比べて劣ってしまうことは言うまでもない。
【０１０４】
隔壁１３６で仕切られることで形成される粉塵収納部１４４には、図５の紙面と平行な方向に複数の小型隔壁が設けられて、粉塵収納部１４４を複数の小部屋に仕切ることも有効である。これによれば、装置の姿勢差によって粉塵の溜まる方向が一方向となり、粉塵の堆積で搬送部１４０の動作に影響を与えにくくする事で、有効に粉塵収納部１４４を使用することができる。
【０１０５】
また、静電フィルター１３０は帯電繊維面と網面からなり、ブラシが接触する面（図５での上方向）は、網面になる様配置されている。このようにすることで、ブラシとの摩擦によるフィルター表面の劣化を最小限に抑えることができる。
【０１０６】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態による投写型画像表示装置の全体平面構成図を図６に示す。本実施の形態では、光学構成等については、第１の実施の形態とほぼ同様であり、同じ箇所については同一の番号を付し、説明を省略する。
【０１０７】
実施の形態１と異なるところは、粉塵捕捉部１２０が粉塵捕捉部２００に変った点である。
【０１０８】
以下に図７を用いて、粉塵捕捉部２００の構造について説明する。
【０１０９】
図において、粉塵捕捉部２００は、粉塵捕捉フィルター部と、フィルター清掃部と、フィルター送り機構とフィルター送り量検出手段を含む送り機構制御部とから構成される。
【０１１０】
粉塵捕捉フィルター部は、ロール形態の静電フィルター１３０と、静電フィルター両端に配置されるフィルター巻き取り軸１３１ａ、１３１ｂと、これらの部品を収納し、フィルター送り機構との連結部を備える小型筐体２０１とから構成される。
【０１１１】
小型筐体２０１は、フィルター巻き取り軸１３１ａ、１３１ｂ間において、筐体吸気口１１９とほぼ同じ大きさで、筐体吸気口１１９からの空気を流入せしめるための開口部２０２を有している。
【０１１２】
そして、２つのフィルター巻き取り軸１３１ａ、１３１ｂの間には、静電フィルター１３０をガイドする中継回転軸１３４ａ、１３４ｂ、走行量モニター軸１３５が配置されている。
【０１１３】
フィルター清掃部は、粉塵捕捉フィルター部と空間を仕切る隔壁２０３ａ、２０３ｂと、フィルター巻き取り軸１３１ａに連動して回転可能に設けられた回転ブラシ２０４と、この回転ブラシ２０４を覆うように設けられた埃よけケース２０５とから構成されている。
【０１１４】
回転ブラシ２０４は、図８の外観斜視図にあるように、端部にブラシギヤ２０６が設けられており、ブラシ中継ギヤ２０７を経由して、フィルター巻き取り軸１３１ａの端部に設けられた巻き取り軸ギヤ２０８に繋がっている。
【０１１５】
これにより、静電フィルター１３０を巻き上げた場合に、フィルターが送られる方向と逆方向に回転ブラシ２０４が回転し、図にあるように中継回転軸１３４ａ、１３４ｂ間を走行するフィルター上の埃を除去する構成になっている。
【０１１６】
埃よけケース２０５の隔壁２０３ａ、２０３ｂ近傍には開口２０５ａが設けられており、回転ブラシ２０４によって除去された埃がここを通って、隔壁２０３ａ、２０３ｂによって仕切られた粉塵収納部２０９に納められる。
【０１１７】
小型筐体２０１の粉塵収納部２０９を構成する壁面の一部は、脱着可能な蓋２１０を備えており、埃除去を容易にしている。
【０１１８】
フィルター送り機構は、フィルター巻き取り軸１３１ａ、１３１ｂと、駆動部との連結部と、モーターを含む駆動部とから構成されている。
【０１１９】
実施の形態１と同様に、フィルター巻き取り軸１３１ａ、１３１ｂの端部には、凹部１４１ａ、１４１ｂが設けられており、この凹部１４１ａ、１４１ｂには、連結部１４２ａ、１４２ｂが挿入され連結されている。
【０１２０】
この連結部１４２ａ、１４２ｂにより、静電フィルター１３０が収納された小型筐体２０１を装置本体に対して着脱可能にすることができる。
【０１２１】
連結部１４２ａ、１４２ｂには、軸１４３ａ、１４３ｂを介してギヤ２１１ａ、２１１ｂが固定されている。
【０１２２】
以下、図９の構成図を用いて駆動系を説明する。ただし、この図では簡略にギヤの外形をピッチ円直径で示している。
【０１２３】
フィルター巻き取り軸１３１ａに連結するギヤ２１１ａは、第一減速ギヤ２１２ａ、中継ギヤ２１３ａ、第二減速ギヤ２１４ａ、切り替えギヤ２１５ａ、第三減速ギヤ２１６、ウォーム２１７を介して、ＤＣモーター２１８に接続されている。
【０１２４】
ちなみに、切り替えギヤ２１５ａは、第三減速ギヤ２１６と同軸上に回転中心を持ち、他端に切り替えギヤ２１５ｂを持つ腕部２１９に支持されており、図９においてＤＣモーター２１８が回転し、ウォーム２１７に連結する第三減速ギヤ２１６が左回転せしめられる。
【０１２５】
この際に、第三減速ギヤ２１６は、図９の位置に来ることで、ＤＣモーター２１８からの動力を伝達し、フィルター巻き取り軸１３１ａを回転することで、軸上に固定された静電フィルター１３０を巻き上げることができる。
【０１２６】
一方、フィルター巻き取り軸１３１ｂに連結するギヤ２１１ｂは、第一減速ギヤ２１２ｂ、中継ギヤ２１３ｂ、第二減速ギヤ２１４ｂ、切り替えギヤ２１５ｂ、第三減速ギヤ２１６、ウォーム２１７を介して、ＤＣモーター２１８に接続されている。
【０１２７】
フィルター巻き戻しの状況は、図１０の構成図で以下説明する。
【０１２８】
ＤＣモーター２１８が、巻き上げ時とは逆方向に回転し、ウォーム２１７に連結する第三減速ギヤ２１６が右回転せしめられる。
【０１２９】
この際に、第三減速ギヤ２１６は、図１０の位置に来ることで、ＤＣモーター２１８からの動力を伝達し、フィルター巻き取り軸１３１ｂを回転することで、軸上に固定された静電フィルター１３０を巻き戻すことができる。
【０１３０】
ここで、フィルター送り量検出手段については実施の形態１と同じ構成なので説明は割愛する。以下動作原理を述べる。
【０１３１】
本体に対して着脱可能に設計された粉塵捕捉部２００の小型筐体２０１を、投写型画像表示装置本体の吸気口１１９に装着した状態で、投写型画像表示装置を動作せしめる。
【０１３２】
投写型画像表示装置の使用を続けると、冷却のための外気と共に周囲の粉塵が吸引され、吸気口１１９から流入し、小型筐体２０１の開口部２０２を経て、粉塵捕捉フィルター部の静電フィルター１３０に捉えられる。
【０１３３】
そして、長期間の使用により粉塵が堆積すると、通気を妨げるので、本実施の形態では、一定時間ごとに、制御回路に設けられたタイマーにより、ＤＣモーター２１８を動作せしめ、これにより、ウォーム２１７、第三減速ギヤ２１６が回動する。
【０１３４】
これにより、切り替えギヤ２１５ａは、図９において、第三減速ギヤ２１６の回転軸中心に振られて、図９の位置に至り、動力を第二減速ギヤ２１４ａに伝えることで、中継ギヤ２１３ａ、第一減速ギヤ２１２ａを介してギヤ２１１ａが回転せしめられる。
【０１３５】
そして、連結部１４２ａが挿入された凹部１４１ａを介して、フィルター巻き取り軸１３１ａが図７の矢印方向に回動せしめられる。
【０１３６】
一端をフィルター巻き取り軸１３１ａに固定された静電フィルター１３０は、巻き取られることになり、中継回転軸１３４ａ、１３４ｂ、走行量モニター軸１３５を経て、フィルター巻き取り軸１３１ｂを回転させ、静電フィルター１３０がフィルター巻き取り軸１３１ａから引き出される。
【０１３７】
この一連の動作により、開口部２０２と対向する位置にあった静電フィルター１３０の埃が吸着され堆積した部分は送られて、静電フィルター１３０の未使用の部分が開口部２０２の対向する位置に配置される。
【０１３８】
このとき、フィルター巻き取り軸１３１ａ端部に設けられた巻き取り軸ギヤ２０８が回転することで、ブラシ中継ギヤ２０７を経由してブラシギヤ２０６が駆動せしめられる。
【０１３９】
これによって回転ブラシ２０４が回転し、その回転方向は静電フィルター１３０が送られる方向と逆方向であるため、フィルター上の埃が掻き取られる。
【０１４０】
掻き取られた埃は、埃よけケース２０５の開口２０５ａを経て、粉塵収納部２０９に納められる。
【０１４１】
一方、静電フィルター１３０の送り量に合わせた走行量モニター軸１３５の回転数を読みとるパターン検出センサー１５１の出力パルスを、制御回路が決められた量だけ読みとると、ＤＣモーター２１８を制止する。
【０１４２】
この送り量は、開口２０２に露出して埃が付着した部分が、回転ブラシ２０４の接触位置に至る量と同等、あるいはそれ以上が望ましい。
【０１４３】
その後、ＤＣモーター２１８を反転動作せしめる。これにより、ウォーム２１７、第三減速ギヤ２１６が逆回動する。これにより、切り替えギヤ２１５ｂは図１０において第三減速ギヤ２１６の回転軸中心に振られて、図１０の位置に至り、動力を第二減速ギヤ２１４ｂに伝えることで、中継ギヤ２１３ｂ、第一減速ギヤ２１２ｂを介してギヤ２１１ｂを回転せしめる。
【０１４４】
連結部１４２ｂが挿入された凹部１４１ｂを介して、フィルター巻き取り軸１３１ｂが、図７の矢印の方向に回動せしめられる。これにより、一端をフィルター巻き取り軸１３１ｂに固定された静電フィルター１３０は巻き取られることになり、走行量モニター軸１３５、中継回転軸１３４ａ、１３４ｂを経て、フィルター巻き取り軸１３１ａを回転させ、静電フィルター１３０を引き戻す。
【０１４５】
この動作により、巻き取り軸ギヤ２０８が回転することで、ブラシ中継ギヤ２０７を経由してブラシギヤ２０６が駆動せしめられる。
【０１４６】
これによって回転ブラシ２０４が逆回転する。その回転方向は静電フィルター１３０が巻き戻される方向と逆方向で、フィルター上の埃が再度掻き取られる。
【０１４７】
ここでも掻き取られた埃は、埃よけケース２０５の開口２０５ａを経て、粉塵収納部２０９に納められる。
【０１４８】
そして、静電フィルター１３０は開口部２０２の位置に戻る。これにより通気性を改善することができ、また、静電気による吸着効果も回復するため、再び同じ箇所を使用することができる。
【０１４９】
ただし、静電フィルター１３０は繰り返し使用されることで繊維の脱落など劣化することから、フィルターが巻き上げられる際の送り量をＬａ、巻き戻しの際の送り量をＬｂとしたとき、以下の関係にあることが望ましい。
【０１５０】
Ｌａ≧Ｌｂ
また、フィルターが巻き上げられる際の送り量Ｌａは、フィルターの送り方向における小型筐体の開口部長さＬｃに対しても、以下のような関係にあることが望ましい。
【０１５１】
Ｌａ≧Ｌｃ
ここでも走行量モニター軸１３５は、静電フィルター１３０の動きが確実に感知する必要があることから、押圧バネ１４９を設けることが望ましい。
【０１５２】
また、走行量モニター軸１３５は、必ずしもこの位置ではなくても構成可能であり、中継回転軸１３４ａや中継回転軸１３４ｂに置き換えることも可能である。
【０１５３】
また、フィルター送り機構もここで記載した構成に縛られるものではなく、モーターの種類は言うまでもなく、ステッピングモーターなど他の駆動手段に置き換え可能である。
【０１５４】
本実施の形態でも、走行量モニター軸１３５の回転検出手段として、フォトセンサーを用いたが一般的な接触式のスイッチを用いることも、非接触式のホール素子のようなものにも置き換え可能であることは言うまでもない。
【０１５５】
また、静電フィルター１３０を送る時期をタイマーで決めていたが、フィルターを通過する風量を検知するように風量センサーを設けて、これの出力によってフィルターの目詰まり具合を検知し、制御することも可能である。
【０１５６】
粉塵収納部２０９には、図７の紙面と平行な方向に複数の小型隔壁が設けられて、粉塵収納部を複数の小部屋に仕切ることも有効である。これによれば、装置の姿勢差によって粉塵の溜まる方向が一方向となり、粉塵の堆積で回転ブラシ２０４の動作に影響を与えにくくする事で、有効に粉塵収納部を使用することができる。
【０１５７】
また、静電フィルター１３０は帯電繊維面と網面からなり、ブラシが接触する面（図７での上方向）は、網面になる様配置されている。このようにすることで、ブラシとの摩擦によるフィルター面の劣化を最小限に抑えることができる。
【０１５８】
なお、これらの実施の形態では、粉塵捕捉用フィルターとして、静電フィルターを例に挙げたが、静電フィルターは比較的高価なことから、巻き取り可能なフィルター材料、例えば、繊維間に開口がある布の様なものでも応用可能である。ただし集塵性は静電フィルターに比べて劣ってしまうことから、フィルターの送り方等については、フィルター特性に合わせて最適化していくことが必要である。
【０１５９】
以上、これらの実施の形態の説明で明らかなように、本発明により、集塵フィルターが長時間使用可能になり、しかも小型に構成でき、例えばエアコンなどで導入されている自動清掃タイプのものよりも簡単で安価な構成で実現することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【０１６０】
本発明にかかる粉塵捕捉装置および投写型画像表示装置は、フィルター量を増やしたり、装置を大きくすることなく、埃の多い環境でも、フィルターの交換回数を少なくすることができるので、天吊り用途等で、かつ埃の多い環境で使用されるプロジェクタ等の投写型画像表示装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１６１】
【図１】本発明の第１の実施の形態による投写型画像表示装置の全体平面構成図
【図２】同粉塵捕捉部の構造図
【図３】同可動ブラシの外観斜視図
【図４】同フィルター送り機構を示す概略構成図
【図５】同フィルター清掃部の動作説明図
【図６】本発明の第２の実施の形態による投写型画像表示装置の全体平面構成図
【図７】同粉塵捕捉部の構造図
【図８】同回転ブラシの外観斜視図
【図９】同巻き上げ状態での駆動部構成図
【図１０】同巻き戻し状態での駆動部構成図
【符号の説明】
【０１６２】
１０１ 光源
１０２ 反射鏡
１０３ 光学ユニット
１０４、１０５ ダイクロイックミラー
１０６、１０７、１０８ 全反射ミラー
１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂ 入射側偏光板
１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ 液晶パネル
１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂ 出射側偏光板
１１２Ｒ、１１２Ｂ ダイクロイック反射膜
１１３ 合成プリズム
１１４ 投写レンズ
１１６ 電源
１１７ 吸気ファン
１１８ 筐体
１１９ 吸気口（第１の吸気口）
１２０ 粉塵捕捉部
１２１ 光学ユニットダクト
１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂ 開口
１２３ 排気ファン
１２４ 排気口（第２の吸気口）
１２５ 窓部材
１２６ 吸気ダクト
１２７、１２８、１２９ 緩衝材
１３０ 静電フィルター
１３１ａ、１３１ｂ フィルター巻き取り軸
１３２ 小型筐体
１３３ 開口部
１３４ａ、１３４ｂ 中継回転軸
１３５ 走行量モニター軸
１３６ 隔壁
１３７ 固定ブラシ
１３８ 可動ブラシ
１３９ 接触部
１４０ 搬送部
１４１ａ、１４１ｂ フィルター巻き取り軸凹部
１４２ａ、１４２ｂ 連結部
１４４ 粉塵収納部
１４３ａ、１４３ｂ 軸
１４５ａ、１４５ｂ、１４６ａ、１４６ｂ ギヤ
１４７ａ、１４７ｂ ステッピングモーターユニット
１４９ 押圧バネ
１５０ 回転検出反射パターン
１５１ パターン検出センサー
１５２ 装置本体壁
１５３ 押し戻しバネ
１５４ 固定壁
２０１ 小型筐体
２０２ 開口部
２０３ａ、２０３ｂ 隔壁
２０４ 回転ブラシ
２０５ 埃よけケース
２０５ａ 開口
２０６ ブラシギヤ
２０７ ブラシ中継ギヤ
２０８ 巻き取り軸ギヤ
２０９ 粉塵収納部
２１０ 蓋
２１１ａ、２１１ｂ ギヤ
２１２ａ、２１２ｂ 第一減速ギヤ
２１３ａ、２１３ｂ 中継ギヤ
２１４ａ、２１４ｂ 第二減速ギヤ
２１５ａ、２１５ｂ 切り替えギヤ
２１６ 第三減速ギヤ
２１７ ウォーム
２１８ ＤＣモーター
２１９ 切り替えギヤ支持腕部
【技術分野】
【０００１】
本発明は静電フィルターを用いた粉塵捕捉装置、および粉塵捕捉装置を有する投写型画像表示装置に関し、詳しくは、静電フィルターを自動的に更新、清掃する機能を備えた粉塵捕捉装置、および投写型画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタなどの投写型画像表示装置は、ランプなどの光源からの強力光を液晶パネルやＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）などの画像表示素子に集光し、この光を入力した画像信号にあわせて変調し、この画像表示素子上の画像を拡大投写して大画面を得るものである。
【０００３】
ここで、強力な光にさらされる画像表示素子、光源自身、装置電源等は発熱が大きく、適切な冷却がなされないと熱的に破壊されてしまうおそれがある。このため、投写型画像表示装置は、ファンにより吸気口から外気を装置内に導入し、装置内を冷却する構成を取っているのが一般的である。
【０００４】
しかしながら、外気を導入する際に一緒に粉塵を装置外部から導いてしまい、それが画像表示素子やプリズムなどの光学部品、光源周辺に付着することで、明るさ低下や色むらの発生源になっている。
【０００５】
このため、吸気口に外気中の粉塵を捕捉するためのフィルターを配置しているが、主流のウレタンフィルターの場合、数百時間毎でのフィルター洗浄が必要であり、また、より小さな粉塵を集塵可能な静電フィルターの場合は洗浄が出来ないことから、数百時間毎に新品交換を求められている。
【０００６】
しかしながら、投写型画像装置の多くは天吊り用途で、高所であるなど簡単にフィルター交換が出来る設置状態ではないこともあり、常に適切な状態に有るとは言えない。
【０００７】
また、ウレタンフィルターは、物理的に小さな開口に粉塵を引っかけて侵入を抑えるが、１０μｍを下回る大きさの粉塵を防ぐことは出来ない。よって黄砂やたばこの粒子などの侵入を阻止できない。
【０００８】
一方、静電フィルターは、開口は大きく圧力損失を抑えながらも、粉塵は静電気で捕集するので小さな埃まで捕捉できる。
【０００９】
上記のような状況から、例えば、特許文献１では類似の課題に対して以下のような構造の提案がされている。
【００１０】
これに依れば、オゾン脱臭装置の静電フィルターを帯状に長く形成して２つの回転ローラに巻き取り自在に張設し、静電フィルターが巻かれた方の回転ローラから、もう一方の回転ローラに、駆動モーターにより、静電フィルターを脱臭運転時間に応じて自動的に巻き取っている。
【００１１】
このように、巻き取り式の静電フィルターを使用し、かつ運転時間に応じて巻き取ることで、フィルターの交換回数を減らすことができる。
【特許文献１】特開平５−４９８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記特許文献１の構成をプロジェクタに応用すれば、同様に、フィルター交換時間を延ばすことが出来ると考えられるが、静電フィルター自身は捕捉能力を残していても、多量の粉塵が付着すると静電気による効果が得られなくなり、粉塵は捕捉されず装置内に侵入してしまう。
【００１３】
このため、埃の多い環境では、フィルターの収納スペースを大きくしない限り、短期間での静電フィルターの交換が必要になる。
【００１４】
しかしながら、フィルターの収納スペースを大きくすれば投写型画像装置自身も大きくなり、また、フィルターの使用量も多くなり、昨今の省スペース化、省資源化に逆行する。
【００１５】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、フィルター量を増やしたり、装置自身を大きくすることなく、埃の多い環境でも、フィルターの交換回数を少なくすることができる粉塵捕捉装置および投写型画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために本発明にかかる粉塵除去装置は、ロール状のフィルターと、前記フィルターの両端に配置される第１と第２のフィルター巻き取り軸と、前記第１と第２のフィルター巻き取り軸間に設けられ、前記フィルターと接触するように設けられたブラシと、前記第１と第２のフィルター巻き取り軸により、前記フィルターを巻き上げ巻き戻し可能な送り機構と、前記送り機構を制御する送り制御部とを備え、前記送り制御部は、前記第１のフィルター巻き取り軸で前記フィルターを第１の所定量巻き上げた後、再び第２の所定量だけ前記第２のフィルター巻き取り軸で巻き戻すように前記送り機構を制御することを特徴として構成される。
【００１７】
また、少なくとも前記フィルターと、前記第１と第２のフィルター巻き取り軸と、前記ブラシとを収納するとともに、前記第１と第２のフィルター巻き取り軸間に前記フィルター面と対向する開口部を有する小型筐体を備えたことを特徴として構成される。
【００１８】
ここで、前記フィルターが巻き上げられる際の送り量をＬａ、巻き戻しの際の送り量をＬｂとしたときに、以下のような関係が成り立つことを特徴として構成できる。
【００１９】
Ｌａ≧Ｌｂ
また、前記フィルターが巻き上げられる際の送り量をＬａ、前記フィルターの送り方向における前記小型筐体の開口部長さをＬｃとすると以下のような関係が成り立つことを特徴として構成できる。
【００２０】
Ｌａ≧Ｌｃ
また、前記ブラシは、前記小型筐体の開口部の前記第１のフィルター巻き取り軸側端から、前記第１のフィルター巻き取り軸間に配置されていることを特徴として構成されている。
【００２１】
また、前記ブラシは、前記フィルターの走行方向と同方向に直線状に配置されて構成できる、または、前記ブラシは、前記フィルターの走行方向と直交する方向に回転軸を備えた軸上に備えられていることを特徴としている。
【００２２】
また、前記ブラシは、前記フィルターの走行方向と逆方向に回転することを特徴とすることで埃除去効果向上を狙う。
【００２３】
あるいは、前記ブラシは、移動可能な第１のブラシと固定された第２のブラシとからなり、前記第１のブラシは前記フィルターの移動に伴って移動し、前記第２のブラシの先端部と接触するように構成されたことを特徴とする。
【００２４】
また、前記第１のブラシは、前記第２のフィルター巻き取り軸で前記フィルターを巻き戻す間に移動が停止されて、前記フィルターの表面に付着した塵埃を取り込むことを特徴とする構成も可能である。
【００２５】
また、前記第１のブラシは、前記第１のフィルター巻き取り軸で前記フィルターを巻き上げる際に前記フィルターの移動に伴って移動し、一旦前記第２のブラシ位置を通過し、次の前記第２のフィルター巻き取り軸で前記フィルターを巻き戻す際に前記フィルターの移動に伴って移動し、前記第２のブラシと接触し、取り込んだ塵埃を除去することを特徴とする。
【００２６】
また、前記第１のブラシと第２のブラシは、起毛が倒れたマジックブラシであることを特徴とする。
【００２７】
また、前記小型筐体は、前記フィルターの収納位置と隔壁で分離された粉塵収納部を備えたことを特徴とする。
【００２８】
また、前記ブラシと粉塵収納部との間に隔壁が設けられていることを特徴とする。
【００２９】
また、前記粉塵収納部には仕切が複数設けられており、粉塵が一方向に堆積しないように配置されていることを特徴とする。
【００３０】
また、前記粉塵収納部に設けられた複数の仕切は前記ブラシの回転軸方向と直交する方向に設けられることを特徴とする。
【００３１】
また、回転小型筐体の回転粉塵収納部に開閉可能な粉塵排出口が設けられたことを特徴とする。
【００３２】
また、前記塵埃捕捉フィルターは静電フィルターであることを特徴とする。
【００３３】
また、静電フィルターは帯電繊維面と網面からなり、ブラシが接触する面は前記網面になるように構成されていることを特徴とする。
【００３４】
少なくとも吸気口、排気口を有する筐体と、空気を吸入または排出する送風部と、光源部と、画像形成部と、投写光学系と、電源部とからなり、上記粉塵捕捉装置が備えられていることを特徴として投写型画像表示装置を構成できる。
【００３５】
また、前記粉塵捕捉装置を投写型画像表示装置本体から着脱可能にしたことを特徴とする。
【００３６】
また、投写型画像表示装置の吸気口と前記粉塵捕捉装置の前記小型筐体の開口部の大きさが略等しいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、静電フィルターで微小な粉塵まで除去可能な上、長時間の使用でもフィルターは常に自動更新、清掃されて良好な状態に有ることから、維持管理に手間をかけることなく長時間粉塵除去性能を維持可能とすることができる。
【００３８】
特に天吊りなど高所への設置が多い投写型画像表示装置では、維持費をかけずに高画質を提供可能に出来る。
【００３９】
同時に、フィルター容量を増やすことなく収納性にも優れているので、小型化や機種展開にも対応が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の最良の実施の形態について、図１〜図１０を用いて説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態による投写型画像表示装置の全体平面構成図を図１に示す。本発明は光学構成についての提案ではなく、光学構成については一般的なものであるので、以下に簡単に述べる。
【００４２】
図において、光源１０１から出射された光は、反射鏡１０２により前方に出射せしめられ、光学ユニット１０３に入射する。
【００４３】
光学ユニット１０３への入射光は、ダイクロイックミラー１０４、１０５、全反射ミラー１０６、１０７、１０８を経て、赤、緑、青の色光に分離された後、入射側偏光板１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂ、液晶パネル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ、出射側偏光板１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂによって、図にはない外部からの入力信号によって強度変調せしめられる。
【００４４】
これらの光は、ダイクロイック反射膜１１２Ｒ、１１２Ｂを備えた合成プリズム１１３で一光路上に合成され、投写レンズ１１４に入射する。
【００４５】
この投写レンズ１１４は、液晶パネル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ上の画像を装置前方に配置されたスクリーン（図示せず）に拡大投写可能に設計、設置されている。
【００４６】
この画像表示は、黒表示のためには光源１０１からの光を入射側偏光板１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂ、出射側偏光板１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂで吸収する必要があり、このため、これらの偏光板は高温を発することになる。
【００４７】
一方で、これらの偏光板は主に有機材料からなっているので、適切な温度にまで冷却しないと変質し、制御できない画像となり、投写型画像表示装置が使用不能に陥る。
【００４８】
装置内には、この他に発光時１０００度にもなる光源１０１の管球や、周辺の機構部品、光源の点灯や画像表示のための電源１１６も、自己発熱が大きく、これらの信頼性を確保するためには冷却手段が必要となる。
【００４９】
本実施の形態に於いては、送風部である吸気ファン１１７によって、筐体１１８の側面に設けられた吸気口１１９、粉塵捕捉部１２０を経て外気（比較的温度の低い空気）をセット内に導く。
【００５０】
吸気ファン１１７で吸入された空気は、ファン吹き出し口に密着して配置されている光学ユニットダクト１２１に導かれる。
【００５１】
光学ユニットダクト１２１は、入射側偏光板１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂ、液晶パネル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ、出射側偏光板１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂの下部に相当する位置に、開口１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂを備えている。
【００５２】
これらの開口１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂから吹き出された空気は、入射側偏光板１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂ、液晶パネル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ、出射側偏光板１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂ等の熱を奪った後、排気ファン１２３によって排出される過程で、光源１０１や、その周辺の機構部品、電源１１６の熱をも奪う。
【００５３】
排気ファン１２３に至った空気は、筐体１１８の側面に設けられた排気口１２４を経て、装置外に排出される。
【００５４】
このように、外気導入による冷却を行うため、外気と共に外部の粉塵を吸入してしまい、その粉塵が液晶パネル周辺や光源部に付着し、輝度の早期低下を起こす、あるいは投写像に色むらが生じるなどの不具合をなくすため、吸気口１１９から吸気ファン１１７に至るまでの間に粉塵捕捉部１２０を設けていた。
【００５５】
また、投写レンズ１１４も完全に筐体１１８内に収容し、光透過部には窓部材１２５が筐体に隙なく貼られ、吸気口１１９と粉塵捕捉部１２０の間、粉塵捕捉部１２０と吸気ファン１１７を覆う吸気ダクト１２６の間、排気口１２４と排気ファン１２３との間には空気を通さない緩衝材１２７、１２８、１２９が設けられて、他の隙間から粉塵が入り込まない筐体構造とし、必ず粉塵捕捉部１２０を経て吸入されるように空気を制御可能にしている。
【００５６】
以下に図２を用いて粉塵捕捉部１２０の構造について説明する。
【００５７】
粉塵捕捉部１２０は、粉塵捕捉フィルター部と、フィルター清掃部と、フィルター送り機構とフィルター送り量検出手段を含む送り機構制御部とから構成されている。
【００５８】
粉塵捕捉フィルター部は、ロール形態の静電フィルター１３０と、静電フィルター両端に配置されるフィルター巻き取り軸１３１ａ、１３１ｂと、これらの部品を収納し、フィルター送り機構との連結部を備える小型筐体１３２とから構成される。
【００５９】
小型筐体１３２は、フィルター巻き取り軸１３１ａ、１３１ｂ間において、筐体吸気口１１９とほぼ同じ大きさで、筐体吸気口１１９からの空気を流入せしめるための開口部１３３を有している。
【００６０】
そして、２つのフィルター巻き取り軸１３１ａ、１３１ｂの間には、静電フィルター１３０をガイドする中継回転軸１３４ａ、１３４ｂ、走行量モニター軸１３５が配置されている。
【００６１】
フィルター清掃部は、粉塵捕捉フィルター部と空間を仕切り、粉塵収納部１４４を形成する隔壁１３６と、隔壁１３６の一部に取り付けられた固定ブラシ１３７と、固定ブラシ１３７に対向する可動ブラシ１３８とから構成される。
【００６２】
可動ブラシ１３８は、図３の外観斜視図にあるように、静電フィルター１３０と安定した摩擦を得るための接触部１３９を備えた搬送部１４０上に設けられており、搬送部１４０は、静電フィルター１３０との摩擦により、静電フィルター１３０の動作に合わせて可動に設けられている。
【００６３】
フィルター送り機構は、フィルター巻き取り軸１３１ａ、１３１ｂと、駆動部との連結部と、モーターを含む駆動部とから構成されている。
【００６４】
図４はフィルター送り機構を示す概略構成図である。
【００６５】
図４にあるように、フィルター巻き取り軸１３１ａ、１３１ｂの端部には、凹部１４１ａ、１４１ｂが設けられており、この凹部１４１ａ、１４１ｂには、連結部１４２ａ、１４２ｂが挿入され連結されている。
【００６６】
この連結部１４２ａ、１４２ｂにより、静電フィルター１３０が収納された小型筐体１３２を装置本体に対して着脱可能にすることができる。
【００６７】
連結部１４２ａ、１４２ｂには、軸１４３ａ、１４３ｂを介してギヤ１４５ａ、１４５ｂが固定されている。
【００６８】
このギヤ１４５ａ、１４５ｂは小型ギヤ１４６ａ、１４６ｂを介してステッピングモーターユニット１４７ａ、１４７ｂにそれぞれ接続されている。このステッピングモーターユニット１４７ａ、１４７ｂには、図にはないクラッチが内蔵されており、モーター通電時はギヤトレインはロックされ有効になるが、モーター通電時外ではギヤトレインが切断され、フィルター巻き取り軸側が外部力により回転自由となる。また、これらは図にはない駆動回路によって制御されている。
【００６９】
フィルター送り量検出手段は、図２にあるように、走行量モニター軸１３５上を走行する静電フィルター１３０が密着するように押圧バネ１４９を備えており、静電フィルター１３０が巻き上げられた際には、静電フィルター１３０の移動に合わせて走行量モニター軸１３５が回転する。
【００７０】
この構成に依れば、静電フィルター１３０を巻き上げて行く内に、巻き取り軸１３１ｂに巻かれているフィルターの巻径が変わった場合、一定量フィルターを送るのにかかる時間は大きく変わるが、走行量モニター軸１３５の回転は、常にフィルター送り量に合わせた回転数となっている。
【００７１】
これを生かして図４に有るように、小型筐体１３２の底部から突出した走行量モニター軸１３５の端には回転検出反射パターン１５０が設けられており、対向する位置にフォトセンサーであるパターン検出センサー１５１が、装置本体壁１５２に固定して構成されている。
【００７２】
これによって、静電フィルター１３０の送り量をパターン検出センサー１５１のパターン検出出力によって把握することが出来る。
【００７３】
この出力読み取りと、ステッピングモーターユニット１４７ａと、制御回路に備えられたタイマーを連動させることで、常に静電フィルター１３０の送り量を適切な状態に管理することが可能となる。
【００７４】
静電フィルターは、初期は高い集塵性能を備え、通気量も比較的多いが、粉塵が多く付着すると急激に通気性が悪くなり圧力損失が大きくなり、冷却性能が落ちるという課題があった。
【００７５】
また、静電フィルター自身は吸着能力を残していても、粉塵が多く付着することによって、静電気による吸着効果が弱まるという課題があった。
【００７６】
本実施の形態に依れば、長時間使用の際にも適切な制御を行うことで、自動的に高い集塵性能を実現することが出来る。以下その動作原理を述べる。
【００７７】
本体に対して着脱可能に設計された粉塵捕捉部１２０の小型筐体１３２を、投写型画像表示装置本体の吸気口１１９に装着した状態で、投写型画像表示装置を動作せしめる。
【００７８】
投写型画像表示装置の使用を続けると、冷却のための外気と共に周囲の粉塵が吸引され、吸気口１１９から流入し、小型筐体１３２の開口部１３３を経て、粉塵捕捉フィルター部の静電フィルター１３０に捉えられる。
【００７９】
そして、長期間の使用により粉塵が堆積すると、通気を妨げるので、本実施の形態では、一定時間ごとに、制御回路に設けられたタイマーにより、ステッピングモーターユニット１４７ａを動作せしめ、これにより、小型ギヤ１４６ａ、ギヤ１４５ａが回動される。
【００８０】
そして、連結部１４２ａが挿入された凹部１４１ａを介して、フィルター巻き取り軸１３１ａが図２の矢印方向に回動せしめられる。
【００８１】
一端をフィルター巻き取り軸１３１ａに固定された静電フィルター１３０は、巻き取られることになり、中継回転軸１３４ａ、１３４ｂ、走行量モニター軸１３５を経て、フィルター巻き取り軸１３１ｂを回転させ、静電フィルター１３０がフィルター巻き取り軸１３１ａから引き出される。
【００８２】
この一連の動作により、開口部１３３と対向する位置にあった静電フィルター１３０の埃が吸着され堆積した部分は送られて、静電フィルター１３０の未使用の部分が開口部１３３の対向する位置に配置される。
【００８３】
このとき、静電フィルター１３０に接触している接触部１３９を備えた搬送部１４０は、図２において右方向に移動する。同時に、搬送部１４０に備えられた可動ブラシ１３８も同じ方向に移動することになる。
【００８４】
ここからは、図５のフィルター清掃部の動作説明図を用いて説明する。
【００８５】
図５（ａ）にあるように、可動ブラシ１３８は、静電フィルター１３０の移動に伴い、右方向に移動し、隔壁１３６に設けられた固定ブラシ１３７に接触する。
【００８６】
その後、図５（ｂ）にあるように、固定ブラシ１３７上を行き過ぎる位置に至った時点で押し戻しバネ１５３によって制動される。
【００８７】
一方、静電フィルター１３０の送り量に合わせた走行量モニター軸１３５の回転数を読みとるパターン検出センサー１５１の出力によって、制御回路は、少なくとも可動ブラシ１３８が押し戻しバネ１５３に接触し、かつ、開口部１３３に覗く静電フィルター１３０の面がすべて新しい面に切り替わっている状態で、ステッピングモーターユニット１４７ａを止めて、ステッピングモーターユニット１４７ｂを駆動する。
【００８８】
ステッピングモーターユニット１４７ｂにより、小型ギヤ１４６ｂ、ギヤ１４５ｂが回動し、連結部１４２ｂが挿入された凹部１４１ｂを介して、フィルター巻き取り軸１３１ｂが図２の矢印方向に回動せしめられる。
【００８９】
一端をフィルター巻き取り軸１３１ｂに固定された静電フィルター１３０は、巻き戻されることになり、走行量モニター軸１３５、中継回転軸１３４ａ、１３４ｂを経て、フィルター巻き取り軸１３１ａを回転させ、静電フィルター１３０を引き戻す。
【００９０】
ちなみに、このとき、フィルター巻き取り軸１３１ａに連携する軸１４３ａを介しギヤ１４５ａ，小型ギヤ１４６ａも回動する。これはステッピングモーターユニット１４７ａでギヤトレインは切断されていることで可能になる。
【００９１】
この動作により、巻き戻される静電フィルター１３０に接触する接触部１３９を備えた搬送部１４０に備えられた可動ブラシ１３８は、図５（ｃ）にあるように、左方向に移動し、隔壁１３６に設けられた固定ブラシ１３７に接触することで、ブラシ上の埃を落としながら、図２の位置まで戻る。
【００９２】
この状態で固定壁１５４により搬送部１４０は移動を停止させられるが、静電フィルター１３０はさらに移動を続けるため、静電フィルター１３０上の埃は可動ブラシ１３８により落とされ、隔壁１３６によって粉塵捕捉フィルター部と仕切られた粉塵収納部１４４内に取り込まれることで埃が除去される。
【００９３】
これにより静電フィルター１３０の通気性を改善する事ができ、また、静電気による吸着効果も回復するため、再び同じ箇所を使用することができる。
【００９４】
ここで、可動ブラシ１３８は斜めに植毛されたマジックブラシであり、その植毛の方向は、静電フィルター１３０の巻き戻し方向（図２における左方向）に逆行する方向であることが望ましい。
【００９５】
このとき静電フィルター１３０の巻き上げ量と巻き戻し量は、両者が等しい場合でも構成可能であるが、再使用するフィルターの集塵性能はより劣化することから、フィルターが巻き上げられる際の送り量をＬａ、巻き戻しの際の送り量をＬｂとしたとき、以下の関係にあることが望ましい。
【００９６】
Ｌａ≧Ｌｂ
また、フィルターが巻き上げられる際の送り量Ｌａは、フィルターの送り方向における小型筐体の開口部長さＬｃに対しても、以下のような関係にあることが望ましい。
【００９７】
Ｌａ≧Ｌｃ
走行量モニター軸１３５は、静電フィルター１３０の動きを確実に感知する必要があることから押圧バネ１４９を設けることが望ましい。
【００９８】
また、走行量モニター軸１３５は、必ずしもこの位置ではなくても構成可能であり、中継回転軸１３４ａや中継回転軸１３４ｂに置き換えることも可能である。
【００９９】
また、搬送部１４０の接触部１３９は、図にあるようなものに限らず、摩擦を有する材料であれば良い。ただし、静電フィルター１３０が図２の位置に戻った後に、接触部１３９がスリップすることになるので、このとき静電フィルター１３０を痛めない材料であることが望ましい。
【０１００】
また、フィルター送り機構も、ここで記載した構成に縛られるものではなく、モーターの種類は言うまでもなく、後に示すように、モーターを１つにして、駆動系を切り替えるようにしても構成できる。
【０１０１】
走行量モニター軸１３５の回転検出手段として、フォトセンサーを用いたが、一般的な接触式のスイッチを用いることも、非接触式のホール素子のようなものに置き換えることも可能であることは言うまでもない。
【０１０２】
また、静電フィルター１３０を送る時期をタイマーで決めていたが、フィルターを通過する風量を検知するように風量センサーを設けて、風量センサーの出力によってフィルターの目詰まり具合を検知し、制御することも可能である。
【０１０３】
また、本実施の形態では、粉塵を捕捉するフィルターとして静電フィルターを例に挙げたが、静電フィルターは比較的高価なことから、巻き取り可能なフィルター材料、例えば、繊維間に開口がある布の様なものでも応用可能である。ただし集塵性は静電フィルターに比べて劣ってしまうことは言うまでもない。
【０１０４】
隔壁１３６で仕切られることで形成される粉塵収納部１４４には、図５の紙面と平行な方向に複数の小型隔壁が設けられて、粉塵収納部１４４を複数の小部屋に仕切ることも有効である。これによれば、装置の姿勢差によって粉塵の溜まる方向が一方向となり、粉塵の堆積で搬送部１４０の動作に影響を与えにくくする事で、有効に粉塵収納部１４４を使用することができる。
【０１０５】
また、静電フィルター１３０は帯電繊維面と網面からなり、ブラシが接触する面（図５での上方向）は、網面になる様配置されている。このようにすることで、ブラシとの摩擦によるフィルター表面の劣化を最小限に抑えることができる。
【０１０６】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態による投写型画像表示装置の全体平面構成図を図６に示す。本実施の形態では、光学構成等については、第１の実施の形態とほぼ同様であり、同じ箇所については同一の番号を付し、説明を省略する。
【０１０７】
実施の形態１と異なるところは、粉塵捕捉部１２０が粉塵捕捉部２００に変った点である。
【０１０８】
以下に図７を用いて、粉塵捕捉部２００の構造について説明する。
【０１０９】
図において、粉塵捕捉部２００は、粉塵捕捉フィルター部と、フィルター清掃部と、フィルター送り機構とフィルター送り量検出手段を含む送り機構制御部とから構成される。
【０１１０】
粉塵捕捉フィルター部は、ロール形態の静電フィルター１３０と、静電フィルター両端に配置されるフィルター巻き取り軸１３１ａ、１３１ｂと、これらの部品を収納し、フィルター送り機構との連結部を備える小型筐体２０１とから構成される。
【０１１１】
小型筐体２０１は、フィルター巻き取り軸１３１ａ、１３１ｂ間において、筐体吸気口１１９とほぼ同じ大きさで、筐体吸気口１１９からの空気を流入せしめるための開口部２０２を有している。
【０１１２】
そして、２つのフィルター巻き取り軸１３１ａ、１３１ｂの間には、静電フィルター１３０をガイドする中継回転軸１３４ａ、１３４ｂ、走行量モニター軸１３５が配置されている。
【０１１３】
フィルター清掃部は、粉塵捕捉フィルター部と空間を仕切る隔壁２０３ａ、２０３ｂと、フィルター巻き取り軸１３１ａに連動して回転可能に設けられた回転ブラシ２０４と、この回転ブラシ２０４を覆うように設けられた埃よけケース２０５とから構成されている。
【０１１４】
回転ブラシ２０４は、図８の外観斜視図にあるように、端部にブラシギヤ２０６が設けられており、ブラシ中継ギヤ２０７を経由して、フィルター巻き取り軸１３１ａの端部に設けられた巻き取り軸ギヤ２０８に繋がっている。
【０１１５】
これにより、静電フィルター１３０を巻き上げた場合に、フィルターが送られる方向と逆方向に回転ブラシ２０４が回転し、図にあるように中継回転軸１３４ａ、１３４ｂ間を走行するフィルター上の埃を除去する構成になっている。
【０１１６】
埃よけケース２０５の隔壁２０３ａ、２０３ｂ近傍には開口２０５ａが設けられており、回転ブラシ２０４によって除去された埃がここを通って、隔壁２０３ａ、２０３ｂによって仕切られた粉塵収納部２０９に納められる。
【０１１７】
小型筐体２０１の粉塵収納部２０９を構成する壁面の一部は、脱着可能な蓋２１０を備えており、埃除去を容易にしている。
【０１１８】
フィルター送り機構は、フィルター巻き取り軸１３１ａ、１３１ｂと、駆動部との連結部と、モーターを含む駆動部とから構成されている。
【０１１９】
実施の形態１と同様に、フィルター巻き取り軸１３１ａ、１３１ｂの端部には、凹部１４１ａ、１４１ｂが設けられており、この凹部１４１ａ、１４１ｂには、連結部１４２ａ、１４２ｂが挿入され連結されている。
【０１２０】
この連結部１４２ａ、１４２ｂにより、静電フィルター１３０が収納された小型筐体２０１を装置本体に対して着脱可能にすることができる。
【０１２１】
連結部１４２ａ、１４２ｂには、軸１４３ａ、１４３ｂを介してギヤ２１１ａ、２１１ｂが固定されている。
【０１２２】
以下、図９の構成図を用いて駆動系を説明する。ただし、この図では簡略にギヤの外形をピッチ円直径で示している。
【０１２３】
フィルター巻き取り軸１３１ａに連結するギヤ２１１ａは、第一減速ギヤ２１２ａ、中継ギヤ２１３ａ、第二減速ギヤ２１４ａ、切り替えギヤ２１５ａ、第三減速ギヤ２１６、ウォーム２１７を介して、ＤＣモーター２１８に接続されている。
【０１２４】
ちなみに、切り替えギヤ２１５ａは、第三減速ギヤ２１６と同軸上に回転中心を持ち、他端に切り替えギヤ２１５ｂを持つ腕部２１９に支持されており、図９においてＤＣモーター２１８が回転し、ウォーム２１７に連結する第三減速ギヤ２１６が左回転せしめられる。
【０１２５】
この際に、第三減速ギヤ２１６は、図９の位置に来ることで、ＤＣモーター２１８からの動力を伝達し、フィルター巻き取り軸１３１ａを回転することで、軸上に固定された静電フィルター１３０を巻き上げることができる。
【０１２６】
一方、フィルター巻き取り軸１３１ｂに連結するギヤ２１１ｂは、第一減速ギヤ２１２ｂ、中継ギヤ２１３ｂ、第二減速ギヤ２１４ｂ、切り替えギヤ２１５ｂ、第三減速ギヤ２１６、ウォーム２１７を介して、ＤＣモーター２１８に接続されている。
【０１２７】
フィルター巻き戻しの状況は、図１０の構成図で以下説明する。
【０１２８】
ＤＣモーター２１８が、巻き上げ時とは逆方向に回転し、ウォーム２１７に連結する第三減速ギヤ２１６が右回転せしめられる。
【０１２９】
この際に、第三減速ギヤ２１６は、図１０の位置に来ることで、ＤＣモーター２１８からの動力を伝達し、フィルター巻き取り軸１３１ｂを回転することで、軸上に固定された静電フィルター１３０を巻き戻すことができる。
【０１３０】
ここで、フィルター送り量検出手段については実施の形態１と同じ構成なので説明は割愛する。以下動作原理を述べる。
【０１３１】
本体に対して着脱可能に設計された粉塵捕捉部２００の小型筐体２０１を、投写型画像表示装置本体の吸気口１１９に装着した状態で、投写型画像表示装置を動作せしめる。
【０１３２】
投写型画像表示装置の使用を続けると、冷却のための外気と共に周囲の粉塵が吸引され、吸気口１１９から流入し、小型筐体２０１の開口部２０２を経て、粉塵捕捉フィルター部の静電フィルター１３０に捉えられる。
【０１３３】
そして、長期間の使用により粉塵が堆積すると、通気を妨げるので、本実施の形態では、一定時間ごとに、制御回路に設けられたタイマーにより、ＤＣモーター２１８を動作せしめ、これにより、ウォーム２１７、第三減速ギヤ２１６が回動する。
【０１３４】
これにより、切り替えギヤ２１５ａは、図９において、第三減速ギヤ２１６の回転軸中心に振られて、図９の位置に至り、動力を第二減速ギヤ２１４ａに伝えることで、中継ギヤ２１３ａ、第一減速ギヤ２１２ａを介してギヤ２１１ａが回転せしめられる。
【０１３５】
そして、連結部１４２ａが挿入された凹部１４１ａを介して、フィルター巻き取り軸１３１ａが図７の矢印方向に回動せしめられる。
【０１３６】
一端をフィルター巻き取り軸１３１ａに固定された静電フィルター１３０は、巻き取られることになり、中継回転軸１３４ａ、１３４ｂ、走行量モニター軸１３５を経て、フィルター巻き取り軸１３１ｂを回転させ、静電フィルター１３０がフィルター巻き取り軸１３１ａから引き出される。
【０１３７】
この一連の動作により、開口部２０２と対向する位置にあった静電フィルター１３０の埃が吸着され堆積した部分は送られて、静電フィルター１３０の未使用の部分が開口部２０２の対向する位置に配置される。
【０１３８】
このとき、フィルター巻き取り軸１３１ａ端部に設けられた巻き取り軸ギヤ２０８が回転することで、ブラシ中継ギヤ２０７を経由してブラシギヤ２０６が駆動せしめられる。
【０１３９】
これによって回転ブラシ２０４が回転し、その回転方向は静電フィルター１３０が送られる方向と逆方向であるため、フィルター上の埃が掻き取られる。
【０１４０】
掻き取られた埃は、埃よけケース２０５の開口２０５ａを経て、粉塵収納部２０９に納められる。
【０１４１】
一方、静電フィルター１３０の送り量に合わせた走行量モニター軸１３５の回転数を読みとるパターン検出センサー１５１の出力パルスを、制御回路が決められた量だけ読みとると、ＤＣモーター２１８を制止する。
【０１４２】
この送り量は、開口２０２に露出して埃が付着した部分が、回転ブラシ２０４の接触位置に至る量と同等、あるいはそれ以上が望ましい。
【０１４３】
その後、ＤＣモーター２１８を反転動作せしめる。これにより、ウォーム２１７、第三減速ギヤ２１６が逆回動する。これにより、切り替えギヤ２１５ｂは図１０において第三減速ギヤ２１６の回転軸中心に振られて、図１０の位置に至り、動力を第二減速ギヤ２１４ｂに伝えることで、中継ギヤ２１３ｂ、第一減速ギヤ２１２ｂを介してギヤ２１１ｂを回転せしめる。
【０１４４】
連結部１４２ｂが挿入された凹部１４１ｂを介して、フィルター巻き取り軸１３１ｂが、図７の矢印の方向に回動せしめられる。これにより、一端をフィルター巻き取り軸１３１ｂに固定された静電フィルター１３０は巻き取られることになり、走行量モニター軸１３５、中継回転軸１３４ａ、１３４ｂを経て、フィルター巻き取り軸１３１ａを回転させ、静電フィルター１３０を引き戻す。
【０１４５】
この動作により、巻き取り軸ギヤ２０８が回転することで、ブラシ中継ギヤ２０７を経由してブラシギヤ２０６が駆動せしめられる。
【０１４６】
これによって回転ブラシ２０４が逆回転する。その回転方向は静電フィルター１３０が巻き戻される方向と逆方向で、フィルター上の埃が再度掻き取られる。
【０１４７】
ここでも掻き取られた埃は、埃よけケース２０５の開口２０５ａを経て、粉塵収納部２０９に納められる。
【０１４８】
そして、静電フィルター１３０は開口部２０２の位置に戻る。これにより通気性を改善することができ、また、静電気による吸着効果も回復するため、再び同じ箇所を使用することができる。
【０１４９】
ただし、静電フィルター１３０は繰り返し使用されることで繊維の脱落など劣化することから、フィルターが巻き上げられる際の送り量をＬａ、巻き戻しの際の送り量をＬｂとしたとき、以下の関係にあることが望ましい。
【０１５０】
Ｌａ≧Ｌｂ
また、フィルターが巻き上げられる際の送り量Ｌａは、フィルターの送り方向における小型筐体の開口部長さＬｃに対しても、以下のような関係にあることが望ましい。
【０１５１】
Ｌａ≧Ｌｃ
ここでも走行量モニター軸１３５は、静電フィルター１３０の動きが確実に感知する必要があることから、押圧バネ１４９を設けることが望ましい。
【０１５２】
また、走行量モニター軸１３５は、必ずしもこの位置ではなくても構成可能であり、中継回転軸１３４ａや中継回転軸１３４ｂに置き換えることも可能である。
【０１５３】
また、フィルター送り機構もここで記載した構成に縛られるものではなく、モーターの種類は言うまでもなく、ステッピングモーターなど他の駆動手段に置き換え可能である。
【０１５４】
本実施の形態でも、走行量モニター軸１３５の回転検出手段として、フォトセンサーを用いたが一般的な接触式のスイッチを用いることも、非接触式のホール素子のようなものにも置き換え可能であることは言うまでもない。
【０１５５】
また、静電フィルター１３０を送る時期をタイマーで決めていたが、フィルターを通過する風量を検知するように風量センサーを設けて、これの出力によってフィルターの目詰まり具合を検知し、制御することも可能である。
【０１５６】
粉塵収納部２０９には、図７の紙面と平行な方向に複数の小型隔壁が設けられて、粉塵収納部を複数の小部屋に仕切ることも有効である。これによれば、装置の姿勢差によって粉塵の溜まる方向が一方向となり、粉塵の堆積で回転ブラシ２０４の動作に影響を与えにくくする事で、有効に粉塵収納部を使用することができる。
【０１５７】
また、静電フィルター１３０は帯電繊維面と網面からなり、ブラシが接触する面（図７での上方向）は、網面になる様配置されている。このようにすることで、ブラシとの摩擦によるフィルター面の劣化を最小限に抑えることができる。
【０１５８】
なお、これらの実施の形態では、粉塵捕捉用フィルターとして、静電フィルターを例に挙げたが、静電フィルターは比較的高価なことから、巻き取り可能なフィルター材料、例えば、繊維間に開口がある布の様なものでも応用可能である。ただし集塵性は静電フィルターに比べて劣ってしまうことから、フィルターの送り方等については、フィルター特性に合わせて最適化していくことが必要である。
【０１５９】
以上、これらの実施の形態の説明で明らかなように、本発明により、集塵フィルターが長時間使用可能になり、しかも小型に構成でき、例えばエアコンなどで導入されている自動清掃タイプのものよりも簡単で安価な構成で実現することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【０１６０】
本発明にかかる粉塵捕捉装置および投写型画像表示装置は、フィルター量を増やしたり、装置を大きくすることなく、埃の多い環境でも、フィルターの交換回数を少なくすることができるので、天吊り用途等で、かつ埃の多い環境で使用されるプロジェクタ等の投写型画像表示装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１６１】
【図１】本発明の第１の実施の形態による投写型画像表示装置の全体平面構成図
【図２】同粉塵捕捉部の構造図
【図３】同可動ブラシの外観斜視図
【図４】同フィルター送り機構を示す概略構成図
【図５】同フィルター清掃部の動作説明図
【図６】本発明の第２の実施の形態による投写型画像表示装置の全体平面構成図
【図７】同粉塵捕捉部の構造図
【図８】同回転ブラシの外観斜視図
【図９】同巻き上げ状態での駆動部構成図
【図１０】同巻き戻し状態での駆動部構成図
【符号の説明】
【０１６２】
１０１ 光源
１０２ 反射鏡
１０３ 光学ユニット
１０４、１０５ ダイクロイックミラー
１０６、１０７、１０８ 全反射ミラー
１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂ 入射側偏光板
１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ 液晶パネル
１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂ 出射側偏光板
１１２Ｒ、１１２Ｂ ダイクロイック反射膜
１１３ 合成プリズム
１１４ 投写レンズ
１１６ 電源
１１７ 吸気ファン
１１８ 筐体
１１９ 吸気口（第１の吸気口）
１２０ 粉塵捕捉部
１２１ 光学ユニットダクト
１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂ 開口
１２３ 排気ファン
１２４ 排気口（第２の吸気口）
１２５ 窓部材
１２６ 吸気ダクト
１２７、１２８、１２９ 緩衝材
１３０ 静電フィルター
１３１ａ、１３１ｂ フィルター巻き取り軸
１３２ 小型筐体
１３３ 開口部
１３４ａ、１３４ｂ 中継回転軸
１３５ 走行量モニター軸
１３６ 隔壁
１３７ 固定ブラシ
１３８ 可動ブラシ
１３９ 接触部
１４０ 搬送部
１４１ａ、１４１ｂ フィルター巻き取り軸凹部
１４２ａ、１４２ｂ 連結部
１４４ 粉塵収納部
１４３ａ、１４３ｂ 軸
１４５ａ、１４５ｂ、１４６ａ、１４６ｂ ギヤ
１４７ａ、１４７ｂ ステッピングモーターユニット
１４９ 押圧バネ
１５０ 回転検出反射パターン
１５１ パターン検出センサー
１５２ 装置本体壁
１５３ 押し戻しバネ
１５４ 固定壁
２０１ 小型筐体
２０２ 開口部
２０３ａ、２０３ｂ 隔壁
２０４ 回転ブラシ
２０５ 埃よけケース
２０５ａ 開口
２０６ ブラシギヤ
２０７ ブラシ中継ギヤ
２０８ 巻き取り軸ギヤ
２０９ 粉塵収納部
２１０ 蓋
２１１ａ、２１１ｂ ギヤ
２１２ａ、２１２ｂ 第一減速ギヤ
２１３ａ、２１３ｂ 中継ギヤ
２１４ａ、２１４ｂ 第二減速ギヤ
２１５ａ、２１５ｂ 切り替えギヤ
２１６ 第三減速ギヤ
２１７ ウォーム
２１８ ＤＣモーター
２１９ 切り替えギヤ支持腕部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール状のフィルターと、
前記フィルターの両端に配置される第１と第２のフィルター巻き取り軸と、
前記第１と第２のフィルター巻き取り軸間に設けられ、前記フィルターと接触するように設けられたブラシと、
前記第１と第２のフィルター巻き取り軸により、前記フィルターを巻き上げ巻き戻し可能な送り機構と、
前記送り機構を制御する送り制御部とを備え、
前記送り制御部は、前記第１のフィルター巻き取り軸で前記フィルターを第１の所定量巻き上げた後、再び第２の所定量だけ前記第２のフィルター巻き取り軸で巻き戻すように前記送り機構を制御することを特徴とする粉塵捕捉装置。
【請求項２】
少なくとも前記フィルターと、前記第１と第２のフィルター巻き取り軸と、前記ブラシとを収納するとともに、前記第１と第２のフィルター巻き取り軸間に前記フィルター面と対向する開口部を有する小型筐体を備えたことを特徴とする請求項１記載の粉塵捕捉装置。
【請求項３】
前記フィルターが巻き上げられる際の第１の所定量をＬａ、巻き戻しの際の第２の所定量をＬｂとしたときに、以下のような関係が成り立つことを特徴とする請求項１記載の粉塵捕捉装置。
Ｌａ≧Ｌｂ
【請求項４】
前記フィルターが巻き上げられる際の第１の所定量をＬａ、前記フィルターの送り方向における前記小型筐体の開口部長さをＬｃとすると、以下のような関係が成り立つことを特徴とする請求項２記載の粉塵捕捉装置。
Ｌａ≧Ｌｃ
【請求項５】
前記ブラシは、前記小型筐体の開口部の前記第１のフィルター巻き取り軸側端から、前記第１のフィルター巻き取り軸間に配置されていることを特徴とする請求項１記載の粉塵捕捉装置。
【請求項６】
前記ブラシは、前記フィルターの走行方向と同方向に直線状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の粉塵捕捉装置。
【請求項７】
前記ブラシは、前記フィルターの走行方向と直交する方向に回転軸を備えた軸上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の粉塵捕捉装置。
【請求項８】
前記ブラシは、前記フィルターの走行方向と逆方向に回転することを特徴とする請求項７記載の粉塵捕捉装置。
【請求項９】
前記ブラシは、移動可能な第１のブラシと固定された第２のブラシとからなり、前記第１のブラシは前記フィルターの移動に伴って移動し、前記第２のブラシと接触するように構成されたことを特徴とする請求項６記載の粉塵捕捉装置。
【請求項１０】
前記第１のブラシは、前記第２のフィルター巻き取り軸で前記フィルターを巻き戻す間に移動が停止されて、前記フィルターの表面に付着した塵埃を取り込むことを特徴とする請求項９記載の粉塵捕捉装置。
【請求項１１】
前記第１のブラシは、前記第１のフィルター巻き取り軸で前記フィルターを巻き上げる際に前記フィルターの移動に伴って移動し、一旦前記第２のブラシ位置を通過し、次の前記第２のフィルター巻き取り軸で前記フィルターを巻き戻す際に前記フィルターの移動に伴って移動し、前記第２のブラシと接触し、取り込んだ塵埃を除去することを特徴とする請求項１０記載の粉塵捕捉装置。
【請求項１２】
前記第１のブラシと前記第２のブラシは、起毛が倒れたマジックブラシであることを特徴とする請求項９記載の粉塵捕捉装置。
【請求項１３】
前記小型筐体は、前記フィルターの収納位置と隔壁で分離された粉塵収納部を備えたことを特徴とする請求項２記載の粉塵捕捉装置。
【請求項１４】
前記ブラシと前記粉塵収納部との間に隔壁が設けられていることを特徴とする請求項１３記載の粉塵捕捉装置。
【請求項１５】
前記粉塵収納部には、仕切が複数設けられており、粉塵が一方向に堆積しないように配置されていることを特徴とする請求項１３記載の粉塵捕捉装置。
【請求項１６】
前記粉塵収納部に設けられた複数の仕切は、前記ブラシの回転軸方向と直交する方向に設けられることを特徴とする請求項１５記載の粉塵捕捉装置。
【請求項１７】
前記小型筐体の粉塵収納部に、開閉可能な粉塵排出口が設けられたことを特徴とする請求項１３記載の粉塵捕捉装置。
【請求項１８】
前記塵埃捕捉フィルターは静電フィルターであることを特徴とする請求項１乃至請求項１７のいずれかに記載の粉塵捕捉装置。
【請求項１９】
前記静電フィルターは帯電繊維面と網面からなり、前記ブラシが接触する面は前記網面になるように構成されていることを特徴とする請求項１８記載の粉塵捕捉装置。
【請求項２０】
少なくとも吸気口、排気口を有する筐体と、空気を吸入または排出する送風部と、光源部と、画像形成部と、投写光学系と、電源部と、請求項１乃至請求項１９のいずれかに記載の粉塵捕捉装置とを備えたことを特徴とする投写型画像表示装置。
【請求項２１】
前記粉塵捕捉装置を投写型画像表示装置本体から着脱可能にしたことを特徴とする請求項２０記載の投写型画像表示装置。
【請求項２２】
投写型画像表示装置の吸気口と前記粉塵捕捉装置の前記小型筐体の開口部の大きさが略等しいことを特徴とする請求項２０記載の投写型画像表示装置。
【請求項１】
ロール状のフィルターと、
前記フィルターの両端に配置される第１と第２のフィルター巻き取り軸と、
前記第１と第２のフィルター巻き取り軸間に設けられ、前記フィルターと接触するように設けられたブラシと、
前記第１と第２のフィルター巻き取り軸により、前記フィルターを巻き上げ巻き戻し可能な送り機構と、
前記送り機構を制御する送り制御部とを備え、
前記送り制御部は、前記第１のフィルター巻き取り軸で前記フィルターを第１の所定量巻き上げた後、再び第２の所定量だけ前記第２のフィルター巻き取り軸で巻き戻すように前記送り機構を制御することを特徴とする粉塵捕捉装置。
【請求項２】
少なくとも前記フィルターと、前記第１と第２のフィルター巻き取り軸と、前記ブラシとを収納するとともに、前記第１と第２のフィルター巻き取り軸間に前記フィルター面と対向する開口部を有する小型筐体を備えたことを特徴とする請求項１記載の粉塵捕捉装置。
【請求項３】
前記フィルターが巻き上げられる際の第１の所定量をＬａ、巻き戻しの際の第２の所定量をＬｂとしたときに、以下のような関係が成り立つことを特徴とする請求項１記載の粉塵捕捉装置。
Ｌａ≧Ｌｂ
【請求項４】
前記フィルターが巻き上げられる際の第１の所定量をＬａ、前記フィルターの送り方向における前記小型筐体の開口部長さをＬｃとすると、以下のような関係が成り立つことを特徴とする請求項２記載の粉塵捕捉装置。
Ｌａ≧Ｌｃ
【請求項５】
前記ブラシは、前記小型筐体の開口部の前記第１のフィルター巻き取り軸側端から、前記第１のフィルター巻き取り軸間に配置されていることを特徴とする請求項１記載の粉塵捕捉装置。
【請求項６】
前記ブラシは、前記フィルターの走行方向と同方向に直線状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の粉塵捕捉装置。
【請求項７】
前記ブラシは、前記フィルターの走行方向と直交する方向に回転軸を備えた軸上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の粉塵捕捉装置。
【請求項８】
前記ブラシは、前記フィルターの走行方向と逆方向に回転することを特徴とする請求項７記載の粉塵捕捉装置。
【請求項９】
前記ブラシは、移動可能な第１のブラシと固定された第２のブラシとからなり、前記第１のブラシは前記フィルターの移動に伴って移動し、前記第２のブラシと接触するように構成されたことを特徴とする請求項６記載の粉塵捕捉装置。
【請求項１０】
前記第１のブラシは、前記第２のフィルター巻き取り軸で前記フィルターを巻き戻す間に移動が停止されて、前記フィルターの表面に付着した塵埃を取り込むことを特徴とする請求項９記載の粉塵捕捉装置。
【請求項１１】
前記第１のブラシは、前記第１のフィルター巻き取り軸で前記フィルターを巻き上げる際に前記フィルターの移動に伴って移動し、一旦前記第２のブラシ位置を通過し、次の前記第２のフィルター巻き取り軸で前記フィルターを巻き戻す際に前記フィルターの移動に伴って移動し、前記第２のブラシと接触し、取り込んだ塵埃を除去することを特徴とする請求項１０記載の粉塵捕捉装置。
【請求項１２】
前記第１のブラシと前記第２のブラシは、起毛が倒れたマジックブラシであることを特徴とする請求項９記載の粉塵捕捉装置。
【請求項１３】
前記小型筐体は、前記フィルターの収納位置と隔壁で分離された粉塵収納部を備えたことを特徴とする請求項２記載の粉塵捕捉装置。
【請求項１４】
前記ブラシと前記粉塵収納部との間に隔壁が設けられていることを特徴とする請求項１３記載の粉塵捕捉装置。
【請求項１５】
前記粉塵収納部には、仕切が複数設けられており、粉塵が一方向に堆積しないように配置されていることを特徴とする請求項１３記載の粉塵捕捉装置。
【請求項１６】
前記粉塵収納部に設けられた複数の仕切は、前記ブラシの回転軸方向と直交する方向に設けられることを特徴とする請求項１５記載の粉塵捕捉装置。
【請求項１７】
前記小型筐体の粉塵収納部に、開閉可能な粉塵排出口が設けられたことを特徴とする請求項１３記載の粉塵捕捉装置。
【請求項１８】
前記塵埃捕捉フィルターは静電フィルターであることを特徴とする請求項１乃至請求項１７のいずれかに記載の粉塵捕捉装置。
【請求項１９】
前記静電フィルターは帯電繊維面と網面からなり、前記ブラシが接触する面は前記網面になるように構成されていることを特徴とする請求項１８記載の粉塵捕捉装置。
【請求項２０】
少なくとも吸気口、排気口を有する筐体と、空気を吸入または排出する送風部と、光源部と、画像形成部と、投写光学系と、電源部と、請求項１乃至請求項１９のいずれかに記載の粉塵捕捉装置とを備えたことを特徴とする投写型画像表示装置。
【請求項２１】
前記粉塵捕捉装置を投写型画像表示装置本体から着脱可能にしたことを特徴とする請求項２０記載の投写型画像表示装置。
【請求項２２】
投写型画像表示装置の吸気口と前記粉塵捕捉装置の前記小型筐体の開口部の大きさが略等しいことを特徴とする請求項２０記載の投写型画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−７５８６３（Ｐ２０１０−７５８６３Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４７８３６（Ｐ２００８−２４７８３６）
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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