集塵装置及びそれを用いた投写型画像表示装置

【課題】静電フィルターの集塵有効時間を伸ばす構成としての山折り構成が提案されているがフィルターの折り込み角度が小さくなるので吸引した埃が取れなくなり使い捨てとなり、単価とあわせて維持費が大きくなってしまっていた。
【解決手段】帯状の集塵フィルター１０９は、小型筐体１０１に納められ、装置本体１００には吸気装置１０３が設けられ、小型筐体１０１の矩形枠体においてその対向する壁面１１３、１１４に複数の梁１１０と着脱可能な複数の平行な支持軸１０８ａ〜１０８ｒを備えており、集塵フィルター１０９は梁１１０と支持軸１０８ａ〜１０８ｒ間において山折りに備えられている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粉塵除去機能を備えた投写型画像表示装置において、塵埃捕捉性能が高く、清掃容易で低コストなフィルターを備えた集塵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来投写型画像表示装置は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）などの画像表示装置に集光し、この光を画像信号にあわせて変調し、この前記画像表示素子上の画像を拡大投射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装置、光源、装置電源は発熱が大きく、適当な冷却がなされないと熱的に破壊されてしまう。したがって投写型画像表示装置はファンにより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。
【０００４】
しかし、この構成によると、外気と一緒に粉塵を装置外部から導いてしまい、それが画像表示装置や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るという問題を生じる。このため吸気口に粉塵防止のフィルターを配置する構成が一般的だが、この場合、通常の環境において数百時間毎でのフィルター洗浄が必要となる。さらに、より小さな粉塵を集塵可能な静電フィルターでは目詰まりが早いので数百時間毎に新品交換が必要である。
【０００５】
この対策に、近年、山形折りにした静電フィルターを備えることでフィルター面積を増やしてフィルター寿命を伸ばした構成の集塵装置が提供されている。
【０００６】
この山形折り構成の静電フィルターの集塵装置は、山が高いほどその効果は高くなるが、フィルター面積が大きくなることでコストが上がる。また、フィルターの折り込み角度が小さくなるので吸引した埃が取れなくなり使い捨てとなり、単価とあわせて維持費が大きくなってしまっていた。
【０００７】
従って静電フィルターを使って細かい埃までも捕捉し、山形折り構成でも清掃容易な集塵装置が求められる。この状況を鑑み、以下の様な構成が提案されている。
【０００８】
特許文献１に記載の発明は、山形折りしたフィルターを、フィルターの山に合わせて形成された凸部を備えた枠体上に置いて、そのフィルターの端をフックなどで固定する構成である。特許文献２に記載の考案は、枠体の開口部に渡したガイド棒が回転あるいは吸気方向に移動可能に取り付けられて、端部を固定されたフィルターを伏勢する構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−３５１６５７号公報
【特許文献２】実開平７―３４９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に記載の発明では、山形折りが浅い場合には使用できるが、上述した通り、角度が小さく織り込まれている場合、吸引した埃が取れなくなる他、フィルターと保持部の山が合いにくい、小型の場合に固定部を構成できないなどの問題がある。特許文献２に記載の考案では、フィルター取り付け時には、ガイド棒がフィルターに負荷をかけないように逃げるが、フィルター上には常に存在することから清掃作業性が悪い。特に投写型画像表示装置の場合は小型になって山間の周期が小さいのでその問題点が顕著となる。
【００１１】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、集塵性能の高い静電フィルターを用いながらも清掃の容易な集塵装置及びそれを備えた投写型画像表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明にかかる集塵装置は、化学繊維からなる帯状の集塵フィルターと、前記集塵フィルターが脱着可能に装着される筐体と、吸気装置が設けられた装置本体とを備え、前記筐体は、前記吸気装置からの吸気が前記集塵フィルター面を透過するように前記装置本体に脱着可能に構成されたことを特徴とする。
【００１３】
また、筐体は、矩形の枠体であって、前記枠体の対向する壁面間に平行に備えられた複数の梁と、前記複数の梁間であって、吸気装置側にずれた位置に平行に備えられた複数の支持軸とを備えており、前記複数の支持軸は前記壁面間に脱着可能に備えられたことを特徴とする。
【００１４】
また、複数の支持軸は、枠体の一方の壁面に設けられた孔に挿入され、他方の壁面に設けられた孔に脱着可能に固定されることを特徴とする。
【００１５】
また、集塵フィルターは、複数の梁及び複数の軸間に蛇腹形状に保持され、枠体の対向する壁面には、吸気装置側に前記集塵フィルターの形状に沿うように凸部が備えられていることを特徴とする。
【００１６】
また、筐体は集塵フィルターの端部を固定できることを特徴とする。
【００１７】
また、集塵フィルターは静電フィルターであることを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明の投写型画像表示装置は、少なくとも吸気口および排気口を有する筐体と、集塵部と、送風部と、光源部と、画像形成部と、投写光学系と、映像信号回路と、電源とを備えた投写型画像表示装置であって、前記集塵部は、請求項２記載の集塵装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の集塵装置及びそれを備えた投射型表示装置によれば、集塵性能の高い静電フィルターを用いながらも清掃が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】空気清浄機全体構成図
【図２】小型筐体分解図
【図３】支持軸詳細図
【図４】小型筐体構成図
【図５】小型筐体断面図
【図６】小型筐体構成図
【図７】投写型画像表示装置構成図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明にかかる集塵装置、及び画像表示装置の実施の形態を図１〜図７を用いて説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
第一の実施の形態による空気清浄機の全体構成図を図１に示す。集塵装置１００は、埃を捕捉する小型筐体１０１、ヤニなどにおい成分を分解する光触媒装置１０２、吸気装置としての軸流ファン１０３と、吸気口１０４，排気口１０５を備えた清浄機筐体１０６とから構成される。
【００２３】
小型筐体１０１は、清浄機筐体１０６に着脱可能に保持されている。小型筐体１０１の分解図を図２に示す。小型筐体１０１は枠体１０７、支持軸１０８ａ，１０８ｂ，〜，１０８ｒ、集塵フィルター１０９とから成っている。枠体１０７は同図のように４つの壁面間に複数の梁１１０が延出している。この枠体１０７の壁面１１１には、複数の梁１１０の間であって軸流ファン１０３側にずれた位置に、複数の孔１１２が設けられている。同様に、壁面１１３にも、複数の孔１１４が設けられ、孔１１４は孔１１２よりも径が小さく設定されている。また、支持軸１０８ａ〜１０８ｒは、孔１１２に入るようにその径が設定され、図３に示すように、先端部のくびれた部分の径はフィルターを巻き込む部分の径より小さい。さらに、先端部には、爪部１１５が備えられている。また、集塵フィルター１０９は、使用の便宜上、壁面１１１と壁面１１３の間隔に対し、やや狭い幅となっている。
【００２４】
集塵フィルター１０９は、その端部が枠体１０７の側壁の内側に、接着その他、何らかの方法で固定される。集塵フィルター１０９はこの固定端から梁を１本巻き込んだ後、孔１１２と孔１１４に挿入された支持軸１０８ａを巻き込む。そして、次の梁を巻き込んだ後、挿入された支持軸１０８ｂを巻き込む。さらに、同様に、次の梁及び支持軸を巻き込む。このようにして繰り返した後、集塵フィルター１０９の他端は、脱着可能に固定されて、最終的に図４のように集塵フィルター１０９を備える。このようにして、断面を示す図５のように梁と支持軸間に集塵フィルター１０９をプリーツ状に備えることが出来る。同時に図６に示すように壁面１１１、壁面１１３の内側にはフィルター１０９をプリーツ状に備えた際の外形に沿うように集塵フィルター１０９の吸気ファン側に凸部１１７，１１８が設けられており（図６では１１７は見えない）、集塵フィルター１０９と壁面１１１、壁面１１３との間に隙間が出来ないような構造になっている。
【００２５】
これにより吸気される外気は集塵フィルター１０９の開口部を通り、しかも広い面積を使うことが出来るので長時間に渡って集塵能力を維持することが出来る。
【００２６】
このように構成することで集塵性能を実現するのみならず、集塵フィルターが埃の付着により通気性を失った際には支持軸１０８ａ〜１０８ｒを抜き取れば集塵フィルターが再度、帯状に戻ることで容易に清掃することが可能となり、清掃後、再度支持軸１０８ａ〜１０８ｒ、集塵フィルター１０９を戻して使用することが可能となる。
【００２７】
（実施の形態２）
第２の実施の形態による投写型画像表示装置２００の全体構成図を図７に示す。本発明は光学構成についての提案ではないので以下に簡単に述べる。光源２０１から出射された光は反射鏡２０２により前方に出射せしめられる。光学ユニット２０３への入射光はダイクロイックミラー２０４，２０５、全反射ミラー２０６，２０７，２０８を経て赤、緑、青の色光に分離された後、入射側偏光板２０９Ｒ、２０９Ｇ、２０９Ｂ、液晶パネル２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂ、出射側偏光板２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂ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。これらの光はダイクロイック反射膜２１２Ｒ、２１２Ｂを備えた合成プリズム２１３で一光路上に合成され投写レンズ２１４に入射する。この投写レンズ２１４は前記液晶パネル２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂ上の画像を装置前方に配置されたスクリーン（図にはない）に拡大投写可能に設計、設置されている。この画像表示は黒表示のためには光源２０１からの光を入射側、出射側偏光板で吸収する必要があり、このため高温を発することになる。一方でこれら偏光板は主に有機材料からなっているので適当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使用不能に陥る。装置内にはこのほかに発光時１０００度にもなる光源の管球及び周辺の機構部品、光源や画像表示のための電源２１６も自己発熱が大きく信頼性を確保するためには冷却手段が必要となる。
【００２８】
従って本実施の形態に於いては、送風部である吸気ファン２１７によって筐体２１８の側面に設けられた吸気口２１９、粉塵捕捉部２２０を経て外気（比較的温度の低い空気）はセット内に導かれる。吸気ファン２１７で押し込まれた空気は前記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２２１に導かれる。光学ユニットダクト２２１には、前記入射側偏光板、液晶パネル、出射側偏光板の下部に相当する位置に青用開口２２２Ｂ、緑用開口２２２Ｇ、赤用開口２２２Ｒを備えている。これら開口から吹き出された空気は前記入射側偏光板、液晶パネル、出射側偏光板の熱を奪った後、排気ファン２２３によって引き込まれる過程で、光源２０１やその周辺機構部品、電源２１６の熱をも奪う。排気ファン２２３に至った空気は筐体２１８の側面に設けられた排気口２２４を経て吹き出される。従来は、冷却の過程で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劣化を起こす、あるいは、投射像に色むらが生じるなどの不具合が生じていた。そこで本実施の形態では粉塵の入り込まない筐体構造と粉塵捕捉構造を導入している。その筐体構造は、投写レンズも完全に筐体内に収容し、光透過部には窓部材２２５が筐体に隙なく貼られている。吸気口２１９と粉塵捕捉部２２０の間、粉塵捕捉部２２０と吸気ダクト２２６の間、排気口２２４と排気ファン２２３との間には空気を通さない緩衝材２２７，２２８，２２９が設けられて空気を制御可能にしている。次に粉塵捕捉構造について説明する。
【００２９】
粉塵補促構造は実施の形態１と同様の構成である。粉塵捕捉部２２０は着脱可能に保持されている。粉塵捕捉部２２０の構成図は図２と同様である。粉塵捕捉部２２０は枠体１０７、支持軸１０８ａ〜１０８ｒ、集塵フィルター１０９とから成っている。枠体１０７は同図のように４つの壁面間に複数の梁１１０が延出している。この梁１０７間において集塵装置１００で吸気ファンによって空気が移動する方向にずれた位置で壁面１１１には複数の孔１１２、壁面１１３には複数の孔１１４が設けられ、孔１１４は孔１１２よりもその径が小さく設定されている。また、支持軸１０８ａ〜１０８ｒは、孔１１２、１１４に入るように、少なくとも径の異なる２カ所の部分を備え、先端部の爪部１１５が図３に示すように備えられている。また、集塵フィルター１０９は壁面１１１と壁面１１３の間隔に対し、やや狭い幅となっている。
【００３０】
集塵フィルター１０９は、その端部が枠体１０７の側壁の内側に固定されている。集塵フィルター１０９は固定端から梁を１本巻き込んだ後、挿入された１０８ａを巻き込んで、さらに次の梁を巻き込んで、同様にして挿入される１０８ｂを巻き込んだ後、次の梁を巻く。この作業を繰り返し、最終的に集塵フィルター１０９のもう一端は、脱着可能に固定されて図４のように集塵フィルター１０９を備える。即ち、断面を示す図５のように梁と軸間に集塵フィルター１０９をプリーツ状に備えることが出来る。同時に壁面１１１、壁面１１３の内側には集塵フィルター１０９をプリーツ状に備えた際の外形に沿うように集塵フィルター１０９の吸気の風下側（吸気ファン２１７側）に凸部１１７，１１８が設けられており、集塵フィルター１０９と壁面１１１、壁面１１３との間に隙間が出来ないような構造になっている。
【００３１】
これにより吸気ファン２１７によって吸気される外気は集塵フィルター１０９の開口部を通りしかも広い面積を使うことが出来るので長時間に渡って集塵能力を維持することが出来る。さらに集塵フィルターが埃の付着により通気性を失った際には支持軸１０８ａ〜１０８ｒを抜き取れば、集塵フィルターが再度帯状に戻ることで容易に清掃することが可能となり、清掃後再度支持軸１０８ａ〜１０８ｒ、集塵フィルター１０９を戻して使用することが可能となる。
【００３２】
本発明の粉塵装置を用いた投写型画像表示装置は、冷却のため吸い込んだ外気の粉塵を長時間に渡って集塵する性能を維持できるので、粉塵が画像表示素子やその周辺光学部品（入射側偏光板２０９Ｒ、２０９Ｇ、２０９Ｂ、液晶パネル２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂ、出射側偏光板２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂ）や光源部（光源２０１、反射鏡２０２）に付着して生じる色ムラや、輝度低下を抑えることが出来る。特に同じ量の外気を吸い込む際に開口面積が増えることにより、風速が落ちて集塵能力を上げることが出来る。また、山折りのプリーツの山の高さを出来るだけ高くすることが望ましく、さらに、本発明の構成に於いて、支持軸１０８ａ〜１０８ｒとフィルターとの接触面積も比較的大きいことから、支持軸１０８ａ〜１０８ｒにはその周上に溝などを設けてフィルターとの接触面積を減らすことが望ましい。
【００３３】
そして長時間の使用後に於いてフィルターに埃が付着する事で通気性が悪化し、十分に装置内を冷却出来なくなった際には、粉塵捕捉部２２０を装置本体から外し、前述のようにフィルターを展開して掃除すればフィルターの通気性は改善され、再度組み直すことで性能を回復することが可能となる。
【００３４】
この際にコストがかからないので安価な維持管理が可能となる。
【００３５】
本発明に於いて支持軸は２つの孔を通すことで固定したが個別に着脱できる棒状あるいは線状の部品であれば代用することが可能であり、線形のバネ材で壁面に孔固定ではなく引っかけて固定するなど代用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、塵埃捕捉性能が高く、清掃が容易で低コストなフィルターを備えることができるので、集塵装置及びそれを用いた投写型画像表示装置に有用である。
【符号の説明】
【００３７】
１００集塵装置
１０１小型筐体
１０２光触媒装置
１０３軸流ファン
１０４吸気口
１０５排気口
１０６清浄機筐体
１０７枠体
１０８ａ〜１０８ｒ支持軸
１０９集塵フィルター
１１０梁
１１１、１１３壁面
１１２、１１４孔
１１５支持軸先端部の爪部
１１７、１１８凸部
２００投写型画像表示装置
２０１光源
２０２反射鏡
２０３光学ユニット
２０４、２０５ダイクロイックミラー
２０６、２０７、２０８全反射ミラー
２０９Ｒ、２０９Ｇ、２０９Ｂ入射側偏光板
２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂ液晶パネル
２１１Ｒ、２１１Ｇ、２１１Ｂ出射側偏光板
２１２Ｒ、２１２Ｂダイクロイック反射膜
２１３合成プリズム
２１４投写レンズ
２１６電源
２１７吸気ファン
２１８筐体
２１９吸気口
２２０粉塵捕捉部
２２１光学ユニットダクト
２２２Ｂ青用開口
２２２Ｇ緑用開口
２２２Ｒ赤用開口
２２３排気ファン
２２４排気口
２２５窓部材
２２６吸気ダクト
２２７，２２８，２２９緩衝材

【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学繊維からなる帯状の集塵フィルターと、前記集塵フィルターが脱着可能に装着される筐体と、吸気装置が設けられた装置本体とを備え、
前記筐体は、前記吸気装置からの吸気が前記集塵フィルター面を透過するように前記装置本体に脱着可能に構成されたことを特徴とする集塵装置。
【請求項２】
筐体は、矩形の枠体であって、前記枠体の対向する壁面間に平行に備えられた複数の梁と、前記複数の梁間であって、吸気装置側にずれた位置に平行に備えられた複数の支持軸とを備えており、前記複数の支持軸は前記壁面間に脱着可能に備えられたことを特徴とする請求項１記載の集塵装置。
【請求項３】
複数の支持軸は、枠体の一方の壁面に設けられた孔に挿入され、他方の壁面に設けられた孔に脱着可能に固定されることを特徴とする請求項２記載の集塵装置。
【請求項４】
集塵フィルターは、複数の梁及び複数の軸間に蛇腹形状に保持され、枠体の対向する壁面には、吸気装置側に前記集塵フィルターの形状に沿うように凸部が備えられていることを特徴とする請求項２記載の集塵装置。
【請求項５】
筐体は集塵フィルターの端部を固定できることを特徴とする請求項２記載の集塵装置。
【請求項６】
集塵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２記載の集塵装置。
【請求項７】
少なくとも吸気口および排気口を有する筐体と、集塵部と、送風部と、光源部と、画像形成部と、投写光学系と、映像信号回路と、電源とを備えた投写型画像表示装置であって、前記集塵部は、請求項２記載の集塵装置であることを特徴とする投写型画像表示装置。

【図１】