(57)【要約】【課題】高い集塵性能を長時間に渡って維持するためにプリーツ（ジグザク折り）形状の静電フィルターが使用されているが、清掃が出来ず、使い捨てになっていた。【解決手段】長方形形状の静電フィルター１０５と、静電フィルター１０５短辺方向端部を内包あるいはその表面に固着支持し、静電フィルター１０５の長手方向について周期的に屈曲容易な部分、屈曲困難な部分を備えてなるフィルター枠１０６とからなり、フィルター枠１０６を折り曲げた場合、折り曲げ方向は交互逆方向に形成可能であることを特徴とする。これにより使用時はプリーツ形態とし、清掃時には展開可能とすることで清掃あるいは洗浄までも可能とし、再使用を可能にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長方形形状のフィルターと、
前記フィルターの短辺方向端部を内包あるいは固着し、前記フィルターの長手方向について周期的に屈曲容易な部分と屈曲困難な部分とを有するフィルター枠と、を備え、
前記フィルター枠の屈曲容易な部分を折り曲げ前記フィルターをプリーツ状に形成したことを特徴とする集塵装置。
【請求項２】
プリーツ状のフィルターとフィルター枠とを収納可能で、おおよそ前記フィルターの通気部に対応する部分に開口を備えた収納筐体を備えた請求項１記載の集塵装置。
【請求項３】
フィルター枠は、樹脂材料からなり、フィルターの短辺方向端部を射出成型時に内包するようインサート成形されて形成されることを特徴とする請求項１記載の集塵装置。
【請求項４】
フィルター枠は、樹脂材料からなり、フィルターの短辺方向端部を溶着により固着することを特徴とする請求項１記載の集塵装置。
【請求項５】
フィルターは、洗浄により、再生可能な素材であることを特徴とする請求項１記載の集塵装置。
【請求項６】
光源と、
前記光源装置からの光を導く照明装置と、
前記照明光が入射され映像信号に応じた入射光の変調を行う画像表示素子と、
前記画像表示素子で変調された光をスクリーン上に投写する投写レンズと、
前記光源を駆動する回路部と、入力信号に応じて前記画像表示素子を駆動する映像処理回路と、
前記回路部に電源を供給する電源部と、
外部から外気を取り込む吸気装置と、
これらを内包する筐体とからなり、
前記吸気装置と前記筐体間には請求項１〜５のいずれか１項に記載の集塵装置を備えたことを特徴とする投写型表示装置。
【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集塵装置およびそれを備えた投写型画像表示装置、特に再使用可能な静電フィルターの開口を大きく取るためのプリーツ型（蛇腹状に折り曲げた形）フィルターを備えた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デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）などの画像表示素子に集光し、この光を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】
ただし、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っている。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、一般環境において数百時間毎でのフィルター洗浄が必要である。特に微小粉塵を集塵可能な静電フィルターは目詰まりが早いのでより短時間毎に新品交換が必要である。
【０００５】
この対策に、近年、静電フィルターを山形に折りにして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装置が提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２３５２２号公報
【特許文献２】特許第４４４８９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記静電フィルターの山折り構成の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、その際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、維持費が大きくなってしまっていた。
【０００８】
従って、静電フィルターを使って細かい埃までも補足し、山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。
【０００９】
特許文献１に記載の発明は、山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案内板で挟み込んで固定する構成である。特許文献２に記載の発明は、プリーツ加工したフィルターをさらにジグザグに山折りし、フィルターの天地部に折り畳み部に対応して切り込みを設けたシートを粘着して、これによりフィルターを伏勢する構成である。
【００１０】
ただし、特許文献１に記載の発明は、山折りが浅い場合には使用できるが、今回の提案のように角度が小さく織り込まれているとフィルターと保持部の山が合わない。また、フィルターは案内板に対して滑りやすい材料に限定されるなど問題がある。特許文献２に記載の発明の場合は、一旦形を形成するならば問題ないが、負荷をかける、繰り返し用いる用途では切り込み部において破断する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための集塵装置は、長方形形状のフィルターと、前記フィルターの短辺方向端部を内包あるいは固着し、前記フィルターの長手方向について周期的に屈曲容易な部分と屈曲困難な部分とを有するフィルター枠と、を備え、前記フィルター枠の屈曲容易な部分を折り曲げ前記フィルターをプリーツ状に形成したことを特徴とするものである。
【００１２】
また、前記プリーツ状のフィルターと前記フィルター枠とを収納可能で、おおよそ前記フィルターの通気部に対応する部分に開口を備えた収納筐体を備えたものである。
【００１３】
また、前記フィルター枠は、樹脂材料からなり、前記フィルターの短辺方向端部を射出成型時に内包するようインサート成形されて形成されることを特徴とするものである。
【００１４】
また、前記フィルター枠は、樹脂材料からなり、前記フィルターの短辺方向端部を溶着により固着することを特徴とするものである。
【００１５】
また、前記フィルターは、洗浄により、再生可能な素材であることを特徴とするものである。
【００１６】
さらに、上記課題を解決するための投写型表示装置は、光源と、前記光源装置からの光を導く照明装置と、前記照明光が入射され映像信号に応じた入射光の変調を行う画像表示素子と、前記画像表示素子で変調された光をスクリーン上に投写する投写レンズと、前記光源を駆動する回路部と、入力信号に応じて前記画像表示素子を駆動する映像処理回路と、前記回路部に電源を供給する電源部と、外部から外気を取り込む吸気装置と、これらを内包する筐体とからなり、前記吸気装置と前記筐体間には前記いずれかの集塵装置を備えたものである。
【００１７】
光源と、前記光源装置からの光を導く照明装置と、前記照明光が入射され映像信号に応じた入射光の変調を行う画像表示素子と、前記画像表示素子で変調された光をスクリーン上に投写する投写レンズと、前記光源を駆動する回路部と、入力信号に応じて前記画像表示素子を駆動する映像処理回路と、前記回路部に電源を供給する電源部と、外部から外気を取り込む吸気装置と、これらを内包する筐体とからなり、吸気装置と筐体間には前述の集塵装置を備えたことを特徴とする投写型表示装置を構成することが出来る。
【発明の効果】
【００１８】
前記構成によれば、静電フィルターの表面積を増やして長時間に渡って集塵能力を高められるよう静電フィルターをプリーツ型に支持すると共に、このフィルターを展開して略平面状態とすることを可能に支持することで、補足された埃を効率よく清掃することが可能とする集塵装置を提供できる。特に清掃や洗浄可能なフィルターの場合有効となる。さらにこの集塵装置を投写型画像表示装置の集塵装置として用いれば、長時間に渡って清掃作業が不要であることに加え、繰り返しフィルターを用いることが可能になるので維持費用を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態１における空気清浄機の構成図
【図２】実施の形態１におけるフィルターユニットの斜視図
【図３】実施の形態１におけるフィルターの斜視図
【図４】実施の形態１におけるフィルターユニットの断面図
【図５】実施の形態１におけるフィルター枠の展開図
【図６】実施の形態１におけるフィルター構造第２案の斜視図
【図７】実施の形態１におけるフィルターユニット第２案の断面図
【図８】実施の形態１におけるフィルター枠第２案の展開図
【図９】実施の形態２における投写型表示装置を示す構成図
【図１０】実施の形態２における投写型表示装置第２案を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における空気清浄機の断面を示す図であり、図２はそのうちのフィルターユニットを、図３はフィルター構造を示す図である。筐体１０１は吸気部１０２、排気部１０３を備えており、その内部には外部電源により駆動される軸流ファン１０４と、その吸気側には静電フィルター１０５をプリーツ（山谷繰り返し折り）形態として維持するための静電フィルター１０５の両端部に固定されたフィルター枠１０６が備えられている。これら静電フィルター１０５、フィルター枠１０６を脱着可能に、また自らも筐体１０１に対して脱着可能なフィルターケース１０７が装備されている。
【００２１】
これによれば軸流ファン１０４の回転により、筐体１０１の吸気部１０２から外気を吸い込み、プリーツ形態の静電フィルター１０５を透過することで、外気内の埃を捕捉することが出来る。こうして埃除去された空気は筐体１０１の排気部１０３から放出することで清浄化された空気を提供することが出来る。前述の通り静電フィルターをプリーツ形態とすることでフィルター面積を拡大することができる。そして、捕捉した埃による目詰まりに至る時間を伸ばすことが可能となる。
【００２２】
図２は、フィルターケース１０７に静電フィルター１０５、フィルター枠１０６を備えたフィルターユニットを示している。また、図３は、そのうちの静電フィルター１０５、フィルター枠１０６を抜き出した物である。図４は、図２を水平方向に切断したときの図面である。フィルター枠１０６は静電フィルター１０５の上下端に設けられている。
【００２３】
ここではフィルター枠１０６が成形される際に、静電フィルター１０５がフィルター枠１０６に挿入（内包）され、若しくはフィルター枠１０６に溶着などで固着され、静電フィルター１０５の短辺方向端部がフィルター枠１０６に内包または固着されている。フィルター枠１０６は同図に示すようにスリット１０９、薄肉部１１０が備えられており、薄肉部１１０が直線状に伸ばされた状態を示すのが図５である。フィルター枠１０６の側面には凸部１１１、凹部１１２が備えられており、図４のように折りたたんだ時に凹部１１２に凸部１１１が挿入されることで位置が決まる構成になっている。このような特徴から装置を稼動し、空気中の粉塵を捕捉し続け、圧力損失が増大した場合、フィルターユニットを取り出し、更にフィルター枠１０６を備えた静電フィルター１０５をそこから取り出せばフィルター枠１０６を展開することで折り曲げ量の大きいプリーツ形状のフィルターであっても容易に清掃することが出来る。
【００２４】
特に近年では静電フィルターでも水洗い可能なものが提案されている。このフィルターは水洗い、乾燥した後、軽くもむなど刺激を与えて帯電させる必要があるが、この実施の形態ではフィルター枠１０６を展開可能なように構成することでこの洗浄や再帯電作業を可能にし、この静電フィルターを使用することができる。また洗浄乾燥後も凸部１１１を凹部１１２に挿入して折り畳むことで容易に元の収納状態に戻すことを可能に出来る。
【００２５】
図６、図７はフィルター枠１０６の異なる構造を示すものである。フィルター枠１０６の側面に接着または溶着により静電フィルター１０５が固定されてなる。この構成においてもフィルター枠１０６は図７のようにスリット１０９、薄肉部１１０ａ、１１０ｂが備えられており、薄肉部１１０ａ、１１０ｂが直線状に伸ばされた状態を示すのが図８である。フィルター枠１０６の側面には凸部１１３、穴部１１４が備えられており、図４のように折りたたんだ時に穴部１１４に凸部１１３が挿入されることで位置が決まる構成になっている。
【００２６】
よってこの構成でも、前述の構成と同様な効果を得ることが出来る。
【００２７】
このように実施の形態１によれば維持管理容易な空気清浄機を提供することが出来る。
【００２８】
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２における投写型画像表示装置の構造を示す図である。本発明は光学構成についての提案ではないので光学構成については以下に簡単に述べる。
【００２９】
光源１１５から出射された光は反射鏡１１６により前方に出射せしめられる。光学ユニット１１７への入射光は、ダイクロイックミラー１１８、１１９、全反射ミラー１２０、１２１、１２２を経て赤、緑、青の色光に分離された後、入射側偏光板１２３Ｒ、１２３Ｇ、１２３Ｂ、液晶パネル１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂ、出射側偏光板１２５Ｒ、１２５Ｇ、１２５Ｂ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１２６Ｒ、１２６Ｂを備えた合成プリズム１２７で一光路上に合成され投写レンズに１２８入射する。この投写レンズ１２８は液晶パネル１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂ上の画像を筐体１２９の開口に装着された防塵ガラス１３０を通して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。
【００３０】
この画像表示は黒表示のためには光源１１５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や、周辺の機構部品、光源や画像表示のための電源１３１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。
【００３１】
本実施の形態に於いては送風部である吸気ファン１５６によって筐体１２９の側面に設けられた吸気口１３２、プレフィルター１３３、プリーツ静電フィルター１３４を経て外気（比較的温度の低い空気）をセット内に導く。吸気ダクト１３５に納められた吸気ファン１５６で押し込まれた空気は吸気ファン１５６の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１３６に導かれる。光学ユニットダクト１３６には、入射側偏光板１２３Ｒ、１２３Ｇ、１２３Ｂ、液晶パネル１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂ、出射側偏光板１２５Ｒ、１２５Ｇ、１２５Ｂの下部に相当する位置に青用開口１３７Ｂ、緑用開口１３７Ｇ、赤用開口１３７Ｒを備えている。これら開口から吹き出された空気は入射側偏光板１２３Ｒ、１２３Ｇ、１２３Ｂ、液晶パネル１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂ、出射側偏光板１２５Ｒ、１２５Ｇ、１２５Ｂの熱を奪った後、排気ファン１３８によって引き込まれる過程で、光源１１５やその周辺機構部品、電源１３１の熱をも奪う。
【００３２】
更に言えば図にはない光源駆動回路１３９、映像信号回路１４０も発熱を伴うことから同時に冷却出来るよう熱設計が成されている。
【００３３】
排気ファン１３８に至った空気は筐体１２９に設けられた排気口１５７を経て吹き出される。
【００３４】
本実施の形態においては実施の形態１と同様のフィルターユニットの吸気側にプレフィルター１３３を備えてなる。プレフィルター１３３は静電フィルター１３４の寿命と同様の寿命を持つ必要があることから、目の粗いウレタンフィルターや集塵効果が劣化しても目詰まりしにくい静電フィルターで有ることが望ましい。これにより実施の形態１と同じ風量の場合、長寿命化を測ることが出来る。静電フィルター１３４を大きく構成出来る余裕が有ればプレフィルター１３３がなくとも静電フィルター１３４を大型化（表面積を大きくする）することで同様の寿命が得ることができる。
【００３５】
静電フィルター１３４の支持構造は実施の形態１と同様に２種どちらでもよく、水洗い可能な静電フィルターを使用することも可能である。
【００３６】
投射型画像表示装置は天井に取り付けて使用される場合が多い。一方で内部冷却のための外気とともに取り込んだ埃で吸気フィルターが詰まると、都度ユーザーが吸気フィルターを清掃する必要が発生する。本実施の形態によればプリーツ形に形成した静電フィルターにプレフィルターを設けて目詰まりするまでの時間を延ばし、維持管理の手間を省くことができる。また、目詰まりした場合でも水洗い可能なプレフィルター、静電フィルターを用いて洗浄再利用することを可能に出来るので維持費を大幅に削減することを可能にする。
【００３７】
図１０には集塵部を別構成とした例を示す。
【００３８】
この粉塵捕捉部１４１は、プレフィルター部１４２とプレフィルター清掃部１４３と図にはないフィルター送り機構１４４と、固定フィルター１４５とから構成される。プレフィルター部１４２は、ロール形態のプレフィルター１４６と、プレフィルター１４６両端に配置される巻き取り軸１４７ａ、１４７ｂと、フィルター送り機構１４４との連結部を備える小型筐体１４８からなり、小型筐体１４８は、巻き取り軸間において吸気口１３２からの空気を透過せしめるための開口部１４９を有している。そして２つの巻き取り軸１４７ａ、１４７ｂの間には中継回転軸１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃが配置されている。
【００３９】
プレフィルター清掃部１４３はフィルター収納部１５１と空間を仕切る隔壁１５２ａ、１５２ｂと巻き取り軸１４７ａに連動して回転可能に設けられた回転ブラシ１５３と、この回転ブラシ１５３を覆うように設けられた埃よけケース１５４からなっている。回転ブラシ１５３は図にはない複数のギヤにより巻き取り軸１４７ａに繋がっている。これによりプレフィルター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１５３が回転し、図にあるように中継回転軸１５０ａ、１５０ｂ間を走行するプレフィルター上の埃をはじく構成になっている（詳細な機構構造は割愛）。埃よけケース１５４の隔壁１５２ａ、１５２ｂ近傍には開口が設けられており回転ブラシ１５３によってはじかれた埃がここを通って、埃収納室１５５に納められる構成になっている。この粉塵捕捉部１４１の動作を以下に示す。
【００４０】
小型筐体１４８は本体に対して着脱可能に設計されており、図にはない本体に備えられた駆動部分と着脱可能に構成されている。小型筐体１４８を装置本体に装着し、投写型画像表示装置を使用すると冷却のための外気と共に周囲の粉塵を吸引する。この粉塵のうち主な物は開口部１４９近傍に備えられたプレフィルター１４６に捉えられる。ただし粉塵が堆積すると通気を妨げるので、この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モーターを動作せしめ、巻き取り軸１４７ａに固定されたプレフィルター１４６は巻き取られることになり、プレフィルター１４６を引き出す。この一連の動作によりプレフィルター１４６の埃を吸着した面は送られて新しい面を引き出すことができる。このとき巻き取り軸１４７ａが回転することで回転ブラシ１５３が回転する。その回転方向はプレフィルター１４６が送られる方向と逆方向で、フィルター上の埃を掻き取る。掻き取られた埃は埃よけケース１５４の開口を経て埃収納室１５５に納められる。
【００４１】
一方、プレフィルター１４６を所定の量だけ巻き上げると、モーターを制止する。その後、モーターを反転動作せしめる。これにより巻き取り軸１４７ｂが矢印の方向に回動せしめられる。これによりプレフィルター１４６は巻き取られることになり、プレフィルター１４６を引き戻す。
【００４２】
以上の動作により通気性を改善することができる。ただし、繰り返し使われるプレフィルター１４６はこしの強いフィルターは使いにくいため集塵能力を上げにくい。よって比較的大きな埃をここで捕捉するように設定している。プレフィルター１４６を通過した微粒子は固定フィルター１４５で捕捉する。そのため固定フィルター１４５は実施の形態１で説明したプリーツフィルター形態をとっている。
【００４３】
このように構成することで埃の多い環境においても、プレフィルターを固定する構成より長時間フィルター掃除の必要を無くすことが出来る。ここでもプレフィルター、プリーツフィルター材料を水洗い可能な物とし、特にプリーツフィルターである固定フィルター１４５は展開可能な支持枠を備えていることは言うまでもない。この展開可能な支持構造により、プリーツの谷部分に入った埃の除去や水洗後の乾燥を素早く行うことが出来る。また水洗いで除電されてしまった静電気を、再度帯電させるためのフィルターに物理的な刺激も容易に行うことが出来る。また乾燥後は元の収納状態に容易に戻すことが出来る。
【符号の説明】
【００４４】
１０１  筐体
１０２  吸気部
１０３  排気部
１０４  軸流ファン
１０５  静電フィルター
１０６  フィルター枠
１０７  フィルターケース
１０９  スリット
１１０  薄肉部
１１１、１１３  凸部
１１２  凹部
１１４  穴部
１１５  光源
１１６  反射鏡
１１７  光学ユニット
１１８、１１９  ダイクロイックミラー
１２０、１２１、１２２  全反射ミラー
１２３Ｒ、１２３Ｇ、１２３Ｂ  入射側偏光板
１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂ  液晶パネル
１２５Ｒ、１２５Ｇ、１２５Ｂ  出射側偏光板
１２６Ｒ、１２６Ｂ  ダイクロイック反射膜
１２７  合成プリズム
１２８  投写レンズ
１２９  筐体
１３０  防塵ガラス
１３１  電源
１３２  吸気口
１３３  プレフィルター
１３４  プリーツ静電フィルター
１３５  吸気ダクト
１３６  光学ユニットダクト
１３７Ｂ  青用開口
１３７Ｇ  緑用開口
１３７Ｒ  赤用開口
１３８  排気ファン
１３９  光源駆動回路
１４０  映像信号回路
１４１  粉塵捕捉部
１４２  プレフィルター部
１４３  プレフィルター清掃部
１４４  フィルター送り機構
１４５  固定フィルター
１４６  プレフィルター
１４７ａ、１４７ｂ  巻き取り軸
１４８  小型筐体
１４９  開口部
１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ  中継回転軸
１５１  フィルター収納部
１５２ａ、１５２ｂ  隔壁
１５３  回転ブラシ
１５４  埃よけケース
１５５  埃収納室
１５６  吸気ファン
１５７  排気口
【図１】
2012066178.tif 000003
【図９】
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【図１０】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2012066178.tif 000009
【図６】
2012066178.tif 000010
【図７】
2012066178.tif 000011
【図８】
2012066178.tif 000012