JP2012204513A

JP2012204513A - 塵埃除去装置、塵埃除去方法およびそれを用いた投射型画像表示装置

Info

Publication number: JP2012204513A
Application number: JP2011066379A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Tabei; 邦彦田部井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2012-10-22

Abstract

【課題】適切な冷却を行いつつ、集塵フィルタに付着した塵埃を除去すること。
【解決手段】上記課題を解決するために、本発明の塵埃除去装置は、電源に接続可能なコンデンサと、前記コンデンサと接続可能に設けられた冷却用ファンと、前記コンデンサと接続可能に設けられた塵埃除去用ファンと、前記コンデンサの接続先を前記電源あるいは前記冷却用ファンに切り替えることにより、前記コンデンサの充電と放電を切り替える第１切り替え手段と、前記第１切り替え手段により、前記コンデンサが前記冷却用ファンに接続された後の前記コンデンサの状態に応じて、前記コンデンサの接続先を前記塵埃除去用のファンに切り替える第２切り替え手段を有することを特徴とする塵埃除去装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、塵埃の除去装置に関し、特に投射型画像表示装置の集塵フィルタの塵埃の除去を行う装置に関するものである。

従来、外部の空気を吸入口から取り込んで機器内を冷却し、冷却後の空気を外部に排出する電子機器は、空気を取り込む吸気口に塵埃除去用の集塵フィルタを備え、機器内に塵埃が進入するのを防いでいる。その集塵フィルタを頻繁に清掃、交換するのは現実的ではないので、外部の空気を取り込む為の吸気ファンを反対に回転させ、吸入口に向けて内部の空気を吐き出す事により、集塵フィルタの外側表面に付着した塵埃を除去する方法が提案されている。

特許文献１には、冷却が不要な状態において、商用電源からの電力を利用して吸気用のファンを逆に回し、集塵フィルタに付着した塵埃を除去する塵埃の除去装置が開示されている。

特許文献２には、主電源が切り状態に指示された場合において、ケース内の温度が基準値以下であった場合、吸気用のファンを逆に回し集塵フィルタに付着した塵埃を除去するファン冷却装置が開示されている。

特許文献３には、規定のタイミングで吸気用のファンを逆に回す装置が開示されている。

特開２００４−０６４０１０号公報特開平７−２０８３８８号公報特開平８−２０１９１７号公報

しかしながら、上記の特許文献に開示された技術では、例えばコンセントがいきなり外れたなど、外部の電源からの電力の供給が停止した場合、冷却ファンを回転させることができないので、塵埃が除去されないという課題があった。

そこで本発明は、外部からの電力供給が意図せず停止された場合においても、適切な冷却を行いつつ、塵埃を除去することが可能な装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の塵埃除去装置は、
電源に接続可能なコンデンサと、
前記コンデンサと接続可能に設けられた冷却用ファンと、
前記コンデンサと接続可能に設けられた塵埃除去用ファンと、
前記コンデンサの接続先を前記電源あるいは前記冷却用ファンに切り替えることにより、前記コンデンサの充電と放電を切り替える第１切り替え手段と、
前記第１切り替え手段により、前記コンデンサが前記冷却用ファンに接続された後の前記コンデンサの状態に応じて、前記コンデンサの接続先を前記塵埃除去用のファンに切り替える第２切り替え手段を有することを特徴とする。

上記課題を解決するために、本発明の他の側面としての塵埃除去装置は、
電源に接続可能なコンデンサと、
前記コンデンサと接続可能に設けられた冷却用ファンと、
前記冷却用ファンが冷却時とは逆回転するように前記冷却用ファンの駆動を切り替える駆動切り替え手段と、
前記コンデンサの接続先を前記電源あるいは前記冷却用ファンに切り替えることにより、前記コンデンサの充電と放電を切り替える第１切り替え手段と、
前記第１切り替え手段により、前記コンデンサが前記冷却用ファンに接続された後の前記コンデンサの状態に応じて、前記コンデンサの接続先を前記駆動切り替え手段に切り替える第２切り替え手段を有することを特徴とする。

本発明の効果は、電源の供給が停止された場合においても、電子機器の冷却と集塵フィルタの塵埃の除去を行うことができる点にある。

実施形態１の投射型画像表示装置の主要構成図実施形態１の投射型画像表示装置の動作を示すフローチャート実施形態２の投射型画像表示装置の主要構成図実施形態２の投射型画像表示装置の動作を示すフローチャート

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は集塵フィルタに付着した塵埃の除去装置を用いた液晶プロジェクタ（投射型画像表示装置）の概略構成図である。

ＡＣ−ＤＣ電源１（ｐｏｗｅｒ）は、ＡＣプラグ２を介して商用電源に接続され、商用電源から複数系統のＤＣ（直流）電源を作り出し、液晶プロジェクタの回路に供給する。ＡＣ−ＤＣ電源１に接続されたファンモータ駆動回路７（Ｆａｎｍｏｔｏｒｄｒｉｖｅｃｉｒｃｕｉｔ）は、逆流防止用ダイオード８を介して、吸気ファン９（冷却用ファン）及び排気ファン１０（冷却用ファン）を駆動する。

ＡＣ−ＤＣ電源１の出力先のうちの１つに接続された充電回路４（ｃｈａｒｇｅ）は、電源に接続可能な大容量の電気二重層コンデンサ３を充電する。スイッチ５（ＳＷ５、第１切り替え手段）は電気二重層コンデンサ３の充電と放電を制御するスイッチである。充電回路４から出力電圧があれば、電気二重層コンデンサ３に電荷を送れるように接続を電気二重層コンデンサ３側に切り替え、出力電圧が無ければスイッチ６側に接続を切り替える。

スイッチ６（ＳＷ６、第２切り替え手段）は電気二重層コンデンサ３の出力を、吸気ファン９及び排気ファン１０か、入力電圧を上昇させる昇圧回路１１（Ｓｔｅｐｕｐ）に切り替える。スイッチ６は電圧を基準に出力先を切り替える装置であり、大容量の電気二重層コンデンサ３を動作電源として動き、電気二重層コンデンサ３の電圧に応じて出力先を切り替える。

清掃ファン１２（塵埃除去用ファン）は電気二重層コンデンサ３に昇圧回路１１、スイッチ５、６を介して接続可能である。そして、集塵フィルタ１３に吸気ファン９の冷却風と逆方向に清掃用の風を当てるように設置されており、集塵フィルタ１３に付着した塵埃１４を除去する。

高圧水銀ランプ１５（光源）は光を発し、液晶パネル１６（光変調素子）を照射する。液晶パネル１６は照射された光を変調することにより画像を生成し、該画像は不図示の投射光学系を介して投射面に投射される。液晶プロジェクタ使用中、高圧水銀ランプ１５は発熱するので、吸気ファン９と排気ファン１０により作り出される冷却風により高圧水銀ランプ１５を冷却することが必要とされる。また、この冷却風は液晶パネル１６やその周辺にある部材を冷やす役割も担う。

以上のように構成された液晶プロジェクタの動作を、図２の集塵フィルタ１３に付着した塵埃１４を除去する動作を示すフローチャートを用いて説明する。

まず、ＡＣプラグ２が不図示の商用電源のコンセントに挿されると、ＡＣ−ＤＣ電源１は各種の直流（ＤＣ）を出力する。例えば、ＡＣ−ＤＣ電源１より出力された１系統の直流は、高圧水銀ランプ１５を点灯させ、もう１系統の直流はファンモータ駆動回路７に供給され、吸気ファン９及び排気ファン１０を駆動させる。吸気ファン９及び排気ファン１０が駆動されることで作り出される冷却風により、高圧水銀ランプ１５および液晶パネル１６等は冷やされる。また、ＡＣ−ＤＣ電源１より出力されたもう１系統の直流は、充電回路４で適正な電圧と電流に制御され、電気二重層コンデンサ３を充電する。

ここでＡＣプラグ２が突然、商用電源から切り離されてしまったり、液晶プロジェクタに対し停止命令が出されたりした場合、高圧水銀ランプ１５は消灯する。しかし、液晶プロジェクタの高圧水銀ランプ１５は消灯後に適正な冷却方法で冷却しないと寿命が縮んでしまう。そこで、ステップＳ２０１が開始される。

ステップＳ２０１において、ＡＣ−ＤＣ電源１に対する電力の供給が停止されると充電回路４に対する電力供給が停止されるので、充電回路４の電圧は降下し始める。不図示の充電回路の電圧降下を検知する検知手段は充電回路４の電圧が降下したか否かを検知し、充電回路４の電圧の降下が検知された場合、ステップＳ２０２へ進む。

ステップＳ２０２において、スイッチ５は接続先をスイッチ６に切り替える。これにより、電気二重層コンデンサ３に蓄積されていた電荷が放出される。

ステップＳ２０３において、スイッチ６は吸気ファン９及び排気ファン１０に接続されているので、電気二重層コンデンサ３の電荷が放出されると、その電荷で吸気ファン９及び排気ファン１０（冷却用ファン）が駆動される。これにより、発熱体である高圧水銀ランプ１５および液晶パネル１６が冷却される。そして、電気二重層コンデンサ３の電荷による冷却が開始されると、電気二重層コンデンサ３の電圧は徐々に降下し、吸気ファン９及び排気ファン１０の冷却能力も低下していく。

そこでステップＳ２０４、Ｓ２０５において、スイッチ６は電気二重層コンデンサ３の電圧が閾値Ａ以下（閾値以下）になると、接続先を昇圧回路１１側へ切り替える。つまり、電気二重層コンデンサ３の電圧が十分に冷却効果を得られる冷却ファンの駆動に必要な電圧以下になったと判断された場合、スイッチ６は切り替わる。一方、ステップＳ２０４において、冷却能力が落ちる電圧ではないと判断された場合、冷却ファンは駆動され続ける。尚、スイッチ６は電圧により接続先が切り替わるスイッチである。

次にステップＳ２０６において、昇圧回路１１はスイッチ６から出力される電圧を昇圧させて、清掃ファン１２に出力する。これにより、清掃ファン１２の駆動が開始される。

そしてステップＳ２０８において、清掃ファン１２は昇圧された電圧でファンを一気に回転し、吸気ファン９（図中矢印方向）とは逆向きの風の流れを作り出し、集塵フィルタ１３に付着した塵埃１４を集塵フィルタ１３から吹き飛ばし、清掃する。

清掃ファン１２は、電気二重層コンデンサ３の電荷を使い果たすと停止する。

以上のとおり、電気二重層コンデンサ３の状態に応じて、その出力先をスイッチ５、スイッチ６を用いて切り替えることにより、商用電源の供給が意図せず停止されても、適切に冷却動作と塵埃除去動作を実行できる。

塵埃除去動作を冷却動作が行われる度に実行することにより、塵埃が蓄積してしまうことを低減することもできるので、塵埃による冷却効果の低減を抑えることもできる。これにより、高圧水銀ランプ１５や熱による影響を受ける部材の寿命が短くなってしまうことを効果的に抑制することができる。

また、冷却動作と共に塵埃の除去作業を実行するので、操作者が毎回塵埃の除去の指示を与える必要がなく、より使い勝手のよい装置を提供できる。

また、冷却動作後に塵埃除去を実行しているので、冷却風と逆向きの風の流れを作り出しても液晶プロジェクタ内部に熱が篭る事を低減でき、装置の劣化を抑制することができる。

また、冷却動作を行った後に、塵埃除去用のファンモータの電源として、コンデンサを使用しているので、マイコン等を使わずとも済み、簡単な回路で塵埃を除去する装置を提供できる。

塵埃除去用のファンモータの駆動が終了し、次回、装置の電源が入れられた際には、スイッチ５はその接続先を電気二重層コンデンサ３側に切り替える。

（実施形態２）
以下、図３を参照して、実施形態２の塵埃除去装置について説明する。図３は本発明の液晶プロジェクタ装置の主要構成図である。実施形態１と異なる点は、冷却用ファンが清掃用ファンを兼ねている点と、それに伴って必要となるスイッチ１８（ＳＷ１８）を用いた点である。吸気ファン１７は、集塵フィルタ１３に対して冷却時とは逆方向の送風が可能なファンである。ここで、吸気と逆方向とは、図３の矢印とは逆方向の向きを意味する。スイッチ１８（駆動切り替え手段）は、吸気ファン１７（冷却用ファン）が冷却時とは逆回転するように吸気ファン１７の駆動を切り替える。これにより集塵フィルタ１３に付着した塵埃１４が液晶プロジェクタ外方向に吹き飛ばされ、集塵フィルタ１３は清掃される。

では、図４のフローチャートを用いて、塵埃を冷却後に除去する動作について説明するが、実施形態１とは異なるステップＳ３０６、Ｓ３０７についてのみ説明する。

ステップＳ３０６において、スイッチ１８は昇圧回路１１からの出力を受けて、昇圧回路１１と逆送風可能ファンを接続するとともに、吸気ファン１７が冷却時とは逆回転するように吸気ファン１７の駆動を切り替える。

ステップＳ３０７において、ファンモータ駆動回路は逆送風可能ファンな吸気ファン１７を昇圧された高電圧により一気に冷却時とは逆の方向へ回転（逆回転）させ、冷却時とは逆向きの風の流れを作り出す。

以上の実施形態２を実施することによって、実施形態１で説明した効果に加えて、吸気ファン１７を清掃ファンとして利用することにより、装置の部品点数を少なくすることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

尚、図２、図４に示したフローの各ステップの主体は上記説明のものに限られず、同じ機能を実行することが可能な他の手段が行ってもよい。

また、実施形態１および２では、スイッチ６は、電圧を基準に出力先の切り替えを行っているが、電圧基準に限られず、電気二重層コンデンサ３の電荷放出時間を基準に出力先の切り替えを行ってもよい。例えば、電荷の放出が開始されてからの時間をタイマーでカウントし、電荷放出時間が設定値以上あるいは設定値を超えた場合、出力先を清掃ファン１２あるいは逆送風可能な吸気ファン１７へと切り替えればよい。あるいは、電圧と電荷放出時間両方を用いてもよい。

また、実施形態２において、スイッチ１８は、接続先を切り替える機能と吸気ファン１７を逆回転させる機能の両方を有するが、これに限られない。例えば、スイッチ１８は、電圧等に応じて、接続先を切り替える機能のみを有するスイッチとし、スイッチ１８と吸気ファン１７との間に、吸気ファン１７を逆回転させるためのファンモータ駆動回路を別に設けてもよい。

また、閾値Ａ、閾値Ｂの値は、ランプの種類や液晶プロジェクタの大きさや各部材の配置によって様々なので、その装置に適当な値を設定すればよい。

また、上記冷却動作は、ユーザから液晶プロジェクタの電源をオフにする指示があった場合に開始してもよいし、冷却を行うモードを有し、そのモードを行う指示があった場合に開始してもよい。

また、昇圧回路１１を用いることが望ましいが、清掃ファンの必要とする駆動電圧の大小や、閾値Ａ、閾値Ｂの設定により、昇圧回路１１が無くとも本発明の効果を得ることができる。

また、本発明の塵埃除去装置、塵埃除去方法は、他の電子機器に対しても適用可能である。例えば、同様に冷却手段と集塵フィルタを有している複写機、ＦＡＸ、プリンタ等が挙げられる。

３電気二重層コンデンサ
５スイッチ
６スイッチ
１２清掃ファン
１３集塵フィルタ
１４塵埃

Claims

電源に接続可能なコンデンサと、
前記コンデンサと接続可能に設けられた冷却用ファンと、
前記コンデンサと接続可能に設けられた塵埃除去用ファンと、
前記コンデンサの接続先を前記電源あるいは前記冷却用ファンに切り替えることにより、前記コンデンサの充電と放電を切り替える第１切り替え手段と、
前記第１切り替え手段により、前記コンデンサが前記冷却用ファンに接続された後の前記コンデンサの状態に応じて、前記コンデンサの接続先を前記塵埃除去用のファンに切り替える第２切り替え手段を有することを特徴とする塵埃除去装置。
電源に接続可能なコンデンサと、
前記コンデンサと接続可能に設けられた冷却用ファンと、
前記冷却用ファンが冷却時とは逆回転するように前記冷却用ファンの駆動を切り替える駆動切り替え手段と、
前記コンデンサの接続先を前記電源あるいは前記冷却用ファンに切り替えることにより、前記コンデンサの充電と放電を切り替える第１切り替え手段と、
前記第１切り替え手段により、前記コンデンサが前記冷却用ファンに接続された後の前記コンデンサの状態に応じて、前記コンデンサの接続先を前記駆動切り替え手段に切り替える第２切り替え手段を有することを特徴とする塵埃除去装置。
前記コンデンサの状態とは、前記コンデンサの電圧であることを特徴とする請求項１または２に記載の塵埃除去装置。
前記第２切り替え手段は、前記コンデンサの電圧が閾値以下になった場合、前記コンデンサと前記冷却用ファンとを接続させることを特徴とする請求項３に記載の塵埃除去装置。
前記コンデンサの状態とは、前記コンデンサの電荷放出時間であることを特徴とする請求項１または２に記載の塵埃除去装置。
前記第２切り替え手段は、前記コンデンサの電荷放出時間が設定値以上になった場合、前記コンデンサと前記冷却用ファンとを接続させることを特徴とする請求項５に記載の塵埃除去装置。
前記コンデンサの状態とは、前記コンデンサの電圧、および前記コンデンサの電荷放出時間であることを特徴とする請求項１または２に記載の塵埃除去装置。
前記第２切り替え手段は、前記コンデンサの電圧が閾値以下になり、且つ、前記コンデンサの電荷放出時間が設定値以上になった場合、前記コンデンサと前記冷却用ファンとを接続させることを特徴とする請求項７に記載の塵埃除去装置。
前記第１切り替え手段は、供給される電圧が降下した場合に前記コンデンサを充電から放電に切り替えることを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項に記載の塵埃除去装置。
入力された電圧を上昇させる昇圧手段を前記第２切り替え手段と前記ファンとの間に有し、
前記昇圧手段は、前記コンデンサの電圧を上昇させて、前記ファンへと出力することを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項に記載の塵埃除去装置。
光源と、
前記光源からの光を変調する光変調素子と、
請求項１乃至１０いずれか１項に記載の塵埃除去装置を有し、
投射光学系を介して前記光変調素子により変調された光を投射面に投射する投射型画像表示装置。
冷却あるいは塵埃除去が可能なファンを有する電子機器の塵埃を除去する塵埃除去方法であって、
電源よりコンデンサを充電させる充電ステップと、
電源からの電力供給が低下したか否かを検知する検知ステップと、
前記検知ステップにより電源からの電力供給が低下した場合、前記コンデンサを放電させる放電ステップと、
前記放電ステップにより、前記コンデンサの電圧が閾値以下となった場合、ファンが塵埃を除去するように、前記ファンを駆動する駆動ステップを有することを特徴とする塵埃除去方法。