JPH04323571A - 消耗部品の使用時間測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種機器において使用
する消耗部品の使用時間を測定する消耗部品の使用時間
測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、内視鏡用光源装置には、消耗部
品としてキセノンランプ等の高輝度ランプが使用されて
おり、この種のランプは一般に寿命が短い。寿命がきた
高輝度ランプはその光量が低下し、このまま使用すると
内視鏡における視野が暗くなってしまう。

【０００３】従来、ビデオデッキ等でのヘッドのような
消耗部品の寿命を確認するために、その消耗部品の使用
時間を積算表示するライフメータが知られている。この
従来のライフメータは、容器中に水銀と電解液を入れ、
電界反応に伴う電解液中での水銀の移動量から、積算使
用時間を知るようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のライフメータに
は、水銀を使用しているため、環境上や安全性の観点か
ら問題になっている。近年では、水銀の使用が制限され
つつあり、水銀を使用しない使用時間測定器の提供が望
まれている。

【０００５】本発明は前記課題に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、水銀の使用がなく安全な
ものであり、かつ比較的簡単な構成により消耗部品の使
用時間を測定できる消耗部品の使用時間測定装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は、被
測定装置の消耗部品の使用時間を測定する使用時間測定
装置において、電気エネルギを蓄える蓄電手段と、前記
消耗部品の動作告知を受けその消耗部品の使用時間に応
じて前記蓄電手段の電気エネルギを放電させる放電手段
と、前記蓄電手段の蓄電残量を検知して前記消耗部品の
積算使用時間を表示する表示手段とを具備したものであ
る。

【０００７】

【実施例】図１は、消耗部品の使用時間測定装置のシス
テムを概念的に示している。すなわち、被測定装置１（
例えば光源装置やビデオデッキ等）の中には、消耗部品
２（例えば光源ランプやヘッド等）、および前記消耗部
品２が動作している間、信号を出す動作告知手段３があ
り、さらに、動作告知手段３の信号を使用時間測定装置
４側へ伝えるためのインターフェース手段５が設けられ
ている。

【０００８】一方、使用時間測定装置４側には、前記動
作告知信号を受けるためのインターフェース手段６、こ
のインターフェース手段６から出力された信号（電気エ
ネルギ）を受けて動作時間を積算するための使用時間積
算手段７、および前記時間積算手段７が積算した値を表
示する表示（告知）手段８が設けられている。

【０００９】前記使用時間測定装置４の概念的構成をよ
り具体的に示したのが図２である。すなわち、前記消耗
部品２を使用開始する前において、放電非放電切換え手
段１１の状態を選択することにより、蓄電手段としての
蓄電器１２に電気エネルギを蓄える。消耗部品２が使用
されているときには、放電駆動手段１３が被測定装置１
から動作告知信号を受けて放電ＯＮ／ＯＦＦ手段１４を
操作し、蓄電器１２に蓄えた電気エネルギを放出する。

【００１０】蓄電器１２はこれに残留する電気エネルギ
の量に応じて消耗部品２の使用時間を示す記憶手段を構
成する。そして、表示駆動手段１５を操作することによ
り、蓄電器１２に残留する電気エネルギの量に応じてこ
れに対応した消耗部品２の使用時間が表示手段８におい
て表示される。

【００１１】図３は消耗部品２の使用時間とその寿命と
の関係、つまり、例えば内視鏡用光源ランプの寿命特性
を示している。この場合、光量が５０％になると、それ
を使用する光源装置の性能が著しく低下するため、その
光源ランプの光量が５０％になる３００時間を寿命と判
断し、前記使用時間積算手段７で使用時間を積算した値
を表示手段８に表示するようにする。

【００１２】この使用時間を積算して表示する具体的な
一例を図４で示す。（ａ）では、その動作告知手段３よ
り出力される動作信号の一例を示している。ｔ１　は２
時間（２Ｈ）消耗部品２を使用した場合、ｔ２　，ｔ３
　，ｔｎ　はそれぞれ消耗部品２を３時間（３Ｈ），１
時間（１Ｈ），ｎ時間（ｎＨ）使用した場合を示し、こ
のとき、インターフェース手段５，６を経由して動作告
知信号が使用時間積算手段７に伝送した場合、その使用
時間積算手段７における積算状態は、（ｂ）に示される
ように、それぞれの積算状態で、２Ｈ，５Ｈ，６Ｈ＋ｎ
Ｈと順次加算された出力を示す。

【００１３】このように積算された値が表示手段８によ
って表示され、これによって消耗部品２の積算使用時間
を使用者に告知することができる。なお、ここでは表示
手段８はアナログ的に表示する電圧計９を使用している
。もっとも、このようにアナログ的に表示するものの他
、例えば７セグメントＬＥＤのように数字をデジタル表
示するものでもよい。

【００１４】図５は前述した使用時間積算手段７と表示
手段８との具体的な一例の構成を示すものである。すな
わち、電気エネルギを蓄える蓄電器として大容量のコン
デンサ２１と高抵抗値の抵抗２２とによって積分回路２
３を構成しており、このコンデンサ２１には充電手段２
４によってその入力端ａから抵抗２２を通じて電気エネ
ルギ（電荷）が予め蓄積されるものである。このコンデ
ンサ２１に蓄積された電気エネルギは、リレー２５の接
点を閉成することにより、抵抗２２を通じて放電される
。

【００１５】前記リレー２５はその入力端子ｂから前記
動作告知手段３より出力され信号を受けて接点を閉成す
るものであって、前記放電ＯＮ／ＯＦＦ手段１４を構成
する。つまり、前記消耗部品２の動作告知を受けてその
消耗部品２の使用時間に応じて前記コンデンサ２１に予
め蓄えられていた電気エネルギを順次放出する。

【００１６】また、コンデンサ２１の端子電圧Ｖ１　は
、積分回路２３の出力端にスイッチ２６を介して接続し
た増幅器２７によって増幅され、表示手段８としての電
圧計９を駆動する。この電圧計９はコンデンサ２１の端
子電圧から消耗部品２の積算使用時間を換算してアナロ
グ的に表示する。

【００１７】しかして、この使用時間測定装置の使用は
次のように行われる。すなわち、被測定装置１の消耗部
品２を新しいものと交換したとき、その交換信号または
手動により充電手段２４を作動して入力端子ａから積分
回路２３に電気エネルギを供給して蓄える。つまり、抵
抗２２を通じてコンデンサ２１にその容量一杯にまで電
荷が飽和するまで蓄積させる。このため、コンデンサ２
１はその端子電圧がそれ自身によってあり得る最も高い
値になる。もっとも、他の手段でその端子電圧の初期値
を飽和時の端子電圧の範囲以内で任意に設定するように
してもよい。

【００１８】そこで、被測定装置１の消耗部品２の使用
が開始されると、ある使用時間ごとに動作告知手段３が
出力し、リレー２５の接点を所定時間閉成する。すると
、コンデンサ２１に蓄積された電荷は、リレー２５の接
点を通じて放電する。抵抗２２はその抵抗値がきわめて
高いものであるため、そのときの放電量はきわめて少な
く、コンデンサ２１の端子電圧の低下はわずかである。

【００１９】このようにして、被測定装置１の消耗部品
２が使用されるごとに、その動作告知手段３によって、
その使用時間に応じてリレー２５の接点が閉成されるた
め、そのコンデンサ２１に蓄積された電荷は、その使用
量に応じて徐々に少なくなる。そして、コンデンサ２１
の端子電圧も、徐々に低下する。

【００２０】そして、ユーザがその消耗部品２の交換時
期を知りたいときには、スイッチ２６を閉成操作するこ
とにより、表示手段８としての電圧計９は、コンデンサ
２１の端子電圧から消耗部品２の積算使用時間を換算し
て表示する。

【００２１】なお、図６は前述した積分回路２３におけ
るコンデンサ２１の代わりに充電式電池２９を用いてた
ものであり、これの場合にも同様に動作する。また、コ
ンデンサ２１の代わりに電池を用いれば、その電池を交
換することで被測定装置１の消耗部品２を新しいものと
交換したときの充電操作が不要である。

【００２２】また、図７で示すように、コンデンサの容
量Ｃは、使用時間がある程度Ｔ０　経ると、その時間Ｔ
０　以降、次第に劣化する。そこで、この劣化し始めた
コンデンサを前述したような構成で用い、入力電圧を印
加すると、そのコンデンサはさらに劣化していくから、
このときの充電最大電圧をモニタして、消耗部品の使用
時間を換算して知ることができる。これを利用して消耗
部品２の積算使用時間を知るようにしてもよい。

【００２３】図８ないし図１２は使用時間積算手段７お
よび表示手段８についての他の変形例を示すものである
。これは図８で示すように複数の抵抗Ｒ１　，Ｒ２　，
…，Ｒｎを直列に接続した直列回路と、電気エネルギを
蓄える蓄電手段としてのコンデンサ（スーパーキャパシ
タ）３１とからなる放電回路３２を構成してなり、さら
に、抵抗Ｒ１　，Ｒ２　，…，Ｒｎの直列回路とコンデ
ンサ３１との間にはスイッチ３４を介挿している。スイ
ッチ３４は放電／非放電切換え手段３５を構成するもの
であって、消耗部品の動作信号を受けてその接点を閉成
して予め図示しない充電手段によって充電された前記コ
ンデンサ３１の放電を行う。

【００２４】前記Ｒ１　，Ｒ２　，…，Ｒｎの直列回路
の途中部分における点ａの電圧Ｖ１　はコンパレータ３
６に入力され、抵抗Ｒｔ１，Ｒｔ２で分圧される基準電
圧Ｖｔｈと比較される。ゲート３８はコンパレータ３６
の出力Ｖ２　と入力端子ｂから入力する駆動回路３７の
駆動パルス電圧Ｖ３　との排他的論理和の出力Ｖ４　で
、液晶表示装置３９の各液晶表示素子４１を駆動する。 前記ゲート３８は駆動回路３７の駆動パルスで各液晶表
示素子４１を駆動するＯＮ／ＯＦＦ手段４０を構成して
いる。

【００２５】ところで、液晶表示装置３９は図１１で示
すように複数の液晶表示素子４１を一列に並べて配列し
てなり、これらの各液晶表示素子４１は後述するように
前記コンデンサ３１の電圧の低下に順応してその一方の
端からものから順次駆動されなくなるようになっている
。すなわち、各液晶表示素子４１にはそれぞれ前記コン
パレータ３６以降の回路要素が並列的に設けられている
。そして、各コンパレータ３６に与えられる基準電圧Ｖ
ｔｈは対応する液晶表示素子４１ごと異なり、その一方
の端のものから順次高くしてある。

【００２６】しかして、図示しない機器の電源オン動作
やランプの点灯信号等に連動させて得た消耗部品の動作
告知信号によってスイッチ３４が閉成されると、コンデ
ンサ３１の両端が抵抗Ｒ１　，Ｒ２　，…，Ｒｎの直列
回路に導通されることにより、その両者の時定数で放電
する。抵抗Ｒ１　，Ｒ２　，…，Ｒｎの抵抗値の総和は
極めて大きいので、長時間にわたり僅かずつ電荷をゆっ
くりと放電する。

【００２７】そして、消耗部品の使用時間に応じて連続
的あるいはある時間ごと前記スイッチ３４が閉成される
ことにより、コンデンサ３１の残留電荷が減少し、この
ため、前記直列回路の途中部分における点ａの電圧Ｖ１
　は、図１０で示すように漸次減少するとともに、その
電圧Ｖ１　は、前記各液晶表示素子４１にそれぞれ対応
した回路のコンパレータ３６によって、それぞれの基準
電圧Ｖｔｈとリアルタイムに比較される。そして、電圧
Ｖ１　が基準電圧Ｖｔｈより低くなるまで、そのコンパ
レータ３６は高いＶ２　を出力し続ける。このとき、コ
ンパレータ３６の出力Ｖ２　と駆動回路３７からの駆動
パルス電圧Ｖ３　が入力するゲート３８の出力Ｖ４　は
、駆動パルス電圧Ｖ３　と逆相となり、液晶表示装置３
９の液晶表示素子４１にはその逆相の電圧Ｖ４　，Ｖ３
　で印加し、この回路に対応する液晶表示装置３９の液
晶表示素子４１は点灯駆動される。

【００２８】消耗部品の使用時間の経過に伴って、電圧
Ｖ１　が基準電圧Ｖｔｈより低くなると、そのコンパレ
ータ３６の出力Ｖ２　が反転し、駆動回路３７からの駆
動パルス電圧Ｖ３　を打ち消す。液晶表示装置３９はそ
れに応じて対応した回路の液晶表示素子４１が点灯駆動
されなくなり、それを視覚的に確認できる。

【００２９】そして、前記コンデンサ３１の放電による
電圧Ｖ１　により、液晶表示装置３９における各液晶表
示素子４１はその一方の端のものから、順次駆動されな
くなり、そのコントラスト変化を起す表示部の状況から
消耗部品の積算使用時間の経過が判別できる。

【００３０】なお、前記例では液晶表示装置３９に加え
る駆動電圧を一定のものとしたが、この電圧を前記コン
デンサ３１の放電電圧に比例させて印加することにより
液晶表示装置３９の表示部にコントラスト変化を起させ
て使用時間の変化を表示させるようにしてもよい。

【００３１】また、前記図１１で示した構成において、
各液晶表示素子４１をその液晶自身の寿命の異なるもの
を順次並べることで、それ自身で使用時間を積算表示す
るようにしてもよいものである。

【００３２】液晶によっては、アゾキシ化合物のように
光劣化を防止するために黄色保護膜を必要とするものが
ある。また、この黄色保護膜の厚さを選択することによ
り、液晶の光劣化の度合を制御することが可能である。 そこで、図１２の（Ａ）で示すように、電極４１ａと偏
向子４２を備えた液晶４３に貼り付けるガラスなどから
なる黄色保護膜４４を設け、この黄色保護膜４４の厚さ
を選択すれば、図１２の（Ｂ）で示すように液晶４３の
光劣化の度合を制御することが可能である。

【００３３】そして、液晶４３の光劣化によるコントラ
ストの低下から使用時間を判別する表示手段を構成する
とよい。機器上に設ける場合、その電源のオン操作に連
動して発生する光の照射を受けるように設け、または機
器がランプを有する場合、消耗部品を使用中にその光を
液晶４３に照射し、非使用中には遮断するシャッタを設
けるようにするとよい。また、液晶４３に光を導く場合
に例えばミラーやファイバ等からなる導光路を使用して
もよい。

【００３４】なお、膜厚制御した前記保護膜は液晶の裏
面に設け、液晶の表面（機器の外から見える面）には光
劣化を完全に防止するレベルの膜を貼り付けるようにす
るとよい。また、前記黄色保護膜の厚さを必要な寿命に
合わせてそれを付設する液晶に対して一様に設けてもよ
いし、また、その薄膜は２次曲線ではなく、直線的に変
化させてもよいものである。

【００３５】また、表示素子のコントラスト形成にはカ
ーボンのシート抵抗の上にコレステリック液晶を塗布し
たものでもよい。これによれば、流れる電流により表示
されるので、その電流量を放電回路の電圧と関連させて
制御すれば、使用時間の積算計（ライフメータ）として
使用できる。

【００３６】また、ゲスト・ホスト形セルでは印加電流
によって吸光度の大きさを変えることができるため、そ
の放電電圧と関連した駆動電圧で駆動することにより、
みかけの着色状態が変わるため、その表示の変化によっ
て使用時間を判定し、使用時間積算計（ライフメータ）
として使用できる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、被測定装
置の消耗部品の使用時間を測定する使用時間測定装置に
おいて、電気エネルギを蓄える蓄電器と、前記消耗部品
の動作告知を受けその消耗部品の使用時間に応じて前記
蓄電器の電気エネルギを放電させる放電手段と、前記蓄
電器の蓄電残量を検知して前記消耗部品の積算使用時間
を表示する表示手段とを具備して構成したから、水銀の
使用がなく安全なものであり、かつ比較的簡単な構成に
より消耗部品の使用時間を測定できる消耗部品の使用時
間測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】消耗部品の使用時間測定装置のシステムを概念
的に示す説明図。

【図２】使用時間測定装置のより具体的概念的構成を示
す図。

【図３】消耗部品の使用時間とその寿命との関係を示す
特性図。

【図４】消耗部品の使用時間を積算して表示する一例の
タイムチャート。

【図５】使用時間積算手段と表示手段の電気回路の構成
を示す図。

【図６】他の使用時間積算手段と表示手段との電気回路
の構成を示す図。

【図７】コンデンサの劣化に伴う容量の変化を示す特性
図。

【図８】使用時間積算手段と表示手段の他の変形例を示
す電気回路の図。

【図９】その変形例のシステムを概念的に示した説明図
。

【図１０】同じくその変形例のシステムの動作のタイム
チャート。

【図１１】同じくその変形例における液晶表示装置の表
示部の正面図。

【図１２】液晶表示装置の他の変形例を示す斜視図。

【符号の説明】

１…被測定装置、２…消耗部品、４…使用時間測定装置
、８…表示（告知）手段、９…電圧計、１１…放電非放
電切換え手段、１２…充電器、１３…放電駆動手段、１
４…放電ＯＮ／ＯＦＦ手段、２３…積分回路、２４…充
電手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被測定装置の消耗部品の使用時間を測
   定する使用時間測定装置において、電気エネルギを蓄え
   た蓄電手段と、前記消耗部品の動作告知を受けその消耗
   部品の使用時間に応じて前記蓄電手段の電気エネルギを
   放電させる放電手段と、前記蓄電手段の蓄電残量を検知
   して前記消耗部品の積算使用時間を表示する表示手段と
   を具備したことを特徴とする消耗部品の使用時間測定装
   置。