ＴＯＦ型質量分析装置
【課題】イオンビームを曲げる電極板の間隔および配設位置の精度を維持しつつ、軽く、しかも安価なＴＯＦ型質量分析装置を実現する。
【解決手段】扇形電極部１〜４を、薄い板状の内側金属板４２および外側金属板４３を挟み込む様にして取り付け、固定する一対の第１のプレート３０から構成し、イオン光学系８を、扇形電極部１〜４の対をなす第１のプレート３０を挟み込む対をなす第２のプレート３２から構成し、一対の第１のプレート３０を貫通し、第２のプレート３２に取り付けて固定される複数のロッド１２により、第１のプレート３０を第２のプレート３２に対して固定することとしているので、内側金属板４２および外側金属板４３の間隔および扇形電極部１〜４のイオン光学系８内での位置精度を維持したまま、イオン光学系８を軽量なものとし、ひいては安価なものにすることを実現させる。
【解決手段】扇形電極部１〜４を、薄い板状の内側金属板４２および外側金属板４３を挟み込む様にして取り付け、固定する一対の第１のプレート３０から構成し、イオン光学系８を、扇形電極部１〜４の対をなす第１のプレート３０を挟み込む対をなす第２のプレート３２から構成し、一対の第１のプレート３０を貫通し、第２のプレート３２に取り付けて固定される複数のロッド１２により、第１のプレート３０を第２のプレート３２に対して固定することとしているので、内側金属板４２および外側金属板４３の間隔および扇形電極部１〜４のイオン光学系８内での位置精度を維持したまま、イオン光学系８を軽量なものとし、ひいては安価なものにすることを実現させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、周回軌道を描くイオンビームの質量分析を行うＴＯＦ型質量分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、飛行時間型質量分析装置（以下、ＴＯＦ型質量分析装置と略称する）は、高い分解能でイオンのエネルギーを測定できることから、質量分析に広く用いられている。ＴＯＦ型質量分析装置は、イオンの飛行時間からイオンの速度、ひいてはエネルギーを求める。この際、イオンの飛行距離が長い程、高い分解能が得られる。
【０００３】
ここで、ＴＯＦ型質量分析装置は、高い分解能を維持し、かつ大きさをコンパクトなものにする為に、イオンに周回軌道を描かせ、小さな容積のままイオンの飛行距離を長くする。この際、ＴＯＦ型質量分析装置には、イオンの軌道を曲げる複数の電極板が配設される。そして、この電極板は、一様な電界をイオンの軌道上に形成し、イオンが周回軌道を飛行する様にする（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
一方、イオンを検出する検出器は、数ｃｍ程度の大きさであるのに対して、イオンの総飛行距離は１０ｍ程度の長さにもおよぶ。これらイオンを、イオン源から検出器まで、曲がった軌道を描きつつ少ない損失で導く為に、電極板により形成される静電界強度および配設される電極板の相互位置は、高い精度のものとされる。
【非特許文献１】日本ジャーナルオブマススペクトラム協会（Ｊ．Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．）、第５１巻、第２号（Ｖｏｌ．５１、Ｎ０．２）、２００３年、ｐ．３４９〜３５３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記背景技術によれば、電極板および電極板を配設する筐体は、重たく、しかもコストの高いものとなる。すなわち、静電界を形成する電極板間隔は、数十μｍ程度の精度を要し、複数の電極板の相互位置は、数百μｍ程度の精度が必要とされる。この精度を外部からの衝撃等にかかわらず維持するために、電極板は、高い強度を有するものとされ、かつこれら電極板は、強度のある筐体で囲まれて支持される。
【０００６】
ところが、電極板および筐体に高い強度を持たせることは、電極板および筐体を固い材質からなる厚いものとし、重量と同時にコストが嵩む原因となる。例えば、電極板および筐体を含む重量は、２００ｋｇ程度のものとなり、材料費だけでも数百万円のものとなる。
【０００７】
これらのことから、イオンビームを曲げる電極板の間隔および配設位置の精度を維持しつつ、軽く、しかも安価なＴＯＦ型質量分析装置をいかに実現するかが重要となる。
この発明は、上述した背景技術による課題を解決するためになされたものであり、イオンビームを曲げる電極板の間隔および配設位置の精度を維持しつつ、軽く、しかも安価なＴＯＦ型質量分析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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の発明にかかるＴＯＦ型質量分析装置は、イオンビームの軌道を曲げる静電界を形成する扇形電極部と、複数の前記扇形電極部を前記軌道の途中に配設し、前記軌道を周回軌道とするイオン光学系と、を備えるＴＯＦ型質量分析装置であって、前記扇形電極部は、直交する２辺の一方の辺が湾曲しつつ対向する２つ矩形状金属板および、前記２つ矩形状金属板を、前記２辺のもう一方の辺の方向から挟み込んで固定する対をなす板状の第１のプレートを有し、前記イオン光学系は、前記複数の扇形電極部を、対をなす前記第１のプレートの配列方向が前記周回軌道の軌道面と直交して並列する並列配置とし、前記並列配置される前記複数の対をなす第１のプレートを、前記配列方向から挟み込む位置に配置される対をなす第２のプレートおよび対をなす前記第１のプレートを貫通し、対をなす前記第２のプレートに固定される棒状のロッドを有することを特徴とする。
【０００９】
この請求項１に記載の発明では、扇形電極部は、直交する２辺の一方の辺が湾曲しつつ対向する２つ矩形状金属板および、この２つ矩形状金属板を、前記２辺のもう一方の辺の方向から挟み込んで固定する対をなす板状の第１のプレートを有し、イオン光学系は、複数の扇形電極部を、対をなす前記第１のプレートの配列方向が周回軌道の軌道面と直交して並列する並列配置とし、この並列配置される複数の対をなす第１のプレートを、配列方向から挟み込む位置に配置される対をなす第２のプレートおよび対をなす第１のプレートを貫通し、対をなす第２のプレートに固定される棒状のロッドを有する。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明にかかるＴＯＦ型質量分析装置は、請求項１に記載のＴＯＦ型質量分析装置において、前記イオン光学系が、前記扇形電極部ごとに、２本の前記ロッドを備えることを特徴とする。
【００１１】
この請求項２に記載の発明では、イオン光学系に対して扇形電極部が回転することを防止する。
また、請求項３に記載の発明にかかるＴＯＦ型質量分析装置は、請求項１または２に記載のＴＯＦ型質量分析装置において、前記扇形電極部が、前記配列方向の前記矩形状金属板および前記第１のプレートの間に絶縁体を備えることを特徴とする。
【００１２】
この請求項３に記載の発明では、絶縁体により、配列方向の矩形状金属板および第１のプレートの間を絶縁状態にする。
また、請求項４に記載の発明にかかるＴＯＦ型質量分析装置は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のＴＯＦ型質量分析装置において、前記イオン光学系が、前記配列方向の前記第１のプレートおよび前記第２のプレートの間にスペーサを備えることを特徴とする。
【００１３】
この請求項４に記載の発明では、スペーサの長さにより、第２のプレートの間の第１のプレートの位置を変化させる。
また、請求項５に記載の発明にかかるＴＯＦ型質量分析装置は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のＴＯＦ型質量分析装置において、前記イオン光学系が、同一形状の複数の前記扇形電極部を備えることを特徴とする。
【００１４】
この請求項５に記載の発明では、扇形電極部の製造工数を、軽減する。
また、請求項６に記載の発明にかかるＴＯＦ型質量分析装置は、請求項１ないし５のいずれか１つに記載のＴＯＦ型質量分析装置において、前記イオン光学系が、４個の前記扇形電極部を備えることを特徴とする。
【００１５】
この請求項６に記載の発明では、周回軌道を、効率的に達成する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、２つ矩形状金属板の間隔精度を板状の第１のプレートへの取り付け位置精度で決まるようにし、イオン光学系内での、対をなす第１のプレートの位置精度をロッドおよびロッドの第２のプレートへの取り付け位置精度で決まるようにしているので、２つの矩形状金属板の間隔精度およびイオン光学系内での位置精度を維持したまま、イオン光学系の重量を矩形状金属板、第１のプレート、第２のプレートおよびロッドで決まる軽量なものとし、ひいては材料費の削減により低いコストのものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるＴＯＦ型質量分析装置を実施するための最良の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
まず、本実施の形態にかかるＴＯＦ型質量分析装置１０の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態にかかるＴＯＦ型質量分析装置１０の構成を示す断面図である。ＴＯＦ型質量分析装置１０は、イオン光学系８、イオン源２０および筐体９を含む。ここで、筐体９およびイオン源２０は、真空容器をなし、内部は高真空状態とされる。
【００１８】
イオン源２０は、試料をイオン化された気体とし、この気体が収束および加速されたイオンビーム２２を形成し、イオン光学系８に注入する。イオン光学系８は、４つの扇形電極部１〜４および検出部１７等を含むもので、後に詳述する。扇形電極部１〜４は、イオンビーム２２に図１中の点線で示す８の字型の軌道を描いて飛行させ、イオンビーム２２に含まれる異なる質量の元素を分離検出する。なお、イオンビーム２２は、図１中に示すｘｙｚ座標軸のｘｚ軸面に８の字型の軌道を描いて周回する一方で、周回ごとにｘｚ軸面と直交するｙ軸方向に移動しスパイラル状の軌道を描く。
【００１９】
検出部１７は、マイクロチャンネルプレート等が用いられ、イオンビーム２２を検出する。なお、検出部１７は、イオン源２０とはｙ軸方向位置が異なり、８に字型の軌道をスパイラル状に多重周回したイオンビーム２２を検出する。なお、図１に描かれているｘｙｚ座標軸は、後述する図に示されるｘｙｚ座標軸と同一のものであり、図面相互の位置関係を示している。
【００２０】
図２は、イオン光学系８を、斜め方向から見た斜視図である。イオン光学系８は、４つの扇形電極部１〜４、一対の第２のプレート３２、８本のロッド１２、並びに、６個のスペーサ５１〜５３および６２〜６４を含む。なお、図示されないロッド１２およびスペーサ６２〜６４については、後に図示する。対をなす板状の第２のプレート３２は、ｙ軸方向に板面が対向する様に配置される。そして、４つの扇形電極部１〜４は、スペーサ５１〜５３および６２〜６４を介して、対をなす板状の第２のプレート３２間に並列配置される。
【００２１】
ここで、扇形電極部１〜４は、イオンビーム２２が軌道を曲げる第２のプレート３２の四隅に、ｙ軸方向位置が若干のずれを持って配置される。なお、スペーサ５１〜５３および６２〜６４は、扇形電極部１〜４ごとに、このずれの大きさだけｙ軸方向の長さが異なる。
【００２２】
対をなす第２のプレート３２間には、各扇形電極部１〜４ごとに、平行する２本のロッド１２が張られている。そして、これらロッド１２は、扇形電極部１〜４、並びに、スペーサ５１〜５３および６２〜６４に設けられた、ロッド穴を貫通し、対をなす第２のプレート３２に固定される。また、対をなす第２のプレート３２は、筐体９に固定され、ひいては対をなす第２のプレート３２に固定される扇形電極部１〜４、並びに、スペーサ５１〜５３および６２〜６４も、筐体９に対して固定された配置となる。
【００２３】
図３は、扇形電極部１を、斜め方向から見た斜視図である。なお、扇形電極部１〜４は、全く同様の構造を有するので、代表例として扇形電極部１の構造のみを示す。扇形電極部１は、対をなす第１のプレート３０、矩形状金属板である内側金属板４２および外側金属板４３、シャント３４並びにスペーサ３５を含む。なお、矩形状金属板である内側金属板４２および外側金属板４３の間には、図示しないマツダプレートが存在する。マツダプレートについては、後に断面図を用いて説明する。ここで、内側金属板４２および外側金属板４３は、ｘｚ断面が扇形をなすように、板状の金属板を湾曲させた円筒形状の構造を有する。そして、内側金属板４２および外側金属板４３間には、電圧が印加され、この間に入力されたイオンビーム２２を、所定の角度だけ軌道変更させて出力する。
【００２４】
なお、イオンビーム２２は、この軌道変更において、ｘｚ面内の軌道変更のみならず、ｚ軸方向にも移動を行い、図１に示した様なｘｚ面内の８の字型の周回軌道を、軌道面をｙ軸方向にずらしながら、スパイラル状の軌道を描いて移動する。
【００２５】
ｙ軸方向に対向する板状の第１のプレート３０は、その対向する空間内に、ガラス等からなる絶縁体のスペーサ３５を介して、矩形状金属板である内側金属板４２および外側金属板４３を、ねじ止め等により固定する。この際、内側金属板４２および外側金属板４３の対向する面の間隔は、第１のプレート３０に設けられる取り付け位置、例えばねじ穴位置等により、高い精度で一定のものとされる。なお、内側金属板４２および外側金属板４３間のイオンビーム２２が入出力する端部には、シャント３４が存在し、ｙ軸方向位置が異なる軌道上のイオンビーム２２が、相互に混入することを防止している。
【００２６】
また、第１のプレート３０は、複数のロッド穴１３を有する。ロッド穴１３は、対向する２つの第１のプレート３０のｘｚ軸面内の同一位置に存在し、上述したロッド１２の短軸方向断面と同一断面形状を有する。そして、ロッド穴１３は、ロッド１２を、ｙ軸方向に貫通させると共に、ロッド１２、対をなす第１のプレート３０の相対位置が、ｘｚ面内で固定された状態とする。なお、ロッド１２は、第２のプレート３２にねじ止め等により固定されるので、第１のプレート３０は、ロッド１２により、第２のプレート３２に固定配置される。
【００２７】
また、ロッド１２の短軸方向断面およびロッド穴１３の穴断面が円形である場合には、一本のロッド１２のみでは、ｙ軸方向周りの回転による、ロッド１２並びに第１のプレート３０の相対位置の変化が生じうる。この回転を防止する為に、２本もしくは２本以上のロッド１２を用いて回転による相対位置の変化を防止する。なお、図３には、予備も含めて第１のプレート３０に、各４つのロッド穴１３が設けられている。
【００２８】
図４は、図３に示す扇形電極部１のＣＣ′断面を示す断面図である。矩形状金属板である内側金属板４２および外側金属板４３は、扇形の断面を有し、これら金属板に挟まれる空間に静電界を形成する。そして、内側金属板４２および外側金属板４３間に入射したイオンビーム２２は、静電界による力の影響で、扇形の面に沿って軌道を曲げられ、もう一方の端面から出力される。なお、第２のプレート３２、並びに、扇形電極部１〜４の第１のプレート３０には、軽量化のため、強度的に問題の無い範囲で打ち抜かれた円筒形の穴が存在する。
【００２９】
図５は、図３に示す、扇形電極部１のＤＤ′断面を示す断面図である。ｙ軸方向に伸びる内側金属板４２および外側金属板４３間には、所定の間隔を置いてマツダプレート３６が配置される。マツダプレート３６は、ｙ軸方向へのイオンビーム２２の拡散を防ぐと共に、イオンビーム２２をｙ軸方向に移動させる。なお、ｙ軸方向に繰り返し配列されるマツダプレート３６の中間位置には、イオンビーム２２が位置する。ここで、ｙ軸方向に並ぶスポット状のイオンビーム２２は、ｘｚ面内で８の字型の周回軌道を描きつつ、スパイラル状にｙ軸方向に移動するイオンビーム２２の通過位置を示している。
【００３０】
図６は、図２に示す、扇形電極部１〜４を組み合わせたイオン光学系８のＡＡ′断面を示す断面図である。各扇形電極部１〜４は、２本のロッド１２により、対をなす第２のプレート３２に固定される。扇形電極部２〜４と第２のプレート３２間には、図中に隠れ線（点線）で示されるスペーサ６２〜６４が配置され、各スペーサ６２〜６４には、２本のロッド１２が貫通させられる。扇形電極部１は、第２のプレート３２との間にスペーサを配置せず、直接接続される。
【００３１】
ここで、図２および６に示されているスペーサ５１〜５３および６２〜６４は、ｙ軸方向の長さが異なる。スペーサ５１は、扇形電極部１が存在する対をなす第２のプレート３２間に入れられ,スペーサ５２および６２は、扇形電極部２が存在する対をなす第２のプレート３２間に入れられ、スペーサ５３および６３は、扇形電極部３が存在する対をなす第２のプレート３２間に入れられ、スペーサ６４は、扇形電極部４が存在する対をなす第２のプレート３２間に入れられる。スペーサのｙ軸方向長さは、スペーサ５１単独のもの、スペーサ５２および６２を加算したもの、スペーサ５３および６３を加算したもの、並びに、スペーサ６４単独のもの、各々が等しくなるようにされる。そして、対をなす第２のプレート３２間に存在する扇形電極部１〜４のｙ軸方向位置が、ｙ軸方向にスパイラル状に移動するイオンビーム２２の移動距離に相当する長さだけ、互いに位置ずれした配置とされる。なお、第２のプレート３２には、軽量化のため、強度的に問題の無い範囲で打ち抜かれた円筒形の穴が存在する。
【００３２】
図７は、図２に示す、扇形電極部１〜４を組み合わせたイオン光学系８のＢＢ′断面を示す断面図である。図７には、扇形電極部１、扇形電極部４、対をなす第２のプレート３２、スペーサ５１および６４の断面が図示されている。さらに、扇形電極部１および扇形電極部４では、対をなす第１のプレート３０、ロッド１２、内側金属板４２、外側金属板４３およびマツダプレート３６の断面が図示されている。また、図７には、スパイラル状にｙ軸方向へ移動するイオンビーム２２の軌道、並びに、扇形電極部１および４のｙ軸方向位置が示されている。扇形電極部１および４のｙ軸方向位置は、ｙ軸方向の異なる位置に挿入されるスペーサ５１およびスペーサ６４により、概ねイオンビーム２２の一周期の移動距離に合致する長さだけ異なる。
【００３３】
また、図７には、扇形電極部１を固定する２本のロッド１２が、対をなす第１のプレート３０のロッド穴１３およびスペーサ５１を貫通し、対をなす第２のプレート３２に固定される様子および扇形電極部４を固定する２本のロッド１２が、対をなす第１のプレート３０のロッド穴１３およびスペーサ６４を貫通し、対をなす第２のプレート３２に固定される様子が図示されている。
【００３４】
つぎに、本実施の形態にかかるイオン光学系８の機能および動作について説明する。イオン光学系８は、イオンビーム２２にスパイラル状に移動する８の字型の軌道を描かせる。この際、イオンビーム２２の軌道を決定する、内側金属板４２および外側金属板４３の間隔および取り付け位置は、高精度なものとされる。
【００３５】
矩形状金属板である内側金属板４２および外側金属板４３は、図３に示す様に、対向する平板状の第１のプレート３０に装着される。内側金属板４２および外側金属板４３の第１のプレート３０近傍の間隔は、第１のプレート３０への取り付け位置のみで決まり、数十μｍ程度の誤差内に納めることができる。
【００３６】
しかし、内側金属板４２および外側金属板４３は、軽量化のために厚みが薄くされ、ねじれに対して強度的に弱いものとなっている。従って、対向する２つの第１のプレート３０は、対向するｘｚ軸面内で相対位置にずれを生じ、ゆがみを生じる可能性がある。また、内側金属板４２および外側金属板４３を含む扇形電極部１〜４は、図２に示す様に、ｘｚ軸面に配列され、相対位置の精度を高いものとする必要がある。
【００３７】
ここで、対向する２つの第１のプレート３０は、対向する同一のロッド穴１３を貫通する２本のロッド１２を有する。これにより、対向する２つの第１のプレート３０は、ｘｚ軸面の相対位置が、ロッド穴１３の穴位置が同一となる位置に固定される。また、ロッド１２は、対向する２つの第２のプレート３２にまで伸び、対向する２つの第２のプレート３２の取り付け位置に固定される。これにより、第２のプレート３２上に配列される第１のプレート３０は、ｘｚ軸面内の相対位置が、ロッド１２を固定する取り付け位置で決まる精度の高いものとされ、ひいては第１のプレート３０に装着される内側金属板４２および外側金属板４３も位置精度の高いものとされる。なお、ｘｚ軸面内に配列される第１のプレート３０の相対位置は、１００〜２００μｍ程度の誤差内に納めることができる。
【００３８】
一方、内側金属板４２、外側金属板４３、第１のプレート３０、第２のプレート３２、並びに、ロッド１２からなるイオン光学系８は、内側金属板４２および外側金属板４３の間隔および取り付け位置精度を保ちつつ、軽量化を計ることができる。矩形状金属板である内側金属板４２および外側金属板４３は、金属板の厚みを薄くし、第１のプレート３０は、内側金属板４２および外側金属板４３の取り付け位置精度を保ちつつ、板状のプレートの厚みを薄くかつ円筒形の打ち抜き穴を設けることにより、第２のプレート３２は、第１のプレート３０の取り付け位置精度を保ちつつ、板状のプレートの厚みを薄くかつ円筒形の打ち抜き穴を設けることにより、またロッド１２は、直径を小さなものとすることにより行われる。
【００３９】
なお、ロッド１２の直径を小さなものとすることにより、ｙ軸方向に対をなす第１のプレート３０、あるいは、対をなす第２のプレート３２間で、ｘｚ軸面内の相対位置の回転あるいはねじれが生じやすくなる。しかし、この位置ずれは、ｙ軸方向に対をなす第１のプレート３０間、あるいは、対をなす第２のプレート３２間のｙ軸方向の中心位置に集中する。従って, この位置ずれにより、内側金属板４２および外側金属板４３の間隔および取り付け位置精度は変化しにくく、スパイラル状に移動しつつ８の字型をなすイオンビーム２２の軌道への影響は、中心位置に限定された小さなものとなる。
【００４０】
上述してきたように、本実施の形態では、扇形電極部１〜４を、薄い板状の内側金属板４２および外側金属板４３を挟み込む様にして取り付け、固定する一対の第１のプレート３０から構成し、イオン光学系８を、扇形電極部１〜４の対をなす第１のプレート３０を挟み込む対をなす第２のプレート３２から構成し、一対の第１のプレート３０を貫通し、第２のプレート３２に取り付けて固定される複数のロッド１２により、第１のプレート３０を第２のプレート３２に対して固定することとしているので、内側金属板４２および外側金属板４３の間隔および扇形電極部１〜４のイオン光学系８内での位置精度を維持したまま、イオン光学系８を軽量なものとし、ひいては安価なものにすることができる。
【００４１】
また、本実施の形態では、イオンビーム２２の軌道を曲げる扇形電極部は、４つの扇形電極部１〜４からなることとしたが、２以上の任意の個数の扇形電極部で構成することもできる。
【００４２】
また、本実施の形態では、イオンビーム２２は、ｘｚ軸面内で８の字型の周回軌道を描くこととしたが、この軌道を円形に近い周回軌道とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】ＴＯＦ型質量分析装置の全体構成を示す構成図である。
【図２】実施の形態のイオン光学系を、斜め方向から見た斜視図である。
【図３】実施の形態の扇形電極部を、斜め方向から見た斜視図である。
【図４】扇形電極部のＣＣ′断面を示す断面図である。
【図５】扇形電極部のＤＤ′断面を示す断面図である。
【図６】イオン光学系のＡＡ′断面を示す断面図である。
【図７】イオン光学系のＢＢ′断面を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１〜４ 扇形電極部
８ イオン光学系
９ 筐体
１０ ＴＯＦ型質量分析装置
１２ ロッド
１３ ロッド穴
１７ 検出部
２０ イオン源
２２ イオンビーム
３０ 第１のプレート
３２ 第２のプレート
３４ シャント
３５ スペーサ
３６ マツダプレート
４２ 内側金属板
４３ 外側金属板
５１〜５３、６２〜６４ スペーサ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、周回軌道を描くイオンビームの質量分析を行うＴＯＦ型質量分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、飛行時間型質量分析装置（以下、ＴＯＦ型質量分析装置と略称する）は、高い分解能でイオンのエネルギーを測定できることから、質量分析に広く用いられている。ＴＯＦ型質量分析装置は、イオンの飛行時間からイオンの速度、ひいてはエネルギーを求める。この際、イオンの飛行距離が長い程、高い分解能が得られる。
【０００３】
ここで、ＴＯＦ型質量分析装置は、高い分解能を維持し、かつ大きさをコンパクトなものにする為に、イオンに周回軌道を描かせ、小さな容積のままイオンの飛行距離を長くする。この際、ＴＯＦ型質量分析装置には、イオンの軌道を曲げる複数の電極板が配設される。そして、この電極板は、一様な電界をイオンの軌道上に形成し、イオンが周回軌道を飛行する様にする（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
一方、イオンを検出する検出器は、数ｃｍ程度の大きさであるのに対して、イオンの総飛行距離は１０ｍ程度の長さにもおよぶ。これらイオンを、イオン源から検出器まで、曲がった軌道を描きつつ少ない損失で導く為に、電極板により形成される静電界強度および配設される電極板の相互位置は、高い精度のものとされる。
【非特許文献１】日本ジャーナルオブマススペクトラム協会（Ｊ．Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．）、第５１巻、第２号（Ｖｏｌ．５１、Ｎ０．２）、２００３年、ｐ．３４９〜３５３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記背景技術によれば、電極板および電極板を配設する筐体は、重たく、しかもコストの高いものとなる。すなわち、静電界を形成する電極板間隔は、数十μｍ程度の精度を要し、複数の電極板の相互位置は、数百μｍ程度の精度が必要とされる。この精度を外部からの衝撃等にかかわらず維持するために、電極板は、高い強度を有するものとされ、かつこれら電極板は、強度のある筐体で囲まれて支持される。
【０００６】
ところが、電極板および筐体に高い強度を持たせることは、電極板および筐体を固い材質からなる厚いものとし、重量と同時にコストが嵩む原因となる。例えば、電極板および筐体を含む重量は、２００ｋｇ程度のものとなり、材料費だけでも数百万円のものとなる。
【０００７】
これらのことから、イオンビームを曲げる電極板の間隔および配設位置の精度を維持しつつ、軽く、しかも安価なＴＯＦ型質量分析装置をいかに実現するかが重要となる。
この発明は、上述した背景技術による課題を解決するためになされたものであり、イオンビームを曲げる電極板の間隔および配設位置の精度を維持しつつ、軽く、しかも安価なＴＯＦ型質量分析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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の発明にかかるＴＯＦ型質量分析装置は、イオンビームの軌道を曲げる静電界を形成する扇形電極部と、複数の前記扇形電極部を前記軌道の途中に配設し、前記軌道を周回軌道とするイオン光学系と、を備えるＴＯＦ型質量分析装置であって、前記扇形電極部は、直交する２辺の一方の辺が湾曲しつつ対向する２つ矩形状金属板および、前記２つ矩形状金属板を、前記２辺のもう一方の辺の方向から挟み込んで固定する対をなす板状の第１のプレートを有し、前記イオン光学系は、前記複数の扇形電極部を、対をなす前記第１のプレートの配列方向が前記周回軌道の軌道面と直交して並列する並列配置とし、前記並列配置される前記複数の対をなす第１のプレートを、前記配列方向から挟み込む位置に配置される対をなす第２のプレートおよび対をなす前記第１のプレートを貫通し、対をなす前記第２のプレートに固定される棒状のロッドを有することを特徴とする。
【０００９】
この請求項１に記載の発明では、扇形電極部は、直交する２辺の一方の辺が湾曲しつつ対向する２つ矩形状金属板および、この２つ矩形状金属板を、前記２辺のもう一方の辺の方向から挟み込んで固定する対をなす板状の第１のプレートを有し、イオン光学系は、複数の扇形電極部を、対をなす前記第１のプレートの配列方向が周回軌道の軌道面と直交して並列する並列配置とし、この並列配置される複数の対をなす第１のプレートを、配列方向から挟み込む位置に配置される対をなす第２のプレートおよび対をなす第１のプレートを貫通し、対をなす第２のプレートに固定される棒状のロッドを有する。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明にかかるＴＯＦ型質量分析装置は、請求項１に記載のＴＯＦ型質量分析装置において、前記イオン光学系が、前記扇形電極部ごとに、２本の前記ロッドを備えることを特徴とする。
【００１１】
この請求項２に記載の発明では、イオン光学系に対して扇形電極部が回転することを防止する。
また、請求項３に記載の発明にかかるＴＯＦ型質量分析装置は、請求項１または２に記載のＴＯＦ型質量分析装置において、前記扇形電極部が、前記配列方向の前記矩形状金属板および前記第１のプレートの間に絶縁体を備えることを特徴とする。
【００１２】
この請求項３に記載の発明では、絶縁体により、配列方向の矩形状金属板および第１のプレートの間を絶縁状態にする。
また、請求項４に記載の発明にかかるＴＯＦ型質量分析装置は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のＴＯＦ型質量分析装置において、前記イオン光学系が、前記配列方向の前記第１のプレートおよび前記第２のプレートの間にスペーサを備えることを特徴とする。
【００１３】
この請求項４に記載の発明では、スペーサの長さにより、第２のプレートの間の第１のプレートの位置を変化させる。
また、請求項５に記載の発明にかかるＴＯＦ型質量分析装置は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のＴＯＦ型質量分析装置において、前記イオン光学系が、同一形状の複数の前記扇形電極部を備えることを特徴とする。
【００１４】
この請求項５に記載の発明では、扇形電極部の製造工数を、軽減する。
また、請求項６に記載の発明にかかるＴＯＦ型質量分析装置は、請求項１ないし５のいずれか１つに記載のＴＯＦ型質量分析装置において、前記イオン光学系が、４個の前記扇形電極部を備えることを特徴とする。
【００１５】
この請求項６に記載の発明では、周回軌道を、効率的に達成する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、２つ矩形状金属板の間隔精度を板状の第１のプレートへの取り付け位置精度で決まるようにし、イオン光学系内での、対をなす第１のプレートの位置精度をロッドおよびロッドの第２のプレートへの取り付け位置精度で決まるようにしているので、２つの矩形状金属板の間隔精度およびイオン光学系内での位置精度を維持したまま、イオン光学系の重量を矩形状金属板、第１のプレート、第２のプレートおよびロッドで決まる軽量なものとし、ひいては材料費の削減により低いコストのものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるＴＯＦ型質量分析装置を実施するための最良の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
まず、本実施の形態にかかるＴＯＦ型質量分析装置１０の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態にかかるＴＯＦ型質量分析装置１０の構成を示す断面図である。ＴＯＦ型質量分析装置１０は、イオン光学系８、イオン源２０および筐体９を含む。ここで、筐体９およびイオン源２０は、真空容器をなし、内部は高真空状態とされる。
【００１８】
イオン源２０は、試料をイオン化された気体とし、この気体が収束および加速されたイオンビーム２２を形成し、イオン光学系８に注入する。イオン光学系８は、４つの扇形電極部１〜４および検出部１７等を含むもので、後に詳述する。扇形電極部１〜４は、イオンビーム２２に図１中の点線で示す８の字型の軌道を描いて飛行させ、イオンビーム２２に含まれる異なる質量の元素を分離検出する。なお、イオンビーム２２は、図１中に示すｘｙｚ座標軸のｘｚ軸面に８の字型の軌道を描いて周回する一方で、周回ごとにｘｚ軸面と直交するｙ軸方向に移動しスパイラル状の軌道を描く。
【００１９】
検出部１７は、マイクロチャンネルプレート等が用いられ、イオンビーム２２を検出する。なお、検出部１７は、イオン源２０とはｙ軸方向位置が異なり、８に字型の軌道をスパイラル状に多重周回したイオンビーム２２を検出する。なお、図１に描かれているｘｙｚ座標軸は、後述する図に示されるｘｙｚ座標軸と同一のものであり、図面相互の位置関係を示している。
【００２０】
図２は、イオン光学系８を、斜め方向から見た斜視図である。イオン光学系８は、４つの扇形電極部１〜４、一対の第２のプレート３２、８本のロッド１２、並びに、６個のスペーサ５１〜５３および６２〜６４を含む。なお、図示されないロッド１２およびスペーサ６２〜６４については、後に図示する。対をなす板状の第２のプレート３２は、ｙ軸方向に板面が対向する様に配置される。そして、４つの扇形電極部１〜４は、スペーサ５１〜５３および６２〜６４を介して、対をなす板状の第２のプレート３２間に並列配置される。
【００２１】
ここで、扇形電極部１〜４は、イオンビーム２２が軌道を曲げる第２のプレート３２の四隅に、ｙ軸方向位置が若干のずれを持って配置される。なお、スペーサ５１〜５３および６２〜６４は、扇形電極部１〜４ごとに、このずれの大きさだけｙ軸方向の長さが異なる。
【００２２】
対をなす第２のプレート３２間には、各扇形電極部１〜４ごとに、平行する２本のロッド１２が張られている。そして、これらロッド１２は、扇形電極部１〜４、並びに、スペーサ５１〜５３および６２〜６４に設けられた、ロッド穴を貫通し、対をなす第２のプレート３２に固定される。また、対をなす第２のプレート３２は、筐体９に固定され、ひいては対をなす第２のプレート３２に固定される扇形電極部１〜４、並びに、スペーサ５１〜５３および６２〜６４も、筐体９に対して固定された配置となる。
【００２３】
図３は、扇形電極部１を、斜め方向から見た斜視図である。なお、扇形電極部１〜４は、全く同様の構造を有するので、代表例として扇形電極部１の構造のみを示す。扇形電極部１は、対をなす第１のプレート３０、矩形状金属板である内側金属板４２および外側金属板４３、シャント３４並びにスペーサ３５を含む。なお、矩形状金属板である内側金属板４２および外側金属板４３の間には、図示しないマツダプレートが存在する。マツダプレートについては、後に断面図を用いて説明する。ここで、内側金属板４２および外側金属板４３は、ｘｚ断面が扇形をなすように、板状の金属板を湾曲させた円筒形状の構造を有する。そして、内側金属板４２および外側金属板４３間には、電圧が印加され、この間に入力されたイオンビーム２２を、所定の角度だけ軌道変更させて出力する。
【００２４】
なお、イオンビーム２２は、この軌道変更において、ｘｚ面内の軌道変更のみならず、ｚ軸方向にも移動を行い、図１に示した様なｘｚ面内の８の字型の周回軌道を、軌道面をｙ軸方向にずらしながら、スパイラル状の軌道を描いて移動する。
【００２５】
ｙ軸方向に対向する板状の第１のプレート３０は、その対向する空間内に、ガラス等からなる絶縁体のスペーサ３５を介して、矩形状金属板である内側金属板４２および外側金属板４３を、ねじ止め等により固定する。この際、内側金属板４２および外側金属板４３の対向する面の間隔は、第１のプレート３０に設けられる取り付け位置、例えばねじ穴位置等により、高い精度で一定のものとされる。なお、内側金属板４２および外側金属板４３間のイオンビーム２２が入出力する端部には、シャント３４が存在し、ｙ軸方向位置が異なる軌道上のイオンビーム２２が、相互に混入することを防止している。
【００２６】
また、第１のプレート３０は、複数のロッド穴１３を有する。ロッド穴１３は、対向する２つの第１のプレート３０のｘｚ軸面内の同一位置に存在し、上述したロッド１２の短軸方向断面と同一断面形状を有する。そして、ロッド穴１３は、ロッド１２を、ｙ軸方向に貫通させると共に、ロッド１２、対をなす第１のプレート３０の相対位置が、ｘｚ面内で固定された状態とする。なお、ロッド１２は、第２のプレート３２にねじ止め等により固定されるので、第１のプレート３０は、ロッド１２により、第２のプレート３２に固定配置される。
【００２７】
また、ロッド１２の短軸方向断面およびロッド穴１３の穴断面が円形である場合には、一本のロッド１２のみでは、ｙ軸方向周りの回転による、ロッド１２並びに第１のプレート３０の相対位置の変化が生じうる。この回転を防止する為に、２本もしくは２本以上のロッド１２を用いて回転による相対位置の変化を防止する。なお、図３には、予備も含めて第１のプレート３０に、各４つのロッド穴１３が設けられている。
【００２８】
図４は、図３に示す扇形電極部１のＣＣ′断面を示す断面図である。矩形状金属板である内側金属板４２および外側金属板４３は、扇形の断面を有し、これら金属板に挟まれる空間に静電界を形成する。そして、内側金属板４２および外側金属板４３間に入射したイオンビーム２２は、静電界による力の影響で、扇形の面に沿って軌道を曲げられ、もう一方の端面から出力される。なお、第２のプレート３２、並びに、扇形電極部１〜４の第１のプレート３０には、軽量化のため、強度的に問題の無い範囲で打ち抜かれた円筒形の穴が存在する。
【００２９】
図５は、図３に示す、扇形電極部１のＤＤ′断面を示す断面図である。ｙ軸方向に伸びる内側金属板４２および外側金属板４３間には、所定の間隔を置いてマツダプレート３６が配置される。マツダプレート３６は、ｙ軸方向へのイオンビーム２２の拡散を防ぐと共に、イオンビーム２２をｙ軸方向に移動させる。なお、ｙ軸方向に繰り返し配列されるマツダプレート３６の中間位置には、イオンビーム２２が位置する。ここで、ｙ軸方向に並ぶスポット状のイオンビーム２２は、ｘｚ面内で８の字型の周回軌道を描きつつ、スパイラル状にｙ軸方向に移動するイオンビーム２２の通過位置を示している。
【００３０】
図６は、図２に示す、扇形電極部１〜４を組み合わせたイオン光学系８のＡＡ′断面を示す断面図である。各扇形電極部１〜４は、２本のロッド１２により、対をなす第２のプレート３２に固定される。扇形電極部２〜４と第２のプレート３２間には、図中に隠れ線（点線）で示されるスペーサ６２〜６４が配置され、各スペーサ６２〜６４には、２本のロッド１２が貫通させられる。扇形電極部１は、第２のプレート３２との間にスペーサを配置せず、直接接続される。
【００３１】
ここで、図２および６に示されているスペーサ５１〜５３および６２〜６４は、ｙ軸方向の長さが異なる。スペーサ５１は、扇形電極部１が存在する対をなす第２のプレート３２間に入れられ,スペーサ５２および６２は、扇形電極部２が存在する対をなす第２のプレート３２間に入れられ、スペーサ５３および６３は、扇形電極部３が存在する対をなす第２のプレート３２間に入れられ、スペーサ６４は、扇形電極部４が存在する対をなす第２のプレート３２間に入れられる。スペーサのｙ軸方向長さは、スペーサ５１単独のもの、スペーサ５２および６２を加算したもの、スペーサ５３および６３を加算したもの、並びに、スペーサ６４単独のもの、各々が等しくなるようにされる。そして、対をなす第２のプレート３２間に存在する扇形電極部１〜４のｙ軸方向位置が、ｙ軸方向にスパイラル状に移動するイオンビーム２２の移動距離に相当する長さだけ、互いに位置ずれした配置とされる。なお、第２のプレート３２には、軽量化のため、強度的に問題の無い範囲で打ち抜かれた円筒形の穴が存在する。
【００３２】
図７は、図２に示す、扇形電極部１〜４を組み合わせたイオン光学系８のＢＢ′断面を示す断面図である。図７には、扇形電極部１、扇形電極部４、対をなす第２のプレート３２、スペーサ５１および６４の断面が図示されている。さらに、扇形電極部１および扇形電極部４では、対をなす第１のプレート３０、ロッド１２、内側金属板４２、外側金属板４３およびマツダプレート３６の断面が図示されている。また、図７には、スパイラル状にｙ軸方向へ移動するイオンビーム２２の軌道、並びに、扇形電極部１および４のｙ軸方向位置が示されている。扇形電極部１および４のｙ軸方向位置は、ｙ軸方向の異なる位置に挿入されるスペーサ５１およびスペーサ６４により、概ねイオンビーム２２の一周期の移動距離に合致する長さだけ異なる。
【００３３】
また、図７には、扇形電極部１を固定する２本のロッド１２が、対をなす第１のプレート３０のロッド穴１３およびスペーサ５１を貫通し、対をなす第２のプレート３２に固定される様子および扇形電極部４を固定する２本のロッド１２が、対をなす第１のプレート３０のロッド穴１３およびスペーサ６４を貫通し、対をなす第２のプレート３２に固定される様子が図示されている。
【００３４】
つぎに、本実施の形態にかかるイオン光学系８の機能および動作について説明する。イオン光学系８は、イオンビーム２２にスパイラル状に移動する８の字型の軌道を描かせる。この際、イオンビーム２２の軌道を決定する、内側金属板４２および外側金属板４３の間隔および取り付け位置は、高精度なものとされる。
【００３５】
矩形状金属板である内側金属板４２および外側金属板４３は、図３に示す様に、対向する平板状の第１のプレート３０に装着される。内側金属板４２および外側金属板４３の第１のプレート３０近傍の間隔は、第１のプレート３０への取り付け位置のみで決まり、数十μｍ程度の誤差内に納めることができる。
【００３６】
しかし、内側金属板４２および外側金属板４３は、軽量化のために厚みが薄くされ、ねじれに対して強度的に弱いものとなっている。従って、対向する２つの第１のプレート３０は、対向するｘｚ軸面内で相対位置にずれを生じ、ゆがみを生じる可能性がある。また、内側金属板４２および外側金属板４３を含む扇形電極部１〜４は、図２に示す様に、ｘｚ軸面に配列され、相対位置の精度を高いものとする必要がある。
【００３７】
ここで、対向する２つの第１のプレート３０は、対向する同一のロッド穴１３を貫通する２本のロッド１２を有する。これにより、対向する２つの第１のプレート３０は、ｘｚ軸面の相対位置が、ロッド穴１３の穴位置が同一となる位置に固定される。また、ロッド１２は、対向する２つの第２のプレート３２にまで伸び、対向する２つの第２のプレート３２の取り付け位置に固定される。これにより、第２のプレート３２上に配列される第１のプレート３０は、ｘｚ軸面内の相対位置が、ロッド１２を固定する取り付け位置で決まる精度の高いものとされ、ひいては第１のプレート３０に装着される内側金属板４２および外側金属板４３も位置精度の高いものとされる。なお、ｘｚ軸面内に配列される第１のプレート３０の相対位置は、１００〜２００μｍ程度の誤差内に納めることができる。
【００３８】
一方、内側金属板４２、外側金属板４３、第１のプレート３０、第２のプレート３２、並びに、ロッド１２からなるイオン光学系８は、内側金属板４２および外側金属板４３の間隔および取り付け位置精度を保ちつつ、軽量化を計ることができる。矩形状金属板である内側金属板４２および外側金属板４３は、金属板の厚みを薄くし、第１のプレート３０は、内側金属板４２および外側金属板４３の取り付け位置精度を保ちつつ、板状のプレートの厚みを薄くかつ円筒形の打ち抜き穴を設けることにより、第２のプレート３２は、第１のプレート３０の取り付け位置精度を保ちつつ、板状のプレートの厚みを薄くかつ円筒形の打ち抜き穴を設けることにより、またロッド１２は、直径を小さなものとすることにより行われる。
【００３９】
なお、ロッド１２の直径を小さなものとすることにより、ｙ軸方向に対をなす第１のプレート３０、あるいは、対をなす第２のプレート３２間で、ｘｚ軸面内の相対位置の回転あるいはねじれが生じやすくなる。しかし、この位置ずれは、ｙ軸方向に対をなす第１のプレート３０間、あるいは、対をなす第２のプレート３２間のｙ軸方向の中心位置に集中する。従って, この位置ずれにより、内側金属板４２および外側金属板４３の間隔および取り付け位置精度は変化しにくく、スパイラル状に移動しつつ８の字型をなすイオンビーム２２の軌道への影響は、中心位置に限定された小さなものとなる。
【００４０】
上述してきたように、本実施の形態では、扇形電極部１〜４を、薄い板状の内側金属板４２および外側金属板４３を挟み込む様にして取り付け、固定する一対の第１のプレート３０から構成し、イオン光学系８を、扇形電極部１〜４の対をなす第１のプレート３０を挟み込む対をなす第２のプレート３２から構成し、一対の第１のプレート３０を貫通し、第２のプレート３２に取り付けて固定される複数のロッド１２により、第１のプレート３０を第２のプレート３２に対して固定することとしているので、内側金属板４２および外側金属板４３の間隔および扇形電極部１〜４のイオン光学系８内での位置精度を維持したまま、イオン光学系８を軽量なものとし、ひいては安価なものにすることができる。
【００４１】
また、本実施の形態では、イオンビーム２２の軌道を曲げる扇形電極部は、４つの扇形電極部１〜４からなることとしたが、２以上の任意の個数の扇形電極部で構成することもできる。
【００４２】
また、本実施の形態では、イオンビーム２２は、ｘｚ軸面内で８の字型の周回軌道を描くこととしたが、この軌道を円形に近い周回軌道とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】ＴＯＦ型質量分析装置の全体構成を示す構成図である。
【図２】実施の形態のイオン光学系を、斜め方向から見た斜視図である。
【図３】実施の形態の扇形電極部を、斜め方向から見た斜視図である。
【図４】扇形電極部のＣＣ′断面を示す断面図である。
【図５】扇形電極部のＤＤ′断面を示す断面図である。
【図６】イオン光学系のＡＡ′断面を示す断面図である。
【図７】イオン光学系のＢＢ′断面を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１〜４ 扇形電極部
８ イオン光学系
９ 筐体
１０ ＴＯＦ型質量分析装置
１２ ロッド
１３ ロッド穴
１７ 検出部
２０ イオン源
２２ イオンビーム
３０ 第１のプレート
３２ 第２のプレート
３４ シャント
３５ スペーサ
３６ マツダプレート
４２ 内側金属板
４３ 外側金属板
５１〜５３、６２〜６４ スペーサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンビームの軌道を曲げる静電界を形成する扇形電極部と、
複数の前記扇形電極部を前記軌道の途中に配設し、前記軌道を周回軌道とするイオン光学系と、
を備えるＴＯＦ型質量分析装置であって、
前記扇形電極部は、直交する２辺の一方の辺が湾曲しつつ対向する２つ矩形状金属板および、前記２つ矩形状金属板を、前記２辺のもう一方の辺の方向から挟み込んで固定する対をなす板状の第１のプレートを有し、
前記イオン光学系は、前記複数の扇形電極部を、対をなす前記第１のプレートの配列方向が前記周回軌道の軌道面と直交して並列する並列配置とし、前記並列配置される前記複数の対をなす第１のプレートを、前記配列方向から挟み込む位置に配置される対をなす第２のプレートおよび対をなす前記第１のプレートを貫通し、対をなす前記第２のプレートに固定される棒状のロッドを有すること、
を特徴とするＴＯＦ型質量分析装置。
【請求項２】
前記イオン光学系は、前記扇形電極部ごとに、２本の前記ロッドを備えることを特徴とする請求項１に記載のＴＯＦ型質量分析装置。
【請求項３】
前記扇形電極部は、前記配列方向の前記矩形状金属板および前記第１のプレートの間に絶縁体を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のＴＯＦ型質量分析装置。
【請求項４】
前記イオン光学系は、前記配列方向の前記第１のプレートおよび前記第２のプレートの間にスペーサを備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のＴＯＦ型質量分析装置。
【請求項５】
前記イオン光学系は、同一形状の複数の前記扇形電極部を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のＴＯＦ型質量分析装置。
【請求項６】
前記イオン光学系は、４個の前記扇形電極部を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のＴＯＦ型質量分析装置。
【請求項１】
イオンビームの軌道を曲げる静電界を形成する扇形電極部と、
複数の前記扇形電極部を前記軌道の途中に配設し、前記軌道を周回軌道とするイオン光学系と、
を備えるＴＯＦ型質量分析装置であって、
前記扇形電極部は、直交する２辺の一方の辺が湾曲しつつ対向する２つ矩形状金属板および、前記２つ矩形状金属板を、前記２辺のもう一方の辺の方向から挟み込んで固定する対をなす板状の第１のプレートを有し、
前記イオン光学系は、前記複数の扇形電極部を、対をなす前記第１のプレートの配列方向が前記周回軌道の軌道面と直交して並列する並列配置とし、前記並列配置される前記複数の対をなす第１のプレートを、前記配列方向から挟み込む位置に配置される対をなす第２のプレートおよび対をなす前記第１のプレートを貫通し、対をなす前記第２のプレートに固定される棒状のロッドを有すること、
を特徴とするＴＯＦ型質量分析装置。
【請求項２】
前記イオン光学系は、前記扇形電極部ごとに、２本の前記ロッドを備えることを特徴とする請求項１に記載のＴＯＦ型質量分析装置。
【請求項３】
前記扇形電極部は、前記配列方向の前記矩形状金属板および前記第１のプレートの間に絶縁体を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のＴＯＦ型質量分析装置。
【請求項４】
前記イオン光学系は、前記配列方向の前記第１のプレートおよび前記第２のプレートの間にスペーサを備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のＴＯＦ型質量分析装置。
【請求項５】
前記イオン光学系は、同一形状の複数の前記扇形電極部を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のＴＯＦ型質量分析装置。
【請求項６】
前記イオン光学系は、４個の前記扇形電極部を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のＴＯＦ型質量分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−３１１１１１（Ｐ２００７−３１１１１１Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３７７１１（Ｐ２００６−１３７７１１）
【出願日】平成１８年５月１７日（２００６．５．１７）
【出願人】（０００００４２７１）日本電子株式会社 (811)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１７日（２００６．５．１７）
【出願人】（０００００４２７１）日本電子株式会社 (811)
【Ｆターム（参考）】
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