JPH1097838A - 誘導結合プラズマ質量分析装置 - Google Patents
誘導結合プラズマ質量分析装置Info
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- JPH1097838A JPH1097838A JP8266135A JP26613596A JPH1097838A JP H1097838 A JPH1097838 A JP H1097838A JP 8266135 A JP8266135 A JP 8266135A JP 26613596 A JP26613596 A JP 26613596A JP H1097838 A JPH1097838 A JP H1097838A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 イオンレンズ部における、質量選択部へのイ
オン伝達効率を向上すると共に、調整を簡単化する。 【解決手段】 イオンレンズ部４０の少なくとも一部
を、極数が４以上のマルチポールイオンビームガイド１
００、１１０、１１２、１１２Ｂ、１２０とする。
オン伝達効率を向上すると共に、調整を簡単化する。 【解決手段】 イオンレンズ部４０の少なくとも一部
を、極数が４以上のマルチポールイオンビームガイド１
００、１１０、１１２、１１２Ｂ、１２０とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘導結合プラズマ
質量分析装置に係り、特に、質量分析計部分へのイオン
伝達効率が高く、調整が容易なイオンビームガイドを備
えた誘導結合プラズマ質量分析装置に関する。
質量分析装置に係り、特に、質量分析計部分へのイオン
伝達効率が高く、調整が容易なイオンビームガイドを備
えた誘導結合プラズマ質量分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、発光分析の光源に用いられている
誘導結合プラズマを、質量分析計のイオン源として用い
て、溶液中の元素分析をイオンによって行う誘導結合プ
ラズマ質量分析装置が提案されている（例えば特開昭６
２−２６７５７参照）。
誘導結合プラズマを、質量分析計のイオン源として用い
て、溶液中の元素分析をイオンによって行う誘導結合プ
ラズマ質量分析装置が提案されている（例えば特開昭６
２−２６７５７参照）。
【０００３】この誘導結合プラズマ質量分析装置は、例
えば、図１に示す如く、溶液状の試料８を霧化してイオ
ン化部２０に導入するための、試料８を常時送ると共
に、スプレーチャンバ１６からの廃液を排出するペリス
タルティックポンプ１２、該ペリスタルティックポンプ
１２によってサンプリングされた溶液試料８を霧化する
ためのネプライザ１４、及び、該ネプライザ１４によっ
て霧化された粒子の中で細かい粒子だけを選別するスプ
レーチャンバ１６を含む試料導入部１０と、前記ネプラ
イザ１４にキャリアガス（例えばＡｒガス）を注入する
ためのガス制御部１８と、前記試料導入部１０からキャ
リアガスと共に運ばれてきた試料中の元素をイオン化す
るための、トーチ２２及び該トーチ２２の外側に巻かれ
た誘導コイル２４を含むイオン化部２０と、前記誘導コ
イル２４に高周波電力を供給してプラズマを生成するた
めのＲＦ電源２６と、大気圧下の前記イオン化部２０で
イオン化された元素をサンプリングして、高真空下のイ
オンレンズ部４０に導入するための、前記トーチ２２内
で発生したイオンの運動エネルギの方向を揃えるための
サンプリングコーン３２、及び、該サンプリングコーン
３２を通過したイオンの一部を通過させるためのスキマ
ーコーン３４を含むインターフェース部３０と、該イン
ターフェース部３０を通過したイオンを収束し、質量分
析計部分に導くための、静電イオンレンズを用いた引出
し電極４２、収束レンズ４４、及び、イオンレンズ４６
を含むイオンレンズ部４０と、例えば４本の電極ロッド
５４で構成された四重極マスフィルタ５２を含む質量選
択部５０と、前記四重極マスフィルタ５２を駆動するた
めのマスフィルタ駆動回路５６と、前記質量選択部５０
を通過してきた測定質量数のイオンを計数するための、
例えば２次電子増倍管６２を含むイオン検出部６０とを
備えている。
えば、図１に示す如く、溶液状の試料８を霧化してイオ
ン化部２０に導入するための、試料８を常時送ると共
に、スプレーチャンバ１６からの廃液を排出するペリス
タルティックポンプ１２、該ペリスタルティックポンプ
１２によってサンプリングされた溶液試料８を霧化する
ためのネプライザ１４、及び、該ネプライザ１４によっ
て霧化された粒子の中で細かい粒子だけを選別するスプ
レーチャンバ１６を含む試料導入部１０と、前記ネプラ
イザ１４にキャリアガス（例えばＡｒガス）を注入する
ためのガス制御部１８と、前記試料導入部１０からキャ
リアガスと共に運ばれてきた試料中の元素をイオン化す
るための、トーチ２２及び該トーチ２２の外側に巻かれ
た誘導コイル２４を含むイオン化部２０と、前記誘導コ
イル２４に高周波電力を供給してプラズマを生成するた
めのＲＦ電源２６と、大気圧下の前記イオン化部２０で
イオン化された元素をサンプリングして、高真空下のイ
オンレンズ部４０に導入するための、前記トーチ２２内
で発生したイオンの運動エネルギの方向を揃えるための
サンプリングコーン３２、及び、該サンプリングコーン
３２を通過したイオンの一部を通過させるためのスキマ
ーコーン３４を含むインターフェース部３０と、該イン
ターフェース部３０を通過したイオンを収束し、質量分
析計部分に導くための、静電イオンレンズを用いた引出
し電極４２、収束レンズ４４、及び、イオンレンズ４６
を含むイオンレンズ部４０と、例えば４本の電極ロッド
５４で構成された四重極マスフィルタ５２を含む質量選
択部５０と、前記四重極マスフィルタ５２を駆動するた
めのマスフィルタ駆動回路５６と、前記質量選択部５０
を通過してきた測定質量数のイオンを計数するための、
例えば２次電子増倍管６２を含むイオン検出部６０とを
備えている。
【０００４】図１において、７０は、前記サンプリング
コーン３２とスキマーコーン３４によって形成されるイ
ンターフェースチャンバ３８内を真空に排気するための
ロータリポンプ７２、前記イオンレンズ部４０のイオン
レンズチャンバ４８内を高真空に排気するためのターボ
分子ポンプ７４、前記四重極マスフィルタ５２と２次電
子増倍管６２が収められたアナライザチャンバ５８内を
高真空に排気するためのターボ分子ポンプ７６、及び、
前記ターボ分子ポンプ７４及び７６を低真空に排気する
ためのロータリポンプ７８を含んで構成される真空排気
系、８０は、前記試料導入部１０、ガス制御部１８、Ｒ
Ｆ電源２６、マスフィルタ駆動回路５６、検出部６０、
真空排気系７０等を制御するためのシステムコントロー
ラ、８２は、該システムコントローラ８０に指示を与え
ると共に、データ採取や分析データの解析を行うための
ワークステーションである。
コーン３２とスキマーコーン３４によって形成されるイ
ンターフェースチャンバ３８内を真空に排気するための
ロータリポンプ７２、前記イオンレンズ部４０のイオン
レンズチャンバ４８内を高真空に排気するためのターボ
分子ポンプ７４、前記四重極マスフィルタ５２と２次電
子増倍管６２が収められたアナライザチャンバ５８内を
高真空に排気するためのターボ分子ポンプ７６、及び、
前記ターボ分子ポンプ７４及び７６を低真空に排気する
ためのロータリポンプ７８を含んで構成される真空排気
系、８０は、前記試料導入部１０、ガス制御部１８、Ｒ
Ｆ電源２６、マスフィルタ駆動回路５６、検出部６０、
真空排気系７０等を制御するためのシステムコントロー
ラ、８２は、該システムコントローラ８０に指示を与え
ると共に、データ採取や分析データの解析を行うための
ワークステーションである。
【０００５】この誘導結合プラズマ質量分析装置におい
ては、トーチ２２にキャリアガスを流し、誘導コイル２
４に高周波電力をかけることで生成するプラズマの中
に、霧状にした試料８を導入し、試料中の元素をイオン
化する。このイオンを、サンプリングコーン３２とスキ
マーコーン３４から構成されるインターフェース部３０
を経て、イオンレンズ部４０に導入し、更に四重極マス
フィルタ５２で元素を質量別に検出することによって、
殆んどの元素について、検出下限がサブｎｇ／Ｌ（ｐｐ
t ）レベルまで測定できる、超高感度な元素分析が可能
になる。
ては、トーチ２２にキャリアガスを流し、誘導コイル２
４に高周波電力をかけることで生成するプラズマの中
に、霧状にした試料８を導入し、試料中の元素をイオン
化する。このイオンを、サンプリングコーン３２とスキ
マーコーン３４から構成されるインターフェース部３０
を経て、イオンレンズ部４０に導入し、更に四重極マス
フィルタ５２で元素を質量別に検出することによって、
殆んどの元素について、検出下限がサブｎｇ／Ｌ（ｐｐ
t ）レベルまで測定できる、超高感度な元素分析が可能
になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来は、
前記イオンレンズ部４０から質量選択部５０へのイオン
伝達効率（静電イオンレンズあるいはイオンビームガイ
ドを含むイオンレンズ部の性能を示す指標の一つであ
り、イオンレンズ部に入射したイオン数Ａと、イオンレ
ンズ部から出射し質量分析計部分へ入射するイオン数Ｂ
の割合Ｂ／Ａで定義される）が低い。特にイオンレンズ
を直列に複数個配置した多段型では、多数のイオンレン
ズが必要で、調整が複雑である。更に、プラズマから検
出器に到達する真空紫外フォトン等により、連続的な白
色のバックグラウンドがスペクトル中に発生してＳＮ比
を低下させ、検出能力を制限する等の問題点を有してい
た。
前記イオンレンズ部４０から質量選択部５０へのイオン
伝達効率（静電イオンレンズあるいはイオンビームガイ
ドを含むイオンレンズ部の性能を示す指標の一つであ
り、イオンレンズ部に入射したイオン数Ａと、イオンレ
ンズ部から出射し質量分析計部分へ入射するイオン数Ｂ
の割合Ｂ／Ａで定義される）が低い。特にイオンレンズ
を直列に複数個配置した多段型では、多数のイオンレン
ズが必要で、調整が複雑である。更に、プラズマから検
出器に到達する真空紫外フォトン等により、連続的な白
色のバックグラウンドがスペクトル中に発生してＳＮ比
を低下させ、検出能力を制限する等の問題点を有してい
た。
【０００７】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、イオンビームガイドを導入したイオ
ンレンズ部のイオン伝達効率を高め、且つ、調整を容易
とすることを第１の課題とする。
くなされたもので、イオンビームガイドを導入したイオ
ンレンズ部のイオン伝達効率を高め、且つ、調整を容易
とすることを第１の課題とする。
【０００８】本発明は、又、マルチポール内壁を光が多
重反射してイオン検出器に到達してしまわないようにす
ることを第２の課題とする。
重反射してイオン検出器に到達してしまわないようにす
ることを第２の課題とする。
【０００９】本発明は、更に、イオンビームガイドの交
換メンテナンスを容易にすることを第３の課題とする。
換メンテナンスを容易にすることを第３の課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、誘導結合プラ
ズマ質量分析装置において、試料を霧化して、イオン化
部に導入するための試料導入部と、該試料導入部からキ
ャリアガスと共に運ばれてきた試料中の元素をイオン化
するための、トーチを含むイオン化部と、大気圧下の該
イオン化部でイオン化された元素をサンプリングして、
真空下のイオンレンズ部に導入するためのインターフェ
ース部と、該インターフェース部を通過したイオンを収
束して質量選択部に導入するための、イオンビームガイ
ドを含むイオンレンズ部と、該イオンレンズ部から導入
されるイオンを、測定質量数毎に分けるための、マスフ
ィルタを含む質量選択部と、該質量選択部を通過してき
た測定質量数のイオンを計数するイオン検出部とを備
え、前記イオンレンズ部の少なくとも一部を、電極ロッ
ド数が４本以上のマルチポールイオンビームガイドとす
ることにより、前記第１の課題を解決したものである。
ズマ質量分析装置において、試料を霧化して、イオン化
部に導入するための試料導入部と、該試料導入部からキ
ャリアガスと共に運ばれてきた試料中の元素をイオン化
するための、トーチを含むイオン化部と、大気圧下の該
イオン化部でイオン化された元素をサンプリングして、
真空下のイオンレンズ部に導入するためのインターフェ
ース部と、該インターフェース部を通過したイオンを収
束して質量選択部に導入するための、イオンビームガイ
ドを含むイオンレンズ部と、該イオンレンズ部から導入
されるイオンを、測定質量数毎に分けるための、マスフ
ィルタを含む質量選択部と、該質量選択部を通過してき
た測定質量数のイオンを計数するイオン検出部とを備
え、前記イオンレンズ部の少なくとも一部を、電極ロッ
ド数が４本以上のマルチポールイオンビームガイドとす
ることにより、前記第１の課題を解決したものである。
【００１１】特に、前記マルチポールをイオンビーム進
行方向に分割した場合には、分割したマルチポールイオ
ンビームガイドに異なるバイアス電圧を印加することに
よって、最適化することができる。
行方向に分割した場合には、分割したマルチポールイオ
ンビームガイドに異なるバイアス電圧を印加することに
よって、最適化することができる。
【００１２】又、前記分割されたマルチポールイオンビ
ームガイドのうち、出側のマルチポールイオンビームガ
イドの電極ロッドを、イオンビーム進行方向に対して傾
けるか、曲げて配置した場合には、イオン化部の誘導結
合プラズマから発生されるフォトンが、検出部に入射す
るのを防止して、測定精度を高めることができる。
ームガイドのうち、出側のマルチポールイオンビームガ
イドの電極ロッドを、イオンビーム進行方向に対して傾
けるか、曲げて配置した場合には、イオン化部の誘導結
合プラズマから発生されるフォトンが、検出部に入射す
るのを防止して、測定精度を高めることができる。
【００１３】又、分割されたマルチポールイオンビーム
ガイドの両者に、ほぼ同じ高周波電圧を加える一方、直
流バイアス電圧は、入側のマルチポールイオンビームガ
イドに正電圧、出側のマルチポールイオンビームガイド
に負電圧を印加するようにした場合には、分割されたマ
ルチポールイオンビームガイドを的確に駆動することが
できる。
ガイドの両者に、ほぼ同じ高周波電圧を加える一方、直
流バイアス電圧は、入側のマルチポールイオンビームガ
イドに正電圧、出側のマルチポールイオンビームガイド
に負電圧を印加するようにした場合には、分割されたマ
ルチポールイオンビームガイドを的確に駆動することが
できる。
【００１４】特に、前記マルチポールイオンビームガイ
ドを、電極ロッド数が８本のオクタポールで構成した場
合には、効率良くイオン伝達効率を高めることができ
る。なお、電極ロッド数は８本に限定されず、４本のＱ
ポール（四重極）、６本のヘキサポール、１２本のドデ
カポール等、４本以上の他の本数とすることができる。
ドを、電極ロッド数が８本のオクタポールで構成した場
合には、効率良くイオン伝達効率を高めることができ
る。なお、電極ロッド数は８本に限定されず、４本のＱ
ポール（四重極）、６本のヘキサポール、１２本のドデ
カポール等、４本以上の他の本数とすることができる。
【００１５】又、前記マスフィルタに印加する高周波電
圧を分圧して、前記マルチポールイオンビームガイドに
印加するようにした場合には、マルチポールイオンビー
ムガイドの専用電源が不要であり、電源が簡略化できる
と共に、マスフィルタと連動して、全ての質量のイオン
に対して最適な高周波電圧を加えることができる。
圧を分圧して、前記マルチポールイオンビームガイドに
印加するようにした場合には、マルチポールイオンビー
ムガイドの専用電源が不要であり、電源が簡略化できる
と共に、マスフィルタと連動して、全ての質量のイオン
に対して最適な高周波電圧を加えることができる。
【００１６】特に、前記高周波電圧を、コンデンサを用
いてマスフィルタ用電源から取り出し、直流バイアス電
圧を抵抗を介し重畳して、前記マルチポールイオンビー
ムガイドに印加するようにした場合には、構成が簡略で
ある。
いてマスフィルタ用電源から取り出し、直流バイアス電
圧を抵抗を介し重畳して、前記マルチポールイオンビー
ムガイドに印加するようにした場合には、構成が簡略で
ある。
【００１７】一方、前記高周波電圧を、コンデンサを用
いてマスフィルタ用電源から取り出し、センタータップ
付トランスを用いて直流バイアス電圧を加えて、前記マ
ルチポールイオンビームガイドに印加するようにした場
合には、非線形の負荷に対しても、全てのロッドに安定
したバイアス電圧を印加できる。従って、入側のマルチ
ポールイオンビームガイドのように、プラズマが入射し
て大電流が流れても、常に一定電圧で駆動できる。
いてマスフィルタ用電源から取り出し、センタータップ
付トランスを用いて直流バイアス電圧を加えて、前記マ
ルチポールイオンビームガイドに印加するようにした場
合には、非線形の負荷に対しても、全てのロッドに安定
したバイアス電圧を印加できる。従って、入側のマルチ
ポールイオンビームガイドのように、プラズマが入射し
て大電流が流れても、常に一定電圧で駆動できる。
【００１８】本発明は、又、前記マルチポールイオンビ
ームガイドを、光の反射率が低いブラックポールで構成
して、前記第２の課題を解決したものである。
ームガイドを、光の反射率が低いブラックポールで構成
して、前記第２の課題を解決したものである。
【００１９】特に、前記ブラックポールを、電極ロッド
に、導電性を有する低反射率膜をコーティングすること
により形成するようにした場合には、ブラックポールを
容易に形成することができる。
に、導電性を有する低反射率膜をコーティングすること
により形成するようにした場合には、ブラックポールを
容易に形成することができる。
【００２０】又、前記低反射率膜をブラッククロムで形
成するようにした場合には、低反射率膜を確実に形成す
ることができる。
成するようにした場合には、低反射率膜を確実に形成す
ることができる。
【００２１】特に、前記低反射率膜をコーティングする
前に、電極ロッドの表面を荒すつや消し処理を施した場
合には、電極ロッド表面の光沢を減らして、反射防止効
果を高めることができる。
前に、電極ロッドの表面を荒すつや消し処理を施した場
合には、電極ロッド表面の光沢を減らして、反射防止効
果を高めることができる。
【００２２】本発明は、更に、前記マルチポールイオン
ビームガイドを構成する電極ロッドを着脱可能として、
前記第３の課題を解決したものである。
ビームガイドを構成する電極ロッドを着脱可能として、
前記第３の課題を解決したものである。
【００２３】特に、前記電極ロッドの断面形状を円形と
し、一部が電極ロッド挿入用に切り欠かれた略円形の凹
部を有するロッド支持部により該電極ロッドを保持する
ようにした場合には、単純な形状の電極ロッドを用いる
ことができる。
し、一部が電極ロッド挿入用に切り欠かれた略円形の凹
部を有するロッド支持部により該電極ロッドを保持する
ようにした場合には、単純な形状の電極ロッドを用いる
ことができる。
【００２４】一方、前記電極ロッドに保持部を設け、該
保持部を保持可能なロッド支持部により前記電極ロッド
の保持部を保持するようにした場合には、ロッド支持部
による電界の乱れを少なくすることができる。
保持部を保持可能なロッド支持部により前記電極ロッド
の保持部を保持するようにした場合には、ロッド支持部
による電界の乱れを少なくすることができる。
【００２５】特に、前記電極ロッドの保持部を、デュア
ルロッド形状とした電極ロッドの一部とした場合には、
電極ロッドを引抜き加工や押し出し加工により容易に製
造できる。
ルロッド形状とした電極ロッドの一部とした場合には、
電極ロッドを引抜き加工や押し出し加工により容易に製
造できる。
【００２６】更に、前記デュアルロッド形状の電極ロッ
ドのイオンビーム側の断面形状をできるだけ円形に近づ
ける一方、該電極ロッドの保持部の側面及びロッド支持
部の側面に、直線状部を設けた場合には、該直線状部の
線接触により、電極ロッドを確実に保持できる。
ドのイオンビーム側の断面形状をできるだけ円形に近づ
ける一方、該電極ロッドの保持部の側面及びロッド支持
部の側面に、直線状部を設けた場合には、該直線状部の
線接触により、電極ロッドを確実に保持できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
施形態を詳細に説明する。
【００２８】本発明の第１実施形態は、従来と同様の誘
導結合プラズマ質量分析装置において、イオンレンズ部
４０に、図２（側面図）及び図３（横断面図）に示す如
く、電極ロッド１０２が８本、中心線に関して点対称に
配置されたオクタポールイオンビームガイド１００を設
けたものである。
導結合プラズマ質量分析装置において、イオンレンズ部
４０に、図２（側面図）及び図３（横断面図）に示す如
く、電極ロッド１０２が８本、中心線に関して点対称に
配置されたオクタポールイオンビームガイド１００を設
けたものである。
【００２９】図２において、ＩＣＰは誘導結合プラズ
マ、１０３は、装置停止時に、オクタポールイオンビー
ムガイド１００を含むイオンレンズチャンバ４８、及
び、マスフィルタ５２を含むアナライザチャンバ５８を
真空に保つためのゲート弁、１０４は、イオンレンズチ
ャンバ４８とアナライザチャンバ５８の間に配設された
開口板である。
マ、１０３は、装置停止時に、オクタポールイオンビー
ムガイド１００を含むイオンレンズチャンバ４８、及
び、マスフィルタ５２を含むアナライザチャンバ５８を
真空に保つためのゲート弁、１０４は、イオンレンズチ
ャンバ４８とアナライザチャンバ５８の間に配設された
開口板である。
【００３０】このような構成からなる第１実施形態にお
いて、霧状の試料（図示せず）が誘導結合プラズマＩＣ
Ｐの中に導入されると、該試料中の元素がイオン化され
る。このイオンが、サンプリングコーン３２とスキマー
コーン３４から構成されるインターフェース部を経て、
オクタポールイオンビームガイド１００に導入される。
このようにしてオクタポールイオンビームガイド１００
に導入される粒子の中には、試料元素のイオン（荷電粒
子）のみならず、電子やＡｒのような中性粒子も含まれ
ている。しかし、試料元素イオンはオクタポールの高周
波電界によって中心軸付近に閉じ込められながら進み、
その他の粒子は発散したり拡散したりする。このため、
オクタポールイオンビームガイド１００の中を進んでき
た試料元素イオンは、開口板１０４を通過して質量選択
部に導入される。その後、試料元素イオン中の所望の質
量数のイオンだけが、マスタフィルタ５２を通過して、
検出器で計数される。
いて、霧状の試料（図示せず）が誘導結合プラズマＩＣ
Ｐの中に導入されると、該試料中の元素がイオン化され
る。このイオンが、サンプリングコーン３２とスキマー
コーン３４から構成されるインターフェース部を経て、
オクタポールイオンビームガイド１００に導入される。
このようにしてオクタポールイオンビームガイド１００
に導入される粒子の中には、試料元素のイオン（荷電粒
子）のみならず、電子やＡｒのような中性粒子も含まれ
ている。しかし、試料元素イオンはオクタポールの高周
波電界によって中心軸付近に閉じ込められながら進み、
その他の粒子は発散したり拡散したりする。このため、
オクタポールイオンビームガイド１００の中を進んでき
た試料元素イオンは、開口板１０４を通過して質量選択
部に導入される。その後、試料元素イオン中の所望の質
量数のイオンだけが、マスタフィルタ５２を通過して、
検出器で計数される。
【００３１】前記オクタポールイオンビームガイド１０
０に印加する電圧は、図３に例示する如く、マスフィル
タ駆動回路５６から四重極マスフィルタ５２の電極ロッ
ド５４に加えられる電圧Ｖ１、Ｖ２を、コンデンサＣ
１、Ｃ２を用いて分圧してセンタータップ付トランス１
０６に加え、該センタータップ付トランス１０６のセン
タータップに直流バイアス電圧を加えた後、オクタポー
ルイオンビームガイド１００の電極ロッド１０２に加え
るように構成することができる。なお、四重極マスフィ
ルタ５２の電極ロッド５４及びオクタポールイオンビー
ムガイド１００の電極ロッド１０２のいずれも、中心線
に関して対称な電極には同じ電圧が印加される。
０に印加する電圧は、図３に例示する如く、マスフィル
タ駆動回路５６から四重極マスフィルタ５２の電極ロッ
ド５４に加えられる電圧Ｖ１、Ｖ２を、コンデンサＣ
１、Ｃ２を用いて分圧してセンタータップ付トランス１
０６に加え、該センタータップ付トランス１０６のセン
タータップに直流バイアス電圧を加えた後、オクタポー
ルイオンビームガイド１００の電極ロッド１０２に加え
るように構成することができる。なお、四重極マスフィ
ルタ５２の電極ロッド５４及びオクタポールイオンビー
ムガイド１００の電極ロッド１０２のいずれも、中心線
に関して対称な電極には同じ電圧が印加される。
【００３２】ここで、マスフィルタ５２の各電極ロッド
５４に加える電圧Ｖ１、Ｖ２を、 Ｖ１＝ＶRF＋ＶDC …（１） Ｖ２＝−ＶRF−ＶDC …（２） （ここで、ＶRFは高周波成分、ＶDCは直流成分）とする
と、オクタポールイオンビームガイド１００の各電極ロ
ッド１０２に加える電圧はｋＶRF、−ｋＶRFとなる。こ
の電圧ｋＶRF、−ｋＶRFは、前記コンデンサＣ１、Ｃ２
の値によって制御でき、例えば、ｋ＝０．０８として、
オクタポールイオンビームガイド１００の各電極ロッド
１０２に加える電圧ｋＶRF、−ｋＶRFを、マスフィルタ
５２の各電極ロッド５４に加える高周波成分ＶRF、−Ｖ
RFの８％に設定することができる。
５４に加える電圧Ｖ１、Ｖ２を、 Ｖ１＝ＶRF＋ＶDC …（１） Ｖ２＝−ＶRF−ＶDC …（２） （ここで、ＶRFは高周波成分、ＶDCは直流成分）とする
と、オクタポールイオンビームガイド１００の各電極ロ
ッド１０２に加える電圧はｋＶRF、−ｋＶRFとなる。こ
の電圧ｋＶRF、−ｋＶRFは、前記コンデンサＣ１、Ｃ２
の値によって制御でき、例えば、ｋ＝０．０８として、
オクタポールイオンビームガイド１００の各電極ロッド
１０２に加える電圧ｋＶRF、−ｋＶRFを、マスフィルタ
５２の各電極ロッド５４に加える高周波成分ＶRF、−Ｖ
RFの８％に設定することができる。
【００３３】本実施形態においては、オクタポールイオ
ンビームガイド１００の電極ロッド１０２に加える電圧
に、センタータップ付トランス１０６を用いて直流バイ
アス電圧を加えるようにしているので、非線形負荷とな
るオクタポールに対しても、全てのロッドに均一なバイ
アス電圧を印加できる。例えば、プラズマが入射するス
キマーコーン３４側のオクタポールイオンビームガイド
は、図４に例示する電流−電圧特性を示す。即ち、電圧
が負の時は殆んど電流は流れないが、電圧が正の時は極
めて大きな電流が流れる。このようなイオンビームガイ
ドに、後出図７に示すような２つの抵抗Ｒを介して直流
バイアス電圧を印加すると、一方の抵抗に電流が流れる
が他方の抵抗には流れず、高周波電圧の正負反転に応じ
てこれが切り替わる。実際に電極ロッド１０２に印加さ
れるバイアス電圧は、抵抗Ｒにおける電圧降下分だけ減
少するから、８本のロッド内の４本と他の４本で異なる
バイアス電圧が印加されてしまう。しかし、図３に示し
たように、抵抗を用いないセンタータップ付きトランス
１０６を使用すれば、電流の大小に拘らず、全ての電極
ロッドに所定のバイアス電圧を印加することができる。
図５は、このようなオクタポールイオンビームガイドの
駆動状態を示す等価回路である。
ンビームガイド１００の電極ロッド１０２に加える電圧
に、センタータップ付トランス１０６を用いて直流バイ
アス電圧を加えるようにしているので、非線形負荷とな
るオクタポールに対しても、全てのロッドに均一なバイ
アス電圧を印加できる。例えば、プラズマが入射するス
キマーコーン３４側のオクタポールイオンビームガイド
は、図４に例示する電流−電圧特性を示す。即ち、電圧
が負の時は殆んど電流は流れないが、電圧が正の時は極
めて大きな電流が流れる。このようなイオンビームガイ
ドに、後出図７に示すような２つの抵抗Ｒを介して直流
バイアス電圧を印加すると、一方の抵抗に電流が流れる
が他方の抵抗には流れず、高周波電圧の正負反転に応じ
てこれが切り替わる。実際に電極ロッド１０２に印加さ
れるバイアス電圧は、抵抗Ｒにおける電圧降下分だけ減
少するから、８本のロッド内の４本と他の４本で異なる
バイアス電圧が印加されてしまう。しかし、図３に示し
たように、抵抗を用いないセンタータップ付きトランス
１０６を使用すれば、電流の大小に拘らず、全ての電極
ロッドに所定のバイアス電圧を印加することができる。
図５は、このようなオクタポールイオンビームガイドの
駆動状態を示す等価回路である。
【００３４】次に、図６を参照して、オクタポールイオ
ンビームガイド１００をイオンビーム進行方向に分割
し、入側オクタポールイオンビームガイド１１０と出側
オクタポールイオンビームガイド１１２に分けた、本発
明の第２実施形態を詳細に説明する。
ンビームガイド１００をイオンビーム進行方向に分割
し、入側オクタポールイオンビームガイド１１０と出側
オクタポールイオンビームガイド１１２に分けた、本発
明の第２実施形態を詳細に説明する。
【００３５】図６において、１１４は、入側オクタポー
ルイオンビームガイド１１０と出側オクタポールイオン
ビームガイド１１２の間に配設された、両者間のイオン
伝達効率を高く維持するための開口板である。
ルイオンビームガイド１１０と出側オクタポールイオン
ビームガイド１１２の間に配設された、両者間のイオン
伝達効率を高く維持するための開口板である。
【００３６】このような構成からなる第２実施形態にお
いて、霧状の試料（図示せず）が誘導結合プラズマＩＣ
Ｐの中に導入されると、該試料中の元素がイオン化され
る。このイオンが、サンプリングコーン３２とスキマー
コーン３４から構成されるインターフェース部を経て、
入側オクタポールイオンビームガイド１１０に導入され
る。試料元素イオンはオクタポールの高周波電界によっ
て中心軸付近に閉じ込められながら進み、その他の粒子
は発散したり拡散したりする。入側オクタポールイオン
ビームガイド１１０の中を進んできた試料元素イオン
は、開口板１１４を通過して出側オクタポールイオンビ
ームガイド１１２に入射し、入側オクタポールイオンビ
ームガイト１１０と同様に中心軸付近に閉じ込められな
がら進行して行き、質量選択部に導入される。その後、
試料元素イオン中の所望の質量数のイオンだけが、マス
タフィルタ５２を通過して、検出器で計数される。
いて、霧状の試料（図示せず）が誘導結合プラズマＩＣ
Ｐの中に導入されると、該試料中の元素がイオン化され
る。このイオンが、サンプリングコーン３２とスキマー
コーン３４から構成されるインターフェース部を経て、
入側オクタポールイオンビームガイド１１０に導入され
る。試料元素イオンはオクタポールの高周波電界によっ
て中心軸付近に閉じ込められながら進み、その他の粒子
は発散したり拡散したりする。入側オクタポールイオン
ビームガイド１１０の中を進んできた試料元素イオン
は、開口板１１４を通過して出側オクタポールイオンビ
ームガイド１１２に入射し、入側オクタポールイオンビ
ームガイト１１０と同様に中心軸付近に閉じ込められな
がら進行して行き、質量選択部に導入される。その後、
試料元素イオン中の所望の質量数のイオンだけが、マス
タフィルタ５２を通過して、検出器で計数される。
【００３７】前記入側オクタポールイオンビームガイド
１１０に対する電圧は、第１実施形態と同様に、図３に
示したような回路を用いて印加することができる。
１１０に対する電圧は、第１実施形態と同様に、図３に
示したような回路を用いて印加することができる。
【００３８】一方、出側オクタポールイオンビームガイ
ド１１２は、入側オクタポールイオンビームガイド１１
０と異なり、スキマーコーン３４から離れているので、
必ずしもセンタータップ付トランスを用いる必要はな
く、図７に示すように、コンデンサＣ１、Ｃ２を用いて
マスフィルタ駆動回路５８から取り出した電圧に、抵抗
Ｒを介して直流バイアス電圧を重畳することも可能であ
る。
ド１１２は、入側オクタポールイオンビームガイド１１
０と異なり、スキマーコーン３４から離れているので、
必ずしもセンタータップ付トランスを用いる必要はな
く、図７に示すように、コンデンサＣ１、Ｃ２を用いて
マスフィルタ駆動回路５８から取り出した電圧に、抵抗
Ｒを介して直流バイアス電圧を重畳することも可能であ
る。
【００３９】この第２実施形態においては、入側オクタ
ポールイオンビームガイド１１０と出側オクタポールイ
オンビームガイド１１２に、同じ高周波電圧を加える
が、図８に示す如く、直流バイアス電圧は、入側オクタ
ポールイオンビームガイド１１０は正電圧Ｖ１、出側オ
クタポールイオンビームガイド１１２には負電圧Ｖ２を
印加することができる。このように、入側オクタポール
イオンビームガイドと出側オクタポールイオンビームガ
イドでバイアス電圧を変えることによって、良好なイオ
ンの伝達効率を得ることができる。
ポールイオンビームガイド１１０と出側オクタポールイ
オンビームガイド１１２に、同じ高周波電圧を加える
が、図８に示す如く、直流バイアス電圧は、入側オクタ
ポールイオンビームガイド１１０は正電圧Ｖ１、出側オ
クタポールイオンビームガイド１１２には負電圧Ｖ２を
印加することができる。このように、入側オクタポール
イオンビームガイドと出側オクタポールイオンビームガ
イドでバイアス電圧を変えることによって、良好なイオ
ンの伝達効率を得ることができる。
【００４０】なお、図９や図１０に示す如く、出側オク
タポールイオンビームガイド１１２の電極ロッドを、イ
オンビーム進行方向に対して傾けるか、図１１や図１２
に示す如く、曲げて配置することにより、誘導結合プラ
ズマから入射してくる光のフォトンが、マスフィルタ５
２に直接入射するのを防止して、直接光によるノイズを
１／１０4 〜１／１０5 に減らし、Ｓ／Ｎ比を大幅に向
上させ、測定精度を高めることができる。この際、開口
板１０４や１１４の向きは、図９や図１０に実線で示す
向き、破線で示す向きのいずれとすることもできる。
タポールイオンビームガイド１１２の電極ロッドを、イ
オンビーム進行方向に対して傾けるか、図１１や図１２
に示す如く、曲げて配置することにより、誘導結合プラ
ズマから入射してくる光のフォトンが、マスフィルタ５
２に直接入射するのを防止して、直接光によるノイズを
１／１０4 〜１／１０5 に減らし、Ｓ／Ｎ比を大幅に向
上させ、測定精度を高めることができる。この際、開口
板１０４や１１４の向きは、図９や図１０に実線で示す
向き、破線で示す向きのいずれとすることもできる。
【００４１】図９や図１０の配置で、電極ロッド１０２
や５４をイオンビーム進行方向に対して傾ける角度は、
開口板１１４と１０４の開口径やビームガイドの長さ等
に応じて決めることができる。この傾き角度は、大であ
ると、イオンビームガイドから飛び出したり、電極ロッ
ドに衝突するイオン数が増えるので、プラズマからの光
が検出器に直接達するのを防止可能な必要最少限の角度
とすることが望ましい。
や５４をイオンビーム進行方向に対して傾ける角度は、
開口板１１４と１０４の開口径やビームガイドの長さ等
に応じて決めることができる。この傾き角度は、大であ
ると、イオンビームガイドから飛び出したり、電極ロッ
ドに衝突するイオン数が増えるので、プラズマからの光
が検出器に直接達するのを防止可能な必要最少限の角度
とすることが望ましい。
【００４２】同様に、図１１や図１２の配線で、電極ロ
ッド１０２を曲げる曲率も、なるべく小さくするのが、
イオン伝達効率の点で好ましく、電極ロッド１０２を全
体に亘って曲げて、曲率を最少限とすることが望まし
い。なお、電極ロッド１０２の両端部には、ビームガイ
ドの組立や設置を考えて、直線部を設けることができ
る。
ッド１０２を曲げる曲率も、なるべく小さくするのが、
イオン伝達効率の点で好ましく、電極ロッド１０２を全
体に亘って曲げて、曲率を最少限とすることが望まし
い。なお、電極ロッド１０２の両端部には、ビームガイ
ドの組立や設置を考えて、直線部を設けることができ
る。
【００４３】又、電極ロッド１０２を傾けたり曲げたり
する方向は任意である。
する方向は任意である。
【００４４】図９や図１０の配置によれば、従来と同じ
直線状の電極ロッドを用いることができる。
直線状の電極ロッドを用いることができる。
【００４５】図９や図１１の配置によれば、イオンビー
ムを最初のロッド出入射部で１回曲げるだけであるの
で、マスフィルタ５２に多くのイオンを到達させること
ができる。
ムを最初のロッド出入射部で１回曲げるだけであるの
で、マスフィルタ５２に多くのイオンを到達させること
ができる。
【００４６】図１０や図１２の配置によれば、入側オク
タポールイオンビームガイド１１０とマスフィルタ５２
の電極ロッド５４が平行であるため、図１０や図１２の
配置に比べて、装置を小さくできる。
タポールイオンビームガイド１１０とマスフィルタ５２
の電極ロッド５４が平行であるため、図１０や図１２の
配置に比べて、装置を小さくできる。
【００４７】図１１や図１２の配置によれば、イオンビ
ームが滑らかに曲げられるため、ロッド出入射部の損失
が少ない。
ームが滑らかに曲げられるため、ロッド出入射部の損失
が少ない。
【００４８】図１３は、本発明の第３実施形態で用いら
れるイオンビームガイドを示したものである。この第３
実施形態では、前記電極ロッドとして、例えばステンレ
ス製ロッドの表面をショットブラストで粗して表面のつ
やを消し、次いで、例えばブラッククロムを厚み１μｍ
程度に薄くめっきすることにより、通電用に導電性を有
する低反射率膜をコーティング（黒色コーティングと称
する）したブラックロッド１０２Ｂを備えたブラックマ
ルチポールイオンビームガイド１１２Ｂを用いるように
している。
れるイオンビームガイドを示したものである。この第３
実施形態では、前記電極ロッドとして、例えばステンレ
ス製ロッドの表面をショットブラストで粗して表面のつ
やを消し、次いで、例えばブラッククロムを厚み１μｍ
程度に薄くめっきすることにより、通電用に導電性を有
する低反射率膜をコーティング（黒色コーティングと称
する）したブラックロッド１０２Ｂを備えたブラックマ
ルチポールイオンビームガイド１１２Ｂを用いるように
している。
【００４９】この第３実施形態によれば、通常、むくの
ステンレスロッド、又は、その表面に保持枠へのハンダ
付けを容易とするための金めっきが施された電極ロッド
に比べて、イオンビーム進行方向に対して傾けるか、曲
げて配置した電極ロッド表面を多重反射してイオン検出
部に到達し、バックグラウンドノイズとなる光の反射を
大幅に減らすこと（ロッドを傾ける角度やロッドの長さ
によって違うが、発明者等の実験によれば１／２０程
度）ができ、イオンレンズ部に導入される光遮蔽板（フ
ォトンストッパ）やイオン軌道を曲げるためのΩ（オメ
ガ）レンズを省略して、構成を簡略化することができ
る。
ステンレスロッド、又は、その表面に保持枠へのハンダ
付けを容易とするための金めっきが施された電極ロッド
に比べて、イオンビーム進行方向に対して傾けるか、曲
げて配置した電極ロッド表面を多重反射してイオン検出
部に到達し、バックグラウンドノイズとなる光の反射を
大幅に減らすこと（ロッドを傾ける角度やロッドの長さ
によって違うが、発明者等の実験によれば１／２０程
度）ができ、イオンレンズ部に導入される光遮蔽板（フ
ォトンストッパ）やイオン軌道を曲げるためのΩ（オメ
ガ）レンズを省略して、構成を簡略化することができ
る。
【００５０】特に、黒色コーティング処理前に電極ロッ
ドの表面を粗してつやを消した場合には、反射防止効果
が高い。
ドの表面を粗してつやを消した場合には、反射防止効果
が高い。
【００５１】前記黒色コーテングとしては、前記ブラッ
ククロムめっきの他に、アルマイト処理（電極ロッドが
アルミニウム製の場合）、亜鉛ブラックコーティング、
導電性スプレー（真空中で使用しない場合）等を用いる
ことができる。
ククロムめっきの他に、アルマイト処理（電極ロッドが
アルミニウム製の場合）、亜鉛ブラックコーティング、
導電性スプレー（真空中で使用しない場合）等を用いる
ことができる。
【００５２】図１４は、本発明の第４実施形態で用いら
れる電極ロッドの支持方法を示したものである。この第
４実施形態では、ロッド支持枠１３０に、一部が電極ロ
ッド挿入用に切り欠かれた略円形の凹部を有するロッド
支持部１３０Ａが設けられ、該ロッド支持部１３０Ａに
より、電極ロッド１０２や１０２Ｂをはさんで保持する
ようにしている。
れる電極ロッドの支持方法を示したものである。この第
４実施形態では、ロッド支持枠１３０に、一部が電極ロ
ッド挿入用に切り欠かれた略円形の凹部を有するロッド
支持部１３０Ａが設けられ、該ロッド支持部１３０Ａに
より、電極ロッド１０２や１０２Ｂをはさんで保持する
ようにしている。
【００５３】前記ロッド支持枠１３０は、例えば、弾性
の高い、ばね用ステンレス鋼ＳＵＳ３０４−ＣＳＰで形
成され、そのロッド支持部１３０Ａの内径は、電極ロッ
ド１０２や１０２Ｂの外径よりもわずかに小さくされる
と共に、挿入を容易とするための切り欠き１３０Ｂが形
成されている。
の高い、ばね用ステンレス鋼ＳＵＳ３０４−ＣＳＰで形
成され、そのロッド支持部１３０Ａの内径は、電極ロッ
ド１０２や１０２Ｂの外径よりもわずかに小さくされる
と共に、挿入を容易とするための切り欠き１３０Ｂが形
成されている。
【００５４】この第４実施形態におけるオクタポールイ
オンビームガイドの組立て状態を図１５に示す。ここで
電極ロッド両端近傍のロッド支持枠１３０が、４５°ず
らして２枚ずつ設けられているのは、隣り合う電極ロッ
ドに異なる電位（図１５では＋ＶRFと−ＶRF）を印加す
るためである。
オンビームガイドの組立て状態を図１５に示す。ここで
電極ロッド両端近傍のロッド支持枠１３０が、４５°ず
らして２枚ずつ設けられているのは、隣り合う電極ロッ
ドに異なる電位（図１５では＋ＶRFと−ＶRF）を印加す
るためである。
【００５５】本実施形態においては、電極ロッド１０２
がロッド支持枠１３０に、ハンダ付けや溶接で固定され
ておらず、容易に着脱可能であるため、長期間の使用に
よって汚れる電極ロッドの交換メンテナンスが容易に行
える。
がロッド支持枠１３０に、ハンダ付けや溶接で固定され
ておらず、容易に着脱可能であるため、長期間の使用に
よって汚れる電極ロッドの交換メンテナンスが容易に行
える。
【００５６】上記第４実施形態では、断面形状が円形で
ある単純形状の電極ロッドを用いることができる。
ある単純形状の電極ロッドを用いることができる。
【００５７】図１６及び図１７は、本発明の第５実施形
態で用いられる電極ロッドと、その支持方法を示したも
のである。この第５実施形態では、図１６に示す如く、
電極ロッド１４０を２本のロッドが側面で連結されたデ
ュアルロッド形状として、その一方を保持部１４０Ａと
している。該保持部１４０Ａは、図１７に示す如く、ロ
ッド支持枠１４２のロッド支持部１４２Ａではさんで保
持される。
態で用いられる電極ロッドと、その支持方法を示したも
のである。この第５実施形態では、図１６に示す如く、
電極ロッド１４０を２本のロッドが側面で連結されたデ
ュアルロッド形状として、その一方を保持部１４０Ａと
している。該保持部１４０Ａは、図１７に示す如く、ロ
ッド支持枠１４２のロッド支持部１４２Ａではさんで保
持される。
【００５８】本実施形態によれば、ロッド支持部１４２
Ａが、イオンビームガイドの外周側に遠ざけられ、イオ
ンビーム側電極ロッド１４０Ｂの側面に突出しなくなる
ため、イオンビームガイド内の電界分布が、電極ロッド
以外の電界形成上余分な構造物であるロッド支持部１４
２Ａによる影響を受け難くなり、実質的にイオンビーム
側電極ロッド１４０Ｂのみで形成される理想的な電界分
布が得られる。
Ａが、イオンビームガイドの外周側に遠ざけられ、イオ
ンビーム側電極ロッド１４０Ｂの側面に突出しなくなる
ため、イオンビームガイド内の電界分布が、電極ロッド
以外の電界形成上余分な構造物であるロッド支持部１４
２Ａによる影響を受け難くなり、実質的にイオンビーム
側電極ロッド１４０Ｂのみで形成される理想的な電界分
布が得られる。
【００５９】本実施形態では、前記デュアルロッド形状
の電極ロッド１４０のイオンビーム側１４０Ｂの断面形
状をできるだけ円形に近づける一方、該電極ロッド１４
０の保持部１４０Ａ側の側面及びロッド支持部１４２Ａ
の側面に、直線状部１４０Ｄを設けたので、電極ロッド
１４０の保持部１４０Ａとロッド支持枠１４２のロッド
支持部１４２Ａを線接触として、電極ロッド１４０を確
実に保持できる。
の電極ロッド１４０のイオンビーム側１４０Ｂの断面形
状をできるだけ円形に近づける一方、該電極ロッド１４
０の保持部１４０Ａ側の側面及びロッド支持部１４２Ａ
の側面に、直線状部１４０Ｄを設けたので、電極ロッド
１４０の保持部１４０Ａとロッド支持枠１４２のロッド
支持部１４２Ａを線接触として、電極ロッド１４０を確
実に保持できる。
【００６０】又、電極ロッド１４０の端面形状が長手方
向に同一であるので、電極ロッド１４０を引抜き加工や
押し出し加工により容易に製造できる。
向に同一であるので、電極ロッド１４０を引抜き加工や
押し出し加工により容易に製造できる。
【００６１】なお、電極ロッド１４０のイオンビーム側
１４０Ｂの断面形状は、円形に限定されず、双曲線の一
部の形状等、他の断面形状とすることができる。又、電
極ロッド１４０の保持部１４０Ａ側の断面形状も円形に
限定されず、菱形、三角形等、他の断面形状とすること
もできる。更に、保持部は、必ずしもロッド長手方向全
体に連続して設ける必要は無く、一部にのみ不連続的に
設けても良い。
１４０Ｂの断面形状は、円形に限定されず、双曲線の一
部の形状等、他の断面形状とすることができる。又、電
極ロッド１４０の保持部１４０Ａ側の断面形状も円形に
限定されず、菱形、三角形等、他の断面形状とすること
もできる。更に、保持部は、必ずしもロッド長手方向全
体に連続して設ける必要は無く、一部にのみ不連続的に
設けても良い。
【００６２】又、前記実施形態においては、いずれも入
側オクタポールイオンビームガイド１１０と出側オクタ
ポールイオンビームガイド１１２が、全て電極ロッド数
が８本のオクタポールイオンビームガイドとされていた
が、このうち任意の数や全部のイオンビームガイドを、
図１８（側面図）及び図１９（横断面図）に示すよう
な、電極ロッド１２２の数が４本のＱポール（四重極）
イオンビームガイド１２０としたり、６本のヘキサポー
ルや１２本のドデカポール等、他の本数のマルチポール
イオンビームガイドとすることができる。
側オクタポールイオンビームガイド１１０と出側オクタ
ポールイオンビームガイド１１２が、全て電極ロッド数
が８本のオクタポールイオンビームガイドとされていた
が、このうち任意の数や全部のイオンビームガイドを、
図１８（側面図）及び図１９（横断面図）に示すよう
な、電極ロッド１２２の数が４本のＱポール（四重極）
イオンビームガイド１２０としたり、６本のヘキサポー
ルや１２本のドデカポール等、他の本数のマルチポール
イオンビームガイドとすることができる。
【００６３】
【実施例】図７に示した回路を用いて、オクタポールイ
オンビームガイドに、マスフィルタの８％の電圧を印加
したところ、約５ａｍｕ（atomic mass unit）〜２５０
ａｍｕの範囲で、良好なイオン伝達効率が実現されるこ
とを確認できた。
オンビームガイドに、マスフィルタの８％の電圧を印加
したところ、約５ａｍｕ（atomic mass unit）〜２５０
ａｍｕの範囲で、良好なイオン伝達効率が実現されるこ
とを確認できた。
【００６４】
【発明の効果】本発明によれば、イオンレンズ部におけ
る質量選択部へのイオン伝達効率を向上でき、調整が簡
単であり、バックグラウンドのノイズを低減することが
できる。
る質量選択部へのイオン伝達効率を向上でき、調整が簡
単であり、バックグラウンドのノイズを低減することが
できる。
【図１】従来の誘導結合プラズマ質量分析装置の一例の
構成を示す、一部断面図を含むブロック線図
構成を示す、一部断面図を含むブロック線図
【図２】本発明の第１実施形態におけるイオンレンズ部
周辺の構成を示す側面図
周辺の構成を示す側面図
【図３】本発明の第１実施形態で用いられるオクタポー
ルイオンビームガイドに電圧を印加する回路の構成を示
す、図２のIII −III 線に沿う横断面図を含む回路図
ルイオンビームガイドに電圧を印加する回路の構成を示
す、図２のIII −III 線に沿う横断面図を含む回路図
【図４】スキマーコーン側のオクタポールイオンビーム
ガイドにおける電流−電圧特性の例を示す線図
ガイドにおける電流−電圧特性の例を示す線図
【図５】オクタポールイオンビームガイドの等価回路
【図６】本発明の第２実施形態におけるイオンレンズ部
の構成を示す側面図
の構成を示す側面図
【図７】前記第２実施形態で用いられている出側オクタ
ポールイオンビームガイドに電圧を印加する回路の構成
を示す回路図
ポールイオンビームガイドに電圧を印加する回路の構成
を示す回路図
【図８】同じく入側オクタポールイオンビームガイドと
出側オクタポールイオンビームガイドに、異なる直流バ
イアス電圧を印加する回路の構成を示す回路図
出側オクタポールイオンビームガイドに、異なる直流バ
イアス電圧を印加する回路の構成を示す回路図
【図９】第２実施形態の変形例を示す側面図
【図１０】同じく他の変形例を示す側面図
【図１１】同じく更に他の変形例を示す側面図
【図１２】同じく更に他の変形例を示す側面図
【図１３】本発明の第３実施形態で用いられるイオンビ
ームガイドを示す側面図
ームガイドを示す側面図
【図１４】本発明の第４実施形態で用いられるロッド支
持枠により電極ロッドを保持した状態を示す正面図
持枠により電極ロッドを保持した状態を示す正面図
【図１５】同じく斜視図
【図１６】本発明の第５実施形態の要部を示す断面図
【図１７】同じく電極ロッドを保持した状態を示す正面
図
図
【図１８】イオンビームガイドの変形例を示す側面図
【図１９】図１８のXIX −XIX 線に沿う横断面図
８…試料 １０…試料導入部 ２０…イオン化部 ２２…トーチ ３０…インターフェース部 ３２…サンプリングコーン ３４…スキマーコーン ４０…イオンレンズ部 ４２…引出し電極 ４４…収束レンズ ５０…質量選択部 ５２…四重極マスフィルタ ５６…マスフィルタ駆動回路 ６０…検出部 ６２…２次電子増倍管 １００…オクタポールイオンビームガイド １０２、１２２、１４０…電極ロッド １０２Ｂ…ブラックロッド １０６…センタータップ付トランス １１０…入側オクタポールイオンビームガイド １１２…出側オクタポールイオンビームガイド １１２Ｂ…ブラックマルチポールイオンビームガイド １２０…Ｑポールイオンビームガイド １３０、１４２…ロッド支持枠 １３０Ａ、１４２Ａ…ロッド支持部 １４０Ａ…保持部 １４０Ａ…直線状部
フロントページの続き (72)発明者 縄 繁 東京都武蔵野市中町一丁目15番５号 三鷹 高木ビル 横河アナリティカルシステムズ 株式会社内
Claims (19)
- 【請求項１】試料を霧化して、イオン化部に導入するた
めの試料導入部と、 該試料導入部からキャリアガスと共に運ばれてきた試料
中の元素をイオン化するための、トーチを含むイオン化
部と、 大気圧下の該イオン化部でイオン化された元素をサンプ
リングして、真空下のイオンレンズ部に導入するための
インターフェース部と、 該インターフェース部を通過したイオンを収束して質量
選択部に導入するための、イオンビームガイドを含むイ
オンレンズ部と、 該イオンレンズ部から導入されるイオンを、測定質量数
毎に分けるための、マスフィルタを含む質量選択部と、 該質量選択部を通過してきた測定質量数のイオンを計数
するイオン検出部とを備え、 前記イオンレンズ部の少なくとも一部を、電極ロッド数
が４本以上のマルチポールイオンビームガイドとしたこ
とを特徴とする誘導結合プラズマ質量分析装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記マルチポールイオ
ンビームガイドが、イオンビーム進行方向に分割されて
いることを特徴とする誘導結合プラズマ質量分析装置。 - 【請求項３】請求項２において、前記分割されたマルチ
ポールイオンビームガイドのうち、出側のマルチポール
イオンビームガイドの電極ロッドを、イオンビーム進行
方向に対して傾けて配置することを特徴とする誘導結合
プラズマ質量分析装置。 - 【請求項４】請求項２において、前記分割されたマルチ
ポールイオンビームガイドのうち、出側のマルチポール
イオンビームガイドの電極ロッドを、イオンビーム進行
方向に対して曲げて配置することを特徴とする誘導結合
プラズマ質量分析装置。 - 【請求項５】請求項２乃至４のいずれか一項において、
分割されたマルチポールイオンビームガイドの両者に、
ほぼ同じ高周波電圧を加える一方、直流バイアス電圧
は、入側のマルチポールイオンビームガイドに正電圧、
出側のマルチポールイオンビームガイドに負電圧を印加
することを特徴とする誘導結合プラズマ質量分析装置。 - 【請求項６】請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記マルチポールイオンビームガイドを、電極ロッド数
が４本のＱポール（四重極）で構成したことを特徴とす
る誘導結合プラズマ質量分析装置。 - 【請求項７】請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記マルチポールイオンビームガイドを、電極ロッド数
が８本のオクタポールで構成したことを特徴とする誘導
結合プラズマ質量分析装置。 - 【請求項８】請求項１において、前記マスフィルタに印
加する高周波電圧を分圧して、前記マルチポールイオン
ビームガイドに印加することを特徴とする誘導結合プラ
ズマ質量分析装置。 - 【請求項９】請求項８において、前記高周波電圧を、コ
ンデンサを用いてマスフィルタ用電源から取り出し、直
流バイアス電圧を抵抗を介し重畳して、前記マルチポー
ルイオンビームガイドに印加することを特徴とする誘導
結合プラズマ質量分析装置。 - 【請求項１０】請求項８において、前記高周波電圧を、
コンデンサを用いてマスフィルタ用電源から取り出し、
センタータップ付トランスを用いて直流バイアス電圧を
加えて、前記マルチポールイオンビームガイドに印加す
ることを特徴とする誘導結合プラズマ質量分析装置。 - 【請求項１１】請求項１において、前記マルチポールイ
オンビームガイドを、光の反射率が低いブラックポール
で構成したことを特徴とする誘導結合プラズマ質量分析
装置。 - 【請求項１２】請求項１１において、前記ブラックポー
ルを、電極ロッドに、導電性を有する低反射率膜をコー
ティングすることにより形成したことを特徴とする誘導
結合プラズマ質量分析装置。 - 【請求項１３】請求項１２において、前記低反射率膜を
ブラッククロムで形成したことを特徴とする誘導結合プ
ラズマ質量分析装置。 - 【請求項１４】請求項１２又は１３において、前記低反
射率膜をコーティングする前に、電極ロッドの表面を粗
すつや消し処理が施されていることを特徴とする誘導結
合プラズマ質量分析装置。 - 【請求項１５】請求項１において、前記マルチポールイ
オンビームガイドを構成する電極ロッドを着脱可能とし
たことを特徴とする誘導結合プラズマ質量分析装置。 - 【請求項１６】請求項１５において、前記電極ロッドの
断面形状を円形とし、一部が電極ロッド挿入用に切り欠
かれた略円形の凹部を有するロッド支持部により該電極
ロッドを保持することを特徴とする誘導結合プラズマ質
量分析装置。 - 【請求項１７】請求項１５において、前記電極ロッドに
保持部を設け、該保持部を保持可能なロッド支持部によ
り前記電極ロッドの保持部を保持することを特徴とする
誘導結合プラズマ質量分析装置。 - 【請求項１８】請求項１７において、前記電極ロッドの
保持部を、デュアルロッド形状とした電極ロッドの一部
としたことを特徴とする誘導結合プラズマ質量分析装
置。 - 【請求項１９】請求項１８において、前記デュアルロッ
ド形状の電極ロッドのイオンビーム側の断面形状をでき
るだけ円形に近づける一方、該電極ロッドの保持部の側
面及びロッド支持部の側面に、直線状部を設けたことを
特徴とする誘導結合プラズマ質量分析装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8266135A JPH1097838A (ja) | 1996-07-30 | 1996-10-07 | 誘導結合プラズマ質量分析装置 |
| US08/901,503 US5939718A (en) | 1996-07-30 | 1997-07-28 | Inductively coupled plasma mass spectroscopic apparatus |
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|---|---|---|---|
| JP20025496 | 1996-07-30 | ||
| JP8-200254 | 1996-07-30 | ||
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Family
ID=26512052
Family Applications (1)
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