(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィラメントマウントで支持されたフィラメント並びにエレクトロンリペラ、グリッド、イオン化室およびエレクトロンコレクタを構成する電極を配置してなる質量分析計における分析管のイオン源において、フィラメントマウント並びにエレクトロンリペラ、グリッド、イオン化室およびエレクトロンコレクタの構成電極が熱伝導率の優れた絶縁物を介して熱伝導率の優れた金属フランジに固定されていることを特徴とする質量分析計における分析管のイオン源。
【請求項２】
フィラメントマウントで支持されたフィラメント並びにエレクトロンリペラ、グリッド、イオン化室およびエレクトロンコレクタを構成する電極を配置してなる質量分析計における分析管のイオン源において、前記フィラメントおよびフィラメントマウントがエレクトロンリペラ構成電極で覆われていると共に、フィラメントマウント並びにエレクトロンリペラ、グリッド、イオン化室およびエレクトロンコレクタの構成電極が熱伝導率の優れた絶縁物を介して熱伝導率の優れた金属フランジに固定されていることを特徴とする質量分析計における分析管のイオン源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、質量分析計の分析管のイオン源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のイオン源を装着した質量分析計の分析管は図４に示したように、分析しようとする物質をイオン化するイオン源１と、イオンを質量電荷比に分離する分析部２、及び分離されたイオンを検出するイオン検出部３により構成される。イオン源１で生成されたイオンが分析部２に導かれ、分析部２で質量電荷比に分離され、イオン検出部３により検出される。そして、この型の分析管は通常、イオン源１が分析部２に固定されている。
【０００３】
前記イオン源１の詳細を図５（断面図）および図６（側面図）に示した。図５、図６において、フィラメントマウント１２に固定されたフィラメント１１に電流を流してフィラメント１１を加熱し、その表面から熱電子を放出させる。エレクトロンリペラ（電子反発電極）１３とグリッド（電子収束電極）１４によりイオン化室１５の中に熱電子を導き、あらかじめイオン化室１５の中に導入している分析すべき物質を熱電子によりイオン化する。イオン化に使われなかった電子は、エレクトロンコレクタ（電子収集電極）１６で回収する。また、イオン化された物質は、イオンフォーカス（イオン集中電極）２０、エレクトロンサプレッサ（電子遮断電極）２１で分析部に導く。なお、図中１９はセラミック、２２はイオン源ステム、２３は分析部の四重極ロッドである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図４、図５、図６に示した従来のイオン源では、フィラメント１１の輻射熱や熱電子の拡散によって、グリッド１４、イオン化室１５が熱せられ（イオン化室内壁：１００〜１５０℃）、分析すべき物質が熱分解を起こし、ノイズ成分になるという欠点があった。
【０００５】
この発明は前述した点を鑑みてなされたもので、その目的とする処は、構造を改良することにより、イオン源１、特にイオン化室１５の温度を、分析すべき物質が熱分解を起こさない程度の温度（約５０℃以下）に低下できる分析管のイオン源を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、図２および図３に示すこの発明のイオン源は、下記の構造を有するイオン源である。
【０００７】
▲１▼フィラメント１１及びフィラメントマウント１２を、エレクトロンリペラ１３で覆う。
【０００８】
▲２▼フィラメントマウント１２、エレクトロンリペラ１３、グリッド１４、イオン化室１５、及びエレクトロンコレクタ１６等を、熱伝導率の優れた絶縁物１７を介してアルミニウムフランジ１８などの熱伝導率の優れた金属フランジに固定する。
【０００９】
即ち本願が提案する発明は、フィラメントマウントで支持されたフィラメント並びにエレクトロンリペラ、グリッド、イオン化室およびエレクトロンコレクタを構成する電極を配置してなる質量分析計における分析管のイオン源において、フィラメントマウント並びにエレクトロンリペラ、グリッド、イオン化室およびエレクトロンコレクタの構成電極が熱伝導率の優れた絶縁物を介して熱伝導率の優れた金属フランジに固定されていることを特徴とする質量分析計における分析管のイオン源である。
【００１０】
また、本願が提案する他の発明は、フィラメントマウントで支持されたフィラメント並びにエレクトロンリペラ、グリッド、イオン化室およびエレクトロンコレクタを構成する電極を配置してなる質量分析計における分析管のイオン源において、前記フィラメントおよびフィラメントマウントがエレクトロンリペラ構成電極で覆われていると共に、フィラメントマウント並びにエレクトロンリペラ、グリッド、イオン化室およびエレクトロンコレクタの構成電極が熱伝導率の優れた絶縁物を介して熱伝導率の優れた金属フランジに固定されていることを特徴とする質量分析計における分析管のイオン源である。
【００１１】
前記において、熱伝導率の優れた絶縁物としては、セラミック、樹脂が使用可能である。
【００１２】
また熱伝導率の優れた金属フランジとしては、アルミニウム（合金を含む）フランジ、銅（合金を含む）フランジが使用可能である。
【００１３】
【作用】
この発明の質量分析計における分析管のイオン源によれば以下の如くの作用がある。
【００１４】
フィラメントマウント１２、エレクトロンリペラ１３、グリッド１４、イオン化室１５、及びエレクトロンコレクタ１６等を、熱伝導率の優れた絶縁物１７を介して熱伝導率の優れた金属フランジに固定することにより、各部品で発生した熱を速やかに大気中に逃がし、イオン化室を含む各部品の温度を下げることができ、分析すべき物質が熱分解してしまうことを防ぐことができる。
【００１５】
フィラメント１１及びフィラメントマウント１２を、エレクトロンリペラ１３で覆うことにより、フィラメント１１からの輻射熱や熱電子の拡散によって、グリッド１４、イオン化室１５が熱っせられることを防ぐことができ、分析すべき物質が熱分解してしまうことを防ぐことができる。
そこで、フィラメントおよびフィラメントマウントをエレクトロンリペラ構成電極で覆うと共に、フィラメントマウント並びにエレクトロンリペラ、グリッド、イオン化室およびエレクトロンコレクタの構成電極を熱伝導率の優れた絶縁物を介して熱伝導率の優れた金属フランジに固定することにより、分析すべき物質が熱分解してしまうことを防ぐ効果が重畳される。
【００１６】
【実施例】
図１はこの発明のイオン源の一実施例を装着した質量分析計の分析管の構成図を図示したもので、１はイオン源、２は分析部、３はイオン検出部である。
【００１７】
イオン源１の詳細を図２（断面図）および図３（側面図）に示した。１１はフィラメント、１２はフィラメントマウント、１３はエレクトロンリペラ、１４はグリッド、１５はイオン化室、１６はエレクトロンコレクタ、１７は熱伝導率の優れた絶縁物（本実施例ではセラミック）、１８はアルミニウムフランジである。なお、１９はセラミック、２０はイオンフォーカス、２１はエレクトロンサプレッサ、２２はイオン源ステム、２３は分析部の四重極ロッドである。
【００１８】
これらを動作するには、アルミニウムフランジ１８を真空容器に接続することによりイオン源を真空容器内に配置し、真空容器を真空排気する。
【００１９】
次にフィラメントマウント１２、エレクトロンリペラ１３、グリッド１４、イオン化室１５、エレクトロンコレクタ１６、イオンフォーカス２０、エレクトロンサプレッサ２１、四重極ロッド２３の各部品を電源装置に結線し、所定の電流・電圧を印加する。
【００２０】
図１・図２・図３に示したような実施例の構造は、以下のような作用をする。
【００２１】
▲１▼フィラメント１１及びフィラメントマウント１２を、エレクトロンリペラ１３で覆うことにより、フィラメント１１からの熱輻射や熱電子の拡散によって、グリッド１４、イオン化室１５が熱っせられることを防ぐことができ、
分析すべき物質が熱分解してしまうことを防ぐことができる。
【００２２】
▲２▼フィラメントマウント１２、エレクトロンリペラ１３、グリッド１４、イオン化室１５、及びエレクトロンコレクタ１６を、熱伝導率１００［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の絶縁物（実施例ではセラミック）１７を介してアルミニウムフランジ１８に固定することにより、各部品で発生した熱をアルミニウムフランジ１８を通して速やかに大気中に逃がし、イオン化室を含む各部品の温度を下げることができ、分析すべき物質が熱分解してしまうことを防ぐことができる。
【００２３】
なお、図２で示したイオン源のイオン化室１５のＡ点とＢ点の温度は、下記の表１の通りであった。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
イオン化室１５の側壁を低温に維持できることが確認できた。またエミッション電流を増加しても大きな温度上昇が起らないことも確認できた。
【００２６】
尚、フィラメント１１及びフィラメントマウント１２を、エレクトロンリペラ１３で覆うことにより、熱電子を効率良くイオン化室に導くことができ、イオン化効率を上げることができる。
【００２７】
【発明の効果】
この発明によれば、フィラメントからの輻射熱や熱電子の拡散を防ぐために、また、イオン源内で発生する熱を効率よく放熱するために構造を改良したので、イオン化室１５の温度を低温に維持することができる。このことによって、分析すべき物質が熱分解を起こさない分析管のイオン源を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を装着した分析管の断面概略図。
【図２】同じく実施例の断面図。
【図３】同じく実施例の平面図。
【図４】従来のイオン源を装着した分析管の断面概略図。
【図５】同じく従来のイオン源の断面図。
【図６】同じく従来のイオン源の平面図。
【符号の説明】
１  イオン源
２  分析部
３  イオン検出部
１１  フィラメント
１２  フィラメントマウント
１３  エレクトロンリペラ
１４  グリッド
１５  イオン化室
１６  エレクトロンコレクタ
１７  絶縁物
１８  アルミニウムフランジ
１９  セラミック
２０  イオンフォーカス
２１  エレクトロンサプレッサ
２２  イオン源ステム
２３  四重極ロッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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