(57)【要約】  扇形電極、入射スリット（１５）、出射スリット（１６）が同一平面上に配置されイオンの時間収束が保証された基本イオン光学系（２）が、該平面に略直交する方向に所定間隔離して４つ以上配置される。最上位の基本イオン光学系平面（Ｐ４）の入射スリット（１５）とすぐ下の基本イオン光学系平面（Ｐ３）の出射スリット（１６）、及び、最下位の基本イオン光学系平面（Ｐ１）の入射スリット（１５）とすぐ上の基本イオン光学系平面（Ｐ２）の出射スリット（１６）は、それぞれ、イオンの時間収束が保証された別の基本イオン光学系（３）により接続される。それ以外の入射スリット（１５）と出射スリット（１６）とは、それぞれ、イオンの時間集束が保証された別の基本イオン光学系（４）により接続される。  本発明の飛行時間型質量分析計により、全体でのイオンの時間収束を確保しながら、飛行距離を伸ばすことができ、且つ、３次元空間を有効に利用してイオン光学系（１Ａ）をコンパクトに収めることができる。
2010041296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のエネルギーをイオンに付与し飛行空間内を飛行させ、その際に質量に応じてイオンを時間的に分離してイオン検出器により検出する飛行時間型の質量分析装置において、
イオン入射口と、イオン出射口と、前記イオン入射口から入射したイオンが前記イオン出射口で時間収束条件を満たすように１乃至複数の扇形電場を含む電場により形成される飛行軌道と、が１つの平面上に設けられた、横置き用基本イオン光学系と縦置き用基本イオン光学系とをそれぞれ複数備え、
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の横置き用基本イオン光学系を所定の間隔離して縦方向に積み重ね、そのＮ個の横置き用基本イオン光学系の全てについて、その中の２個の横置き用基本イオン光学系の一方の横置き用基本イオン光学系のイオン出射口と他方の横置き用基本イオン光学系のイオン入射口とを縦置き用基本イオン光学系で接続することにより、Ｎ個の横配置用基本イオン光学系とＮ個の縦配置用基本イオン光学系とを交互に縦列的に接続した周回型軌道を形成することを特徴とする質量分析装置。
【請求項２】
請求項１に記載の質量分析装置であって、
Ｎは４以上の偶数であり、縦方向に積み重ねられたＮ個の横置き用基本イオン光学系の中で、最も上に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン入射口又はイオン出射口の一方とその下に隣接する横置き用基本イオン光学系のイオン出射口又はイオン入射口の一方との間を縦置き用基本イオン光学系を介して接続し、最も下に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン入射口又はイオン出射口の一方とその上に隣接する横置き用基本イオン光学系のイオン出射口又はイオン入射口の一方との間を縦置き用基本イオン光学系を介して接続し、
前記４個の横置き用基本イオン光学系にあって前記縦置き用基本イオン光学系が接続されていない側のイオン入射口又はイオン出射口、及び、それら以外の横置き用基本イオン光学系のイオン入射口及びイオン出射口について、縦方向に１個おきに隣接する横置き用基本イオン光学系を縦置き用イオン光学系で接続することにより、Ｎ個の横配置用基本イオン光学系とＮ個の縦配置用基本イオン光学系とを交互に縦列的に接続した周回型軌道を形成することを特徴とする質量分析装置。
【請求項３】
所定のエネルギーをイオンに付与し飛行空間内を飛行させ、その際に質量に応じてイオンを時間的に分離してイオン検出器により検出する飛行時間型の質量分析装置において、
イオン入射口と、イオン出射口と、前記イオン入射口から入射したイオンが前記イオン出射口で時間収束条件を満たすように１乃至複数の扇形電場を含む電場により形成される飛行軌道と、が１つの平面上に設けられた、横置き用基本イオン光学系と縦置き用基本イオン光学系とをそれぞれ複数備え、
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の横置き用基本イオン光学系を所定の間隔離して縦方向に積み重ね、最も上に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン入射口又はイオン出射口と最も下に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン出射口又はイオン入射口を除き、そのＮ個の横置き用基本イオン光学系の全てについて、その中の２個の横置き用基本イオン光学系の一方の横置き用基本イオン光学系のイオン出射口と他方の横置き用基本イオン光学系のイオン入射口とを縦置き用基本イオン光学系で接続することにより、Ｎ個の横配置用基本イオン光学系とＮ−１個の縦配置用基本イオン光学系とを交互に縦列的に接続した非周回型軌道を形成したものを基本ユニットとし、
２つの基本ユニットの一方の最も上に位置する横置き基本イオン光学系のイオン出射口と他方の最も上に位置する横置き基本イオン光学系のイオン入射口とのイオン光軸を合わせ、該２つの基本ユニットの一方の最も下に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン出射口と他方の最も下に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン入射口とのイオン光軸を合わせることにより周回型軌道を形成することを特徴とする質量分析装置。
【請求項４】
所定のエネルギーをイオンに付与し飛行空間内を飛行させ、その際に質量に応じてイオンを時間的に分離してイオン検出器により検出する飛行時間型の質量分析装置において、
イオン入射口と、イオン出射口と、前記イオン入射口から入射したイオンが前記イオン出射口で時間収束条件を満たすように１乃至複数の扇形電場を含む電場により形成される飛行軌道と、が１つの平面上に設けられた、第１基本イオン光学系及び第２基本イオン光学系を備え、
１個の第１基本イオン光学系が載った平面とその次段の第１基本イオン光学系が載った平面とが互いに直交又は斜交するように配置するとともに、その前側の第１基本イオン光学系のイオン出射口と次段の第１基本イオン光学系のイオン入射口との間を前記第２基本イオン光学系を介して接続したことを特徴とする質量分析装置。
【請求項５】
請求項４に記載の質量分析装置であって、
３個以上の第１基本イオン光学系と３個以上の第４基本イオン光学系とを交互に縦列的に接続して周回型軌道を形成したことを特徴とする質量分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は飛行時間型質量分析装置に関し、さらに詳しくは、飛行時間型質量分析装置においてイオンを飛行させる飛行空間を形成するイオン光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に飛行時間型質量分析装置（ＴＯＦ−ＭＳ）では、一定のエネルギーで以て加速したイオンが質量に応じた飛行速度を持つことに基づき、一定距離を飛行するのに要する時間を計測することで、その飛行時間からイオンの質量を算出する。したがって、質量分解能を向上させるためには、飛行距離を伸ばすことが特に有効である。しかしながら、単に直線的に飛行距離を伸ばそうとすると装置が大形化することが避けられず限界があるため、飛行距離を伸ばすために、従来より、イオン飛行空間を形成するイオン光学系として様々な構成が考えられている。【０００３】
そうしたイオン光学系として、複数の扇形電場を用いて略楕円形状或いは略８の字形状などの閉じた周回軌道を形成する多重周回型のものが知られている（例えば特許文献１など参照）。このような周回軌道に沿ってイオンを多数回繰り返し周回させることにより、飛行距離を長くすることができる。【０００４】
このような多重周回飛行時間型質量分析装置では、同一の質量（厳密には質量電荷比m/z）を持つイオンが周回中に時間的及び空間的に広がることで感度や分解能が低下しないようにする必要がある。そのため、周回軌道を形成するイオン光学系（以下の説明では、周回軌道を形成するイオン光学系を単にイオン光学系という）に与えられる条件としては、単に幾何学構造的に閉軌道を有するということだけでは不十分であり、周回後の飛行時間ピーク幅が増大しないことや周回後のイオンビームが発散しないことが要求される。【０００５】
こうした要求に応えるため、例えば特許文献１に記載の多重周回飛行時間型質量分析装置では、時間収束条件として、周回後のイオンの飛行時間が周回開始時点でのイオンの初期位置、初期角度、及び初期エネルギーに依存しないようにする必要がある。こうした条件を満たす必要があるため、イオン光学系を構成する扇形電場の形状や配置には制約があり、その設計は必ずしも容易ではない。【０００６】
また、周回軌道に沿った周回数を多くすれば質量分解能は上がるものの、異なる質量のイオンが混在している場合には速度の早い低質量イオンが速度の遅い高質量イオンに追いつき、さらには追い越してしまう事態が生じ、イオンの識別に支障をきたすことになる。そこで、質量分解能を上げるには、異なる質量のイオンの追いつき、追い越しが生じないように、周回軌道の１周の距離をできるだけ長くすることが望ましい。１周の距離を伸ばすためには、イオン光学系を構成する扇形電場の数を増やしたり、その曲率を大きくしたり、或いは自由飛行空間の長さを伸ばしたりする必要があり、結局、イオン光学系の設置面積を大きくせざるを得ないという問題がある。【０００７】
一方、周回軌道上でのイオンの追いつき、追い越しを回避し、しかも設置面積を抑制できる手法として、螺旋状の飛行軌道を形成するものがある。例えば非特許文献１、２、３などに開示された装置では、平面上において安定且つイオンが持つ各種の広がり（ばらつき）を収束させ得るような周回軌道を、その平面に垂直な方向に少しずつ偏向させながら螺旋軌道を形成するようにしている。そのため、平面上の周回軌道としてはイオンの収束（特に時間収束）条件が満たされるとしても、螺旋軌道全体としてイオンの収束条件が満たされることは保証されておらず、特に飛行距離を伸ばすために旋回数を増やすとイオンの一部が発散して感度が低下する、或いは想定したほど質量精度や質量分解能が上がらない、といった問題が生じるおそれがある。【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２９７２６７号公報
【非特許文献１】松田（H. Matsuda）、「インプルーブメント・オブ・ア・トフ・マス・スペクトロメーター・ウィズ・ヘリカル・イオン・トラジェクトリー（Improvement of a TOF Mass Spectrometer with Helical Ion Trajectory）」、ジャーナル・オブ・スペクトロメトリー・ソサイエティ・オブ・ジャパン（J. mass Spectrom. Jpn.）、49、pp.227(2001)
【非特許文献２】松田（H. Matsuda）、「スパイラル・オービット・タイム・オブ・フライト・マス・スペクトロメーター（Spiral Orbit Time of Flight Mass Spectrometer）」、ジャーナル・オブ・スペクトロメトリー・ソサイエティ・オブ・ジャパン（J. mass Spectrom. Jpn.）、48、pp.303(2000)
【非特許文献３】佐藤（T. Satoh）ほか３名、「ア・ニュー・スパイラル・タイム-オブ-フライト・マス・スペクトロメーター・フォー・ハイ・マス・アナリシス（A New Spiral Time-of-Flight Mass Spectrometer for High Mass Analysis）」、ジャーナル・オブ・スペクトロメトリー・ソサイエティ・オブ・ジャパン（J. mass Spectrom. Jpn.）、54、pp.11(2006)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記課題に鑑みて、本出願人は既に国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ２００７／０００５４８において新規のイオン光学系を提案している。これは、複数の扇形電場により形成されるイオンの時間収束が保証された基本イオン光学系を、縦列的に、互いに異なる平面上に複数配置し、或る１つの基本イオン光学系のイオン出射端と別の基本イオン光学系のイオン入射端とを、イオンの時間収束が保証された別の基本イオン光学系により接続したものである。これにより、全体でのイオンの時間収束を確保しながら飛行距離を長くすることができ、且つ、３次元空間を有効に利用してイオン光学系をコンパクトに収めることが可能である。【００１０】
本発明は上述した課題を解決するために、上記既提案のイオン光学系をさらに改良したもののであり、その目的とすることろは、設計が容易であって、サイズをコンパクトに収めることができ、且つ長い飛行距離を確保して高い質量精度、質量分解能を達成することができるイオン光学系を有する飛行時間型の質量分析装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために成された本発明は、所定のエネルギーをイオンに付与し飛行空間内を飛行させ、その際に質量に応じてイオンを時間的に分離してイオン検出器により検出する飛行時間型の質量分析装置であって、基本的な構成として、イオン入射口、イオン出射口、及び、イオン入射口から入射したイオンがイオン出射口で時間収束条件を満たすように１乃至複数の扇形電場を含む電場により形成される飛行軌道、が１つの平面上に設けられた基本イオン光学系を複数有し、或る１つの基本イオン光学系のイオン出射口と次段の基本イオン光学系のイオン入射口とを接続するように上記複数の基本イオン光学系を縦列的に接続し、且つ少なくとも或る１つの基本イオン光学系とその前段又は次段の基本イオン光学系とを互いに異なる平面上に配置したものである。【００１２】
本発明に係る第１の態様による質量分析装置は、所定のエネルギーをイオンに付与し飛行空間内を飛行させ、その際に質量に応じてイオンを時間的に分離してイオン検出器により検出する飛行時間型の質量分析装置において、
イオン入射口と、イオン出射口と、前記イオン入射口から入射したイオンが前記イオン出射口で時間収束条件を満たすように１乃至複数の扇形電場を含む電場により形成される飛行軌道と、が１つの平面上に設けられた、横置き用基本イオン光学系と縦置き用基本イオン光学系とをそれぞれ複数備え、
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の横置き用基本イオン光学系を所定の間隔離して縦方向に積み重ね、そのＮ個の横置き用基本イオン光学系の全てについて、その中の２個の横置き用基本イオン光学系の一方の横置き用基本イオン光学系のイオン出射口と他方の横置き用基本イオン光学系のイオン入射口とを縦置き用基本イオン光学系で接続することにより、Ｎ個の横配置用基本イオン光学系とＮ個の縦配置用基本イオン光学系とを交互に縦列的に接続した周回型軌道を形成することを特徴としている。【００１３】
また本発明に係る第２の態様による質量分析装置は、所定のエネルギーをイオンに付与し飛行空間内を飛行させ、その際に質量に応じてイオンを時間的に分離してイオン検出器により検出する飛行時間型の質量分析装置において、
イオン入射口と、イオン出射口と、前記イオン入射口から入射したイオンが前記イオン出射口で時間収束条件を満たすように１乃至複数の扇形電場を含む電場により形成される飛行軌道と、が１つの平面上に設けられた、横置き用基本イオン光学系と縦置き用基本イオン光学系とをそれぞれ複数備え、
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の横置き用基本イオン光学系を所定の間隔離して縦方向に積み重ね、最も上に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン入射口又はイオン出射口と最も下に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン出射口又はイオン入射口を除き、そのＮ個の横置き用基本イオン光学系の全てについて、その中の２個の横置き用基本イオン光学系の一方の横置き用基本イオン光学系のイオン出射口と他方の横置き用基本イオン光学系のイオン入射口とを縦置き用基本イオン光学系で接続することにより、Ｎ個の横配置用基本イオン光学系とＮ−１個の縦配置用基本イオン光学系とを交互に縦列的に接続した非周回型軌道を形成したものを基本ユニットとし、
２つの基本ユニットの一方の最も上に位置する横置き基本イオン光学系のイオン出射口と他方の最も上に位置する横置き基本イオン光学系のイオン入射口とのイオン光軸を合わせ、該２つの基本ユニットの一方の最も下に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン出射口と他方の最も下に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン入射口とのイオン光軸を合わせることにより周回型軌道を形成することを特徴としている。【００１４】
また本発明に係る第３の態様による質量分析装置は、所定のエネルギーをイオンに付与し飛行空間内を飛行させ、その際に質量に応じてイオンを時間的に分離してイオン検出器により検出する飛行時間型の質量分析装置において、
イオン入射口と、イオン出射口と、前記イオン入射口から入射したイオンが前記イオン出射口で時間収束条件を満たすように１乃至複数の扇形電場を含む電場により形成される飛行軌道と、が１つの平面上に設けられた、第１基本イオン光学系及び第２基本イオン光学系を備え、
１個の第１基本イオン光学系が載った平面とその次段の第１基本イオン光学系が載った平面とが互いに直交又は斜交するように配置するとともに、その前側の第１基本イオン光学系のイオン出射口と次段の第１基本イオン光学系のイオン入射口との間を前記第２基本イオン光学系を介して接続したことを特徴としている。【００１５】
なお、第３の態様による質量分析装置では、３個以上の第１基本イオン光学系と３個以上の第２基本イオン光学系とを交互に縦列的に接続して周回型軌道を形成する構成とすることができる。【００１６】
ここで、時間収束条件が満たされている状態とは、イオンの飛行時間がそのイオンの初期位置、初期角度（方向）、及び初期エネルギーに依存しない、つまり、これらの条件がばらついてもイオンの質量（厳密には質量電荷比m/z）が同一であれば同一の飛行時間となる状態である。【００１７】
第１の態様に係る質量分析装置では、Ｎ個の横置き用基本イオン光学系がそれら基本イオン光学系が載った平面に略直交する方向にそれぞれ所定間隔離して縦方向（高さ方向）に配置される。また第２の態様に係る質量分析装置でも、１つの基本ユニットに属するＮ個の横置き用基本イオン光学系はそれら基本イオン光学系が載った平面に略直交する方向にそれぞれ所定間隔離して縦方向（高さ方向）に配置される。このように複数の横置き用基本イオン光学系が縦方向に層状に配置されるため、高さ方向の空間を有効に利用し、基本イオン光学系が載った平面と同一方向（横方向）の占有面積、つまりはこのイオン光学系の設置面積を小さく抑えるのに有利である。【００１８】
第１の態様による質量分析装置では、好ましくは、Ｎが４以上の偶数であり、縦方向に積み重ねられたＮ個の横置き用基本イオン光学系の中で、最も上に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン入射口又はイオン出射口の一方とその下に隣接する横置き用基本イオン光学系のイオン出射口又はイオン入射口の一方との間を縦置き用基本イオン光学系を介して接続し、最も下に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン入射口又はイオン出射口の一方とその上に隣接する横置き用基本イオン光学系のイオン出射口又はイオン入射口の一方との間を縦置き用基本イオン光学系を介して接続し、
前記４個の横置き用基本イオン光学系にあって前記縦置き用基本イオン光学系が接続されていない側のイオン入射口又はイオン出射口、及び、それら以外の横置き用基本イオン光学系のイオン入射口及びイオン出射口について、縦方向に１個おきに隣接する横置き用基本イオン光学系を縦置き用イオン光学系で接続することにより、Ｎ個の横配置用基本イオン光学系とＮ個の縦配置用基本イオン光学系とを交互に縦列的に接続した周回型軌道を形成する構成とすることができる。【００１９】
高さ方向に積層配置された多数の横置き用基本イオン光学系の中で上下に遠く離れた位置の２個の横置き用基本イオン光学系を縦置き用基本イオン光学系で接続しようとする場合、一般に、その縦置き用基本イオン光学系の占有面積は大きくなり、その縦置き用基本イオン光学系が大きく横に張り出して、イオン光学系全体のサイズが大きくなってしまう。これに対し、上記好ましい構成によれば、高さ方向に積層配置された多数の横置き用基本イオン光学系の中で、最大限、間に別の１個の横置き用基本イオン光学系を挟んで隣接する２個の横置き用基本イオン光学系を接続すればよいので、使用する縦置き用基本イオン光学系の占有面積を抑えることができる。【００２０】
一方、第２の態様に係る質量分析装置では、多数の横置き用基本イオン光学系が高さ方向に積層配置される際に、上下に隣接する２個の横置き用基本イオン光学系が縦置き用基本イオン光学系を介して接続される。したがって、この場合にも、使用する縦置き用基本イオン光学系の占有面積を抑えることができる。【００２１】
一方、第３の態様に係る質量分析装置では、少なくとも或る第１基本イオン光学系と第２基本イオン光学系を介して接続される後段の第１基本イオン光学系とは平行でない、つまり直交又は斜交する平面にそれぞれ配置される。これにより、高さ方向の空間を有効に利用し、イオン光学系の設置面積を小さく抑えるのに有利である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る第１乃至第３の態様の質量分析装置によれば、イオンの時間収束条件を満たし、且つ長い飛行距離を確保できる周回軌道をコンパクトな空間内に形成することができる。特にこれら質量分析装置では、多数の基本イオン光学系を縦列的に接続し、周回軌道の１周の周回長さを非常に長く伸ばしながらコンパクト性を実現することができる。それにより、質量精度や質量分解能を向上させることができ、１周の周回長が長いことで飛行中のイオンの追いつき・追い越しが生じない質量範囲を広げることができる。また、装置を小型化、特に設置面積を小さくすることが容易になる。さらにまた、イオン光学系を設計する際に、平面上でイオンの時間収束が満たせるように扇形電場を形成する電極のサイズや形状、配置などの設計を行えばよいので、設計の自由度が比較的大きく、設計自体も比較的容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例による飛行時間型質量分析装置のイオン光学系の概略斜視図。
【図２】図１に示したイオン光学系の周回軌道及びこれを拡張したイオン光学系の周回軌道の概念図。
【図３】本発明の別の実施例による飛行時間型質量分析装置のイオン光学系の概略斜視図。
【図４】本発明の別の実施例による飛行時間型質量分析装置のイオン光学系の概略斜視図。
【図５】本発明の別の実施例による飛行時間型質量分析装置のイオン光学系の概略斜視図。
【図６】本発明に関連するイオン光学系の概略斜視図。
【図７】本発明に関連する別のイオン光学系の概略斜視図。
【図８】従来の非周回型のイオン光学系の一例を示す平面図。
【図９】従来の周回型のイオン光学系の一例を示す平面図。
【符号の説明】
【００２４】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ…イオン光学系
２…第１基本イオン光学系
３…第２基本イオン光学系
４…第３基本イオン光学系
５…第４基本イオン光学系
Ｐ１〜Ｐ８…基本イオン光学系平面
１１〜１４、２１〜２３…トロイダル扇形電極
１５…イオン入射スリット
１６…イオン出射スリット
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係る質量分析装置の実施例を説明するに先立って、上述した国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ２００７／０００５４８で提案したイオン光学系の例について図６〜図９により簡単に説明する。図６及び図７は上記提案によるイオン光学系の概略斜視図、図８及び図９はそれぞれ従来の非周回型及び周回型のイオン光学系の平面図である。【００２６】
図６に示すイオン光学系１Ｅは、それぞれ第１基本イオン光学系２が形成された、Ｘ軸−Ｙ軸平面上に広がる３枚の基本イオン光学系平面Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を互いにＺ軸方向に離して配置し、且つＺ軸方向に隣接する基本イオン光学系平面Ｐ１とＰ２、及びＰ２とＰ３上の軌道を第２基本イオン光学系３で接続したものである。【００２７】
第１基本イオン光学系２は、例えば文献（桜井（T. Sakurai）ほか２名、「イオン・オプティクス・フォー・タイム-オブ-フライト・マス・スペクトロメーターズ・ウィズ・マルチプル・シンメトリー（Ion Optics for Time-of-Flight Mass Spectrometers with Multiple Symmetry）」、ジャーナル・オブ・スペクトロメトリー・アンド・イオン・プロセス（J. mass Spectrom. and Ion Process）、63、pp.273-287(1985)など）に記載されているものの一例であって、図８に示すように、中心軌道（イオン光軸）の半径がＲ、偏向角度がθである、外側電極と内側電極とを１組とする４組のトロイダル扇形電極１１、１２、１３、１４と、イオン入射スリット１５と、イオン出射スリット１６、とを含む。イオン入射スリット１５のスリット開口は本発明におけるイオン入射口、イオン出射スリット１６のスリット開口は本発明におけるイオン出射口に相当し、イオン入射スリット１５を通したイオンの入射の向きとイオン出射スリット１６を通したイオンの出射の向きとは全く同方向（図８中では右方向）である。また、イオン入射スリット１５において、この第１基本イオン光学系２の各構成要素や配置は、イオンが持つ速度、角度（方向）及びエネルギーのばらつきについて、イオン出射スリット１６において時間的に収束する（つまり同一質量のイオンであれば飛行時間が同一になる）ように設計されている。なお、イオン入射スリット１５とイオン出射スリット１６とは完全に入れ替え可能であり、イオン出射スリット１６をイオン入射口としてイオン出射スリット１５をイオン出射口としても、イオンの時間収束性は保証される。したがって、イオン出射スリット１６をイオン入射口とし、イオン出射スリット１５をイオン出射口としても何ら問題はない。【００２８】
一方、第２基本イオン光学系３は、例えば特許文献１などに開示されている周回軌道の半周分を用いたものである。即ち、該文献に記載の装置では、図９に示すように、外側電極と内側電極とを１組とする６組のトロイダル扇形電場２１、２２、２３、２４、２５、２６により、略楕円状の周回軌道が形成され、イオン源３０から出射されたイオンは偏向電極２７及び入射電極２８を経て周回軌道Ｃに導入され、周回軌道Ｃに沿って飛行するイオンは出射電極２９により軌道を外れてイオン検出器３１に到達する。この構成では、ちょうど半周、つまり、３組のトロイダル扇形電場２１、２２、２３又は３組のトロイダル扇形電場２４、２５、２６をそれぞれ含む半周の軌道でイオンの時間収束が達成されるようになっており、本実施例の質量分析装置では、その１つを第２基本イオン光学系３として利用する。【００２９】
なお、当然のことながら、各トロイダル扇形電極には、図示しない電源から外側電極と内側電極との間にそれぞれ所定の直流電圧を印加することにより、両者で挟まれる空間に扇形電場を形成するものとする。【００３０】
上述のように第１及び第２基本イオン光学系２、３共にイオンの時間収束性が保証されたイオン光学系である。したがって、これを図６に示すように、縦列的に複数（図６の例の場合には５個）接続して非周回型の飛行軌道Ｅを形成した場合でも、基本イオン光学系平面Ｐ１上にある初段の第１基本イオン光学系２のイオン入射スリット１５から入射するイオンに対して、第３基本イオン光学系平面Ｐ３上にある最後段の第１基本イオン光学系２のイオン出射スリット１６における時間収束性が保証される。これにより、飛行距離を伸ばして質量分解能を向上させながら、高いイオン透過率をも達成して検出感度も十分に確保することができる。【００３１】
また、Ｚ軸方向に第１基本イオン光学系平面を積み重ねることにより、高さ方向の空間の広がりを利用してイオン光学系１Ｅをコンパクトにすることができる。一般に、質量分析装置の場合、イオン光学要素が平面的に配設されることが多いために大きな設置面積を必要とする傾向にあるが、上記構成では設置面積を小さく抑えることができるため、従来にないコンパクトな質量分析装置を作ることができる。【００３２】
図６の例は第１基本イオン光学系２と第２基本イオン光学系３とを縦列的に接続して非周回型の飛行軌道を形成していたが、図７の例は、同じ第１基本イオン光学系２と第２基本イオン光学系３とを用いて周回型の飛行軌道Ｆを形成している。即ち、基本イオン光学系平面Ｐ１上のイオン入射スリット１５をスタート点と考えると、二段目の第１基本イオン光学系平面Ｐ２上のイオン出射スリット１６に接続された第２基本イオン光学系３の出口が上記基本イオン光学系平面Ｐ１上のイオン入射スリット１５に接続されており、これによってイオンの時間収束性が保証される周回型の飛行軌道が形成されている。【００３３】
なお、飛行軌道Ｆは閉じているため、外部から該軌道Ｆにイオンを導入したり或いは該軌道Ｆに沿って飛行しているイオンを外部に取り出すためには、例えば図９に示した偏向電極などの電極を付加する必要がある。或いは、いずれかのトロイダル扇形電極に開口を設け、その扇形電極に電圧を印加しない状態でイオンの入出射を行う等、従来から知られているイオンの入出射方法を利用してもよい。【００３４】
さて、図７に示したイオン光学系１Ｆでは、２個の第１基本イオン光学系２と２個の第２基本イオン光学系３のイオン飛行経路を合計した長さがおおよその周回長である。この場合、周回軌道Ｆに沿ってイオンを複数周回飛行させることでイオンの飛行距離を長くし質量分解能を高めることができる。但し、イオンが周回する間に低質量で速度の大きなイオンが高質量で速度の小さなイオンに追いつき、追い越してしまうと、周回数の相違するイオンが入り混じることになり、飛行時間から質量を求めることが困難になる。或る程度広い質量範囲に亘るイオンが周回軌道に導入されたときに、飛行途中でのイオンの追い越しを軽減するには、できるだけ１周の周回長を長くすることが望ましい。周回長を伸ばすには、縦列的に接続する基本イオン光学系の数を増やせばよいが、その際にもできるだけイオン光学系のコンパクト性を損なわないことが重要である。こうした観点の下になされた本発明の一実施例による質量分析装置のイオン光学系１Ａを図１により説明する。【００３５】
図１において、図６〜図９に示した構成要素と同じものには同じ符号を付している。この実施例によるイオン光学系１Ａでは、それぞれ第１基本イオン光学系２が形成された、Ｘ軸−Ｙ軸平面上に広がる、つまり互いに平行な２枚の基本イオン光学系平面Ｐ１、Ｐ２をＺ軸方向に離して配置し、その２つの基本イオン光学系の軌道を第２基本イオン光学系３で接続したものを基本ユニットとしている。そして、同じ構成の２つの基本ユニットをＺ軸方向に離して配置し（このとき上側の基本ユニットに含まれる基本イオン光学系平面をＰ３、Ｐ４する）、２つの基本ユニットのそれぞれ上側の基本イオン光学系平面Ｐ２、Ｐ４上の軌道を別の第３基本イオン光学系４で接続し、２つの基本ユニットのそれぞれ下側の基本イオン光学系平面Ｐ１、Ｐ３上の軌道も同様に別の第３基本イオン光学系４で接続する。この第３基本イオン光学系４は第２基本イオン光学系３と同様に、イオンの時間収束性が保証されたものである。なお、図１では、第３基本イオン光学系４を１組のトロイダル扇形電場から構成しているが、第２基本イオン光学系３と同様に複数のトロイダル扇形電場から構成することもできる。【００３６】
即ち、このイオン光学系１Ａでは、４個の第１基本イオン光学系２、２個の第２基本イオン光学系３、及び、２個の第３基本イオン光学系４により、時間収束性が保証された周回軌道Ａが形成される。図２（ａ）はこの周回軌道Ａの形状を模式的に示した図である。周回軌道Ａの形状は３次元的に変形された８の字状になっており、それによって第３基本イオン光学系４により接続される２つの基本イオン光学系平面上のイオン入射口とイオン出射口との距離は比較的近くなっている。第３基本イオン光学系４の時間収束性を確保するには１乃至複数のトロイダル扇形電場を用いる必要があり、イオン入射口とイオン出射口との距離が離れるほどその扇形電場の半径を大きくする必要がある。そのため、第３基本イオン光学系４のイオン入射口とイオン出射口とが離れるほど、イオン光学系１ＡにおけるＸ軸−Ｙ軸平面方向への第３基本イオン光学系４の張り出し量（図１中のｄ）が大きくなる。【００３７】
例えば図６に示したような、上下に隣接する２つの第１基本イオン光学系２を第２基本イオン光学系３で接続する構成を単に連ね、最上位と最下位の第１基本イオン光学系２を第３イオン光学系４で接続した場合、第３基本イオン光学系４のイオン入射口とイオン出射口とが大きく離れ、張り出し量ｄは大きくなる。これに対し、上記実施例のイオン光学系１Ａのような構成を採ることにより、第３基本イオン光学系４のイオン入射口とイオン出射口とを近付けて張り出し量ｄを抑えることができる。それによって、Ｘ軸−Ｙ軸平面上でこのイオン光学系１Ａが占有する面積をできるだけ小さくしつつ、周回軌道Ａの周回長を長くすることができる。【００３８】
図１の構成は基本イオン光学系平面が４枚の場合であるが、この枚数は４枚以上の偶数に拡張することができる。図２（ｂ）は、Ｚ軸方向に平行に配設された基本イオン光学系平面が８枚の場合の周回軌道Ａの形状を模式的に示した図である。即ち、最上位の基本イオン光学系平面上のイオン出射口とそのすぐ下の基本イオン光学系平面上のイオン入射口とは第２基本イオン光学系で接続され、最下位の基本イオン光学系平面上のイオン出射口とそのすぐ上の基本イオン光学系平面上のイオン入射口も同様に第２基本イオン光学系で接続される。そして、それら４枚の基本イオン光学系平面の残りのイオン出射口及びイオン入射口やそれ以外の基本イオン光学系のイオン入射口とイオン出射口とは、上下方向に１枚の基本イオン光学系平面を挟んで第３基本イオン光学系４で接続される。これにより、３次元的に変形された鎖状の周回軌道が形成されおり、高さ方向（Ｚ軸方向）に第１基本イオン光学系２を積み重ねても、イオン光学系が横方向に拡がることはない。このように、本実施例によるイオン光学系の構成によれば、長い周回長を確保しながら、イオン光学系のコンパクト性を実現できる。【００３９】
次に本発明の別の実施例による質量分析装置のイオン光学系を図３により説明する。この実施例におけるイオン光学系１Ｂは、４枚の基本イオン光学系平面Ｐ１〜Ｐ４をＺ方向に層状に配設し、それら基本イオン光学系平面Ｐ１〜Ｐ４上の第１基本イオン光学系の２の中で、上下に隣接する２つの第１基本イオン光学系２を第２基本イオン光学系３で接続したものを基本ユニットとする。最上位の第１基本イオン光学系２にイオン入射口又はイオン出射口があり、最下位の第１基本イオン光学系２にイオン出射口又はイオン入射口があり、イオンの入射方向と出射方向とは互いに反対方向になる。【００４０】
上述した基本ユニットを、Ｚ軸を含みイオンの入射方向及び出射方向に直交する平面に対して鏡面対称に配置する。図３では、右方の基本ユニットを鏡面対称とした左方の基本ユニットに含まれる４枚の基本イオン光学系平面をＰ５〜Ｐ８としている。そして、この左方の基本ユニットの最上位の第１基本イオン光学系２のイオン出射口（イオン出射スリット１６）から出射したイオンを、右方の基本ユニットの最上位の第１基本イオン光学系２のイオン入射口（イオン入射スリット１５）に入射し、右方の基本ユニットの最下位の第１基本イオン光学系２のイオン出射口（イオン出射スリット１６）から出射したイオンを、左方の基本ユニットの最下位の第１基本イオン光学系２のイオン入射口（イオン入射スリット１５）に入射し、それによって２つの基本ユニットを縦列的に接続して周回軌道Ｂを形成している。【００４１】
図３の例では、４枚の基本イオン光学系平面をＺ軸方向、つまり高さ方向に並べて基本ユニットを構成しているが、これは偶数であればよく、さらに多数の基本イオン光学系平面を積層させることにより、高さ方向の空間を有効に利用しながら周回長を伸ばすことができる。【００４２】
次に本発明のさらに別の実施例による質量分析装置のイオン光学系を図４及び図５により説明する。この実施例によるイオン光学系１Ｃでは、第１基本イオン光学系２が載った基本イオン光学系平面Ｐ１と次段の第１基本イオン光学系２が載った基本イオン光学系平面Ｐ２とは平行ではなく直交状態に配置され、基本イオン光学系平面Ｐ１上のイオン出射スリット１６と基本イオン光学系平面Ｐ２上のイオン入射スリット１５とは時間収束性が保証された第４基本イオン光学系５により接続されている。図４の構成は非周回型の飛行軌道を形成するものであるが、これを縦列的に接続することにより、図５に示すように周回型の飛行軌道を形成することができる。【００４３】
このように第１基本イオン光学系２が載った基本イオン光学平面の一部をＸ軸−Ｙ軸面上ではなく、これに直交又は斜交する（例えば交差角度６０°、２７０°など）ように配置することによっても、高さ方向の空間を有効に利用したイオン光学系を構成することができる。【００４４】
なお、上記実施例は本発明の一例に過ぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜変形、修正、追加を行っても本願請求の範囲に包含されることは当然である。例えば、上記で採用した基本イオン光学系はいずれも一例であり、適宜の構成をとることが可能である。
【図１】
2010041296.tif 000003
【図２】
2010041296.tif 000004
【図３】
2010041296.tif 000005
【図４】
2010041296.tif 000006
【図５】
2010041296.tif 000007
【図６】
2010041296.tif 000008
【図７】
2010041296.tif 000009
【図８】
2010041296.tif 000010
【図９】
2010041296.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成22年12月16日(2010.12.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のエネルギーをイオンに付与し飛行空間内を飛行させ、その際に質量に応じてイオンを時間的に分離してイオン検出器により検出する飛行時間型の質量分析装置において、
イオン入射口と、イオン出射口と、前記イオン入射口から入射したイオンが前記イオン出射口で時間収束条件を満たすように１乃至複数の扇形電場を含む電場により形成される飛行軌道と、が１つの平面上に設けられた、横置き用基本イオン光学系と縦置き用基本イオン光学系とをそれぞれ複数備え、
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の横置き用基本イオン光学系を所定の間隔離して縦方向に積み重ね、そのＮ個の横置き用基本イオン光学系の全てについて、その中の２個の横置き用基本イオン光学系の一方の横置き用基本イオン光学系のイオン出射口と他方の横置き用基本イオン光学系のイオン入射口とを縦置き用基本イオン光学系で接続することにより、Ｎ個の横置き用基本イオン光学系とＮ個の縦置き用基本イオン光学系とを交互に縦列的に接続した周回型軌道を形成することを特徴とする質量分析装置。
【請求項２】
請求項１に記載の質量分析装置であって、
Ｎは４以上の偶数であり、縦方向に積み重ねられたＮ個の横置き用基本イオン光学系の中で、最も上に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン入射口又はイオン出射口の一方とその下に隣接する横置き用基本イオン光学系のイオン出射口又はイオン入射口の一方との間を縦置き用基本イオン光学系を介して接続し、最も下に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン入射口又はイオン出射口の一方とその上に隣接する横置き用基本イオン光学系のイオン出射口又はイオン入射口の一方との間を縦置き用基本イオン光学系を介して接続し、
前記４個の横置き用基本イオン光学系にあって前記縦置き用基本イオン光学系が接続されていない側のイオン入射口又はイオン出射口、及び、それら以外の横置き用基本イオン光学系のイオン入射口及びイオン出射口について、縦方向に１個おきに隣接する横置き用基本イオン光学系を縦置き用基本イオン光学系で接続することにより、Ｎ個の横置き用基本イオン光学系とＮ個の縦置き用基本イオン光学系とを交互に縦列的に接続した周回型軌道を形成することを特徴とする質量分析装置。
【請求項３】
所定のエネルギーをイオンに付与し飛行空間内を飛行させ、その際に質量に応じてイオンを時間的に分離してイオン検出器により検出する飛行時間型の質量分析装置において、
イオン入射口と、イオン出射口と、前記イオン入射口から入射したイオンが前記イオン出射口で時間収束条件を満たすように１乃至複数の扇形電場を含む電場により形成される飛行軌道と、が１つの平面上に設けられた、横置き用基本イオン光学系と縦置き用基本イオン光学系とをそれぞれ複数備え、
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の横置き用基本イオン光学系を所定の間隔離して縦方向に積み重ね、最も上に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン入射口又はイオン出射口と最も下に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン出射口又はイオン入射口を除き、そのＮ個の横置き用基本イオン光学系の全てについて、その中の２個の横置き用基本イオン光学系の一方の横置き用基本イオン光学系のイオン出射口と他方の横置き用基本イオン光学系のイオン入射口とを縦置き用基本イオン光学系で接続することにより、Ｎ個の横置き用基本イオン光学系とＮ−１個の縦置き用基本イオン光学系とを交互に縦列的に接続した非周回型軌道を形成したものを基本ユニットとし、
２つの基本ユニットの一方の最も上に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン出射口と他方の最も上に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン入射口とのイオン光軸を合わせ、該２つの基本ユニットの一方の最も下に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン出射口と他方の最も下に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン入射口とのイオン光軸を合わせることにより周回型軌道を形成することを特徴とする質量分析装置。
【請求項４】
所定のエネルギーをイオンに付与し飛行空間内を飛行させ、その際に質量に応じてイオンを時間的に分離してイオン検出器により検出する飛行時間型の質量分析装置において、
イオン入射口と、イオン出射口と、前記イオン入射口から入射したイオンが前記イオン出射口で時間収束条件を満たすように１乃至複数の扇形電場を含む電場により形成される飛行軌道と、が１つの平面上に設けられた、第１基本イオン光学系及び第２基本イオン光学系を備え、
１個の第１基本イオン光学系が載った平面とその次段の第１基本イオン光学系が載った平面とが互いに直交又は斜交するように配置するとともに、その前側の第１基本イオン光学系のイオン出射口と次段の第１基本イオン光学系のイオン入射口との間を前記第２基本イオン光学系を介して接続したことを特徴とする質量分析装置。
【請求項５】
請求項４に記載の質量分析装置であって、
３個以上の第１基本イオン光学系と３個以上の第２基本イオン光学系とを交互に縦列的に接続して周回型軌道を形成したことを特徴とする質量分析装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明は上述した課題を解決するために、上記既提案のイオン光学系をさらに改良したものであり、その目的とするところは、設計が容易であって、サイズをコンパクトに収めることができ、且つ長い飛行距離を確保して高い質量精度、質量分解能を達成することができるイオン光学系を有する飛行時間型の質量分析装置を提供することである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明に係る第１の態様による質量分析装置は、所定のエネルギーをイオンに付与し飛行空間内を飛行させ、その際に質量に応じてイオンを時間的に分離してイオン検出器により検出する飛行時間型の質量分析装置において、
イオン入射口と、イオン出射口と、前記イオン入射口から入射したイオンが前記イオン出射口で時間収束条件を満たすように１乃至複数の扇形電場を含む電場により形成される飛行軌道と、が１つの平面上に設けられた、横置き用基本イオン光学系と縦置き用基本イオン光学系とをそれぞれ複数備え、
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の横置き用基本イオン光学系を所定の間隔離して縦方向に積み重ね、そのＮ個の横置き用基本イオン光学系の全てについて、その中の２個の横置き用基本イオン光学系の一方の横置き用基本イオン光学系のイオン出射口と他方の横置き用基本イオン光学系のイオン入射口とを縦置き用基本イオン光学系で接続することにより、Ｎ個の横置き用基本イオン光学系とＮ個の縦置き用基本イオン光学系とを交互に縦列的に接続した周回型軌道を形成することを特徴としている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また本発明に係る第２の態様による質量分析装置は、所定のエネルギーをイオンに付与し飛行空間内を飛行させ、その際に質量に応じてイオンを時間的に分離してイオン検出器により検出する飛行時間型の質量分析装置において、
イオン入射口と、イオン出射口と、前記イオン入射口から入射したイオンが前記イオン出射口で時間収束条件を満たすように１乃至複数の扇形電場を含む電場により形成される飛行軌道と、が１つの平面上に設けられた、横置き用基本イオン光学系と縦置き用基本イオン光学系とをそれぞれ複数備え、
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の横置き用基本イオン光学系を所定の間隔離して縦方向に積み重ね、最も上に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン入射口又はイオン出射口と最も下に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン出射口又はイオン入射口を除き、そのＮ個の横置き用基本イオン光学系の全てについて、その中の２個の横置き用基本イオン光学系の一方の横置き用基本イオン光学系のイオン出射口と他方の横置き用基本イオン光学系のイオン入射口とを縦置き用基本イオン光学系で接続することにより、Ｎ個の横置き用基本イオン光学系とＮ−１個の縦置き用基本イオン光学系とを交互に縦列的に接続した非周回型軌道を形成したものを基本ユニットとし、
２つの基本ユニットの一方の最も上に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン出射口と他方の最も上に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン入射口とのイオン光軸を合わせ、該２つの基本ユニットの一方の最も下に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン出射口と他方の最も下に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン入射口とのイオン光軸を合わせることにより周回型軌道を形成することを特徴としている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
第１の態様による質量分析装置では、好ましくは、Ｎが４以上の偶数であり、縦方向に積み重ねられたＮ個の横置き用基本イオン光学系の中で、最も上に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン入射口又はイオン出射口の一方とその下に隣接する横置き用基本イオン光学系のイオン出射口又はイオン入射口の一方との間を縦置き用基本イオン光学系を介して接続し、最も下に位置する横置き用基本イオン光学系のイオン入射口又はイオン出射口の一方とその上に隣接する横置き用基本イオン光学系のイオン出射口又はイオン入射口の一方との間を縦置き用基本イオン光学系を介して接続し、
前記４個の横置き用基本イオン光学系にあって前記縦置き用基本イオン光学系が接続されていない側のイオン入射口又はイオン出射口、及び、それら以外の横置き用基本イオン光学系のイオン入射口及びイオン出射口について、縦方向に１個おきに隣接する横置き用基本イオン光学系を縦置き用基本イオン光学系で接続することにより、Ｎ個の横配置用基本イオン光学系とＮ個の縦配置用基本イオン光学系とを交互に縦列的に接続した周回型軌道を形成する構成とすることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
一方、第２基本イオン光学系３は、例えば特許文献１などに開示されている周回軌道の半周分を用いたものである。即ち、該文献に記載の装置では、図９に示すように、外側電極と内側電極とを１組とする６組のトロイダル扇形電極２１、２２、２３、２４、２５、２６により、略楕円状の周回軌道が形成され、イオン源３０から出射されたイオンは偏向電極２７及び入射電極２８を経て周回軌道Ｃに導入され、周回軌道Ｃに沿って飛行するイオンは出射電極２９により軌道を外れてイオン検出器３１に到達する。この構成では、ちょうど半周、つまり、３組のトロイダル扇形電極２１、２２、２３又は３組のトロイダル扇形電極２４、２５、２６をそれぞれ含む半周の軌道でイオンの時間収束が達成されるようになっており、本実施例の質量分析装置では、その１つを第２基本イオン光学系３として利用する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
図１において、図６〜図９に示した構成要素と同じものには同じ符号を付している。この実施例によるイオン光学系１Ａでは、それぞれ第１基本イオン光学系２が形成された、Ｘ軸−Ｙ軸平面上に広がる、つまり互いに平行な２枚の基本イオン光学系平面Ｐ１、Ｐ２をＺ軸方向に離して配置し、その２つの基本イオン光学系の軌道を第２基本イオン光学系３で接続したものを基本ユニットとしている。そして、同じ構成の２つの基本ユニットをＺ軸方向に離して配置し（このとき上側の基本ユニットに含まれる基本イオン光学系平面をＰ３、Ｐ４する）、２つの基本ユニットのそれぞれ上側の基本イオン光学系平面Ｐ２、Ｐ４上の軌道を別の第３基本イオン光学系４で接続し、２つの基本ユニットのそれぞれ下側の基本イオン光学系平面Ｐ１、Ｐ３上の軌道も同様に別の第３基本イオン光学系４で接続する。この第３基本イオン光学系４は第２基本イオン光学系３と同様に、イオンの時間収束性が保証されたものである。なお、図１では、第３基本イオン光学系４を１組のトロイダル扇形電極から構成しているが、第２基本イオン光学系３と同様に複数組のトロイダル扇形電極から構成することもできる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
次に本発明の別の実施例による質量分析装置のイオン光学系を図３により説明する。この実施例におけるイオン光学系１Ｂは、４枚の基本イオン光学系平面Ｐ１〜Ｐ４をＺ方向に層状に配設し、それら基本イオン光学系平面Ｐ１〜Ｐ４上の第１基本イオン光学系２の中で、上下に隣接する２つの第１基本イオン光学系２を第２基本イオン光学系３で接続したものを基本ユニットとする。最上位の第１基本イオン光学系２にイオン入射口又はイオン出射口があり、最下位の第１基本イオン光学系２にイオン出射口又はイオン入射口があり、イオンの入射方向と出射方向とは互いに反対方向になる。
【国際調査報告】
2010041296.tif 000012
2010041296.tif 000013
2010041296.tif 000014
2010041296.tif 000015