(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料成分由来のイオンを生成させるイオン化部と、該イオン化部で生成されたイオンを移動度に応じて分離するために移動させるドリフト領域と、イオンを短時間パルス的に切り出して前記ドリフト領域へ送り込むためのシャッタゲートグリッドと、を具備するイオン移動度分光計において、
前記シャッタゲートグリッドは、
中央開口部に複数本の導電性ワイヤが平行に固着され、周囲に複数のネジ穴が穿設された第１の導電性円盤状部材と、中央開口部に複数本の導電性ワイヤが平行に固着され、周囲に複数の扇状のネジ挿通穴が穿設された第２の導電性円盤状部材と、中央開口部を有し周囲に複数のネジ挿通穴が穿設された電気的絶縁性を有する絶縁シート部材と、
を含み、前記第１の導電性円盤状部材と前記第２の導電性円盤状部材とが間に前記絶縁シート部材を挟んだ状態で、前記第２の導電性円盤状部材の扇状のネジ挿通穴、前記絶縁シート部材のネジ挿通穴、及び前記第１の導電性円盤状部材のネジ穴に順に挿入された電気的絶縁性を有する複数のネジにより、それら部材が一体化されてなることを特徴とするイオン移動度分光計。
【請求項２】
請求項１に記載のイオン移動度分光計であって、
前記第１及び第２の導電性円盤状部材において導電性ワイヤは溶着されていることを特徴とするイオン移動度分光計。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のイオン移動度分光計であって、
前記第１及び第２の導電性円盤状部材は、電気配線を取り付けるためのネジ穴を有することを特徴とするイオン移動度分光計。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のイオン移動度分光計であって、
少なくとも前記ドリフト領域中には、中央開口部を有する導電性円盤状部材である電場形成用の電極がイオン光軸に沿って複数配設され、
該複数の電場形成用電極の導電性円盤状部材及び前記シャッタゲートグリッドを構成する各部材には、その中央開口部から外周側に所定距離離れた位置に、複数の通気用穴が形成されてなることを特徴とするイオン移動度分光計。
【請求項５】
請求項４に記載のイオン移動度分光計であって、
前記電場形成用電極は、円筒状で内周側にフランジが延出したリング電極と、該リング電極の円筒部の内側に嵌め込まれフランジに固定される中央開口部を有する円盤状のサブリング電極とからなり、該サブリング電極は、その外縁部から放射状に内側に複数の切れ込みが形成されるとともに、周方向に隣接する切れ込みで挟まれる部分が曲げられてなることを特徴とするイオン移動度分光計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はイオン移動度分光計に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料分子から生成した分子イオンを電場の作用により媒質気体（又は液体）中で移動させるとき、該イオンは電場の強さやその分子の大きさなどで決まる移動度に比例した速度で移動する。イオン移動度分光測定法（Ion Mobility Spectrometry＝ＩＭＳ）は、試料分子の分析のためにこの移動度を利用した測定法である。図５は特許文献１、２などに開示されている一般的なイオン移動度分光計の概略構成図である。
【０００３】
イオン移動度分光計は、図示しない例えば円筒形状のハウジング内に、試料中の成分分子をイオン化するイオン化領域１０とイオンの移動速度を測定するためのドリフト領域１１と、ドリフト領域１１中を飛行してきたイオンを検出する検出器１４と、を備える。また、イオン化領域１０において生成されたイオンをごく短い時間幅に限定してパルス的にドリフト領域１１へと送り込むために、イオン化領域１０とドリフト領域１１との境界にシャッタゲートグリッド１２を備える。
【０００４】
シャッタゲートグリッド１２は、イオン通過方向に所定の間隔ｄだけ離して設けられた一対のグリッド電極１２ａ、１２ｂからなる。図６（ａ）はそれぞれのグリッド電極１２ａ、１２ｂをイオン導入方向から見たときの概略図である。この例において、グリッド電極１２ａ、１２ｂは多数の導電性ワイヤ１２１、１２２をそれぞれ同一平面上で且つ平行に張設したものである。前段グリッド電極１２ａにおける隣接する２本の導電性ワイヤ１２１のちょうど中間位置に後段グリッド電極１２ｂにおける導電性ワイヤ１２２が張設されているため、一対のグリッド電極１２ａ、１２ｂをイオンの導入方向から見ると、図６（ｂ）に示すように、導電性ワイヤ１２２は略等間隔で並び、その隣接する導電性ワイヤ１２２間が、イオンが通過可能であるスリット状の開口となる（例えば特許文献２の図７参照）。
【０００５】
上記イオン移動度分光計では、イオン化領域１０及びドリフト領域１１に配置されている多数の円環状の電極１３にそれぞれ印加されている直流電圧により、ドリフト領域１１中にはイオン進行方向に下り電位勾配を示す電場（イオンを加速する電場）が形成される。試料ガス中の試料成分がイオン化領域１０に導入されると、イオン化領域１０においてβ線源（63Ｎｉなど）から放出されたβ線の作用などによりイオン化される。こうして生成されたイオンが、ごく短い時間幅の期間だけシャッタゲートグリッド１２を通過してドリフト領域１１中に導入されると、イオンは下り電位勾配に沿って進む。また、図示しないが、ドリフト領域１１中にはイオンの進行方向とは逆方向の拡散ガスの流れが形成されており、イオンはこの拡散ガスに衝突しつつ移動する。この移動の過程で、イオンはその大きさ等に応じて分離され、異なる大きさのイオンは時間差を有して検出器１４に到達する。イオン移動度分光測定の分解能はシャッタゲートグリッド１２を通過する際のイオンの時間幅（パルス幅）に大きく依存するため、分解能を向上させるためには、シャッタゲートグリッド１２におけるイオンのパルス幅をできるだけ短くする必要がある。
【０００６】
図７は一対のグリッド電極１２ａ、１２ｂに印加される電圧とイオン光軸方向の電位勾配の概略図である。なお、この例では、正極性のイオンを想定している。前段グリッド電極１２ａ及び後段グリッド電極１２ｂに同一電圧（Ｖref）が印加されるときシャッタゲートグリッド１２は実質的に開放状態（図７（ｂ）参照）となり、イオンはシャッタゲートグリッド１２を通過してドリフト領域１１に流入する。一方、後段グリッド電極１２ｂの電位が前段グリッド電極１２ａの電位よりも数百Ｖ程度高くなるような電圧がそれぞれのグリッド電極１２ａ、１２ｂに印加されると、この電位障壁によってシャッタゲートグリッド１２は実質的に閉鎖状態となり（図７（ｃ）参照）、イオンはシャッタゲートグリッド１２で遮断される。一般に、シャッタゲートグリッド１２の開放時間は数百μsec〜数msecであり、開放の周期は数十msec程度である。
【０００７】
上記のように一対のグリッド電極１２ａ、１２ｂからなるシャッタゲートグリッド１２においてイオンのパルス幅を狭くするには、異なるグリッド電極の導電性ワイヤ同士の接触を回避しつつ、グリッド電極１２ａ、１２ｂの離間距離ｄをできるだけ狭くする必要がある。また、高いイオン通過効率を得るために、導電性ワイヤ１２１、１２２としてできるだけ細いものを用い、これを狭い間隔で多数平行に配設する必要がある。このようにするために、グリッド電極１２ａ、１２ｂや各グリッド電極における導電性ワイヤ１２１、１２２の配置には高い機械的精度が要求される。しかしながら、上述したようにシャッタゲートグリッドが閉鎖状態であるとき一対のグリッド電極１２ａ、１２ｂにはかなり大きな電圧差があるため、電場による力が導電性ワイヤに作用して前段グリッド電極１２ａの導電性ワイヤと後段グリッド電極１２ｂの導電性ワイヤとは互いに引き合う。そのため、グリッド電極１２ａ、１２ｂの離間距離ｄを精度よく保つことは難しい。
【０００８】
異なるグリッド電極の導電性ワイヤの接触を回避しつつ、離間距離ｄをできるだけ小さくし、且つ複数の導電性ワイヤを平面上に高い精度で整列配置する手法として、特許文献３に開示されたものがある。これは、絶縁体からなる円環状部材の内周側に延設されたフランジの適宜の位置に穴を穿ち、２本の長い導電性ワイヤをそれぞれ異なる穴に通すことで、一つのグリッド電極に相当する１面上の平行な導電性ワイヤ列と、他の一つのグリッド電極に相当する別の面上の平行な導電性ワイヤ列とを形成するものである。
【０００９】
しかしながら、こうしたシャッタゲートグリッドは構造が複雑であり、組み立て作業に手間が掛かる。そのため、コストが高くなるという問題がある。
また、シャッタゲートグリッドを通過するイオン流の至近に絶縁性部材が位置しているため、該絶縁性部材にイオンが接触することでチャージアップが起こり易いという問題がある。
また、円環状部材の内周側に延設されたフランジはイオン流と反対に流れる拡散ガスの流路を狭めるため、拡散ガスの流速が大きくなりすぎ、分解能が低くなるという問題もある。
さらにまた、内部にドリフト領域が形成されたハウジングの中央部分にしか拡散ガスが流れないため、ハウジングの壁面付近にチャージアップや汚れが残り易く、初期のコンディショニングに多大な時間を費やすとともに、こうした汚れが分析感度や分解能に悪影響を及ぼすおそれもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第２７３３７５０号公報
【特許文献２】特開２００５−１７４６１９号公報
【特許文献３】米国特許第４１５０３１９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その主な目的は、簡素で作製が容易な構造でありながら高い機械的精度で以て一対のグリッド電極を配置し、接触を回避しつつその離間距離を小さくすることができるシャッタゲートグリッドを備えるイオン移動度分光計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために成された本発明は、試料成分由来のイオンを生成させるイオン化部と、該イオン化部で生成されたイオンを移動度に応じて分離するために移動させるドリフト領域と、イオンを短時間パルス的に切り出して前記ドリフト領域へ送り込むためのシャッタゲートグリッドと、を具備するイオン移動度分光計において、
前記シャッタゲートグリッドは、
中央開口部に複数本の導電性ワイヤが平行に固着され、周囲に複数のネジ穴が穿設された第１の導電性円盤状部材と、中央開口部に複数本の導電性ワイヤが平行に固着され、周囲に複数の扇状のネジ挿通穴が穿設された第２の導電性円盤状部材と、中央開口部を有し周囲に複数のネジ挿通穴が穿設された電気的絶縁性を有する絶縁シート部材と、
を含み、前記第１の導電性円盤状部材と前記第２の導電性円盤状部材とが間に前記絶縁シート部材を挟んだ状態で、前記第２の導電性円盤状部材の扇状のネジ挿通穴、前記絶縁シート部材のネジ挿通穴、及び前記第１の導電性円盤状部材のネジ穴に順に挿入された電気的絶縁性を有する複数のネジにより、それら部材が一体化されてなることを特徴としている。
【００１３】
第１及び第２の導電性円盤状部材における導電性ワイヤの固着方法は導電性を確保できればその方法は特に問わないが、典型的には溶接等の溶着により導電性ワイヤを円盤状部材に固着するとよい。なお、１つのグリッド電極に相当する複数の導電性ワイヤの平行性は導電性ワイヤを円盤状部材に固着する際の精度で決まるので、高い位置精度で導電性ワイヤを固着することが望ましい。
【００１４】
本発明に係るイオン移動度分光計では、第１の導電性円盤状部材と第２の導電性円盤状部材とは間に絶縁シートを挟んだサンドウィッチ状態でネジにより一体化されるから、第１の導電性円盤状部材に固着されている複数の導電性ワイヤと第２の導電性円盤状部材に固着されている複数の導電性ワイヤとの距離は絶縁シートの厚さに依存する。即ち、異なる電圧が印加され得る一対のグリッド電極の離間距離は絶縁シートの厚さにより高い精度で決まる。
一方、第１の導電性円盤状部材と第２の導電性円盤状部材との回転方向（それら２つの部材に直交する軸を中心とする回転方向）の位置関係は、第２の導電性円盤状部材に穿設されている扇状のネジ挿通穴の回転方向の遊びの分だけ調整可能である。したがって、それら円盤状部材をネジで一体化する際に、それぞれの部材に固着されている導電性ワイヤ同士が平行になるように回転方向の位置を調整することで、異なる面上の導電性ワイヤの平行性も高い精度で確保することができる。
【００１５】
このように本発明に係るイオン移動度分光計では、高い組立性を有する簡単な構造で以て、一対のグリッド電極の間の離間距離や隣接する導電性ワイヤの間隔などを高い精度で決めることができる。また、本発明に係るイオン移動度分光計におけるシャッタゲートグリッドでは、イオンに晒される部分は主として導電体であるので、チャージアップが起こる可能性は低い。
【００１６】
また本発明に係るイオン移動度分光計において、好ましくは、前記第１及び第２の導電性円盤状部材は電気配線を取り付けるためのネジ穴を有する構成とするとよい。
これにより、各導電性円盤状部材に対し電気配線を容易に行うことができ、組立性が一層向上する。
【００１７】
また本発明に係るイオン移動度分光計では、少なくとも前記ドリフト領域中には、中央開口部を有する導電性円盤状部材である電場形成用の電極がイオン光軸に沿って複数配設され、
該複数の電場形成用電極の導電性円盤状部材及び前記シャッタゲートグリッドを構成する各部材には、その中央開口部から外周側に所定距離離れた位置に、複数の通気用穴が形成されてなる構成とするとよい。
望ましくは、上記通気用穴はイオン流が達しない程度に中央開口部から離れた位置に設けられているとよい。なお、中央開口部の径は１０〜３０mm程度、通気用穴の内径は０．５〜３mm程度でよい。
【００１８】
通常、ドリフト領域にはイオンの流れと逆方向に拡散ガスを流すが、上記構成によれば、中央開口部だけでなく通気穴を通しても拡散ガスが流通する。これにより、各電極の中央開口部だけでなく、ドリフト領域が内部に形成されたハウジング内に略一様に拡散ガスを流すことができる。その結果、イオン流が通過するハウジング中心付近の拡散ガスの流速が極端に大きくなることを回避することができ、分解能を高めることができる。また、ハウジングの壁面付近にも拡散ガスの流れが形成されることで、ハウジング壁面の汚れやチャージアップを軽減することができる。
【００１９】
また本発明に係るイオン移動度分光計において、上記電場形成用の電極は、略円筒状で内周側にフランジが延出した第１電極と、該第１電極の円筒部の内側に嵌め込まれフランジ中央開口部を有する円盤状の第２電極とからなり、該第２電極は、その外縁部から放射状に内側に複数の切れ込みが形成されるとともに、周方向に隣接する切れ込みで挟まれる部分が曲げられてなる構成とするとよい。
【００２０】
この構成によれば、第２電極にスプリングワッシャのようなばね性を持たせることができる。それによって、例えばネジなどによって第２電極を第１電極のフランジに固定する際の締め付け力が向上し、機械的な強度が向上する。また、高温条件下での絶縁物質と金属との間の熱膨張係数の違いによる機械的な脱輪を防止することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るイオン移動度分光計によれば、簡単な構造でありながら、一対のグリッド電極の間の離間距離や隣接する導電性ワイヤの間隔などを高い精度で決めることができる。それにより、例えばシャッタゲートグリッドを通過するイオンのパルス幅が安定するので、分析の分解能や精度が安定する。また、異なる電圧が印加された導電性ワイヤ同士の接触を確実に回避できるので、高い信頼性を確保することができる。また、構造が簡単で組立性も良好であるため、コストを抑えることができる。さらにまた、イオンに晒される部分は主として導電体であり、そのためチャージアップも起こりにくいので、チャージアップによる電場の乱れなどに起因する分析精度の低下なども防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例であるイオン移動度分光計のシャッタゲートグリッドの分解斜視図。
【図２】本実施例のイオン移動度分光計の電場形成用電極の分解斜視図。
【図３】本実施例のイオン移動度分光計のドリフト領域部分の概略構成図。
【図４】本実施例のイオン移動度分光計で使用されるサブリング電極の変形例を示す平面図。
【図５】一般的なイオン移動度分光計の概略構成図。
【図６】図５中のグリッド電極をイオンの導入方向から見たときの概略図。
【図７】従来のイオン移動度分光計におけるグリッド電極への印加電圧波形とイオン光軸上の電位勾配の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係るイオン移動度分光計の一実施例について、添付図面を参照して説明する。
図３は本実施例のイオン移動度分光計におけるドリフト領域部分の概略構成を示す概略断面図、図１は図３中のシャッタゲートグリッドの分解斜視図、図２は図３中の電場形成用電極の分解斜視図である。なお、本実施例のイオン移動度分光光度計の基本的な構成は図５に示したものと同じであり、相違するのは、イオン化領域１０とドリフト領域１１との境界に配置されるシャッタゲートグリッド２０、及びイオン化領域１０及びドリフト領域１１中に配置される電場形成用電極３０の構成である。
【００２４】
図１及び図３に示すように、本実施例のイオン移動度分光計におけるシャッタゲートグリッド２０は、主として、金属製である厚手の第１円盤状部材（本発明における第１の導電性円盤状部材に相当）２１と、同じく金属製である厚手の第２円盤状部材（本発明における第２の導電性円盤状部材に相当）２２と、セラミック等の絶縁体からなる薄い略円盤状の絶縁シート部材２３と、から構成される。
【００２５】
第１円盤状部材２１は所定径（例えば１０〜３０mm程度）の中央開口部２１１を有し、該中央開口部２１１には、多数の導電性ワイヤが所定間隔で平行に固着されたゲートグリッド２１２が溶接により固着されている。また、第１円盤状部材２１の周縁部の所定箇所にはネジ穴２１３が穿設され、中央開口部２１１の縁部から外周方向に所定距離離れた位置には直径φ２mm程度の複数の通気用穴２１４が穿設されている。
第２円盤状部材２２は第１円盤状部材２１の中央開口部２１１と同一内径の中央開口部２２１を有し、該中央開口部２２１には、多数の導電性ワイヤが所定間隔で平行に固着されたゲートグリッド２２２が溶接により固着されている。また、第２円盤状部材２２の周縁部の所定箇所には扇状のネジ挿通穴２２３が穿設され、中央開口部２２１の縁部から外周方向に所定距離離れた位置には複数の通気用穴２２４が穿設されている。
絶縁シート部材２３は中央開口部２１１、２２１と同一内径又は僅かに大きな内径の中央開口部２３１を有する。また、絶縁シート部材２３の周縁部の所定箇所にはネジ挿通穴２３３が穿設され、中央開口部２３１の縁部から外周方向に所定距離離れた位置には複数の通気用穴２３４が穿設されている。
【００２６】
第１円盤状部材２１のネジ穴２１３、第２円盤状部材２２のネジ挿通穴２２３、及び絶縁シート部材２３のネジ挿通穴２３３は、各部材の径方向及び回転方向（周方向）に揃った位置に設けられている。そのため、図１に示すように、第１円盤状部材２１と第２円盤状部材２２との間に絶縁シート部材２３を挟んだ状態で、第２円盤状部材２２の扇状のネジ挿通穴２２３に挿入したセラミック等の絶縁性ネジ２４を絶縁シート部材２３のネジ挿通穴２３３に挿通し、第１円盤状部材２１のネジ穴２１３に螺入して固定することができる。また、このように３つの部材２１、２２、２３が絶縁性ネジ２４で固定された状態において、その３つの部材の通気用穴２１４、２２４、２３４は各部材の径方向及び回転方向（周方向）に揃った位置にあり、それら通気用穴２１４、２２４、２３４を通した通気路が確保されるようになっている。
【００２７】
また、上記のように３つの部材２１、２２、２３が絶縁性ネジ２４で固定された状態において、第１円盤状部材２１の中央開口部２１１に張設された導電性ワイヤと第２円盤状部材２２の中央開口部２２１に張設された導電性ワイヤとは、図６に示したようにほぼ平行で且つ、一方が他方のちょうど中間に位置するようになっているが、絶縁性ネジ２４による固定に際し正確な平行性は調整可能である。即ち、第２円盤状部材２２のネジ挿通穴２２３は扇状であって回転方向に遊びを有するため、絶縁性ネジ２４を軽く締めた状態では、第２円盤状部材２２を第１円盤状部材２１に対し回転方向に所定角度範囲だけ回動させることができる。そのため、作業者が当該シャッタゲートグリッド２０を組み立てる際に、第２円盤状部材２２を適宜回動させて位置を微調整したうえで絶縁性ネジ２４を締め付けることにより、第１円盤状部材２１のゲートグリッド２１２の導電性ワイヤと第２円盤状部材２２のゲートグリッド２２２の導電性ワイヤとをちょうど平行とし、それらが互い違いの位置になるようにすることができる。
【００２８】
また、上述したように、複数の絶縁性ネジ２４を締め付けて３つの部材２１、２２、２３を一体化した状態では、第１円盤状部材２１のゲートグリッド２１２の導電性ワイヤと第２円盤状部材２２のゲートグリッド２２２の導電性ワイヤとの間隔（図５における間隔ｄ）は絶縁シート部材２３の厚さで決まる。
このため、本実施例のイオン移動度分光計では、シャッタゲートグリッド２０における前段グリッド電極と後段グリッド電極との間隔やその平行性、導電性ワイヤの間隔などを高い精度で定めることができる。
【００２９】
なお、絶縁シート部材２３の厚みだけ前段グリッド電極と後段グリッド電極との距離を離すのではなく、２つのゲートグリッド２１２、２２２が実質的に同一平面上に位置するようにしたい場合には、絶縁シート部材２３の中央開口部２３１の内径を大きくし、２つの円盤状部材２１、２２のうちの少なくとも一方の中央開口部の内径（導電性ワイヤ部分の外形）を、絶縁シート部材２３の中央開口部２３１の内径よりも僅かに（例えば１mm程度）小さくする。これにより、絶縁シート部材２３の中央開口部２３１の内側に一方の円盤状部材におけるゲートグリッドを張り出すように配置することができる。その結果、絶縁シート部材２３の厚さに拘わらず、ほぼ同じ平面上に２つのゲートグリッド２１２、２２２を配置することができる。
【００３０】
本実施例のイオン移動度分光計では、図３に示すように、シャッタゲートグリッド２０が開放する際に、３つの部材２１、２２、２３の中央開口部２１１、２２１、２３１をイオンが通過するが、そのイオン通過位置近傍においてチャージアップが起こる可能性のある部分は絶縁シート部材２３の中央開口部２３１の周縁部のみである。そのため、このシャッタゲートグリッド２０ではチャージアップが起こりにくく、チャージアップに起因する各種問題、例えば装置の起動時等のコンディショニングに時間が掛かる、汚れが付着し易い、電場の乱れが生じて例えばイオンの通過効率が低下する、といった問題を解消することができる。
【００３１】
また、図１に示したシャッタゲートグリッド２０では、第１円盤状部材２１及び第２円盤状部材２２の周縁部にそれぞれネジ穴２１３等とは別の電気配線用ネジ穴２１５、２２５が穿設されている。これらネジ穴２１５、２２５にはそれぞれ圧着端子等により、電気配線用のケーブルを固定することができるようになっており、これによって装置の組立ての作業性が向上する。
【００３２】
図２及び図３に示すように、電場形成用電極３０は、扁平円筒形状部３１１から内周方向に延出するフランジ３１２が形成された金属製のリング電極（本発明における第１電極に相当）３１と、略円盤形状で中央開口部３２１を有する金属性のサブリング電極（本発明における第２電極に相当）３２と、から構成される。サブリング電極（本発明における第２電極に相当）３２の中央開口部３２１の縁部から外周方向に所定距離離れた位置には直径φ２mm程度の複数の通気用穴３２２が穿設されている。サブリング電極３２の外径はリング電極３１の扁平円筒形状部３１１の内径よりも僅かに大きくなっており、図示しないネジでサブリング電極３２はリング電極３１のフランジ３１２に固定される。或いは、最前段と最後段のフランジによって電極全体がサンドイッチ状に固定される。
【００３３】
図３に示すように、ドリフト領域１１においてイオンはサブリング電極３２の中央開口部３２１を通過する。一方、イオン流とは逆方向に所定流量の拡散ガスが流されるが、拡散ガスは各電場形成用電極３０におけるサブリング電極３２の中央開口部３２１を通るほか、サブリング電極３２に形成されている通気用穴３２２を経てイオンとは逆方向に流れる。また、上述したように、３つの部材２１、２２、２３を一体化して形成したシャッタゲートグリッド２０にも中央開口部から外周方向に離れた位置に通気用穴２１４、２２４、２３４による通気路が設けられているので、その通気路を通してドリフト領域１１側からイオン化領域１０側へと拡散ガスが流れる。こうした通気用穴３２２や通気用穴２１４、２２４、２３４による通気路はイオンが通過する中央開口部の縁部よりも外周側に十分に遠い位置に設けられているので、こうした通気用穴や通気路を拡散ガスが流れることで、ハウジング内における拡散ガスの流れを中央にのみ片寄らせることなく一様に近い状態にすることができる。それによって、ハウジング中心付近の拡散ガスの流速が極端に大きくなることを防止することができ、高い時間分解能を確保することができる。また、ハウジングの壁面付近にも拡散ガスが流れ易いので、壁面のチャージアップやその他の汚れの付着を軽減させるという効果もある。
【００３４】
上記実施例では、サブリング電極３２は単純な円盤形状であるが、このサブリング電極を図４に示したような形状としてもよい。図４に示したサブリング電極３２ｂでは、円盤状の金属板の周縁部から内周方向に放射状に複数の切れ込み３２５が形成されている。この例では、約６０°の回転角度の間隔で６箇所に切れ込み３２５が形成されているが、この数は任意である。そして、回転方向に隣接する切れ込み３２５の間の部分は図４で手前方向と奥行き方向とに回転方向に互い違いに、僅かに曲げ加工が施されている。即ち、このサブリング電極３２ｂはその全体が面一にはなっておらず、隣接する切れ込み３２５の間の部分が曲げによって前後に飛び出す状態となる。これにより、サブリング電極３２ｂにスプリングワッシャのようなばね性を持たせることができ、ネジ等による固定の際の締め付け力が高まる。これにより、電場形成用電極３０の機械的強度が高まり、装置の堅牢性が向上する。また、高温条件下での絶縁物質と金属との間の熱膨張係数の違いによる機械的な脱輪を防止することができる。
【００３５】
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、変更や修正、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。
【００３６】
例えば上記実施例のイオン移動度分光計におけるイオン化領域の構成は適宜に変更することができ、例えば質量分析装置で用いられているような各種のイオン化法によるイオン源に置き換えることができる。
また、イオン化された試料分子の移動度を計測するのではなく、例えば衝突誘起解離や光誘起解離などにより開裂したプロダクトイオンをドリフト領域に導入して移動度を計測してもよい。
さらにまた、ドリフト領域で移動度に応じて分離したイオンを四重極マスフィルタなどに導入し、質量電荷比に応じてさらに分離したあとに検出するイオン移動度分光測定−質量分析装置に本発明が適用可能であることも明らかである。
【符号の説明】
【００３７】
１０…イオン化領域
１１…ドリフト領域
２０…シャッタゲートグリッド
２１…第１円盤状部材
２２…第２円盤状部材
２３…絶縁シート部材
２４…絶縁性ネジ
２１１、２２１、２３１…中央開口部
２１２、２２２…ゲートグリッド
２１３…ネジ穴
２２３、２３３…ネジ挿通穴
２１４、２２４、２３４…通気用穴
２１５、２２５…電気配線用ネジ穴
３０…電場形成用電極
３１…リング電極
３２…サブリング電極
３２１…中央開口部
３２２…通気用穴
【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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【図７】
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