(57)【要約】  【課題】  断続給電中の給電断時にバックグランドのノイズ検出を低減して良好な分析結果を得る。  【解決手段】  グロー放電発光分析装置は、分光器内に設けた複数の光電子増倍管でグロー放電により生じた試料のスパッタリングに伴う発光を検出する。各光電子増倍管は検出処理部の高電圧印加部により印加される電圧値に応じて検出感度が調整可能となっており、断続給電中の各給電時には検出処理部の印加制御部により検出感度の自動調整をオンさせて高電圧印加部により電圧印加が行われ、断続給電中の給電断時には検出感度の自動調整をオフすると共に、非検出用電圧を各光電子増倍管に印加し、給電断時にバックグランドのノイズが過度に検出されるのを防止する。【選択図】      図１０
2006300731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被分析材への給電に伴うグロー放電による発光を検出する光検出器を備え、該光検出器は印加される電圧値の増減に応じて検出感度が増減するようにしてあり、前記光検出器の検出結果に基づいて被分析材を分析するグロー放電発光分析装置において、
被分析材への給電を断続的に行う断続給電手段と、
該断続給電手段の断続的な給電断時に前記光検出器へ印加する電圧値を、断続的な給電時に印加する電圧値に比べて低くする制御を行う電圧制御手段と
を備えることを特徴とするグロー放電発光分析装置。
【請求項２】
被分析材への給電に伴うグロー放電による発光を検出する光検出器と、該光検出器へ印加する電圧値を増減して検出感度の自動調整を行う感度調整手段とを備え、前記光検出器の検出結果に基づいて被分析材を分析するグロー放電発光分析装置において、
被分析材への給電を断続的に行う断続給電手段と、
該断続給電手段の断続的な給電断時に前記感度調整手段が行う自動調整を停止する制御を行う電圧制御手段と
を備えることを特徴とするグロー放電発光分析装置。
【請求項３】
前記電圧制御手段は、断続的な給電断時に非検出用電圧を前記光検出器へ印加する制御を行う請求項２に記載のグロー放電発光分析装置。
【請求項４】
前記断続給電手段が行う断続的な給電に係る同期信号を前記電圧制御手段へ出力する同期信号出力手段を備え、
前記電圧制御手段は、前記同期信号出力手段から出力された同期信号に合わせて制御を行う請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のグロー放電発光分析装置。
【請求項５】
前記断続給電手段が行う断続的な給電に係る周波数及び／又はデューティー値を前記電圧制御手段へ通知する通知手段を備え、
前記電圧制御手段は、前記通知手段から通知された周波数及び／又はデューティー値に基づいて制御を行う請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載のグロー放電発光分析装置。
【請求項６】
移動することが可能であり、前記光検出器へ向かう光路を移動位置に応じて遮光する遮光部材と、
前記断続給電手段の断続的な給電断時に遮光する位置へ前記遮光部材を移動させ、断続的な給電時に遮光しない位置へ前記遮光部材を移動させる移動手段と
を備える請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載のグロー放電発光分析装置。
【請求項７】
被分析材への給電に伴うグロー放電による発光を検出する光検出器の検出感度を、感度調整手段が前記光検出器へ印加する電圧値を増減して自動調整し、前記光検出器が検出する結果に基づいて被分析材を分析するグロー放電発光分析方法において、
被分析材へ断続的に給電し、
断続的な給電断時に前記感度調整手段が行う自動調整を停止することを特徴とするグロー放電発光分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はグロー放電を生じさせる電力の供給をパルス的に行っても、良好に試料分析を行えるようにしたグロー放電発光分析装置及びグロー放電発光分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力供給に伴う試料への電圧印加により生じたグロー放電の発光強度を検出して試料成分の分析を行うグロー放電発光分析装置が存在する。このようなグロー放電発光分析装置は、分析対象の試料をグロー放電管に配置し、試料表面にアルゴンガスのような不活性ガスを供給してから電源部で生成した電力による１３ＭＨｚ程度の高周波電圧、又は４００〜１２００Ｖの電圧を試料に印加してグロー放電を起こし、このグロー放電に伴うスパッタリングの発光スペクトルを検出し、その検出した結果に基づいて試料分析を行っている（特許文献１参照）。
【０００３】
グロー放電発光分析装置では、発光スペクトルの検出に複数の光電子増倍管（フォトマルチプレクサ）を用いることが一般的である。光電子増倍管は光を受光すると、受光に伴い増幅して生成した検出信号を出力する構成であり、検出信号に係る増幅レベルは光電子増倍管に印加する電圧値に応じて可変であるので印加する電圧値の増減により検出感度の高低を調整できる。
【０００４】
光電子増倍管に印加する電圧値は、試料に応じた検出感度になるように手動で設定される場合もあるが、検出感度を自動調整する機能を具備したグロー放電発光分析装置も存在する。この検出感度の自動調整機能は、光電子増倍管への電圧印可を制御する部分へ光電子増倍管の検出信号をフィードバックし、リアルタイムで光電子増倍管へ印加する電圧値を調整するものである。
【０００５】
検出感度の自動調整に対する具体的な制御内容は、光電子増倍管からフィードバックされた検出信号のレベルが低い場合、印加する電圧値を増加させて光電子増倍管の検出感度を上昇させ、また、光電子増倍管からフィードバックされた検出信号のレベルが高い場合、印加する電圧値を減少させて光電子増倍管の検出感度を低下させるものである。なお、光電子増倍管に対する検出感度の自動調整は下記の特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開２００１−４５４８号公報
【特許文献２】特開平７−２８０６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
分析対象の試料が、各種ゴム、合成樹脂、及び有機ポリマーのような有機物等の融点が低い材質を含む場合、若しくはガラス及びセラミックのような外力を受けると壊れやすい材質を含む場合などには、グロー放電に伴うスパッタリングの威力により試料が損耗又は破壊されて正確な分析が行えないことがある。近時、このような事象に対してグロー放電に伴うスパッタリングの威力抑制を図るため試料への電圧印加を断続的（パルス的）に行えるように、電力を断続的に発生させて試料へ供給すると云う断続給電の試みが行われている。
【０００７】
一方、上述した断続給電と共に光電子増倍管の検出感度の自動調整処理を行うと、分析結果に不具合が生じることが判明した。即ち、給電時に起きるスパッタリングが、給電断時では起こらないので、断続給電中の給電断になった直後に光電子増倍管から出力される検出信号のレベルが急激に低下する。検出信号のレベルが低下すると、検出感度の自動調整機能は給電断時に光電子増倍管へ印加する電圧値を大幅に上昇させる。また、断続給電中で給電断から給電へ移ると、光電子増倍管は光を受光してレベルの上がった検出信号を出力するので、自動調整機能は光電子増倍管へ印加する電圧値を低下させる。以降、上述した状態が繰り返される。
【０００８】
そのため、検出感度の自動調整機能を作動させながら断続給電を行うと、給電断時には検出感度が非常に高感度になる一方、給電時の検出感度が低下する。その結果、例えば、図１６（ａ）に示すＡ層の上にＢ層が設けられた試料Ｓを検出感度の自動調整機能を作動させながら断続給電で分析を行うと、図１６（ｂ）のグラフに示すように、給電断時にも何らかの元素が存在するような値を示すと云う問題が生じる。
【０００９】
このように給電断時にも所定の検出値を示すのは、給電断時にはスパッタリングが起こらなくても不活性ガス（例えばアルゴンガス）のプラズマの明光が残存し、分析対象のバックグラウンドとして残存する不安定要素の光（ノイズ）を、検出感度が高められた光電子増倍管で検出されるためである。それにより、あたかも実存しない微量元素が試料に含まれるような結果が出力されて正確な検出結果を得ることが困難になる。なお、バックグランドの光（ノイズ）を検出することは、検出感度の自動調整機能を具備しない装置で断続給電を行った場合でも、光電時増倍管に印加する電圧の値に応じて同様に起こり得る。
【００１０】
本発明は、斯かる問題に鑑みてなされたものであり、グロー放電発光分析装置に断続給電を導入してもバックグラウンドの光（ノイズ）の影響を低減して、正確な検出結果を得られるようにしたグロー放電発光分析装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、検出感度の自動調整機能を具備したグロー放電発光分析装置に断続給電を導入しても、給電断時の検出を良好に行えるようにしたグロー放電発光分析装置及びグロー放電発光分析方法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】
【００１１】
上記課題を解決するために、第１発明に係るグロー放電発光分析装置は、被分析材への給電に伴うグロー放電による発光を検出する光検出器を備え、該光検出器は印加される電圧値の増減に応じて検出感度が増減するようにしてあり、前記光検出器の検出結果に基づいて被分析材を分析するグロー放電発光分析装置において、被分析材への給電を断続的に行う断続給電手段と、該断続給電手段の断続的な給電断時に前記光検出器へ印加する電圧値を、断続的な給電時に印加する電圧値に比べて低くする制御を行う電圧制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第２発明に係るグロー放電発光分析装置は、被分析材への給電に伴うグロー放電による発光を検出する光検出器と、該光検出器へ印加する電圧値を増減して検出感度の自動調整を行う感度調整手段とを備え、前記光検出器の検出結果に基づいて被分析材を分析するグロー放電発光分析装置において、被分析材への給電を断続的に行う断続給電手段と、該断続給電手段の断続的な給電断時に前記感度調整手段が行う自動調整を停止する制御を行う電圧制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
さらに、第３発明に係るグロー放電発光分析装置は、前記電圧制御手段は、断続的な給電断時に非検出用電圧を前記光検出器へ印加する制御を行うことを特徴とする。
さらにまた、第４発明に係るグロー放電発光分析装置は、前記断続給電手段が行う断続的な給電に係る同期信号を前記電圧制御手段へ出力する同期信号出力手段を備え、前記電圧制御手段は、前記同期信号出力手段から出力された同期信号に合わせて制御を行うことを特徴とする。
【００１４】
また、第５発明に係るグロー放電発光分析装置は、前記断続給電手段が行う断続的な給電に係る周波数及び／又はデューティー値を前記電圧制御手段へ通知する通知手段を備え、前記電圧制御手段は、前記通知手段から通知された周波数及び／又はデューティー値に基づいて制御を行うことを特徴とする。
【００１５】
さらに、第６発明に係るグロー放電発光分析装置は、移動することが可能であり、前記光検出器へ向かう光路を移動位置に応じて遮光する遮光部材と、前記断続給電手段の断続的な給電断時に遮光する位置へ前記遮光部材を移動させ、断続的な給電時に遮光しない位置へ前記遮光部材を移動させる移動手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、第７発明に係るグロー放電発光分析方法は、被分析材への給電に伴うグロー放電による発光を検出する光検出器の検出感度を、感度調整手段が前記光検出器へ印加する電圧値を増減して自動調整し、前記光検出器が検出する結果に基づいて被分析材を分析するグロー放電発光分析方法において、被分析材へ断続的に給電し、断続的な給電断時に前記感度調整手段が行う自動調整を停止することを特徴とする。
【００１７】
第１発明にあっては、断続給電中の給電断時に光検出器へ印加する電圧値を、断続給電中の給電時に印加する電圧値に比べて低くする制御を行う印加制御手段を備えるので、断続的な給電断時での光検出器の検出感度は、断続的な給電時より低下する。そのため、給電断時には不活性ガスの残存するプラズマ等によるバックグランドのノイズを検出しにくくなり、ノイズの影響を低減した良好な検出結果を得ることができる。
【００１８】
第２発明及び第７発明にあっては、断続給電中の給電断時には検出感度の自動調整機能を停止するので、検出感度の自動調整機能を具備したグロー放電発光分析装置に対して給電断時に検出感度が自動的に上昇しなくなる。また、断続給電中の給電時には検出感度の自動調整機能は維持されるので、被分析材を構成する主成分及び微量成分を好適に分析でき、溶融又は破壊しやすい被分析材に対して検出感度の自動調整を作動させながら断続給電を行っても終始安定した分析を行える。
【００１９】
第３発明にあっては、断続給電中の給電断時には非検出用電圧を光検出器へ印加するので、給電断時に検出感度の自動調整機能を停止した場合でも、光検出器への印加電圧値の大幅な変化による光検出器への負担及び負荷を軽減し、光検出器の確実な作動を維持すると共に光検出器の無用な故障を防止できる。即ち、光検出器は、印可される電圧値が大きく変化した場合、特に電圧の印加及び印加停止が繰り返されると、電圧印加状態の変化に対する光検出器の負荷は大きくなるが、給電断時には光の検出には不適な範囲で電圧（非検出用電圧）を印可することで、光検出器の負荷を小さくして安定した作動を確保できることになる。なお、非検出用電圧の値としては、バックグランドのノイズを検出しにくい程度の数値が好適であり、具体的には０Ｖを越えて約２００Ｖ以下の範囲の電圧値を設定することが好適である。
【００２０】
第４発明にあっては、断続給電に係る同期信号を印加制御手段へ出力し、印加制御手段は同期信号に合わせて印加制御を行うので、断続給電中の給電及び給電断に合わせた印加制御を確実に行えるようになり、給電開始の時期及び給電断開始の時期に対応して光検出器への印加制御のタイミングを合致させられる。
【００２１】
第５発明にあっては、断続給電に係る周波数及び／又はデューティー値を印加制御手段へ通知し、印加制御手段は周波数及び／又はデューティー値に基づいて印加制御を行うので、断続給電の給電周期、給電間隔に合致して光検出器の検出感度を調整でき、検出結果の精度向上を図れる。
【００２２】
第６発明にあっては、断続給電中の給電断時に光路を遮光する位置へ遮光部材を移動させるので、スパッタリングが起こっていない場合のバックグラウンドの光（ノイズ）が光検出器で検出されることを物理的に遮断でき、給電断時の検出結果を一段と正確なものにできる。また、断続給電中の給電時には光路を遮光しない位置へ遮光部材を移動退避させるので、給電により生じるグロー放電のスパッタリングに伴う光がスムーズに光検出器へ到達し、確実な検出を行える。
【発明の効果】
【００２３】
第１発明にあっては、断続給電中の給電断時に光検出器へ印加する電圧値を、断続給電中の給電時の印加電圧値に比べて低くするので、給電断時での光検出器の検出感度を低下させてバックグランドのノイズ検出の影響を低減した良好な検出結果を得られる。
【００２４】
第２発明及び第７発明にあっては、断続給電中の給電断時には検出感度の自動調整機能を停止するので、無用に検出感度が上昇することが無くなり、検出感度の自動調整を作動させながら断続給電を行っても終始安定した分析を行える。
第３発明にあっては、断続給電中の給電断時には非検出用電圧を光検出器へ印加するので、給電断時に検出感度の自動調整機能を停止した場合でも、印加電圧値の大幅な変化による光検出器への負担を軽減できる。
【００２５】
第４発明にあっては、断続給電に係る同期信号に合わせて印加制御を行うので、断続給電中の給電及び給電断の時期に合わせた印加制御を確実に行える。
第５発明にあっては、断続給電に係る周波数及び／又はデューティー値に基づいて印加制御を行うので、断続給電の給電周期、給電間隔に合致して光検出器の検出感度を調整でき、検出精度の向上を図れる。
【００２６】
第６発明にあっては、断続給電中の給電断時に光路を遮光する位置へ遮光部材を移動させるので、スパッタリングが起こっていない場合のバックグラウンドの光（ノイズ）が光検出器で検出されることを物理的に遮断でき、給電断時の検出にノイズが含まれることを一段と排除できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１、２は本発明の実施形態に係るグロー放電発光分析装置１の全体構成を示し、図１は主に各種信号が伝送される信号ラインの接続形態を示す概略図であり、図２は主に電力の供給が行われる給電ラインの接続形態を示す概略図である。
【００２８】
グロー放電発光分析装置１は、被分析材である試料Ｓに対してグロー放電を発生させるグロー放電管２、グロー放電管２へ高周波電力を供給する電源部３、測定に必要なガスをグロー放電管２に供給するガス供給部６、グロー放電管２から出射される光Ｌを分光する分光器７、試料Ｓの成分分析に係る演算及び各部３、６・・・に対する制御等を行う分析制御部８、並びに分光器７の内部に収納されて分光された光の検出を行う複数の光電子増倍管（光検出器に相当）２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・へ高電圧を印加して検出感度の自動調整等を行う検出処理部２５を備える。
【００２９】
なお、電源部３は交流電源ＡＣ（本実施形態では２２０Ｖ）に接続されて高周波電力を生成するジェネレータ４（電源装置に相当）及びマッチングボックス５で構成されている。
また、分析制御部８は本実施形態ではコンピュータを用いており、本発明に係る各種処理を行う第１基板１６及び第２基板１７を取り付けている。さらに、検出処理部２５は内部に印加制御部２６、高電圧印加部２７、フィードバック制御部２８、及びスイッチング電源部２９を具備している。
【００３０】
先ず、図１に基づいてグロー放電発光分析装置１中の信号ラインを形成する各部３、４、５・・・の接続形態を説明する。分析制御部８に取り付けられた第２基板１７は、第１信号線Ｄ１により電源部３のジェネレータ４と接続されると共に、以下、第２基板１７は第２信号線Ｄ２により電源部３のマッチングボックス５と接続され、第３信号線Ｄ３によりガス供給部６と接続され、第４信号線Ｄ４により検出処理部２５の印加制御部２６と接続されている。また、検出処理部２５の印加制御部２６は第５信号線Ｄ５により電源部３のジェネレータ３と接続されると共に、内部信号線となる第６信号線Ｄ６で高電圧印加部２７とも接続されている。
【００３１】
さらに、分析制御部８に取り付けられた第１基板１６は、第７信号線Ｄ７により検出処理部２５の高電圧印加部２７と接続されると共に、第８信号線Ｄ８によりフィードバック制御部２８と接続されている。さらにまた、フィードバック制御部２８は、内部信号線となる第９信号線Ｄ９で高電圧印加部２７と接続されると共に、検出信号線ｄ１、ｄ２、ｄ３・・・等を束ねた第１０信号線Ｄ１０で複数の光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・と接続されている。
【００３２】
また、図２に基づいてグロー放電発光分析装置１中の給電ラインを形成する各部３、４、５・・・の接続形態を説明する。給電元となる交流電源ＡＣには第１給電線Ｖ１を介してジェネレータ４が接続されており、ジェネレータ４は第２給電線Ｖ２によりマッチングボックス５と接続されており、マッチングボックス５は第３給電線Ｖ３により試料Ｓへ給電による電圧印加を行うための試料押圧部材９と接続されている。また、給電元の交流電源ＡＣには第４給電線Ｖ４により検出処理部２５のスイッチング電源部２９と接続されている。
【００３３】
スイッチング電源部２９は、第５給電線Ｖ５により分析制御部８の第２基板１７と接続され、第２基板１７は第６給電線Ｖ６により検出処理部２５の印加制御部２６に接続されている。さらにスイッチング電源部２９は、第７給電線Ｖ７により分析制御部８の第１基板１６と接続され、第１基板１６は第８給電線Ｖ８により検出処理部２５の高電圧印加部２７と接続されると共に、第９給電線Ｖ９により検出処理部２５のフィードバック制御部２８と接続されている。さらにまた、高電圧印加部２７は複数の電圧印加線ｖ１、ｖ２、ｖ３・・・より構成される第１０給電線Ｖ１０により複数の光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・と接続されている。
【００３４】
次に、グロー放電発光分析装置１を構成する各部２、３・・・を個々に説明する。先ず図３に示すグロー放電管２は、内部に貫通孔１０ａを形成したランプボディ１０に、絶縁材１１を介在させて、陽極１２及びセラミックス１３を押圧ブロック１４で固定している。貫通孔１０ａは、ランプボディ１０の周囲側方から穿設された複数の真空引き孔１０ｂ、１０ｃ及びガス供給孔１０ｄと連通しており、分光器７側の端部にはスパッタリングに伴う光が通過する集光レンズ１５が取り付けられている。
【００３５】
グロー放電管２に取り付けられる陽極１２は突出する筒部１２ａを有し、この筒部１２ａはセラミックス１３の中心孔１３ａに挿通され、ガス供給孔１０ｄより供給された不活性ガスが貫通孔１０ａ及び筒部１２ａの内部を通過して、セラミックス１３の端面１３ｂに位置する試料Ｓへ向かうようにしている。試料Ｓは試料押圧部材９で押圧された状態でセラミックス１３に取り付けられている。また、試料押圧部材９は電圧印加電極も兼ねており、電源部３から第３給電線Ｖ３を通じて供給される高周波電力の電圧を陽極１２との間で試料Ｓに印加して試料Ｓへの給電を行う。
【００３６】
図４に示す電源部３のジェネレータ４は、高周波電力生成部４ａ、制御部４ｂ及び電力計測部４ｃを内部に有している。高周波電力生成部４ａは交流電源ＡＣと接続されて図５（ａ）に示す電圧が正（＋）及び負（−）に変化する交流電圧（高周波電圧）に係る高周波電力を生成するものであり、第１内部接続線４ｄにより制御部４ｂと接続され、制御部４ｂの制御により高周波電力の出力形態及び電力値等を調整する。なお、本実施形態の高周波電力生成部４ａは１３．５６ＭＨｚの高周波電圧に係る電力を生成する。
【００３７】
制御部４ｂはＩＣ（集積回路）で構成されており、第１信号線Ｄ１を通じて分析制御部８の第２基板１７から出力される信号に基づき試料Ｓへの給電を連続的に行うか断続的に行うかを判断し、判断結果に基づき高周波電力生成部４ａで生成された高周波電力を連続的な出力形態又は断続的な出力形態のいずれかでジェネレータ４から出力する制御を行っている。
【００３８】
一つ目の出力形態は、分析開始から分析終了まで連続的に給電を行うパターン（以降、連続給電モードと称す）である。二つ目の出力形態は、図５（ｂ）に示すように、電力供給（給電）及び電力供給停止（給電断）を交互にパルス的にＩＣで切り替えを行うことにより断続的に高周波電力を供給するパターン（以降、断続給電モードと称す）である。よって、断続給電モードでは、図５（ａ）に示す高周波電圧の電力が、図５（ｂ）において棒状に突出する給電時間Ｔ１の間だけジェネレータ４から出力される。
【００３９】
また、制御部４ｂは断続給電モードでは、第２基板１７からの指示により、断続給電中の単位秒間（１秒間）当たりの給電回数である給電周波数を約３０Ｈｚ〜３０００Ｈｚの範囲で調節可能にしている。さらに、制御部４ｂは断続給電モードでは、断続給電中のデューティー比の値設定も行い、具体的には、図５（ｂ）に示す断続給電中で１回分の給電及び給電断に係る時間Ｔ２と１回分の給電時間Ｔ１と比の時間（Ｔ１／Ｔ２、デューティー比）を第２基板１７からの指示により調節する。このような調整により断続給電モードでは、設定された給電周波数及びデューティー比でジェネレータ４から断続的な給電が行われる。
【００４０】
また、断続給電モードでは給電周波数の調節により１秒間当たり３０〜３００００回、給電及び給電断が交互に繰り返されるので、ジェネレータ４の制御部４ｂでスパッタリングによる試料Ｓのインピーダンス値の変動に対応する調整を行うようにしている。具体的に制御部４ｂは、後述する電力計測部４ｃから伝送される電力の出力値Ｐｆ及び反射値Ｐｒとの差を演算し、演算された差に基づき高周波電力生成部４ａで生成された高周波電力の試料Ｓへ給電される進行波の電力値（出力値Ｐｆ）を変更する。この際、制御部４ｂは内蔵するＩＣでソフト的に演算された差（Ｐｆ−Ｐｒ）が一定となるように出力値Ｐｆを調整し、本実施形態では演算された差（Ｐｆ−Ｐｒ）が分析制御部８の第２基板１７から送られる基準電力値と同等となるように制御している。
【００４１】
このように制御部４ｂがソフト的に出力値Ｐｆの調整を行うことで、断続給電モードであってもスパッタリングによる試料Ｓのインピーダンス値の変動に対応して適切な給電を行える。なお、制御部４ｂが試料Ｓのインピーダンス値の変動に対応した調整を行うのは断続給電モードの場合であり、連続給電モードでは電源部３のマッチングボックス５が調整を行う。
【００４２】
さらに、制御部４ｂは、断続給電モードでは、図５（ｂ）に示す断続給電中の給電及び給電断の時期を表す同期信号を生成し、この同期信号を第５信号線Ｄ５を通じて検出処理部２５の印加制御部２６へ出力する処理も行う。
【００４３】
また、ジェネレータ４の電力計測部４ｃは、第２及び第３内部接続線４ｅ、４ｆにより制御部４ｂ、高周波電力生成部４ａと接続され、高周波電力生成部４ａで生成されて試料押圧部材９へ向かう高周波電力の進行波の出力値Ｐｆを検出すると共に、試料Ｓで反射して戻ってくる反射波の電力値（反射値Ｐｒ）を検出する。電力計測部４ｃは、制御部４ｂが行う上述した試料Ｓのインピーダンス値の変動に対する調整のため、検出した出力値Ｐｆ及び反射値Ｐｒを制御部４ｂへ伝送する。
【００４４】
図６に示す電源部３のマッチングボックス５は、連続給電モードでジェネレータ４により生成された高周波電力の出力形態を調整する可変コンデンサ５ａ、可変コンデンサ５ａの電気容量を調整するモータ５ｂ、モータ５ｂの駆動等の制御を行うコンデンサ制御部５ｃを備える。可変コンデンサ５ａはモータ５ｂの駆動に応じて自身の電気容量を変更可能であり、変更によりモジュール及びフェーズを調節する。コンデンサ制御部５ｃは、第２信号線Ｄ２により分析制御部８の第２基板１７と接続され、第２基板１７から伝送される断続給電モードに設定されていることを伝える通知信号に基づいてモータ５ｂの駆動を制御する。
【００４５】
具体的には、コンデンサ制御部５ｃが断続給電モードの通知信号を受け付けた場合、可変コンデンサ５ａの電気容量を一定に固定するようにモータ５ｂを一定の状態に維持する制御を行い、断続給電モードの通知信号を受け付けない場合、即ち、連続給電モードが設定されているとき、試料Ｓからの反射値Ｐｒが最小となるようにモータ５ｂの駆動を制御して可変コンデンサ５ａの電気容量を変更する。よって、連続給電モードでは、試料Ｓのインピーダンス値の変動にマッチングボックス５で対処している。
【００４６】
また、図１、２に示すガス供給部６は、アルゴンガスのような不活性ガス又は不活性ガスの混合ガス等を充填したボンベ（図示せず）と接続されると共に、ガス供給パイプＰでグロー放電管２のランプボディ１０に形成したガス供給孔１０ｄと接続されており、内部には不活性ガスの供給制御を行う電磁弁（図示せず）を具備し、第３信号線Ｄ３から送られる指示に基づき電磁弁を作動し、グロー放電管２へガス供給を行う。なお、図１、２では示していないが、グロー放電発光分析装置１はガス供給部６からのガス供給前にグロー放電管２の内部の空気を吸引して真空にする真空引き装置を備えている。
【００４７】
図１、２に示すグロー放電管２の集光レンズ１５から出射される光Ｌを測定する分光器７は、光Ｌを通過させる第１スリット７ａ、第１スリット７ａを通過した光Ｌを分光する回折格子７ｂ、各測定対象成分に相当する波長に分光された光を通過させる第２スリット７ｃ、及び、第２スリット７ｃを通過した光の強度を検出する複数の光電子増倍管（フォトマルチプレクサ）２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・を備えている。光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・の個数は、回折格子７ｂの分光レベルに対応しており、本実施形態では４８個の光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・が設けられている。
【００４８】
光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・は、印加される電圧値に応じて検出感度が可変となっており、印加する電圧値が高くなると検出感度も上昇し、印加する電圧感度が低くなると検出感度も低下する。なお、光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・は、光を検出した場合、検出感度に応じて増幅した検出信号を検出処理部２５へ第１０信号線Ｄ１０を通じて出力する。
【００４９】
次に、検出処理部２５を説明する。検出処理部２５は本発明の主要な処理を行うものであり、各給電モードにおいて光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・の検出感度を最適に自動調整する処理を行う。なお、検出処理部２５は光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・が出力する検出信号を中継して分析制御部８の第１基板１６へ送る処理も行っている。
【００５０】
検出処理部２５の印加制御部２６は、断続給電モードにおいて高電圧印加部２７が出力する電圧の値を制御するものであり、第５信号線Ｄ５を通じてジェネレータ４から同期信号を取得すると共に、第４信号線Ｄ４を通じて分析制御部８で設定された周波数及びデューティー比の値を取得し、この取得した内容に基づき制御を行う。
【００５１】
即ち、印加制御部２６はジェネレータ４からの同期信号に基づきタイミングに係る制御を行い、具体的には断続給電中の給電毎のタイミングに合わせて高電圧印加部２７が検出感度自動調整用の電圧印加を行うと共に、給電断毎のタイミングに合わせて高電圧印加部２７が検出感度の自動調整を停止して非検出用電圧を印加する制御を行う。
【００５２】
また、印加制御部２６は分析制御部８からの周波数及びデューティー比の値に基づいて時間的な制御を行い、具体的には、図５（ｂ）に示す給電時間Ｔ１の間、検出感度自動調整用の電圧を印加するように高電圧印加部２７を制御し、時間Ｔ２から給電時間Ｔ１を引いた時間の間、検出感度の自動調整を停止して非検出用電圧を印加するように高電圧印加部２７を制御する。なお、印加制御部２６は第６信号線Ｄ６を通じて高電圧印加部２７へ制御信号を送ることで上述した制御を行う。また、印加制御部２６は、連続給電モードでは特に高電圧印加部２７に対する制御処理を行わない。
【００５３】
検出処理部２５の高電圧印加部２７は、図２に示すように第１０給電線Ｖ１０に含まれる各電圧印加線ｖ１、ｖ２、ｖ３・・・を通じて光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・へ電圧を印可する処理を行っており、第１基板１６から第８給電線Ｖ８を通じて受電した電力に基づき所定値の直流電圧を生成して印可処理を行い、制御指示に基づき電圧印加を停止することも可能にしている。高電圧印加部２７は、０Ｖ〜１０００Ｖの範囲で印加電圧値を変更可能であり、断続給電モードに応じた電圧印加は印加制御部２６からの制御信号に基づき行っており、両モードに共通である検出感度の自動調整用の電圧印加状態に係る変更は、フィードバック制御部２８からのフィードバック信号に基づき行っている。
【００５４】
具体的に高電圧印加部２７は、断続給電モードでは印加制御部２６の制御により給電時間Ｔ１（図５（ｂ）参照）で検出感度の自動調整用の電圧変更を行うことを認識し、その認識した給電時間Ｔ１の間、フィードバック制御部２８の制御に基づき１Ｖ（下限）を越える範囲で電圧値を調整して電圧印加を行う。また、断続給電モードの給電断時間（Ｔ２−Ｔ１の時間）では、非検出用電圧範囲として０Ｖ以上２００Ｖ以下の電圧を印加するようにしており、本実施形態では、光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・の電圧値変動に係る負荷を考慮して、１００Ｖの非検出用電圧を印加する。
【００５５】
なお、フィードバック制御部２８の制御による電圧値の調整として、高電圧値印加部２７は、フィードバック制御部２８から電圧値を所定の値だけ上昇させる指示を受けると、その指示に従い電圧値を高めて電圧印加を行い、電圧値を所定の値だけ低下させる指示を受けると、その指示に従い電圧値を低くして電圧印加を行う。
【００５６】
また、検出処理部２５のフィードバック制御部２８は、図１に示す複数の検出信号線ｄ１、ｄ２、ｄ３・・・等で構成される第１０信号線Ｄ１０を通じて各光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・から出力される検出信号を受け付けて、その検出信号に応じてフィードバック信号を生成し、そのフィードバック信号を第９信号線Ｄ９を通じて高電圧印加部２７へ出力する。
【００５７】
フィードバック制御部２８は、フィードバック信号の生成を行うために所定の閾値を記憶し、各光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・から出力される検出信号が閾値より低い場合、所定の値だけ電圧値を上昇させる指示を含むフィードバック信号を生成し、また、検出信号が閾値より高い場合、所定の値だけ電圧値を低下させる指示を含むフィードバック信号を生成する。このようにフィードバック制御部２８がフィードバック信号を高電圧印加部２７へ出力することで、各光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・へ印加する電圧値をリアルタイムに変更でき、それに伴い検出感度を自動的に調整して試料の元素プロファイルを一括で測定できる。なお、フィードバック制御部２８は、受け付けた検出信号を第８信号線Ｄ８を通じて第１基板１６へ伝送している。
【００５８】
検出処理部２５のスイッチング電源部２９は、第４給電線Ｖ４を通じて交流電源ＡＣから供給される２２０Ｖの電圧を所定値の直流電圧に変換する処理を行い、変換した直流電圧を第５給電線Ｖ５を通じて第２基板１７へ供給すると共に、第７給電線Ｖ７を通じて第１基板１６へ供給する。なお、第２基板１７は供給された直流電圧を第６給電線Ｖ６を通じて印加制御部２６へ供給し、第１基板１６は供給された直流電圧を第８給電線Ｖ８を通じて高電圧印加部２７へ供給すると共に第９給電線Ｖ９を通じてフィードバック制御部２８へ供給し、検出処理部２５の各部２６、２７、２８を作動できるようにしている。
【００５９】
次に、分析制御部８は、図１、２に示すように第１基板１６及び第２基板１７を内部バス８ａでＣＰＵ８ｂ、ハードディスク８ｃ、及び処理に伴うデータ等を一次的に記憶するメモリ８ｄに夫々接続している。なお、内部バス８ａにはモニタ接続線Ｍ１を介してモニタ装置８ｅが接続されており、また、第２基板１７には図示していない真空引き装置も接続されている。
【００６０】
第１基板１６は、図１に示すように第８信号線Ｄ８で各光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・からの検出信号を受け取ると共に、図２に示すように第７給電線Ｖ７から受け取る電力（直流電圧）を第８給電線Ｖ８及び第９給電線Ｖ９を通じて高電圧印加部２７及びフィードバック制御部２８へ分配供給している。なお、第１基板１６は第７信号線Ｄ７で高電圧印加部２７と信号を送受可能にしている。
【００６１】
また、第２基板１７は連続給電モード用の回路部及び断続給電モード用の回路部等を含む回路基板であり、ＣＰＵ８ｂの制御により設定されたいずれかのモードが第２基板１７へ伝送されると、伝送されたモードに対応する回路部が作動し、作動した回路部による処理でモード切替の指示信号をジェネレータ４及び印加制御部２６へ出力する。第２基板１７は断続給電モードにおいて、分析制御部８で設定された給電周波数及びデューティー比等のパラメータが断続給電モード用の回路部に伝送されるようになっており、断続給電モード用の回路部は、伝送された内容を１つにした指示信号を生成し、この指示信号を第１信号線Ｄ４でジェネレータ４へ指示信号として出力すると共に、第４信号線Ｄ４で検出処理部２５の印加制御部２６へ出力する。
【００６２】
さらに、第２基板１７は、断続給電モードを通知するマニュアル・アダプテーションと云う通知信号を第２信号線Ｄ２でマッチングボックス５へ出力する処理も行う。なお、パラメータには、高周波電力のピーク電力値、変動するインピーダンス値に対応した調整に用いられる基準電力値（基準値）等がある。また、第２基板１７はガス供給部６及び真空引き装置に対する制御に係る指示を各モードに関係なく同様に出力し、第５給電線Ｖ５から受け取る電力（直流電圧）を第６給電線Ｖ６を通じて印加制御部２６へ供給する。
【００６３】
ＣＰＵ８ｂは、ハードディスク８ｃに記憶された制御用のプログラムに基づいて各種処理を行う。例えば、ユーザによる連続給電モード又は断続給電モードのいずれかの設定を受け付けて、設定されたモードに対応する第２基板１７の各回路部を作動させる処理を行う。また、ＣＰＵ８ｂは、ハードディスク８ｃに記憶された測定値分析用のプログラムに従い、第８信号線Ｄ８から伝送された検出信号に基づき試料Ｓの成分の濃度等に係る分析を行う。なお、ＣＰＵ８ｂはユーザによる基準時間の設定を受け付けて、基準時間と分析時間とを比較しながら測定するタイマ機能のような各種機能も具備している。
【００６４】
ハードディスク８ｃは記憶部として、上述した各種プログラムに加えてユーザにより設定された基準電力値（基準値）のような各種パラメータを記憶すると共に測定値及び分析値に係る各種データも記憶する。
【００６５】
ハードディスク８ｃに記憶される制御用のプログラムは、起動すると図７に示すような設定画面３０をモニタ装置８ｅに出力して表示させる処理を規定している。ユーザは表示された設定画面３０に基づいてモード選択、周波数（給電周波数）設定、デューティー比設定をコンピュータ本体に接続されたマウス及びキーボードを用いて行うことになる。なお、制御用のプログラムは、図７の設定画面３０以外にも、ガス供給部６のガス供給圧、高周波電力のピーク電力値、分析に係る基準時間、基準電力値等の各種パラメータの設定等に係る画面表示も行う。
【００６６】
また、制御用のプログラムは、設定画面３０に基づき連続給電モードの設定を受け付けた場合、設定内容で分析時間の給電を行うように第２基板１７からジェネレータ４に指示信号を出力させるようにＣＰＵ８ｂの制御内容を規定している。さらに、制御用のプログラムは、断続給電モードの設定を受け付けた場合、設定内容を第２基板１７に伝送すると共に、断続給電モードに設定されたことを伝える通知信号を第２基板１７からマッチングボックス５へ出力させるようにＣＰＵ８ｂの制御内容を規定している。
【００６７】
なお、ハードディスク８ｃが記憶する測定値分析用のプログラムは、各光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・からの検出信号に含まれる内容（光の強度等）に基づき試料Ｓの成分分析をＣＰＵ８ｂに行わせる処理を規定し、また、分析結果を種々のグラフの形態でディスプレイ８ｅ等に出力する内容も規定している。
【００６８】
次に上述した構成のグロー放電発光分析装置１による分析に対する全体的な処理の流れを図８の第１フローチャートに基づいて説明する。
先ず、図７に示す設定画面３０等でモード並びに給電周波数、デューティー比及び分析時間等の各種パラメータを設定し（Ｓ１）、試料Ｓを図１〜３に示すようにグロー放電発光分析装置１のグロー放電管２にセットする（Ｓ２）。
【００６９】
その後、グロー放電管２の内部の真空引きを真空引き装置で行ってから、ガス供給部６より測定に必要な不活性ガス（アルゴンガス）を供給する（Ｓ３）。この状態で、設定されたモードに応じた給電が行われ、試料Ｓに対する分析が行われる（Ｓ４）。
【００７０】
この分析に係る処理は、先ずグロー放電管２に供給したアルゴンガスから生じたアルゴンイオンが試料Ｓの表面に衝突することでスパッタリングが起こり、試料Ｓの表面からイオンを含む粒子が飛び出す。次に、この粒子がプラズマ中で励起されてから基底状態に戻る際に元素固有の発光が生じる。さらに、この発光による光Ｌを分光器７で分光し、分光した各光の強度を各光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・検出し、この検出の結果（検出信号の内容）に基づき分析制御部８が分析を行う。分析制御部８は、深さ方向元素分析（定性分析）では、取得した測定値に基づき試料Ｓの各成分が表面からどのような深さで分布しているかを分析し、金属材料等に対する定量分析では、試料Ｓに含まれる元素の濃度を分析する。このように分析した結果を分析制御部８は外部に出力し（Ｓ５）、モニタ装置８ｅで分析結果の表示等を行う。
【００７１】
また、各種ゴム、合成樹脂、及び有機ポリマーのような有機物等の融点が低い材質を含む試料Ｓ、ガラス及びセラミックのような外力を受けると壊れやすい材質で形成される試料Ｓを分析する場合に、モード設定を断続給電モードへ切り替えた場合の分析制御部８での処理手順は、図９（ａ）に示す第２フローチャートのようになる。
【００７２】
先ず、分析制御部８が、ユーザの設定による断続給電モードへの切替を受け付けると（Ｓ１０）、第２基板１７へ断続給電モードに係る内容を伝送する（Ｓ１１）。この内容が伝送されることで、第２基板１７は断続給電モード用の回路部が作動し（Ｓ１２）、第２基板１７からジェネレータ４及び印加制御部２６へ断続給電モードで給電を行うことを指示する指示信号が出力される（Ｓ１３）。
【００７３】
前記指示信号を受け付けたジェネレータ４は、図５（ｂ）のグラフのように給電及び給電断を交互に繰り返した断続的な給電形態で高周波電力を出力すると共に、断続的な給電形態に係る同期信号を印加制御部２６へ出力する。また、第２基板１７８からの指示信号及びジェネレータ４からの同期信号を受け付けた印加制御部２６は、図１０に示すように、断続給電中の各給電時には検出感度の自動調整を行うように高電圧印加部２７を制御（検出感度自動調整オン）し、検出に適切な電圧（主に１００Ｖ超の電圧値）を印可すると共に、断続給電中の各給電断時には検出感度自動調整をオフして非検出用電圧（１００Ｖ）の直流電圧を印可するように高電圧印加部２７を制御する。
【００７４】
一方、図９（ｂ）に示す第３フローチャートは、断続給電モードに係る給電周波数及びデューティー比を変更する場合の分析制御部８での処理手順を示している。
先ず、分析制御部８が、図７に示す設定画面３０でユーザによる給電周波数及びデューティー比の変更を受け付けると（Ｓ１５）、第２基板１７へ変更された内容を伝送する（Ｓ１６）。この変更された内容が伝送されることで、第２基板１７の断続給電モード用の回路部が作動し（Ｓ１７）、第２基板１７からジェネレータ４及び印加制御部２６へ変更に係る指示信号が出力される（Ｓ１８）。
【００７５】
なお、前記指示信号を受け付けたジェネレータ４は、変更された給電周波数及びデューティー比で高周波電力を断続的に出力し、前記指示信号を受け付けた印加制御部２６は変更された内容に基づいて高電圧印加部２６の制御を行う。また、第３フローチャートの処理は、給電周波数又はデューティー比の一方のみが変更された場合も同様な手順になる。
【００７６】
図１１は、上述したような各種処理を行うグロー放電発光分析装置１を用いて、所定の給電周波数及びデューティー比を設定し、断続給電モードで図１６（ａ）に示す試料Ｓの分析を行った結果を示すグラフである。本発明では、断続給電中の各給電断時には検出感度の自動調整はオフして非検出用電圧を印加するので、検出感度は低いままで維持されバックグランドのノイズが殆ど検出されず、給電断時に何らかの元素が存在するような値を示さない。また、各給電時には、検出感度の自動調整が行われるので、試料Ｓに含まれる微量元素を確実に検出できると共に、試料Ｓの主成分が飽和して分析できなくなる事態も生じず、試料Ｓの元素プロファイルを一括でスムーズに得ることができる。
【００７７】
なお、本発明に係るグロー放電発光分析装置１は、上述した形態に限定されるものではなく、種々の変形例の適用が可能である。例えば、断続給電モードにおける断続給電中の各給電断時に印加する非検出用電圧としては、１００Ｖ以外にも０Ｖ以上２００Ｖ以下の範囲に含まれる所定の電圧値を設定してもよい。なお、０Ｖに設定した場合は、給電断時には各光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・に電圧が印加されなくなるので、電圧印加のオンオフに耐性を有する光電子増倍管を用いることが重要となる。
【００７８】
また、分析制御部８に取り付けられた第２基板１７が第４信号線Ｄ４を通じて給電周波数及びデューティー比の両方を印加制御部２６へ通知する以外に、給電周波数又はデューティー比のいずれか一方を印加制御部２６へ通知して、処理対象の要素数を減少させて第２基板１７及び印加制御部２６の処理負担を低減させてもよい。なお、デューティーに係る値としては、デューティー比以外にも、デューティーサイクルの時間（図５（ｂ）のＴ２−Ｔ１の時間）を用いてもよい。さらに、印加制御部２６が受け付ける同期信号は、分析制御部８が所定のクロックに基づき同期信号を生成し、この同期信号をジェネレータ４及び印加制御部２６へ出力するような構成にすることも可能であり、この場合はジェネレータ４の処理負担を低減できる。
【００７９】
さらにまた、検出処理部２５は、高電圧印加部２７及びスイッチング電源部２９を一体化すると共に、印加制御部２６及びフィードバック制御部２８を交流電圧で作動する基板的な形態にして、図２に示す第５給電線Ｖ５〜第９給電線Ｖ９を交流電圧ラインにしてもよい。検出処理部２５の給電ラインを上述した構成にすることで、給電ラインの効率化を図れる。
【００８０】
さらに、本発明に係る断続給電モードにおける給電及び給電断時で、各光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・へ印加する電圧値を変更することは、上述した検出感度の自動調整機能を有するグロー放電発光分析装置１以外に自動調整機能を有しないグロー放電発光分析装置にも適用可能である。この自動調整機能を有しないグロー放電発光分析装置は、図１、２に示す検出処理部２５でフィードバック制御部２８を省略してフィードバック系のラインを削除すると共に各光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・からの検出信号を第１基板１６へ直接的に入力し、高電圧印加部２７は印加制御部２６の制御に従い断続給電中の各給電時にはユーザにより手動設定された設定電圧値を印加し、断続給電中の各給電断時には設定電圧値に比べて低い電圧値（例えば０Ｖ〜２００Ｖ範囲に含まれる値）で電圧印加を行うようにする。
【００８１】
上述した構成の自動調整機能を有しないグロー放電発光分析装置は、印加制御部２６の制御に従い高電圧印加部２７が各光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・に対する印加電圧値を変更するので、断続給電中に給電断時にバックグランドの光（ノイズ）が過度に検出されるような事態を防止して良好な試料分析の結果を得ることができる。
【００８２】
また、図１、２等のグロー放電発光分析装置１及び検出感度の自動調整機能を有しないグロー放電発光分析装置における断続給電モードでは、図５（ｂ）の給電形態以外に図１２〜１４に示す給電形態の適用も可能である。
【００８３】
図１２の給電形態は、分析開始から終了に至る全分析時間Ｚを、分析開始側の時間帯をとなる第１分析時間ｚ１と分析終了側の時間帯となる第２分析時間ｚ２とに区分けし、第１分析時間ｚ１と第２分析時間ｚ２とでデューティー比を相違させたものである。この場合、第１分析時間ｚ１では図５（ｂ）と同様のデューティー比（Ｔ１／Ｔ２）であるが、第２分析時間ｚ２では１回の給電時間をＴ１′（Ｔ１′＜Ｔ１）にしてデューティー比（Ｔ１′／Ｔ２）を第１分析時間ｚ１より小さくしている。
【００８４】
その結果、第２分析時間ｚ２では、第１分析時間ｚ１に比べて給電による負荷及びスパッタリングの威力が低減されており、複数の材質を積層させると共に深層となる層の材質が表層に比べて破壊されやすい試料に対し好適な給電形態を確保できる。
【００８５】
図１３の給電形態は、全分析時間Ｚ中の第２分析時間ｚ２に第１分析時間ｚ１より大きい給電周波数を設定したものであり、第２分析時間ｚ２の１回の給電及び給電停止を合わせた時間Ｔ２′は第１分析時間ｚ１における時間Ｔ２より短くなっている。このように給電周波数を時間帯毎に相違することで、各時間帯毎に給電による負荷及びスパッタリングの威力の程度も相違し、分析対象の試料に応じて詳細な設定が可能になると共に、材質毎に元素が検出しやすくなる給電周波数も相違するため、複数層の材質を有する試料Ｓに対しては給電周波数の調整により各層の材質毎に一段と効率的な分析も可能になる。
【００８６】
図１４の給電形態は、全分析時間Ｚ中の第２分析時間ｚ２に第１分析時間ｚ１の基準電力値Ｐ２よりも大きい基準電力値Ｐ３を設定したものである。このように基準電力値を時間帯毎に相違することで、時間帯毎の給電による負荷及びスパッタリングの威力の程度も異なり、分析対象の試料に応じた給電条件を確保できるようになる。なお、この電力値の時間帯毎に相違した設定は、複数の材質を積層させた試料に好適である。
【００８７】
図１２〜１４に示すような給電形態を実現するには、分析制御部８で分析時間を区分けする時間帯の個数、各時間帯が占める時間及び時間帯毎のデューティー比等の設定を図７に示すような設定画面３０で受け付け可能にして、第２基板１７からこれらの設定内容を１つにした指示信号をジェネレータ４及び印加制御部２６へ伝送する構成が必要となる。
【００８８】
また、バックグランドの不安定要素を確実に排除するため、グロー放電管２から出射されて各光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・へ向かう光Ｌの光路中に、光路を遮光する遮光部材を開閉移動可能に配置してもよい。
【００８９】
図１５（ａ）は、板状の遮光部材４０を分光器７内部のグロー放電管２に対向する箇所に配置した形態を示している。遮光部材４０は一方の端部４０ａを回転中心として回動可能に取り付けてあり、この端部４０ａにモータ４２のモータ軸４１を連結し、モータ４２の駆動により図中の矢印方向に遮光部材４０を回動する。また、モータ４２は図示しないモータドライバにより制御されており、このモータドライバは印加制御部２６により断続給電中の各給電時には遮光部材４０が光路Ｌを開放する一方、各給電断時には遮光部材４０が光路Ｌを遮光するようにモータ４２の駆動を制御する。このような制御処理により、各給電断時には、バックグランドのノイズが各光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・に到達しなくなり、検出信号に含まれるノイズ成分を大幅に削減させて良好な分析結果を得る。
【００９０】
なお、遮光部材４０の開閉形態は回動以外にも直動的な移動を適用することが可能であり、また、図１５（ｂ）に示すように第１スリット７ａに遮蔽部材４５を設けて、端部４５ａを回転中心にしてモータ４７のモータ軸４６で駆動回転させてもよい。さらに、図１５（ｃ）に示すように各光電子増倍管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・毎に直動開閉可能な遮光部材５０を設け、遮光部材５０のラック部５０ａにモータ５２のモータ軸に取り付けたピニオンギア５２を歯合させ、モータ５２の回転により遮光部材５０を開閉する構成も適用可能である。
【００９１】
なお、このような図１５（ａ）〜（ｃ）に示す構成は、図１、２等のグロー放電発光分析装置１及び検出感度の自動調整機能を有しないグロー放電発光分析装置の両方に適用可能であり、特に、検出感度の自動調整機能を有しないグロー放電発光分析装置に適用した場合は、バックグランドのノイズの到来が遮光されることから、断続給電中の給電断時での電圧調整処理を省略しても、一定精度の分析結果を得ることが可能となり好適である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施形態に係るグロー放電発光分析装置の全体的な構成と、信号ラインの接続形態を主に示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係るグロー放電発光分析装置の全体的な構成と、給電ラインの接続形態を主に示す概略図である。
【図３】グロー放電管の概略断面図である。
【図４】ジェネレータの内部構成を示すブロック図である。
【図５】（ａ）はジェネレータにより生成される高周波電圧を示すグラフであり、（ｂ）は断続給電モードでのジェネレータからの給電形態を示すグラフである。
【図６】マッチングボックスの内部構成を示すブロック図である。
【図７】モード選択及び周波数等の設定に係る設定画面の概略図である。
【図８】グロー放電発光分析装置の全体的な処理手順を示す第１フローチャートである。
【図９】（ａ）は断続給電モードへの切替に係る処理手順を示す第２フローチャートであり、（ｂ）はパラメータの変更に係る処理手順を示す第３フローチャートである。
【図１０】本発明のグロー放電発光分析方法に係る断続給電中の検出感度の自動調整機能の作動状況を示すタイムチャートである。
【図１１】本発明のグロー放電発光分析装置を用いて試料を分析した結果を示すグラフである。
【図１２】時間帯毎にデューティー比を相違させた給電形態を示すグラフである。
【図１３】時間帯毎に給電周波数を相違させた給電形態を示すグラフである。
【図１４】時間帯毎に基準電力値を相違させた給電形態を示すグラフである。
【図１５】（ａ）はグロー放電管に対向して遮光部材を設けた場合の概略図、（ｂ）は第１スリットに遮光部材を設けた場合の概略図、（ｃ）は各光電子増倍管毎に遮光部材を設けた場合の概略図である。
【図１６】（ａ）は、分析対象となる試料の一例の構成を示す概略図であり、（ｂ）は断続給電モードで検出感度の自動調整機能を作動させた場合の分析結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９３】
１  グロー放電発光分析装置
２  グロー放電管
３  電源部
４  ジェネレータ
５  マッチングボックス
７  分光器
８  分析制御部
１６  第１基板
１７  第２基板
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・  光電子増倍管
２５  検出処理部
２６  印加制御部
２７  高電圧印加部
２８  フィードバック制御部
２９  スイッチング電源部
４０、４５、５０  遮光部材
Ｄ１〜Ｄ１０  第１信号線〜第１０信号線
Ｖ１〜Ｖ１０  第１給電線〜第１０給電線
Ｓ  試料
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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