(57)【要約】【課題】１つの駆動機構で質量分析部の筐体内の真空を落とさずにサンプリングコーン等のメンテナンスが可能なＩＣＰ質量分析装置を提供する。【解決手段】プラズマイオン源１０でイオン化された試料を質量分析部３０に導くサンプリング部２０と、質量分析部３０の筐体３１ａ内と高真空排気流路３６ｂを介して連結された高真空ポンプ３６ａと、サンプリング部２０の筐体内と低真空排気流路３８ｂを介して連結された低真空ポンプ３８ｂとを備えるＩＣＰ質量分析装置１であって、サンプリング部２０の筐体内と質量分析部３０の筐体３１ａ内とを遮断する板形状の高真空シャッタ６１と、サンプリング部２０の筐体内と低真空排気流路３８ｂ内とを遮断する板形状の低真空シャッタ６２と、高真空シャッタ６１と低真空シャッタ６２とを連結する連結部６４と、連結部６４を移動させる駆動機構６３と、駆動機構６３を制御する制御部を備える。【選択図】図１４
2015195112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料をプラズマによりイオン化するプラズマイオン源と、
質量分析部と、
前記プラズマイオン源でイオン化された試料を前記質量分析部に導くためのサンプリング部と、
前記質量分析部の筐体内と高真空排気流路を介して連結された高真空ポンプと、
前記サンプリング部の筐体内と低真空排気流路を介して連結された低真空ポンプとを備え、
前記サンプリング部の筐体にサンプリングコーンとスキマーコーンとエキストラクタ電極とが軸方向にこの順で取付けられ、かつ、取外し可能となっているＩＣＰ質量分析装置であって、
前記サンプリング部の筐体内と前記質量分析部の筐体内とを遮断するための板形状の高真空シャッタと、
前記サンプリング部の筐体内と前記低真空排気流路内とを遮断するための板形状の低真空シャッタと、
前記高真空シャッタと前記低真空シャッタとを連結する連結部と、
前記連結部を移動させる駆動機構と、
前記駆動機構を制御する制御部とを備えることを特徴とするＩＣＰ質量分析装置。
【請求項２】
前記制御部は、サンプリングコーンとスキマーコーンとエキストラクタ電極とがメンテナンスされて取付けられた後には、前記サンプリング部の筐体内と前記低真空排気流路内とを開通させた後、前記サンプリング部の筐体内と前記質量分析部の筐体内とを開通させるように、前記高真空シャッタと前記低真空シャッタとを移動させることを特徴とする請求項１に記載のＩＣＰ質量分析装置。
【請求項３】
前記サンプリング部は、サンプリングコーンとスキマーコーンとエキストラクタ電極とが取付けられた状態で、前記質量分析部から取外され、かつ、前記質量分析部に取付けられる構造となっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＩＣＰ質量分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣＰ質量分析装置に関し、特に、高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）をイオン源とするＩＣＰ質量分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣＰ質量分析装置は、現在、高感度の元素分析を行うことのできる装置として注目されている。図１０は、従来のＩＣＰ質量分析装置の一例を示す概略構成図である。また、図１１は、図１０に示すＩＣＰ質量分析装置の外観を示す斜視図であり、図１２は、図１１に示すＡの拡大斜視図である。なお、地面に水平な一方向をＸ方向（軸方向）とし、地面に水平でＸ方向と垂直な方向をＹ方向とし、Ｘ方向とＹ方向とに垂直な方向をＺ方向とする。
ＩＣＰ質量分析装置１０１は、プラズマトーチ（プラズマイオン源）１０と、プラズマトーチ１０の前方（Ｘ方向）に配置されたサンプリング部１２０と、サンプリング部１２０に隣接して配置された質量分析部１３０と、ロータリーポンプ（低真空ポンプ）３８ａと、ターボ分子ポンプ（高真空ポンプ）３６ａ、３７ａと、サンプリング部１２０に接続された電源４２及び冷却溶媒供給源４１と、プラズマトーチ１０に連結されたガス供給源４３と、ＩＣＰ質量分析装置１０１全体の制御を行う制御部（図示せず）とを備える（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
プラズマトーチ１０は、円筒形状のガラス製の試料ガス管（図示せず）と、試料ガス管の外周面を、空間を空けて覆う円筒形状のガラス製のプラズマ用ガス管（図示せず）と、プラズマ用ガス管の外周面を、空間を空けて覆う円筒形状のガラス製のクーラントガス管１１と、クーラントガス管１１の外周面の先端部分に２〜４ターン巻き付けられた高周波誘導コイル１２と、ガス入口１３とを備える。そして、ガス入口１３は、ガス供給源４３と連結されており、アルゴンガスが供給されるようになっている。
【０００４】
サンプリング部１２０は、アルミニウムや銅製のブロック状（例えば１３ｃｍ×９ｃｍ×２．５ｃｍ）の筐体１２１を有し、プラズマトーチ１０側から（Ｘ方向に向かって）順にサンプリングコーン１５１とスキマーコーン１５２とエキストラクタ電極１５３とが配置されている。
筐体１２１の壁内には、冷却水を流通させる冷却溶媒用流路（図示せず）が形成されており、冷却溶媒供給源４１と冷却溶媒用流路の出入口とが連結されている。これにより、筐体１２１が冷却水で冷却されるようになっている。また、筐体１２１の壁には、ゲートバルブ３８ｃとそれを駆動するための空圧切替バルブ（駆動機構；図示せず）とを有する低真空排気流路３８ｂが形成されており、ロータリーポンプ３８ａと連結されている。これにより、筐体１２１内がロータリーポンプ３８ａによって低真空状態（例えば１５０〜２００Ｐａ）となるようになっている。
【０００５】
サンプリングコーン１５１は、円板体（例えば直径６ｃｍ）と、円板体の中央に形成された円錐形部とを有した金属体であり、円錐形部の中央に円形状の開口１５１ａが形成されている。サンプリングコーン１５１の開口１５１ａは、イオン進行方向（Ｘ方向）に対して徐々に広がるような形状となっている。そして、サンプリングコーン１５１は、筐体１２１のプラズマトーチ１０側の側壁と２本のネジ１５１ｂを用いて取付け取外し可能となっている。
【０００６】
スキマーコーン１５２は、円板体（例えば直径３ｃｍ）と、円板体の中央に形成された円錐形部とを有した金属体であり、円錐形部の中央に円形状の開口１５２ａが形成されている。スキマーコーン１５２の開口１５２ａは、イオン進行方向（Ｘ方向）に対して徐々に広がるような形状となっている。そして、スキマーコーン１５２は、筐体１２１の内部とネジ（図示せず）を用いて取付け取外し可能となっている。
【０００７】
エキストラクタ電極１５３は、円板体（例えば直径５ｃｍ）と、円板体の中央に形成された円筒形部１５３ａとを有した金属体である。エキストラクタ電極１５３は、電源４２と接続されており、０〜７００Ｖの電圧が印加されるようになっている。そして、エキストラクタ電極１５３は、筐体１２１のプラズマトーチ１０側と反対側の側壁と２本のネジ（図示せず）を用いて取付け取外し可能となっている。
【０００８】
質量分析部１３０は、アルミニウム製のケース状（例えば１４ｃｍ×１２ｃｍ×１０ｃｍ）の筐体１３１ａを有する第一チェンバ１３１と、アルミニウム製のケース状（例えば１０ｃｍ×３３ｃｍ×１０ｃｍ）の筐体３２ａを有する第二チェンバ３２とを備える。筐体１３１ａ内には、収束レンズ等のイオンレンズ部３３が配置され、筐体３２ａ内には、四重極ロッド構造等の質量分離部３４が配置され、最後段にはエレクトロマルチプライヤ等の検出器３５が配置されている。
【０００９】
筐体１３１ａ内は、ゲートバルブ３６ｃとそれを駆動するための空圧切替バルブ（駆動機構；図示せず）とを有する高真空排気流路３６ｂを介してターボ分子ポンプ３６ａと連結されている。これにより、筐体１３１ａ内がターボ分子ポンプ３６ａによって高真空状態（例えば０．１Ｐａ）となるようになっている。また、筐体３２ａ内は、高真空排気流路３７ｂを介してターボ分子ポンプ３７ａと連結されている。これにより、筐体３２ａ内がターボ分子ポンプ３７ａによって高真空状態（例えば１０−４Ｐａ）となるようになっている。
【００１０】
このようなＩＣＰ質量分析装置１０１では、プラズマトーチ１０の高周波誘導コイル１２に高周波電流を流すことによりプラズマＰが生成され、プラズマＰの５０００℃〜６０００℃の熱によって試料がイオン化し、このイオンとプラズマＰとがサンプリングコーン１５１の開口１５１ａを通過して筐体１２１内に導入される。そして、筐体１２１内に導入されたイオンは、スキマーコーン１５２の開口１５２ａと、エキストラクタ電極１５３の円筒形部１５３ａ内とを順番に通過して筐体１３１ａ内に導入される。筐体１３１ａ内では、イオンレンズ部３３によりサンプリング部１２０からのイオンを後方の第二チェンバ３２に向けて収束させる。
【００１１】
直流電圧と高周波電圧とを重畳した電圧が印加される質量分離部３４では、印加された電圧に応じた質量数（質量ｍ／電荷ｚ）を有するイオンのみが選択的に通過するので、選択されたイオンが検出器３５に到達する。このとき、第二チェンバ３２を通過するイオンの質量数は、印加される電圧に依存するので、電圧を操作することにより、所定の質量数を有するイオンについてのイオン強度信号を検出器３５で得ることができる。
【００１２】
ところで、ＩＣＰ質量分析装置１０１では、サンプリングコーン１５１は直接的にプラズマＰにさらされ、かつ、イオンが開口１５１ａを通過するため、熱により劣化したり、汚れが付着しやすい部品である。汚れが付着すると開口１５１ａが小さくなったり、熱による劣化で開口１５１ａが大きくなったりして、イオン軌道の様子が変わったりして分析感度が低下するので、サンプリングコーン１５１は比較的頻繁にメンテナンスを行う必要がある。また、スキマーコーン１５２やエキストラクタ電極１５３も同様に、メンテナンスを比較的頻繁に行う必要がある。よって、ＩＣＰ質量分析装置１０１では、サンプリングコーン１５１とスキマーコーン１５２とエキストラクタ電極１５３とをメンテナンスするために、筐体１２１から着脱可能な構造となっている。
【００１３】
図１３は、図１０に示すＩＣＰ質量分析装置１０１をメンテナンスする際の図である。メンテナンス時には、まずゲートバルブ３６ｃを閉じ、次にゲートバルブ３８ｃを閉じる。その後、ネジ１５１ｂ等を取外し、筐体１２１からサンプリングコーン１５１とスキマーコーン１５２とエキストラクタ電極１５３とを軸方向と反対方向（−Ｘ方向）に引き抜いていた。このとき、引き抜き方向（−Ｘ方向）にはプラズマトーチ１０が存在するため、プラズマトーチ１０は、メンテナンス開始前に所定位置から取外したり、所定位置から−Ｘ方向に移動可能となるように形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平１１−１４４６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上述したようなＩＣＰ質量分析装置１０１では、筐体１３１ａ内と筐体３２ａ内との真空を落とさずサンプリングコーン１５１とスキマーコーン１５２とエキストラクタ電極１５３とをメンテナンスするために、メンテナンス前には、ゲートバルブ３８ｃとゲートバルブ３６ｃとを別々に閉じていた。つまり、上述したようなＩＣＰ質量分析装置１０１では、２つのゲートバルブ３８ｃ、３６ｃと２つのそれを駆動するための空圧切替バルブ（駆動機構）とが必要となるため、高コストな構造となっていた。
そこで、本発明は、１つの駆動機構を用いて質量分析部の筐体内の真空を落とさずサンプリングコーン等をメンテナンスすることができるＩＣＰ質量分析装置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】
【００１６】
上記課題を解決するためになされた本発明のＩＣＰ質量分析装置は、試料をプラズマによりイオン化するプラズマイオン源と、質量分析部と、前記プラズマイオン源でイオン化された試料を前記質量分析部に導くためのサンプリング部と、前記質量分析部の筐体内と高真空排気流路を介して連結された高真空ポンプと、前記サンプリング部の筐体内と低真空排気流路を介して連結された低真空ポンプとを備え、前記サンプリング部の筐体にサンプリングコーンとスキマーコーンとエキストラクタ電極とが軸方向にこの順で取付けられ、かつ、取外し可能となっているＩＣＰ質量分析装置であって、前記サンプリング部の筐体内と前記質量分析部の筐体内とを遮断するための板形状の高真空シャッタと、前記サンプリング部の筐体内と前記低真空排気流路内とを遮断するための板形状の低真空シャッタと、前記高真空シャッタと前記低真空シャッタとを連結する連結部と、前記連結部を移動させる駆動機構と、前記駆動機構を制御する制御部とを備えるようにしている。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明のＩＣＰ質量分析装置によれば、１個の駆動機構を用いて板形状の高真空シャッタと低真空シャッタを遮断位置と開通位置とに移動させる構成であるので、２つのゲートバルブと２つの切替バルブ（駆動機構）を設ける必要がなくなり、コストを抑えた装置を実現することができる。
【００１８】
（その他の課題を解決するための手段及び効果）
また、本発明のＩＣＰ質量分析装置においては、前記制御部は、サンプリングコーンとスキマーコーンとエキストラクタ電極とがメンテナンスされて取付けられた後には、前記サンプリング部の筐体内と前記低真空排気流路内とを開通させた後、前記サンプリング部の筐体内と前記質量分析部の筐体内とを開通させるように、前記高真空シャッタと前記低真空シャッタとを移動させるようにしてもよい。
【００１９】
以上のように、本発明のＩＣＰ質量分析装置によれば、先にサンプリング部の筐体内の圧力を１００Ｐａ程度まで引いて、サンプリング部の筐体内と質量分析部の筐体内との圧力差を減らした後にサンプリング部の筐体内と質量分析部の筐体内との排気経路が通じるようにすることで、ターボ分子ポンプ等の高真空ポンプへの負荷を軽減することができ、その結果、高真空ポンプの寿命を延ばすことができる。
【００２０】
さらに、本発明のＩＣＰ質量分析装置においては、前記サンプリング部は、サンプリングコーンとスキマーコーンとエキストラクタ電極とが取付けられた状態で、前記質量分析部から取外され、かつ、前記質量分析部に取付けられる構造となっているようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るＩＣＰ質量分析装置の一例を示す概略構成図。
【図２】図１に示すＩＣＰ質量分析装置の一部の拡大断面図。
【図３】取外されたサンプリング部の裏面を示す斜視図。
【図４】図３に示すサンプリング部の断面斜視図。
【図５】図３に示すサンプリング部の断面斜視図。
【図６】第一板状体の裏面を示す斜視図。
【図７】サンプリング部取付け時の質量分析部の一例を示す斜視図。
【図８】サンプリング部取外し時の質量分析部の一例を示す斜視図。
【図９】サンプリング部の取付け作業時における質量分析部の一例を示す斜視図。
【図１０】従来のＩＣＰ質量分析装置の一例を示す概略構成図。
【図１１】図１０に示すＩＣＰ質量分析装置の外観を示す斜視図。
【図１２】図１１に示すＡの拡大斜視図。
【図１３】図１０のＩＣＰ質量分析装置のメンテナンス時の状態を示す図。
【図１４】シャッタ機構の一例を示す斜視図。
【図１５】図１４に示すシャッタ機構の動作を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
【００２３】
図１は、本発明に係るＩＣＰ質量分析装置の一例を示す概略構成図であり、図２は、図１に示すＩＣＰ質量分析装置の一部の拡大断面図である。なお、上述したＩＣＰ質量分析装置１０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
ＩＣＰ質量分析装置１は、プラズマトーチ（プラズマイオン源）１０と、プラズマトーチ１０の前方（Ｘ方向）に配置されたサンプリング部２０と、サンプリング部２０に隣接して配置された質量分析部３０と、ロータリーポンプ（低真空ポンプ）３８ａと、ターボ分子ポンプ（高真空ポンプ）３６ａ、３７ａと、質量分析部３０に接続された電源４２及び冷却溶媒供給源４１と、プラズマトーチ１０に連結されたガス供給源４３と、シャッタ機構６０と、ＩＣＰ質量分析装置１全体の制御を行う制御部（図示せず）とを備える。
【００２４】
ここで、図３は、取外された状態のサンプリング部２０の裏面を示す斜視図である。また、図４及び図５は、図３に示すサンプリング部２０の断面斜視図である。
サンプリング部２０は、アルミニウムや銅製の第一板状体２１と、アルミニウムや銅製の第二板状体２２とを備え、プラズマトーチ１０側から順番（Ｘ方向）にサンプリングコーン５１とスキマーコーン５２とエキストラクタ電極５３とが配置されている。
【００２５】
サンプリングコーン５１は、円板体（例えば直径６ｃｍ）と、円板体の中央に形成された円錐形部とを有した金属体であり、円錐形部の中央に円形状の開口５１ａが形成されている。サンプリングコーン５１の開口５１ａは、イオン進行方向（Ｘ方向）に対して徐々に広がるような形状となっている。
スキマーコーン５２は、円板体（例えば直径３ｃｍ）と、円板体の中央に形成された円錐形部とを有した金属体であり、円錐形部の中央に円形状の開口５２ａが形成されている。スキマーコーン５２の開口５２ａは、イオン進行方向（Ｘ方向）に対して徐々に広がるような形状となっている。
エキストラクタ電極５３は、円板体（例えば直径５ｃｍ）と、円板体の中央に形成された円筒形部５３ａとを有した金属体である。
【００２６】
また、図６は、第一板状体２１の裏面を示す斜視図である。第一板状体２１は、長方形の平板形状（例えば１３ｃｍ×９ｃｍ×１．５ｃｍ）をしている。そして、第一板状体２１の中央部には、軸方向（Ｘ方向）に貫通する開口部２１ａが形成されている。このような第一板状体２１の表面の中央部に、図２に示すようにサンプリングコーン５１が２本のネジ５１ｂを用いて取付け取外し可能となっている。また、第一板状体２１の裏面には、冷却溶媒用流路となる冷却溶媒用流路溝２１ｃと、開口部２１ａの周囲となる位置に真空用パッキン溝２１ｄと、冷却溶媒用流路溝２１ｃの周囲となる位置に冷却溶媒用パッキン溝２１ｅとが形成されている（図４参照）。さらに、冷却溶媒用流路の入口と出口となる位置には、円環形状のパッキン（弾性体）２１ｃ’が各々配置されている。
【００２７】
第二板状体２２は、図３に示すように長方形の平板形状（例えば１３ｃｍ×９ｃｍ×１ｃｍ）をしており、第二板状体２２の中央部には、軸方向（Ｘ方向）に貫通する円形状（例えば直径２ｃｍ）の高真空用開口部２２ａが形成されている。そして、第二板状体２２の図における左端部には、裏面が−Ｘ方向に所定角度（例えば１５°）で傾斜する傾斜部２２ｋが形成されるとともに、傾斜部２２ｋには２個の半円形状（例えば直径１ｃｍ）の保持用溝２２ｅが上下方向（Ｚ方向）に並んで形成されており、また保持用溝２２ｅの右方には、Ｘ方向に貫通する楕円形状の低真空用開口部２２ｂが形成されている。さらに、第二板状体２２の図における右下部には、Ｘ方向に貫通する２個の円形状（例えば直径５ｃｍ）の冷却溶媒用出入口２２ｃが形成されており、冷却溶媒用出入口２２ｃには、円環形状のパッキン（弾性体）２２ｃ’が各々配置されている。
【００２８】
このような第二板状体２２の表面の中央部に、スキマーコーン５２が取付け取外し可能となるとともに、第二板状体２２の裏面の中央部には、エキストラクタ電極５３が２本のネジ５３ｂを用いて取付け取外し可能となっている。また、図５に示す第二板状体２２の右上部の内側には、金属製の給電接続棒２２ｈが水平方向（Ｙ方向）に伸びるように配置されており、給電接続棒２２ｈの一端部には裏面側に向かって突出する金属製の給電端子（サンプリング部側電源接点部）２２ｊが形成されるとともに、給電接続棒２２ｈの他端部となる第二板状体２２の裏面の中央部には、取付けられたエキストラクタ電極５３と電気的に接続される金属製の給電端子２２ｉが形成されている。
【００２９】
そして、このような第一板状体２１と第二板状体２２とは、真空用パッキン溝２１ｄと冷却溶媒用パッキン溝２１ｅとにパッキン（弾性体）２１ｄ’、２１ｅ’が配置された後、第二板状体２２の表面と第一板状体２１の裏面とが重なるようにして４本のネジ２１ｆを用いて取付けられている。このとき、第一板状体２１の開口部２１ａと第二板状体２２の高真空用開口部２２ａ及び低真空用開口部２２ｂとの周囲がパッキン２１ｄ’でシール（密閉）されながら連結される。また、第一板状体２１の冷却溶媒用流路溝２１ｃの周囲と第二板状体２２の表面とがパッキン２１ｅ’でシールされながら連結される。このとき、第二板状体２２の表面と第一板状体２１の冷却溶媒用流路溝２１ｃとの間に流路が形成され、この冷却溶媒用流路の出入口が冷却溶媒用出入口２２ｃとパッキン２１ｃ’でシールされながら連結されることになる。
【００３０】
ここで、サンプリングコーン５１とスキマーコーン５２とエキストラクタ電極５３とをメンテナンスするメンテナンス方法の一例について説明する。
まず、第一板状体２１から２本のネジ５１ｂを取外して、サンプリングコーン５１を取外す。次に、第二板状体２２からスキマーコーン５２を取外す。また、第二板状体２２から２本のネジ５３ｂを取外して、エキストラクタ電極５３を取外す。
そして、サンプリングコーン５１とスキマーコーン５２とエキストラクタ電極５３とをメンテナンスする。
そして、それぞれのメンテナンスの完了後に、第二板状体２２の裏面の中央部にエキストラクタ電極５３を２本のネジ５３ｂにより取付け、第二板状体２２の表面の中央部にスキマーコーン５２を取付ける。このとき、エキストラクタ５３と給電端子２２ｉとが電気的に接続される。次に、第一板状体２１の表面の中央部にサンプリングコーン５１を２本のネジ５１ｂにより取付ける。
【００３１】
次に、サンプリング部２０を取付けたり取外したりする質量分析部３０について説明する。図７は、サンプリング部２０が取付けられたときの質量分析部３０の一例を示す斜視図であり、図８は、サンプリング部２０が取外されたときの質量分析部３０の一例を示す斜視図であり、図９は、サンプリング部２０が取付けられる際の質量分析部３０の一例を示す斜視図である。
質量分析部３０の前面壁３１の中央部には、軸方向（Ｘ方向）に貫通する円形状（例えば直径５ｃｍ）の高真空開口部３１ａが形成され、前面壁３１の右部には、Ｘ方向に貫通する楕円形状の低真空開口部３１ｂが形成され、前面壁３１の左下部には、Ｘ方向に貫通する２個の円形状（例えば直径５ｃｍ）の冷却溶媒供給流路３１ｃが形成されている。冷却溶媒供給流路３１ｃは、冷却溶媒供給源４１（図１参照）と連結されている。また、前面壁３１の左上部には、給電端子（質量分析部側接点部）３１ｄが形成されており、給電端子３１ｄは、電源４２（図１参照）と連結されている。
【００３２】
筐体３１ａ内は、高真空排気流路３６ｂを介してターボ分子ポンプ３６ａと連結されている。これにより、筐体３１ａ内がターボ分子ポンプ３６ａによって高真空状態（例えば０．１Ｐａ）となるようになっている。また、筐体３２ａ内は、高真空排気流路３７ｂを介してターボ分子ポンプ３７ａと連結されている。これにより、筐体３２ａ内がターボ分子ポンプ３７ａによって高真空状態（例えば１０−４Ｐａ）となるようになっている。さらに、筐体３１には、低真空排気流路３８ｂが形成されており、ロータリーポンプ３８ａと連結されている。これにより、低真空排気流路３８ｂ内がロータリーポンプ３８ａによって低真空状態（例えば１００〜１５０Ｐａ）となるようになっている。
【００３３】
給電端子（質量分析部側接点部）３１ｄは、略円柱形状のピンと、内部にピンが挿入される弾性体と、ピンのＸ方向に配置された給電板とを有する。このような給電端子３１ｄによれば、弾性体がピンを−Ｘ方向に移動させるように作用すると、ピンと給電板とが非接触状態となり、一方、ピンが弾性体の弾性力に対抗してＸ方向に移動すると、ピンと給電板とが接触状態となる。
【００３４】
また、前面壁３１の上部と下部とには、ガイド部３１ｅが水平方向（Ｙ方向）に伸びるように形成され、前面壁３１の右部には、２個の突起部３１ｆが上下方向（Ｚ方向）に並んで形成され、また前面壁３１の左部には、ネジ２２ｇが挿入されるネジ穴３１ｇが形成されている。ガイド部３１ｅは、前面壁３１から−Ｘ方向に所定距離（例えば１ｃｍ）突出するよう形成されており、サンプリング部２０の取付け取外しの際にサンプリング部２０がガイド部３１ｅによって−Ｘ方向に所定距離以上移動せず、かつ、前面壁３１から所定距離分離隔した状態でＹ方向に移動するようになっている。２個の突起部３１ｆは、−Ｘ方向に突出する円柱体（例えば直径１ｃｍ、高さ１ｃｍ）形状となっており、サンプリング部２０が質量分析部３０の所定位置にあるときには、サンプリング部２０の保持用溝２２ｅに挿入され、サンプリング部２０は２個の突起部３１ｆ、３１ｆを結ぶＺ方向を回転軸として回転するようになっている。
【００３５】
そして、図１４は、シャッタ機構の一例を示す斜視図であり、図１５は、図１４に示すシャッタ機構の動作を説明するための図である。
シャッタ機構６０は、高真空シャッタ６１と、低真空シャッタ６２と、高真空シャッタ６１と低真空シャッタ６２とを連結するようＹ方向に伸びた連結部６４と、連結部６４をＺ軸方向に移動させる１個の回転モータ（駆動機構）６３とを備える。
【００３６】
高真空シャッタ６１は、Ｘ方向に垂直となるよう配置された長方形状（例えば７５ｃｍ×５０ｃｍ×１５ｃｍ）の板状体６１ａと、板状体６１ａと連結部６４とを連結する連結棒６１ｂとを有する。そして、板状体６１ａが高真空用開口部２２ａを遮断したり開通させたりするように、回転モータ６３によってＺ軸方向に移動可能となるように配置されている。また、板状体６１ａの後面は、上端部（Ｚ方向）に向かって尖った傾斜面となっており、筐体３１ａ内に形成された板バネ（図示せず）等によって板状体６１ａがＺ方向に移動していくことで、板状体６１ａの後面が−Ｘ方向（高真空用開口部２２ａの周壁面）に押し付けられるようになっている。
【００３７】
低真空シャッタ６２は、Ｘ方向に垂直となるよう配置された長方形状（例えば５０ｃｍ×２５ｃｍ×１０ｃｍ）の板状体６２ａと、板状体６２ａと連結部６４とを連結する連結棒６２ｂとを有する。そして、板状体６２ａが低真空用開口部２２ｂを遮断したり開通させたりするように、回転モータ６３によってＺ軸方向に移動可能となるように配置されている。また、板状体６２ａの後面は、上端部（Ｚ方向）に向かって尖った傾斜面となっており、筐体３１ａ内に形成された板バネ（図示せず）等によって板状体６２ａがＺ方向に移動していくことで、板状体６２ａの後面が−Ｘ方向（低真空用開口部２２ｂの周壁面）に押し付けられるようになっている。
なお、板状体６２ａのＺ方向における長さは、板状体６１ａのＺ方向における長さより短くなっており、板状体６２ａの下端部と板状体６１ａの下端部とは、同じ高さとなるように配置されている。
【００３８】
回転モータ６３は、制御部からの制御信号に基づいて駆動し、連結部６４をＺ軸方向に移動させるようになっている。これにより、連結部６４をＺ軸方向に移動させることで、高真空シャッタ６１の板状体６１ａをＺ軸方向に移動させるとともに、低真空シャッタ６２の板状体６２ａをＺ軸方向に移動させるようになっている。なお、板状体６２ａのＺ方向における長さは、板状体６１ａのＺ方向における長さより短くなっていため、板状体６１ａと板状体６２ａとを−Ｚ方向に移動させたときには、低真空用開口部２２ｂが先に開通され、その後、高真空用開口部２２ａが開通されるようになっている。
【００３９】
制御部は、ＣＰＵを備え、モニタ画面を有する表示装置と、キーボードやマウスを有する入力装置とが連結されている。ＣＰＵが処理する機能をブロック化して説明すると、シャッタ機構６０を制御するシャッタ機構制御部を有する。
ここで、サンプリング部２０を質量分析部３０から取外す方法の一例について説明する。まず、測定者は、入力装置を用いて制御部に制御信号「サンプリング部２０を質量分析部３０から取外す」を入力する。当該制御信号を受信したシャッタ機構制御部は、連結部６４をＺ方向に移動させる。その結果、高真空シャッタ６１の板状体６１ａがＺ方向に移動するとともに、低真空シャッタ６２の板状体６２ａがＺ方向に移動する。つまり、高真空用開口部２２ａを遮断するとともに、低真空用開口部２２ｂを遮断する。これにより、測定者は、筐体３１ａ内と筐体３２ａ内との真空を落とさず、サンプリングコーン５１とスキマーコーン５２とエキストラクタ電極５３とをメンテナンスすることができる。
【００４０】
次に、測定者は、ネジ２２ｇをネジ穴３１ｇから取外す。次に、サンプリング部２０を２個の突起部３１ｆを回転軸として回転させることで、サンプリング部２０の左端部を−Ｘ方向に所定距離移動させる。その後、サンプリング部２０は、上方のガイド部３１ｅと下方のガイド部３１ｅとによって−Ｘ方向へは移動できなくなる。次に、サンプリング部２０を上方のガイド部３１ｅと下方のガイド部３１ｅとによってＹ方向に移動させることで、上方のガイド部３１ｅ及び下方のガイド部３１ｅと質量分析部３０の前面壁３１との間からサンプリング部２０を取外す。
【００４１】
さらに、サンプリング部２０を質量分析部３０に取付ける方法の一例について説明する。まず、上方のガイド部３１ｅ及び下方のガイド部３１ｅと質量分析部３０の前面壁３１との間に、サンプリング部２０を−Ｙ方向から挿入し、サンプリング部２０の下端部を下方のガイド部３１ｅに乗せながら−Ｙ方向に移動させていく。その後、サンプリング部２０が質量分析部３０の所定位置に移動したときに、サンプリング部２０の右端部の２個の保持用溝２２ｅが質量分析部３０の２個の突起部３１ｆに挿入される。次に、サンプリング部２０を２個の突起部３１ｆを回転軸として回転させることで、サンプリング部２０の左端部をＸ方向に所定距離移動させる。次に、ネジ２２ｇがネジ穴３１ｇに挿入され、サンプリング部２０を質量分析部３０にしっかり固定する。このとき、高真空用開口部２２ａが高真空開口部３１ａに、低真空用開口部２２ｂが低真空開口部３１ｂにパッキン３１ｈでシールされながら連結され、冷却溶媒用出入口２２ｃが冷却溶媒供給流路３１ｃにパッキン２２ｃ’でシールされながら連結され、給電端子（サンプリング部側電源接点部）２２ｊが給電端子（質量分析部側接点部）３１ｄのピンをＸ方向に押圧することで、電気的に接続される。
【００４２】
次に、測定者は、入力装置を用いて制御部に制御信号「サンプリング部２０の質量分析部３０への取付完了」を入力する。当該制御信号を受信したシャッタ機構制御部は、連結部６４を−Ｚ方向に移動させる。その結果、高真空シャッタ６１の板状体６１ａが−Ｚ方向に移動するとともに、低真空シャッタ６２の板状体６２ａが−Ｚ方向に移動する。つまり、低真空用開口部２２ｂを開通させた後、高真空用開口部２２ａを開通させる。これにより、先にサンプリング部２０の筐体内を１００Ｐａ程度まで引いて、サンプリング部２０の筐体内と質量分析部３０の筐体３１ａ内との圧力差を減らした後にサンプリング部２０の筐体内と筐体３１ａ内との排気経路が通じるようにすることで、ターボ分子ポンプ３６ａへの負荷を軽減することができ、その結果、ターボ分子ポンプ３６ａの寿命を延ばすことができる。
【００４３】
以上のように、本発明のＩＣＰ質量分析装置１によれば、１個の回転モータ６３を用いて高真空シャッタ６１の板状体６１ａと低真空シャッタ６２の板状体６２ａとを遮断位置と開通位置とに移動させる構成としたので、２つのゲートバルブと２つの切替バルブ（駆動機構）を設ける必要がなくなり、コストを抑えた装置を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、ＩＣＰ質量分析装置等に利用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１：  ＩＣＰ質量分析装置
１０：  プラズマトーチ（プラズマイオン源）
２０：  サンプリング部
３０：  質量分析部
３１ａ：  筐体
３６ａ：  ターボ分子ポンプ（高真空ポンプ）
３６ｂ：  高真空排気流路
３８ａ：  ロータリーポンプ（低真空ポンプ）
３８ｂ：  低真空排気流路
５１：  サンプリングコーン
５２：  スキマーコーン
５３：  エキストラクタ電極
６１：  高真空シャッタ
６２：  低真空シャッタ
６３：  回転モータ（駆動機構）
６４：  連結部
【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１５】
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【図１４】
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