特許 6380077 サンプリング部及びそれを備えたＩＣＰ質量分析装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6380077

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】サンプリング部及びそれを備えたＩＣＰ質量分析装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 49/06 20060101AFI20180820BHJP

   G01N 27/62 20060101ALI20180820BHJP

【ＦＩ】

   H01J49/06

   G01N27/62 G

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-253890(P2014-253890)

(22)【出願日】2014年12月16日

(65)【公開番号】特開2016-115566(P2016-115566A)

(43)【公開日】2016年6月23日

【審査請求日】2017年5月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100114030

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿島 義雄

(72)【発明者】

【氏名】林 英幹

【審査官】 鳥居 祐樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−２０８６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１９４３８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ４９／０６

Ｇ０１Ｎ ２７／６２

(57)【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、イオン化された試料を質量分析する質量分析部との間に配置され、
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サンプリング部であって、
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、前記質量分析部の前面壁から軸方向と反対方向に所定距離移動させた後、軸方向と垂直となる方向に移動させることで、前記質量分析部から取外され、かつ、
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、軸方向と垂直となる方向に移動させた後、前記質量分析部の前面壁に向かって軸方向に所定距離移動させることで、前記質量分析部に取付けられる構造となっており、
前記前面壁には、軸方向と垂直方向に移動させる際のガイドとなる水平方向に伸びるガイド部が設けられていることを特徴とするサンプリング部。

【請求項2】

一端部を回転軸として他端部を回転させることで前記質量分析部から他端部を軸方向と反対方向に所定距離移動させた後、軸方向と垂直となる方向に移動させることで、前記質量分析部から取外され、かつ、
軸方向と垂直となる方向に移動させた後、前記質量分析部に一端部を保持させて一端部を回転軸として他端部を回転させることで前記質量分析部に向かって他端部を軸方向に所定距離移動させることで、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に記載のサンプリング部。

【請求項3】

前記質量分析部に形成された真空開口部と連結される真空用開口部と、
前記質量分析部に形成された冷却溶媒供給流路と連結される冷却溶媒用流路と、
前記質量分析部に形成された質量分析部側電源接点部と接続されるサンプリング部側電源接点部とを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のサンプリング部。

【請求項4】

サンプリングコーンが取付けられる第一板状体と、
スキマーコーンとエキストラクタ電極とが取付けられる第二板状体とを備え、
前記第一板状体には、前記冷却溶媒用流路となる冷却溶媒用流路溝が形成され、
前記第二板状体には、前記真空用開口部と前記サンプリング部側電源接点部と前記冷却溶媒用流路の出入口とが形成されていることを特徴とする請求項３に記載のサンプリング部。

【請求項5】

請求項３又は請求項４に記載のサンプリング部と、
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、
イオン化された試料を質量分析する質量分析部とを備え、
前記質量分析部には、電源と接続された前記質量分析部側電源接点部と、冷却溶媒供給源と連結された冷却溶媒供給流路と、真空ポンプと連結された真空開口部と、前記サンプリング部を軸方向と垂直となる方向に移動させるためのガイド部とが形成されていることを特徴とするＩＣＰ質量分析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、サンプリング部及びそれを備えた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、ロータリーポンプ等の低真空ポンプ３８と、ターボ分子ポンプ等の高真空ポンプ３６、３７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ケース状（例えば９ｃｍ×１３ｃｍ×２ｃｍ）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、開口部が形成されており、低真空ポンプ３８と連結されている。これにより、筐体１２１内が低真空ポンプ３８によって真空状態（例えば１００〜１５０Ｐａ）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、約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、アルミニウムや銅製のケース状（例えば２０ｃｍ×１０ｃｍ×１５ｃｍ）の筐体１３１ａを有する第一チェンバ１３１と、アルミニウムや銅製のケース状（例えば３５ｃｍ×１０ｃｍ×１５ｃｍ）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】

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。

【0010】

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。

【0011】

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、電界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。

【0012】

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。図１３に示すように、メンテナンス時には、まずネジ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】

【0013】

【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】

【0014】

しかしながら、プラズマトーチ１０が取外し可能に形成されたＩＣＰ質量分析装置１０１では、プラズマトーチ１０を取外す手間がかかり、また一旦取外したプラズマトーチ１０を取付ける際には、プラズマトーチ１０の位置調整が必要となるため非常に手間がかかっていた。
また、プラズマトーチ１０が−Ｘ方向へ移動可能に形成されたＩＣＰ質量分析装置１０１では、プラズマトーチ１０を移動させる空間が必要となるためＩＣＰ質量分析装置１０１のサイズが大きくなるという問題点があった。
そこで、本発明は、装置を大型化することなく、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を容易にメンテナンスすることができるサンプリング部及びそれを備えた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】

【0015】

上記課題を解決するためになされた本発明のサンプリング部は、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、イオン化された試料を質量分析する質量分析部との間に配置され、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サンプリング部であって、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、前記質量分析部の前面壁から軸方向と反対方向に所定距離移動させた後、軸方向と垂直となる方向に移動させることで、前記質量分析部から取外され、かつ、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、軸方向と垂直となる方向に移動させた後、前記質量分析部の前面壁に向かって軸方向に所定距離移動させることで、前記質量分析部に取付けられる構造となっており、前記前面壁には、軸方向と垂直方向に移動させる際のガイドとなる水平方向に伸びるガイド部が設けられた構造となっている。

【0016】

ここで、「所定距離」とは、設計者等によって予め決められた任意の距離であり、例えば、プラズマイオン源と接触しない距離や、プラズマイオン源を軸方向と反対方向に移動させる距離を短くするための距離等となり、例えば０．２５ｃｍ以上０．７５ｃｍ以下等となる。

【0017】

本発明によれば、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サンプリング部に取付けられた状態で、質量分析部からサンプリング部を軸方向と反対方向に所定距離移動させた後、軸方向と垂直となる方向に移動させて質量分析部からサンプリング部を取外す。そして、ＩＣＰ質量分析装置とは別の場所で、サンプリング部から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を取外してメンテナンスする。その後、ＩＣＰ質量分析装置とは別の場所で、メンテナンス完了後の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をサンプリング部に取付け、これを軸方向と垂直となる方向に移動させた後、質量分析部に向かって軸方向に所定距離移動させることで、質量分析部に取付けるようにしている。
さらに、質量分析部の前面壁には軸方向と垂直方向に移動させる際のガイドとなる水平方向に伸びるガイド部が設けてあり、サンプリング部を取外す際、また、取付ける際に、このガイド部によって軸方向と垂直方向に移動させる際のサンプリング部の水平方向の移動が案内される。

【発明の効果】

【0018】

以上のように、本発明のサンプリング部によれば、サンプリング部の着脱の際に、プラズマイオン源を逃がす空間が少なくて済むため、装置の小型化が可能となる。また、プラズマイオン源を取外す必要がないため、メンテナンスの度にプラズマイオン源を位置調整する必要がない。また、サンプリング部のメンテナンス作業を独立した位置で行うことができる。さらに、サンプリング部の取付け、取外しの際に、サンプリング部の軸方向と垂直方向への移動をガイド部の案内によって簡単に行うことができる。

【0019】

（その他の課題を解決するための手段及び効果）
また、本発明のサンプリング部においては、一端部を回転軸として他端部を回転させることで前記質量分析部から他端部を軸方向と反対方向に所定距離移動させた後、軸方向と垂直となる方向に移動させることで、前記質量分析部から取外され、かつ、軸方向と垂直となる方向に移動させた後、前記質量分析部に一端部を保持させて一端部を回転軸として他端部を回転させることで前記質量分析部に向かって他端部を軸方向に所定距離移動させることで、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。

【0020】

また、本発明のサンプリング部においては、前記質量分析部に形成された真空開口部と連結される真空用開口部と、前記質量分析部に形成された冷却溶媒供給流路と連結される冷却溶媒用流路と、前記質量分析部に形成された質量分析部側電源接点部と接続されるサンプリング部側電源接点部とを有するようにしてもよい。
本発明によれば、真空構造と給電構造と水冷構造とが同時に着脱可能なサンプリング部であるため、メンテナンス時には装置との接続部を残すことなく完全に着脱できる。

【0021】

そして、本発明のサンプリング部においては、サンプリングコーンが取付けられる第一板状体と、スキマーコーンとエキストラクタ電極とが取付けられる第二板状体とを備え、前記第一板状体には、前記冷却溶媒用流路となる冷却溶媒用流路溝が形成され、前記第二板状体には、前記真空用開口部と前記サンプリング部側電源接点部と前記冷却溶媒用流路の出入口とが形成されているようにしてもよい。

【0022】

さらに、本発明のＩＣＰ質量分析装置においては、上述したようなサンプリング部と、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、イオン化された試料を質量分析する質量分析部とを備え、前記質量分析部には、電源と接続された前記質量分析部側電源接点部と、冷却溶媒供給源と連結された冷却溶媒供給流路と、真空ポンプと連結された真空開口部と、前記サンプリング部を軸方向と垂直となる方向に移動させるためのガイド部とが形成されているようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【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。

【発明を実施するための形態】

【0024】

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。

【0025】

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、ロータリーポンプ等の低真空ポンプ３８と、ターボ分子ポンプ等の高真空ポンプ３６、３７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、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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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９ｃｍ×１３ｃｍ×２ｃｍ）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。

【0029】

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９ｃｍ×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３ｃｍ）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０．８ｃｍ）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０．５ｃｍ）の冷却溶媒用出入口２２ｃが形成されており、この冷却溶媒用出入口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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

次に、第二板状体２２の裏面の中央部に、メンテナンスされた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、メンテナンスされたスキマーコーン５２を取付ける。このとき、エキストラクタ電極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、メンテナンスされたサンプリングコーン５１を２本のネジ５１ｂにより取付ける。

【0035】

ここで、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０．４ｃｍ）の冷却溶媒供給流路３１ｃが形成されている。この冷却溶媒供給流路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。
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。

【0036】

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０．７ｃｍ、高さ０．８ｃｍ）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。

【0037】

そして、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が開口部３１ａに、低真空用開口部２２ｂが真空用開口部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。

【0038】

さらに、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、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。

【0039】

以上のように、本発明のＩＣＰ質量分析装置１によれば、サンプリング部２０の着脱の際に、プラズマトーチ１０を逃がすための空間が少なくて済むため、装置の小型化が可能となる。また、プラズマトーチ１０を取外す必要がないため、メンテナンスの度にプラズマトーチ１０の位置を調整する必要がない。さらに、サンプリング部２０のメンテナンス作業を独立した位置で行うことができる。

【産業上の利用可能性】

【0040】

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】

【0041】

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
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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】