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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024176517
(43)【公開日】2024-12-19
(54)【発明の名称】イオンガイド及び質量分析計
(51)【国際特許分類】
H01J 49/06 20060101AFI20241212BHJP
【ＦＩ】
H01J49/06 300
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023095087
(22)【出願日】2023-06-08
(71)【出願人】
【識別番号】501387839
【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 英樹
(72)【発明者】
【氏名】杉山 益之
(57)【要約】
【課題】イオンガイドのロバスト性を向上させることを課題とする。
【解決手段】柱状を有する、複数のロッド電極２０が円形に配置されることよって構成されるイオンガイドであって、それぞれのロッド電極２０の側面に、凹形状を有する切欠部２１及び凸部２６が設けられており、あるロッド電極２０の切欠部２１と、他のロッド電極２０の凸部２６とが、非接触の状態で嵌合していることを特徴とする。また、入口側におけるロッド電極２０の内接円が、出口側におけるロッド電極２０の内接円より大きくなるよう、ロッド電極２０が配置されることを特徴とする。
【選択図】図３Ａ
【解決手段】柱状を有する、複数のロッド電極２０が円形に配置されることよって構成されるイオンガイドであって、それぞれのロッド電極２０の側面に、凹形状を有する切欠部２１及び凸部２６が設けられており、あるロッド電極２０の切欠部２１と、他のロッド電極２０の凸部２６とが、非接触の状態で嵌合していることを特徴とする。また、入口側におけるロッド電極２０の内接円が、出口側におけるロッド電極２０の内接円より大きくなるよう、ロッド電極２０が配置されることを特徴とする。
【選択図】図３Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
柱状を有する、複数のロッド電極が円形に配置されることよって構成されるイオンガイドであって、
それぞれの前記ロッド電極の側面に凹部及び凸部が設けられており、
ある前記ロッド電極の前記凹部と、他の前記ロッド電極の前記凸部とが、非接触の状態で嵌合している
ことを特徴とするイオンガイド。
それぞれの前記ロッド電極の側面に凹部及び凸部が設けられており、
ある前記ロッド電極の前記凹部と、他の前記ロッド電極の前記凸部とが、非接触の状態で嵌合している
ことを特徴とするイオンガイド。
【請求項2】
入口側における前記ロッド電極の内接円が、出口側における前記ロッド電極の内接円より大きくなるよう、前記ロッド電極が配置され、前記凹部は、前記ロッド電極の長手方向に対し、所定の角度を有して設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
ことを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
【請求項3】
前記凹部は、前記ロッド電極の長手方向に対し、前記ロッド電極の途中からイオンの出口側に向けて設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載のイオンガイド。
ことを特徴とする請求項２に記載のイオンガイド。
【請求項4】
前記凹部及び凸部は、前記ロッド電極の両側側面に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
ことを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
【請求項5】
複数の前記ロッド電極は、
それぞれの前記ロッド電極に接する形状を有し、かつ、絶縁部材で構成されるホルダによって、保持される
ことを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
それぞれの前記ロッド電極に接する形状を有し、かつ、絶縁部材で構成されるホルダによって、保持される
ことを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
【請求項6】
１２本の前記ロッド電極
を備えることを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
を備えることを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
【請求項7】
８本の前記ロッド電極
を備えることを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
を備えることを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
【請求項8】
６本の前記ロッド電極
を備えることを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
を備えることを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
【請求項9】
前記ロッド電極は、円柱状の形状
を有することを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
を有することを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
【請求項10】
前記凹部は円弧状の形状
を有することを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
を有することを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
【請求項11】
柱状を有する、複数のロッド電極が円形に配置されることよって構成されるイオンガイドを備える質量分析計であって、
前記イオンガイドは、
それぞれの前記ロッド電極の側面に凹部及び凸部が設けられており、
ある前記ロッド電極の前記凹部と、他の前記ロッド電極の前記凸部とが、非接触の状態で嵌合している
ことを特徴とする質量分析計。
前記イオンガイドは、
それぞれの前記ロッド電極の側面に凹部及び凸部が設けられており、
ある前記ロッド電極の前記凹部と、他の前記ロッド電極の前記凸部とが、非接触の状態で嵌合している
ことを特徴とする質量分析計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、イオンガイド及び質量分析計の技術に関する。
【背景技術】
【0002】
質量分析計では、イオン源で生成したイオンがイオン輸送部を介して質量分析部まで輸送される。大気圧イオン化法を用いた質量分析計は、大気圧下で生成したイオンを真空中の質量分析部まで輸送するため、真空室を複数に区切った差動排気系の装置として構成されることが一般的である。この場合、イオン輸送部は質量分析部の前段側で真空度が低く圧力が高い差動排気室に配置されることが多い。質量分析装置の高感度化を実現するため、イオン輸送部には高いイオン取込効率と高いイオン収束効率が要求される。
【0003】
一般的なイオン輸送部には、高周波電圧を印加することで形成される高周波電場を利用してイオンを収束させるイオンガイド方式が用いられる。イオンガイドには、リング状の電極をイオン輸送方向に積層したイオンファネル方式や、複数のロッド電極で構成される多重極イオンガイド方式などが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国特許第１０４７５６３３号明細書
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】”Conical octopole ion guide: Design, focusing,and its application to the deposition of low energetic clusters”, REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, 77, 013302, 2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
多重極イオンガイド（以下、イオンガイドと称する）は、絶縁物製のホルダによって真空室中に支持されている。そして、イオンガイドには、イオンの他、液滴が導入されるが、液滴はイオンガイドにおいて排出されることが望ましい。この際、イオンガイドを構成するロッド電極の隙間から液滴が外部に排出されるが、この際に、ホルダの内側に排出された液滴の一部が付着し、ホルダの内側が汚染される。すると、ロッド電極に印加可能な電圧が低下したり、汚染前と同じ電圧値がロッド電極に印加された場合でもホルダの内側で、付着した液滴による放電等が生じたりする可能性が高くなる。結果的に、質量分析計の分析性能や安定性が劣化してしまうおそれがある。
【0007】
特許文献１及び非特許文献１には、ロッド電極の本数（重極数）を増やすことで、イオン取り込み効率を向上することが記載されている。また、特許文献１及び非特許文献１では、ロッド電極の長手方向に沿って、ロッド電極を斜めに配置することで、イオンの出口側に向かってイオンガイドの内部空間を徐々に狭くすることが記載されている。このようにすることで、特許文献１及び非特許文献１に記載の技術では、イオンの収束効率の向上が図られている。
【0008】
しかし、これらの技術でも、ホルダの内側が液滴によって汚染されることを抑制する構成は記載されていない。
【0009】
このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、イオンガイドのロバスト性を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記した課題を解決するため、本発明は、柱状を有する、複数のロッド電極が円形に配置されることよって構成されるイオンガイドであって、それぞれの前記ロッド電極の側面に凹部及び凸部が設けられており、ある前記ロッド電極の前記凹部と、他の前記ロッド電極の前記凸部とが、非接触の状態で嵌合していることを特徴とする。
その他の解決手段は実施形態中において適宜記載する。
その他の解決手段は実施形態中において適宜記載する。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、イオンガイドのロバスト性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】第１実施形態で用いられる質量分析計の構成を示す図である。
【図2】１２本の円柱状のロッド電極を備えるイオンガイドの構成を示す図である。
【図3A】イオンガイドを構成するロッド電極のうち、１本のロッド電極のみを示す図（その１）である。
【図3B】イオンガイドを構成するロッド電極のうち、１本のロッド電極のみを示す図（その２）である。
【図4】本実施形態に係るロッド電極の１つについて、上面図、断面図及び矢視図を示す図である。
【図5】イオンガイドを構成する１２本のロッド電極の内の４本のロッド電極を示す斜視図である。
【図6】隣り合うロッド電極の間隙に関する図である。
【図7】ホルダが設けられたイオンガイドの例を示す図（その１）である。
【図8】ホルダが設けられたイオンガイドの例を示す図（その２）である。
【図9】第１実施形態に係るイオンガイドの特徴に関する別の説明を示す図である。
【図10】第２実施形態に関するイオンガイドを示す図である。
【図11】第３実施形態のイオンガイドを示す図である。
【図12】第１変形例のイオンガイドを示す図である。
【図13A】イオンガイドを構成するロッド電極のうち、１本のロッド電極のみを示す図（その３）である。
【図13B】イオンガイドを構成するロッド電極のうち、１本のロッド電極のみを示す図（その４）である。
【図14】第２変形例のイオンガイドを示す図である。
【図15A】イオンガイドを構成するロッド電極のうち、１本のロッド電極のみを示す図（その５）である。
【図15B】イオンガイドを構成するロッド電極のうち、１本のロッド電極のみを示す図（その６）である。
【図16】第３変形例のイオンガイドを示す図である。
【図17A】イオンガイドを構成するロッド電極のうち、１本のロッド電極のみを示す図（その７）である。
【図17B】イオンガイドを構成するロッド電極のうち、１本のロッド電極のみを示す図（その８）である。
【図18】第４実施形態のイオンガイドの構成を示す図である。
【図19A】イオンガイドを構成するロッド電極のうち、１本のロッド電極のみを示す図（その９）である。
【図19B】イオンガイドを構成するロッド電極のうち、１本のロッド電極のみを示す図（その１０）である。
【図20】イオンガイドを構成する４本のロッド電極の内、２本のロッド電極を示す斜視図である。
【図21】第５実施形態の１２本の円柱状のロッド電極が平行に配置された１２重極のイオンガイドの構成を示す図である。
【図22】ホルダが設けられたイオンガイドの例を示す図（その３）である。
【図23】第６実施形態のイオンガイドを示す断面図である。
【図24】共通的な特徴を示す図である。
【図25】イオンガイドを構成するロッド電極の部分拡大図である。
【図26】比較例に係るイオンガイドの構成を示す図（その１）である。
【図27】ホルダが設けられたイオンガイドの構成を示す図（その４）である。
【図28】比較例に係るイオンガイドの構成を示す図（その２）である。
【図29】ホルダが設けられたイオンガイドの構成を示す図（その５）である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【0014】
［第１実施形態］
第１実施形態では、凹形状かつ、円弧状の形状を有する凹部である切欠部２１が設けられている、１２本のロッド電極２０（図２参照）で構成されている１２重極のイオンガイド２００が質量分析計１に用いられる。
第１実施形態では、凹形状かつ、円弧状の形状を有する凹部である切欠部２１が設けられている、１２本のロッド電極２０（図２参照）で構成されている１２重極のイオンガイド２００が質量分析計１に用いられる。
【0015】
（質量分析装置１）
図１は、第１実施形態で用いられる質量分析計１の構成を示す図である。
質量分析計１は主に、イオン源１００、イオンガイド２００、イオン輸送装置３００、質量分析部４００で構成される。イオンガイド２００、イオン輸送装置３００、質量分析部４００は、真空容器１３０の内部に設けられている。なお、図１において、破線は電圧の制御線を示し、一点鎖線は情報が伝わる制御線を示す。
図１は、第１実施形態で用いられる質量分析計１の構成を示す図である。
質量分析計１は主に、イオン源１００、イオンガイド２００、イオン輸送装置３００、質量分析部４００で構成される。イオンガイド２００、イオン輸送装置３００、質量分析部４００は、真空容器１３０の内部に設けられている。なお、図１において、破線は電圧の制御線を示し、一点鎖線は情報が伝わる制御線を示す。
【0016】
イオン源１００は、主に、イオン生成装置１１０、イオン源チャンバ１２０等から構成される。イオン源１００には、エレクトロスプレー方式（ＥＳＩ）、大気圧化学イオン化方式（ＡＰＣＩ）、大気圧光イオン化方式（ＡＰＰＩ）等、様々なイオン化方式を用いる事ができる。イオン生成装置１１０は、導入された試料溶液Ｑからイオンを生成すると、生成したイオンをイオン源チャンバ１２０へ噴霧する。
【0017】
試料溶液Ｑがイオン化され、噴霧される際、イオンの他に多くの液滴等も噴霧される。従って、イオン源チャンバ１２０の内部が排気されることで（符号Ｅ）、不要な液滴の除去が行われる。例えば、ＥＳＩ方式の場合、不要な液滴を低減するため、静電噴霧と、イオン生成装置１１０におけるガスの噴霧が併用される。これにより、試料溶液Ｑの気化が促進され、イオン化効率が向上する。なお、静電噴霧は、電源５００によりイオン生成装置１１０に対して高電圧が印加されることで行われる。試料溶液Ｑの流量にもよるが、噴霧されるガスの流量は０．５～１０Ｌ／ｍｉｎ程度である。そして、一般的に、イオン生成装置１１０で用いられるガスとして窒素やアルゴン等の不活性ガスが使用される。ちなみに、試料溶液Ｑの流量は、一般的に一般的にｎＬ（ナノリットル）／分オーダからｍＬ（ミリリットル）／分オーダ程度の範囲の範囲である。また、さらなるイオン化効率向上のために、イオンや液滴が噴霧されるイオン生成装置１１０の内部空間が加熱ガス（最大８００℃程度）等で加熱される方式も一般的である。加熱ガスの流量は０．５～５０Ｌ／ｍｉｎ程度で、窒素やアルゴン等の不活性ガスを使用するのが一般的である。
【0018】
また、図１の構成では、導入電極１２２の前段に、孔Ｈ１を有する対向電極１２１が配置されている。導入電極１２２と対向電極１２１の間に設けられている空間に、孔Ｈ１１からガスＧが導入される。これにより、導入電極１２２と対向電極１２１の間にガスＧが導入される。この結果、イオン源１００で噴霧された過剰な液滴等のノイズ成分が導入電極１２２の孔Ｈ２に導入されることを抑制できる。ガスＧの流量は０．５～５０Ｌ／ｍｉｎ程度で、一般的に窒素やアルゴン等の不活性ガスが使用される。なお、対向電極１２１及び導入電極１２２にも、電源５００による電圧印加が行われているが、図１では対向電極１２１及び導入電極１２２に印加される電圧の制御線を省略している。
【0019】
イオン源チャンバ１２０に導入されたイオンは、対向電極１２１に設けられている孔Ｈ１を介して、導入電極１２２に設けられている孔Ｈ２に導入される。この際、イオンは、イオン生成装置１１０と導入電極１２２の間に生じている電界により、イオン生成装置１１０→イオン源チャンバ１２０→孔Ｈ１→孔Ｈ２の方向へ移動する。なお、対向電極１２１に設けられている孔Ｈ１、導入電極１２２に設けられている孔Ｈ２の直径は数ｍｍ以下程度、対向電極１２１に印加される印加電圧は最大±数ｋＶ程度が一般的である。また、対向電極１２１及び導入電極１２２に印加される電圧の極性は同じである。
【0020】
そして、イオンは、導入電極１２２に設けられている孔Ｈ２からイオンガイド２００、イオン輸送装置３００を介して、質量分析部４００に導入され、質量分析部４００で分析される。イオン源１００（イオン生成装置１１０）、イオンガイド２００、イオン輸送装置３００、質量分析部４００には電源５００により様々な電圧が印加される。電源５００による電圧印加のタイミングや電圧値は制御装置６００で制御される。
【0021】
（イオンガイド２００、イオン輸送装置３００）
真空容器１３０の内部は図１に示すように、複数の真空室Ｖ１～Ｖ３で区切られている場合がある。真空室Ｖ１と真空室Ｖ２は、小径の孔Ｈ３によって導通している。また、真空室Ｖ２と、真空室Ｖ３は、小径の孔Ｈ４によって導通している。導入電極１２２に設けられている孔Ｈ２や、孔Ｈ３，Ｈ４は、イオンの通り道である。また、孔Ｈ３，Ｈ４を有する部材に電圧が印加されてもよい。孔Ｈ３，Ｈ４（及び、孔Ｈ２）を有する部材に電圧が印加される場合、真空容器１３０等の筐体部と、孔Ｈ３，Ｈ４（及び、孔Ｈ２）を有する部材とは絶縁物（図示せず）等を介して絶縁される。また、孔Ｈ３，Ｈ４は、数ｍｍ以下程度とするのが一般的である。
真空容器１３０の内部は図１に示すように、複数の真空室Ｖ１～Ｖ３で区切られている場合がある。真空室Ｖ１と真空室Ｖ２は、小径の孔Ｈ３によって導通している。また、真空室Ｖ２と、真空室Ｖ３は、小径の孔Ｈ４によって導通している。導入電極１２２に設けられている孔Ｈ２や、孔Ｈ３，Ｈ４は、イオンの通り道である。また、孔Ｈ３，Ｈ４を有する部材に電圧が印加されてもよい。孔Ｈ３，Ｈ４（及び、孔Ｈ２）を有する部材に電圧が印加される場合、真空容器１３０等の筐体部と、孔Ｈ３，Ｈ４（及び、孔Ｈ２）を有する部材とは絶縁物（図示せず）等を介して絶縁される。また、孔Ｈ３，Ｈ４は、数ｍｍ以下程度とするのが一般的である。
【0022】
また、真空室Ｖ１～Ｖ３は、各々、真空ポンプＰ１～Ｐ３によって排気されている。この結果、真空室Ｖ１は、数百～数千Ｐａ程度、真空室Ｖ２は数Ｐａ程度、真空室Ｖ３は０．１Ｐａ以下程度に保持されるのが一般的である。真空室Ｖ１には、イオンを収束させながら透過させるイオンガイド２００が設けられている。真空室Ｖ２には、イオンガイド２００と同様にイオンを収束させながら透過させるイオン輸送装置３００が設けられている。イオン輸送装置３００には、多重極のイオンガイド２００や、静電レンズやイオンファネル等が設けられることも可能である。イオンガイド２００及びイオン輸送装置３００には電源５００から、高周波電圧、直流電圧、交流電圧等の他、これらを組み合わせた電圧等が印加される。なお、真空室Ｖ１～Ｖ３の数は図１に示す数よりも多い場合もあるし、少ない場合もある。例えば、真空室Ｖ１と真空室Ｖ２の間に、数百Ｐａ程度に保持されている別の真空室が設けられ、この真空室に、図１に示されるイオン輸送装置３００とは別のイオン輸送装置３００等が配置されてもよい。
【0023】
（質量分析部４００）
質量分析部４００はイオン分離装置４０１や検出装置４０２等で構成される。イオンの分離や解離を行うイオン分離装置４０１には、イオントラップ、四重極フィルタ電極、コリジョンセル、飛行時間型質量分析計（ＴＯＦ）等の他、これらを組み合わせた構成等を用いることができる。イオン分離装置４０１を通過したイオンは検出装置４０２で検出される。検出装置４０２には、電子増倍管やマルチチャンネルプレート（ＭＣＰ）等を用いることができる。検出装置４０２で検出されたイオンは電気信号等に変換され、制御装置６００によりイオンの質量や強度等の情報を詳細に分析する事ができる。また制御装置６００では、ユーザからの指示入力の受け付けや電圧等の制御を行うための図示しない入出力部やメモリ等を備え、電源５００の操作に必要なソフトウェア等等も有している。電源５００から質量分析部４００に供給する電圧には、高周波電圧、直流電圧、交流電圧等の他、これらを組み合わせた電圧等を用いることができる。
質量分析部４００はイオン分離装置４０１や検出装置４０２等で構成される。イオンの分離や解離を行うイオン分離装置４０１には、イオントラップ、四重極フィルタ電極、コリジョンセル、飛行時間型質量分析計（ＴＯＦ）等の他、これらを組み合わせた構成等を用いることができる。イオン分離装置４０１を通過したイオンは検出装置４０２で検出される。検出装置４０２には、電子増倍管やマルチチャンネルプレート（ＭＣＰ）等を用いることができる。検出装置４０２で検出されたイオンは電気信号等に変換され、制御装置６００によりイオンの質量や強度等の情報を詳細に分析する事ができる。また制御装置６００では、ユーザからの指示入力の受け付けや電圧等の制御を行うための図示しない入出力部やメモリ等を備え、電源５００の操作に必要なソフトウェア等等も有している。電源５００から質量分析部４００に供給する電圧には、高周波電圧、直流電圧、交流電圧等の他、これらを組み合わせた電圧等を用いることができる。
【0024】
なお、本実施形態では、イオンガイド２００の長手方向をＸ軸と定義し、Ｘ軸と直交しイオンガイド２００の中心Ｃを通りお互いに直交する軸をＹ軸、Ｚ軸と定義する。特に、イオン源１００→質量分析部４００の方向をＸ軸とし、Ｘ軸に直行し、かつ、質量分析計１の上方向をＺ軸とし、Ｘ軸及びＺ軸に直交する方向をＹ軸とする。
【0025】
（イオンガイド２００）（１２重極・円柱状のロッド電極２０）
続いて、本実施形態に係るイオンガイド２００について、図２～図９を用いて詳細に説明する。
図２は、１２本（１２重極）の円柱状のロッド電極２０（２０－１～２０－１２）を備えるイオンガイド２００の構成を示す図である。なお、以下の説明では、ｎ本のロッド電極２０を有するイオンガイド２００をｎ重極のイオンガイド２００と称する。
なお、図２では、簡便のためロッド電極２０のみが図示されている。
図２において、左図Ｚ１はイオンの入口側から見た図である。なお、本実施形態において、イオンの入口側（あるいは、単に入口側）とは、図１に示すイオン源１００の側である。また、図２の中央図Ｚ２は、イオンガイド２００を側面から見た図である。なお、図２の中央図Ｚ２では、簡便のためロッド電極２０－１、２０－７のみが図示されている。また、図２の右図Ｚ３はイオンの出口側（図１の右側）から見た図である。本実施形態において、イオンの出口側（あるいは、単に出口側）とは、図１に示す質量分析部４００の側である。
図２に示すように、柱状を有する、複数のロッド電極２０（２０－１～２０－１２）は、イオンガイド２００の中心Ｃに対して円形に配置（環状に配置）されている。また、それぞれのロッド電極２０は、長手方向に角度「θ」を有するように配置される。角度「θ」については後記する。
続いて、本実施形態に係るイオンガイド２００について、図２～図９を用いて詳細に説明する。
図２は、１２本（１２重極）の円柱状のロッド電極２０（２０－１～２０－１２）を備えるイオンガイド２００の構成を示す図である。なお、以下の説明では、ｎ本のロッド電極２０を有するイオンガイド２００をｎ重極のイオンガイド２００と称する。
なお、図２では、簡便のためロッド電極２０のみが図示されている。
図２において、左図Ｚ１はイオンの入口側から見た図である。なお、本実施形態において、イオンの入口側（あるいは、単に入口側）とは、図１に示すイオン源１００の側である。また、図２の中央図Ｚ２は、イオンガイド２００を側面から見た図である。なお、図２の中央図Ｚ２では、簡便のためロッド電極２０－１、２０－７のみが図示されている。また、図２の右図Ｚ３はイオンの出口側（図１の右側）から見た図である。本実施形態において、イオンの出口側（あるいは、単に出口側）とは、図１に示す質量分析部４００の側である。
図２に示すように、柱状を有する、複数のロッド電極２０（２０－１～２０－１２）は、イオンガイド２００の中心Ｃに対して円形に配置（環状に配置）されている。また、それぞれのロッド電極２０は、長手方向に角度「θ」を有するように配置される。角度「θ」については後記する。
【0026】
また、図３Ａ及び図３Ｂは、図２に示すイオンガイド２００を構成するロッド電極２０のうち、１本のロッド電極２０（２０－１）のみを示す図である。図３Ａは、イオンの入口側からロッド電極２０を見た図であり、図３Ｂは、イオンの出口側からロッド電極２０を見た図である。
【0027】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、本実施形態に係るロッド電極２０の特徴は、円柱状のロッド電極２０に凹形状かつ円弧状の凹部である切欠部２１を側面に有することである。また、切欠部２１が設けられているロッド電極２０の側面とは逆側の側面には、凸部２６が設けられている。このように、ロッド電極２０の側面に切欠部２１（凹部）及び凸部２６が設けられている。なお、図３Ａにおいて、切欠部２１がない状態の形状が一点鎖線で図示されている。このように切欠部２１を有するロッド電極２０－１～２０－１２が、図２に示すようにＸ軸に対して角度「θ」だけ傾斜して配置されることが本実施形態の特徴である。即ち、本実施形態のイオンガイド２００は、質量分析計１の側（出口側）が縮径するように構成されている。ちなみに、「θ」は１０°以下程度が望ましい。
【0028】
なお、図２では、煩雑になることを避けるため、切欠部２１及び凸部２６の符号を省略している。図２～図３Ｂで示すように、あるロッド電極２０の切欠部２１と、他のロッド電極２０の凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。
【0029】
図４は、本実施形態に係るロッド電極２０の１つについて、上面図、断面図及び矢視図を示す図である。切欠部２１が設けられている方向をロッド電極２０の紙面上側とした場合、図４の上段図Ｚ４は、ロッド電極２０を上側から見た図（上面図）である。また、図４の下段右図Ｚ５はロッド電極２０のＡ－Ａ断面図である。そして、図４の下段左図Ｚ６はイオンガイド２００の矢印Ｂ（α°傾斜した方向）からロッド電極２０を見た図（Ｂ矢視図）である。
図４に示すように、ロッド電極２０は、直径（φ）「Ｄ」、長さ「Ｌ」の円柱の全長に渡り、半径「ＲＣ」の円弧で凹形状の切欠部２１が形成されていることが特徴である。切欠部２１は、ロッド電極２０の長手方向に対し、所定の角度である「α°」傾斜した状態で形成される（所定の角度を有して設けられている）。これにより、入口側で切欠部２１が浅く設けられ、出口側で切欠部２１が深く設けられる。このようにすることで、入口側と出口側におけるロッド電極２０の肉厚を変化させることができる。１２本のロッド電極２０を、図２に示すように、Ｘ軸に対して角度「θ」傾斜させて配置させても、それぞれのロッド電極２０が接触することなくイオンガイド２００を組み立てることが可能となる。つまり、ロッド電極２０が傾斜して配置されても、あるロッド電極２０の切欠部２１と、他のロッド電極の凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している状態を維持することができる。「Ｄ」は１０ｍｍ以下程度、「Ｌ」は１００～３００ｍｍ程度、「α°」は５°以下程度が望ましい。
図４に示すように、ロッド電極２０は、直径（φ）「Ｄ」、長さ「Ｌ」の円柱の全長に渡り、半径「ＲＣ」の円弧で凹形状の切欠部２１が形成されていることが特徴である。切欠部２１は、ロッド電極２０の長手方向に対し、所定の角度である「α°」傾斜した状態で形成される（所定の角度を有して設けられている）。これにより、入口側で切欠部２１が浅く設けられ、出口側で切欠部２１が深く設けられる。このようにすることで、入口側と出口側におけるロッド電極２０の肉厚を変化させることができる。１２本のロッド電極２０を、図２に示すように、Ｘ軸に対して角度「θ」傾斜させて配置させても、それぞれのロッド電極２０が接触することなくイオンガイド２００を組み立てることが可能となる。つまり、ロッド電極２０が傾斜して配置されても、あるロッド電極２０の切欠部２１と、他のロッド電極の凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している状態を維持することができる。「Ｄ」は１０ｍｍ以下程度、「Ｌ」は１００～３００ｍｍ程度、「α°」は５°以下程度が望ましい。
【0030】
また、図４に示すように本実施形態では、ロッド電極２０の全長に渡り一定半径「ＲＣ」の円弧で切欠部２１が形成されている。しかし、隣り合うロッド電極２０が接触することなく、ある程度の隙間を確保できれば、切欠部２１の形状は不問であり、後記するように切欠部２１の形状が、全長に渡って同一形状である必要もない。切欠部２１の形成により生じる稜線部２２については、放電防止等の目的で、面取りや円弧面取りが施されてもよい。
【0031】
ちなみに、図２において、隣り合うロッド電極２０の隙間の大きさは、印加する電圧値にもよるが、０．１ｍｍ～５ｍｍ程度が望ましい。なお、隙間の幅は、入り口側から出口側にかけて、略同じ同じになるように構成されていてもよい。もしくは、隙間の寸法が入口側から出口側にかけて、変化してもよい。以降に示す実施形態及び変形例でも同様である。
【0032】
図５は、イオンガイド２００を構成する１２本のロッド電極２０の内の４本のロッド電極２０－６～２０－９を示す斜視図である。図２～図４で示したロッド電極２０の特徴により、入口側のロッド電極２０の内接円２３から、出口側のロッド電極２０の内接円２４にかけて、徐々に内接円半径が小さくなるイオンガイド２００が実現される。つまり、入口側におけるロッド電極２０の内接円２３が、出口側におけるロッド電極２０の内接円２４より大きくなるよう、ロッド電極２０は角度「θ」（図２参照）だけ傾斜して配置される。これにより、出口側に向かってイオンガイド２００の内部の空間を徐々に狭くすることが可能になる。このように、イオンガイド２００の内部の空間を徐々に狭くすることで、出口側に向けて多重極電界の収束力を徐々に強めることができ、イオンを徐々に中心Ｃ付近に収束することが可能になる。また、分析の際、ノイズ要因となる液滴を含む気流をロッド電極２０の間隙から排気する（つまり、液滴をロッド電極２０の間隙から排出する）ことが可能となる。つまり、液滴を含む気流とイオンの分離効率を向上させることができる。
【0033】
次に、図６を参照して、隣り合うロッド電極２０の間隙について説明する。
図６は、隣り合うロッド電極２０の間隙に関する図である。
簡便のため、図６ではロッド電極２０－１，２０－２のみが示されている。一点鎖線Ｓは、イオンガイド２００の中心Ｃからの同一距離「Ｒ１」～「Ｒｎ」（図６の破線で示した各円弧）における、ロッド間隙ＧＡ１～ＧＡｎの中心ＧＣ１～ＧＣｎを結んだものである。そして、本実施形態に係るイオンガイド２００は、一点鎖線Ｓが一直線上にならないことが特徴である。この関係性は、それぞれのロッド電極２０の全長に渡って有していてもよいし、ロッド電極２０の長手方向の一部に有していてもよい。
図６は、隣り合うロッド電極２０の間隙に関する図である。
簡便のため、図６ではロッド電極２０－１，２０－２のみが示されている。一点鎖線Ｓは、イオンガイド２００の中心Ｃからの同一距離「Ｒ１」～「Ｒｎ」（図６の破線で示した各円弧）における、ロッド間隙ＧＡ１～ＧＡｎの中心ＧＣ１～ＧＣｎを結んだものである。そして、本実施形態に係るイオンガイド２００は、一点鎖線Ｓが一直線上にならないことが特徴である。この関係性は、それぞれのロッド電極２０の全長に渡って有していてもよいし、ロッド電極２０の長手方向の一部に有していてもよい。
【0034】
図７及び図８は、ホルダ２１０が設けられたイオンガイド２００の例を示す図である。
図７の左図Ｚ１１は、ホルダ２１０が設けられたイオンガイド２００を入口側から見た図である。また、図７の右図Ｚ１２は、ホルダ２１０が設けられたイオンガイド２００の側面図である。また、図８は、ロッド電極２０－１～２０－２の部分の拡大図である。図７及び図８において、図２～図６と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
実際のイオンガイド２００では、図７に示すように、１２本のロッド電極２０（２０－１～２０－１２）が、絶縁物製、つまり、絶縁部材で構成されるホルダ２１０（２１０ａ，２１０ｂ）によって保持される。図７に示すように、ホルダ２１０（２１０ａ，２１０ｂ）は、それぞれのロッド電極２０に接する形状を有し、かつ、絶縁部材で構成される。なお、ホルダ２１０は、ロッド電極２０を支持可能であれば、どのような形状であってもよい。前記したように、本実施形態に係るイオンガイド２００では、ロッド電極２０－１～２０－１２のそれぞれが、Ｘ軸に対して傾斜されて配置されている。そのため、絶縁物製のホルダ２１０ａ及びホルダ２１０ｂでは内径が異なっている。つまり、入口側に配置されるホルダ２１０ａの内径の方が、出口側に配置されるホルダ２１０ｂの内径より大きい。また、前記したように、凹形状の切欠部２１（図３Ａ、図３Ｂ等参照）を有するロッド電極２０－１～２０－１２がＸ軸に対して傾斜した状態で配置されている。このようにすることで、図８に示すように、イオンガイド２００を入口側から見た際、接触部分２１１ａ，２１１ｂ（図７の左図Ｚ１１の破線部分）が見えない構成を実現することができる。接触部分２１１ａ，２１１ｂとは、ホルダ２１０（２１０ａ，２１０）とロッド電極２０とが接触している部分である。接触部分２１１ａは、ホルダ２１０ａがロッド電極２０に接している部分である。同様に、接触部分２１１ｂは、ホルダ２１０ｂがロッド電極２０に接している部分である。
図７の左図Ｚ１１は、ホルダ２１０が設けられたイオンガイド２００を入口側から見た図である。また、図７の右図Ｚ１２は、ホルダ２１０が設けられたイオンガイド２００の側面図である。また、図８は、ロッド電極２０－１～２０－２の部分の拡大図である。図７及び図８において、図２～図６と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
実際のイオンガイド２００では、図７に示すように、１２本のロッド電極２０（２０－１～２０－１２）が、絶縁物製、つまり、絶縁部材で構成されるホルダ２１０（２１０ａ，２１０ｂ）によって保持される。図７に示すように、ホルダ２１０（２１０ａ，２１０ｂ）は、それぞれのロッド電極２０に接する形状を有し、かつ、絶縁部材で構成される。なお、ホルダ２１０は、ロッド電極２０を支持可能であれば、どのような形状であってもよい。前記したように、本実施形態に係るイオンガイド２００では、ロッド電極２０－１～２０－１２のそれぞれが、Ｘ軸に対して傾斜されて配置されている。そのため、絶縁物製のホルダ２１０ａ及びホルダ２１０ｂでは内径が異なっている。つまり、入口側に配置されるホルダ２１０ａの内径の方が、出口側に配置されるホルダ２１０ｂの内径より大きい。また、前記したように、凹形状の切欠部２１（図３Ａ、図３Ｂ等参照）を有するロッド電極２０－１～２０－１２がＸ軸に対して傾斜した状態で配置されている。このようにすることで、図８に示すように、イオンガイド２００を入口側から見た際、接触部分２１１ａ，２１１ｂ（図７の左図Ｚ１１の破線部分）が見えない構成を実現することができる。接触部分２１１ａ，２１１ｂとは、ホルダ２１０（２１０ａ，２１０）とロッド電極２０とが接触している部分である。接触部分２１１ａは、ホルダ２１０ａがロッド電極２０に接している部分である。同様に、接触部分２１１ｂは、ホルダ２１０ｂがロッド電極２０に接している部分である。
【0035】
ホルダ２１０によって、それぞれのロッド電極２０が保持されることにより、それぞれのロッド電極２０が分散することなく、イオンガイド２００を真空室Ｖ１（図１参照）に設置することができる。
【0036】
特に、図８に示すように、イオンガイド２００を入口側から見た際、絶縁沿面部２１２ａ，２１２ｂが見えない構成となる。なお、絶縁沿面部２１２ａとは、接触部分２１１ａのうち、ロッド電極２０の間隙に相当する部分である。同様に、絶縁沿面部２１２ｂとは、接触部分２１１ｂのうち、ロッド電極２０の間隙に相当する部分である。イオンガイド２００を入口側から見た際、絶縁沿面部２１２ａ，２１２ｂが見えない構成とすることで、汚染防止によりロバスト性を向上させることができる。なお、実際には、接触部分２１１ａ，２１１ｂ（及び、絶縁沿面部２１２ａ，２１２ｂ）は、幅を有するものであるが、図８では、線状で示している。
【0037】
図９は、第１実施形態に係るイオンガイド２００の特徴に関する別の説明を示す図である。
簡便のため、図９ではロッド電極２０－１～２０－２のみが示されている。イオンガイド２００（図２参照）の中心Ｃから、ある距離「Ｒ」（図９の破線で示した円弧）におけるロッド間隙ＧＡの中心ＧＣと、中心Ｃを結んだ線ＧＬが定義される。本実施形態は、隣り合うロッド電極２０（図９に示す例では、ロッド電極２０－１，２０－２）の形状が線ＧＬの近傍において、線ＧＬに対して非線対称であることが特徴である。この関係性は、ロッド電極２０の全長に渡って有していてもよいし、長手方向の一部に有していてもよい。
簡便のため、図９ではロッド電極２０－１～２０－２のみが示されている。イオンガイド２００（図２参照）の中心Ｃから、ある距離「Ｒ」（図９の破線で示した円弧）におけるロッド間隙ＧＡの中心ＧＣと、中心Ｃを結んだ線ＧＬが定義される。本実施形態は、隣り合うロッド電極２０（図９に示す例では、ロッド電極２０－１，２０－２）の形状が線ＧＬの近傍において、線ＧＬに対して非線対称であることが特徴である。この関係性は、ロッド電極２０の全長に渡って有していてもよいし、長手方向の一部に有していてもよい。
【0038】
第１実施形態に示すように、あるロッド電極２０の切欠部２１と、他のロッド電極２０の凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。このような構成を有するイオンガイド２００では、イオンガイド２００の内部から外部に向かって排出される液滴はロッド電極２０の凸部２６によって妨げられることになる。これによって、液滴は絶縁沿面部２１２ａに届きにくくなる。
【0039】
以上で述べた本実施形態に係るイオンガイド２００の構成により、ホルダ２１０の絶縁沿面部２１２ａ，２１２ｂが液滴によって汚染されることを抑制することができる。これにより、イオンガイド２００のロバスト性を向上させることができる。さらに、イオンガイド２００のロバスト性が向上することで、孔Ｈ１，Ｈ２（図１参照）の径を大きくして、イオンの導入量を増加させることができる。これにより、質量分析計１（図１参照）の分析感度を向上させることができる。
【0040】
なお、本実施形態に係るイオンガイド２００は、図１に示す真空室Ｖ１以外にも真空室Ｖ２等といった、他の真空室に配置する事も可能である。
【0041】
【0042】
［第２実施形態］（円柱状のロッド電極２０ａかつ８重極のイオンガイド２００ａ）
次に、図１０を参照して、第２実施形態について説明する。
図１０は、第２実施形態に関するイオンガイド２００ａを示す図である。
図１０では、簡便のため、図２～図９に示すイオンガイド２００との相違点のみが説明される。なお、図１０では、簡便のためロッド電極２０ａのみが示されている。図１０の左図Ｚ２１はイオンの入口方向から見た図である。また、図１０の中央図Ｚ２２は側面から見た図である。なお、図１０の中央図Ｚ２２では、簡便のためロッド電極２０ａ－１、２０ａ－５のみが示されている。そして、図１０の右図Ｚ２３はイオンの出口側ら見た図である。
図１０では、凹形状及び円弧状の切欠部２１を有する、８本（８重極）・円柱状のロッド電極２０ａが中心Ｃに対して円形に配置されているイオンガイド２００ａが示されている。個々のロッド電極２０ａの構造は、第１実施形態で示すロッド電極２０と同様である。図１０に示すイオンガイド２００ａでも、あるロッド電極２０ａの切欠部２１と、他のロッド電極２０ａの凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。つまり、図１０に示すイオンガイド２００ａは、８本の円柱状のロッド電極２０ａ－１～２０ａ－８を備えている（８重極）点が、図２～図９に示すイオンガイド２００の構成と異なっている。図１０に示すイオンガイド２００ａの基本的な効果は図２～図９に示す例と同様であるが、１２重極に対して８重極の方が、イオン収束効率が高くなる傾向がある。
次に、図１０を参照して、第２実施形態について説明する。
図１０は、第２実施形態に関するイオンガイド２００ａを示す図である。
図１０では、簡便のため、図２～図９に示すイオンガイド２００との相違点のみが説明される。なお、図１０では、簡便のためロッド電極２０ａのみが示されている。図１０の左図Ｚ２１はイオンの入口方向から見た図である。また、図１０の中央図Ｚ２２は側面から見た図である。なお、図１０の中央図Ｚ２２では、簡便のためロッド電極２０ａ－１、２０ａ－５のみが示されている。そして、図１０の右図Ｚ２３はイオンの出口側ら見た図である。
図１０では、凹形状及び円弧状の切欠部２１を有する、８本（８重極）・円柱状のロッド電極２０ａが中心Ｃに対して円形に配置されているイオンガイド２００ａが示されている。個々のロッド電極２０ａの構造は、第１実施形態で示すロッド電極２０と同様である。図１０に示すイオンガイド２００ａでも、あるロッド電極２０ａの切欠部２１と、他のロッド電極２０ａの凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。つまり、図１０に示すイオンガイド２００ａは、８本の円柱状のロッド電極２０ａ－１～２０ａ－８を備えている（８重極）点が、図２～図９に示すイオンガイド２００の構成と異なっている。図１０に示すイオンガイド２００ａの基本的な効果は図２～図９に示す例と同様であるが、１２重極に対して８重極の方が、イオン収束効率が高くなる傾向がある。
【0043】
［第３実施形態］（円柱状のロッド電極２０ｂかつ６重極のイオンガイド２００ｂ）
次に、図１１を参照して、第３実施形態について説明する。
図１１は、第３実施形態のイオンガイド２００ｂを示す図である。
図１１では、簡便のため、図２～図９に示すイオンガイド２００との相違点のみが説明される。また、簡便のため、図１１では、ロッド電極２０ｂのみが図示されている。図１１の左図Ｚ３１はイオンの入口側から見た図である。図１１の中央図Ｚ３２は側面から見た図である。なお、図１１の中央図Ｚ３２では、簡便のためロッド電極２０ｂ－１、２０ｂ－４のみが示されている。また、図１１の右図Ｚ３３はイオンの出口側から見た図である。
図１１では、凹形状及び円弧状の切欠部２１を有する、６本（６重極）・円柱状のロッド電極２０ｂが中心Ｃに対して円形に配置されているイオンガイド２００ｂが示されている。個々のロッド電極２０ｂの構造は、第１実施形態で示すロッド電極２０と同様である。図１１に示すイオンガイド２００ｂでも、あるロッド電極２０ｂの切欠部２１と、他のロッド電極２０ｂの凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。つまり、図１１に示すイオンガイド２００ｂは、６本の円柱状のロッド電極２０ｂ－１～２０ｂ－６を備える（６重極）点が図２～図９に示すイオンガイド２００と異なっている。イオンガイド２００ｂの基本的な効果は、図２～図９に示すイオンガイド２００や、図１０に示すイオンガイド２００ａと同様であるが、８重極に対して６重極の方が、イオン収束効率が高くなる傾向にある。
次に、図１１を参照して、第３実施形態について説明する。
図１１は、第３実施形態のイオンガイド２００ｂを示す図である。
図１１では、簡便のため、図２～図９に示すイオンガイド２００との相違点のみが説明される。また、簡便のため、図１１では、ロッド電極２０ｂのみが図示されている。図１１の左図Ｚ３１はイオンの入口側から見た図である。図１１の中央図Ｚ３２は側面から見た図である。なお、図１１の中央図Ｚ３２では、簡便のためロッド電極２０ｂ－１、２０ｂ－４のみが示されている。また、図１１の右図Ｚ３３はイオンの出口側から見た図である。
図１１では、凹形状及び円弧状の切欠部２１を有する、６本（６重極）・円柱状のロッド電極２０ｂが中心Ｃに対して円形に配置されているイオンガイド２００ｂが示されている。個々のロッド電極２０ｂの構造は、第１実施形態で示すロッド電極２０と同様である。図１１に示すイオンガイド２００ｂでも、あるロッド電極２０ｂの切欠部２１と、他のロッド電極２０ｂの凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。つまり、図１１に示すイオンガイド２００ｂは、６本の円柱状のロッド電極２０ｂ－１～２０ｂ－６を備える（６重極）点が図２～図９に示すイオンガイド２００と異なっている。イオンガイド２００ｂの基本的な効果は、図２～図９に示すイオンガイド２００や、図１０に示すイオンガイド２００ａと同様であるが、８重極に対して６重極の方が、イオン収束効率が高くなる傾向にある。
【0044】
【0045】
［第１変形例］（略長円柱状・１２重極のイオンガイド２００ｃ）
次に、図１２、図１３Ａ及び図１３Ｂを参照して、第１変形例について説明する。
図１２は、第１変形例のイオンガイド２００ｃを示す図である。
図１２では、簡便のため、図２～図９に示す前記したイオンガイド２００との相違点のみが説明される。また、簡便のため、図１２では、ロッド電極２０ｃのみが図示されている。図１２の左図Ｚ４１は、イオンの入口側方向（図１の左側）から見た図である。、また、図１２の中央図Ｚ４２は側面から見た図である。なお、図１２の中央図Ｚ４２では、簡便のためロッド電極２０ｃ－１、２０ｃ－７のみが図示されている。そして、図１２の右図Ｚ４３はイオンの出口側から見た図である。
図１２に示すイオンガイド２００ｃは、１２本の略長円柱状（断面形状が略長円）のロッド電極２０ｃ（２０ｃ－１～２０ｃ－１２）が中心Ｃに対して円形に配置されている。
次に、図１２、図１３Ａ及び図１３Ｂを参照して、第１変形例について説明する。
図１２は、第１変形例のイオンガイド２００ｃを示す図である。
図１２では、簡便のため、図２～図９に示す前記したイオンガイド２００との相違点のみが説明される。また、簡便のため、図１２では、ロッド電極２０ｃのみが図示されている。図１２の左図Ｚ４１は、イオンの入口側方向（図１の左側）から見た図である。、また、図１２の中央図Ｚ４２は側面から見た図である。なお、図１２の中央図Ｚ４２では、簡便のためロッド電極２０ｃ－１、２０ｃ－７のみが図示されている。そして、図１２の右図Ｚ４３はイオンの出口側から見た図である。
図１２に示すイオンガイド２００ｃは、１２本の略長円柱状（断面形状が略長円）のロッド電極２０ｃ（２０ｃ－１～２０ｃ－１２）が中心Ｃに対して円形に配置されている。
【0046】
また、図１３Ａ及び図１３Ｂは、イオンガイド２００ｃを構成するロッド電極２０ｃのうち、１本のロッド電極２０ｃ－１のみを示す図である。図１３Ａは、入口側からロッド電極２０ｃ－１を見た図であり、図１３Ｂは出口側から見たロッド電極２０ｃ－１を図である。第１変形例のロッド電極２０ｃの特徴は、略長円柱状のロッド電極２０ｃ（図１３Ａ及び図１３Ｂではロッド電極２０ｃ－1）に凹形状かつ円弧状の切欠部２１が設けられていることである。また、切欠部２１が設けられているロッド電極２０ｃの側面とは逆側の側面には、凸部２６が設けられている。なお、図１３Ａにおいて、切欠部２１が設けられていない状態の形状が一点鎖線で示されている。第１変形例に係るイオンガイド２００ｃの基本的な効果は図２～図９に示すイオンガイド２００と同様である。
【0047】
なお、図１２では、煩雑になることを避けるため、切欠部２１及び凸部２６の符号を省略している。図１２～図１３Ｂで示すように、あるロッド電極２０ｃの切欠部２１と、他のロッド電極２０ｃの凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。
【0048】
［第２変形例］（Ｖ字状の切欠部２１を有する１２重極のイオンガイド２００ｄ）
次に、図１４、図１５Ａ及び図１５Ｂを参照して、第２変形例について説明する。
図１４は、第２変形例のイオンガイド２００ｄを示す図である。
図１４では、簡便のため、図２～図９に示すイオンガイド２００との相違点のみが説明される。また、簡便のため、図１４では、ロッド電極２０ｄのみが図示されている。
図１４の左図Ｚ５１はイオンの入口側から見た図である。また、図１４の中央図Ｚ５２は側面から見た図である。なお、図１４の中央図Ｚ５２では、簡便のためロッド電極２０ｄ－１，２０ｄ－７のみが示されている。そして、図１４の右図Ｚ５３はイオンの出口側から見た図である。
図１４では、円柱状のロッド電極２０ｄ（２０ｄ－１～２０ｄ－１２）によって構成される１２重極のイオンガイド２００ｄの構成が示されている。なお、図１４では、簡便のためロッド電極２０ｄのみが示されている。
次に、図１４、図１５Ａ及び図１５Ｂを参照して、第２変形例について説明する。
図１４は、第２変形例のイオンガイド２００ｄを示す図である。
図１４では、簡便のため、図２～図９に示すイオンガイド２００との相違点のみが説明される。また、簡便のため、図１４では、ロッド電極２０ｄのみが図示されている。
図１４の左図Ｚ５１はイオンの入口側から見た図である。また、図１４の中央図Ｚ５２は側面から見た図である。なお、図１４の中央図Ｚ５２では、簡便のためロッド電極２０ｄ－１，２０ｄ－７のみが示されている。そして、図１４の右図Ｚ５３はイオンの出口側から見た図である。
図１４では、円柱状のロッド電極２０ｄ（２０ｄ－１～２０ｄ－１２）によって構成される１２重極のイオンガイド２００ｄの構成が示されている。なお、図１４では、簡便のためロッド電極２０ｄのみが示されている。
【0049】
図１５Ａ及び図１５Ｂは、イオンガイド２００ｄを構成するロッド電極２０ｄのうち、１本のロッド電極２０ｄ－１のみを示す図である。図１５Ａは、入口側からロッド電極２０ｄ－１を見た図である。また、図１５Ｂは、出口側からロッド電極２０ｄ－１を見た図である。
図１４に示すように、それぞれのロッド電極２０ｄは、中心Ｃに対して円形に配置されている。図１４～図１５Ｂに示す第２変形例のロッド電極２０ｄ（図１５Ａ及び図１５Ｂではロッド電極２０ｄ－１）の特徴は、円柱状のロッド電極２０ｄに凹形状かつＶ字状の切欠部２１が設けられていることである。また、切欠部２１が設けられているロッド電極２０ｄの側面とは逆側の側面には、凸部２６が設けられている。なお、図１４Ａにおいて切欠部２１が設けられていない状態の形状が一点鎖線で示されている。イオンガイド２００ｄの基本的な効果は、図２～図９に示すイオンガイド２００と同様である。
図１４に示すように、それぞれのロッド電極２０ｄは、中心Ｃに対して円形に配置されている。図１４～図１５Ｂに示す第２変形例のロッド電極２０ｄ（図１５Ａ及び図１５Ｂではロッド電極２０ｄ－１）の特徴は、円柱状のロッド電極２０ｄに凹形状かつＶ字状の切欠部２１が設けられていることである。また、切欠部２１が設けられているロッド電極２０ｄの側面とは逆側の側面には、凸部２６が設けられている。なお、図１４Ａにおいて切欠部２１が設けられていない状態の形状が一点鎖線で示されている。イオンガイド２００ｄの基本的な効果は、図２～図９に示すイオンガイド２００と同様である。
【0050】
なお、図１４では、煩雑になることを避けるため、切欠部２１及び凸部２６の符号を省略している。図１４～図１５Ｂで示すように、あるロッド電極２０ｄの切欠部２１と、他のロッド電極２０ｄの凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。
【0051】
［第３変形例］（Ｖ字状の切欠部２１、かつ、角柱状のロッド電極２０ｅを有する１２重極のイオンガイド２００ｅ）
次に、図１６、図１７Ａ及び図１７Ｂを参照して、第３変形例について説明する。
図１６は、第３変形例のイオンガイド２００ｅを示す図である。
図１６では、簡便のため、図２～図９に示すイオンガイド２００との相違点のみが説明される。また、図１６では、簡便のためロッド電極２０ｅのみが示されている。
図１６の左図Ｚ６１はイオンの入口側から見た図である。また、図１６の中央図Ｚ６２はイオンガイド２００ｅを側面から見た図である。なお、図１６の中央図Ｚ６２では、簡便のためロッド電極２０ｅ－１，２０ｅ－７のみが示されている。そして、図１６の右図Ｚ６３はイオンの出口側から見たイオンガイド２００ｅを見た図である。
図１６では、１２本の角柱状のロッド電極２０ｅ（２０ｅ－１～２０ｅ－１２）によって構成される１２重極のイオンガイド２００ｅが示されている。
次に、図１６、図１７Ａ及び図１７Ｂを参照して、第３変形例について説明する。
図１６は、第３変形例のイオンガイド２００ｅを示す図である。
図１６では、簡便のため、図２～図９に示すイオンガイド２００との相違点のみが説明される。また、図１６では、簡便のためロッド電極２０ｅのみが示されている。
図１６の左図Ｚ６１はイオンの入口側から見た図である。また、図１６の中央図Ｚ６２はイオンガイド２００ｅを側面から見た図である。なお、図１６の中央図Ｚ６２では、簡便のためロッド電極２０ｅ－１，２０ｅ－７のみが示されている。そして、図１６の右図Ｚ６３はイオンの出口側から見たイオンガイド２００ｅを見た図である。
図１６では、１２本の角柱状のロッド電極２０ｅ（２０ｅ－１～２０ｅ－１２）によって構成される１２重極のイオンガイド２００ｅが示されている。
【0052】
また、図１７Ａ及び図１７Ｂは、イオンガイド２００ｅを構成するロッド電極２０ｅのうち、１本のロッド電極２０ｅ－１のみを示す図である。図１７Ａは、入口側からロッド電極２０ｅ―１を見た図であり、図１７Ｂは、出口側からロッド電極２０ｅ―１を見た図である。
図１６に示すように、それぞれのロッド電極２０ｅは、中心Ｃに対して円形に配置されている。図１６～図１７Ｂに示す第３変形例のロッド電極２０ｅ（図１７Ａ及び図１７Ｂでは、ロッド電極２０ｅ―１）の特徴は、角柱状を有するロッド電極２０ｅに凹形状かつＶ字状の切欠部２１が設けられていることである。また、切欠部２１が設けられているロッド電極２０ｅの側面とは逆側の側面には、凸部２６が設けられている。なお、図１７Ａにおいて、切欠部２１が設けられていない状態の形状が一点鎖線で示されている。イオンガイド２００ｅの基本的な効果は、図２～図９に示すイオンガイド２００と同様である。
図１６に示すように、それぞれのロッド電極２０ｅは、中心Ｃに対して円形に配置されている。図１６～図１７Ｂに示す第３変形例のロッド電極２０ｅ（図１７Ａ及び図１７Ｂでは、ロッド電極２０ｅ―１）の特徴は、角柱状を有するロッド電極２０ｅに凹形状かつＶ字状の切欠部２１が設けられていることである。また、切欠部２１が設けられているロッド電極２０ｅの側面とは逆側の側面には、凸部２６が設けられている。なお、図１７Ａにおいて、切欠部２１が設けられていない状態の形状が一点鎖線で示されている。イオンガイド２００ｅの基本的な効果は、図２～図９に示すイオンガイド２００と同様である。
【0053】
なお、図１６では、煩雑になることを避けるため、切欠部２１及び凸部２６の符号を省略している。図１６～図１７Ｂで示すように、あるロッド電極２０ｅの切欠部２１と、他のロッド電極２０ｅの凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。
【0054】
［第４実施形態］（途中から切欠部２１が設けられる）
次に、図１８～図２０を参照して、第４実施形態について説明する。
第４実施形態では、長手方向の途中から凹形状かつ円弧状の切欠部２１が設けられている、円柱状のロッド電極２０ｆで構成された４重極のイオンガイド２００ｆの構成について説明する。
図１８は、第４実施形態のイオンガイド２００ｆの構成を示す図である。
図１８では、簡便のため、図２～図９に示すイオンガイド２００との相違点のみが説明される。また、簡便のため、図１８では、ロッド電極２０ｆのみが図示されている。図１８の左図Ｚ７１はイオンの入口側からイオンガイド２００ｆを見た図である。また、図１８の中央図Ｚ７２は側面からイオンガイド２００ｆを見た図である。なお、図１８の中央図Ｚ７２では、簡便のためロッド電極２０ｆ－１、２０ｆ－３のみが示されている。そして、右図Ｚ７３は、イオンの出口側からイオンガイド２００ｆを見た図である。
図１８では、４本の円柱状のロッド電極２０ｆ（２０ｆ－１～２０ｆ－４）が中心Ｃに対して円形に配置されている４重極のイオンガイド２００ｆの構成が示されている。図１８に示すように、イオンガイド２００ｆでは長手方向の途中から凹形状及び円弧状の切欠部２１がロッド電極２０ｆに設けられている。
次に、図１８～図２０を参照して、第４実施形態について説明する。
第４実施形態では、長手方向の途中から凹形状かつ円弧状の切欠部２１が設けられている、円柱状のロッド電極２０ｆで構成された４重極のイオンガイド２００ｆの構成について説明する。
図１８は、第４実施形態のイオンガイド２００ｆの構成を示す図である。
図１８では、簡便のため、図２～図９に示すイオンガイド２００との相違点のみが説明される。また、簡便のため、図１８では、ロッド電極２０ｆのみが図示されている。図１８の左図Ｚ７１はイオンの入口側からイオンガイド２００ｆを見た図である。また、図１８の中央図Ｚ７２は側面からイオンガイド２００ｆを見た図である。なお、図１８の中央図Ｚ７２では、簡便のためロッド電極２０ｆ－１、２０ｆ－３のみが示されている。そして、右図Ｚ７３は、イオンの出口側からイオンガイド２００ｆを見た図である。
図１８では、４本の円柱状のロッド電極２０ｆ（２０ｆ－１～２０ｆ－４）が中心Ｃに対して円形に配置されている４重極のイオンガイド２００ｆの構成が示されている。図１８に示すように、イオンガイド２００ｆでは長手方向の途中から凹形状及び円弧状の切欠部２１がロッド電極２０ｆに設けられている。
【0055】
図１９Ａ及び図１９Ｂは、イオンガイド２００ｆを構成するロッド電極２０ｆのうち、１本のロッド電極２０ｆ－１のみを示す図である。図１９Ａは、入口側からロッド電極２０ｆ－１をみた図である。また、図１９Ｂは出口側からロッド電極２０ｆ－１を見た図である。このように、第４実施形態のロッド電極２０ｆ（図１９Ａ及び図１９Ｂに示す例ではロッド電極２０ｆ－１）の特徴は、長手方向の途中から凹形状及び円弧状の切欠部２１がロッド電極２０ｆに設けられていることである。また、切欠部２１が設けられているロッド電極２０ｆの側面とは逆側の側面には、凸部２６が設けられている。
【0056】
図２０は、イオンガイド２００ｆを構成する４本のロッド電極２０ｆの内、２本のロッド電極２０ｆ－３～２０ｆ－４を示す斜視図である。
図２０に示す例では、図２～図９に示すイオンガイド２００と同様に、入口側のロッド電極２０ｆの内接円２３ｆから、出口側のロッド電極２０ｆの内接円２４ｆにかけて、徐々に内接円半径が小さくなる。第４実施形態では、ロッド電極２０ｆの長手方向途中に設けられている開始点２５から出口側に向けて切欠部２１が設けられている。つまり、ロッド電極２０ｆにおいて、切欠部２１は、ロッド電極２０ｆの長手方向に対し、ロッド電極２０ｆの途中からイオンの出口側（内接円２４ｆの方向）に向けて設けられている。
図２０に示す例では、図２～図９に示すイオンガイド２００と同様に、入口側のロッド電極２０ｆの内接円２３ｆから、出口側のロッド電極２０ｆの内接円２４ｆにかけて、徐々に内接円半径が小さくなる。第４実施形態では、ロッド電極２０ｆの長手方向途中に設けられている開始点２５から出口側に向けて切欠部２１が設けられている。つまり、ロッド電極２０ｆにおいて、切欠部２１は、ロッド電極２０ｆの長手方向に対し、ロッド電極２０ｆの途中からイオンの出口側（内接円２４ｆの方向）に向けて設けられている。
【0057】
なお、図１８では、煩雑になることを避けるため、切欠部２１及び凸部２６の符号を省略している。図１８～図２０で示すように、あるロッド電極２０ｆの切欠部２１と、他のロッド電極２０ｆの凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。
【0058】
ロッド電極２０ｆにおいて、切欠部２１が設けられていない部分には、ホルダ２１０（図７参照）が設置されない。従って、切欠部２１が設けられていない部分について、絶縁沿面部２１２ａ，２１２ｂの汚染は生じない。
【0059】
イオンガイド２００ｆの基本的な効果はイオンガイド２００と同様であるが、第３実施形態の６重極に対して４重極の方が、イオン収束効率が高くなる傾向にある。特にロッド電極２０ｆの本数（重極数）が少なくなる構成では、入口側では切欠部２１を有していなくても隣り合うロッド電極２０ｆの間に十分な隙間を有することが可能である。従って、第４実施形態のようにロッド電極２０ｆの長手方向の途中から切欠部２１が構成されていても差し支えない。
【0060】
また、第４実施形態によれば、イオンガイド２００，２００ａ～２００ｅと比較して、切欠部２１のために切削する部分を減らすことができる。このため、コストを向上させることができる。
【0061】
（第５実施形態）（ロッド電極２０ｇが平行に設置されている例）
図２１を参照して、第５実施形態のイオンガイド２００ｇを詳細に説明する。
図２１は、１２本の円柱状のロッド電極２０ｇ（２０ｇ－１～２０ｇ－１２）が長手方向に対して平行に配置された１２重極のイオンガイド２００ｇの構成を示す図である。図２１では、簡便のため、イオンガイド２００との相違点のみ説明する。図２１において、左図Ｚ８１はイオンの入口側からイオンガイド２００ｇを見た図である。また、図２１の中央図Ｚ８２では、簡便のためロッド電極２０ｇ－１、２０ｇ－７のみが示されている。また、図２１の中央図Ｚ８２は側面からイオンガイド２００ｇを見た図である。そして、図２１の右図Ｚ８３はイオンの出口側からイオンガイド２００ｇを見た図である。
図２１に示すイオンガイド２００ｇでは、凹形状かつ円弧状の切欠部２１が設けられている円柱状のロッド電極２０ｇ－１～２０ｇ－１２が平行に配置されている。そのため、図２１の左図Ｚ８１と右図Ｚ８３ではＺ軸に対して、単に反転した状態が示されている。そして、それぞれのロッド電極２０ｇは、中心Ｃに対して円形に配置されている。
図２１を参照して、第５実施形態のイオンガイド２００ｇを詳細に説明する。
図２１は、１２本の円柱状のロッド電極２０ｇ（２０ｇ－１～２０ｇ－１２）が長手方向に対して平行に配置された１２重極のイオンガイド２００ｇの構成を示す図である。図２１では、簡便のため、イオンガイド２００との相違点のみ説明する。図２１において、左図Ｚ８１はイオンの入口側からイオンガイド２００ｇを見た図である。また、図２１の中央図Ｚ８２では、簡便のためロッド電極２０ｇ－１、２０ｇ－７のみが示されている。また、図２１の中央図Ｚ８２は側面からイオンガイド２００ｇを見た図である。そして、図２１の右図Ｚ８３はイオンの出口側からイオンガイド２００ｇを見た図である。
図２１に示すイオンガイド２００ｇでは、凹形状かつ円弧状の切欠部２１が設けられている円柱状のロッド電極２０ｇ－１～２０ｇ－１２が平行に配置されている。そのため、図２１の左図Ｚ８１と右図Ｚ８３ではＺ軸に対して、単に反転した状態が示されている。そして、それぞれのロッド電極２０ｇは、中心Ｃに対して円形に配置されている。
【0062】
図２１に示すように、切欠部２１が設けられているロッド電極２０ｇの側面とは逆側の側面には、凸部２６が設けられている。そして、あるロッド電極２０ｇの切欠部２１と、他のロッド電極２０ｇの凸部２６が、非接触の状態で嵌合している。
【0063】
第５実施形態に示すイオンガイド２００ｇの特徴は、図６で示す特徴や、図９で示す特徴は、イオンガイド２００と同様である。なお、図６で示す特徴とは、中心Ｃからの同一距離Ｒ１～Ｒｎにおけるロッド間隙ＧＡ１～ＧＡｎの中心ＧＣ１～ＧＣｎを結んだ一点鎖線Ｓが一直線上にならないことである。また、イオンガイド２００ｇの中心Ｃからの所定の距離「Ｒ」におけるロッド間隙ＧＡの中心ＧＣと中心Ｃを結んだ線ＧＬが定義される。図９に示す特徴とは、線ＧＬの近傍において、線ＧＬに対して、ロッド電極２０ｇの形状が非線対称であることである。
【0064】
図２２は、ホルダ２１０ｃが設けられたイオンガイド２００ｇの例を示す図である。
図２２の左図Ｚ９１は、ホルダ２１０ｃが設けられたイオンガイド２００ｇを入口側から見た図である。また、図２２の右図Ｚ９２は、ホルダ２１０ｃが設けられたイオンガイド２００ｇの側面図である。
また、図２２に示すように、実際のイオンガイド２００ｇでは、１２本のロッド電極２０ｇ（２０ｇ－１～２０ｇ－１２）を保持するため、絶縁物製のホルダ２１０ｃを有する場合がある。第５実施形態では、それぞれのロッド電極２０ｇ（２０ｇ－１～２０ｇ－１２）がＸ軸に対して平行に配置されるため、入口側と出口側のホルダ２１０ｃは図２２に示すように同じ形状を有していてもよい。
図２２の左図Ｚ９１は、ホルダ２１０ｃが設けられたイオンガイド２００ｇを入口側から見た図である。また、図２２の右図Ｚ９２は、ホルダ２１０ｃが設けられたイオンガイド２００ｇの側面図である。
また、図２２に示すように、実際のイオンガイド２００ｇでは、１２本のロッド電極２０ｇ（２０ｇ－１～２０ｇ－１２）を保持するため、絶縁物製のホルダ２１０ｃを有する場合がある。第５実施形態では、それぞれのロッド電極２０ｇ（２０ｇ－１～２０ｇ－１２）がＸ軸に対して平行に配置されるため、入口側と出口側のホルダ２１０ｃは図２２に示すように同じ形状を有していてもよい。
【0065】
イオンガイド２００ｇは、図２～図９に示すイオンガイド２００と同様の効果を有する。また、ロッド電極２０ｇを傾斜させて設置しない分、イオンガイド２００ｇは、イオンガイド２００，２００ａ～２００ｆより簡易に設置することが可能となる。
【0066】
（第６実施形態）（ロッド電極２０ｈの両側の側面に切欠部２１が設けられているイオンガイド２００ｈ）
図２３は、第６実施形態のイオンガイド２００ｈを示す断面図である。
図２３では、簡便のため、イオンガイド２００との相違点のみが説明される。
これまでの例では、隣り合うロッド電極２０，２０ａ～２０ｇの間において、形成される隙間の近接部分において、どちらか一方のロッド電極２０，２０ａ～２０ｇの側に切欠部２１を有する構成が示されている。つまり、これまでの例では、ロッド電極２０，２０ａ～２０ｇの片側側面にのみ切欠部２１が設けられている。これらに対し、第６実施形態に示すイオンガイド２００ｈは、ロッド電極２０ｈ（２０ｈ－１～２０ｈ－１２）で構成されている。そして、ロッド電極２０ｈは、隣り合うロッド電極２０ｈの間に形成される隙間の近接部分において、両方のロッド電極２０ｈの側面に凹形状かつ円弧状の切欠部２１が設けられている。なお、イオンガイド２００ｈは、１２本（１２重極）、かつ、円柱状のロッド電極２０ｈで構成されている。つまり、第６実施形態では、イオンガイド２００ｈを構成するロッド電極２０ｈのそれぞれの両側側面に切欠部２１が設けられている。なお、切欠部２１が両面側に設けられているとは、ロッド電極２０ｈの、一方の面に切欠部２１及び凸部２６が設けられているし、他方の面にも切欠部２１及び凸部２６が設けられていることである。
図２３は、第６実施形態のイオンガイド２００ｈを示す断面図である。
図２３では、簡便のため、イオンガイド２００との相違点のみが説明される。
これまでの例では、隣り合うロッド電極２０，２０ａ～２０ｇの間において、形成される隙間の近接部分において、どちらか一方のロッド電極２０，２０ａ～２０ｇの側に切欠部２１を有する構成が示されている。つまり、これまでの例では、ロッド電極２０，２０ａ～２０ｇの片側側面にのみ切欠部２１が設けられている。これらに対し、第６実施形態に示すイオンガイド２００ｈは、ロッド電極２０ｈ（２０ｈ－１～２０ｈ－１２）で構成されている。そして、ロッド電極２０ｈは、隣り合うロッド電極２０ｈの間に形成される隙間の近接部分において、両方のロッド電極２０ｈの側面に凹形状かつ円弧状の切欠部２１が設けられている。なお、イオンガイド２００ｈは、１２本（１２重極）、かつ、円柱状のロッド電極２０ｈで構成されている。つまり、第６実施形態では、イオンガイド２００ｈを構成するロッド電極２０ｈのそれぞれの両側側面に切欠部２１が設けられている。なお、切欠部２１が両面側に設けられているとは、ロッド電極２０ｈの、一方の面に切欠部２１及び凸部２６が設けられているし、他方の面にも切欠部２１及び凸部２６が設けられていることである。
【0067】
図２３に示す例では、１２本（１２重極）の円柱状のロッド電極２０ｈ（２０ｈ－１～２０ｈ－１２）が中心Ｃに対して円形に配置されているイオンガイド２００ｈが示されている。なお、図２３はＹＺ平面（図１、図５参照）におけるイオンガイド２００ｈの断面図である。前記したようにロッド電極２０ｈの隙間に対して隣り合う近接部分において、ロッド電極２０ｈの隙間に対し、両側に位置するロッド電極２０ｈに円弧状の切欠部２１が設けられている。つまり、図２３に示すイオンガイド２００ｈでは、切欠部２１及び凸部２６は、ロッド電極２０ｈの両側側面に設けられている。そして、あるロッド電極２０ｈの切欠部２１と、他のロッド電極２０ｈの凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。
【0068】
以上、説明してきた各例のイオンガイド２００，２００ａ～２００ｈについては、各々のイオンガイド２００，２００ａ～２００ｈの特徴要素を組み合わせた構成でも、前記した効果を得ることができる。
【0069】
以下では、イオンガイド２００でイオンガイド２００，２００～２００ｈを代表し、ロッド電極２０で、ロッド電極２０，２０ａ～２０ｈが代表されるものとする。
ロッド電極２０の本数（重極数）により、イオン取り込み効率（重極数が多い方が高い）や、イオン収束効率（重極数が少ない方が高い）といった異なる性能が示される傾向がある。ただし、対象となる試料によりイオンガイド２００の最適構成が異なることがあるので、いずれの重極数の構成も重要度が高い。なお、イオンガイド２００の構成は、前記した例で示す４重極、６重極、８重極、１２重極以外のロッド本数からなる構成でも構わない。ただし、ロッド電極２０の数は偶数に限られる。なぜならば、隣り合うロッド電極２０には逆位相の電圧が印加されるためである。
ロッド電極２０の本数（重極数）により、イオン取り込み効率（重極数が多い方が高い）や、イオン収束効率（重極数が少ない方が高い）といった異なる性能が示される傾向がある。ただし、対象となる試料によりイオンガイド２００の最適構成が異なることがあるので、いずれの重極数の構成も重要度が高い。なお、イオンガイド２００の構成は、前記した例で示す４重極、６重極、８重極、１２重極以外のロッド本数からなる構成でも構わない。ただし、ロッド電極２０の数は偶数に限られる。なぜならば、隣り合うロッド電極２０には逆位相の電圧が印加されるためである。
【0070】
また、複数のロッド電極２０から構成されるイオンガイド２００の実装については、例えば、絶縁物製のホルダ２１０とロッド電極２０とがネジ止めされる形式がある。その他、ホルダ２１０とロッド電極２０とが接着される等の固定手段が用いられてもよい。また、ホルダ２１０とロッド電極２０の間に位置関係を決めるピン等の部品が用いられてもよい。
【0071】
ロッド電極２０は、前記した例で示す円柱、角柱、略長円柱以外の形状（例えば六角柱等）でも構わない。また、切欠部２１の加工は、様々な手法を用いることができる。例えば、切削加工（多軸加工機等による加工を含む）、放電加工（ワイヤカット放電加工等を含む）、鋳造、３次元プリンタ、プラスティック成形加工（表面に金属層を追加）等がある。
【0072】
［共通の特徴］
図２４は、これまで説明した例（特に円柱状のロッド電極２０）に共通的な特徴を示す図である。
図２４において、ロッド電極２０の直径（切欠部２１（図３Ａ及び図３Ｂ等参照）が設けられていない方向の最大径部）が「Ｄ」と定義され、隣り合うロッド電極２０の中心間距離が「Ｐ」と定義されるものとする。図２４に示すように、イオンガイド２００の特徴は、Ｄ＞Ｐの関係にあるといえる。つまり、「Ｐ」よりも「Ｄ」が大きいため、図２４に示すように、それぞれのロッド電極２０が重なりあう部分（斜線部分ＤＬ）が生じることになる。この重なり部分（斜線部分ＤＬ）を切欠部２１として、それぞれのロッド電極２０の間に隙間を設けていることが、本実施形態の特徴である。この関係式は、ロッド電極２０の全長に渡って有されていてもよいし、図１８～図２０に示すように長手方向の一部に有されていてもよい。
図２４は、これまで説明した例（特に円柱状のロッド電極２０）に共通的な特徴を示す図である。
図２４において、ロッド電極２０の直径（切欠部２１（図３Ａ及び図３Ｂ等参照）が設けられていない方向の最大径部）が「Ｄ」と定義され、隣り合うロッド電極２０の中心間距離が「Ｐ」と定義されるものとする。図２４に示すように、イオンガイド２００の特徴は、Ｄ＞Ｐの関係にあるといえる。つまり、「Ｐ」よりも「Ｄ」が大きいため、図２４に示すように、それぞれのロッド電極２０が重なりあう部分（斜線部分ＤＬ）が生じることになる。この重なり部分（斜線部分ＤＬ）を切欠部２１として、それぞれのロッド電極２０の間に隙間を設けていることが、本実施形態の特徴である。この関係式は、ロッド電極２０の全長に渡って有されていてもよいし、図１８～図２０に示すように長手方向の一部に有されていてもよい。
【0073】
［効果のまとめ］
次に、図２５を参照して、図２～図２３に示すイオンガイド２００，２００～２００ｈにおける効果についてまとめる。
図２５では、イオンガイド２００，２００～２００ｈを代表してイオンガイド２００を主に参照する。
図２５は、イオンガイド２００を構成するロッド電極２０のうち、ロッド電極２０－１，２０－２の部分拡大図である。
本実施形態のイオンガイド２００は、あるロッド電極２０の切欠部２１と、他のロッド電極２０の凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。このような構成を有するイオンガイド２００では、接触部分２１１ａや絶縁沿面部２１２ａが中心Ｃから見えない構成が実現できる。絶縁沿面部２１２ａの範囲の両端と中心Ｃを結んだ、それぞれの直線Ｌ１，Ｌ２の間の角度を「β」とする。そして、「β」の範囲内に障害物（つまり、ロッド電極２０－１）が存在する。そのため、絶縁沿面部２１２ａが中心Ｃから見えないことが本実施形態の特徴である。
次に、図２５を参照して、図２～図２３に示すイオンガイド２００，２００～２００ｈにおける効果についてまとめる。
図２５では、イオンガイド２００，２００～２００ｈを代表してイオンガイド２００を主に参照する。
図２５は、イオンガイド２００を構成するロッド電極２０のうち、ロッド電極２０－１，２０－２の部分拡大図である。
本実施形態のイオンガイド２００は、あるロッド電極２０の切欠部２１と、他のロッド電極２０の凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。このような構成を有するイオンガイド２００では、接触部分２１１ａや絶縁沿面部２１２ａが中心Ｃから見えない構成が実現できる。絶縁沿面部２１２ａの範囲の両端と中心Ｃを結んだ、それぞれの直線Ｌ１，Ｌ２の間の角度を「β」とする。そして、「β」の範囲内に障害物（つまり、ロッド電極２０－１）が存在する。そのため、絶縁沿面部２１２ａが中心Ｃから見えないことが本実施形態の特徴である。
【0074】
また、図２に示すようにロッド電極２０が傾斜して配置されることで、イオンガイド２００を入口側から見た際、絶縁沿面部２１２ａ，２１２ｂ（図８参照）が見えない構成を有している。なお、本実施形態では、図２等に示すようにロッド電極２０が傾斜して配置される以外に、図２１等に示すように、ロッド電極２０ｇが平行に配置されているイオンガイド２００ｇのような構成も可能である。
【0075】
また、イオンガイド２００ｇのようにロッド電極２０ｇが平行に配置されている構成でも、図２５に示すように、絶縁沿面部２１２ａ（図２５）が中心Ｃから見えない構成を実現できる。換言すれば、このような構成を有することで、イオンガイド２００ｇの内部から外部に向かって排出される液滴はロッド電極２０の凸部２６によって妨げられる。これによって、液滴は絶縁沿面部２１２ａに届きにくくなる。このため、絶縁沿面部２１２ａが液滴等で汚染されることを抑制することができる。これにより、イオンガイド２００ｇでも、イオンガイド２００と同様にロバスト性が向上し、長期的な分析性能や安定性が向上する。
【0076】
［比較例］
次に、図２６～図２９を参照して、本実施形態の比較例について説明する。
図２６は、比較例に係るイオンガイド２００ｊの構成を示す図である。図２６の左図Ｚ１０１はイオンの入口側からイオンガイド２００ｊを見た図であり、右図Ｚ１０２はＺ軸上のイオンガイド２００ｊの断面図を示す。また、図２６では、簡便のためロッド電極２０ｊのみが示されている。
図２６には、円柱状のロッド電極２０ｊ（２０ｊ－１～２０ｊ－４）によって構成される、多重極（図２６に示す例では４重極）のイオンガイド２００ｊが示されている。
また、図２７は、ホルダ２１０が設けられたイオンガイド２００ｊの構成を示す図である。図２７の左図Ｚ１１１はイオンの入口側からイオンガイド２００ｊを見た図であり、右図Ｚ１１２はＺ軸上のイオンガイド２００ｊの断面図を示す。
次に、図２６～図２９を参照して、本実施形態の比較例について説明する。
図２６は、比較例に係るイオンガイド２００ｊの構成を示す図である。図２６の左図Ｚ１０１はイオンの入口側からイオンガイド２００ｊを見た図であり、右図Ｚ１０２はＺ軸上のイオンガイド２００ｊの断面図を示す。また、図２６では、簡便のためロッド電極２０ｊのみが示されている。
図２６には、円柱状のロッド電極２０ｊ（２０ｊ－１～２０ｊ－４）によって構成される、多重極（図２６に示す例では４重極）のイオンガイド２００ｊが示されている。
また、図２７は、ホルダ２１０が設けられたイオンガイド２００ｊの構成を示す図である。図２７の左図Ｚ１１１はイオンの入口側からイオンガイド２００ｊを見た図であり、右図Ｚ１１２はＺ軸上のイオンガイド２００ｊの断面図を示す。
【0077】
図２６において、隣り合うロッド電極２０ｊには逆位相の高周波電圧が印加される必要がある。そのため、図２７に示すようにロッド電極２０ｊは絶縁物製のホルダ２１０で保持される場合が多い。ＹＺ平面において、イオンガイド２００ｊの中心Ｃからの同一距離「Ｒ１」～「Ｒｎ」（図２６の破線で示した円）におけるロッド間隙ＧＡ１～ＧＡｎの中心ＧＣ１～ＧＣｎを結んだものが線ＳＡと定義される。図２６に示すような、多重極を有するイオンガイド２００ｊの特徴は、線ＳＡが一直線上になることである。
【0078】
また、図２６に示すイオンガイド２００ｊの構成は、Ｘ軸方向に沿ってロッド電極２０ｊが平行に配置されている。そのため、ロッド間隙ＧＡ１～ＧＡｎの中心ＧＣ１～ＧＣｎを結んだ線ＳＡが一直線上になる関係性はロッド電極２０ｊの長手方向に渡って一定である。このような構成では、図２７の左図Ｚ１１１に示すように、ロッド間隙ＧＡ１～ＧＡｎによって、入口側からイオンガイド２００ｊを見ると、ホルダ１０３の絶縁沿面部２１２が見える状態となっている。イオンガイド２００ｊには、イオン源１００（図１参照）で生成されたイオンや液滴が導入される。そして、イオンガイド２００ｊには、分析の際にノイズ要因となる液滴をロッド間隙ＧＡ１～ＧＡｎ（図２６参照）等から排出し、イオンのみを多重極電界により中心Ｃ付近に収束する役割がある。つまり、イオンガイド２００ｊには、液滴を含む気流とイオンを分離させる役割がある。
【0079】
このため、図２７に示すように、ロッド間隙ＧＡ１～ＧＡｎ（図２６参照）からホルダ２１０の絶縁沿面部２１２が見える構成では、絶縁沿面部２１２が液滴により汚染される可能性が高くなる。本来、隣り合うロッド電極２０ｊの絶縁を行うための絶縁沿面部２１２が液滴で汚染されることで、絶縁性能が劣化する。これに伴い、ロッド電極２０ｊに印加可能な電圧値が低下する。その結果、汚染前と同じ電圧値がロッド電極２０ｊに印加された場合でも絶縁沿面部２１２で放電等が生じる可能性が高くなる。結果的に、分析性能や安定性が劣化してしまうおそれがある。
【0080】
図２８は、比較例に係るイオンガイド２００ｋの構成を示す図である。図２８の左図Ｚ１２１はイオンの入口側からイオンガイド２００ｋを見た図であり、右図Ｚ１２２はＺ軸上のイオンガイド２００ｋの断面図を示す。また、図２８では、簡便のためロッド電極２０ｋのみが示されている。
図２８に示すように、イオンガイド２００ｋを構成するロッド電極２０ｋは角柱状の形状を有している。
図２８に示すように、イオンガイド２００ｋを構成するロッド電極２０ｋは角柱状の形状を有している。
【0081】
また、図２９は、ホルダ２１０が設けられたイオンガイド２００ｋの構成を示す図である。図２９の左図Ｚ１３１はイオンの入口側からイオンガイド２００ｋを見た図であり、右図Ｚ１３２はＺ軸上のイオンガイド２００ｋの断面図を示す。
なお、図２８及び図２９において、図２６及び図２７と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図２８、図２９に示すような角柱状のロッド電極２０ｋ（２０ｋ－１～２０ｋ－４）によて構成されるイオンガイド２００ｋにおいても、特徴および課題は図２６及び図２７に示すイオンガイド２００ｊと同様である。
なお、図２８及び図２９において、図２６及び図２７と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図２８、図２９に示すような角柱状のロッド電極２０ｋ（２０ｋ－１～２０ｋ－４）によて構成されるイオンガイド２００ｋにおいても、特徴および課題は図２６及び図２７に示すイオンガイド２００ｊと同様である。
【0082】
質量分析計１の高感度化のために、非特許文献１および特許文献１のように、ロッド電極２０ｊ，２０ｋの本数（重極数）を増やし、イオン取り込み効率を向上する技術がある。また、これらの技術ではロッド電極２０ｊ，２０ｋの長手方向に沿って、ロッド電極２０ｊ， ２０ｋを斜めに（傾斜して）配置している。つまり、出口側に向かってイオンガイド２００ｋの内部空間を徐々に狭くすることが行われている。このようにすることで、イオンの収束効率の向上が図られている。しかしながら、これらの技術においても前記した課題と同様に、図２６や、図２８に示すロッド間隙ＧＡ１～ＧＡｎの中心ＧＣ１～ＧＣｎを結んだ線ＳＡが一直線上になる構成であることは変わらない。そのため、ホルダ２１０の汚染問題を解決することはできないと考えられる。また、高感度化のためには、導入電極１２２（図１参照）の孔Ｈ２（図１参照）の径を大きくして、大気中からのイオンの導入量自体を増やす場合もある。そのような場合、イオンガイド２００ｊ，２００ｋに対する液滴の導入量も更に増加する。従って、ホルダ２１０の汚染問題が、さらに顕著になる場合がある。
【0083】
前記したように、本実施形態に示すイオンガイド２００，２００ａ～２００ｈによれば、このようなホルダ２１０（絶縁沿面部２１２ａ，２１２ｂ）の汚染を防止することができる。
【0084】
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を有するものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【0085】
また、前記した制御装置６００等は、それらの一部又はすべてを、例えば集積回路で設計すること等によりハードウェアで実現してもよい。また、前記した各構成、機能等は、ＣＰＵ等のプロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、ＨＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ）に格納すること以外に、メモリや、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、又は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）カードや、ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ）カード、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等の記録媒体に格納することができる。
【0086】
また、本実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【符号の説明】
【0087】
１ 質量分析計
２０，２０ａ～２０ｈ，２０－１～２０－１２，２０ａ－１～２０ａ－８，２０ｂ－１～２０ｂ－６，２０ｃ－１～２０ｃ－１２，２０ｅ－１～２０ｅ－１２，２０ｆ－１～２０ｆ－４，２０ｈ－２～２０ｈ－１２，２０ｇ－１～２０ｇ－１２ ロッド電極
２１ 切欠部（凹部）
２３ 内接円（入口側におけるロッド電極の内接円）
２３ｆ 内接円
２４ 内接円（出口側におけるロッド電極の内接円）
２４ｆ 内接円
２６ 凸部
２００，２００ａ～２００ｈ イオンガイド
２１０，２１０ａ～２１０ｃ ホルダ
２１１ａ，２１１ｂ 接触部分
２１２，２１２ａ，２１２ｂ 絶縁沿面部
３００ イオン輸送装置
Ｃ 中心
２０，２０ａ～２０ｈ，２０－１～２０－１２，２０ａ－１～２０ａ－８，２０ｂ－１～２０ｂ－６，２０ｃ－１～２０ｃ－１２，２０ｅ－１～２０ｅ－１２，２０ｆ－１～２０ｆ－４，２０ｈ－２～２０ｈ－１２，２０ｇ－１～２０ｇ－１２ ロッド電極
２１ 切欠部（凹部）
２３ 内接円（入口側におけるロッド電極の内接円）
２３ｆ 内接円
２４ 内接円（出口側におけるロッド電極の内接円）
２４ｆ 内接円
２６ 凸部
２００，２００ａ～２００ｈ イオンガイド
２１０，２１０ａ～２１０ｃ ホルダ
２１１ａ，２１１ｂ 接触部分
２１２，２１２ａ，２１２ｂ 絶縁沿面部
３００ イオン輸送装置
Ｃ 中心
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図16】
【図17A】
【図17B】
【図18】
【図19A】
【図19B】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
