特許 7481246 イオン源及び分析装置

(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】

(24)【登録日】2024-04-30

(45)【発行日】2024-05-10

(54)【発明の名称】イオン源及び分析装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 49/04 20060101AFI20240501BHJP

   G01N 27/62 20210101ALI20240501BHJP

   H01J 49/16 20060101ALI20240501BHJP

   H01J 49/06 20060101ALI20240501BHJP

   G01N 1/00 20060101ALI20240501BHJP

   G01N 1/22 20060101ALI20240501BHJP

【ＦＩ】

H01J49/04 900

G01N27/62 G

G01N27/62 F

H01J49/16 800

H01J49/06 800

H01J49/04 040

G01N1/00 101R

G01N1/22 T

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020204216

(22)【出願日】2020-12-09

(65)【公開番号】P2022091397

(43)【公開日】2022-06-21

【審査請求日】2023-10-19

(73)【特許権者】

【識別番号】301078191

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテクソリューションズ

(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】高田 安章

(72)【発明者】

【氏名】鹿島 秀夫

(72)【発明者】

【氏名】菅谷 昌和

(72)【発明者】

【氏名】熊野 峻

【審査官】佐藤 海

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－３０１７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１０３７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１３９５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１１５６５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２８２３０４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－００８６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２０３６３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ４９／０４

Ｇ０１Ｎ ２７／６２

Ｈ０１Ｊ ４９／１６

Ｈ０１Ｊ ４９／０６

Ｇ０１Ｎ １／００

Ｇ０１Ｎ １／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

化学物質の蒸気をイオン化するイオン化部と、
所望の温度に保持される固定側加熱部と、
前記固定側加熱部と対向して配置され、所望の温度に保持されるとともに、前記化学物質を含んでいる加熱対象物を前記固定側加熱部とで挟み込むようにして、前記加熱対象物を加熱する可動側加熱部と、
を有し、
前記固定側加熱部は、前記イオン化部と一体となって構成され、
前記固定側加熱部は、加熱によって生じる前記化学物質の蒸気を前記イオン化部へ導入するための導入部を有する
ことを特徴とするイオン源。

【請求項2】

前記可動側加熱部は、
空気を前記加熱対象物へ送る空気取入部が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のイオン源。

【請求項3】

前記固定側加熱部は、前記イオン化部を構成する電極の一部である
ことを特徴とする請求項１に記載のイオン源。

【請求項4】

前記可動側加熱部において、前記固定側加熱部に対して対向する側の面に、アダプタ部が設けられ、
前記アダプタ部は、着脱部によって前記アダプタ部の前記可動側加熱部から着脱可能である
ことを特徴とする請求項１に記載のイオン源。

【請求項5】

前記固定側加熱部において、前記可動側加熱部に対して対向する側の面に、アダプタ部が設けられ、
前記アダプタ部は、着脱部によって前記固定側加熱部から着脱可能である
ことを特徴とする請求項１に記載のイオン源。

【請求項6】

前記アダプタ部は、
前記アダプタ部の外部から取り入れられた空気で満たされる溝部を内部に有している
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のイオン源。

【請求項7】

前記アダプタ部は、
周縁に凸部を有し、
前記凸部は、
一部に前記アダプタ部の外部と連通している凹部を有する
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のイオン源。

【請求項8】

前記アダプタ部は、
多孔質体で構成される
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のイオン源。

【請求項9】

前記イオン化部を構成する電極であるとともに、イオン化された前記化学物質の蒸気を質量分析計へ導入する電極であり、前記イオン化部に存在するイオン化された前記化学物質の蒸気を前記質量分析計へ導入する細孔を有する細孔付電極を有し、
前記固定側加熱部は、
前記細孔付電極に対して断熱されている
ことを特徴とする請求項１に記載のイオン源。

【請求項10】

前記導入部にフィルタ部が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のイオン源。

【請求項11】

検査対象である化学物質の蒸気をイオン化するイオン源と、
イオン化された前記化学物質の蒸気を分析する分析部と、
を有する分析装置であって、
前記イオン源は、
加熱対象物から導入された前記化学物質の蒸気をイオン化するイオン化部と、
所望の温度に保持される固定側加熱部と、
前記固定側加熱部と対向して配置され、所望の温度に保持されるとともに、前記化学物質を含んでいる前記加熱対象物を前記固定側加熱部とで挟み込むようにして、前記加熱対象物を加熱する可動側加熱部と、
を有し、
前記固定側加熱部は、前記イオン化部と一体となって構成され、
前記固定側加熱部は、加熱によって生じる前記化学物質の蒸気を前記イオン化部へ導入するための導入部を有する
ことを特徴とする分析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、化学物質を分析する際に用いられるイオン源及び分析装置の技術に関する。

【背景技術】

【0002】

違法薬物の持ち込みを防止する方法の一つとして、トレース検査が行われる。カバンの外側に覚せい剤や麻薬類等の違法薬物が付着していれば、カバンの内部に前記した違法薬物が隠蔽されている可能性がある。そこで、検査員が、カバンの外側を拭き取り、カバンの表面から拭き取った表面の付着物を化学分析手段で同定する検査が行われる。このような検査における分析には、イオンモビリティ法や質量分析法がよく用いられている。

【0003】

特許文献１は、「検査対象から採取した試料が付着した検査片を加熱するステップと、加熱された前記検査片から発生する気体を試料ガスとして吸引するステップと、該吸引された試料ガスをイオン化するステップと、イオン化された試料ガスのイオンの質量を分析して質量スペクトルを取得する第１の分析ステップと、第１の固有のｍ／ｚ値のイオンが存在するか判定する第１の判定ステップと、前記第１の判定ステップの判定結果に応じてタンデム質量分析を行う第２の分析ステップと、前記タンデム質量分析で得られた質量スペクトルで第２の固有のｍ／ｚ値のイオンが存在するか判定する第２の判定ステップとを備え、前記検査片を加熱するステップは、間隔を離して対向配置された２枚の加熱板の間に前記検査片を挿入して加熱することを特徴とする」特定薬物の探知方法及び探知装置が開示されている（請求項１参照）。

【0004】

特許文献２は、「装置は、危険物質に由来する試料が付着する拭き取り部材を収納し試料を加熱するオーブン１と、オーブン外部から試料を加熱する赤外線を発生する光源と、オーブンで気化した試料をイオン化するイオン源部２と、気化した試料をイオン源部に導入する吸引ポンプ３と、イオンの質量分析を行なう質量分析部４と、排気部１０と、質量分析部の出力信号を処理し危険物質の有無判定を行なうデータ処理装置５と、判定結果を表示する操作パネル７と、判定結果に基づいて警報を発する警報機６と、装置各部のための電源部８と、装置各部を制御する制御部９とを備える。操作パネルから入力される装置各部に指定する動作条件に基づいて、制御部は装置各部を制御する」危険物探知装置及び危険物探知方法が開示されている（要約参照）。

【0005】

特許文献３は、「有機酸又は有機酸塩を用いて有機酸ガス発生器３から有機酸ガスを発生させ、試料ガスと混合させてイオン源４に導入し、イオン化を行い、質量分析部５で質量スペクトルを得る。データ処理部６は、得られた質量スペクトルに基づいて、探知対象の目的化学物質から生成される固有のｍ／ｚをもつ分子に有機酸から生成される分子が付加された固有の有機酸付加イオンのｍ／ｚの検出の有無を判定する。有機酸付加イオンのｍ／ｚのイオンピークがあった場合、探知対象の目的化学物質が存在すると判断して警報を鳴らす」化学物質探知装置及び化学物質探知方法が開示されている（要約参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第３８００４２２号公報

【文献】特開２００４－２１２０７３号公報

【文献】特開２００９－１０３７１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

（従来の危険物探知装置１Ａ）
図８から図１０を用いて、従来の危険物探知装置１Ａについて説明する。
図８は、従来の危険物探知装置１Ａの構成を示す図である。
危険物探知装置１Ａは、加熱器２００、吸引ポンプ３０３、イオン源１００Ａ、真空ポンプ３０５、質量分析計（分析部）３０６、データ処理装置３０８を有する。加熱器２００及びイオン源１００Ａは配管３０１によって接続されている。また、イオン源１００Ａ及び吸引ポンプ３０３は吸気管３０２によって接続している。質量分析計３０６及び真空ポンプ３０５は真空配管３０４を介して接続している。なお、イオン源１００Ａ及び質量分析計３０６は一体の装置となっている。そして、質量分析計３０６及びデータ処理装置３０８は信号ライン３０７を介して電気的に接続している。

【0008】

検査員は、カバン等の検査対象物の表面を拭き取った布等を加熱器２００にセットする。本明細書では加熱器２００にセットされる布としてワイプ材Ｗ（図９参照）が想定されているが、ワイプ材Ｗ以外のものが用いられてもよい。加熱器２００によって、セットされたワイプ材Ｗが加熱され、ワイプ材Ｗに付着している化学物質が気化する。気化した化学物質の蒸気は、１８０℃～２００℃に加熱された配管３０１を介し、さらに、吸気管３０２を介してイオン源１００Ａに接続されている吸引ポンプ３０３による吸気によってイオン源１００Ａに導入される。イオン源１００Ａでイオン化された化学物質は、真空配管３０４を介して質量分析計３０６と接続している真空ポンプ３０５によって真空排気された質量分析計３０６に導入される。質量分析計３０６は、導入された化学物質を質量分析する。質量分析計３０６で得られた信号は、信号ライン３０７を介してデータ処理装置３０８に送られ、データ処理装置３０８によって処理される。データ処理装置３０８には化学物質のデータベース（不図示）が登録されており、信号がデータベースと一致した場合、データ処理装置３０８は発報を行う。

【0009】

（加熱器２００）
図９は、従来の加熱器２００の構造を示す断面図である。
加熱器２００は、可動側加熱部２１０及び固定側加熱部２２０を有する。
可動側加熱部２１０は、モータ（不図示）に接続された駆動部２１１が駆動することで上下方向に駆動可能である（白抜上下矢印）。検査員がワイプ材Ｗを、可動側加熱部２１０と固定側加熱部２２０との隙間に挿入する。すると、駆動部２１１が駆動することで、可動側加熱部２１０を上方（紙面上方向）に押し上げる。上方向とは重力の働く方向とは逆方向のことである。これにより、ワイプ材Ｗは可動側加熱部２１０と固定側加熱部２２０との間に挟まれ、加熱される。可動側加熱部２１０と固定側加熱部２２０の温度は、２００℃以上に保たれることが望ましい。可動側加熱部２１０と固定側加熱部２２０が密着すると空気の取入れが困難になる。そのため、可動側加熱部２１０と固定側加熱部２２０の少なくとも一方には、空気をワイプ材Ｗの周囲に取り入れるための空気口２１２が設けられる。ワイプ材Ｗに付着している化学物質は、熱により気化する。気化によって生じた化学物質の蒸気は、加熱された配管３０１を介してイオン源１００Ａへと導入される（白抜矢印）。

【0010】

（イオン源１００Ａ）
図１０は、従来のイオン源１００Ａの構造を示す図である。
イオン源１００Ａは、針電極１３１、対向電極１３２、イオン化領域（イオン化部）１３３、細孔付電極１３４、細孔１３５を有する。
イオン源１００Ａには針電極１３１が設けられ、数キロボルトの高電圧が印可される。この高電圧により、針電極１３１と、針電極１３１に対向して配置されている対向電極１３２との間にコロナ放電が生じる。例えば、針電極１３１の電圧が４キロボルト、対向電極１３２の電圧が５００ボルトであるとする。この場合、コロナ放電により針電極１３１の周囲に存在する大気中の水蒸気がイオン化され、ヒドロニウムイオン（Ｈ_３Ｏ^＋）が生成される。このようにコロナ放電で生成されるイオンは一次イオンＮと呼ばれる。一次イオンＮは、対向電極１３２と細孔付電極１３４によって生成される電界によりイオン化領域１３３に導入される。

【0011】

加熱器２００から配管３０１を介して（矢印Ａ１）、イオン化領域１３３に導入された化学物質の蒸気は、対向電極１３２に開口されている導入部１３６を介して針電極１３１側に流れる。この際、化学物質の蒸気のうち、一部の成分は、針電極１３１側から流れてくる一次イオンＮと反応し、イオン化する。化学物質の蒸気のうち、イオン化した成分をイオン成分と称する。
化学物質の蒸気のうち、イオン化しない成分は吸引ポンプ３０３（図８参照）により吸気管３０２を介して排気される（矢印Ａ２）。化学物質の蒸気におけるイオン化反応の例としては、Ｍを化学物質の分子とすると、この化学物質がヒドロニウムイオンと反応して、下記に示すプロトン付加分子を生成する。

【0012】

Ｍ ＋ Ｈ_３Ｏ^＋ → （Ｍ＋Ｈ）^＋ ＋ Ｈ_２Ｏ

【0013】

このようにして生成されたイオン成分は、対向電極１３２と細孔付電極１３４との電位差により細孔付電極１３４の方向にドリフトする。対向電極１３２の電圧は、例えば５００ボルト、細孔付電極１３４の電圧は、例えば３０ボルトに印加されている。イオン成分は細孔付電極１３４に開口する細孔１３５から質量分析計３０６の真空部（不図示）に取り込まれる（白抜矢印Ａ４）。質量分析計３０６に取り込まれたイオン成分は、質量分析計３０６によって質量分析される。イオン源１００Ａの全体や、細孔付電極１３４は１８０℃程度に加熱されている。

【0014】

図８に示す危険物探知装置１Ａにおいて、検出対象となる化学物質の種類によっては、加熱器２００で発生した化学物質の蒸気の一部が配管３０１の内壁面等に吸着される現象が生じる。配管３０１の内壁面等に化学物質が吸着されるとイオン源１００Ａに到達する分子の数が減る。これにより、イオン化されて質量分析される化学物質の量が減るため、質量分析計３０６で観測される信号量（Ｓ）が低下する。また、配管３０１の内壁面等に吸着された化学物質は時間ともに少しずつ脱離し、イオン源１００Ａに流れ込むため、バックグラウンドのノイズ（化学物質を導入しなくても得られる信号、Ｎ）が上昇する。危険物探知装置１Ａの感度は信号強度とバックグラウンドのノイズとの比（Ｓ／Ｎ比）で決まるため、化学物質の吸着はＳの低下、Ｎの上昇を招く。そのため、結果として危険物探知装置１Ａの感度低下が生じる。従って、高感度な危険物探知装置１Ａを実現するため、配管３０１の内壁面等に対する化学物質の吸着を低減することが望まれている。

【0015】

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、分析装置の感度向上を課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

前記した課題を解決するため、本発明は、化学物質の蒸気をイオン化するイオン化部と、所望の温度に保持される固定側加熱部と、前記固定側加熱部と対向して配置され、所望の温度に保持されるとともに、前記化学物質を含んでいる加熱対象物を前記固定側加熱部とで挟み込むようにして、前記加熱対象物を加熱する可動側加熱部と、を有し、前記固定側加熱部は、前記イオン化部と一体となって構成され、前記固定側加熱部は、加熱によって生じる前記化学物質の蒸気を前記イオン化部へ導入するための導入部を有す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。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、分析装置の感度向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１実施形態に係るイオン源を示す図である

【図2】第１実施形態に係る危険物探知装置の構成を示す図である。

【図3】第２実施形態に係るイオン源の一部の構成を示す図である。

【図4】隙間アダプタの具体的な例を示す図である。

【図5】隙間アダプタの別の具体例を示す図である。

【図6】第３実施形態に係るイオン源の一部を示す図である。

【図7】第４実施形態に係るイオン源の構成を示す図である。

【図8】従来の危険物探知装置の構成を示す図である。

【図9】従来の加熱器の構造を示す断面図である。

【図10】従来のイオン源の構造を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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。それぞれの図において、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。

【0020】

[第1実施形態]
（イオン源１００）
図１は、第１実施形態に係るイオン源１００を示す図である。図１において、図１０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。また、適宜、図８を参照する。
イオン源１００において、図１０に示すイオン源１００Ａと異なる点は、イオン源１００のイオン化領域（イオン化部）１３３に対応する部分に（細孔付電極１３４の底部外面に対向するように）ワイプ材Ｗを加熱する可動側加熱部１１０（詳細は後記）が設けられている点である。

【0021】

即ち、図１に示すイオン源１００は、図８に示す加熱器２００とイオン源１００Ａとを一体とすることで、配管３０１に相当する部分を省略している。図１における配管３０１が省略されていることにより、イオン源１００を使用している危険物探知装置１（図２参照）は、図８に示す危険物探知装置１Ａと比較して、化学物質の吸着を大幅に低減することができる。これにより、より多くの化学物質が質量分析計３０６（図２参照）に到達する。この結果、危険物探知装置１（図２参照）の感度を大幅に向上することができる。

【0022】

可動側加熱部１１０及び細孔付電極１３４には、可動側加熱部１１０及び細孔付電極１３４を加熱するためのヒータ１５１が設けられている。可動側加熱部１１０は、フィルタ１２１と当該可動側加熱部１１０の間にワイプ材Ｗを置けるように、上下方向に可動である。
この可動側加熱部１１０及び細孔付電極１３４はヒータ１５１によって１８０℃程度に加熱されている。そして、細孔付電極１３４の一端（底部）に開口部１２１が設けられている。この細孔付電極１３４の底部は、図８に示す加熱器２００の固定側加熱部２２０の機能を兼ねる。

【0023】

検査員が、ワイプ材Ｗを可動側加熱部１１０と細孔付電極１３４の底面との隙間に挿入すると、モータ（不図示）に接続された駆動部１１１が上下方向駆動する（白抜上下矢印Ａ３）。つまり、可動側加熱部１１０が上方（紙面上方向；図１のＺ方向）に押し上げられる。前記のように、上方向は重力が働く方向とは逆方向のことである。これにより、ワイプ材Ｗは可動側加熱部１１０と細孔付電極１３４との間に挟まれ、可動側加熱部１１０及び細孔付電極１３４によって加熱される。可動側加熱部２１０には、空気をワイプ材Ｗへ送るための空気口１１２が設けられる。このような、空気口１１２が設けられることにより、加熱によって気化した化学物質の蒸気が効率よくイオン化領域１３３へ導入される。

【0024】

ワイプ材Ｗの加熱が完了すると、可動側加熱部１１０が下方（紙面下方向；図１の－Ｚ方向に下げられる。

【0025】

また、細孔付電極１３４と、対向電極１３２との間には、絶縁体１２３が挿入されることにより、細孔付電極１３４と、対向電極１３２とが絶縁されている。

【0026】

ワイプ材Ｗに付着してる化学物質は、可動側加熱部１１０及び細孔付電極１３４の熱により気化する。この結果、化学物質の蒸気が発生する。なお、化学物質の蒸気がイオン化される手法、イオン化された成分が質量分析計３０６に導入される手法は、図１０で前記したものと同様であるので、ここでの説明を省略する。

【0027】

ワイプ材Ｗに埃等が付着していると、埃がイオン化領域１３３に取り込まれ、細孔１３５を閉塞させる等の悪影響を及ぼす。従って、図１の例に示すように、細孔付電極１３４の開口部１２１にはフィルタ１２２が設けられるのが望ましい。このようにすることによって、ワイプ材Ｗに付着している埃等がイオン化領域１３３に導入されることを防ぐことができる。

【0028】

図１に示すイオン源１００によれば、ワイプ材Ｗに付着している化学物質は、加熱により気化した後、イオン化領域１３３に直接導入される。即ち、イオン化領域１３３の直近で化学物質が気化される。そのため、イオン化領域１３３での化学物質の蒸気の濃度を高くすることができ、質量分析計３０６が強い信号を出力することが可能となる。また、化学物質の蒸気は吸気管３０２から速やかに排気されるので、バックグラウンドも測定終了後は速やかに下がる。これらの効果から、質量分析計３０６から出力される信号のＳ／Ｎ比を改善することができる。従って、高感度な危険物探知装置１（図２参照）を実現することが可能となる。

【0029】

（危険物探知装置１）
図２は、第１実施形態に係る危険物探知装置１の構成を示す図である。
図２に示す危険物探知装置（分析装置）１は、図８に示す危険物探知装置１Ａの加熱器２００と、イオン源１００Ａとが一体となったイオン源１００が設けられている。これに伴い、図８の加熱器２００と、配管３０１とが省略されている。その他の構成は図８と同様であるため、同一の符号を付して、説明を省略する。

【0030】

［第２実施形態］
（イオン源１００ａ）
図３は、第２実施形態に係るイオン源１００ａの一部の構成を示す図である。図３ではイオン源１００ａのうち、可動側加熱部１１０の周辺のみを示している。なお、図３において、図１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。また、第２実施形態以降において、危険物探知装置１の構成は図２と同様であるので図示及び説明を省略する。

【0031】

図３に示すイオン源１００ａでは、第１実施形態のイオン源１００と同様、ワイプ材Ｗが可動側加熱部１１０と細孔付電極１３４との隙間に挟み込まれる。そして、可動側加熱部１１０と細孔付電極１３４とがワイプ材Ｗを挟み込むように加熱することで、ワイプ材Ｗに付着している化学物質を気化させる。その際、可動側加熱部１１０と細孔付電極１３４において、ワイプ材Ｗに接触する面（ワイプ材Ｗに対向する面）は、繰り返しの使用により汚れが徐々に堆積していく。この汚れを取るために、ユーザは従来の加熱器２００（図８及び図９参照）で行っていたのと同様に、第１実施形態でも定期的に分解し、可動加熱部１１０や可動加熱部１１０に対向する細孔付電極１３４の部分等を有機溶媒やブラシを用いてクリーニングする必要がある。

【0032】

そこで、図３に示す第２実施形態でのイオン源１００ａには、可動側加熱部１１０や細孔付電極１３４のワイプ材Ｗに接する面（対向する面）の少なくとも一方に、空気取入構造を有する隙間アダプタ１４０が設けられている。なお、図３の例では、可動側加熱部１１０及び細孔付電極１３４の双方において、ワイプ材Ｗに接する面に隙間アダプタ１４０ａ，１４０ｂが設けられている。隙間アダプタ１４０は、可動側加熱部１１０に備えられる隙間アダプタ１４０ａと、細孔付電極１３４の底部に備えられる隙間アダプタ１４０ｂを有する。隙間アダプタ１４０の具体的な構造は後記する。隙間アダプタ１４０は、金属や、セラミック等で構成される。

【0033】

（隙間アダプタ１４０ａ）
図４は、隙間アダプタ１４０ａの具体的な例を示す図である。図４に示す構造は、隙間アダプタ１４０ｂについても同様である。
図４には溝（溝部）１４３を有する隙間アダプタ１４０ａが示されている。なお、図４に示す例では、可動側加熱部１１０に、可動側加熱部１１０を加熱するためのヒータ１５１（図１参照）が取り付けられるヒータ取付穴１４２が設けられている。さらに、隙間アダプタ１４０ａと、可動側加熱部１１０とは、ねじ等の取付部（着脱部）１４６によって着脱可能である。取付部１４６は、ねじに限らず、隙間アダプタ１４０ａと、可動側加熱部１１０とが嵌着することで着脱可能となっていてもよい。

【0034】

また、隙間アダプタ１４０ａには空気口１４１が設けられている。空気口１４１は、隙間アダプタ１４０ａ及び可動側加熱部１１０を貫通する孔である。空気口１４１は、隙間アダプタ１４０ａの溝１４３に空気を取り込むものである。ここで、空気口１４１は可動側加熱部１１０の空気口１１２と連通している。これによって、隙間アダプタ１４０ａの外部から取り込まれた空気が溝１４３を満たす。

【0035】

隙間アダプタ１４０ａが細孔付電極１３４に取り付けられている場合、すなわち、図４に示す隙間アダプタ１４０ａが図３に示す隙間アダプタ１４０ｂである場合、空気口１４１は開口部１２１と連通する。加熱によって生じた上昇気流によって、隙間アダプタ１４０ａや、隙間アダプタ１４０ｂの溝１４３に貯留している空気が隙間アダプタ１４０ｂの空気口１４１を介して開口部１２１へ上昇する。これとともに、化学物質の蒸気も開口部１２１へ上昇する。従って、化学物質の蒸気がイオン化領域１３３へ導入されやすくなる。加熱による上昇気流によって、隙間アダプタ１４０ａの空気口１４１から、さらに空気が導入される。

【0036】

ちなみに、隙間アダプタ１４０ａ，１４０ｂは、前記したように金属や、セラミック等で構成される。

【0037】

隙間アダプタ１４０ａにワイプ材Ｗが密着しても、空気口１４１から取り込まれた空気は可動側加熱部１１０によって温められる。そして、温められた空気が溝１４３の中を行き渡ることにより、ワイプ材Ｗを均一に加熱する。
そして、空気口１４１を介して取り込まれた空気は、ワイプ材Ｗの加熱により発生した化学物質の蒸気とともに、図３に示す開口部１２１を介してイオン化領域１３３に導入される。これによって、気化した化学物質の蒸気は、高効率でイオン化領域１３３に導入される。

【0038】

図３に示すような構成を有するイオン源１００ａのクリーニングを行う際、ユーザはイオン源１００ａの全体を分解する必要はない。イオン源１００ａのクリーニングを行う際、ユーザは、取付部１４６によって隙間アダプタ１４０（１４０ａ，１４０ｂ）だけを取り外し、クリーニングする。又は、ユーザは、新しい隙間アダプタ１４０（１４０ａ，１４０ｂ）と交換する。

【0039】

（隙間アダプタ１４０Ａ）
図５は、隙間アダプタ１４０の別の具体例を示す図である。図５に示す隙間アダプタ１４０Ａは、図３に示す隙間アダプタ１４０ａとしても用いられてもよいし、隙間アダプタ１４０ｂとしても用いられてもよい。また、隙間アダプタ１４０Ａも、ねじのような取付部１４６によって、取り付けられている可動側加熱部１１０や、細孔付電極１３４に対して着脱可能である。

【0040】

図５では、土手構造を有する隙間アダプタ１４０Ａが示されている。図５に示すように、隙間アダプタ１４０Ａの外周部には土手部（凸部）１４４が設けられている。そして、土手部１４４には凹部１４５が設けられている。凹部１４５が、図４における空気口１４１としての機能を有し、凹部１４５から空気が取り込まれる。凹部１４５から取り込まれた空気は、可動側加熱部１１０によって加熱され、ワイプ材Ｗを加熱する。図５に示す構造でもワイプ材Ｗを均一に加熱することができる。つまり、凹部１４５から取り込まれた空気は、可動側加熱部１１０によって温められる。温められた空気が、土手部１４４で囲まれた領域内に行き渡ることでワイプ材Ｗが均一に加熱される。従って、気化した化学物質の蒸気を効率よくイオン化領域１３３に導入することができる。

【0041】

なお、図５に示す隙間アダプタ１４０Ａが用いられる場合、凹部１４５が可動側加熱部１１０の空気口１１２の機能を有するため、可動側加熱部１１０において空気口１１２が設けられなくてもよい。

【0042】

[第３実施形態]
図６は、第３実施形態に係るイオン源１００ｂの一部を示す図である。図６では、イオン源１００ｂのうち、可動側加熱部１１０の周囲のみが示されている。
図６に示す例では、可動側加熱部１１０においてワイプ材Ｗに接する面に、多孔質体で構成された隙間アダプタ１４０ｃが設けられている。同様に、細孔付電極１３４の底面（ワイプ材Ｗに接する面）には多孔質体で構成された隙間アダプタ１４０ｃが設けられている。
一般に隙間アダプタ１４０は、熱伝達のよい金属板で構成されるのが望ましい。しかし、図６に示すような多孔質体で構成された隙間アダプタ１４０ｃが用いられてもよい。隙間アダプタ１４０ｃは、例えば、セラミック等で構成される。

【0043】

多孔質体で構成されている隙間アダプタ１４０ｃがワイプ材Ｗに押し当てられると、多孔質体に多数設けられている孔から空気が導入され、加熱されている細孔付電極１３４によって多孔質体の内部で温められる。これにより、第２実施形態と同様、ワイプ材Ｗの表面を均一に加熱することができる。また、隙間アダプタ１４０ｃは全体が多孔質体で構成されているため、隙間アダプタ１４０１４０ｃの全面から空気を取り入れることが可能となる。そのため、多量の空気を取り入れることができる。

【0044】

また、発生した化学物質の蒸気は、多孔質体の孔から細孔付電極１３４に開口する開口部１２１を介してイオン化領域１３３に導入される（白抜矢印Ａ５）。そして、多孔質体そのものが図１及び図３に示すフィルタ１２２の役目を果たすので、開口部１２１に取り付けるフィルタ１２２を省略できる。また、隙間アダプタ１４０ｃも、図４に示すような取付部１４６によって細孔付電極１３４に対して着脱可能である。あるいは、細孔付電極１３４と、隙間アダプタ１４０ｃとは、互いに嵌設されることにより、細孔付電極１３４と、隙間アダプタ１４０ｃとが着脱可能であってもよい。イオン源１００ｂをクリーニングする際、ユーザは多孔質体で構成される隙間アダプタ１４０ｃを新しい隙間アダプタ１４０ｃに交換するだけでよい。

【0045】

なお、図６に示す例では、可動側加熱部１１０の上面（ワイプ材Ｗの側）、及び、細孔付電極１３４の底面（ワイプ材Ｗの側）に多孔質体で構成される隙間アダプタ１４０ｃが設けられている。しかし、これに限らず、可動側加熱部１１０の上面（ワイプ材Ｗの側）のみに隙間アダプタ１４０ｃが設けられてもよい。あるいは、細孔付電極１３４の底面のみに隙間アダプタ１４０ｃが設けられてもよい。

【0046】

[第４実施形態]
（イオン源１００ｃ）
図７は、第４実施形態に係るイオン源１００ｃの構成を示す図である。図７において、図１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。
化学物質の吸着は、図８に示す配管３０１の内壁面だけではなく、図８に示すイオン源１００Ａや、イオン化領域１３３の内壁面にも生じる。このため、イオン源１００Ａや、イオン化領域１３３の温度は、化学物質が熱分解しない範囲で、できる限り高く保つとよい。しかし、一般に細孔付電極１３４には真空を保持するためのＯリングＲが取り付けられる。このような場合、ＯリングＲの耐熱性により、細孔付電極１３４の温度を２００℃以上に保つことは避けるのが好ましい。

【0047】

そこで、第４実施形態では、図７に示すように、イオン化領域１３３の底面を加熱部１２４としている。可動側加熱部１１０及び加熱部１２４はヒータ１５１によって２００℃以上に加熱されている。その上で、加熱部１２４と細孔付電極１３４との間が断熱材１２５により熱的に遮蔽されている。ここで、加熱部１２４は図９の固定側加熱部２２０に相当するものである。断熱材１２５は必ずしも絶縁体である必要はない。

【0048】

図７に示すイオン源１００ｃでも、ワイプ材Ｗが可動側加熱部１１０と加熱部１２４とによって挟み込まれることで、ワイプ材Ｗが加熱される。加熱によりワイプ材Ｗから発生する化学物質の蒸気は、加熱部１２４に設けられている開口部１２１を介してイオン化領域１３３に直接導入される。図７に示す構成を有することにより、イオン源１００ｃのうち、細孔付電極１３４以外の部分が２００℃以上の高い温度に設定可能となる。これにより、化学物質の吸着を低減することができる。このように、図７に示すイオン源１００ｃによれば、細孔付電極１３４と熱的に遮蔽されている加熱部１２４を設けることにより、細孔付電極１３４の温度が高熱になることがない。このため、細孔付電極１３４にＯリングＲ等を設けることが可能となる。

【0049】

また、図７に示すイオン源１００ｃの場合、加熱部１２４と、対向電極１３２との間に設けられている絶縁体１２３ａが省略されてもよい。あるいは、絶縁体１２３ａが絶縁断熱材で構成されてもよい。

【0050】

なお、第４実施形態においても、可動側加熱部１１０や、加熱部１２４におけるワイプ材Ｗが接する側には、図３～図５に示す隙間アダプタ１４０や、図６に示す隙間アダプタ１４０ｃが設けられてもよい。

【0051】

図３～図５に示す隙間アダプタ１４０，１４０Ａは金属等で構成されていることを想定しているが、これに限らない。例えば、セラミック等で構成されてもよい。
また、駆動部１１１による可動側加熱部１１０の駆動は、手動で行われてもよいし、図示しない制御装置によって駆動制御されてもよい。
さらに、本実施形態はイオン源１００，１００ａ～１００ｂが危険物を探知するための危険物探知装置１に適用されるものとしている。すなわち、イオン源１００，１００ａ～１００ｃでイオン化される化学物質が、麻薬や、爆発物等の危険物であるとしている。しかし、これに限らず、イオン源１００，１００ａ～１００ｃでイオン化される化学物質が麻薬や、爆発物等の危険物でなくてもよい。
そして、本実施形態では検査対象物を拭き取り、加熱器２００で加熱されるものとして、ワイプ材Ｗが用いられているが、これに限らず、例えば、綿棒等でもよい。

【0052】

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。

【0053】

また、データ処理装置３０８を構成する各構成、機能、各部等は、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、データ処理装置３０８の各構成、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。
また、各実施形態において、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】

【0054】

１，１Ａ 危険物探知装置（分析装置）
１００，１００Ａ，１００ａ～１００ｃ イオン源
１１０，２１０ 可動側加熱部
１１１，２１１ 駆動部
１１２，２１２ 空気口
１２１ 開口部（導入部）
１２２ フィルタ（フィルタ部）
１２３，１２３ａ 絶縁体
１２４ 加熱部（固定側加熱部）
１２５ 断熱材
１３１ 針電極
１３２ 対向電極
１３３ イオン化領域（イオン化部）
１３４ 細孔付電極（固定側加熱部、電極）
１３５ 細孔
１３６ 導入部
１４０，１４０Ａ，１４０ａ～１４０ｃ 隙間アダプタ（アダプタ部）
１４１ 空気口
１４２ ヒータ取付穴
１４３ 溝（溝部）
１４４ 土手部（凸部）
１４５ 凹部
１４６ 取付部（着脱部）
１５１ ヒータ
２００ 加熱器
２２０ 固定側加熱部
３０１ 配管
３０２ 吸気管
３０３ 吸引ポンプ
３０４ 真空配管
３０５ 真空ポンプ
３０６ 質量分析計（分析部）
３０７ 信号ライン
３０８ データ処理装置
Ａ１，Ａ２ 矢印
Ａ３ 白抜上下矢印
Ａ４，Ａ５ 白抜矢印
Ｎ 一次イオン
Ｒ Ｏリング
Ｗ ワイプ材（加熱対象物）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】