特許 7569250 イオン検出器及び質量分析装置

(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】

(24)【登録日】2024-10-08

(45)【発行日】2024-10-17

(54)【発明の名称】イオン検出器及び質量分析装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 49/02 20060101AFI20241009BHJP

   H01J 43/08 20060101ALI20241009BHJP

   H01J 43/18 20060101ALI20241009BHJP

   H01J 43/24 20060101ALI20241009BHJP

   H01J 40/06 20060101ALI20241009BHJP

   H01J 37/244 20060101ALI20241009BHJP

   H01J 49/26 20060101ALI20241009BHJP

【ＦＩ】

H01J49/02 500

H01J43/08

H01J43/18

H01J43/24

H01J40/06

H01J37/244

H01J49/26

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021050697

(22)【出願日】2021-03-24

(65)【公開番号】P2021177480

(43)【公開日】2021-11-11

【審査請求日】2024-01-17

(31)【優先権主張番号】P 2020081386

(32)【優先日】2020-05-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(72)【発明者】

【氏名】小林 浩之

(72)【発明者】

【氏名】近藤 淳一

【審査官】松平 佳巳

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０４９１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－０４４９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－２３３１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２０１３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０８０１５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ４９／０２

Ｈ０１Ｊ ４３／０８

Ｈ０１Ｊ ４３／１８

Ｈ０１Ｊ ４３／２４

Ｈ０１Ｊ ４０／０６

Ｈ０１Ｊ ３７／２４４

Ｈ０１Ｊ ４９／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入射するイオンを検出するイオン検出器であって、
前記イオンの入射を受けて荷電粒子を放出する第一ダイノードと、
負電位が与えられると共に、前記第一ダイノードからの前記荷電粒子の入射を受けて二次電子を出射する第二ダイノードと、
前記第二ダイノードからの前記二次電子が入射する電子入射面を有し、前記二次電子を光に変換するシンチレータと、
前記電子入射面に配置されている導電層と、
前記シンチレータからの光を検出する光電子増倍管と、
を備え、
前記イオンが正イオンである場合に、前記第一ダイノードは、負電位が与えられて前記正イオンを二次電子に変換し、前記第二ダイノードは、前記第一ダイノードからの前記二次電子を前記シンチレータの前記電子入射面に入射させる、イオン検出器。

【請求項2】

前記シンチレータは、負電位が与えられ、
前記第二ダイノードの負電位の大きさは、前記シンチレータの負電位の大きさより大きい、請求項１に記載のイオン検出器。

【請求項3】

前記第二ダイノードの負電位の大きさは、前記第一ダイノードの負電位の大きさと、前記シンチレータの負電位の大きさとの間の大きさである、請求項１又は２に記載のイオン検出器。

【請求項4】

入射するイオンを検出するイオン検出器であって、
前記イオンの入射を受けて荷電粒子を放出する第一ダイノードと、
負電位が与えられると共に、前記第一ダイノードからの前記荷電粒子の入射を受けて二次電子を出射する第二ダイノードと、
前記第二ダイノードからの前記二次電子が入射する電子入射面を有し、前記二次電子を光に変換するシンチレータと、
前記電子入射面に配置されている導電層と、
前記シンチレータからの光を検出する光電子増倍管と、
を備え、
前記シンチレータは、負電位が与えられ、
前記第二ダイノードの負電位の大きさは、前記シンチレータの負電位の大きさより大きい、イオン検出器。

【請求項5】

前記イオンが負イオンである場合に、前記第一ダイノードは、正電位が与えられて前記負イオンを正イオンに変換し、前記第二ダイノードは、前記第一ダイノードからの前記正イオンを二次電子に変換し、前記二次電子を前記シンチレータの前記電子入射面に入射させる、請求項４に記載のイオン検出器。

【請求項6】

前記イオンが正イオンである場合に、前記第二ダイノードの負電位の大きさは、前記第一ダイノードの負電位の大きさと、前記シンチレータの負電位の大きさとの間の大きさである、請求項４に記載のイオン検出器。

【請求項7】

前記光電子増倍管は、カソード電位が与えられる側管を有し、
前記導電層は、前記側管と電気的に接続される、請求項１～６のいずれか一項に記載のイオン検出器。

【請求項8】

入射するイオンを検出するイオン検出器であって、
前記イオンの入射を受けて荷電粒子を放出する第一ダイノードと、
負電位が与えられると共に、前記第一ダイノードからの前記荷電粒子の入射を受けて二次電子を出射する第二ダイノードと、
前記第二ダイノードからの前記二次電子が入射する電子入射面を有し、前記二次電子を光に変換するシンチレータと、
前記電子入射面に配置されている導電層と、
前記シンチレータからの光を検出する光電子増倍管と、
を備え、
前記光電子増倍管は、カソード電位が与えられる側管を有し、
前記導電層は、前記側管と電気的に接続される、イオン検出器。

【請求項9】

前記イオンが負イオンである場合に、前記第一ダイノードは、正電位が与えられて前記負イオンを正イオンに変換し、前記第二ダイノードは、前記第一ダイノードからの前記正イオンを二次電子に変換し、前記二次電子を前記シンチレータの前記電子入射面に入射させる、請求項８に記載のイオン検出器。

【請求項10】

前記第二ダイノードを覆うカバーを更に備え、
前記カバーは、前記第一ダイノードからの前記荷電粒子を通過させる第一通過口と、前記第二ダイノードからの前記二次電子を通過させる第二通過口と、を有する、請求項１～９のいずれか一項に記載のイオン検出器。

【請求項11】

前記第一ダイノードは、前記第二ダイノードと、前記第二通過口と、前記シンチレータの前記電子入射面とを含む仮想平面から離間して配置され、
前記第一ダイノードからの前記荷電粒子は、前記仮想平面に交差する方向から前記第二ダイノードに入射する、請求項１０に記載のイオン検出器。

【請求項12】

入射するイオンを検出するイオン検出器であって、
前記イオンの入射を受けて荷電粒子を放出する第一ダイノードと、
負電位が与えられると共に、前記第一ダイノードからの前記荷電粒子の入射を受けて二次電子を出射する第二ダイノードと、
前記第二ダイノードからの前記二次電子が入射する電子入射面を有し、前記二次電子を光に変換するシンチレータと、
前記電子入射面に配置されている導電層と、
前記シンチレータからの光を検出する光電子増倍管と、
前記第二ダイノードを覆うカバーと、
を備え、
前記カバーは、前記第一ダイノードからの前記荷電粒子を通過させる第一通過口と、前記第二ダイノードからの前記二次電子を通過させる第二通過口と、を有し、
前記第一ダイノードは、前記第二ダイノードと、前記第二通過口と、前記シンチレータの前記電子入射面とを含む仮想平面から離間して配置され、
前記第一ダイノードからの前記荷電粒子は、前記仮想平面に交差する方向から前記第二ダイノードに入射する、イオン検出器。

【請求項13】

負電位が与えられると共に、前記第一通過口を覆うメッシュを更に備える、請求項１０～１２のいずれか一項に記載のイオン検出器。

【請求項14】

前記シンチレータは、光を出射する出射面を有し、
前記光電子増倍管は、前記出射面からの光が入射される光入射窓を有し、
前記出射面は、前記光入射窓と近接して配置される、請求項１～１３のいずれか一項に記載のイオン検出器。

【請求項15】

試料をイオン化するイオン化部と、
前記イオン化部からの前記イオンのうち検出対象のイオンのみを通過させる質量分析部と、
前記質量分析部からの前記検出対象のイオンを検出する、請求項１～１４のいずれか一項に記載の前記イオン検出器と、
を備える、質量分析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、イオン検出器及び質量分析装置に関する。

【背景技術】

【0002】

正イオン又は負イオンを検出するイオン検出器が知られている（たとえば、特許文献１及び特許文献２参照）。特許文献１に開示されたイオン検出器は、正イオンの衝突によって二次電子を放出するダイノードと、負イオンの衝突によって二次電子を放出するダイノードと、二次電子が入射するシンチレータと、シンチレータによって発生した光を検出する光電子増倍管と、を備えている。特許文献２に開示されたイオン検出器は、負イオンの入射を受けて正イオンを発生する第１変換ダイノードと、第１変換ダイノードからの正イオンを電子に変換する第２変換ダイノードと、第２変換ダイノードからの電子を検出する二次電子増倍管と、を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭６３－２７６８６２号公報

【文献】特開平４－２３３１５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

イオン検出器の長寿命化を図るためには、少なくとも二つの構成の採用が望まれる。すなわち、イオン検出器が、シンチレータと、当該シンチレータで発せられた光を検出する光電子増倍管とを備えている構成と、シンチレータに与えられる電位が低く設定され得る構成とが採用されることが望まれる。したがって、検出対象のイオンが正イオン又は負イオンのいずれであっても、検出対象のイオンを電子に変換し、シンチレータによって当該電子から変換された光を光電子増倍管が検出する構成がイオン検出器に採用されていることが望ましい。
イオン検出器の長寿命化を図るためには、別の構成の採用も望まれる。すなわち、イオン検出器が、長期間の使用に耐えうるダイオードを備えている構成が望まれる。したがって、検出対象のイオンが正イオン又は負イオンのいずれであっても、検出対象のイオンを電子に変換し、変換された電子をダイオードが検出する構成がイオン検出器に採用されていることが望ましい。
特許文献１は、シンチレータと光電子増倍管とを開示しているが、検出対象の負イオンから変換された正イオンを電子に変換する構成を開示していない。特許文献２は、シンチレータと光電子増倍管とを開示していない。特許文献１及び特許文献２のいずれも、イオン検出器としてのダイオードを開示していない。

【0005】

本発明の第一～第三の態様は、長寿命化されたイオン検出器を提供することを目的とする。本発明の第四の態様は、長寿命化されたイオン検出器を備える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】

【0006】

第一の態様に係るイオン検出器は、入射するイオンを検出するイオン検出器であって、イオンの入射を受けて荷電粒子を放出する第一ダイノードと、負電位が与えられると共に、第一ダイノードからの荷電粒子の入射を受けて二次電子を出射する第二ダイノードと、第二ダイノードからの二次電子が入射する電子入射面を有し、二次電子を光に変換するシンチレータと、電子入射面に配置されている導電層と、シンチレータからの光を検出する光電子増倍管と、を備えている。

【0007】

上記第一の態様によれば、イオン検出器は、シンチレータと、当該シンチレータで発せられた光を検出する光電子増倍管とを備えている。イオン検出器は、第一及び第二ダイノードを備えている。第一ダイノードは、イオンの入射を受けて荷電粒子を放出する。第二ダイノードは、第一ダイノードからの荷電粒子の入射を受けて二次電子を出射する。第二ダイノードからの二次電子は、シンチレータに入射する。したがって、シンチレータは、与えられる電位が低い状態においても、入射した二次電子を光に変換する。シンチレータに与えられる電位が低く設定され得るので、イオン検出器の長寿命化が図られている。

【0008】

上記第一の態様では、シンチレータは、光を出射する出射面を有していてもよい。光電子増倍管は、出射面からの光が入射される光入射窓を有していてもよい。出射面は、光入射窓と近接して配置されていてもよい。
この場合、シンチレータから光電子増倍管に入射する光の光学損失が低減される。したがって、光電子増倍管に与えられる電位が低い場合でも、光電子増倍管での光検出感度が確保される。

【0009】

上記第一の態様では、イオンが正イオンである場合に、第一ダイノードは、負電位が与えられて正イオンを二次電子に変換してもよく、第二ダイノードは、第一ダイノードからの二次電子をシンチレータの電子入射面に入射させてもよい。
この場合、イオン検出器に入射した正イオンは、第一及び第二ダイノードによって、二次電子に変換される。変換された二次電子は、シンチレータに入射する。したがって、シンチレータは、与えられる電位が低い状態においても、入射した二次電子を確実に光に変換する。

【0010】

上記第一の態様では、イオンが負イオンである場合に、第一ダイノードは、正電位が与えられて負イオンを正イオンに変換してもよく、第二ダイノードは、第一ダイノードからの正イオンを二次電子に変換し、二次電子をシンチレータの電子入射面に入射させてもよい。
この場合、イオン検出器に入射した負イオンは、第一及び第二ダイノードによって、二次電子に変換される。第二ダイノードからの二次電子が、シンチレータに入射する。したがって、シンチレータは、与えられる電位が低い状態においても、入射した二次電子を確実に光に変換する。

【0011】

上記第一の態様では、シンチレータは、負電位が与えられてもよい。第二ダイノードに与えられる負電位の大きさは、シンチレータに与えられる負電位の大きさより大きくてもよい。
この場合、シンチレータには、第二ダイノードに与えられる負電位の大きさよりも、低い電位が与えられる。

【0012】

上記第一の態様では、イオンが正イオンである場合に、第二ダイノードに与えられる負電位の大きさは、第一ダイノードに与えられる負電位の大きさと、シンチレータに与えられる負電位の大きさとの間の大きさであってもよい。
この場合、第二ダイノードには、第一ダイノードに与えられる負電位の大きさよりも、低い電位が与えられる。

【0013】

上記第一の態様では、光電子増倍管は、カソード電位が与えられる側管を有していてもよい。導電層は、側管と電気的に接続されていてもよい。
この場合、シンチレータの電位は、光電子増倍管のカソード電位と略同じである。一の電源によって、シンチレータと光電子増倍管とに電力が供給される。電源の数が削減される。

【0014】

上記第一の態様は、第二ダイノードを覆うカバーを備えていてもよい。カバーは、第一ダイノードからの荷電粒子を通過させる第一通過口と、第二ダイノードからの二次電子を通過させる第二通過口と、を有していてもよい。
この場合、第二ダイノードから出射される二次電子が、より確実にシンチレータに向かう。

【0015】

上記第一の態様は、負電位が与えられると共に、第一通過口を覆うメッシュを備えていてもよい。
この場合、メッシュは、二次電子が第一通過口を通過して第二ダイノードから第一ダイノードに向かうことを抑制する。第二ダイノードから出射される二次電子が、より確実にシンチレータに向かう。

【0016】

上記第一の態様では、第一ダイノードは、第二ダイノードと、第二通過口と、シンチレータの電子入射面とを含む仮想平面から離間して配置されていてもよい。第一ダイノードからの荷電粒子は、仮想平面に交差する方向から第二ダイノードに入射してもよい。
この場合、第二ダイノードから出射される二次電子は、第一ダイノードに向かい難い。第二ダイノードから出射される二次電子が、より確実にシンチレータに向かう。

【0017】

第二の態様に係るイオン検出器は、入射するイオンを検出するイオン検出器であって、イオンの入射を受けて荷電粒子を放出する第一ダイノードと、負電位が与えられると共に、第一ダイノードからの荷電粒子の入射を受けて二次電子を出射する第二ダイノードと、第二ダイノードからの二次電子が入射する電子入射面を有し、入射した二次電子を検出するダイオードと、を備えている。

【0018】

上記第二の態様によれば、イオン検出器は、ダイオードを備えている。第一ダイノードは、イオンの入射を受けて荷電粒子を放出する。第二ダイノードは、第一ダイノードからの荷電粒子の入射を受けて二次電子を出射する。第二ダイノードからの二次電子は、ダイオードに入射する。ダイオードは、長期間の使用に耐え得るので、イオン検出器の長寿命化が図られている。

【0019】

上記第二の態様では、イオンが正イオンである場合に、第一ダイノードは、負電位が与えられて正イオンを二次電子に変換してもよく、第二ダイノードは、第一ダイノードからの二次電子を電子入射面に入射させてもよい。
この場合、イオン検出器に入射した正イオンは、第一及び第二ダイノードによって、二次電子に変換される。変換された二次電子は、ダイオードに入射する。ダイオードは、入射した二次電子を確実に検出して電気信号を出力する。

【0020】

上記第二の態様では、イオンが負イオンである場合に、第一ダイノードは、正電位が与えられて負イオンを正イオンに変換してもよく、第二ダイノードは、第一ダイノードからの正イオンを二次電子に変換し、二次電子を電子入射面に入射させてもよい。
この場合、イオン検出器に入射した負イオンは、第一及び第二ダイノードによって、二次電子に変換される。第二ダイノードからの二次電子が、ダイオードに入射する。ダイオードは、入射した二次電子を確実に検出して電気信号を出力する。

【0021】

上記第二の態様は、第二ダイノードを覆うカバーを更に備えていてもよい。カバーは、第一ダイノードからの荷電粒子を通過させる第一通過口と、第二ダイノードからの二次電子を通過させる第二通過口と、を有してもよい。
この場合、第二ダイノードから出射される二次電子が、より確実にダイオードに向かう。

【0022】

上記第二の態様は、負電位が与えられると共に、第一通過口を覆うメッシュを更に備えていてもよい。
この場合、メッシュは、二次電子が第一通過口を通過して第二ダイノードから第一ダイノードに向かうことを抑制する。第二ダイノードから出射される二次電子が、より確実にダイオードに向かう。

【0023】

上記第二の態様では、第一ダイノードは、第二ダイノードと、第二通過口と、電子入射面とを含む仮想平面から離間して配置されていてもよい。第一ダイノードからの荷電粒子は、仮想平面に交差する方向から第二ダイノードに入射してもよい。
この場合、第二ダイノードから出射される二次電子は、第一ダイノードに向かい難い。第二ダイノードから出射される二次電子が、より確実にダイオードに向かう。

【0024】

上記第二の態様は、ダイオードが配置される基板と、ダイオードを駆動する駆動回路と、を備えていてもよい。駆動回路は、一端がダイオードのアノードに電気的に接続され、かつ、他端が接地されている電気抵抗素子を含んでもよい。電気抵抗素子は、ダイオード及び基板から離間していてもよい。
この場合、電気抵抗素子が、ダイオード及び基板から離間するように配置されるので、電気抵抗素子に生じる熱が、ダイオードに伝わり難い。したがって、ダイオードのゲインは低下し難い。

【0025】

第三の態様に係るイオン検出器は、入射するイオンを検出するイオン検出器であって、イオンの入射を受けて荷電粒子を放出する第一ダイノードと、負電位が与えられると共に、第一ダイノードからの荷電粒子の入射を受けて二次電子を出射する第二ダイノードと、第二ダイノードからの二次電子が入射する電子入射面を有し、入射した二次電子を検出する検出部と、を備えている。

【0026】

上記第三の態様によれば、イオン検出器は、入射した二次電子を検出する検出部を備えている。第一ダイノードは、イオンの入射を受けて荷電粒子を放出し、第二ダイノードは、第一ダイノードからの荷電粒子の入射を受けて二次電子を出射する。第二ダイノードからの二次電子は、検出部に入射する。検出部は、長期間の使用に耐え得る構造を成し得るので、イオン検出器の長寿命化が図られている。

【0027】

第四の態様に係る質量分析装置は、試料をイオン化するイオン化部と、イオン化部からのイオンのうち検出対象のイオンのみを通過させる質量分析部と、質量分析部からの検出対象のイオンを検出する上記イオン検出器と、を備えている。
上記第四の態様によれば、質量分析装置は、長寿命化されたイオン検出器を備えている。したがって、質量分析装置の長寿命化が図られている。

【発明の効果】

【0028】

本発明の上記第一～第三の各態様は、長寿命化されたイオン検出器を提供する。本発明の上記第四の態様は、長寿命化されたイオン検出器を備える質量分析装置を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】図１は、一実施形態に係る質量分析装置の構成を示す概略図である。

【図2】図２は、イオン検出器を示す斜視図である。

【図3】図３は、支持体を示す図である。

【図4】図４は、シンチレータ及び光電子増倍管の断面構成を示す図である。

【図5】図５は、第二ダイノード及びカバーの断面構成を示す図である。

【図6】図６は、イオン検出器を示す図である。

【図7】図７は、イオン検出器の第一変形例を示す図である。

【図8】図８は、イオン検出器の第二変形例を示す図である。

【図9】図９は、イオン検出器の第二変形例を示す図である。

【図10】図１０は、イオン検出器の第三変形例を示す図である。

【図11】図１１は、イオン検出器の第四変形例を示す図である。

【図12】図１２は、ダイオードの駆動回路の等価回路を示す図である。

【図13】図１３は、ダイオードの駆動回路の等価回路を示す図である。

【図14】図１４は、ダイオードの駆動回路の等価回路を示す図である。

【図15】図１５は、イオン検出器の第五変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

【0031】

図１～図５を参照して、本実施形態に係る質量分析装置１の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る質量分析装置を示す概略図である。図２は、イオン検出器を示す斜視図である。図３は、支持体を示す図である。図４は、シンチレータ及び光電子増倍管の断面構成を示す図である。図５は、第二ダイノード及びカバーの断面構成を示す図である。

【0032】

図１に示されるように、質量分析装置１は、試料導入部２、イオン化部３、質量分析部４、イオン検出器５、及び信号処理部６を備えている。試料導入部２は、試料Ｐ１をイオン化部３に導入する。イオン化部３は、試料導入部２から導入された試料Ｐ１をイオン化する。イオン化部３は、イオン化した試料Ｐ２を質量分析部４に導入する。質量分析部４は、たとえば、四重極型アナライザーを有しており、検出対象のイオンＰ３のみを通過させる。検出対象のイオンＰ３は、イオン検出器５に入射する。イオン検出器５は、入射したイオンＰ３を検出する。信号処理部６は、イオン検出器５からの検出信号ＳＧ１を処理する。

【0033】

質量分析装置１は、筐体７を備えている。筐体７は、イオン化部３、質量分析部４、及びイオン検出器５を収容する。本実施形態では、筐体７は、真空チャンバである。質量分析装置１は、電源体８を備えている。電源体８は、イオン検出器５に電力ＥＰ１を供給する。電源体８は、たとえば、複数の電源の集合体である。

【0034】

図２及び図３に示されるように、イオン検出器５は、第一ダイノード１０、第二ダイノード２０、検出部３０、及び支持体６０を備えている。検出部３０は、シンチレータ４０及び光電子増倍管５０を有している。第一ダイノード１０は、検出対象のイオンＰ３の入射を受けて荷電粒子Ｐ４を放出する。第二ダイノード２０は、第一ダイノード１０からの荷電粒子Ｐ４の入射を受けて二次電子Ｐ５を出射する。検出部３０は、第二ダイノード２０から入射した二次電子Ｐ５を検出する。本実施形態では、荷電粒子Ｐ４は、正イオン又は二次電子である。図２では、支持体６０の図示が省略されている。

【0035】

検出部３０では、シンチレータ４０が、第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５を光に変換する。シンチレータ４０は、変換した光を光電子増倍管５０に向けて出射する。光電子増倍管５０は、シンチレータ４０からの光を検出する。光電子増倍管５０は、複数の電極５８を有している。複数の電極５８のうち、いずれかの電極が、光電子増倍管５０の検出信号ＳＧ１を信号処理部６に伝える（図１を参照）。複数の電極５８のうち、他のいずれかの電極が、電源体８からの電力を検出部３０に伝える。シンチレータ４０と光電子増倍管５０とは、互いに離間して配置されていてもよく、互いに一体的に結合された構成を有していてもよい。シンチレータ４０は、たとえば、有機材料又は無機材料からなる。有機材料は、たとえば、プラスチックである。無機材料は、たとえば、酸硫化ガドリニウム、酸化亜鉛、又は窒化ガリウムである。

【0036】

検出部３０は、第二方向Ｄ２で第二ダイノード２０と離間している。第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５がより確実にシンチレータ４０に入射するように、検出部３０と第二ダイノード２０との距離は比較的小さい。検出部３０と第二ダイノード２０との第二方向Ｄ２での距離は、たとえば、４ｍｍである。図２及び図３では、イオンＰ３、荷電粒子Ｐ４及び二次電子Ｐ５が移動する各経路の一例が、実線及び破線で示されている。イオンＰ３、荷電粒子Ｐ４及び二次電子Ｐ５それぞれは、矢印で模式的に示されている。イオンＰ３、荷電粒子Ｐ４及び二次電子Ｐ５それぞれを示す矢印は、各矢印を図面上で見やすくするために、上述した経路から離間して示されている。

【0037】

支持体６０は、第一ダイノード１０、第二ダイノード２０、及び検出部３０を支持する。支持体６０は、進入口６１が形成された基部６２と、基部６２と連結される支持部６４，６６，６８と、を有している。本実施形態では、第一ダイノード１０と、第二ダイノード２０及び検出部３０とは、第一方向Ｄ１で、基部６２を挟んで互いに反対側に位置している。基部６２は、たとえば、ステンレス鋼からなる。基部６２の電位は、グラウンド電位に設定される。

【0038】

支持部６４は、第一ダイノード１０を基部６２に支持している。第一ダイノード１０は、第一方向Ｄ１に荷電粒子Ｐ４を放出するように支持部６４に支持されている。進入口６１を通過した荷電粒子Ｐ４は、第二ダイノード２０に向かう。支持部６４は、絶縁材料を含む。支持部６４は、第一ダイノード１０と基部６２とを電気的に絶縁している。

【0039】

支持部６６は、第二ダイノード２０を基部６２に支持している。第二ダイノード２０は、進入口６１を通過した荷電粒子Ｐ４が入射するように支持部６６に支持されている。第二ダイノード２０は、荷電粒子Ｐ４の入射を受けて二次電子Ｐ５を出射する。支持部６６は、絶縁材料を含む。支持部６６は、第二ダイノード２０と基部６２とを電気的に絶縁している。第一ダイノード１０と第二ダイノード２０との第一方向Ｄ１での距離は、たとえば、２０～４０ｍｍである。本実施形態では、第一ダイノード１０と第二ダイノード２０との第一方向Ｄ１での距離は、２３ｍｍ又は３５ｍｍである。

【0040】

支持部６８は、検出部３０を基部６２に支持している。第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５は、第二方向Ｄ２に進み、検出部３０のシンチレータ４０に入射する。シンチレータ４０は、二次電子Ｐ５が入射する面が第二方向Ｄ２に向くように、配置されている。支持部６８は、絶縁材料を含む。支持部６８は、検出部３０と基部６２とを電気的に絶縁している。支持部６４，６６，６８に含まれる絶縁材料は、たとえば、セラミックス又はＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）である。

【0041】

イオン検出器５では、入射する検出対象のイオンＰ３が正イオンであるか負イオンであるかに応じて、第一ダイノード１０は、電源体８によって、負又は正の電位を与えられる。検出対象のイオンＰ３が正イオンである場合には、第一ダイノード１０は、電源体８によって、負電位を与えられる。負電位を与えられた第一ダイノード１０は、正イオンを引き込む。第一ダイノード１０は、引き込んだ正イオンを二次電子に変換する。変換された二次電子は、第二ダイノード２０に入射する。検出対象のイオンＰ３が負イオンである場合には、第一ダイノード１０は、電源体８によって、正電位を与えられる。正電位を与えられた第一ダイノード１０は、負イオンを引き込み、引き込んだ負イオンを正イオンに変換する。変換された正イオンは、第二ダイノード２０に入射する。イオンＰ３としての正イオン及び負イオンは、第一ダイノード１０の表面１０ａに対して、ほぼ垂直に入射する。第一ダイノード１０から放出される荷電粒子Ｐ４は、第一ダイノード１０の表面１０ａから、ほぼ垂直方向に放出される。第一ダイノード１０は、たとえば、金属材料からなる電極である。本実施形態では、第一ダイノード１０は、アルミニウム、ステンレス鋼、又はＣｕ－Ｂｅ合金からなる。第一ダイノード１０は、たとえば、板状を呈している。

【0042】

第二ダイノード２０は、電源体８によって、負電位を与えられる。検出対象のイオンＰ３が正イオンである場合には、第二ダイノード２０は、第一ダイノード１０からの二次電子をシンチレータ４０に向けて出射する。検出対象のイオンＰ３が負イオンである場合には、第二ダイノード２０は、第一ダイノード１０からの正イオンを引き込む。第二ダイノード２０は、引き込んだ正イオンを二次電子Ｐ５に変換する。変換された二次電子Ｐ５は、シンチレータ４０に入射する。第二ダイノード２０は、たとえば、金属材料からなる電極である。本実施形態では、第二ダイノード２０は、アルミニウム、ステンレス鋼、又はＣｕ－Ｂｅ合金からなる。第二ダイノード２０は、たとえば、板状を呈している。

【0043】

シンチレータ４０は、電源体８によって、負電位を与えられる。イオンＰ３が正イオンである場合、上述したように、第一ダイノード１０によって正イオンから変換された二次電子が、シンチレータ４０に入射する。シンチレータ４０は、第一ダイノード１０からの二次電子を光に変換する。イオンＰ３が負イオンである場合、上述したように、第二ダイノード２０によって正イオンから変換された二次電子Ｐ５が、シンチレータ４０に入射する。シンチレータ４０は、第二ダイノード２０から入射した二次電子Ｐ５を光に変換する。

【0044】

図４に示されるように、イオン検出器５において、シンチレータ４０は、電子入射面４２と出射面４４とを有している。イオン検出器５は、電子入射面４２に配置されている導電層４６を有している。導電層４６には、電源体８によって負電位が与えられる。第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５は、導電層４６に入射し、導電層４６を通過する。導電層４６を通過した二次電子Ｐ５は、シンチレータ４０の電子入射面４２に入射し、電子入射面４２からシンチレータ４０内に進入する。シンチレータ４０は、二次電子Ｐ５を光に変換する。シンチレータ４０が変換した光は、出射面４４から光電子増倍管５０に向かって出射される。本実施形態では、電子入射面４２と出射面４４とは、第二方向Ｄ２で互いに対向している。導電層４６は、電子入射面４２上に設けられている。導電層４６は、たとえば、金属材料からなる蒸着膜である。本実施形態では、導電層４６は、アルミニウムからなる。

【0045】

光電子増倍管５０は、シンチレータ４０からの光を検出する。光電子増倍管５０は、開口５２が形成された側管５４を有している。開口５２は、側管５４の一端に形成されている。側管５４は、開口５２がシンチレータ４０を向くように、シンチレータ４０に配置されている。光電子増倍管５０は、光入射窓５５を有している。シンチレータ４０からの光は、開口５２を通過し、光入射窓５５に入射する。光入射窓５５には、出射面４４からの光が入射する。光入射窓５５は、開口５２に配置される。光電子増倍管５０は、光入射窓５５に入射した光を電子に変換する。光電子増倍管５０は、光電変換した電子を増倍する。光電子増倍管５０には、電源体８によって負電位が与えられる。光入射窓５５は、シンチレータ４０の出射面４４と近接して配置されている。本明細書での「近接して」は、たとえば、以下の二つの態様を含む。光入射窓５５が、出射面４４とシリコーンオイルなどを介して光学カップリングされる。光入射窓５５と出射面４４との間隔が、小さい。

【0046】

側管５４には、光電子増倍管５０のカソード電位が与えられる。導電層４６は、側管５４と電気的に接続される。本実施形態では、導電ペーストからなる接続体５６が、導電層４６と側管５４とを電気的に接続している。接続体５６は、シンチレータ４０と光電子増倍管５０との境界を覆うように設けられる。導電層４６と側管５４とが電気的に接続される場合、シンチレータ４０の電位は、側管５４の電位と略同じである。本実施形態では、シンチレータ４０と光電子増倍管５０とは、接続体５６によって一体化された検出部３０を構成している。出射面４４と光入射窓５５とは、互いに光学カップリングされている。

【0047】

イオン検出器５では、電源体８は、入射する検出対象のイオンＰ３が正イオンであるか負イオンであるかに応じて、第一ダイノード１０に与える電位の極性を変更すると共に、第一ダイノード１０、第二ダイノード２０、及びシンチレータ４０に与える電位の大きさを調整する。検出対象のイオンＰ３が正イオンである場合には、第一ダイノード１０に与えられる電位は、たとえば、約－１２ｋＶである。第二ダイノード２０に与えられる電位は、たとえば、約－５ｋＶである。シンチレータ４０に与えられる電位は、たとえば、０ｋＶ～－１ｋＶの範囲に設定される。本実施形態では、第二ダイノード２０に与えられる負電位の大きさは、第一ダイノード１０に与えられる負電位の大きさと、シンチレータ４０に与えられる負電位の大きさとの間の大きさである。第二ダイノード２０に与えられる負電位の大きさは、シンチレータ４０に与えられる負電位の大きさより大きい。本明細書での「負電位の大きさ」は、負電位の大きさの絶対値を意味する。たとえば、「第二ダイノード２０に与えられる負電位の大きさが、シンチレータ４０に与えられる負電位の大きさより大きい」は、「第二ダイノード２０に与えられる負電位の絶対値が、シンチレータ４０に与えられる負電位の絶対値より大きい」ことを意味する。

【0048】

検出対象のイオンＰ３が負イオンである場合には、第一ダイノード１０に与えられる電位は、たとえば、約１２ｋＶである。第二ダイノード２０に与えられる電位は、たとえば、約－５ｋＶである。シンチレータ４０に与えられる電位は、たとえば、０ｋＶ～－１ｋＶの範囲に設定される。本実施形態では、検出対象のイオンＰ３が負イオンである場合にも、第二ダイノード２０に与えられる負電位の大きさは、シンチレータ４０に与えられる負電位の大きさより大きい。電源体８は、第一ダイノード１０と、第二ダイノード２０と、シンチレータ４０とに電力を供給すると共に、光電子増倍管５０にも電力を供給する。本実施形態では、電源体８は、４つの電源の集合体である。

【0049】

図２及び図５に示されるように、イオン検出器５は、第二ダイノード２０を覆うカバー７０を備えている。カバー７０は、側壁７１ａと、側壁７１ｂと、互いに対向する一対の端壁７２ａ，７２ｂと、底壁７３とを有している。本実施形態では、第二ダイノード２０は、底壁７３に収容され、カバー７０と一体化している。第二ダイノード２０とカバー７０とが一体化した構造体ＳＴ１は、たとえば、中空の三角柱形状を呈している。構造体ＳＴ１では、第二ダイノード２０の底部２０ｂと底壁７３とが、中空三角柱の一側面を構成している。各側壁７１ａ，７１ｂが、中空三角柱の別の一側面を構成している。各端壁７２ａ，７２ｂが、中空三角柱の一底面を構成している。

【0050】

図２に示されるように、構造体ＳＴ１において、側壁７１ａは、第一方向Ｄ１及び第二方向Ｄ２に交差する第三方向Ｄ３に延在し、一対の端壁７２ａ，７２ｂを互いに連結している。側壁７１ａには、第一通過口７５が形成されている。第一通過口７５は、たとえば、側壁７１ａの中央領域に位置している。第一通過口７５は、第一ダイノード１０からの荷電粒子Ｐ４を通過させる。構造体ＳＴ１において、側壁７１ｂは、第三方向Ｄ３に延在し、一対の端壁７２ａ，７２ｂを互いに連結している。側壁７１ｂには、第二通過口７６が形成されている。第二通過口７６は、たとえば、側壁７１ｂの中央領域に位置している。第二通過口７６は、第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５を通過させる。第一ダイノード１０からの荷電粒子Ｐ４は、進入口６１を通過する。進入口６１を通過した荷電粒子Ｐ４は、第一通過口７５を通過して第二ダイノード２０に入射する。第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５は、第二通過口７６を通過し、検出部３０に入射する。

【0051】

イオン検出器５は、第一通過口７５を覆うメッシュ７７を備えている。メッシュ７７は、負電位を与えられる。メッシュ７７に与えられる電位は、たとえば、第二ダイノード２０に与えられる電位と同電位である。メッシュ７７に与えられる電位は、たとえば、約－５ｋＶである。基部６２の電位はグラウンド電位に設定されるので、メッシュ７７に与えられる電位は、基部６２の電位より低い。メッシュ７７は、たとえば、金属材料からなる。本実施形態では、メッシュ７７は、ステンレス鋼からなる。

【0052】

図５に示されるように、第二ダイノード２０は、第一方向Ｄ１に対して交差して配置されている。第一ダイノード１０からの荷電粒子Ｐ４は、第二ダイノード２０の表面２０ａに斜め入射する。荷電粒子Ｐ４の表面２０ａへの入射角Ｔ１は、荷電粒子Ｐ４の入射方向と、表面２０ａの法線方向Ｎｘ１とのなす角であると定義される。本実施形態では、荷電粒子Ｐ４の入射方向は、第一方向Ｄ１である。入射角Ｔ１は、たとえば、約２２．５度である。図５では、荷電粒子Ｐ４及び二次電子Ｐ５が移動する各経路の一例が、実線で示されている。荷電粒子Ｐ４及び二次電子Ｐ５それぞれは、矢印で模式的に示されている。荷電粒子Ｐ４及び二次電子Ｐ５それぞれを示す矢印は、各矢印を図面上で見やすくするために、上述した経路から離間して示されている。

【0053】

続いて、図２及び図６を参照して、実施形態に係るイオン検出器５の配置を説明する。図６は、イオン検出器５を第二方向Ｄ２から見た配置図である。図２及び図６に示されるように、第一ダイノード１０からの荷電粒子Ｐ４は、第一方向Ｄ１で第二ダイノード２０に入射する。第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５は、第二方向Ｄ２で検出部３０に入射する。図６には、仮想平面Ｖ１が二点鎖線で示されており、仮想平面Ｖ１は、第二ダイノード２０と、第二通過口７６と、電子入射面４２とを含む平面として規定される。本実施形態では、第一方向Ｄ１及び第二方向Ｄ２は、仮想平面Ｖ１に含まれている。第一ダイノード１０、進入口６１、及び第一通過口７５は、仮想平面Ｖ１上に位置している。第一ダイノード１０からの荷電粒子Ｐ４は、仮想平面Ｖ１に沿って、進入口６１と第一通過口７５とをこの順に通過する。第一通過口７５を通過した荷電粒子Ｐ４は、第二ダイノード２０に入射する。第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５は、仮想平面Ｖ１に沿って検出部３０に入射する。図６では、荷電粒子Ｐ４は、矢印で模式的に示されている。荷電粒子Ｐ４が移動する経路の一例は、第二方向Ｄ２から見て、仮想平面Ｖ１を表示する二点鎖線に一致する。荷電粒子Ｐ４を示す矢印は、当該矢印を図面上で見やすくするために、仮想平面Ｖ１を表示する二点鎖線から離間して示されている。

【0054】

図７は、第一変形例に係るイオン検出器５ｐを第二方向Ｄ２から見た配置図であり、図６の配置図に対応している。図７においては、二次電子Ｐ５の第二ダイノード２０から検出部３０への入射方向は、図６に示されている二次電子Ｐ５の入射方向と一致している。したがって、イオン検出器５ｐにおいても、第二ダイノード２０及び検出部３０は、仮想平面Ｖ１上に配置されている。しかしながら、イオン検出器５ｐにおいて、第一ダイノード１０ｐ、進入口６１ｐ及び第一通過口７５ｐの位置は、図６での位置と異なっている。イオン検出器５ｐは、第一通過口７５ｐを覆うメッシュも備えていない。本変形例での説明においては、イオン検出器５が備えている要素と同じ構成又は機能を有する要素には、上述した実施形態で用いられている符号に「ｐ」を付与した符号が用いられ、その説明を可能な限り省略する。

【0055】

本変形例では、第一ダイノード１０ｐ、進入口６１ｐ及び第一通過口７５ｐは、仮想平面Ｖ１から離間している。第一ダイノード１０ｐは、仮想平面Ｖ１に交差する方向Ｄ１ｐ上に配置されている。進入口６１ｐは、第一ダイノード１０ｐと第二ダイノード２０との間であって、方向Ｄ１ｐ上に位置している。第一通過口７５ｐは、方向Ｄ１ｐ上の側壁７１ａに位置している。第一通過口７５ｐは、たとえば、側壁７１ａの周辺領域に形成される。第一ダイノード１０ｐからの荷電粒子Ｐ４は、進入口６１ｐと第一通過口７５ｐとをこの順に通過する。第一通過口７５ｐを通過した荷電粒子Ｐ４は、方向Ｄ１ｐから第二ダイノード２０に入射する。図７では、荷電粒子Ｐ４は、矢印で模式的に示されている。荷電粒子Ｐ４が移動する経路の一例は、方向Ｄ１ｐを表示する一点鎖線に一致する。荷電粒子Ｐ４を示す矢印は、当該矢印を図面上で見やすくするために、方向Ｄ１ｐを表示する一点鎖線から離間して示されている。

【0056】

イオン検出器５ｐでは、第一ダイノード１０ｐ、進入口６１ｐ及び第一通過口７５ｐのいずれもが、仮想平面Ｖ１上に位置していない。仮想平面Ｖ１上に位置する側壁７１ａには、第一通過口７５ｐが形成されていない。したがって、第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５は、基部６２のグラウンド電位の影響を受け難く、仮想平面Ｖ１に沿って検出部３０に入射する。イオン検出器５ｐでは、メッシュを第一通過口７５ｐに配置しなくてもよい。メッシュを第一通過口７５ｐに配置していない構成でも、二次電子Ｐ５は、第一通過口７５ｐを通過し難い。変形例では、方向Ｄ１ｐと仮想平面Ｖ１とが成す角度Ｔ２は、約４５度である。イオン検出器５ｐは、第一通過口７５ｐを覆うメッシュを備えていてもよい。

【0057】

以上のように、本実施形態及び変形例では、イオン検出器５，５ｐは、シンチレータ４０と、シンチレータ４０で発せられた光を検出する光電子増倍管５０とを備えている。イオン検出器５，５ｐは、第一及び第二ダイノード１０，１０ｐ，２０を備えている。第一ダイノード１０，１０ｐは、イオンＰ３の入射を受けて荷電粒子Ｐ４を放出する。第二ダイノード２０は、第一ダイノード１０，１０ｐからの荷電粒子Ｐ４の入射を受けて二次電子Ｐ５を出射する。第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５は、シンチレータ４０に入射する。したがって、シンチレータ４０は、与えられる電位が低い状態においても、入射した二次電子Ｐ５を光に変換する。シンチレータ４０に与えられる電位が低く設定され得るので、イオン検出器５の長寿命化が図られている。

【0058】

イオン検出器５，５ｐでは、シンチレータ４０は、光を出射する出射面４４を有している。光電子増倍管５０は、出射面４４からの光が入射される光入射窓５５を有している。出射面４４は、光入射窓５５と近接して配置されている。
この場合、シンチレータ４０から光電子増倍管５０に入射する光の光学損失が低減される。したがって、光電子増倍管５０に与えられる電位が低い場合でも、光電子増倍管５０での光検出感度が確保される。

【0059】

イオン検出器５，５ｐでは、イオンＰ３が正イオンである場合に、第一ダイノード１０，１０ｐは、負電位が与えられて正イオンを二次電子に変換し、第二ダイノード２０は、第一ダイノード１０，１０ｐからの二次電子をシンチレータ４０の電子入射面４２に入射させる。
この場合、イオン検出器５，５ｐに入射した正イオンは、第一及び第二ダイノード１０，２０によって、二次電子Ｐ５に変換される。変換された二次電子Ｐ５は、シンチレータ４０に入射する。したがって、シンチレータ４０は、与えられる電位が低い状態においても、入射した二次電子Ｐ５を確実に光に変換する。

【0060】

イオン検出器５，５ｐでは、イオンＰ３が負イオンである場合に、第一ダイノード１０，１０ｐは、正電位が与えられて負イオンを正イオンに変換し、第二ダイノード２０は、第一ダイノード１０，１０ｐからの正イオンを二次電子Ｐ５に変換し、二次電子Ｐ５をシンチレータ４０の電子入射面４２に入射させる。
この場合、イオン検出器５，５ｐに入射した負イオンは、第一及び第二ダイノード１０，１０ｐ，２０によって、二次電子Ｐ５に変換される。第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５が、シンチレータ４０に入射する。したがって、シンチレータ４０は、与えられる電位が低い状態においても、入射した二次電子Ｐ５を確実に光に変換する。

【0061】

イオン検出器５，５ｐでは、シンチレータ４０は、負電位が与えられる。第二ダイノード２０に与えられる負電位の大きさは、シンチレータ４０に与えられる負電位の大きさより大きい。
この場合、シンチレータ４０には、第二ダイノード２０に与えられる負電位の大きさよりも、低い電位が与えられる。

【0062】

イオン検出器５，５ｐでは、イオンＰ３が正イオンである場合に、第二ダイノード２０に与えられる負電位の大きさは、第一ダイノード１０に与えられる負電位の大きさと、シンチレータ４０に与えられる負電位の大きさとの間の大きさである。
この場合、第二ダイノード２０には、第一ダイノード１０，１０ｐに与えられる負電位の大きさよりも、低い電位が与えられる。

【0063】

イオン検出器５，５ｐでは、光電子増倍管５０は、カソード電位が与えられる側管５４を有している。導電層４６は、側管５４と電気的に接続されている。
この場合、シンチレータ４０の電位は、光電子増倍管５０のカソード電位と略同じである。一の電源によって、シンチレータ４０と光電子増倍管５０とに電力が供給される。電源の数が削減される。

【0064】

イオン検出器５，５ｐは、第二ダイノード２０を覆うカバー７０，７０ｐを備えている。カバー７０，７０ｐは、第一ダイノード１０，１０ｐからの荷電粒子Ｐ４を通過させる第一通過口７５，７５ｐと、第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５を通過させる第二通過口７６と、を有している。
この場合、第二ダイノード２０から出射される二次電子Ｐ５が、より確実にシンチレータ４０に向かう。

【0065】

イオン検出器５は、負電位が与えられると共に、第一通過口７５を覆うメッシュ７７を備えている。
この場合、メッシュ７７は、二次電子Ｐ５が第一通過口７５を通過して第二ダイノード２０から第一ダイノード１０に向かうことを抑制する。第二ダイノード２０から出射される二次電子Ｐ５が、より確実にシンチレータ４０に向かう。

【0066】

イオン検出器５ｐでは、第一ダイノード１０ｐは、第二ダイノード２０と、第二通過口７６と、シンチレータ４０の電子入射面４２とを含む仮想平面Ｖ１から離間して配置されている。第一ダイノード１０ｐからの荷電粒子Ｐ４は、仮想平面Ｖ１に交差する方向Ｄ１ｐから第二ダイノード２０に入射する。
この場合、第二ダイノード２０から出射される二次電子Ｐ５は、第一ダイノード１０ｐに向かい難い。第二ダイノード２０から出射される二次電子Ｐ５が、より確実にシンチレータ４０に向かう。

【0067】

質量分析装置１は、長寿命化されたイオン検出器５，５ｐを備えている。したがって、質量分析装置１の長寿命化が図られている。

【0068】

図８は、第二変形例に係るイオン検出器５ｑを示す図であり、イオン検出器５を示す図３に対応している。イオン検出器５ｑは、第一ダイノード１０、第二ダイノード２０、検出部８０、及び支持体６０ｑを備えている。検出部８０は、入射した二次電子Ｐ５を検出する素子であり、本変形例では、ダイオード８１を有している。ダイオード８１は、放出された電子を捕獲し、獲得した電子から電気信号（検出信号ＳＧ１）を生成する素子である。本変形例では、ダイオード８１は、アバランシェダイオードである。ダイオード８１は、アバランシェダイオード以外のダイオードであってもよい。たとえば、ダイオード８１は、アバランシェ増倍を利用しない通常のダイオードであってもよい。イオン検出器５ｑは、検出部８０及び支持体６０ｑの構成に関して、イオン検出器５と相違する。以下、イオン検出器５とイオン検出器５ｑとの相違点を主として説明する。

【0069】

ダイオード８１は、第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５が入射する電子入射面８２を有している。ダイオード８１は、電子入射面８２に入射した二次電子Ｐ５を検出する。検出部８０は、基板８３と同軸コネクタ８４とを有している。ダイオード８１は、基板８３に配置される。基板８３には、ダイオード８１を駆動する駆動回路８５が配置されている。駆動回路８５は、たとえば、基板８３の同軸コネクタ８４側に配置される。駆動回路８５は、基板８３のダイオード８１側に配置されてもよい。基板８３は、たとえば、エポキシガラスからなる。本変形例では、エポキシガラスは、ＦＲ－４（Flame Retardant Type 4）である。ダイオード８１で生成された検出信号ＳＧ１は、同軸コネクタ８４を介して、信号処理部６に伝送される（図１を参照）。

【0070】

検出部８０は、第二方向Ｄ２で第二ダイノード２０と離間している。第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５がより確実に電子入射面８２に入射するように、検出部８０と第二ダイノード２０との距離は比較的小さい。検出部８０と第二ダイノード２０との第二方向Ｄ２での距離は、たとえば、１～１０ｍｍである。電子入射面８２の有効口径（直径）は、たとえば、０．５～５ｍｍである。

【0071】

支持体６０ｑは、第一ダイノード１０、第二ダイノード２０、及び検出部８０を支持する。支持体６０ｑのうち、基部６２と支持部６４，６６とは、実施形態と同じ構造と同じ材質とを有している。第一ダイノード１０と、第二ダイノード２０及び検出部８０とは、第一方向Ｄ１で、基部６２を挟んで互いに反対側に位置している。支持部６８ｑは、検出部８０を基部６２に支持している。本変形例では、支持部６８ｑは、基板８３に接続されている。検出部８０は、ダイオード８１の電子入射面８２が第二方向Ｄ２に向くように、配置されている。支持部６８ｑは、絶縁材料を含む。支持部６８ｑは、検出部８０と基部６２とを電気的に絶縁している。支持部６８ｑの材料は、支持部６８の材料と同じである。

【0072】

イオン検出器５ｑでは、検出対象のイオンＰ３が正イオンである場合には、第一ダイノード１０に与えられる電位は、たとえば、約－１２ｋＶである。第二ダイノード２０に与えられる電位は、たとえば、約－５ｋＶである。ダイオード８１の電子入射面８２に与えられる電位は、たとえば、－１ｋＶ～＋１５ｋＶの範囲に設定される。検出対象のイオンＰ３が負イオンである場合には、第一ダイノード１０に与えられる電位は、たとえば、約１２ｋＶである。第二ダイノード２０に与えられる電位は、たとえば、約－５ｋＶである。ダイオード８１がアバランシェダイオードである構成では、ダイオード８１の電子入射面８２に与えられる電位は、たとえば、－１ｋＶ～＋１５ｋＶの範囲に設定される。電源体８（図１を参照）は、第一ダイノード１０と、第二ダイノード２０と、ダイオード８１とに電力を供給する。電源体８は、駆動回路８５を介して、ダイオード８１に電力を供給する。ダイオード８１が上述した通常のダイオードである構成では、検出対象のイオンＰ３が正イオン及び負イオンのいずれである場合にも、ダイオード８１の電子入射面８２に与えられる電位は、たとえば、－１ｋＶ～＋１５ｋＶの範囲に設定される。本変形例では、ダイオード８１に正電位が与えられ得る。この場合、電子入射面８２に入射する二次電子Ｐ５の集束性が向上する。

【0073】

図９は、イオン検出器５ｑを第二方向Ｄ２から見た配置図であり、イオン検出器５を第二方向Ｄ２から見た配置を示す図６に対応している。図９において、イオン検出器５ｑは、検出部８０の構成に関して、イオン検出器５と相違している。イオン検出器５ｑでは、第一ダイノード１０、進入口６１、及び第一通過口７５は、仮想平面Ｖ１上に位置している。仮想平面Ｖ１は、第二ダイノード２０と、第二通過口７６と、電子入射面８２とを含む平面として規定される。第一ダイノード１０からの荷電粒子Ｐ４は、仮想平面Ｖ１に沿って、進入口６１と第一通過口７５とをこの順に通過する。第一通過口７５を通過した荷電粒子Ｐ４は、第二ダイノード２０に入射する。第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５は、仮想平面Ｖ１に沿って検出部８０に入射する。

【0074】

図１０は、第三変形例に係るイオン検出器５ｒを第二方向Ｄ２から見た配置図であり、図７の配置図に対応している。イオン検出器５ｒは、検出部８０の構成に関して、図７のイオン検出器５ｐと相違する。検出部８０を除いて、イオン検出器５ｒの構成は、イオン検出器５ｐの構成と同じである。本変形例での説明においては、イオン検出器５ｐが備えている要素と同じ構成又は機能を有する要素には、上述したイオン検出器５ｐでの説明で用いられている符号「ｐ」を符号「ｒ」に変更し、その説明を可能な限り省略する。第一ダイノード１０ｒは、仮想平面Ｖ１から離間して配置されている。第一ダイノード１０ｒからの荷電粒子Ｐ４は、仮想平面Ｖ１に交差する方向Ｄ１ｒから第二ダイノード２０に入射している。第二ダイノード２０及び検出部８０は、仮想平面Ｖ１上に配置されている。

【0075】

図１１は、第四変形例に係るイオン検出器を示す図である。本変形例に係るイオン検出器５ｓは、第一ダイノード１０、第二ダイノード２０、検出部８０、及び支持体６０ｓを備えている。イオン検出器５ｓは、支持体６０ｓの構成に関して、イオン検出器５ｑと相違する。以下、イオン検出器５ｑとイオン検出器５ｓとの相違点を主として説明する。

【0076】

支持体６０ｓは、第一ダイノード１０、第二ダイノード２０、及び検出部８０を支持する。支持体６０ｓは、基部６２ｓと、基部６２ｓと連結される支持部６４ｓ，６６ｓ，６８ｓと、を有している。本変形例では、第一ダイノード１０、第二ダイノード２０、及び検出部８０は、第一方向Ｄ１で、基部６２ｓに対して同一側に位置している。基部６２ｓの電位は、グラウンド電位に設定される。基部６２ｓに進入口は形成されていない。

【0077】

支持部６４ｓは、第一ダイノード１０を基部６２ｓに支持している。第一ダイノード１０は、第一方向Ｄ１に荷電粒子Ｐ４を放出するように支持部６４ｓに支持されている。荷電粒子Ｐ４は、第二ダイノード２０に向かう。支持部６４ｓは、絶縁材料を含む。支持部６４ｓは、第一ダイノード１０と基部６２ｓとを電気的に絶縁している。

【0078】

支持部６６ｓは、第二ダイノード２０を基部６２ｓに支持している。第二ダイノード２０は、第一ダイノード１０からの荷電粒子Ｐ４が入射するように支持部６６ｓに支持されている。第二ダイノード２０は、荷電粒子Ｐ４の入射を受けて二次電子Ｐ５を出射する。支持部６６ｓは、絶縁材料を含む。支持部６６ｓは、第二ダイノード２０と基部６２ｓとを電気的に絶縁している。第一ダイノード１０と第二ダイノード２０との第一方向Ｄ１での距離は、たとえば、１～１０ｍｍである。

【0079】

支持部６８ｓは、検出部８０を基部６２ｓに支持している。本変形例では、支持部６８ｓは、基板８３に接続されている。第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５は、第二方向Ｄ２に進み、検出部８０のダイオード８１に入射する。検出部８０は、電子入射面８２が第二方向Ｄ２に向くように、配置されている。支持部６８ｓは、絶縁材料を含む。支持部６８ｓは、検出部８０と基部６２ｓとを電気的に絶縁している。基部６２ｓ及び支持部６４ｓ，６６ｓ，６８ｓの材料は、それぞれ、基部６２及び支持部６４，６６，６８の材料と同じである。

【0080】

イオン検出器５ｓでは、検出対象のイオンＰ３が正イオンである場合には、第一ダイノード１０に与えられる電位は、たとえば、約－１２ｋＶである。第二ダイノード２０に与えられる電位は、たとえば、約－５ｋＶである。ダイオード８１の電子入射面８２に与えられる電位は、たとえば、－１ｋＶ～＋１５ｋＶの範囲に設定される。検出対象のイオンＰ３が負イオンである場合には、第一ダイノード１０に与えられる電位は、たとえば、約１２ｋＶである。第二ダイノード２０に与えられる電位は、たとえば、約－５ｋＶである。ダイオード８１がアバランシェダイオードである構成では、ダイオード８１の電子入射面８２に与えられる電位は、たとえば、－１ｋＶ～＋１５ｋＶの範囲に設定される。ダイオード８１が上述した通常のダイオードである構成では、検出対象のイオンＰ３が正イオン及び負イオンのいずれである場合にも、ダイオード８１の電子入射面８２に与えられる電位は、たとえば、－１ｋＶ～＋１５ｋＶの範囲に設定される。本変形例では、ダイオード８１に正電位が与えられ得る。この場合、電子入射面８２に入射する二次電子Ｐ５の集束性が向上する。

【0081】

図１２に示されるように、駆動回路８５は、たとえば、ダイオード８１、抵抗８６ａ、コンデンサ８７ａ、及び同軸コネクタ８４を有している。図１２は、ダイオードの駆動回路の等価回路を示す図である。同軸コネクタ８４は、ＳＭＡ（Subminiature version A）ジャックを含んでいる。図１２に示される等価回路の例では、同軸コネクタ８４は、ＳＭＡ（Subminiature version A）ジャックを含んでいる。駆動回路８５は、電源体８から電力の供給を受ける。ダイオード８１のアノードは、抵抗８６ａを介して電源体８に電気的に接続される。ダイオード８１は、電子入射面８２側にアノードを有している。ダイオード８１のカソードは、信号出力端子ＴＲ１に電気的に接続される。信号出力端子ＴＲ１は、信号処理部６（図１を参照）に電気的に接続される。電源体８の電位は、たとえば、－３５０Ｖである。第二ダイノード２０に与えられる負電位の大きさを大きくし得る場合、検出部８０は、二次電子Ｐ５を容易に検出可能である。抵抗８６ａの電気抵抗値は、たとえば、１ｋΩである。

【0082】

駆動回路８５では、ノードＮ１が、コンデンサ８７ａを介して同軸コネクタ８４の側面に電気的に接続される。ノードＮ１は、ダイオード８１と抵抗８６ａとの間に位置している。同軸コネクタ８４の側面は、接地されている。ノードＮ１は、リターンパスを形成している。コンデンサ８７ａとダイオード８１とは、電気的に並列に接続される。リターンパスは、ダイオード８１の電子入射面８２と、同軸コネクタ８４の側面との間に形成される。コンデンサ８７ａは、検出信号ＳＧ１が高速信号である場合には、高速な検出信号ＳＧ１がリターンパスを介してダイオード８１まで低インピーダンスで戻る。コンデンサ８７ａの容量は、たとえば、１０ｎＦである。検出部８０は、ダイオード８１として、アバランシェダイオード及び上述した通常のダイオードのいずれが使用されても、駆動回路８５の等価回路として、互いに同様の等価回路を有する。抵抗８６ａとコンデンサ８７ａとは、ローパスフィルタを構成している。電源体８からの交流成分がリップルノイズを含む場合、リップルノイズは、ダイオード８１から信号出力端子ＴＲ１に出力される検出信号ＳＧ１を劣化させるおそれがある。抵抗８６ａとコンデンサ８７ａとが構成するローパスフィルタは、リップルノイズを含む交流成分を除去する。したがって、抵抗８６ａとコンデンサ８７ａとが構成するローパスフィルタは、検出信号ＳＧ１の劣化を抑制する。

【0083】

図１３に示されるように、駆動回路８５は、たとえば、ダイオード８１、ツェナーダイオード８８、抵抗８６ａ，８６ｂ，８６ｃ、コンデンサ８７ａ，８７ｂ、及び同軸コネクタ８４を有している。図１３は、ダイオードの駆動回路の等価回路を示す図である。ダイオード８１のアノードは、ツェナーダイオード８８と抵抗８６ａとを介して電源体８に電気的に接続される。ダイオード８１は、電子入射面８２側にアノードを有している。電源体８の電位は、たとえば、１０．３５ｋＶである。ダイオード８１のカソードは、抵抗８６ｂを介して電源体８に電気的に接続される。ダイオード８１とツェナーダイオード８８とは、電気的に並列に接続される。ダイオード８１のカソードは、コンデンサ８７ｂを介して信号出力端子ＴＲ１に電気的に接続される。信号出力端子ＴＲ１は、信号処理部６に電気的に接続される。

【0084】

ツェナーダイオード８８は、ダイオード８１のアノードとカソードとの間に、たとえば、３５０Ｖの電位差を生成する。図１３に示された等価回路を含む駆動回路８５では、たとえば、ダイオード８１のアノードの電位は、１０ｋＶであり、カソードの電位は、１０．３５ｋＶである。図１３に示された等価回路を含む駆動回路８５は、ダイオード８１のアノードの電位を正方向に大きくし得るので、検出信号ＳＧ１のゲインを増大させる。抵抗８６ａの電気抵抗値は、たとえば、１ｋΩである。抵抗８６ｂの電気抵抗値は、たとえば、１００ｋΩである。

【0085】

図１３に示されるように、ノードＮ１が、コンデンサ８７ａを介して同軸コネクタ８４の側面に電気的に接続される。ノードＮ１は、ダイオード８１と抵抗８６ａとの間に位置している。同軸コネクタ８４の側面は、接地されている。ノードＮ１は、カップリングコンデンサを形成するように配置されている。ダイオード８１のカソードは、コンデンサ８７ｂを介して、信号出力端子ＴＲ１に電気的に接続される。コンデンサ８７ａとコンデンサ８７ｂとは、電気的に並列に接続される。コンデンサ８７ａ，８７ｂが、カップリングコンデンサを形成する。コンデンサ８７ａ，８７ｂは、ダイオード８１の高電位を保ちながら、ダイオード８１からの電流（検出信号ＳＧ１）を信号出力端子ＴＲ１に流すことを可能とする。検出信号ＳＧ１が高速信号である場合にも、コンデンサ８７ａ，８７ｂは、検出信号ＳＧ１の交流成分を有効に伝送し得る。コンデンサ８７ａ，８７ｂの容量は、たとえば１５０ｐＦである。ノードＮ２は、接地された抵抗８６ｃに電気的に接続されている。ノードＮ２は、ツェナーダイオード８８と抵抗８６ｂとの間に位置している。抵抗８６ｃは、抵抗８６ａを介してダイオード８１のアノードに電気的に接続されている。抵抗８６ｃの一端の電位は、ダイオード８１のアノードの電位と同電位である。抵抗８６ｃの他端は、接地されている。抵抗８６ｃには、たとえば、１０ｋＶ電位の下、１００μＡの電流が流れる。抵抗８６ｃの電気抵抗値は、たとえば、１００ＭΩである。抵抗８６ｃでは、たとえば、１Ｗの熱量が発生する。検出部８０は、ダイオード８１として、アバランシェダイオード及び上述した通常のダイオードのいずれが使用されても、駆動回路８５の等価回路として、互いに同様の等価回路を有する。たとえば、抵抗８６ｃが電気抵抗素子を構成する。

【0086】

図１４に示されるように、駆動回路８５は、たとえば、ダイオード８１、ＮＭＯＳ（n-Channel Metal-OxideSemiconductor）８９、抵抗８６ａ，８６ｂ，８６ｃ，８６ｄ，８６ｅ、コンデンサ８７ａ，８７ｂ、及び同軸コネクタ８４を有している。図１４は、ダイオードの駆動回路の等価回路を示す図である。ＮＭＯＳ８９は、ＦＥＴ（Field effect transistor）の一例である。ダイオード８１のアノードは、抵抗８６ａとＮＭＯＳ８９を介して電源体８に電気的に接続される。ＮＭＯＳ８９のソースは、抵抗８６ａと電気的に接続される。ＮＭＯＳ８９のドレインは、電源体８に電気的に接続される。ＮＭＯＳ８９のゲートは、抵抗８６ｄを介して電源体８に電気的に接続され、抵抗８６ｅを介して接地される。ダイオード８１は、電子入射面８２側にアノードを有している。電源体８の電位は、たとえば、１０．３５ｋＶである。ダイオード８１のカソードは、抵抗８６ｂを介して電源体８に電気的に接続される。ダイオード８１とＮＭＯＳ８９とは、電気的に並列に接続される。ダイオード８１のカソードは、コンデンサ８７ｂを介して信号出力端子ＴＲ１に電気的に接続される。信号出力端子ＴＲ１は、信号処理部６に電気的に接続される。

【0087】

ＮＭＯＳ８９は、ダイオード８１のアノードとカソードとの間に、たとえば、３５０Ｖの電位差を生成する。本変形例では、ダイオード８１のアノードの電位は、１０ｋＶであり、カソードの電位は、１０．３５ｋＶである。本変形例は、ダイオード８１のアノードの電位を大きくし得るので、検出信号ＳＧ１のゲインを増大させる。抵抗８６ａの電気抵抗値は、たとえば、１ｋΩである。抵抗８６ｂの電気抵抗値は、たとえば、１００ｋΩである。抵抗８６ｃの電気抵抗値は、たとえば、１００ＭΩである。抵抗８６ｄの電気抵抗値は、たとえば、３５ＭΩである。抵抗８６ｅの電気抵抗値は、たとえば、１ＧΩである。

【0088】

本変形例では、ノードＮ１が、コンデンサ８７ａを介して同軸コネクタ８４の側面に電気的に接続される。ノードＮ１は、ダイオード８１と抵抗８６ａとの間に位置している。同軸コネクタ８４の側面は、接地されている。ノードＮ１は、カップリングコンデンサを形成するように配置されている。ダイオード８１のカソードは、コンデンサ８７ｂを介して、信号出力端子ＴＲ１に電気的に接続される。コンデンサ８７ａとコンデンサ８７ｂとは、電気的に並列に接続される。コンデンサ８７ａ，８７ｂが、カップリングコンデンサを形成する。コンデンサ８７ａ，８７ｂは、ダイオード８１の高電位を保ちながら、ダイオード８１からの電流（検出信号ＳＧ１）を信号出力端子ＴＲ１に流す。検出信号ＳＧ１が高速信号である場合にも、コンデンサ８７ａ，８７ｂは、検出信号ＳＧ１の交流成分を有効に転送し得る。コンデンサ８７ａ，８７ｂの容量は、たとえば１５０ｐＦである。ノードＮ２は、接地された抵抗８６ｃに電気的に接続されている。ノードＮ２は、ＮＭＯＳ８９と抵抗８６ｂとの間に位置している。抵抗８６ｃの一端は、抵抗８６ａを介してダイオード８１のアノードに電気的に接続されている。抵抗８６ｃの一端の電位は、ダイオード８１のアノードの電位と同電位である。抵抗８６ｃの他端は、接地されている。抵抗８６ｃには、たとえば、１０ｋＶ電位の下、１００μＡの電流が流れる。抵抗８６ｃでは、たとえば、１Ｗの熱量が発生する。抵抗８６ａの電気抵抗値は、たとえば、１ｋΩである。抵抗８６ｂの電気抵抗値は、たとえば、１００ｋΩである。抵抗８６ｃの電気抵抗値は、たとえば、１００ＭΩである。検出部８０は、ダイオード８１として、アバランシェダイオード及び上述した通常のダイオードのいずれが使用されても、駆動回路８５の等価回路として、互いに同様の等価回路を有する。

【0089】

図１５は、イオン検出器の第五変形例を示す図であり、図８に示すイオン検出器５ｑの変形例を示す。第五変形例に係るイオン検出器５ｔは、抵抗８６ｃが配置される位置に関して、イオン検出器５ｑと相違している。イオン検出器５ｔでは、抵抗８６ｃがダイオード８１及び基板８３から離間している。すなわち、イオン検出器５ｔでは、抵抗８６ｃは、ダイオード８１及び基板８３から物理的に離間しており、ダイオード８１及び基板８３から熱的に離間している。本変形例では、抵抗８６ｃは、基部６２に電気的に接続され、接地されている。図１１に示すイオン検出器５ｓにおいても、駆動回路８５が抵抗８６ｃを含む場合、抵抗８６ｃは、ダイオード８１及び基板８３から離間するように配置されてもよい。

【0090】

以上説明したように、イオン検出器５ｑ，５ｒ，５ｓ，５ｔは、ダイオード８１を備えている。第一ダイノード１０，１０ｒは、イオンＰ３の入射を受けて荷電粒子Ｐ４を放出する。第二ダイノード２０は、第一ダイノード１０，１０ｒからの荷電粒子Ｐ４の入射を受けて二次電子Ｐ５を出射する。第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５は、ダイオード８１に入射する。ダイオード８１は、長期間の使用に耐え得るので、イオン検出器５ｑ，５ｒ，５ｓ，５ｔの長寿命化が図られている。

【0091】

イオン検出器５ｑ，５ｒ，５ｓ，５ｔでは、イオンＰ３が正イオンである場合に、第一ダイノード１０，１０ｒは、負電位が与えられて正イオンを二次電子Ｐ５に変換し、第二ダイノード２０は、第一ダイノード１０，１０ｒからの二次電子Ｐ５を電子入射面８２に入射させる。
この場合、イオン検出器５ｑ，５ｒ，５ｓ，５ｔに入射した正イオンは、第一及び第二ダイノード１０，１０ｒ，２０によって、二次電子Ｐ５に変換される。変換された二次電子Ｐ５は、ダイオード８１に入射する。ダイオード８１は、入射した二次電子Ｐ５を確実に検出して電気信号を出力する。

【0092】

イオン検出器５ｑ，５ｒ，５ｓ，５ｔでは、イオンＰ３が負イオンである場合に、第一ダイノード１０，１０ｒは、正電位が与えられて負イオンを正イオンに変換し、第二ダイノード２０は、第一ダイノード１０，１０ｒからの正イオンを二次電子Ｐ５に変換し、二次電子Ｐ５を電子入射面８２に入射させる。
この場合、イオン検出器５ｑ，５ｒ，５ｓ，５ｔに入射した負イオンは、第一及び第二ダイノード１０，１０ｒ，２０によって、二次電子Ｐ５に変換される。第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５が、ダイオード８１に入射する。ダイオード８１は、入射した二次電子Ｐ５を確実に検出して電気信号を出力する。

【0093】

イオン検出器５ｑ，５ｒ，５ｓ，５ｔは、第二ダイノード２０を覆うカバー７０，７０ｒを更に備えている。カバー７０，７０ｒは、第一ダイノード１０，１０ｒからの荷電粒子Ｐ４を通過させる第一通過口７５，７５ｒと、第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５を通過させる第二通過口７６と、を有している。
この場合、第二ダイノード２０から出射される二次電子Ｐ５が、より確実にダイオード８１に向かう。

【0094】

イオン検出器５ｑ，５ｓ，５ｔでは、負電位が与えられると共に、第一通過口７５を覆うメッシュ７７を更に備えている。
この場合、メッシュ７７は、二次電子Ｐ５が第一通過口７５，７５ｒを通過して第二ダイノード２０から第一ダイノード１０に向かうことを抑制する。第二ダイノード２０から出射される二次電子Ｐ５が、より確実にダイオード８１に向かう。

【0095】

イオン検出器５ｒでは、第一ダイノード１０ｒは、第二ダイノード２０と、第二通過口７６と、電子入射面８２とを含む仮想平面Ｖ１から離間して配置されている。第一ダイノード１０ｒからの荷電粒子Ｐ４は、仮想平面Ｖ１に交差する方向Ｄ１ｒから第二ダイノード２０に入射する。
この場合、第二ダイノード２０から出射される二次電子Ｐ５は、第一ダイノード１０ｒに向かい難い。第二ダイノード２０から出射される二次電子Ｐ５が、より確実にダイオード８１に向かう。

【0096】

イオン検出器５ｔは、ダイオード８１が配置される基板８３と、ダイオード８１を駆動する駆動回路８５と、を備えている。駆動回路８５は、一端がダイオード８１のアノードに電気的に接続され、かつ、他端が接地されている抵抗８６ｃを含んでいる。抵抗８６ｃは、ダイオード８１及び基板８３から離間している。
抵抗８６ｃを流れる電流の値によっては、抵抗８６ｃの発熱量が増大するおそれがある。抵抗８６ｃに生じる熱がダイオード８１に伝わると、ダイオード８１のゲインが低下するおそれがある。イオン検出器５ｔでは、上述したように、抵抗８６ｃは、ダイオード８１から離間している。したがって、抵抗８６ｃに生じる熱は、ダイオード８１に伝わり難い。この結果、抵抗８６ｃの発熱量が増大する場合でも、ダイオード８１のゲインは低下し難い。

【0097】

イオン検出器５ｑ，５ｒ，５ｓ，５ｔは、イオンＰ３の入射を受けて荷電粒子Ｐ４を放出する第一ダイノード１０，１０ｒと、負電位が与えられると共に、第一ダイノード１０，１０ｒからの荷電粒子Ｐ４の入射を受けて二次電子Ｐ５を出射する第二ダイノード２０と、第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５が入射する電子入射面８２を有し、入射した二次電子Ｐ５を検出する検出部８０と、を備えている。

【0098】

イオン検出器５ｑ，５ｒ，５ｓ，５ｔは、入射した二次電子Ｐ５を検出する検出部８０を備えている。第一ダイノード１０，１０ｒは、イオンＰ３の入射を受けて荷電粒子Ｐ４を放出し、第二ダイノード２０は、第一ダイノード１０，１０ｒからの荷電粒子Ｐ４の入射を受けて二次電子Ｐ５を出射する。第二ダイノード２０からの二次電子Ｐ５は、検出部８０に入射する。検出部８０は、長期間の使用に耐え得る構造を成し得るので、イオン検出器５ｑ，５ｒ，５ｓ，５ｔの長寿命化が図られている。

【0099】

質量分析装置１は、長寿命化されたイオン検出器５ｑ，５ｒ，５ｓ，５ｔを備えている。したがって、質量分析装置１の長寿命化が図られている。

【0100】

以上、本発明の実施形態及び変形例について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

【0101】

イオン検出器５，５ｐ，５ｑ，５ｒ，５ｓ，５ｔは、質量分析装置１以外の装置に備えられていてもよい。
導電層４６は、側管５４と電気的に接続されていなくてもよい。導電層４６が側管５４と電気的に接続されている構成では、上述したように、電源の数が削減される。
質量分析装置１（イオン検出器５，５ｐ，５ｑ，５ｒ，５ｓ，５ｔ）は、第一通過口７５，７５ｐ，７５ｒと第二通過口７６とを有するカバー７０，７０ｐ，７０ｒを備えていなくてもよい。第一通過口７５，７５ｐ，７５ｒと第二通過口７６とを有するカバー７０，７０ｐ，７０ｒが備えられている構成では、上述したように、第二ダイノード２０から出射される二次電子Ｐ５が、より確実にシンチレータ４０又はダイオード８１に向かう。
質量分析装置１（イオン検出器５，５ｐ，５ｑ，５ｒ，５ｒ，５ｔ）は、メッシュ７７を備えていなくてもよい。メッシュ７７が備えられている構成では、上述したように、第二ダイノード２０から出射される二次電子Ｐ５が、より確実にシンチレータ４０又はダイオード８１に向かう。

【符号の説明】

【0102】

１…質量分析装置、３…イオン化部、４…質量分析部、５…イオン検出器、１０…第一ダイノード、２０…第二ダイノード、３０…検出部、４０…シンチレータ、４２…電子入射面、４４…出射面、４６…導電層、５０…光電子増倍管、５４…側管、７０…カバー、７５…第一通過口、７６…第二通過口、７７…メッシュ、８１…ダイオード、８２…電子入射面、８３…基板、８５…駆動回路、８６ｃ…抵抗、Ｄ１ｐ…方向、Ｐ３…イオン、Ｐ４…荷電粒子、Ｐ５…二次電子、Ｖ１…仮想平面。

【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】

【図14】

【図15】