JP2016115565A - 真空装置及びこれを備えた質量分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】真空状態とされたチャンバの一部を簡単な構造で良好に大気開放することができる真空装置及びこれを備えた質量分析装置を提供する。【解決手段】ゲートバルブ３００により開口１０３を開閉する。ゲートバルブ３００は、変位部３０１及び閉塞部３０３を有する。変位部３０１は、本体１００に対して変位可能である。閉塞部３０３は、変位部３０１の変位に伴い、本体１００からの反力により変位部３０１の変位方向Ｄに対して交差する方向に付勢されて開口１０３を閉塞する。第１チャンバ１０１及び第２チャンバ１０２が真空状態のときに、変位部３０１の変位に伴って閉塞部３０３により開口１０３が閉塞された後、開閉部２１２により第１チャンバ１０１が大気開放された場合には、閉塞部３０３が大気圧によって開口１０３側に加圧される。【選択図】 図５

Description

本発明は、開口を介して互いに連通する第１チャンバ及び第２チャンバを真空状態とする真空装置及びこれを備えた質量分析装置に関するものである。

真空装置を備えた装置の一例として、質量分析装置が知られている。例えば、ＭＡＬＤＩ（マトリックス支援レーザ脱離イオン化法）を用いて試料をイオン化するような質量分析装置においては、真空ポンプなどにより真空状態とされたイオン化室内で試料にレーザが照射されることにより、試料がイオン化されるようになっている。

この種の質量分析装置では、分析の前後でイオン化室に対して試料を出し入れする必要がある。このとき、イオン化室を大気開放して真空状態を解除することとなるが、試料を出し入れする度に装置内全体の真空状態を解除するのは非効率的である。また、例えば検出器などの装置内の部品が、大気中に長時間晒されることにより故障するおそれもある。

そのため、例えばイオン化室を構成している第１チャンバとは別に、イオン化された試料が導入される第２チャンバを設けて、これらを連通する開口を開閉できるような構成が採用されている。これにより、第２チャンバを真空状態に維持したまま、第１チャンバを大気開放して試料を出し入れすることができる。

上記のような開口を開閉するために、ゲートバルブが用いられる場合がある。一般的なゲートバルブは、例えば弁体が取り付けられたシャフトをモータなどの駆動機構を用いて回転させることにより、弁体を変位させて上記開口を開閉することができるようになっている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００６−２００７０９号公報

上記のような一般的なゲートバルブには、上記シャフトやモータの他、例えばタイミングベルト、ボールねじ、リミットスイッチ又は制御ボードなどの各種部品が備えられている場合がある。このような複雑な構造を有するゲートバルブは、ゲートバルブ自体が大型となり、重量も大きくなるという問題がある。複雑な構造を有するゲートバルブの中には、例えば部品点数が８４点にも上り、サイズが１４８ｍｍ×１００ｍｍ×２２４ｍｍ（縦×横×高さ）、重量が約３．１ｋｇとなっているものもある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、真空状態とされたチャンバの一部を簡単な構造で良好に大気開放することができる真空装置及びこれを備えた質量分析装置を提供することを目的とする。

本発明に係る真空装置は、本体と、減圧機構と、開放機構と、ゲートバルブとを備える。前記本体には、開口を介して互いに連通する第１チャンバ及び第２チャンバが形成されている。前記減圧機構は、前記第１チャンバ及び前記第２チャンバを真空状態とする。前記開放機構は、前記第１チャンバを大気開放する。前記ゲートバルブは、前記開口を開閉する。

前記ゲートバルブは、変位部と、閉塞部とを有する。前記変位部は、前記本体に対して変位可能である。前記閉塞部は、前記変位部の変位に伴い、前記本体からの反力により前記変位部の変位方向に対して交差する方向に付勢されて前記開口を閉塞する。前記第１チャンバ及び前記第２チャンバが真空状態のときに、前記変位部の変位に伴って前記閉塞部により前記開口が閉塞された後、前記開放機構により前記第１チャンバが大気開放された場合には、前記閉塞部が大気圧によって前記開口側に加圧される。

このような構成によれば、ゲートバルブの変位部の変位に伴って、真空状態の第１チャンバ及び第２チャンバを連通する開口が、真空装置の本体からの反力を受けた閉塞部により閉塞される。このとき、閉塞部は、変位部の変位方向に対して交差する方向に付勢されるため、開口に対して強く押し当てられ、当該開口を閉塞することができる。

さらに、その後に開放機構により第１チャンバが大気開放された場合には、大気圧を利用して閉塞部が開口側に加圧されるため、当該開口がより強固に閉塞される。これにより、第２チャンバを真空状態に維持したまま、変位部及び閉塞部を有する簡単な構造のゲートバルブによって第１チャンバを良好に大気開放することができる。

前記変位部は、大気圧によって変位してもよい。

このような構成によれば、大気圧によって変位部を変位させ、その変位に伴って開口を閉塞部により閉塞することができる。したがって、変位部を変位させるためにモータなどの複雑な部品を設ける必要がなく、より簡単な構造で開口を自動的に閉塞することができる。

前記開放機構は、前記変位部の変位に伴って前記第１チャンバを大気開放してもよい。

このような構成によれば、変位部の変位に伴って第１チャンバが自動的に大気開放されるため、本体からの反力により閉塞部で開口を閉塞した後、大気圧を利用して閉塞部を開口側に加圧するという一連の動作が、変位部を変位させるだけで容易に行われる。したがって、第１チャンバを容易に大気開放することができる。

前記閉塞部は、前記変位部に対して回転軸を中心に回転可能に取り付けられていてもよい。この場合、前記閉塞部は、前記本体からの反力により前記回転軸を中心に回転することによって、前記開口側に押圧されてもよい。

このような構成によれば、変位部に対して回転軸を中心に回転可能に取り付けられた閉塞部を用いて、非常に簡単な構成で開口を良好に閉塞することができる。したがって、部品点数が削減された小型かつ軽量のゲートバルブを用いて、第１チャンバを大気開放することができる。

本発明に係る質量分析装置は、前記真空装置と、前記第１チャンバ内に設けられ、試料をイオン化するイオン化部とを備える。前記第１チャンバ及び前記第２チャンバが真空状態のときに、前記イオン化部によりイオン化された試料が前記第１チャンバから前記第２チャンバに導入される。

本発明によれば、第２チャンバを真空状態に維持したまま、変位部及び閉塞部を有する簡単な構造のゲートバルブによって第１チャンバを良好に大気開放することができる。

本発明の第１実施形態に係る真空装置が備えられた質量分析装置の構成例を示す概略図である。 真空装置の構成例を示す断面図である。 ゲートバルブの構成例を示す斜視図である。 閉塞部により開口を閉塞する際の態様について説明するための断面図である。 開口を閉塞した後の動作について説明するための断面図である。 本発明の第２実施形態に係る真空装置の構成例を示す断面図である。 図６の真空装置においてゲートバルブが本体の内側に変位した状態を示す断面図である。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る真空装置が備えられた質量分析装置の構成例を示す概略図である。本実施形態に係る質量分析装置は、例えば生体試料等の混合物試料からペプチドを始めとする高分子化合物を同定する際に使用可能であり、質量分析部１及び制御部２などを備えている。

質量分析部１には、例えばイオン化部１１、イオントラップ１２及びＴＯＦＭＳ（飛行時間型質量分析計）１３が備えられている。本実施形態では、質量分析装置の一例として、マトリックス支援レーザ脱離イオン化イオントラップ飛行時間型質量分析装置（ＭＡＬＤＩ−ＩＴ−ＴＯＦＭＳ）について説明する。

イオン化部１１は、試料をイオン化し、得られたイオンをイオントラップ１２に供給する。この例では、ＭＡＬＤＩ（マトリックス支援レーザ脱離イオン化法）を用いて試料にレーザを照射することにより、試料がマトリックスとともに真空中で気化され、試料とマトリックスとの間のプロトンの授受によって試料がイオン化されるようになっている。試料は、例えばプレートからなるターゲット１１１上に濃縮された状態で準備され、分析の際にターゲット１１１ごとイオン化部１１にセットされる。

イオントラップ１２は、例えば三次元四重極型であり、イオン化部１１で得られたイオンを捕捉するとともに、捕捉したイオンの一部を選択的にイオントラップ１２内に残し、ＣＩＤ（衝突誘起解離）により開裂させることができる。このようにして開裂されたイオンは、イオントラップ１２からＴＯＦＭＳ１３に供給される。

ＴＯＦＭＳ１３では、飛行空間１３１を飛行したイオンがイオン検出器１３２により検出される。具体的には、飛行空間１３１に形成された電場により加速されたイオンが、当該飛行空間１３１を飛行する間に質量電荷比に応じて時間的に分離され、イオン検出器１３２により順次検出される。これにより、質量電荷比とイオン検出器１３２における検出強度との関係がスペクトルとして測定され、質量分析が実現される。

質量分析部１は、中空状の本体１００を備えており、当該本体１００内にイオン化部１１、イオントラップ１２及びＴＯＦＭＳ１３などが設けられている。本体１００内には、例えば第１チャンバ１０１及び第２チャンバ１０２が形成されている。この例では、第１チャンバ１０１は、イオン化部１１を収容する空間を形成している。一方、第２チャンバ１０２は、イオントラップ１２及びＴＯＦＭＳ１３を収容する空間を形成している。

第１チャンバ１０１及び第２チャンバ１０２は、開口１０３を介して互いに連通している。すなわち、第１チャンバ１０１と第２チャンバ１０２とは、区画壁１０４を介して区画されており、当該区画壁１０４に形成された開口１０３を介して互いに連通している。第１チャンバ１０１内は、第１真空ポンプ２０１を用いて減圧することにより真空状態とすることができる。また、第２チャンバ１０２内は、第２真空ポンプ２０２を用いて減圧することにより真空状態とすることができる。すなわち、第１真空ポンプ２０１及び第２真空ポンプ２０２は、第１チャンバ１０１及び第２チャンバ１０２を真空状態とする減圧機構を構成している。

第１チャンバ１０１には、大気導入口２１１を介して大気（空気）を導入することができる。この大気導入口２１１は、開閉部２１２により手動又は自動で開閉される。したがって、開閉部２１２により大気導入口２１１を閉じた状態で第１真空ポンプ２０１を駆動させれば、第１チャンバ１０１を真空状態とすることができ、開閉部２１２により大気導入口２１１を開けば、第１チャンバ１０１を大気開放することができる。すなわち、大気導入口２１１及び開閉部２１２は、第１チャンバ１０１を大気開放する開放機構を構成している。

同様に、第２チャンバ１０２には、大気導入口２２１を介して大気を導入することができる。この大気導入口２２１は、開閉部２２２により手動又は自動で開閉される。したがって、開閉部２２２により大気導入口２２１を閉じた状態で第２真空ポンプ２０２を駆動させれば、第２チャンバ１０２を真空状態とすることができ、開閉部２２２により大気導入口２２１を開けば、第２チャンバ１０２を大気開放することができる。ただし、開閉部２１２，２２２は、真空チャンバ１０１，１０２に設けられた構成に限らず、例えば本体１００に直接設けられた構成などであってもよい。

制御部２は、イオン化部１１、イオントラップ１２、ＴＯＦＭＳ１３、第１真空ポンプ２０１及び第２真空ポンプ２０２などの動作を制御する。開閉部２１２，２２２を自動で開閉する場合には、当該開閉部２１２，２２２の動作も制御部２により制御される。制御部２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む構成であり、ＣＰＵがプログラムを実行することにより各部の動作を制御することができる。

本体１００、真空ポンプ２０１，２０２及び開閉部２１２，２２２などは、第１チャンバ１０１及び第２チャンバ１０２を真空状態とする真空装置を構成している。本実施形態では、質量分析部１を制御するための制御部２により真空装置の動作が制御されるようになっているが、このような構成に限らず、例えば質量分析部１を制御するための制御部２とは別個に設けられた制御部により、真空装置の動作が制御されるような構成であってもよい。

図２は、真空装置の構成例を示す断面図である。第１チャンバ１０１内には、ターゲット１１１をセットするためのサンプルプレート１０５と、当該サンプルプレート１０５が載置されたステージ１０６とが設けられている。ステージ１０６は、例えば水平方向に移動可能なＸＹステージにより構成されている。サンプルプレート１０５は、開口１０３を挟んで第２チャンバ１０２内のイオントラップ１２に対向している。

質量分析を行う際には、第１真空ポンプ２０１及び第２真空ポンプ２０２が駆動されることにより、開口１０３を介して互いに連通する第１チャンバ１０１及び第２チャンバ１０２が真空状態とされる。この状態でサンプルプレート１０５上のターゲット１１１にレーザが照射されることにより、イオン化された試料が開口１０３を介して第１チャンバ１０１から第２チャンバ１０２に導入され、イオントラップ１２によって捕捉される。

開口１０３は、ゲートバルブ３００により開閉することができる。ゲートバルブ３００は、本体１００に対して一定の変位方向Ｄに沿って変位可能に取り付けられており、第１チャンバ１０１内を通って区画壁１０４とステージ１０６との間に進入し、第１チャンバ１０１側から開口１０３を閉塞することができる。

図３は、ゲートバルブ３００の構成例を示す斜視図である。ゲートバルブ３００は、例えば本体１００に対して変位可能な変位部３０１と、変位部３０１に対して回転軸３０２を中心に回転可能に取り付けられた閉塞部３０３とを備えている。

変位部３０１は、例えば一直線状に延びるレバーからなり、本体１００に形成された挿通孔１０７内に、長手方向に沿ってスライド可能な状態で取り付けられている（図２参照）。挿通孔１０７の内面には、変位部３０１の外周面に摺接するシール部材１７１が取り付けられることにより、挿通孔１０７と変位部３０１との間の気密性が確保されている。

変位部３０１の一端部は、本体１００の外部に位置しており、作業者が把持するための把持部３１１を構成している。変位部３０１の他端部は、本体１００内（第１チャンバ１０１内）に位置しており、回転軸３０２を介して閉塞部３０３が取り付けられている。作業者が把持部３１１を把持し、変位部３０１を変位方向Ｄに沿って本体１００内に押し込んだときには、閉塞部３０３が区画壁１０４とステージ１０６との間に進入して開口１０３を閉塞する。

閉塞部３０３は、例えば回転軸３０２に対して回転可能に取り付けられた基部３３１と、当該基部３３１から突出する板状の蓋部３３２とが一体的に形成された構成を有している。蓋部３３２における開口１０３側の面には、開口１０３の周縁部に対応する形状のシール部材３３３が取り付けられている。このシール部材３３３は、例えば円環状に形成されており、その表面が開口１０３の周縁部に当接することにより、開口１０３と閉塞部３０３との間の気密性が確保される。

図４は、閉塞部３０３により開口１０３を閉塞する際の態様について説明するための断面図である。図４に示すように、閉塞部３０３の基部３３１は、その一部が変位部３０１に接触することにより回転が規制され、変位部３０１の長手方向に対して平行に延びるように保持されている。この状態で、変位部３０１が本体１００内に押し込まれることにより、区画壁１０４とステージ１０６との間の狭い隙間に蓋部３３２が進入し、開口１０３に対向する。

図４に示すように、蓋部３３２（シール部材３３３）が開口１０３に対向する位置まで変位部３０１が押し込まれた場合には、基部３３１に形成された接触部３３４が本体１００に接触する。接触部３３４は、例えば基部３３１から突出するようにフック状に形成されており、本体１００の区画壁１０４には、接触部３３４に対応する形状の凹部１４１が形成されている。これにより、基部３３１の接触部３３４が、本体１００の凹部１４１に入り込んで確実に接触し、一定の方向Ｐ１に沿って本体１００から基部３３１に反力が作用する。

上記反力が作用する方向Ｐ１は、回転軸３０２と接触部３３４とを結ぶ線Ｌに対して交差している。したがって、閉塞部３０３は、本体１００からの反力により回転軸３０２を中心に回転し、変位部３０１の変位方向Ｄに対して交差する方向Ｐ２に付勢される。これにより、蓋部３３２（シール部材３３３）が開口１０３側に押圧され、開口１０３が閉塞される。

本実施形態では、ゲートバルブ３００を押し込む力が９０°変換され、閉塞部３０３が開口１０３に対して垂直方向に押圧されるようになっている。ただし、このような構成に限らず、閉塞部３０３が開口１０３に対して垂直方向以外の方向に押圧されるような構成であってもよい。

図５は、開口１０３を閉塞した後の動作について説明するための断面図である。ゲートバルブ３００は、第１チャンバ１０１及び第２チャンバ１０２が真空状態のときに作業者によって変位され、その変位に伴って、上述のように閉塞部３０３により開口１０３が閉塞される。

その後、開閉部２１２により大気導入口２１１が手動又は自動で開かれることによって、第１チャンバ１０１が大気開放され、図５に破線矢印で示すように、第１チャンバ１０１内に大気が導入される。このように、第１チャンバ１０１が大気開放された場合には、閉塞部３０３が大気圧によって開口１０３側に加圧されることとなる。

大気開放された第１チャンバ１０１に対しては、試料の出し入れが可能となる。このとき、第２チャンバ１０２は真空状態のまま維持することができる。なお、大気導入口２１１を自動で開放させる場合には、例えばゲートバルブ３００の変位をセンサで検出することにより、その検出信号に基づいて開閉部２１２が大気導入口２１１を開放するように、制御部２が制御を行うような構成であってもよい。

このように、本実施形態では、ゲートバルブ３００の変位部３０１の変位に伴って、真空状態の第１チャンバ１０１及び第２チャンバ１０２を連通する開口１０３が、真空装置の本体１００からの反力を受けた閉塞部３０３により閉塞される。このとき、閉塞部３０３は、変位部３０１の変位方向Ｄに対して交差する方向Ｐ２に付勢されるため、開口１０３に対して強く押し当てられ、当該開口１０３を閉塞することができる。

さらに、その後に開閉部２１２により第１チャンバ１０１が大気開放された場合には、大気圧を利用して閉塞部３０３が開口１０３側に加圧されるため、当該開口１０３がより強固に閉塞される。これにより、第２チャンバ１０２を真空状態に維持したまま、変位部３０１及び閉塞部３０３を有する簡単な構造のゲートバルブ３００によって第１チャンバ１０１を良好に大気開放することができる。

特に、本実施形態では、変位部３０１に対して回転軸３０２を中心に回転可能に取り付けられた閉塞部３０３を用いて、非常に簡単な構成で開口１０３を良好に閉塞することができる。したがって、部品点数が削減された小型かつ軽量のゲートバルブ３００を用いて、第１チャンバ１０１を大気開放することができる。

＜第２実施形態＞
図６は、本発明の第２実施形態に係る真空装置の構成例を示す断面図である。本実施形態では、ゲートバルブ３００が手動ではなく、大気圧によって自動で変位するようになっている点が第１実施形態とは異なる。第１実施形態と同様の構成については、図に同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

ゲートバルブ３００は、第１実施形態と同様に、例えば本体１００に対して変位可能な変位部３０１と、変位部３０１に対して回転軸３０２を中心に回転可能に取り付けられた閉塞部３０３とを備えている。閉塞部３０３は、第１実施形態と同様の構成であるが、変位部３０１は、把持部３１１を備えていない点で第１実施形態とは異なる。

本実施形態における変位部３０１は、例えば一直線状に延びる円柱状の部材からなり、本体１００に形成された収容凹部１０８内に収容されている。収容凹部１０８は、変位部３０１の外径に対応する内径を有しており、本体１００の内面から変位部３０１よりも短い長さで窪んだ形状となっている。これにより、収容凹部１０８内に変位部３０１が収容されたゲートバルブ３００は、閉塞部３０３が本体１００内に突出した状態で、長手方向に沿ってスライド可能に保持されている。

この例では、収容凹部１０８が、本体１００における第１チャンバ１０１の内面に形成されており、ゲートバルブ３００の閉塞部３０３は第１チャンバ１０１内に位置している。変位部３０１が変位方向Ｄに沿って本体１００内に変位したときには、閉塞部３０３が第１チャンバ１０１内を通って区画壁１０４とステージ１０６との間に進入し、第１チャンバ１０１側から開口１０３を閉塞することができる。

変位部３０１には、閉塞部３０３側とは反対側の端面から長手方向に延びる凹部３１２が形成されており、この凹部３１２内に引張ばね３０４が設けられている。引張ばね３０４は、変位部３０１を閉塞部３０３側とは反対側に付勢する付勢部材の一例であり、一端部が変位部３０１（凹部３１２の底面）に固定されるとともに、他端部が本体１００（収容凹部１０８の底面）に固定されている。

収容凹部１０８の底面には、本体１００の外部に連通する通気孔１８１が形成されている。通気孔１８１は、本体１００の外側から蓋１８２を着脱することにより開閉可能となっている。通気孔１８１に蓋１８２が取り付けられ、第１チャンバ１０１及び第２チャンバ１０２が真空状態のときには、引張ばね３０４の付勢力により、図６のようにゲートバルブ３００の変位部３０１が収容凹部１０８の底面に当接した状態となる。引張ばね３０４の付勢力は、例えば約０．１Ｎであり、比較的弱い力でゲートバルブ３００を収容凹部１０８の底面側に付勢している。

この状態から蓋１８２が取り外された場合には、通気孔１８１を介して本体１００内に大気が導入され、その大気圧によりゲートバルブ３００が本体１００の内側（第１チャンバ１０１側）に向かって押圧される。これにより、引張ばね３０４の付勢力に抗して、ゲートバルブ３００が長手方向に沿って本体１００の内側に変位する。大気圧によるゲートバルブ３００への押圧力は変位部３０１の断面積に比例するため、変位部３０１の断面積を適切に設定することにより、ゲートバルブ３００を本体１００の内側に向かって良好に押圧することができる。

図７は、図６の真空装置においてゲートバルブ３００が本体１００の内側に変位した状態を示す断面図である。図７に示すように、ゲートバルブ３００の閉塞部３０３が区画壁１０４とステージ１０６との間に進入し、閉塞部３０３の蓋部３３２（シール部材３３３）が開口１０３に対向したときには、基部３３１に形成された接触部３３４が本体１００に接触する。これにより、第１実施形態と同様の態様で、閉塞部３０３が本体１００からの反力により変位部３０１の変位方向Ｄに対して交差する方向Ｐ２に付勢され、蓋部３３２（シール部材３３３）が開口１０３側に押圧されることによって、開口１０３が閉塞される。

このように、本実施形態では、大気圧によって変位部３０１を変位させ、その変位に伴って開口１０３を閉塞部３０３により閉塞することができる。したがって、第１実施形態と同様の効果に加えて、変位部３０１を変位させるためにモータなどの複雑な部品を設ける必要がなく、より簡単な構造で開口１０３を自動的に閉塞することができるという効果を奏することができる。

本実施形態では、従来のゲートバルブと比較して、外形寸法を約１／２００に、重量を約１／３００に削減することができた。また、部品点数は、８４点から４点に、約１／２０に削減することができた。さらに、モータなどの駆動機構や電子制御が不要になるとともに、真空中への動力導入が不要となった。

収容凹部１０８の内周面の一部には、本体１００の内側から収容凹部１０８の途中まで延びる溝１８３が形成されている。図７に示した状態では、ゲートバルブ３００の変位部３０１における閉塞部３０３側とは反対側の端部が、溝１８３の終端部よりも本体１００の内側まで変位している。これにより、溝１８３が通気孔１８１に連通した状態となり、図７に破線矢印で示すように、通気孔１８１及び溝１８３を介して本体１００内（第１チャンバ１０１内）に大気が導入される。

本実施形態では、第１チャンバ１０１を大気開放するための開放機構が蓋１８２及びゲートバルブ３００の変位部３０１により構成されている。すなわち、蓋１８２を取り外すことによって変位部３０１が変位し、その変位部３０１の変位に伴って第１チャンバ１０１が大気開放されるようになっている。そのため、第１真空ポンプ２０１に開閉部２１２が設けられている必要はない。

このように、本実施形態では、変位部３０１の変位に伴って第１チャンバ１０１が自動的に大気開放されるため、本体１００からの反力により閉塞部３０３で開口１０３を閉塞した後、大気圧を利用して閉塞部３０３を開口１０３側に加圧するという一連の動作が、変位部３０１を変位させるだけで容易に行われる。したがって、第１チャンバ１０１を容易に大気開放することができる。

大気圧による閉塞部３０３の押圧力、すなわち第１チャンバ１０１内と第２チャンバ１０２内との差圧力は、例えば約１０Ｎであり、引張ばね３０４の付勢力よりも比較的強い。したがって、第１チャンバ１０１が大気開放され、第２チャンバ１０２が真空状態とされているときには、閉塞部３０３で開口１０３を閉塞した状態が維持される。

第１チャンバ１０１内を再度真空状態とするときには、蓋１８２により通気孔１８１を閉塞した後、第１真空ポンプ２０１を駆動させる。これにより、第１チャンバ１０１内と第２チャンバ１０２内との差圧力が徐々に小さくなり、引張ばね３０４の付勢力よりも小さくなった時点で、変位部３０１が閉塞部３０３側とは反対側に変位して、図６の状態に戻る。

ただし、変位部３０１を閉塞部３０３側とは反対側に付勢する付勢部材は、引張ばね３０４に限らず、ゴムなどの他の弾性体により構成されていてもよい。また、ゲートバルブ３００は、大気圧によって自動で変位するような構成に限らず、第１実施形態のようにゲートバルブ３００を手動で変位させる構成において、変位部３０１の変位に伴って第１チャンバ１０１が自動的に大気開放されるような構成であってもよい。

ゲートバルブ３００は、回転軸３０２を中心に閉塞部３０３が回転可能な構成に限らず、例えば変位部３０１に対して閉塞部３０３がスライド可能な構成であってもよいし、変位部３０１と閉塞部３０３とが一体的に形成された構成であってもよい。また、変位部３０１は、本体１００に対してスライド可能な構成に限らず、回転可能な構成などであってもよい。

以上の実施形態では、第１チャンバ１０１にイオン化部１１が収容され、第２チャンバ１０２にイオントラップ１２及びＴＯＦＭＳ１３が収容された構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、例えば第１チャンバ１０１にイオン化部１１及びイオントラップ１２が収容され、第２チャンバ１０２にＴＯＦＭＳ１３が収容された構成であってもよい。

すなわち、開口１０３を介して互いに連通する第１チャンバ１０１及び第２チャンバ１０２を備えた構成であれば、各チャンバ１０１，１０２に何れの部材が収容されていてもよい。また、区画壁１０４は１つに限らず、２つ以上設けられることにより、３つ以上のチャンバに区画された構成であってもよい。

第１チャンバ１０１内及び第２チャンバ１０２内の構成は、上記実施形態のような構成に限られるものではない。例えば、磁場型質量分析装置、四重極型質量分析装置、フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴型質量分析装置などの他の質量分析装置に、本発明に係る真空装置を適用することも可能である。

また、本発明に係る真空装置は、質量分析装置に限らず、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）などのＸ線分析装置や、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）などの電子顕微鏡といったように、他の分析装置にも適用することができる。さらに、本発明に係る真空装置は、半導体製造装置、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）製造装置、化学気相蒸着（ＣＶＤ）装置、又は、ロードロック室を有する装置など、分析装置以外の各種装置にも適用することができる。

１ 質量分析部
２ 制御部
１１ イオン化部
１２ イオントラップ
１３ ＴＯＦＭＳ
１００ 本体
１０１ 第１チャンバ
１０２ 第２チャンバ
１０３ 開口
１０４ 区画壁
１０５ サンプルプレート
１０６ ステージ
１０７ 挿通孔
１０８ 収容凹部
１１１ ターゲット
１３１ 飛行空間
１３２ イオン検出器
１４１ 凹部
１７１ シール部材
１８１ 通気孔
１８２ 蓋
１８３ 溝
２０１ 第１真空ポンプ
２０２ 第２真空ポンプ
２１１ 大気導入口
２１２ 開閉部
２２１ 大気導入口
２２２ 開閉部
３００ ゲートバルブ
３０１ 変位部
３０２ 回転軸
３０３ 閉塞部
３０４ 引張ばね
３１１ 把持部
３１２ 凹部
３３１ 基部
３３２ 蓋部
３３３ シール部材
３３４ 接触部

Claims (5)

1. 開口を介して互いに連通する第１チャンバ及び第２チャンバが形成された本体と、
   前記第１チャンバ及び前記第２チャンバを真空状態とする減圧機構と、
   前記第１チャンバを大気開放する開放機構と、
   前記開口を開閉するゲートバルブとを備え、
   前記ゲートバルブは、前記本体に対して変位可能な変位部と、前記変位部の変位に伴い、前記本体からの反力により前記変位部の変位方向に対して交差する方向に付勢されて前記開口を閉塞する閉塞部とを有し、
   前記第１チャンバ及び前記第２チャンバが真空状態のときに、前記変位部の変位に伴って前記閉塞部により前記開口が閉塞された後、前記開放機構により前記第１チャンバが大気開放された場合に、前記閉塞部が大気圧によって前記開口側に加圧されることを特徴とする真空装置。
2. 前記変位部は、大気圧によって変位することを特徴とする請求項１に記載の真空装置。
3. 前記開放機構は、前記変位部の変位に伴って前記第１チャンバを大気開放することを特徴とする請求項１又は２に記載の真空装置。
4. 前記閉塞部は、前記変位部に対して回転軸を中心に回転可能に取り付けられており、前記本体からの反力により前記回転軸を中心に回転することによって、前記開口側に押圧されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の真空装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の真空装置と、
   前記第１チャンバ内に設けられ、試料をイオン化するイオン化部とを備え、
   前記第１チャンバ及び前記第２チャンバが真空状態のときに、前記イオン化部によりイオン化された試料が前記第１チャンバから前記第２チャンバに導入されることを特徴とする質量分析装置。

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