JP3457103B2 - 四重極型質量分析計 - Google Patents

四重極型質量分析計

Info

Publication number
JP3457103B2
JP3457103B2 JP20167395A JP20167395A JP3457103B2 JP 3457103 B2 JP3457103 B2 JP 3457103B2 JP 20167395 A JP20167395 A JP 20167395A JP 20167395 A JP20167395 A JP 20167395A JP 3457103 B2 JP3457103 B2 JP 3457103B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
groove
mass spectrometer
electrode holder
column
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP20167395A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0935682A (ja
Inventor
望 高木
義一 山本
静男 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ulvac Inc filed Critical Ulvac Inc
Priority to JP20167395A priority Critical patent/JP3457103B2/ja
Publication of JPH0935682A publication Critical patent/JPH0935682A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3457103B2 publication Critical patent/JP3457103B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は四重極型質量分析計に関
するものであり、更に詳しくはイオンを質量分析する場
合に使用される四重極電極型の質量分析計に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】真空中に発生、導入、ま
たは残留する気体を高い精度で分析する場合に四重極型
質量分析計が使用される。図7は四重極型質量分析計の
概略図であり、イオン源部1と、四重極電極部2と、検
出部6とからなっている。
【0003】分析されるべき気体Gがイオン源部1にお
いてイオン化され、加速電極によって加速され、引出し
電極によって四重極電極部2の方へ引き出される。四重
極電極部2は互いに平行に配置された4本の円柱状電極
(以降、電極柱と略)3が絶縁性の一対の電極ホールダ
4に固定されており、対向する電極柱3を結線して一方
には+(U+Vcosωt)、他方には−(U+Vco
sωt)で示される直流電圧Uと高周波電圧Vcosω
tとを重畳させたものが印加される。この電圧印加によ
り四重極電極部2の内部空間に電場が形成されるが、イ
オン源部1で生成したイオンは、このイオン源部1が内
蔵する引出し電極の電圧で四重極電極部2の中心軸(z
軸とする)に沿って入射されz軸方向へ進む間に、四重
極電極部2内の電場によってx軸方向およびy軸方向へ
の力を受ける。
【0004】直流電圧U、高周波電圧Vcosωt、四
重電極間距離2r0 (r0 は四重極電極部2の中心軸か
ら電極柱3までの距離)の条件のもとで、ある特定のm
/e(質量電荷比)を有するイオンのみがx軸方向、y
軸方向ともに限定された振幅の軌道5を辿って四重極電
極部2を通過できる。それ以外のm/eを有するイオン
は振幅が増大して電極柱3に捕らえられるか、電極柱3
の間を通り抜けて脱出するかの何れかとなり、検出部6
には到達できない。四重極電極部2を通過したイオンは
検出部6における二次電子増倍管などで検出され、その
イオン電流に比例した信号に変換されてオシロスコー
プ、ペン記録計などで記録されて質量スペクトルが得ら
れる。
【0005】そして、この四重極型質量分析計の分析性
能は四重極電極部2における電極柱3の加工精度、組立
精度によって大きく影響されるのである。すなわち、加
工精度は2〜3ミクロン、組立精度は数ミクロンである
ことが要求され、組立精度が10ミクロンを超えると、
その四重極型質量分析計は分析性能が著しく低下して使
用に堪えないものとなる。従って組み立てに際し次の事
項が必須となる。 4本の電極柱3は両端部において電極ホールダ4に固
定されるが、2個の電極ホールダ4を含む両電極ホール
ダ間の軸(以降、電極ホールダ軸と略)と電極柱3の中
心との間の距離が精度よく組み立てられていること。 四重極電極部2の断面で見て、各電極柱3が、電極ホ
ールダ軸を中心点とし、それぞれ正確に角度間隔90度
で配置して組み立てられていること。 4本の電極柱3は電極ホールダ軸の回りに捩じれて固
定されていないこと。
【0006】このような必要事項を満たすものとして以
下に示すような従来例がある。
【0007】(第1従来例)図8は第1従来例の四重極
電極部52の側面図であり、図9は図8における[9]
−[9]線方向の部分破断正面図である。金属製の電極
柱53は直径および長さ方向には高い精度で加工されて
おり、絶縁性の電極ホールダ54が4本の電極柱53を
その両端部で固定している。電極ホールダ54は円環状
とされ、その内円周面には底面形状を電極柱53の半径
と等しいか、それより極く僅かに大きい半径の円弧とし
た溝55が電極ホールダ軸Oに平行に形成され、この溝
55内に電極柱53の一部が嵌め込まれている。そし
て、各電極柱53は電極ホールダ54を貫通する挿通孔
56を経由して電極柱53のねじ孔57に螺合するねじ
58によって電極ホールダ54に固定されている。
【0008】第1従来例においては、電極柱53を嵌め
込む関係上、溝55の底面の半径は電極柱53の半径よ
り僅かでも大にせざるを得ないが、そのために電極柱5
3と溝55との間に隙間を生じ、隣り合う電極柱53を
電極ホールダ軸Oの回りに角度間隔90度に精度高く組
み立てることが困難となり、また、4本の電極柱53が
電極ホールダ軸Oの回りに捩じれて固定され易い。更に
は、電極ホールダ軸Oと各電極柱53との間の距離を正
確に出すには溝55の深さを高精度に一定化する高度な
加工技術が必要であり、製造コストを高くする。
【0009】(第2従来例)特開昭60−257055
号公報に係る「質量分析計」においては、図9に対応す
る部分破断正面図である図10に示すような組み立てが
開示されている。電極ホールダ64には中央部に正方形
状の切り抜きが形成され、4本の電極柱63は直角とな
っている正方形状の四隅に位置決めして固定されてい
る。各電極柱63は電極ホールダ64を貫通する挿通孔
66を経由して電極柱63のねじ孔67に螺合するねじ
68によって電極ホールダ64に固定されている。
【0010】第2従来例においては、4本の電極柱63
は直角である四隅で固定されるので、電極ホールダ軸O
の回りの捩じれは起こりにくい。しかし、電極ホールダ
軸Oと各電極柱63の中心軸との間の距離、および各電
極柱63の電極ホールダ軸Oを中心点としての角度間隔
90度での配置を高い精度で組み立てるためには、上述
の切り抜きが正確な正方形に形成されていなければなら
ず、そのためには高度な加工技術を必要とする。
【0011】(第3従来例)図11は図9に対応する第
3従来例の部分破断正面図であり、4本の電極柱73は
円環状の電極ホールダ74の内円周面に接し、それぞれ
の間に絶縁性のスペーサ79を介在させて配置されてい
る。そして各電極柱73は電極ホールダ74を貫通する
挿通孔76を経由して電極柱73のねじ孔77に螺合す
るねじ78によって電極ホールダ74に固定されてい
る。
【0012】第3従来例において、電極ホールダ74の
内周径を正確に出すことは加工上さほど困難ではないの
で、電極ホールダ軸Oと各電極柱73との間の距離は精
度高く組み立て得る。しかし、スペーサ79の半径が高
い精度で加工されていないと電極柱73との間に隙間を
生じて、各電極柱73は正確な角度間隔90度での配置
が困難となり、かつ電極ホールダ軸Oの回りに捩じれて
固定され易い。すなわち、高精度に加工された4本のス
ペーサ79を必要とするのでコスト的に不利であり、ま
た、スペーサ79が外れないようにする工夫も必要であ
る。
【0013】
【発明が解決しようとする問題点】本発明は上述の問題
に鑑みてなされ、高度な加工技術を必要とせずに電極柱
が高い組立精度で組み立てられ、高い分析性能を示す四
重極型質量分析計を提供することを目的とする。
【0014】
【問題点を解決するための手段】以上の目的は、絶縁性
で環状の電極ホールダの環内を挿通する4本の電極柱が
前記電極ホールダの内円周面に固定して組み立てられる
四重極質量分析計において、前記内円周面に前記電極柱
の直径より狭い幅の4本の溝が角度90度間隔で、かつ
前記電極ホールダの軸心に平行に設けられており、前記
電極柱が前記電極ホールダの軸心に平行な向きで前記溝
に載置され、該溝の両側のエッジで位置決めされ固定さ
れていることを特徴とする四重極型質量分析計、によっ
て達成される。
【0015】
【作用】本発明の四重極型質量分析計は環状の電極ホー
ルダの内円周面に形成させた電極柱の直径より狭い幅の
溝に電極柱を載置し、溝の両側のエッジで電極柱を位置
決めし固定させているので、電極柱の組立精度が高く、
質量分析計として高い分析性能を示す。このような溝の
加工は簡単である。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例による四重極型質量分
析計について、図面を参照して説明する。
【0017】(第1実施例)図1は四重極型質量分析計
の第1実施例による四重極電極部12の側面図であり、
図2は図1における[2]−[2]線方向の部分破断正
面図である。4本の電極柱13が両端部において絶縁性
で円環状の電極ホールダ14の内円周面に固定されてい
る。すなわち、電極ホールダ14の内円周面に電極ホー
ルダ軸Oを中心点として角度間隔90度に配置して断面
が半円形状の溝15が電極ホールダ軸Oに平行に設けら
れている。そして、この溝15の幅は電極柱13の直径
の1/3とされている。
【0018】各電極柱13はそれぞれの溝15に平行に
載置され、溝15の両側のエッジで位置決めされて、ね
じ18で電極ホールダ14に固定されている。すなわ
ち、電極ホールダ14を貫通する挿通孔16を経由し電
極柱13のねじ孔17に螺合するねじ18で緊締されて
いる。
【0019】上述の構成において、高い組立精度を得る
には、 a.電極ホールダ14の内円周径は高い加工精度で形成
されていなければならないが、円形の加工であるため、
このことは高度の加工技術を要することなく可能であ
る。 b.断面が半円形状の溝15は電極ホールダ14の内円
周面に角度間隔90度で正確に配置して加工されていな
ければならないが、このことも高度な加工技術を要する
ことなく可能である。
【0020】なお、溝15の幅は電極柱13の直径より
小であることを必要とするが、その条件下においても溝
15の幅が大であると(例えば電極柱13の直径の1/
2より大)、電極柱13は溝15の両側のエッジによっ
て安定に位置決めされるものの、溝15の加工精度にバ
ラツキがあって、幅が広くなるバラツキの場合に電極柱
13の溝15への落ち込みが大となり、電極ホールダ軸
Oと電極柱13との間の距離が大となるので、高い組立
精度を維持し難くなる。また、溝15の幅を小とすると
(例えば電極柱13の直径の1/10より小)、幅が広
くなる加工精度のバラツキの場合において、電極柱13
の溝15への落ち込みは小さく組立精度は低下しにくい
が、溝15の両側のエッジによる位置決めが甘くなり易
い。従って、溝15の好ましい幅は電極柱13の直径の
1/2ないし1/10の範囲にある。溝15の幅を第1
実施例における電極柱の直径の1/3、またはその近辺
の値とした場合は、溝15の加工精度に多少のバラツキ
があっても、電極ホールダ軸Oと電極柱13との間の距
離に表われる組立精度にさほどの悪影響を及ぼさない。
【0021】すなわち、第1実施例の四重極電極部12
は、高度な加工技術を必要とせずに、電極柱13が高い
組立精度で組み立てられ、これを組み込んだ四重極型質
量分析計は高い分析性能を示す。
【0022】第1実施例においては断面が半円形状の溝
15の両側のエッジで電極柱13を位置決めしたが、位
置決めのためには断面を半円形以外の形状としてもよ
い。また、そのような位置決めによって第1実施例の場
合と同様に、組立精度の高い四重極電極部となり、高い
分析性能の四重極型質量分析計が得られる。
【0023】(第2実施例)図3は図2に対応する第2
実施例の場合の部分破断正面図であり、円環状の電極ホ
ールダ24の内円周面に4本の電極柱23が固定されて
いる。そして、電極柱23は断面が方形状の溝25に載
置され、溝25の両側のエッジによって位置決めされて
いる。方形状の溝25の幅は、第1実施例の場合と同
様、電極柱23の直径より小であることを必要とする
が、好ましい幅は電極柱23の直径の1/2ないし1/
10の範囲にある。溝25の深さは電極柱23の組立精
度に関係しないので、溝25の底面に電極柱23が接触
しない限りにおいて任意の深さとし得る。各電極柱23
が電極ホールダ24を貫通する挿通孔26を経由し電極
柱23のねじ孔27に螺合するねじ28によって固定さ
れることは第1実施例の場合と同様である。
【0024】(第3実施例)図4は図2に対応する第3
実施例の場合の部分破断正面図であり、電極柱33は断
面がU字形状の溝35に載置され、溝35の両側のエッ
ジによって位置決めされて、第1実施例のねじ18と同
様なねじ38で電極ホールダ34に固定されている。
【0025】(第4実施例)図5は図2に対応する第4
実施例の場合の部分破断正面図であり、電極柱43は断
面がV字形状の溝45に載置され、溝45の両側のエッ
ジによって位置決めされて、第1実施例のねじ18と同
様なねじ48で電極ホールダ44に固定されている。
【0026】第3実施例においても、溝35の幅は電極
柱33の直径より小であることを必要とし、好ましい幅
は電極柱33の直径の1/2ないし1/10の範囲にあ
る。また、溝35の深さは電極柱33が溝35の底面に
接触しない限りにおいて任意の深さとし得る。そして、
これらのことは第4実施例においても同様である。
【0027】以上、本発明の各実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれらに限られることなく、本発明
の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【0028】例えば、各実施例、例えば第1実施例にお
いては、電極ホールダ14によって電極柱13を固定す
る場合を説明したが、図6に示すように、電極ホールダ
14に固定された電極柱13と、電極ホールダ14’に
固定された電極柱13’とを直列に接合する場合、接合
側の電極ホールダ14と接合側の電極ホールダ14’と
がボルト19によって連結されるが、この様な電極柱を
接合する場合における電極ホールダへの電極柱の位置決
め固定においても本発明は適用される。
【0029】また、各実施例、例えば第1実施例におい
て電極ホールダ14は円環状としたが、内周円は必要と
するものの、外周は必ずしも円形であることを必要とせ
ず、正六角形、正八角形とすることも可能である。
【0030】また、各実施例、例えば第1実施例におい
て、電極柱13を両端部において電極ホールダ14に固
定したが、電極柱13の中央部に電極ホールダ14を追
加し、電極柱13を3箇所において固定するようにして
もよい。
【0031】また、各実施例、例えば第1実施例におい
て、電極柱13は金属製としたが、表面に金属層を形成
させたセラミック柱としてもよい。
【0032】
【発明の効果】以上述べたように本発明の四重極型質量
分析計によれば、高度な加工技術を要することなく、電
極柱が電極ホールダの内円周面に設けた溝の両側のエッ
ジに位置決めされ、高い組立て精度で電極ホールダに固
定されているので、精度の高い分析結果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】四重極型質量分析計の第1実施例による四重極
電極部の側面図である。
【図2】図1における[2]−[2]線方向の部分破断
正面図である。
【図3】図2に対応する第2実施例の部分破断正面図で
ある。
【図4】図2に対応する第3実施例の部分破断正面図で
ある。
【図5】図2に対応する第4実施例の部分破断正面図で
ある。
【図6】変形例の四重極電極部の側面図である。
【図7】四重極型質量分析計の概略図である。
【図8】第1従来例の四重極電極部の側面図である。
【図9】図8における[9]−[9]線方向の部分破断
正面図である。
【図10】図9に対応する第2従来例の部分破断正面図
である。
【図11】図9に対応する第3従来例の部分破断正面図
である。
【符号の説明】
1 イオン源部 2 四重極電極部 3 電極柱 4 電極ホールダ 5 軌道 6 検出部 12 四重極電極部 13 電極柱 14 電極ホールダ 15 溝 16 挿通孔 17 ねじ孔 18 ねじ O 電極ホールダ軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−285246(JP,A) 特開 平5−334979(JP,A) 実開 昭58−52758(JP,U) 実開 昭55−61966(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 49/00 - 49/42 G01N 27/62

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性で環状の電極ホールダの環内を挿
    通する4本の電極柱が前記電極ホールダの内円周面に固
    定して組み立てられる四重極質量分析計において、前記
    内円周面に前記電極柱の直径より狭い幅の4本の溝が角
    度90度間隔で、かつ前記電極ホールダの軸心に平行に
    設けられており、前記電極柱が前記電極ホールダの軸心
    に平行な向きで前記溝に載置され、該溝の両側のエッジ
    で位置決めされ固定されていることを特徴とする四重極
    型質量分析計。
  2. 【請求項2】 前記溝の断面形状が半円形状、方形状、
    U字形状、またはV字形状の何れかである請求項1に記
    載の四重極型質量分析計。
  3. 【請求項3】 前記溝の幅が前記電極柱の直径の1/2
    から1/10までの範囲にある請求項1または請求項2
    に記載の四重極型質量分析計。
JP20167395A 1995-07-14 1995-07-14 四重極型質量分析計 Expired - Fee Related JP3457103B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20167395A JP3457103B2 (ja) 1995-07-14 1995-07-14 四重極型質量分析計

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20167395A JP3457103B2 (ja) 1995-07-14 1995-07-14 四重極型質量分析計

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0935682A JPH0935682A (ja) 1997-02-07
JP3457103B2 true JP3457103B2 (ja) 2003-10-14

Family

ID=16445008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20167395A Expired - Fee Related JP3457103B2 (ja) 1995-07-14 1995-07-14 四重極型質量分析計

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3457103B2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4614760B2 (ja) * 2004-12-24 2011-01-19 京セラ株式会社 静電偏向器及びそれを用いた電子線装置
GB0816258D0 (en) * 2008-09-05 2008-10-15 Ulive Entpr Ltd Process
JP5040893B2 (ja) * 2008-11-14 2012-10-03 株式会社島津製作所 イオンガイドユニット及びそれを備えた質量分析装置
JP5315149B2 (ja) * 2009-07-07 2013-10-16 株式会社アルバック 四重極型質量分析計
JP6061283B2 (ja) * 2012-01-23 2017-01-18 株式会社リフトフォース 多重電極の製造方法
CN112687518A (zh) * 2020-12-21 2021-04-20 天津国科医工科技发展有限公司 一种便于修研装配的四极杆结构
CN115799040B (zh) * 2023-02-10 2023-04-18 四川玛科思生物科技有限公司 一种四极杆组件、质谱仪及四极杆组件组装装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0935682A (ja) 1997-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5852294A (en) Multiple rod construction for ion guides and mass spectrometers
US7375320B2 (en) Virtual ion trap
White MASS SPECTROMETER
US6727495B2 (en) Ion mobility spectrometer with high ion transmission efficiency
US5719393A (en) Miniature quadrupole mass spectrometer array
US20090078866A1 (en) Mass spectrometer and electric field source for mass spectrometer
US4700069A (en) Mass spectrometer of a quadrupole electrode type comprising a divided electrode
JP3457103B2 (ja) 四重極型質量分析計
CA2101330C (en) Isotopic-ratio plasma source mass spectrometer
US7655903B2 (en) Measuring cell for ion cyclotron resonance mass spectrometer
US6936815B2 (en) Integrated shield in multipole rod assemblies for mass spectrometers
JPH01134844A (ja) 多重極レンズ
US5291016A (en) Electrostatic lens arrangement of multi-stages of multi-pole electrodes and mass spectrometer using the same
US4990777A (en) Rod assembly for multipole mass spectrometers
US6191419B1 (en) Machined electrostatic sector for mass spectrometer
US6501074B1 (en) Double-focusing mass spectrometer apparatus and methods regarding same
Dang et al. Linear ion trap with added octopole field component: the property and method
US20230326732A1 (en) Ion spectrometer
JP6954465B2 (ja) 四重極マスフィルタおよび分析装置
JP3395458B2 (ja) Ms/ms型四重極質量分析装置
JP2010113944A (ja) 質量分析装置及びイオン輸送光学系の組立方法
WO2022024397A1 (ja) イオントラップ装置及び質量分析装置
JP5141505B2 (ja) イオンガイド及びそれを備えた質量分析装置
WO2022024398A1 (ja) イオントラップ装置及び質量分析装置
CN218769410U (zh) 一种弯曲离子导引结构

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20071108

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120801

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees