JPS6210851A - スリツト機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は質量分析計で使用されるスリン１〜機構に関す
る。

（従来の技術） 質量分析計のスリット機構としては、スリット片を電歪
素子又は圧電素子に取りつけたものが知られている。そ
のスリット機構では１通常、質量分析計の操作卓のキー
ボードなどから分解能を入力し、その分解能に適したス
リットの開度に比例した電界を電歪素子又は圧電素子に
与えることにより所定のスリット幅を得るようになって
いる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のスリット機構では、高い分解能になると収束条件
やスリットの加工精度などにより、目的の分解能に対す
るスリット幅を与えても所定の分解能を得ることが難し
くなる。

本発明は所定の分解能を得ることが容易なスリット機構
を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明のスリット機構は、一実施例を示す第１図を用い
て説明すると、スリット（８１，Ｓ２）の幅を電気的に
調節できるようにスリット片が変位可能に支持されてい
るとともに、駆動手段（２）を介してそのスリット片を
変位させる制御部（４）を備えている。そして、制御部
（４）は、第２図に示されているように、スリット（Ｓ
ｌ、Ｓ２）を有する質量分析計の検出器（１２）からの
信号から分解能を算出する分解能算出部と、外部から分
解能を設定することのできる分解能設定部と。

前記分解能算出部で算出された分解能と前記分解能設定
部に設定されている分解能との比較により誤差を補正値
として出力する比較演算部とを備えている。

（作用） 制御部（４）には外部入力装置から目的とする分解能が
入力され、分解能設定部に記憶される。

分解能が入力されると制御部（４）は検出器（１２）か
らの検出値を人力し、分解能算出部で分解能の算出を行
なう。比較演算部では設定されている分解能と算出され
た測定分解能とが比較される。

測定分解能が設定された目的とする分解能に到達してい
なけｉＬば、比較演算部は両分解能の誤差に対応した補
正値を発生する。駆動手段（２）はこの補正値に比例し
た鼠だけスリット片を変位させてスリット・幅を変更し
、制御部（４）ではその変更されたスリット幅のもとて
の分解能が再び測定され、設定された分解能と再び比較
される。このスリット幅の変更と分解能の測定、比較の
プロセスは測定された分解能が設定された分解能に到達
するまで繰り返して行なわれる。

（実施例） 第１図は、一実施例のスリット機構を備えた質量分析計
を表わしている。

Ｓｌは入口側のスリット、Ｓ２は出口側のスリットであ
り、いずれも後述の第４図に示されるように、一方のス
リット片が圧電素子に取りつけられてスリット幅が可変
になるように構成されている。

６はイオン源であり、イオン源６で発生したイオンはス
リットＳ１を通過してイオンビーム８となってマグネッ
ト１０の磁界中に導かれ、質量数に応じて選別され、出
口側のスリットＳ２に入射する。スリットＳ２を通過し
たイオンビームは検出器としての二次電子増倍管１２に
入射し、増幅器１４で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１６
でデジタル信号に変換されてインターフェース１８によ
り制御部４に取り込まれる。

制御部４は互いにバスにより接続されたＣＰＵ２０、メ
モリ２２及びインターフェース１８を備えている。ＣＰ
Ｕ２０は第２図の分解能算出部と比較演算部を実現して
いる。また、メモリ２２は第２図の分解能設定部に対応
している。

ＣＰ　Ｕ　２０の比較演算部からの補正値出力はイ＝４
− ンターフェース１８を介して出力され、Ｄ／Ａ変換器２
４．２５によりアナログ信号に変換された後、駆動手段
としての直流電圧発生回路２，３に送出される。直流電
圧発生回路２はスリットＳ＋の圧電素子を、直流電圧発
生回路３はスリットＳ２の圧電素子をそれぞれ駆動する
のに必要な直流電圧を発生する。

２６はインターフェース１８を介してメモリ２２に目的
とする分解能を設定する外部入力手段としてのキーボー
ドである。

本実施例の動作を第１図、第２図及び第３図により説明
する。制御部４にはインターフェース１８を介してキー
ボード２６から目的とする分解能が入力され、メモリ２
２に記憶される（ステップＳｌ）。　分解能が入力され
るとスリットＳ＋。

Ｓ２のスリット幅が初期値に設定される（ステップＳ２
）。制御部４には二次電子増倍管１２からの検出値がＡ
／Ｄ変換器１６とインターフェース１８を介して入力さ
れ、ＣＰ　Ｕ　２０で分解能の算出が行なわれる（ステ
ップＳ３）。分解能の設定値と測定値とがＣＰ　Ｕ　２
０で比較され（ステップＳ４）、測定値が設定値に到達
していなければ、両分解能の誤差に対応した補正値がＣ
ＰＴＪ２０から発生され（ステップＳ５）、インターフ
ェース１８とＤ／Ａ変換器２５を介して直流電圧発生回
路３へ送出される。直流電圧発生回路３はスリットＳ２
の圧電素子にその補正値に比例した直流電圧を印加し、
スリット片を変位させてスリット幅を変更する。そして
、制御部４ではその変更されたスリット幅のもとての分
解能が再び測定され。

設定された分解能と再び比較される（ステップＳ２、Ｓ
３）。このスリット幅の変更と分解能の測定、比較のプ
ロセスは分解能の測定値が設定値に到達するまで繰り返
して行なわれる。

ここで、スリットＳ＋は設定された分解能に対して初め
は初期値を与えるだけとし、補正信号をスリットＳ２だ
けに与えるが、それだけでは求める分解能が得られない
場合はスリットＳ１にも補正信号を与えて求める分解能
が得られるようにする。

第１図に示されている質量分析計は昨収束質量分析計で
あるが、二用収束質鼠分析計になると分解能はさらに高
くなる。そして、分解能が高くなると正確に設定通りの
分解能を得ることが困難になるので、分解能の設定値に
ある程度の幅（例えば１０％程度）をもたせ、測定値が
その幅内に入れば目的の分解能に到達したものとする。

第４図にスリットＳｌ、Ｓ２の具体的な例を示す。圧電
素子としてはバイモルフ形圧電素子を使用している。同
図（Ａ）は平面図、同図（Ｂ）は正面図である。

３２はスリットＳを形成する一対のスリット片の一方を
なすスリット固定片であり、金属製支持体３４に固定さ
れている。３６はスリットＳを構成する一対のスリット
片の他方をなすスリット可動片であり、その一部に溝３
８が設けられ、この溝３８にバイモルフ形圧電素子４０
の先端部が嵌め込まれ、接着剤により固着されることに
より、スリン１へ可動片３６が圧電素子４０の先端部に
取りつけられている。スリット可動片３６とスリット固
定片３２とが対向してスリットＳを形成するように、圧
電素子４０の基端部が金属製クランパ４２により支持体
３４に固定されている。

圧電素子４０は中間に金属板を挟んで同一方向に分極し
た２枚の圧電素子が貼り合わされて構成されており、金
属製の支持体３４とクランパ４２を両圧電素子に共通の
一方の電極とし、中間の金属板に他方の電極（図示１１
１１Ｉ）を設けて両電極間に所定の電界が印加されるよ
うになっている。圧電素子４０に電界が印加されると、
例えば鎖線で示される状態にあったものが実線で示され
る状態に変位し、それに伴なってスリット可動片３６も
変位する。

第４図の例はバイモルフ形圧電素子を使用した例である
が、第５図に示されるようにスタック形圧電素子５２を
用いてレバー５１を介しスリット可動片３６を作動させ
るようにすることもできる。

第１図における直流電圧発生回路の例を第６図〜第８図
に示す。

第６図の例は発振用ＴＣ５４と逓倍電圧回路５６とから
なるものである。Ｄ／Ａ変換器２４からの直流電圧を発
振用ＴＣ５４の電源電圧として入力して低電圧の交流信
号を作り、その交流出力信号を逓倍電圧回路５６に入力
して昇圧し、整流し、平滑化する。

ここで、発振用ＴＣ５４としては、直流の供給電源電圧
を広範囲（例えば５〜１５Ｖ程度）にとれるものが適す
る。また、逓倍電圧回路５６は何段にも重ねて使用する
ことができる。

第７図の例は発振用ＴＣ５４からの低電圧交流信号をト
ランス５８により昇圧した後、ａ流平滑回路６０により
直流電圧にするものである。

また、第８図の例は第７図と同じく発振用ＴＣ５４から
の低電圧交流信号をトランス５８で昇圧した後、逓倍電
圧回路５６によりさらに昇圧し、整流平滑を行なうもの
である。

これらの直流電圧発生回路の例において、発振用ｒｃを
使用すると制御系の構成が簡単になり小型化する利点が
あるが、発振用ＩＣに代えてトランジスタ、抵抗、コン
デンサなどの個別部品を組み合せて構成された発振回路
を使用してもよい。

第４図、第５図の例では一対のスリット片の一方は可動
、他方は固定としているが、両スリッ１へ片をそれぞれ
圧電素子で支持してともに可動になるようにしてもよい
。その場合、第４図、第５図のスリットと同じスリット
幅変化量を生じさせるには、圧電素子に印加される電圧
は約１／２で済む。

また、圧電素子４０．５２への印加電圧がスリット通過
ビームに影響を及ぼす場合には、例えば圧電素子４０．
５２の全外周部に導電性塗料を塗布し、接地するように
すればよい。

圧電素子４０．５２に代えて、電歪効果を利用する電歪
素子を用いてもよい。

このようにスリット片を変位させる手段として圧電素子
又は電歪素子を用いる場合は、スリット幅を電気信号の
みで制御できるので装置の自動化に有利である。そして
、圧電素子又ｉｔ電歪素子によりスリット片を直接動か
すので、その構造は簡単である。

スリット片を変位させる手段として圧電素子や電歪素子
以外の手段を用いることもできる。

例えば、バイメタルの先端にスリット片を取りつけ、そ
のバイメタルに熱を与えることによりスリット片を変位
させることができる。その場合、第１図の制御部４から
の補正値に対応してバイメタルの加熱部への供給電流を
制御するようにすればよい。

また、例えばパルスモータなどのモータ駆動によりスリ
ット片を変位させるようにすることもできる。その場合
、第１図の制御部４からの補正値に対応してモータ駆動
回路を制御すればよい。

二重収束質量分析Ｈ１の場合では、所謂縦方向のスリッ
トも利用して高分解能を出すようになって一１１＝ いる。その場合、制御するスリットは１個又は２個に限
らず、３個以上であってもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、操作が簡単になり、設定エラーも少な
く、操作性に富む装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスリット機構の一実施例を備えた質量
分析計を示す概略図、第２図は制御部の機能を示すブロ
ック図、第３図は一実施例の動作を示すフローチャート
、第４図（Ａ）及び同図（Ｂ）は一実施例におけるスリ
ット部を示すそれぞれ平面図及び正面図、第５図は他の
スリット部を示す正面図、第６図、第７図及び第８図は
それぞれ第１図における直流電圧発生回路の例を示すブ
ロック図である。 Ｓｌ、Ｓ２・・・・・・スリット、 ２・・・・・・直流電圧発生回路、 ４・・・・・・制御部、 １２・・・・・・二次電子増倍管、 ２０・・・・・・ＣＰ　Ｕ、 ２２・・・・・・メモリ、 ４０．５２・・・・・・圧電素子。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スリットの幅を電気的に調節できるようにスリッ
   ト片が変位可能に支持されているとともに、駆動手段を
   介してそのスリット片を変位させる制御部を備え、かつ
   、 前記制御部が、前記スリットを有する質量分析計の検出
   器からの信号から分解能を算出する分解能算出部と、外
   部から分解能を設定することのできる分解能設定部と、
   前記分解能算出部で算出された分解能と前記分解能設定
   部に設定されている分解能との比較により誤差を補正値
   として前記スリット片の駆動手段に出力する比較演算部
   と、を備えていることを特徴とするスリット機構。
2. （２）前記スリットの少なくとも一方のスリット片が前
   記駆動手段により印加される電界により変位する電歪素
   子又は圧電素子に取りつけられている特許請求の範囲第
   １項に記載のスリット機構。