[发明专利]质谱仪和离子导向器的驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括用于使离子聚束并向后级输送离子的离子导向器的质谱仪以及用于使该离子导向器动作的驱动方法。

背景技术

在质谱仪中，为了将自前级输送来的离子聚束并向后级的例如四极滤质器等质谱器输送，而使用了被称作离子导向器的离子光学元件。离子导向器的常见结构为如下的多极型的结构，该多极型的结构是通过这样形成的，将4个、6个、8个或者8个以上的大致圆柱状的杆电极配置为以围绕离子光轴的方式彼此隔开同一角度间隔且相互平行。在这样的多极型的离子导向器中，通常对在绕离子光轴的周向上相邻的两个杆电极分别施加振幅和频率相同但相位彼此反转的高频电压。通过将这样的高频电压施加于各杆电极，在由上述杆电极围成的大致圆柱状的空间形成多极的高频电场，离子在该高频电场中一边振动一边被输送。

为了响应质谱仪的高灵敏度化、高精度化等要求，需要使离子导向器中高频电场中的等电位线的形状尽可能接近在理论上推导出的规定曲线，谋求提高离子接收性、离子透过性等性能。为此，必须提高各杆电极的配置精度，为了实现这一目标，本申请人在专利文献1中提出了一种新结构的离子导向器。参照图9～图13说明该离子导向器的一例。

图9的(a)是离子导向器单元100的侧视图，图8的(b)、(c)分别是图9的(a)中的A-A’向视剖视图、B-B’向视剖视图。该离子导向器单元100包括将沿离子光轴C的方向延伸的8块金属板作为电极的离子导向器110以及围绕该离子导向器110的圆筒状的壳体140。离子导向器110的各电极的长边侧的端面朝向离子光轴C，且各电极以彼此隔开45°的角度间隔的方式绕离子光轴C旋转对称地配置。在此，将8个电极中的间隔1个地配置的4个电极作为第1电极111，并将与上述电极相邻的4个电极作为第2电极112。

图10是一个第1电极111的立体图。在第1电极111中，离子光轴C侧的端缘在与离子光轴C正交的面内的截面形状为向离子光轴C鼓出的圆弧状或双曲线状。另外，离子光轴C侧的端面以随着朝向离子的行进方向(图9的(c)和图10中的右方)去而稍微远离离子光轴C的方式倾斜。通过该倾斜，能够使多极电场的强度在越靠离子导向器110的出口侧处越小，从而能够使飞行的离子减速。除该第1电极111以外的其他的3个第1电极111以及与第1电极111相邻的4个第2电极112也具有相同的形状。

壳体140包括：筒部141，其用于围绕第1电极111和第2电极112；第1支承部142，其安装在筒部141的一侧的端部，用于支承各电极的一端面(图9的(c)中的左侧端面)；第2支承部143，其安装在筒部141的另一侧的端部；以及板簧固定部144，其用于在其与第2支承部143之间夹持图11的(a)所示那样的板簧130而固定该板簧130。第1支承部142和第2支承部143由陶瓷、塑料等绝缘体构成，在中央设有供离子穿过的开口。而且，在第2支承部143的与各电极对应的位置设有圆筒状的贯通孔。

图11的(a)所示的板簧130由金属制的环状的框部131以及8个自框部131向内侧突出的作为悬臂弹簧的弹簧部132构成。弹簧部132为T字形状，且以相邻的弹簧部132的左右端不接触的程度靠近。

在第1支承部142的用于支承电极的面配置有图11的(b)所示那样的金属制的薄板150。该薄板150由环状的框部151以及4个自框部151向内侧突出的金属触点152构成。配置于第1支承部142的薄板150的金属触点152的位置与第1电极111的位置相对应。由此，薄板150仅与第1电极111接触，不与第2电极112接触。

图12是离子导向器单元100的第2支承部143侧的端部的将板簧130和板簧固定部144卸下了的状态的俯视图。在设于第2支承部143的8个贯通孔中的与第1电极111相对应的4个孔内插入有由绝缘体构成的绝缘间隔件121，在与第2电极112相对应的4个孔内插入有由导体构成的导电间隔件122。各间隔件为同一长度的圆筒状体，其长度为：在一端与电极接触了的状态下另一端自第2支承部143的表面稍微突出的程度。

图13是在图12所示的离子导向器单元100上安装有板簧130和板簧固定部144的状态的局部俯视图。板簧130配置为：相邻的弹簧部132的彼此靠近的左右端推压一个绝缘间隔件121的突出部或一个导电间隔件122的突出部。由此，板簧130与第1电极111通过绝缘间隔件121绝缘，板簧130与第2电极112借助导电间隔件122电连接。