JPH1125904A - 四重極質量分析計 - Google Patents

四重極質量分析計

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JPH1125904A
JPH1125904A JP9190613A JP19061397A JPH1125904A JP H1125904 A JPH1125904 A JP H1125904A JP 9190613 A JP9190613 A JP 9190613A JP 19061397 A JP19061397 A JP 19061397A JP H1125904 A JPH1125904 A JP H1125904A
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JP
Japan
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electrode film
hollow tube
auxiliary electrode
tube base
film
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JP9190613A
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English (en)
Inventor
Yoshio Takami
芳夫 高見
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 形状精度および位置精度の非常に高い四重極
電極および端電場補正用補助電極を容易に製造する。 【解決手段】 ガラス中空管基体11の中空部の内側に
断面形状が双曲線となっている突出面12を90°間隔
で4つ設け、この突出面12の各々に四重極電極となる
メイン電極膜21と補助電極膜31とを中空管基体11
の軸方向に並べるようにして付着させるとともに、その
両端において折り曲がるようにして外側面にまで伸びて
くるメイン電極膜21の延長導電膜22と補助電極膜3
1の延長導電膜32とを外側面にも付着させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、質量スペクトル
等の分析に用いる四重極質量分析計に関し、とくに端電
場の乱れを補正するための補助電極を有する四重極質量
分析計の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】四重極質量分析計は、表面の断面形状が
双曲線になっている2組の細長い対向電極(四重極電
極)を90°の間隔で配置し、対向するもの同士を等電
位とした上で90°異なるそれぞれの組の間に直流電圧
Uと高周波電圧Vcosωtとを重畳した電圧を印加
し、そのU/V比を一定にするとともにVを変化させ
て、その対向電極内に入射したイオンを(質量/電荷
数)の比に応じて選択通過させるものである。
【0003】この四重極電極の端縁では電場が乱れるた
め、高質量域の分解能低下やマスピークの先割れなどの
不具合が生じる。そこで、従来より、たとえば特開平3
−108245号公報や、特開平5−36375号公報
や、実開平3−50748号マイクロフィルムなどに示
されるように、この端電場の乱れによるマススペクトル
への悪影響を低減するため、四重極電極の長手方向(イ
オン通過方向)の隣接部に、この四重極電極と対応した
四重極の補助電極を設けるようにしている(この端電場
補正用補助電極は、イオン源側に設けられる場合プリロ
ッド、検出器側に設けられる場合ポストロッドと一般に
呼ばれている)。
【0004】従来、この四重極電極は、4本の金属棒
(メインロッド)で形成し、その側面の断面形状が双曲
線となるように研削するのが普通である。端電場補正用
補助電極としては、これらメインロッドと対応する4本
の金属棒を用いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
は電極加工の困難性などから製造コストを低下させるこ
とができないという問題があった。すなわち、四重極電
極用の金属棒についての手間のかかるミクロンオーダー
の高精度の研削工程を補助電極用金属棒についても行な
わなくてはならない。また、これら合計8個の金属棒を
ミクロンオーダーに高精度に組み立てる必要があるが、
これら金属棒は重くてかさばるため、位置合わせ不良が
起こり易い。このため、四重極電極だけの場合の困難性
が、補助電極を設けることによって倍加されることにな
り、製造コストを下げることが難しい。また、4つの補
助電極に電圧印加する電気回路も独立のものが必要なの
で、これもコストアップ要因となっている。これらか
ら、補助電極を持つものは一部の高額な機種でのみ採用
されているにすぎない。
【0006】この発明は、上記に鑑み、軽量な四重極電
極および補助電極を高精度に製造することが容易で、組
み立て時の微妙な位置合わせ調整の必要がなく、大量生
産に向いており、製造コストを下げることができるよう
に改善した、四重極質量分析計を提供することを第1の
目的とする。
【0007】また、この発明の第2の目的は、さらに一
層の低製造コスト化が可能となるようさらに改善した四
重極質量分析計を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の第1の目的を達成
するため、請求項1記載の発明による四重極質量分析計
においては、内側に突出するような窪みが実質的に90
°間隔で4個設けられ、内側に突出する4個の突出面の
断面形状が実質的に双曲線となるように形成された絶縁
体の中空管基体と、内側の4個の突出面の各々に付着さ
れたメイン電極膜と、該メイン電極膜とは分離されなが
らメイン電極膜に対して中空管基体の軸方向に並ぶよう
に内側の4個の突出面の各々において付着された補助電
極膜とが備えられることが特徴となっている。
【0009】中空管基体は、たとえばガラスなどの絶縁
体で中空管状に形成されたものであって、その中空部の
内側に突出するような窪み(外側から見た場合の)が9
0°間隔で4個設けられている。そして、その中空部の
内側に突出する4個の突出面の断面形状は実質的に双曲
線になるように(つまり、双曲線またはそれに近似する
曲線になるように)形成される。この中空部の内側に突
出する4個の突出面の各々にメイン電極膜が付着される
ので、このメインの電極膜が四重極電極となる。このメ
イン電極とは分離されながらこれと中空管基体の軸方向
に並ぶように、中空部内側の4個の突出面の各々に端電
場補正用の補助電極膜が付着される。
【0010】中空管基体はガラスなどで一体に作り、そ
の内側面および外側面にメイン電極膜、補助電極膜およ
び延長導電膜という導電膜を形成すればよいので、双曲
線形状や電極相互の位置精度を高めることが容易で、組
み立て時の位置合わせ調整などは不要となる。中空管基
体は、一度高精度の型を作ってしまえば、それを使って
高精度の双曲線状の面を持つものを大量生産することが
可能である。これらにより、製造コストを下げることが
できる。また、中空管基体に導電膜を形成するため、軽
量化も可能である。
【0011】第2の目的を達成するため請求項2記載の
発明による四重極質量分析計においては、補助電極膜に
連続し中空管基体の端部において折り曲がって外側面に
まで伸び、外側面の部分が所定の面積で内側メイン電極
膜と重なるように付着された延長導電膜がさらに設けら
れており、この外側面の部分と内側メイン電極膜との重
なり部において、内側のメイン電極膜と外側の延長導電
膜との間に静電容量が形成されることになる。この静電
容量を通じて高周波電圧を伝達することができるため、
補助電極膜に独立に高周波電圧を供給する回路が不要と
なって、さらに低コスト化可能である。
【0012】第2の目的を達成するため、請求項3記載
の発明のように、絶縁体中空管基体に分圧用の抵抗体を
も付着させておけば、補助電極膜への直流電圧供給部が
1つで済み、構成が簡単となってさらに一層のコストダ
ウンが可能である。
【0013】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図1に示す
ように、中空管基体11はガラスなどの絶縁体で中空管
状に形成されている。この中空管基体11は、中空部の
内側に突出するような窪み(外側から見て)が4つ、そ
れぞれ90°間隔に設けられている。そして、中空部の
内側に突出する面12は、中空管基体11の軸に直角な
断面の形状が双曲線となるように形成されている。この
ような形状のガラス中空管基体11は、たとえば型を用
いたガラス真空押し出し成形により容易に作ることがで
き、しかも型をいったん高精度に作っておけば、双曲線
形状なども高精度化が容易であり、長尺のもの作ること
ができる。
【0014】長尺に製作された中空管基体11を適当な
長さにカットした上で、この中空管基体11の内側の突
出面12および外側面に導電薄膜が形成される。内側の
4つの突出面12にはそれぞれ、図2〜図5で示すよう
に、メインの電極膜21と、補助電極膜31とが、中空
管基体11の軸方向に並べられる。なお、図1は中空管
基体11の補助電極端の斜視図であり、図2はその反対
端の端面図、図3は図1と同じ端の端面図、図4は図3
のA−A面矢視断面図、図5は中空管基体11を展開し
て外側から見た展開図である。
【0015】中空管基体11の外側面には、それぞれメ
イン電極膜21、補助電極膜31とに連続する延長導電
膜22、32が設けられている。これらの延長導電膜2
2、32は、図4に示すように各々の端面を折り曲がっ
て外側面にまで伸びてくるように形成されている。延長
導電膜32は、比較的長く形成されており、長さLで内
面のメイン電極膜21と重なるようにされている。すな
わち、この長さLの部分で補助電極膜31の延長導電膜
32と内面のメイン電極膜21とが絶縁体の基体11を
間に挟んで対面することになり、静電容量が形成され
る。この静電容量は、重なり部の面積つまり上記の長さ
Lと延長導電膜32の幅Wとを乗じたものによって調整
可能である。
【0016】4つのメイン電極膜21は、たとえば延長
導電膜22の部分で180°対向するもの同士が電気的
に接続されて等電位とされ、そしてこれら90°位置の
異なるものの間に、外部の高周波回路から直流電圧と高
周波電圧とを重畳した電圧が印加される。4つの補助電
極膜31についても同様に、たとえば延長導電膜32の
部分で180°対向するもの同士が電気的に接続されて
等電位とされた上で外部の直流回路から直流電圧が印加
される。これら補助電極膜31の90°位置の異なるも
のの間で直流バイアス電圧を分圧するための抵抗33を
形成するパターンも、たとえば中空管基体11の外側面
に付着される。
【0017】これらメイン電極膜21、補助電極膜3
1、延長導電膜22、32、抵抗33のパターンは、C
VD法やスパッタ法を用いて導電層を付着させることに
よって形成できる。CVD法の場合それぞれの電極等を
分離させるためエッチング工程が必要であるが、スパッ
タ法の場合は電極等を分離させるためのマスクを用いる
ことによりエッチング工程は不要となる。いずれにして
も、非常に高い位置精度で各電極膜などを形成すること
は容易である。
【0018】図6は、上記のようにしてメイン電極膜2
1、補助電極膜31等が形成された中空管基体11を用
いて構成された四重極質量分析計の全体を示す模式的な
断面図である。この図6に示すように、金属製の真空容
器45内に、イオン源41、イオンビームを収束するレ
ンズ42、中空管基体11、イオン検出器43が同軸に
配置されている。この例では、補助電極膜31はイオン
の入射側に配置され、プリロッドとして機能させられる
ようになっている。
【0019】メイン電極膜21には、真空容器45の外
部の高周波回路から、容器45の側壁に設けたガラスや
テフロンなどのフィールドスルー46を通じて、直流電
圧Uと数MHzの高周波電圧Vcosωtとを重畳した
電圧が供給され、これらが四重極電極として機能するよ
うにされる。また、補助電極膜31には、フィールドス
ルー46を通じて外部の独立の直流回路から直流電圧が
印加される。この補助電極膜31は、延長導電膜32の
重なり部分でメイン電極膜21と静電結合しているた
め、これを通じて高周波電圧が印加されることになる。
そのため、補助電極膜31のための高周波回路が不要に
することができるとともに、フィールドスルー46を節
約でき、製造コスト低下に寄与できる。なお、他のイオ
ン源41、レンズ42、イオン検出器43等にも、フィ
ールドスルー46を通じて外部から直流電源等が供給さ
れる。
【0020】このような四重極質量分析計において、イ
オン源41からレンズ42を介して中空管基体11の中
空部に対し、イオンを、数eV〜十数eV程度のエネル
ギーで入射させる。そして、U/Vを一定にするととも
にVを変化させることによって、中空管基体11に形成
された四重極電極を通過できるイオンを、(質量/電荷
数)の比に応じて選択分離する。分離されたイオン電流
はイオン検出器(ファラデーカップあるいはチャンネル
型電子増倍管等からなる)43で検出される。静電結合
を通じて補助電極膜31に加えられる数MHzの高周波
により、四重極電極の端電場が補正され、高質量域の分
解能低下やマスピークの先割れが抑制される。
【0021】なお、上記の説明は一つの実施形態に関す
るものであり、この発明がこの記述に限定される趣旨で
ないことはもちろんである。具体的な形状・構成などは
種々に変更可能である。たとえば、上記の補助電極膜3
1はイオン入射側に設けて四重極電極の入射側端縁での
電場補正に用いたが、イオン出射側に設けることとして
四重極電極の出射側端縁での電場を補正するよう構成す
ることもできる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の四重極
質量分析計によれば、形状精度および位置精度の非常に
高い四重極電極および端電場補正用補助電極を容易に製
造でき、高精度の四重極質量分析計をローコストで製造
できる。また四重極電極と端電場補正用補助電極との間
を静電結合する構成をとれば、補助電極用の高周波回路
を不要とすることができるので、さらに低製造コスト化
できる。絶縁体中空管基体に分圧用の抵抗体をも付着さ
せる構成とすれば、補助電極膜への直流電圧供給部が1
つで済み、構成が簡単となってさらに一層のコストダウ
ンが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態にかかる中空管基体の補助
電極側端部の斜視図。
【図2】図1とは反対側の端部の端面図。
【図3】図1と同じ側の端部の端面図。
【図4】図3のA−A面矢視断面図。
【図5】中空管基体を展開して外側から見た展開図。
【図6】この発明の実施形態にかかる四重極質量分析計
の全体を示す模式的な断面図。
【符号の説明】
11 ガラス中空管基体 12 双曲線形状内側突出面 21 メイン電極膜 22 メイン電極膜の延長導電膜 31 補助電極膜 32 補助電極膜の延長導電膜 33 抵抗 41 イオン源 42 レンズ 43 イオン検出器 45 真空容器 46 フィールドスルー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内側に突出するような窪みが実質的に9
    0°間隔で4個設けられ、内側に突出する4個の突出面
    の断面形状が実質的に双曲線となるように形成された絶
    縁体の中空管基体と、内側の4個の突出面の各々に付着
    されたメイン電極膜と、該メイン電極膜とは分離されな
    がらメイン電極膜に対して中空管基体の軸方向に並ぶよ
    うに内側の4個の突出面の各々において付着された補助
    電極膜とを具備することを特徴とする四重極質量分析
    計。
  2. 【請求項2】 補助電極膜に連続し中空管基体の端部に
    おいて折り曲がって外側面にまで伸び、外側面の部分が
    所定の面積で内側メイン電極膜と重なるように付着され
    た延長導電膜をさらに具備することを特徴とする請求項
    1記載の四重極質量分析計。
  3. 【請求項3】 絶縁体中空管基体には補助電極膜に電気
    的に連続する分圧用の抵抗体がさらに付着させられてい
    ることを特徴とする請求項1または請求項2記載の四重
    極質量分析計。
JP9190613A 1997-06-30 1997-06-30 四重極質量分析計 Pending JPH1125904A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1305101C (zh) * 2004-10-27 2007-03-14 东南大学 微腔体四极质谱管
JP2007529085A (ja) * 2003-06-27 2007-10-18 ブリガム・ヤング・ユニバーシティ 仮想イオントラップ
US7453061B2 (en) 2005-12-19 2008-11-18 Korea Research Institute Of Standards And Science Hyperbolic quadrupole mass filter made of platinum group metal coated quartz tube
JP2011171296A (ja) * 2010-01-28 2011-09-01 Carl Zeiss Nts Gmbh イオンを集束および蓄積する装置、および圧力領域を分離する装置
US8207495B2 (en) 2006-10-11 2012-06-26 Shimadzu Corporation Quadrupole mass spectrometer

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007529085A (ja) * 2003-06-27 2007-10-18 ブリガム・ヤング・ユニバーシティ 仮想イオントラップ
CN1305101C (zh) * 2004-10-27 2007-03-14 东南大学 微腔体四极质谱管
US7453061B2 (en) 2005-12-19 2008-11-18 Korea Research Institute Of Standards And Science Hyperbolic quadrupole mass filter made of platinum group metal coated quartz tube
US8207495B2 (en) 2006-10-11 2012-06-26 Shimadzu Corporation Quadrupole mass spectrometer
JP2011171296A (ja) * 2010-01-28 2011-09-01 Carl Zeiss Nts Gmbh イオンを集束および蓄積する装置、および圧力領域を分離する装置
US9230789B2 (en) 2010-01-28 2016-01-05 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Printed circuit board multipole for ion focusing

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