JP5285735B2 - 質量分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、小型の質量分析装置に関するものである。

質量分析装置は、少量の試料を適当な方法でイオン化し、そのイオンを電磁気的に分離することで信頼性のある分子量を測定できる装置として広く知られている。質量分析としては、分析対象物を液体クロマトグラフで成分を分離した後に質量分析を行う液体クロマトグラフ質量分析と、ガスクロマトグラフで分離した単一成分について、質量分析スペクトルを測定することにより成分の定性を行い、質量分析により検出されたイオンの強度により定量を図るクロマトグラフ質量分析などがある。

近年、安全上の観点から、ある種の環境、産業、民間、若しくは軍事的な環境において、不明な化学製品による汚染のレベルや種類を高度な正確さで迅速に決定することが必要なことから、この質量分析装置の導入が求められている。

特に、身近なところでは、有毒ガスなどの化学兵器を用いたテロや、あるいは、薬物の取り締まりなどへの導入が求められている。しかし、従来の質量分析装置は、装置が大型のため、持ち運ぶことが困難であった。

そこで、従来技術では、少なくとも光分析装置と質量分析装置とを可搬型ケースに収めて持運び易い複合分析装置の提案（特許文献１を参照）や、全体真空システムを含む全体の重量を携帯可能な軽量（約２５ｋｇ）の収めたガスクロマトグラフ質量分析計などが提案（特許文献２を参照）されている。

特開２００３−２９４６１９号公報 特表２００３−５２７５６３号公報

前記従来例では、内部実装品をケースなどの直方体内に収めて携帯性を向上させる旨が開示されている。しかし、これら従来例は、携帯時に重要となる重量バランスや、実装時に課題となる排熱の課題については触れられていない。

例えば、第１の従来例（引用文献１）では、各分析装置に試料ガスを導く配管の全長を短くすることに着目し、光分析装置と質量分析装置と光音響分析装置のそれぞれの導出入口を略対向させて近接配置するレイアウトとしている。したがって、その開示内容には、重量バランスについては触れられておらず、また、排熱についても全く開示されていない。

前記第２の従来例（引用文献２）によれば、質量分析装置を構成する各種装置を特定し、その内部容積を約０．０９立方メートルとし、この内容部容積はレイアウトの工夫により更に小さくできる旨、開示されているが、基本的なレイアウトや具体的な内容は開示されていない。しかも排熱については全く開示されていない。

そこで、この発明の目的は、排熱効果と持ち運ぶ際に重量バランスが良好な小型質量分析装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、この発明に係る質量分析装置は、真空チャンバと、この真空チャンバを真空にする真空ポンプと、前記真空チャンバに接続されるイオン検出器と、バッテリとを含む重量物を筺体の中央に配置し、その両側に複数の基板を分散して収納する回路基板収納部を備えて構成する。

この発明によれば、回路基板収納部を排気通路として、また重量物を中央に配置し、その両側に軽量な基板を２つの集合に分けて配置することで重量のバランスを調整できるため、排熱効果と重量バランスが良好な小型質量分析装置を提供することができる。

本発明に係る質量分析装置の概略構成図である。 本発明に係る質量分析装置の内部レイアウト図である。 本発明に係る質量分析装置の搬送時の外観図である。 本発明に係る質量分析装置の使用時の外観図である。 本発明に係る質量分析装置の画面遷移図である。 本発明に係る質量分析装置の他の実施例である。

以下、図１から図６を参照して、この発明に係る質量分析装置を具体的に説明する。ここで、図１から図５が第１実施例に係る質量分析装置であり、図６が他の実施例に係る質量分析装置である。なお、以下の説明において、同様な部位や矢印などについては同一符号をもって示して重複した説明を省略する。
（第１実施例）
先ず、図１を参照して、この発明に係る質量分析装置の概略構造を説明する。図１（ａ）は、当該質量分析装置の外観図を示し、図１（ｂ）は、当該装置の内部における各部材のレイアウトを示す。

図１において、符号１で総括的に示すのは、少量の試料をイオン化し、そのイオンを電磁気的に分離することで試料の成分を検出する可搬型の質量分析装置に適用されたものである。

この質量分析装置１は、真空チャンバ１０や真空ポンプ１５などの実装品を１つの箱型の筺体１００内に収めたものである。図１に示す外観図は、使用状態（検出状態）を示し、搬送時には利用者がハンドル部１１０を保持して搬送することができる。この実施例の筺体１００は、搬送時には、横幅寸法Ｗより高さ寸法Ｈが小さく、この高さ寸法Ｈより奥行き寸法Ｄが小さい、搬送性に優れた小型の鞄サイズのプロポーションを備えている。したがって、ハンドル部１１０を保持する利用者は、違和感なく質量分析装置１を持ち運ぶことができる。

一方、この筺体１００は、使用時には、図１に示すように、一方の広い面１１１を設置面に接触させ、上面となる他方の広い面１１２に配置される操作部１２０を使用して検出操作を行うことができる。したがって、操作する使用者は、安定設置される質量分析装置１を利用して検出作業を行うことができる。

そして、この実施例の質量分析装置１の大きな特徴の１つは、真空チャンバ１０や真空ポンプ１５などの重量物を筺体１００の中央に集中配置し、その両側に複数の回路基板５０を左右に分けて配置した点にある。
図１では、一例として紙面向かって左側に３枚、右側に２枚の回路基板を配置している。

即ち、小型の質量分析装置１を持ち運ぶ場合、重量バランスが良いことが望まれる。また、重量物は持ち手(ハンドル)部の近くで、かつ真下近傍に配置されることが好ましい。
例えば、重量物が一方に片寄って収納された鞄を搬送する場合、その鞄は重量バランスが悪いため持ちにくい。また、搬送時に持ち手(ハンドル)に大きなモーメントが加わるため、必要以上に持つ力が必要となる。

これらの課題は、鞄の上面中央にハンドルが設けられる片手持ちの鞄でも、鞄の両側にハンドルがある両手持ちの鞄でも同様な課題となる。つまり、小型の質量分析装置においては、筺体１００の中央近傍に重心がある重量バランスの良好なものが望まれる。

そこで、本願の発明者らは、この質量分析装置１においては、複数の回路基板５０が必要である点に着目し、この回路基板５０を、重量バランスを改善する手段とすることを着想した。回路基板５０は、筺体１００内に占める実装空間に対して、その重量は小さいものとなる。一方、真空チャンバ１０や真空ポンプ１５あるいはバッテリ２０などは、重量物であるため、その配置が重量バランスに大きく影響する。

そこで、この実施例では、重量のある真空チャンバ１０や真空ポンプ１５などを筺体１００の中央に配置し、この両側に回路基板５０を分けて配置するレイアウトを発想した。

一般に、アタッシュケースなどの比較的大きな片手で保持する鞄類は、片手で保持した際の利用者の前後方向となる横幅寸法Ｗが、片手で保持した際の上下寸法となる高さ寸法Ｈより大きく設定されている。これは、床面の障害物を気にすることなく、また、歩行時の前後方向（横幅寸法Ｗ）は手を振る方向と一致し、かつ前方は障害物を確認できるためである。更に、片手で保持した際に、肩の直下に重心がある方が保持しやすいことから、利用者の横幅方向の厚さ（奥行き寸法Ｄ）は、薄い方が持ち易くなる。つまり、この種の片持ちの鞄類は、横幅寸法Ｗを大きくしても保持性に大きな影響を与えないと言える。

そこで、本願の発明者らは、片手で保持した際の前後方向となる横幅寸法Ｗの両側に回路基板５０を分けて配置するレイアウトを採用した。しかも、回路基板５０は、機能ごとに複数に分割し易く、この分割された複数の回路基板５０を、重量バランスを考慮して、両側に配分して設けることが容易であることから、筺体１００の中央に重心を容易に調整することができる。

また、この実施例の質量分析装置１の大きな特徴の他の１つは、真空チャンバ１０を中心に、重量物を筺体１００の中央に配置した点にある。

即ち、質量分析装置１は、真空チャンバ１０に試料挿入部３０や真空ポンプ１５及びイオン検出器２５（図２参照）などが接続される。そこで、この実施例では、真空チャンバ１０を筺体１００の中央に配置し、その周囲に各種装置を配置するレイアウトを採用している。これにより、重量物を筺体１００の中央に配置し易くすることができる。しかも、電気的な結線は、両側に回路基板５０が配置されているので、配線の長さを短くすることもできある。

また、この実施例では、真空チャンバ１０を、図１の使用状態で上面となる筺体１００の他方の広い面１１２に片寄って配置し、その周囲の側面に、試料挿入部３０とＲＦ共振回路部１１、第１真空ポンプ（ターボポンプ）１５ａと真空ゲージ部１２をそれぞれ対向して配置し、下面にイオン検出器２５(図２参照)を配置している。これにより、真空チャンバ１０に接続される試料挿入部３０を他方の広い面１１２に近接配置することができるから、この試料挿入部３０に試料挿入アダプタ７０を装着し易くすることができる。

更に、重量のある第二ポンプ(粗引ポンプ)１５ｂを、真空チャンバ１０に対して、同じく重量のある第一真空ポンプ１５ａの反対側に配置して重量バランスを向上させるとともに、この第２真空ポンプ１５ｂの上面に液晶表示部４０を配置して、この液晶表示部４０を試料挿入部３０と隣接配置している。これにより、上面の広い面１１２に試料挿入部３０と液晶表示部４０をまとめた操作部１２０を配置することができる。

また、この実施例の質量分析装置１の大きな特徴の他の１つは、消費電力が大きく発熱する回路基板５０を筺体の左右端部近傍に配置し、その両側の回路基板収納部６０を排熱通路とした点にある。

即ち、質量分析装置１を構成する各装置をコンパクトにまとめると、各装置から発生する熱を効率よく筺体１００の外に排出する必要がある。そこで、この実施例では、筺体１００の両側に配置した回路基板５０の収納部６０を排熱通路として活用している。この排熱通路となる回路基板収納部６０は、筺体１００の両側に設けているため、この２つの回路基板収納部６０を利用して、回路基板５０で発生する熱を効率よく排気することができる。しかも、回路基板５０は排気通路内に配置しているため、この回路基板５０から発生する熱が真空チャンバやＲＦ回路などに伝わらないため、温度上昇による装置性能の変動を抑えることができる。

また、この実施例の質量分析装置１の大きな特徴の他の１つは、回路基板収納部６０に取り付けられる制御回路５０を、排気流路方向Ｚに沿って、配列した点にある。

即ち、この実施例では、回路基板５０を、重量バランスを改善する手段とするために、基板類を複数に分割し、これを筺体１００の両側に配分する構造とした。しかし、複数に分割する回路基板５０は、ある程度の大きさをもって分割しないと、効率が悪くなる。そこで、この実施例では、１つの回路基板５０の大きさを、一辺（長辺）を高さ寸法Ｈ内に収まり、他の一辺（短辺）を奥行き寸法Ｄ内に収まる大きさの長方形状とし、その薄い厚さ方向が横幅寸法Ｗ方向に並ぶように配列する構造とした。

この回路基板収納部６０内の回路基板５０の配列によれば、１枚の回路基板５０を大きくできるとともに、回路基板収納部６０内を複数の回路基板５０で仕切られた高さ寸法Ｈ方向に長い空間の集合体とすることができる。したがって、この実施例では、この回路基板収納部６０内を排気流路方向Ｚ（高さ寸法Ｈと同じ）の排気通路とすることができる。

また、この実施例では、排気効率を向上するために、排気通路となる回路基板収納部６０の一方に送風フアン１３をそれぞれ配置している。なお、この実施例では、ハンドル部１１０の両側となる筺体１００の両側面に、排気口１５０を設け、ハンドル部１１０と対向する筺体１０の裏面側（底面側）に吸気口１５１を設けている。

また、この実施例の質量分析装置１の大きな特徴の他の１つは、内部構造に沿ったコンパクトな外観構造に特徴がある。

即ち、この実施例の筺体１００の外観は、回路基板収納部６０をカバーする筺体１００の両側の一端側を前方に張り出せ、この一対の張出部１１５の先端を連結するように棒状のハンドル部１１０を設けている。この構造によれば、棒状のハンドル部１１０を筺体１００と一体構造とすることができるから強度を向上させることができる。

また、この実施例では、一対の張出部１１５の内部に排気風向板１１６を設けて排気を屈折させる構造を採用することで、使用時に排気が利用者に当たらないようにしているが、この構造に限定されるものではない。例えば、この張出部１１５の空間を付属品の収納スペースとしたり、あるいは、送風フアン１３や制御回路５０を配置するなどの実装空間とすることもできる。また、排気流路方向Ｚの方向は、排気口１５０と吸気口１５１の配置を逆転してもよい。

また、この実施例の質量分析装置１の大きな特徴の他の１つは、操作部１２０に開閉蓋１２１を設けて、この開閉蓋１２１の内面１２１ａを図示しない操作マニュアルを張り付けたり、あるいは、操作マニュアルの収納スペースとした点にある。

即ち、この実施例に係る質量分析装置１は、屋外に頻繁に持ち出されるため、操作部１２０内に配置される試料挿入部３０の試料挿入口３１への塵埃の侵入や、液晶表示部４０の表示画面４１への衝撃を回避する必要がある。そこで、この実施例では、操作部１２０全体を開閉蓋１２１で覆う構造を採用した。この開閉蓋１２１は、図１に示すように、ハンドル部１１０と対向する側に回転ヒンジ１２２を備えることで、使用状態では、開閉蓋１２１を後方に回転させることができる。

この構造によれば、開閉蓋１２１を単に保護手段だけでなく、その内面１２１ａを操作マニュアルの貼り付けスペースなどに利用することができる。

以下、上記図１と、図２〜図５を参照して、この実施例に係る質量分析装置１を更に説明する。ここで、図２は、本発明に係る質量分析装置の内部レイアウト図であり、図２(ａ)が平面図、図２（ｂ）が正面図、図２（ｃ）が右側面図である。図３は、質量分析装置の搬送時の外観図である。図４は、質量分析装置の使用時の外観図である。図５は、質量分析装置の画面遷移図である。

先ず、図２に示すのは、この実施例に係る質量分析装置１の主な構造部品のレイアウトである。図２（ａ）図において、図面の下部にハンドル部１１０が配置される。この内部構造部品は、図示しないシャーシに取り付けられている。

この実施例では、内部構造部品を樹脂成型品の外装ケースで覆う構造を備えている。なお、この実施例では、ハンドル部１１０を備えた外装ケースで覆う構造で説明するが、この外装ケースに換えて、例えば、ハードケースから成るアタッシュケースや、箱型のケースに入れた装置を持ち手や肩掛けベルト等を備えた、軟質材のソフトケースに収めて搬送するようにしてもよい。

ここで、この図２の説明では、機器の配置関係を明確にするために、図２(ｂ)を基準に、図面の上部を上面として、各図の配置を説明する。

さて、前記したように、この実施例では、重量物を筺体１００の中央に集中配置し、その両側に回路基板５０を備えた回路基板収納部６０を設けている。重量物の中で中心となるのが真空チャンバ１０である。この真空チャンバ１０は、筺体１００の中央の上方に配置される。

図２の平面図において、真空チャンバ１０の両側には、試料挿入部３０とＲＦ共振回路部１１が対向して取り付けられ、真空チャンバ１０の前後には、真空ゲージ部１２と第１真空ポンプ１５ａが対向して取り付けられ、真空チャンバ１０の下部には、図２（ｂ）に示すように、イオン検出器２５が取り付けられている。このように、この実施例では、略直方体形状の真空チャンバ１０の上面以外の５面に各装置を取り付けることにより、精度向上とコンパクト化を図っている。更に、この配置によれば、真空チャンバ１０に取り付けられる試料挿入部３０を上面に近接して配置することができるから、試料挿入部３０の試料挿入口３１を上面に近い位置に配置して、図１に示す、試料挿入アダプタ７０の試料挿入口３１への着脱作業を良好にすることができる。

また、この実施例では、最も重量のあるのが真空ポンプ１５であり、全重量の約１／４近くを占める。この実施例では、真空ポンプ１５を、真空チャンバ１０に取り付けられる第１真空ポンプ（ターボ分子ポンプ）１５ａと、この第１真空ポンプ１５ａに取り付けられる第２真空ポンプ（粗引ポンプ）１５ｂとの２段方式を採用している。

そこで、この実施例では、第２真空ポンプ（粗引ポンプ）１５ｂを、筺体１００の後方に配置される第１真空ポンプ１５ａに対向して、筺体１００の前部に配置する。これにより、筺体１００の前後方向の重量バランスの均等化を図っている。

また、第２真空ポンプ１５ｂは、筺体１００の下方に配置することで、その上部に液晶表示部４０の配置スペースを確保している。これにより、試料挿入部３０の試料挿入口３１と液晶表示部４０とを近接配置することができるから、操作部１２０をコンパクトにまとめることができる。

また、他に重量のあるものとしてバッテリ２０があげられる。この実施例では、バッテリ２０を第１真空ポンプ１５ａと左右に並べて筺体１００の後方に配置することで、重心位置Ｇを筺体１００のやや後方、即ち、ハンドル部１１０を持った搬送姿勢において、重心位置Ｇがやや低くなるように設定している。

筺体１００の両側に配置される回路基板収納部６０には、その底面にバックボード基板５１が設けられている。このバックボード基板５１には、前後方向に回路基板５０を並べて取り付けることが可能な回路基板取付部５２が設けられている。この構造によれば、長方形状の回路基板５０を前後方向に並べて回路基板取付部５２に取り付けることができる。

前記したように、この実施例では、回路基板５０を重心位置Ｇの調整部品として取り扱っている。このため、左側の回路基板収納部６０ａは、右側の回路基板収納部６０ｂより、収納する回路基板５０の数も、その収納空間も大きく設定している。これは、各回路基板の重量と発熱量や、電気的なノイズの影響を考慮したためである。

ここで、この実施例では、バッテリ２０に近接した左側の回路基板収納部６０ａには、電力を制御する回路基板やデジタル系の回路基板を配置し、右側の回路基板収納部６０ｂには高電圧などのアナログ系の回路基板を配置している。

この実施例に係る質量分析装置１は、前記レイアウトを採用することにより、重心位置Ｇを左右方向の略中央で、前後方向のやや後方で、かつ上下方向のやや下方の位置に設定することができる。この重心位置であれば、使用状態においては、重心位置Ｇが左右方向の中央でやや低い位置となるため、分析作業を安定した姿勢で行うことができる。また、ハンドル部１１０を片手で持った搬送姿勢では、重心位置が筺体１００の左右方向の中央で、かつやや下方に配置されるため搬送作業を楽に行うことができる。しかも、通常の搬送姿勢では、操作部１２０を外側にした姿勢で保持するため、重心位置Ｇを使用者側に近い位置、つまり、保持する肩の直下に近い位置とすることができるから、楽に搬送することができる。

なお、この実施例では、送風ファン１３を、両側の回路基板収納部６０の後部に設ける構造としているが、これに限定されるものではない。つまり、筺体１００内の排気方式は、送風ファン１３で外気を筺体１００内に押し込む方式と、送風ファン１３で筺体１００内の熱を引き出す方式などがあるが、どの方式でも採用することができる。重量バランスを考慮して送風ファン１３を適宜配置することができる。

この実施例では、板状の回路基板５０を両側の回路基板収納部６０を左右に分割するように取り付けることができるから、排気流路方向Ｚを板状の制御回路５０に沿って設けることができる。そして、筺体１００の中央に配置される各機器から発生する熱は、この両側の回路基板収納部６０に引き込まれて排気されるから、排熱効果を向上させることができる。

次に、図３及び図４を参照して、この実施例に係る質量分析装置１の外観を説明する。

図３において、この実施例に係る質量分析装置１は、アタッシュケースをイメージしたスリム形状とすることで、持ち運び時にかさばらない、コンパクトな装置外観を備えている。搬送時において最も利用者の目に触れやすいハンドル部１１０の周辺の形状は、箱形の両端部から連続して形成される一対の張出部１１５を先端に向かって丸みをもって形成し、この一対の張出部１１５を連結するように棒状のハンドル部１１０を設けている。これにより、ハンドル部１１０を筺体１００内に取り込んだ凹凸のないシンプルな造形としている。しかも、棒状のハンドル部１１０を一対の張出部１１５で支持することで、堅牢な構造を利用者にアピールする造形としている。

また、筺体１００の外観ケースは、丸みのある一対の張出部１１５から一対の広い面１１１，１１２を連続する厚手のカバー体１１３で覆われる造形としたため、表面の凹凸も極力抑え、車両などへの搭載しやすさを印象付けている。しかも、カバー体１１３の周囲は角部１１４を切り落とした形状としているため、その全体のボリューム感も軽減され、かつ、搬送時の多少の雨や埃なども拭き取りやすい造形としている。更に、横幅寸法Ｗの両端側の側面壁１１５は、カバー体１１３の端部より一段低く形成され、この中に排気口１５０と外部端子部１５２が設けられているので、排気口１５０と外部端子部１５２への外部からの衝撃を受けにくい造形としている。

外部端子部１５２は、開閉蓋で覆われており、この中に、図示しない主電源スイッチや外部接続端子などが配置されている。この外部端子部１５２は、回路基板収納部６０と近接する位置であるために、主電源スイッチや外部接続端子は、この回路基板収納部６０に取り付けられる制御回路５０に直接取り付けたものを使うことができるから新たな配線を必要としない構造とすることができる。

また、図３において、底面となる筺体１００の下部は、一対の側面壁１１７を連続するように一段低く形成され、四隅に突出した脚部１１８を備えている。これにより、筺体１００を床面に安定姿勢で置くことができるとともに、置いた時に、この底面に設けた吸気口１５１からの水などの浸入を防ぐことができる。

更に、他方の広い面１１２には、図３の閉めた状態で、周囲の他方の広い面１１２とフラットとなる開閉蓋１２１が開閉可能に設けられている。この開閉蓋１２１には、充電や通電状態を知らせるインジケータ１５３が設けられている。なお、このインジケータ１５３は開閉蓋１２１に限定されるものではなく、筺体１００に設けることができる。

次に、図４を参照して、操作部１２０について説明する。図４において、この実施例の開閉蓋１２１は、先端部がハンドル部１１０側に屈折した断面がＬ形の形状を備え、その先端に、開閉機構部１５４を設けている。これにより、開閉機構部１５４が、図３の搬送姿勢において上面となるので、開閉機構部１５４が不用意に操作されて、搬送時に開閉蓋１２１が開放することを軽減することができる。

また、この実施例では、開閉蓋１２１をＬ形とすることで、表示画面４１が配置される操作面１５４を傾斜面とすることができる。これにより、傾斜面（操作面１５４）に配置される表示画面４１と、その前部に並べて配置される液晶操作スイッチ１５５の視認性と操作性を向上することができる。

この実施例では、操作部１２０の左手前に傾斜する操作面１５４を形成し、その後方と右側となる他の操作面１５６を水平面に形成している。そして、この水平な操作面１５６の左後方に試料挿入口３１を設け、操作面１５６の右側後方に分析開始スイッチ１５７とサブ電源スイッチ１５８を並べて設け、操作面１５６の右側最前部には検出ランプ１５９を設けている。

試料挿入口３１には、図１に示す試料挿入アダプタ７０を固定するための装着レバー３２が設けられている。この実施例では、分析現場においては、この試料挿入口３１と分析開始スイッチ１５７及びサブ電源スイッチ１５８を操作するだけで、分析作業を行うことができる。また、この実施例では、操作部１２０の前部に表示画面４１と検出ランプ１５９からなる視認機器を配置し、その後方に、試料挿入口３１と分析開始スイッチ１５７及びサブ電源スイッチ１５８からなる操作機器を配置することで、視認機器を確認しながら、あるいは、視認機器のガイダンスを受けながら操作機器を操作することができる。

また、この実施例では、検出ランプ１５９と分析開始スイッチ１５７の間のスペースを利用して、試料挿入アダプタ７０を準備するアダプタ準備部１６０を設けている。図１に示すように、試料挿入アダプタ７０は、試料片を入れる試料容器７１と、この試料容器７１を試料挿入部３０に装着するための装着ケース７２とから構成される。

このアダプタ準備部１６０によれば、試料を入れた試料容器７１を凹部にセットし、このセットされて安定設置された試料容器７１に対して、上方から装着ケース７２を取り付けることができるから、試料容器７１と装着ケース７２とを簡単に連結することができる。そして、この連結された試料挿入アダプタ７０を試料挿入口３１に装着することができる。

また、この実施例の開閉蓋１２１は、操作部１２０の後方に設けられる回転ヒンジ１２２を介して後方に開放することができる。したがって、この開閉蓋１２１の内面１２１ａは利用者からみて視認し易い位置となる。そこで、この実施例では、質量分析装置１の操作方法の図示しないガイダンスを、この内面１２１ａに図示している。これにより、操作マニュアル本を見ることなく、簡単に操作することができる。

次に、図１と図５を参照しながら、この質量分析装置１の使い方と動作方法を説明する。
先ず、この質量分析装置１は、回路基板５０に含まれる図示しない制御回路が、統括的にこの質量分析装置１を制御する。この質量分析装置１は、外部端子部１５２に設けられる図示しない主電源スイッチの操作で起動する。そして、サブ電源スイッチ１５８の操作を受け付けると、制御回路が動作の準備を開始し、表示画面４１に図５(ａ)に示す画面２００を表示する。

この画面２００は、最上部に確認表示２０１、２段目に第１状態表示部２０２、３段目に第２状態表示部２０３、最下部にガイダンス部２０４を備えている。確認表示２０１には、分析時の日時と試料挿入部３０の状態表示が表示される。第１状態表示部２０２には、検査ステップの状態が表示される。第２状態表示部２０３には、ガイダンスの補足情報と検査結果が表示される。ガイダンス部２０４には、操作のガイダンスが文書で表示される。この画面２００の基本レイアウトは、変化しない。また、この画面２００は一例であって、これに限定されるものではない。

図５(ａ)に示す画面２００では、現在の日時と、試料挿入部３０には試料がセットされていないことが表示される。そして、制御回路は、この画面２００を表示するとともに、回路基板５０に設けられる記憶装置に格納された音声データを図示しないスピーカを介して出力するようにしても良い。この出力内容は、画面２００のガイダンスと同じものを出力する。例えば、利用者は、画面２００を見ることで、現在の状態が試料装填可能であり、ガイダンス内容と音声から試料の装填を促されていることを認識することができる。そして、利用者は、第２状態表示部２０３のガイダンス図面から操作方法を理解することができる。

利用者は、この画面２００を受けて、図１に示すように試料容器７１と装着ケース７２を連結させた試料挿入アダプタ７０を試料挿入口３１にセットし、装着レバー３２を操作して固定する操作を実行する。

制御回路は、装着レバー３２が操作されて試料挿入アダプタ７０が試料挿入口３１にセットされたことを図示しないセンサで検知すると、図５（ｂ）に示す画面２１０を表示する。この画面２１０では、現在の状態が試料挿入アダプタ７０を取り外し可能であり、かつ、測定可能であるから、スタートボタンを押してくださいとのガイダンスが表示されている。この状態では、制御回路は、分析開始スイッチ１５７が操作されれば分析作業を開始する。

制御回路は、分析開始スイッチ１５７が操作されると、図５（ｃ）の画面２２０を表示する。この画面２２０では、試料挿入アダプタ７０が取り出し不可である点と、残りの検出時間を表示する。制御回路は、対象物質を検知すると、１種類の物質であれば図５（ｄ)の画面２３０を表示し、複数であれば図５(ｅ)の画面２４０を表示する。また、対象物質が検知されなければ、図５（ｆ）の画面２５０を表示する。

そして、制御回路は、前記図５(ｄ)と(ｅ)の画面では、対象物を検知したことを知らせる音声信号を出力するとともに、検出ランプ１５９の検知の色あるいは、点滅などを点灯して対象物質の検知を知らせる。同様に、対象物質が検知されなければ、図５（ｆ）の画面とともに、同種の音声信号を出力するとともに、検出ランプ１５９の検知しない色あるいは、点滅などを実施する。

また、図５(ｄ)〜（ｆ）では、検査終了に伴って、試料挿入アダプタ７０の取り出しを促すガイダンスを表示する。これに伴って、制御回路は、利用者が装着レバー３２を操作して、試料挿入アダプタ７０が取り外されたことを検知すると、(ａ)図の画面２００を表示する。
（その他の応用例）
次に、図６を参照して、操作部の他のレイアウトについて説明する。

図６(ａ)の実施例は、操作部１２０を左右に分割し、一方に、開閉蓋１２１で覆うことが必要な試料挿入口３１と、この試料挿入口３１に関連した分析開始スイッチ１５７を配置し、他方に表示画面４１や検出ランプ１５９及びサブ電源スイッチ１５８などを配置したレイアウトである。この実施例は、大型の表示画面４１を採用する場合に適している。また、開閉蓋を開けなくても画面調整スイッチ１５５による表示画面の操作が可能となり、保守や分析履歴確認などの分析作業以外の操作の際に試料挿入口や分析開始スイッチの不要な露出を防ぐことができる。

また 図６(ｂ)の実施例は、操作部１２０の前部に、分析開始スイッチ１５７とサブ電源スイッチ１５８、その後方に試料挿入口３１、その後方に表示画面４１をコンパクトに配列したものである。この実施例は、更に小型化した質量分析装置の操作部に適している。また、試料挿入口へ試料挿入アダプタ７０を挿入時に不意に溶液がこぼれた際にも、試料挿入口の後方に表示画面を配し、画面を利用者から遠ざけることで表示画面にかかる可能性を減らすことができる。

このように、この実施例の質量分析装置は、真空チャンバと、この真空チャンバを真空にする真空ポンプと、前記真空チャンバにイオン化された試料を提供する試料挿入部と、前記真空チャンバに接続されるイオン検出器とを含む重量物を筺体の中央に配置し、その両側に複数の回路基板を分散して収納する回路基板収納部を備えて構成される。

この場合、前記筺体は、横幅寸法より高さ寸法が小さく、この高さ寸法より奥行き寸法が小さい大きさを備え、前記回路基板収納部は、横幅方向の両側に設けられている。また、前記回路基板収納部に配置される前記複数の基板は、高さ方向に沿って配列される。更に、前記回路基板収納部は、高さ方向の両端部に吸排気口を備えている。

また、この実施例の質量分析装置は、真空チャンバと、この真空チャンバを真空にする真空ポンプと、前記真空チャンバにイオン化された試料を提供する試料挿入部と、前記真空チャンバに接続されるイオン検出器とを含む重量物を筺体の中央に配置し、その両側に前記重量物から発生する熱を排気する排気通路を形成し、この排気通路内に複数の回路基板を分散して収納している。

この場合、前記筺体は、横幅寸法より高さ寸法が小さく、この高さ寸法より奥行き寸法が小さい大きさを備え、前記排気通路は、横幅方向の両側に設けられている。また、前記排気通路に配置される前記複数の基板は、高さ方向に沿って配列される。更に、前記排気通路は、高さ方向の両端部に吸排気口を備えている。

また、この実施例の質量分析装置は、横幅寸法より高さ寸法が小さく、この高さ寸法より奥行き寸法が小さい筺体の中央に、真空チャンバと、この真空チャンバを真空にする真空ポンプと、前記真空チャンバにイオン化された試料を提供する試料挿入部と、前記真空チャンバに接続されるイオン検出器と、バッテリとを含む重量物を配置し、横幅方向の両側に、複数の基板を分散して収納する回路基板収納部が設けられ、前記一対の回路基板収納部を備えた筺体両端部は、高さ方向の一方に張り出した張出部が形成され、この一対の張出部を連結する棒状のハンドル部が設けられ、
前記筺体の最も広い面の一方には、前記試料挿入部に試料投入する投入口を備えた操作部が設けられている。

この場合、前記回路基板収納部は、高さ方向に沿って前記複数の回路基板を配列した排気通路であって、高さ方向の両端部に吸排気口を備えている。更に、前記操作部は、開閉蓋で覆われており、運転状態表示部と検査開始ボタンを備えている。

１…質量分析装置、１０…真空チャンバ、１１…ＲＦ共振回路部、１２…真空ゲージ部、１３…送風フアン、１５…真空ポンプ、１５ａ…第１真空ポンプ（ターボ分子ポンプ）、１５ｂ…第２真空ポンプ（粗引ポンプ）、２０…バッテリ、２５…イオン検出器、３０…試料挿入部、３１…試料挿入口、３２…装着レバー、４０…液晶表示部、４１…表示画面、５０…制御回路、５１…バックボード基板、５２…回路基板取付部、６０…回路基板収納部、７０…試料挿入アダプタ、７１…試料容器、７２…装着ケース、１００…筺体、１１０…ハンドル部、１１１…一方の広い面、１１２…他方の広い面、１１３…カバー体、１１４…角部、１１５…張出部、１１６…排気風向板、１１７…側面壁、１１８…脚部、１２０…操作部、１２１…開閉蓋、１２１ａ…内面、１２２…回転ヒンジ、１５０…排気口、１５１…吸気口、１５２…外部端子部、１５３…インジケータ、１５４…操作面、１５５…画面調整スイッチ、１５６…他の操作面、１５７…分析開始スイッチ、１５８…サブ電源スイッチ、１５９…検出ランプ、１６０…アダプタ準備部、２００…画面、２０１…確認表示、２０２…第１状態表示部、２０３…第２状態表示部、２０４…ガイダンス部、Ｗ…横幅寸法、Ｈ…高さ寸法、Ｄ…奥行き寸法、Ｚ…排気流路方向、Ｇ…重心位置。

Claims (12)

1. 真空チャンバと、この真空チャンバを真空にする真空ポンプと、測定する試料を導入し、気化する試料導入部と、当該気化した試料をイオン化して前記真空チャンバに提供するイオン化部と、前記真空チャンバに接続されるイオン検出器とを含む重量物を筺体の中央に配置し、当該筺体の両側に複数の回路基板を分割して収納する回路基板収納部を備えた
   ことを特徴とする質量分析装置。
2. 請求項１記載の質量分析装置において、
   前記筺体は、横幅寸法より高さ寸法が小さく、この高さ寸法より奥行き寸法が小さい大きさを備え、
   前記回路基板収納部は、横幅方向の前記筺体の両側に設けられている
   ことを特徴とする質量分析装置。
3. 請求項２記載の質量分析装置において、
   前記回路基板収納部に配置される前記複数の回路基板は、高さ方向に沿って配列されることを特徴とする質量分析装置。
4. 請求項２または３記載の何れかの質量分析装置において、
   前記基板収納部は、高さ方向の当該筺体の両端部に吸排気口を備えている
   ことを特徴とする質量分析装置。
5. 請求項１記載の質量分析装置において、
   その両側の前記回路基板収納部に排気通路を形成した
   ことを特徴とする質量分析装置。
6. 請求項５記載の質量分析装置において、
   前記筺体は、横幅寸法より高さ寸法が小さく、この高さ寸法より奥行き寸法が小さい大きさを備え、
   前記排気通路は、横幅方向の前記筺体の両側に設けられている
   ことを特徴とする質量分析装置。
7. 請求項６記載の質量分析装置において、
   前記排気通路に配置される前記複数の回路基板は、高さ方向に沿って配列される
   ことを特徴とする質量分析装置。
8. 請求項６または７記載の何れかの質量分析装置において、
   前記排気通路は、高さ方向の前記筺体の両端部に吸排気口を備えている
   ことを特徴とする質量分析装置。
9. 横幅寸法より高さ寸法が小さく、この高さ寸法より奥行き寸法が小さい筺体の中央に、真空チャンバと、この真空チャンバを真空にする真空ポンプと、測定する試料を導入し、気化する試料導入部と、当該気化した試料をイオン化して前記真空チャンバに提供するイオン化部と、前記真空チャンバに接続されるイオン検出器とを含む重量物を配置し、
   横幅方向の前記筺体の両側に、複数の回路基板を分散して収納する回路基板収納部が設けられ、
   前記一対の回路基板収納部を備えた筺体両端部は、高さ方向の一方に張り出した張出部が形成され、
   この一対の張出部を連結する棒状のハンドル部が設けられ、
   前記筺体の最も広い面の一方には、前記試料導入部に試料投入する投入口を備えた操作部が設けられている
   ことを特徴とする質量分析装置。
10. 請求項９記載の質量分析装置において、
    前記回路基板収納部は、高さ方向に沿って前記複数の回路基板を配列した排気通路であって、高さ方向の当該筺体の両端部に吸排気口を備えている
    ことを特徴とする質量分析装置。
11. 請求項１０記載の質量分析装置において、
    前記操作部は、開閉蓋で覆われており、
    運転状態表示部と検査開始ボタンを備えている
    ことを特徴とする質量分析装置。
12. 請求項９記載の質量分析装置において、
    前記真空ポンプ内に回転体を備え、
    前記真空ポンプ内の回転体の回転軸が、前記ハンドル部を持って装置を持ち上げた際に、水平方向もしくは垂直方向となる様に、前記真空ポンプを配置していること
    を特徴とする質量分析装置。

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