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公開番号2025128938
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-03
出願番号2024025983
出願日2024-02-22
発明の名称イオン検出装置、及び気体分析システム
出願人株式会社リコー
代理人個人,個人
主分類G01N 27/624 20210101AFI20250827BHJP(測定;試験)
要約【課題】イオンの検出精度を高くする。
【解決手段】本発明の一態様に係るイオン検出装置は、イオンを選別するイオンフィルタと、前記イオンフィルタを動作させる第1回路と、前記イオンフィルタを通過した前記イオンを検出する検出器と、前記検出器を動作させる第2回路と、前記イオンフィルタと前記検出器との間に配置され、前記第1回路又は前記第2回路が配置される回路基板と、を有し、前記検出器は、前記回路基板から離隔して配置される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
イオンを選別するイオンフィルタと、
前記イオンフィルタを動作させる第１回路と、
前記イオンフィルタを通過した前記イオンを検出する検出器と、
前記検出器を動作させる第２回路と、
前記イオンフィルタと前記検出器との間に配置され、前記第１回路又は前記第２回路が配置される回路基板と、を有し、
前記検出器は、前記回路基板から離隔して配置される、イオン検出装置。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記回路基板には、前記イオンフィルタと前記検出器との間に配置される開口部が設けられ、
前記検出器が位置する側から前記回路基板を視たとき、前記第２回路は、前記開口部の外側に配置される、請求項１に記載のイオン検出装置。
【請求項３】
前記第１回路は、前記回路基板における前記イオンフィルタが位置する側に配置され、
前記第２回路は、前記回路基板における前記イオンフィルタが位置する側とは反対側に配置される、請求項１に記載のイオン検出装置。
【請求項４】
前記回路基板には、前記イオンフィルタと前記検出器との間に配置される開口部が設けられ、
前記第２回路は、前記開口部を基準として対称となる位置に配置される一対の前記第２回路を含み、
一対の前記第２回路間の距離の長さは、前記開口部の幅の長さよりも長い、請求項１に記載のイオン検出装置。
【請求項５】
前記検出器の幅の長さは、前記開口部の幅の長さよりも長く、一対の前記第２回路間の距離の長さよりも短い、請求項４に記載のイオン検出装置。
【請求項６】
前記回路基板に配置された前記第２回路を被覆する被覆部材を含む、請求項１に記載のイオン検出装置。
【請求項７】
前記回路基板には、前記イオンフィルタと前記検出器との間に配置される開口部が設けられ、
前記被覆部材は、前記検出器が位置する側から前記回路基板を視たときに、前記開口部の外側に配置される、請求項６に記載のイオン検出装置。
【請求項８】
前記イオンフィルタを支持する支持部材と、
前記支持部材と前記イオンフィルタとの間に配置され、前記イオンの流れを整える整流部材と、を有し、
前記支持部材の電位と前記整流部材の電位は等しい、請求項１に記載のイオン検出装置。
【請求項９】
前記検出器には、前記イオンを含む気体が流れる方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている、請求項１に記載のイオン検出装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のイオン検出装置を有し、
前記イオン検出装置による検出結果に基づき、前記イオンを含む気体を分析する、気体分析システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン検出装置、及び気体分析システムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電界非対称波形イオン移動度分光分析（ＦｉｅｌｄＡｓｙｍｍｅｔｒｉｃＩｏｎＭｏｂｉｌｉｔｙＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：ＦＡＩＭＳ)と呼ばれる方法を用いたイオン検出装置が知られている。このイオン検出装置では、非対称の高交流電圧が印加されたイオンフィルタを通過するイオンの軌道に応じて、イオン化した気体分子や化学物質を検出する。
【０００３】
また、例えば特許文献１には、イオン検出装置を動作させるときにドリフトガスフローを用いないようにするために、イオンの検出器に向かってイオンを移動させる電極構造を有するイオン検出装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたイオン検出装置では、イオンフィルタを動作させる回路と検出器が同じ回路基板に配置されている。このため、イオン化された気体が高湿度であったり付着性を有したりすると、回路基板に吸着した水分や付着物を通して検出器にリーク電流が流れることで、イオン検出装置の検出精度が低下する場合がある。
【０００５】
本発明は、イオンの検出精度を高くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係るイオン検出装置は、イオンを選別するイオンフィルタと、前記イオンフィルタを動作させる第１回路と、前記イオンフィルタを通過した前記イオンを検出する検出器と、前記検出器を動作させる第２回路と、前記イオンフィルタと前記検出器との間に配置され、前記第１回路又は前記第２回路が配置される回路基板と、を有し、前記検出器は、前記回路基板から離隔して配置される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、イオンの検出精度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の第一実施形態に係るイオン検出装置の全体構成を示す模式図である。
本発明の第一実施形態に係るイオン検出装置の回路基板周辺の構成を示す模式的分解斜視図である。
本発明の第一実施形態に係るイオン検出装置に配置された回路基板の模式的上面図である。
本発明の第一実施形態に係るイオン検出装置に配置された回路基板及び検出器の模式的下面図である。
図２におけるV-V線の模式的断面図である。
比較例に係るイオン検出装置の回路基板周辺の構成を示す模式的分解斜視図である。
比較例に係るイオン検出装置に配置された回路基板の模式的上面図である。
比較例に係るイオン検出装置に配置された回路基板及び検出器の模式的下面図である。
図６におけるIX-IX線の模式的断面図である。
本発明の第二実施形態に係るイオン検出装置の回路基板周辺の構成を示す模式的分解斜視図である。
本発明の第二実施形態に係るイオン検出装置に配置された回路基板の模式的上面図である。
本発明の第二実施形態に係るイオン検出装置に配置された回路基板及び検出器の模式的下面図である。
図１０におけるXIII-XIII線の模式的断面図である。
本発明の第三実施形態に係る気体分析システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態に係るイオン検出装置、及び気体分析システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。但し、以下に示す形態は、本実施形態の技術思想を具現化するためのイオン検出装置、及び気体分析システムを例示するものであって、以下に限定するものではない。また、実施形態に記載されている構成部の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさ、位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。また、以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。
【００１０】
以下では、説明をわかりやすくするために、ＸＹＺ直交座標系を用いて、各部分の配置及び構成を説明する。ＸＹＺ直交座標系における３つの軸は、互いに直交している。ＸＹＺ直交座標系において、Ｘ軸が延びる方向を「Ｘ方向」とし、Ｙ軸が延びる方向を「Ｙ方向」とし、Ｚ軸が延びる方向を「Ｚ方向」とする。Ｘ軸を示す矢印が向く方向を＋Ｘ方向と表記し、＋Ｘ方向とは反対方向を－Ｘ方向と表記する。Ｙ軸を示す矢印が向く方向を＋Ｙ方向と表記し、＋Ｙ方向とは反対方向を－Ｙ方向と表記する。Ｚ軸を示す矢印が向く方向を＋Ｚ方向と表記し、＋Ｚ方向とは反対方向を－Ｚ方向と表記する。本発明の実施形態に係るイオン検出装置、及び気体分析システムの被検体であるイオン又は気体は、＋Ｚ方向に流れるものとする。但し、これらの方向表現は、相対的な位置、向き、方向等の関係を述べるに過ぎず、本発明の実施形態に係るイオン検出装置、及び気体分析システムの使用時における関係と一致していなくてもよい。また、これらの方向は重力方向とは無関係である。
（【００１１】以降は省略されています）

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