(57)【要約】      （修正有）【課題】ボイスコイルモータのようなコイルを有する駆動源を高精度に駆動制御することができる駆動制御用半導体集積回路を提供する。【解決手段】コイル駆動回路１２１，１２２と、コイルに流れる電流を検出する電流検出回路１２３と、電流指令値をアナログ信号に変換するＡＤ変換回路１５０と、電流検出回路１２３の出力とＡＤ変換回路１５０の出力に基づいて駆動回路１２１，１２２を駆動制御するための信号を生成する電圧入力−電流出力型の増幅回路１２５とを備えた駆動制御回路１２０において、ＡＤ変換回路１５０に所定の電流指令値を与えて上記コイルの端子に所定の電圧を印加しかつコイルに電流が流れないようにした状態で、電流検出回路１２３の出力とＡＤ変換回路１５０の出力に基づいて、電流検出回路１２３の出力のずれを判定し、電流検出回路１２３の電流値もしくは抵抗値を調整して制御系のオフセットをキャンセルする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルに電流を流すコイル駆動回路と、前記コイルと直列に接続された抵抗の端子間電圧に基づいて上記コイルに流れる電流を検出する電流検出回路と、上記コイルに電流を流すべき電流指令値をアナログ信号に変換するＡＤ変換回路と、上記電流検出回路の出力と上記ＡＤ変換回路の出力に基づいて上記駆動回路を駆動制御するための信号を生成する電圧入力−電流出力型の増幅回路と、を備えた駆動制御回路であって、
上記ＡＤ変換回路に所定の電流指令値を与えかつ上記コイルの端子に所定の電圧を印加しかつコイルに電流が流れないようにした状態で、上記電流検出回路の出力と上記ＡＤ変換回路の出力に基づいて上記電流検出回路の出力の所望の値からのずれを判定し、該判定の結果に基づいて上記電流検出回路の電流値もしくは抵抗値を調整して上記駆動制御回路の制御系のオフセットをキャンセルするように構成されていることを特徴とする駆動制御回路。
【請求項２】
上記コイル駆動回路は出力がトライステートの回路であって、オフセットのキャンセル動作時に出力がハイインピーダンスの状態にされることを特徴とする請求項１に記載の駆動制御回路。
【請求項３】
上記駆動源はボイスコイルモータであることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動制御回路。
【請求項４】
上記ＡＤ変換回路および上記電圧入力−電流出力型の増幅回路は各々オフセットキャンセル回路を備え、該オフセットキャンセル回路によるキャリブレーション実行後に上記電流検出回路の上記電流値もしくは上記抵抗値の調整による上記駆動制御回路の制御系全体の上記オフセットのキャンセルを実行するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の駆動制御回路。
【請求項５】
上記電流検出回路の出力と上記ＡＤ変換回路の出力に基づいて上記電流検出回路の出力のずれを判定する比較回路を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の駆動制御回路。
【請求項６】
カウンタ回路を備え、上記電流検出回路の上記電流値もしくは上記抵抗値は該カウンタ回路の計数値によって可変に構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の駆動制御回路。
【請求項７】
上記カウンタ回路は、上記電流検出回路の上記電流値もしくは上記抵抗値の切替えのたびに更新され、上記比較回路の出力が変化したときに更新を止めそのときの計数値を保持することを特徴とする請求項６に記載の駆動制御回路。
【請求項８】
上記オフセットのキャンセルを上記駆動制御回路の動作開始ごとに行なうことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の駆動制御回路。
【請求項９】
コイルに電流を流すコイル駆動回路と、前記駆動回路を駆動制御するための信号を生成する電圧入力−電流出力型の増幅回路と、を備えた駆動制御回路であって、
上記電圧入力−電流出力型の増幅回路と上記コイル駆動回路との間に、上記電圧入力−電流出力型の増幅回路の出力または所定の定電位のいずれかを選択して上記コイル駆動回路へ供給する切替え手段を備え、
キャリブレーションを上記切替え手段を上記定電位に切り替えかつ上記コイルに電流が流れないようにした状態で行う事により上記駆動制御回路の制御系のオフセットをキャンセルし、
上記駆動源の動作時に上記切替え手段を上記電圧入力−電流出力型の増幅回路の出力側に切り替え、上記コイル駆動回路を動作させることを特徴とする駆動制御回路。
【請求項１０】
上記コイル駆動回路は、上記コイルの一方の端子に接続された第１の駆動回路と上記コイルの他方の端子に接続された第２の駆動回路とを有し、前記第２の駆動回路は出力がトライステートの回路であって、上記切替え手段が上記定電位側に切り替えられている時に出力がハイインピーダンスの状態にされることを特徴とする請求項９に記載の駆動制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルを有する駆動源の駆動制御さらにはボイスコイルモータの駆動制御に適用して有効な技術に関し、例えばハードディスク装置において磁気ディスク上の記憶トラックに対して情報のリード／ライトを行なう磁気ヘッドを移動させるボイスコイルモータの駆動制御装置に利用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク記憶装置は、磁気ディスクを回転駆動させるスピンドルモータの他に、磁気ディスク上の記憶トラックに対して情報のリード／ライトを行なう磁気ヘッドを上記ディスクの表面に沿って径方向へ移動（シーク動作）させるボイスコイルモータを備えている。ハードディスク装置においては、磁気ヘッドがディスクの回転に伴って生じる風圧でディスク表面を滑空するように構成されており、ディスクの回転が停止すると磁気ヘッドはディスク表面に接触して傷をつけてしまうおそれがある。さらに、磁気記録の高密度が進んでディスク表面が鏡面状態になると、停止したヘッドがディスク表面に吸着してディスクの回転が阻害されるおそれがある。
【０００３】
そこで、ディスクの回転停止時には、磁気ヘッドをディスクの外側の待機位置にあるランプと呼ばれる支持台へ退避させる動作（本明細書ではアンロードと称する）が行なわれる。一方、ヘッドのシーク開始時には、磁気ヘッドをランプ位置からディスク上へ移動（以下、ランプロードと称する）させる必要がある。このとき、ボイスコイルモータによる磁気ヘッドの移動速度が速過ぎると磁気ヘッドがディスク表面に接触して傷をつけてしまうおそれがある。そのため、ボイスコイルモータの逆起電圧を監視して磁気ヘッドの移動速度を制御することが一般に行なわれている。ボイスコイルモータの駆動制御に関する発明としては、例えば特許文献１に記載の発明がある。
【特許文献１】特開２００４−０８６９８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ハードディスク装置においては、ボイスコイルモータを駆動するドライバ（以下、ＶＣＭドライバと称する）がオフセットを持っていると、上述した磁気ヘッドのランプロード時にドライバに電源を供給した際に、ボイスコイルモータのコイルに電流が流れてヘッドがディスク上に落ちてヘッドが破損したりディスク表面に傷がついたりするおそれがある。特に、２．５インチ以下の小型ハードディスク装置のボイスコイルモータにおいては、ヘッドが非常に軽いためドライバの僅かなオフセットによってヘッドが移動してディスク上に落ちてしまうおそれがある。
【０００５】
本発明者が本発明に先立って考えた形態においては、かかる事故を防止するため、ＶＣＭドライバにオフセットを調整するトリミング回路を設けてプロセスの最終工程でプローブ検査によってオフセットを検出して、そのオフセットをキャンセルするようにトリミングが行なわれている。しかしながら、トリミング回路を設けたＶＣＭドライバにあっては、プローブによりトリミングのための回路に通電を行なうためのパッドが必要であるためチップサイズが大きくなるとともに、製造工程でオフセットの検出およびトリミング作業のための時間がかかるためチップコストの上昇の要因となる。
【０００６】
また、トリミング時と実使用時とではチップの温度が異なるためオフセットを完全にキャンセルすることが困難であるとともに、トリミング後にチップをパッケージに組み立てたり制御ボードに実装したしたりしたときに新たにオフセットが発生することがある。そのため、従来のトリミング回路によるオフセットキャンセルのみでは、ヘッドがディスク上に落ちる事故を完全に防止することはできないという課題がある。
【０００７】
本発明の目的は、ボイスコイルモータのようなコイルを有する駆動源を高精度に駆動制御することができる駆動制御用半導体集積回路を提供することにある。
本発明の他の目的は、ボイスコイルモータのようなコイルを有する駆動源の駆動制御用半導体集積回路を安価に提供できるようにすることにある。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、磁気ディスク記憶装置において、磁気ヘッドをディスク上へ移動させる際に安全にヘッドを移動させることができるボイスコイルモータの駆動制御技術を提供することにある。
本発明の上記ならびにそのほかの目的と特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、コイルに電流を流すコイル駆動回路と、前記コイルと直列に接続された抵抗の端子間電圧に基づいて前記コイルに流れる電流を検出する電流検出回路と、前記コイルに電流を流すべき電流指令値をアナログ信号に変換するＡＤ変換回路と、前記電流検出回路の出力と前記ＡＤ変換回路の出力に基づいて前記駆動回路を駆動制御するための信号を生成する電圧入力−電流出力型の増幅回路とを備えた駆動制御回路において、上記ＡＤ変換回路に所定の電流指令値を与えて上記コイルの端子に所定の電圧を印加しかつコイルに電流が流れないようにした状態で、上記電流検出回路の出力と前記ＡＤ変換回路の出力に基づいて、前記電流検出回路の出力のずれを判定し、該判定結果に基づいて前記電流検出回路の電流値もしくは抵抗値を調整して制御系のオフセットをキャンセルするように構成したものである。
【００１０】
上記した手段によれば、制御系の有するオフセットがキャンセルされるため、コイルを有する駆動源を高精度に駆動制御することができるとともに、駆動制御回路をシステムに組み込んだ状態でオフセットのキャリブレーションを行なうことができるため、製造工程のプローブ検査の段階でトリミングによるオフセット調整を行う必要がないのでコストの低減が可能になる。
【００１１】
しかも、本発明を適用した場合には、システム組み立て後に使用するコイルの特性やボンディングのアンバランス等によって制御系のオフセットがチップ単体の場合からずれたとしても、そのずれを含んだ状態でオフセットのキャリブレーションを行なうため、プローブ検査の段階でのトリミングによるオフセット調整よりも精度の高い調整が行なえる。そのため、本発明を磁気ディスク記憶装置のボイスコイルモータの駆動制御に適用した場合には、磁気ヘッドをディスク上へ移動させる際にヘッドがディスク上に落ちる事故を防止し安全にヘッドを移動させることができるようになる。
【発明の効果】
【００１２】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
すなわち、本発明に従うと、ボイスコイルモータのようなコイルを有する駆動源を高精度に駆動制御することができる駆動制御用半導体集積回路を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施態様を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明を適用した磁気ディスク記憶装置におけるボイスコイルモータおよびスピンドルモータの駆動制御系の概略構成を示す。
図１に示されているように、この実施例の磁気ディスク記憶装置は、磁気ディスク３００と、該磁気ディスク３００を高速回転駆動させるスピンドルモータ３１０と、磁気ディスク３００上の記憶トラックに対して情報のリード／ライトを行なう磁気ヘッドＨＤを先端に有するアーム３２０と、このアームを介して磁気ヘッドＨＤを上記磁気ディスク３００上にて移動させるボイスコイルモータ３４０、このボイスコイルモータ３４０を駆動する半導体集積回路化されたモータ駆動回路１００、磁気ヘッドＨＤを駆動して磁気ディスク３００に対する書込みを行なったり読出し信号に基づいて位置情報を検出したりする信号処理回路２３０、磁気ディスク記憶装置全体の動作を制御するとともにヘッドの位置指令情報（トラック位置）出力するコントローラ２６０、該コントローラ２６０からの位置指令情報と上記信号処理回路２３０が検出した位置情報（サーボ信号）に基づいてその差に応じた値を駆動電流指令値として上記モータ駆動回路１００に送る補償器２８０、などを有する。３５０は、磁気ディスク３００の外側に配置されディスク回転停止時にアーム３２０を支持するランプである。
【００１４】
上記コントローラ２６０はマイクロコンピュータ（ＭＣ）などで構成される。この場合、補償器２８０の機能もコントローラ２６０に取り込むことができる。上記補償器２８０から出力された駆動電流指令値は、上記モータ駆動回路１００へ送られ、ボイスコイルモータ３４０が駆動制御される。このモータ駆動回路１００内には、スピンドルモータドライバ１１０、ＶＣＭドライバ１２０、停電発生時にＶＣＭドライバ１２０を制御してヘッドをランプ３５０へ退避させるリトラクト制御回路１３０、電源電圧を昇圧するブースト回路１４０が設けられている。
【００１５】
さらに、このモータ駆動回路１００には、補償器２８０から供給されるデジタルデータ形式の駆動電流指令値をアナログ形式の駆動電流指令値に変換するＤ／Ａ変換器１５０と、補償器２８０からシリアルに供給される駆動電流指令値を受けてパラレルデータに変換してＤ／Ａ変換器１５０に入力するシリアルＩ／Ｏ（入出力ポート）１６０、上記コントローラ２６０から該シリアルＩ／Ｏ１６０へ供給されたコマンドに応じてモータ駆動回路１００内の各回路を順次動作させる制御信号を生成するシーケンサ１７０、停電発生を検出する電源モニタ回路１８０などが設けられている。
【００１６】
図２は、上記ＶＣＭドライバ１２０の一実施例とこれを含むボイスコイルモータの駆動制御系の構成例を示す。図２に示されているように、この実施例のボイスコイルモータの駆動制御系においては、ボイスコイルモータ３４０のコイルＬvcmと直列にコイルに流れる電流を電圧に変換するセンス抵抗Ｒsnsが設けられている。
【００１７】
ＶＣＭドライバ回路１２０は、コイルＬvcmに電流を流すコイル駆動アンプ１２１，１２２と、上記センス抵抗Ｒsnsの両端子の電圧が抵抗Ｒ１３，Ｒ１５を介して入力され抵抗Ｒsnsの端子間電圧を増幅することでコイルの電流を検出する電流センス用アンプ１２３と、Ｄ／Ａ変換器１５０の出力電流を電圧に変換しかつ２．２５Ｖのような出力中心電位Ｖｃを基準にした電圧を出力するＩ-Ｖアンプ１２４と、該Ｉ-Ｖアンプ１２４と上記電流センス用アンプ１２３の出力とを入力とする電圧入力−電流出力型の差動増幅回路（以下、Ｇｍアンプと称する）１２５と、該Ｇｍアンプ１２５の出力をインピーダンス変換して前記コイル駆動アンプ１２１，１２２に与えるボルテージフォロワからなるバッファアンプ１２６と、該電流制御ループの位相補償を行なう位相補償回路１２７とにより構成されている。
【００１８】
コイル駆動アンプ１２１，１２２と電流センス用アンプ１２３の一方の入力端子には、それぞれ抵抗Ｒ７，Ｒ９，Ｒ１４を介して１．６５Ｖのような入力中心電位となる基準電圧Ｖrefが印加され、該基準電圧Ｖrefと各入力電圧との電位差に応じた電圧を出力する。そして、コイル駆動アンプ１２１，１２２は、２．２５Ｖを基準に一方の出力を２．２５Ｖよりも高くし他方の出力を２．２５Ｖよりも低くすることで、コイルＬvcmに双方向の電流を流すことができるように構成されており、駆動電流の流れる向きに応じて磁気ヘッドはディクスの内側方向または外側方向のいずれかに任意の方向に移動されるようになっている。
【００１９】
上記アンプ１２１〜１２６は、それぞれアンプの入力抵抗や帰還抵抗、トランジスタなどの素子の定数を最適に決定することによって、利得などの回路動作特性がそれぞれ所望の特性となるように設定される。また、これらのアンプ１２１〜１２６は、スピンドルモータの逆起電圧を整流した電圧Ｖspnおよびそれを昇圧したブースタ電圧Ｖbstを電源としており、停電発生時にもアンプの動作が継続されるように構成されている。
【００２０】
さらに、この実施例のＶＣＭドライバ回路１２０においては、前記Ｇｍアンプ１２５とバッファアンプ１２６との間にＧｍアンプ１２５の出力または基準電圧Ｖrefを選択的にバッファアンプ１２６に供給する切替えスイッチＳＷ１が設けられているとともに、コイル駆動アンプ１２２がシーケンサ１７０からのオン／オフ制御信号ON/OFFによって通常動作状態または出力ハイインピーダンス状態のいずれかに設定可能に構成されている。そして、コイル駆動アンプ１２２がオン／オフ制御信号ON/OFFによって出力ハイインピーダンス状態にされるときに切替えスイッチＳＷ１が基準電圧Ｖrefを選択するように制御される。切替えスイッチＳＷ１は、コイル駆動アンプ１２１の出力端子とコイル接続端子ＶＣＭ＋との間に設けても良い。
【００２１】
出力ハイインピーダンス状態を取り得るつまり出力がトライステートであるコイル駆動アンプは、例えば特開２００４-８６９８２号公報の図６に示されているアンプのように、出力段として電源電圧端子と接地点との間に２個のＭＯＳトランジスタを直列に接続してなるプッシュプル型の出力段を有するものを使用し、それらのＭＯＳトランジスタのゲート端子と接地点との間にプルダウン用ＭＯＳトランジスタを設けて、これらのトランジスタを上記オン／オフ制御信号ON/OFFもしくはこれと連動した信号によってオンさせることでコイル駆動アンプ１２２の出力トランジスタを同時にオフ状態にさせることができるように構成することで実現できる。オン／オフ制御信号ON/OFFは、ヘッドをディスク上へロードする直前にコントローラ２６０から供給される所定のコマンドに基づいてシーケンサ１７０により生成される。
【００２２】
また、電流センス用アンプ１２３の一方の入力端子にはオフセット調整回路ＯＦＴが設けられているとともに、Ｇｍアンプ１２５の出力または基準電圧Ｖrefとを比較するコンパレータ１２８と該コンパレータ１２８の出力によって動作されオフセット調整回路ＯＦＴの制御信号を生成するカウンタ回路１２９が設けられている。このカウンタ回路１２９は、シーケンサ１７０からのキャリブレーション開始信号ＣＬＳにより動作を開始し、コンパレータ１２８の出力がハイレベルの期間だけカウントアップ動作してオフセット調整回路ＯＦＴの電圧を徐々に増加させて、電流センス用アンプ１２３のオフセットがゼロになるとコンパレータ１２８の出力がロウレベルに変化してカウンタ回路１２９のカウント動作が停止するように構成されている。キャリブレーション開始信号ＣＬＳは、前記オン／オフ制御信号ON/OFFと同様に、ヘッドをディスク上へロードする直前にコントローラ２６０から供給される所定のコマンドに基づいてシーケンサ１７０により生成される。
【００２３】
図３には、カウンタ回路１２９と電流センス用アンプ１２３の具体的な回路構成例が示されている。
図３に示されているように、電流センス用アンプ１２３は、差動入力トランジスタＱ１，Ｑ２を有するＧｍアンプ型の差動増幅段と、出力トランジスタＱ５および定電流源ＣＳ３からなる出力段とを備え、差動入力トランジスタＱ１，Ｑ２のソース端子に接続された定電流源ＣＳ１，ＣＳ２のうち反転入力側のトランジスタＱ１と直列に接続されている定電流源ＣＳ１と並列にオフセット調整用の電流源Ｉadj1〜Ｉadj4が設けられている。電流源Ｉadj1〜Ｉadj4は２のべき乗の重み電流を流せるように構成され、最大調整電流をＩadjmax、定電流源ＣＳ１の電流をＩ１、ＣＳ２の電流をＩ２とすると、Ｉ２≒Ｉ１＋Ｉadjmax／２となるように、Ｉ１，Ｉ２が設定されている。
【００２４】
カウンタ回路１２９は、シーケンサ１７０からのキャリブレーション開始信号ＣＬＳをデータ端子に受け所定の周期のクロック信号ＣＬＫをクロック端子に受けるＤ型フリップフロップＦＦ１と、該フリップフロップＦＦ１の後段に接続されたＤ型フリップフロップＦＦ２と、ＦＦ１の出力ＱとＦＦ２の反転出力／Ｑを入力とするＡＮＤゲートＧ１と、ゲートＧ１の出力とコンパレータ１２８の出力を入力とするＮＡＮＤゲートＧ２，Ｇ３からなるＲＳフリップフロップＦＦ３と、該フリップフロップＦＦ３の出力とクロック信号ＣＬＫを入力とするＡＮＤゲートＧ４と、４個のＤ型フリップフロップＦＦ１１〜ＦＦ１４がシリーズに接続されたカウンタ部ＣＮＴとから構成されている。
【００２５】
このカウンタ回路１２９においては、Ｄ型フリップフロップＦＦ１とＦＦ２とＡＮＤゲートＧ１とによりワンショットパルス生成回路が構成されており、キャリブレーション開始信号ＣＬＳがハイレベルに変化されるとワンショットパルスφｒが生成され、生成されたパルスφｒがフリップフロップＦＦ３とＦＦ１１〜ＦＦ１４のリセット端子にリセット信号として供給される。クロック信号ＣＬＫは、その周期がオフセット調整制御ループの遅延量すなわちクロック信号ＣＬＫによりフリップフロップＦＦ１１の出力が変化してからオフセット調整用の電流源Ｉadj1〜Ｉadj4の電流が切り替わり、Ｇｍアンプ１２５−コンパレータ１２８−フリップフロップＦＦ３の出力の変化として戻ってくるまでの応答時間よりも若干長いものが選択される。
【００２６】
次に、この実施例のカウンタ回路１２９による電流センス用アンプ１２３のオフセット調整動作を、図４のタイミングチャートを用いて説明する。
前述したように、電流センス用アンプ１２３のオフセット調整は、ヘッドをディスク上へロードする直前にコントローラ２６０から供給される所定のコマンドに基づいて開始される（図４のタイミングＴ２）。このコマンド供給の前にスピンドルモータの回転が開始される（図４のタイミングＴ１）。また、オフセット調整開始コマンドの供給と前後してＤＡ変換回路１５０には電流指令値としてＩ−Ｖアンプ１２４の出力電圧を、コイルの出力中心電位を与える定電圧Ｖｃと同じ２．２５Ｖにさせるような値がコントローラ２６０から供給される。
【００２７】
特に制限されるものでないが、本実施例では、電流指令値として"０"が与えられるとＤＡ変換回路１５０の出力が出力中心電位である２．２５Ｖとなり、電流指令値として"＋"の値が与えられるとＤＡ変換回路１５０の出力（正確にはＩ−Ｖアンプ１２４の出力）が２．２５Ｖよりも高い電圧に、また電流指令値として"−"の値が与えられるとＤＡ変換回路１５０の出力が２．２５Ｖよりも低い電圧になるように設定されている。
【００２８】
コントローラ２６０からオフセット調整開始コマンドが供給されると、シーケンサ１７０により先ずオン／オフ制御信号ON/OFFが有効レベル（例えばハイレベル）に変化された後、キャリブレーション開始信号ＣＬＳが有効レベルに変化される（図４のタイミングＴ２，Ｔ３）。すると、スイッチＳＷ１が基準電圧Ｖref側に切り替わり、コイルの出力端子ＶＣＭ＋とＶＣＭ−がそれぞれ２．２５Ｖに固定され、電流センス用アンプ１２３の差動入力端子には同一の電位が入力されるとともに、カウンタ回路１２９においてはＡＮＤゲートＧ１よりクロックＣＬＫに同期してパルスφｒが生成されてフリップフロップＦＦ３とＦＦ１１〜ＦＦ１４がリセットされる。
【００２９】
これにより、電流センス用アンプ１２３の調整用電流源Ｉadj1〜Ｉadj4の電流はゼロにされ、差動入力トランジスタＱ１の電流は定電流源ＣＳ１からの電流Ｉ１のみとされる。そのため、電流センス用アンプ１２３の出力は振幅中心の電位（ここでは２．２５Ｖ）よりも低いレベルになり、Ｇｍアンプ１２５には基準となる電圧Ｖｃよりも低い電圧が入力され、コンパレータ１２８の出力はハイレベルとなる（図４のタイミングＴ４）。また、フリップフロップＦＦ３は上記リセット動作によりゲートＧ３側の出力がハイレベルの状態にされており、コンパレータ１２８からハイレベルの信号が入ってきても出力はハイレベルを維持する。
【００３０】
この状態でクロックＣＬＫがハイ／ロウ交互に変化すると、それに応じてフリップフロップＦＦ１１〜ＦＦ１４からなるカウンタがカウントアップ動作する。そして、このカウントアップ動作に呼応して調整用電流源Ｉadj1〜Ｉadj4はその電流が段階的に上昇するように制御される。これにより、電流センス用アンプ１２３の出力は徐々に高くなり、所定の中心電位（１．６５Ｖ）に達するとＧｍアンプ１２５の出力は基準電圧Ｖref（１．６５Ｖ）と同一レベルになり、それを若干超えるとコンパレータ１２８の出力がロウレベルに変化する（図４のタイミングＴ５）。その結果、フリップフロップＦＦ３がセットされてゲートＧ３側の出力がロウレベルに変化するため、クロックＣＬＫが入ってきてもフリップフロップＦＦ１１〜ＦＦ１４からなるカウンタがカウントアップ動作を停止するとともに、直前の計数値を保持する状態に移行する。
【００３１】
以上の動作によって、電流センス用アンプ１２３にオフセットがあったとしてもそのオフセットがキャンセルされる。その後、シーケンサ１７０によりオン／オフ制御信号ON/OFFとキャリブレーション開始信号ＣＬＳがそれぞれ無効レベル（ロウレベル）に変化され、スイッチＳＷ１が基準電圧Ｖref側からＧｍアンプ１２５側に切り替えられるとともに、コイル駆動アンプ１２２が出力ハイインピーダンス状態から動作状態に移行されて、電流指令値に応じた電流がコイルに流されるようになるとともに、カウンタ回路１２９には直前の値（キャリブレーションの結果）が保持される。
【００３２】
なお、図２の実施例のボイスコイルモータ駆動制御回路においては、電流センス用アンプ１２３以外にも、ＤＡ変換回路１５０のオフセット、Ｇｍアンプ１２５のオフセットがあり、抵抗Ｒ１：Ｒ３やＲ２：Ｒ４、Ｒ１３：Ｒ１４、Ｒ１５：Ｒ１６のずれによっても制御系にオフセットが生じるが、前記実施例ではＤ／Ａ変換器１５０−ＩＶアンプ１２４−Ｇｍアンプ１２５−バッファアンプ１２６−コイル駆動アンプ１２１−電流センス用アンプ１２３の制御系を動作させてオフセットキャンセル動作を行なっているため、ＤＡ変換回路１５０等のオフセットも上記オフセットキャンセル動作によって同時にキャンセルされる。
【００３３】
ここで、厳密に考えると、コイル駆動アンプ１２１と１２２の特性ずれによってもオフセットが発生するが、前記実施例では一方のアンプ１２２を出力ハイインピーダンス状態にしてその増幅動作を停止させた状態でオフセットキャンセルを行なっているので、コイル駆動アンプ１２１と１２２によるオフセットはキャンセルできない。ただし、実施例のボイスコイルモータ駆動制御回路においては、コイル駆動アンプ１２１と１２２の前段にＧｍアンプ１２５を設けており、Ｇｍアンプ１２５はＤＣゲインが理想的な無限大に近いという特性を持つため、コイル駆動アンプ１２１と１２２によるオフセットは無視できる程度に小さくなる。従って、前記実施例のようなオフセットキャンセル動作によって、ＶＣＭコイルの駆動制御系全体のオフセットを充分に低減することができる。
【００３４】
また、実施例では、Ｇｍアンプ１２５の後段にコンパレータ１２８が設けられておりそのオフセットが問題になるように見えるが、Ｇｍアンプ１２５はＤＣゲインが理想的な無限大に近いという特性を持つため、コンパレータ１２８にオフセットがあってもその影響は小さいので、正しいキャリブレーションが行なえる。
【００３５】
本発明の実施例によると、ボイスコイルモータのようなコイルを有する駆動制御用半導体集積回路を安価に提供できる。さらに、磁気ディスク記憶装置のボイスコイルモータの駆動制御回路に適用した場合には、磁気ヘッドをディスク上へ移動させる際に安全にヘッドを移動させることができるという効果が得られる。
【００３６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施態様にもとづき具体的に説明したが、本発明は上記実施態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前記実施例では、ＶＣＭコイルの駆動制御系のオフセットを調整するため、電流センス用アンプ１２３の差動入力トランジスタＱ１に電流を流す電流源ＣＳ１と並列に複数の調整用電流源Ｉadj1〜Ｉadj4を設けているが、オフセットの調整方法はこれに限定されず、差動入力トランジスタＱ１，Ｑ２のソース端子間の抵抗Ｒｅとして複数の抵抗を設けるとともに各抵抗を接続したり切り離したりするスイッチを設けて、Ｒｅの抵抗値を可変に構成することでオフセットを調整できるようにしても良い。また、実施例では電流センス用アンプ１２３のオフセットを１６段階に調整できるようにしているが、それ以下またはそれ以上の段階に調整できるようにしても良い。
【００３７】
さらに、前記実施例においては、電流センス用アンプ１２３の出力をＤＡ変換回路１５０の出力電流を電圧に変換するアンプ１２４の出力と合成してＧｍアンプ１２５に入力させているが、Ｇｍアンプ１２５の一方の入力端子に電流センス用アンプ１２３の出力を入力し、Ｇｍアンプ１２５の他方の入力端子にアンプ１２４の出力を入力して、Ｇｍアンプを誤差アンプとして動作させるようにすることができ、この場合にも前記実施例のオフセット調整回路を適用することができる。
【００３８】
また、前記実施例においては、電流センス用アンプ１２３のオフセットキャンセル時に、コイル駆動アンプ１２１，１２２のうち１２２のみをオン／オフ制御信号ON/OFFによって出力ハイインピーダンス状態にしているが、コイル接続端子ＶＣＭ＋またはＶＣＭ−のいずかに出力中心電位を与える定電位Ｖｃを供給可能な切替えスイッチを設けるとともに、コイル駆動アンプ１２１，１２２の両方をオン／オフ制御信号ON/OFFによって出力ハイインピーダンス状態にして、コイル接続端子ＶＣＭ＋またはＶＣＭ−のいずかに定電位Ｖｃを印加してオフセットキャンセル動作を行なうように構成しても良い。
【００３９】
さらに、ＤＡ変換回路１５０またはＧｍアンプ１２５あるいは両方に専用のオフセットキャンセル回路を設け、該オフセットキャンセル回路によるキャリブレーションを先に行なってから、前記実施例のコンパレータおよびカウンタ回路によるキャリブレーションを行なうように構成することができ、それによって制御系全体のオフセットをさらに低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるハードディスク記憶装置のボイスコイルモータを駆動制御する回路に適用した場合について説明したが、本発明にそれに限定されるものでなく、スピンドルモータやソレノイドなどコイルに電流を流して磁石を移動させる駆動装置を駆動制御する回路一般に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る磁気ディスク記憶装置におけるボイスコイルモータおよびスピンドルモータの駆動制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る磁気ディスク記憶装置におけるボイスコイルモータのドライバ回路の一実施例とこれを含む駆動制御系の構成例を示すブロック図である。
【図３】実施例のボイスコイルモータのドライバ回路における電流センス用アンプとカウンタ回路の具体的な回路構成例を示す回路図である。
【図４】実施例のボイスコイルモータのドライバ回路における電流センス用アンプのオフセットキャンセル動作時における各部の信号のタイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
Ｌvcm  ボイスコイルモータの駆動コイル
Ｒsns  電流検出用抵抗
１００  モータ駆動制御回路（ＩＣ）
１１０  スピンドルモータドライバ
１２０  ボイスコイルモータのドライバ
１２１，１２２  コイル駆動アンプ
１２３  電流センス用アンプ
１２４  電流-電圧変換用アンプ
１２５  Ｇｍアンプ
１２６  バッファアンプ
１２７  位相補償回路
１２８  コンパレータ
１２９  カウンタ回路
１３０  リトラクト制御回路
１４０  ブースト回路（昇圧回路）
１５０  ＤＡ変換回路
１６０  シリアル入出力ポート
１７０  シーケンサ
１８０  電源モニタ回路（停電監視回路）
２１０，２２０  出力アンプ
３００  磁気ディスク
３１０  スピンドルモータ
３２０  ヘッド保持用アーム
３３０  キャリッジ
３４０  ボイスコイルモータ
３５０  ヘッド退避位置（ランプ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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