(57)【要約】【課題】ボイスコイルモータの逆起電圧を検出するためのキャリブレーションの精度を改善する。【解決手段】検出抵抗Ｒｓは、ＶＣＭ１と直列に接続される。第１増幅器ＡＭＰ１は、検出抵抗Ｒｓの両端に発生する検出電圧Ｖｓを増幅する。第１駆動回路１０は、第１増幅器ＡＭＰ１の出力電圧Ｖｓ１にもとづいて、ＶＣＭ１を駆動する。第２増幅器ＡＭＰ２は、第１増幅器ＡＭＰ２により増幅された検出電圧Ｖｓを、さらに増幅する。キャリブレーション回路１４は、ＶＣＭ１の回転が停止した状態において、ＶＣＭ１の両端に発生するモータ電圧Ｖｖｃｍが、第１、第２増幅器ＡＭＰ１、２により増幅された検出電圧Ｖｓ２と一致するように、少なくとも第２増幅器ＡＭＰ２の増幅率ｇ２を調節する。第２駆動回路１２は、検出電圧Ｖｓ２と、モータ電圧Ｖｖｃｍとの差に応じた電圧を、逆起電圧として、ＶＣＭ１の回転を制御する。【選択図】図２
2008034010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイスコイルモータに発生する逆起電圧を検出し、少なくとも当該逆起電圧にもとづいて、前記ボイスコイルモータを駆動する制御回路であって、
前記ボイスコイルモータと直列に接続された検出抵抗と、
前記検出抵抗の両端に発生する検出電圧を増幅する第１増幅器と、
前記第１増幅器の出力電圧にもとづいて、前記ボイスコイルモータを駆動する第１駆動回路と、
前記第１増幅器により増幅された前記検出電圧を、さらに増幅する第２増幅器と、
前記ボイスコイルモータの回転が停止した状態において、前記ボイスコイルモータの両端に発生するモータ電圧が、前記第１、第２増幅器により増幅された前記検出電圧と一致するように、少なくとも前記第２増幅器の増幅率を調節するキャリブレーション回路と、
前記第１、第２増幅器により増幅された前記検出電圧と、前記ボイスコイルモータの両端に発生する前記モータ電圧との差に応じた電圧を、前記逆起電圧として、前記ボイスコイルモータの回転を制御する第２駆動回路と、
を備え、
前記第１駆動回路による駆動と、前記第２駆動回路による駆動とを、動作モードに応じて切り換えることを特徴とする制御回路。
【請求項２】
前記キャリブレーション回路は、
前記第２増幅器の増幅率をスイープさせる利得制御部と、
前記ボイスコイルモータの両端に発生するモータ電圧に応じた電圧が、前記第１、第２増幅器により増幅された前記検出電圧に応じた電圧と等しくなったことを検出するコンパレータと、
を含み、
前記利得制御部は、前記コンパレータにより２つの電圧が等しくなったことが検出されると、前記第２増幅器の増幅率を固定することを特徴とする請求項１に記載の制御回路。
【請求項３】
前記第１、第２増幅器により増幅された前記検出電圧を、所定の基準電圧を基準として増幅する第３増幅器をさらに備え、
前記コンパレータは、前記第３増幅器から出力される電圧を、前記所定の基準電圧と比較し、
前記利得制御部は、前記コンパレータの出力が変化した時点で、前記第２増幅器の増幅率を固定することを特徴とする請求項２に記載の制御回路。
【請求項４】
前記第１、第２増幅器により増幅された前記検出電圧を、所定の第１基準電圧を基準として増幅する第３増幅器をさらに備え、
前記コンパレータは、前記第３増幅器から出力される電圧を、所定の第２基準電圧と比較し、
前記利得制御部は、前記コンパレータの出力が変化した時点で、前記第２増幅器の増幅率を固定し、
前記第３増幅器で使用される前記第１基準電圧および前記コンパレータで使用される前記第２基準電圧の少なくとも一方が調節可能に構成されることを特徴とする請求項２に記載の制御回路。
【請求項５】
前記第１増幅器は、
前記検出抵抗の一端の電圧を、前記検出抵抗の他端の電圧および所定の基準電圧を分圧した電圧を基準として増幅する第１演算増幅器を含み、
前記第２増幅器は、
前記第１演算増幅器の出力電圧および前記基準電圧を分圧した電圧を、前記基準電圧を基準として増幅する第２演算増幅器を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御回路。
【請求項６】
前記第１増幅器は、
前記第１演算増幅器の反転入力端子と前記検出抵抗の一端の間に設けられた第１入力抵抗と、
前記第１演算増幅器の反転入力端子とその出力端子の間に設けられた第１帰還抵抗と、
前記第１演算増幅器の非反転入力端子と前記検出抵抗の他端の間に設けられた第２入力抵抗と、
前記第１演算増幅器の非反転入力端子と前記基準電圧が現れる端子の間に設けられた第３入力抵抗と、
を含む反転増幅回路であり、
前記第２増幅器は、
前記第２演算増幅器の非反転入力端子と前記第１演算増幅器の出力端子の間に設けられた第４入力抵抗と、
前記第２演算増幅器の非反転入力端子と前記検出抵抗の他端の間に設けられた第５入力抵抗と、
前記第２演算増幅器の反転入力端子と前記基準電圧が現れる端子の間に設けられた第６入力抵抗と、
前記第２演算増幅器の反転入力端子とその出力端子の間に設けられた第２帰還抵抗と、
を含む非反転増幅回路であることを特徴とする請求項５に記載の制御回路。
【請求項７】
前記第４、第５、第６入力抵抗および前記第２帰還抵抗は、可変抵抗として構成され、
前記キャリブレーション回路は、前記第４、第５、第６入力抵抗および前記第２帰還抵抗の少なくともひとつの抵抗値を変化させることにより、前記第２増幅器の増幅率を調節することを特徴とする請求項６に記載の制御回路。
【請求項８】
前記キャリブレーション回路は、
前記第４入力抵抗および前記第６入力抵抗の抵抗値を第１抵抗値に設定し、
前記第５入力抵抗および前記第２帰還抵抗の抵抗値は第２抵抗値に設定し、
前記第１、第２抵抗値の少なくとも一方を変化させることを特徴とする請求項７に記載の制御回路。
【請求項９】
ボイスコイルモータに発生する逆起電圧を検出し、少なくとも当該逆起電圧にもとづいて、前記ボイスコイルモータを駆動する制御回路であって、
前記ボイスコイルモータと直列に接続された検出抵抗と、
前記検出抵抗の両端に発生する検出電圧を増幅する第１増幅器と、
前記第１増幅器により増幅された前記検出電圧を、さらに増幅する第２増幅器と、
前記ボイスコイルモータの回転が停止した状態において、前記ボイスコイルモータの両端に発生するモータ電圧が、前記第１、第２増幅器により増幅された前記検出電圧と一致するように、少なくとも前記第２増幅器の増幅率を調節するキャリブレーション回路と、
前記第１、第２増幅器により増幅された前記検出電圧と、前記ボイスコイルモータの両端に発生する前記モータ電圧との差に応じた電圧を、前記逆起電圧として、前記ボイスコイルモータの回転を制御する駆動回路と、
を備えることを特徴とする制御回路。
【請求項１０】
一つの半導体基板上に一体集積化されたことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の制御回路。
【請求項１１】
ディスクから情報を読み出すためのヘッドと、
前記ヘッドの位置を移動させるためのボイスコイルモータと、
前記ボイスコイルモータを駆動する請求項１から９のいずれかに記載の制御回路と、
を備えることを特徴とするディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイスコイルモータの駆動技術に関し、特にその逆起電圧を検出して速度制御を行う駆動技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置などにおいて、ヘッドを駆動するためにボイスコイルモータが用いられる。ボイスコイルモータを駆動する駆動回路は、ボイスコイルモータの回転を制御するために、ボイスコイルモータに発生する逆起電圧を検出し、速度フィードバックを行う。
【０００３】
特許文献１は、逆起電圧にもとづく速度フィードバックに際し、ボイスコイルモータの抵抗値が変動すると、正しく速度フィードバック制御が行えなくなるという課題を指摘する。特許文献１の技術は、この課題を解決するために、抵抗値の変動をキャリブレーションする技術を開示する。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１６３９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、キャリブレーション動作を、デジタル信号処理を用いて行うものである。本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのひとつの目的は、特許文献１とは異なるアプローチにより、正確にキャリブレーション可能なボイスコイルモータの制御回路の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様によれば、ボイスコイルモータに発生する逆起電圧を検出し、少なくとも当該逆起電圧にもとづいて、ボイスコイルモータを駆動する制御回路が提供される。この制御回路は、ボイスコイルモータと直列に接続された検出抵抗と、検出抵抗の両端に発生する検出電圧を増幅する第１増幅器と、第１増幅器の出力電圧にもとづいて、ボイスコイルモータを駆動する第１駆動回路と、第１増幅器により増幅された検出電圧を、さらに増幅する第２増幅器と、ボイスコイルモータの回転が停止した状態において、ボイスコイルモータの両端に発生するモータ電圧が、第１、第２増幅器により増幅された検出電圧と一致するように、少なくとも第２増幅器の増幅率を調節するキャリブレーション回路と、第１、第２増幅器により増幅された検出電圧と、ボイスコイルモータの両端に発生するモータ電圧との差に応じた電圧を、逆起電圧として、ボイスコイルモータの回転を制御する第２駆動回路と、を備える。第１駆動回路による駆動と、第２駆動回路による駆動とを、動作モードに応じて切り換える。
【０００７】
第１の動作モードにおいては、ボイスコイルモータに流れる電流に比例した検出電圧が生成され、これが第１増幅器によって増幅され、ボイスコイルモータが駆動される。第２の動作モードにおいては、キャリブレーションによってボイスコイルモータの内部抵抗に発生する電圧効果を、検出抵抗に現れる検出電圧を利用してキャンセルすることにより、逆起電圧成分のみが抽出されて、ボイスコイルモータが駆動される。
この態様によれば、逆起電圧を生成する際に、検出電圧は、第１駆動回路に検出電圧を供給するための第１増幅器と、第２増幅器の少なくとも２段の増幅器を介して増幅される。したがって、この態様では、第２増幅器の増幅率を、１段で増幅する場合に比べて低く設定することができ、増幅率の誤差を抑制することができ、正確なキャリブレーションが実現できる。
【０００８】
キャリブレーション回路は、第２増幅器の増幅率をスイープさせる利得制御部と、ボイスコイルモータの両端に発生するモータ電圧に応じた電圧が、第１、第２増幅器により増幅された検出電圧に応じた電圧と等しくなったことを検出するコンパレータと、を含んでもよい。利得制御部は、コンパレータにより２つの電圧が等しくなったことが検出されると、第２増幅器の増幅率を固定してもよい。
【０００９】
制御回路は、第１、第２増幅器により増幅された検出電圧を、所定の基準電圧を基準として増幅する第３増幅器をさらに備えてもよい。コンパレータは、第３増幅器から出力される電圧を、基準電圧と比較し、利得制御部は、コンパレータの出力が変化した時点で、第２増幅器の増幅率を固定してもよい。
【００１０】
制御回路は、第１、第２増幅器により増幅された検出電圧を、所定の第１基準電圧を基準として増幅する第３増幅器をさらに備えてもよい。コンパレータは、第３増幅器から出力される電圧を、所定の第２基準電圧と比較し、利得制御部は、コンパレータの出力が変化した時点で、前記第２増幅器の増幅率を固定してもよい。第１基準電圧および第２基準電圧の少なくとも一方が調節可能に構成されてもよい。
第１、第２基準電圧のいずれかを変化させることにより、回路で発生するオフセット誤差をキャンセルすることができ、正確なキャリブレーションを行うことができる。
【００１１】
キャリブレーション回路は、所定の基準電圧にオフセットを与えた基準電圧を生成する可変電圧源をさらに含み、コンパレータは、第３増幅器から出力される電圧を、可変電圧源から出力される基準電圧と比較し、利得制御部は、コンパレータの出力が変化した時点で、第２増幅器の増幅率を固定してもよい。
【００１２】
第１増幅器は、検出抵抗の一端の電圧を、検出抵抗の他端の電圧および所定の基準電圧を分圧した電圧を基準として増幅する第１演算増幅器を含んでもよい。第２増幅器は、第１演算増幅器の出力電圧および基準電圧を分圧した電圧を、基準電圧を基準として増幅する第２演算増幅器を含んでもよい。
【００１３】
第１増幅器は、第１演算増幅器の反転入力端子と検出抵抗の一端の間に設けられた第１入力抵抗と、第１演算増幅器の反転入力端子とその出力端子の間に設けられた第１帰還抵抗と、第１演算増幅器の非反転入力端子と検出抵抗の他端の間に設けられた第２入力抵抗と、第１演算増幅器の非反転入力端子と基準電圧が現れる端子の間に設けられた第３入力抵抗と、を含む反転増幅回路であり、第２増幅器は、第２演算増幅器の非反転入力端子と第１演算増幅器の出力端子の間に設けられた第４入力抵抗と、第２演算増幅器の非反転入力端子と検出抵抗の他端の間に設けられた第５入力抵抗と、第２演算増幅器の反転入力端子と基準電圧が現れる端子の間に設けられた第６入力抵抗と、第２演算増幅器の反転入力端子とその出力端子の間に設けられた第２帰還抵抗と、を含む非反転増幅回路であってもよい。
【００１４】
第４、第５、第６入力抵抗および第２帰還抵抗は、可変抵抗として構成され、キャリブレーション回路は、第４、第５、第６入力抵抗および第２帰還抵抗の少なくともひとつの抵抗値を変化させることにより、第２増幅器の増幅率を調節してもよい。
【００１５】
キャリブレーション回路は、第４入力抵抗および第６入力抵抗の抵抗値を第１抵抗値に設定し、第５入力抵抗および第２帰還抵抗の抵抗値は第２抵抗値に設定し、第１、第２抵抗値の少なくとも一方を変化させてもよい。
【００１６】
本発明の別の態様によっても、ボイスコイルモータに発生する逆起電圧を検出し、少なくとも当該逆起電圧にもとづいて、ボイスコイルモータを駆動する制御回路が提供される。この制御回路は、ボイスコイルモータと直列に接続された検出抵抗と、検出抵抗の両端に発生する検出電圧を増幅する第１増幅器と、第１増幅器により増幅された検出電圧を、さらに増幅する第２増幅器と、ボイスコイルモータの回転が停止した状態において、ボイスコイルモータの両端に発生するモータ電圧が、第１、第２増幅器により増幅された検出電圧と一致するように、少なくとも第２増幅器の増幅率を調節するキャリブレーション回路と、第１、第２増幅器により増幅された検出電圧と、ボイスコイルモータの両端に発生するモータ電圧との差に応じた電圧を、逆起電圧として、ボイスコイルモータの回転を制御する駆動回路と、を備える。
【００１７】
制御回路は、一つの半導体基板上に一体集積化されてもよい。「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。制御回路を、１つのＬＳＩとして集積化することにより、回路面積を削減することができる。
【００１８】
本発明のさらに別の態様は、ディスク装置である。この装置は、ディスクから情報を読み出すためのヘッドと、ヘッドの位置を移動するためのボイスコイルモータと、ボイスコイルモータを駆動する上述のいずれかの態様の制御回路と、を備える。
この態様によれば、安定したキャリブレーションが実現されるため、ヘッドの制御を安定化することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、正確なキャリブレーションが実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２１】
図１は、実施の形態に係るモータ制御回路１００が好適に使用されるディスク装置１０００全体の構成を示すブロック図である。ディスク装置１０００は、たとえばハードディスクなどの磁気ディスク装置であって、ボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと称す）１、ヘッド２、ディスク３、スピンドルモータ４、モータ制御回路１００を備える。スピンドルモータ４は、ディスク３を回転可能に構成されており、スピンドルモータ４の回転数は、モータ制御回路１００によって制御される。また、ヘッド駆動回路５は、ヘッド２に流す電流を制御することにより、ディスク３にデータを書き込み、あるいは、ヘッド２がディスク３から受けた磁界に応じて発生する信号を検出し、ディスク３からデータを読み出す。ヘッド２は、キャリッジ６に取り付けられており、キャリッジ６が移動することにより、ディスク３上の所望の位置に移動させることができるようになっている。ＶＣＭ１は、キャリッジ６を移動させるために設けられる。
【００２２】
図２は、実施の形態に係るモータ制御回路１００の構成を示すブロック図である。モータ制御回路１００は、機能ブロックとして、検出抵抗Ｒｓ、第１増幅器ＡＭＰ１、第２増幅器ＡＭＰ２、第３増幅器ＡＭＰ３、第１駆動回路１０、第２駆動回路１２、キャリブレーション回路１４、出力段１６を備える。図２は、モータ制御回路１００の機能を説明するために簡略化されたものであり、実施の形態に係るモータ制御回路１００の機能を全て表すものではない。図２を用いた以下の説明では、ＶＣＭ１と検出抵抗Ｒｓの接続点が、仮想的な基準電圧であるとする。
【００２３】
モータ制御回路１００は、ＶＣＭ１に発生する逆起電圧ＶＢＥＭＦを検出し、リトラクション動作を行うモード（以下、リトラクションモードとよぶ）において、検出した逆起電圧ＶＢＥＭＦにもとづいて、ＶＣＭ１を駆動する。また、モータ制御回路１００は、リトラクション動作以外の動作、すなわち、通常のデータ書き込み、データ読み出し時にヘッドを移動させるモード（以下、通常モードとよぶ）において、ＶＣＭ１に流れる電流にもとづいてフィードバックを行い、ＶＣＭ１を駆動する。
【００２４】
検出抵抗Ｒｓは、ＶＣＭ１と直列に接続される。出力段１６は、ＶＣＭ１および検出抵抗Ｒｓで形成される直列回路に、駆動電流Ｉｄｒｖを供給し、ＶＣＭ１の回転を制御するブロックである。出力段１６はたとえばＨブリッジ回路などの形式のトランジスタ群を含んで構成される。
【００２５】
検出抵抗Ｒｓには、出力段１６から供給される駆動電流Ｉｄｒｖに比例した電圧降下Ｉｄｒｖ×Ｒｓ（以下、この電圧降下を、検出電圧Ｖｓとよぶ）が発生する。第１増幅器ＡＭＰ１は、検出抵抗Ｒｓの両端に発生する電圧、すなわち検出電圧Ｖｓを、第１増幅率ｇ１で増幅する。通常モードにおいて、第１駆動回路１０は、第１増幅器ＡＭＰ１の出力電圧（以下、検出電圧Ｖｓ１と記す）にもとづいてＶＣＭ１を駆動する。たとえば、第１駆動回路１０は、第１増幅器ＡＭＰ１の出力電圧Ｖｓ１が、ＶＣＭ１のトルクを指示する電圧と一致するように、フィードバックによって、出力段１６の内部のトランジスタのオンの程度を調節し、駆動電流Ｉｄｒｖを制御する。第１駆動回路１０および出力段１６の詳細な構成については、公知技術を用いればよいため説明を省略する。第１増幅器ＡＭＰ１の増幅率ｇ１は、駆動電流Ｉｄｒｖの大きさや、検出抵抗Ｒｓの抵抗値に応じて設定される。第１増幅器ＡＭＰ１の増幅率ｇ１は、数倍から数十倍、たとえば５倍程度に設定される。
【００２６】
第２増幅器ＡＭＰ２は、第１増幅器ＡＭＰ１により増幅された検出電圧Ｖｓ、すなわち電圧Ｖｓ１を、さらに第２増幅率ｇ２にて増幅する。第２増幅器ＡＭＰ２は、可変利得増幅器であって、第２増幅率ｇ２は調節可能に構成される。以下、第２増幅器ＡＭＰ２から出力される電圧を、Ｖｓ２と記す。図２においては、
Ｖｓ１＝ｇ１×Ｖｓ  …（１ａ）
Ｖｓ２＝ｇ２×Ｖｓ１＝ｇ１×ｇ２×Ｉｄｒｖ×Ｒｓ  …（１ｂ）
が成り立っている。
【００２７】
図２において、第３増幅器ＡＭＰ３は、増幅器若しくはコンパレータとしての機能を表しており、いずれかの機能に限定して解釈すべきものではない。
第２駆動回路１２に対して、第３増幅器ＡＭＰ３は２つの入力電圧の差を増幅する増幅器として機能する。第３増幅器ＡＭＰ３の一方の入力端子には、電圧Ｖｓ２が入力され、他方の入力端子には、モータ電圧Ｖｖｃｍが入力されている。第３増幅器ＡＭＰ３の増幅率をｇ３とするとき、その出力電圧は、
Ｖｘ１＝ｇ３×（Ｖｓ２−Ｖｖｃｍ）  …（２）
と表される。
【００２８】
ここで、モータ電圧Ｖｖｃｍは、内部抵抗Ｒａおよび内部コイルＬ１に発生する電圧降下の和で与えられる。内部コイルＬ１に発生する電圧を、逆起電圧Ｖｂｅｍｆと書くと、
Ｖｖｃｍ＝Ｉｄｒｖ×Ｒａ＋Ｖｂｅｍｆ  …（３）
で与えられる。式（２）に、式（１ｂ）、（３）を代入すると、
Ｖｘ１＝ｇ３×（ｇ１×ｇ２×Ｉｄｒｖ×Ｒｓ−Ｉｄｒｖ×Ｒａ−Ｖｂｅｍｆ）
…（４）
を得る。後述のキャリブレーションにより、式（４）の右辺の第１項（ｇ１×ｇ２×Ｉｄｒｖ×Ｒｓ）と第２項（Ｉｄｒｖ×Ｒａ）がキャンセルするように、第２増幅器ＡＭＰ２の増幅率ｇ２が調節される。したがって、キャリブレーションがなされた状態においては、
Ｖｘ１＝−Ｖｂｅｍｆ×ｇ３  …（５）
が成り立ち、第３増幅器ＡＭＰ３によって、ＶＣＭ１に発生する逆起電圧Ｖｂｅｍｆに比例した電圧が生成される。
【００２９】
第２駆動回路１２は、リトラクションモードにおいて、第３増幅器ＡＭＰ３から出力される電圧Ｖｘ１、すなわち、逆起電圧Ｖｂｅｍｆに応じた電圧にもとづいて、出力段１６の内部のトランジスタのオンの程度を調節し、ＶＣＭ１に流れる駆動電流Ｉｄｒｖを制御する。すなわち、第２駆動回路１２は、第１増幅器ＡＭＰ１、第２増幅器ＡＭＰ２により増幅された検出電圧Ｖｓ２と、ＶＣＭ１の両端に発生するモータ電圧Ｖｖｃｍとの差に応じた電圧を、逆起電圧として、ＶＣＭ１の回転を制御する。
【００３０】
次に、キャリブレーション動作について説明する。キャリブレーション回路１４は、ＶＣＭ１の回転が停止した状態において、ＶＣＭ１の両端に発生するモータ電圧Ｖｖｃｍが、第１増幅器ＡＭＰ１および第２増幅器ＡＭＰ２によって増幅された検出電圧Ｖｓ、すなわち、電圧Ｖｓ２と一致するように、少なくとも第２増幅器ＡＭＰ２の増幅率ｇ２を調節する。
【００３１】
ＶＣＭ１の回転が停止した状態では、ＶＣＭ１の内部コイルＬ１に発生する逆起電圧Ｖｂｅｍｆは０となるため、モータ電圧Ｖｖｃｍは、内部抵抗Ｒａに生ずる電圧降下Ｉｄｒｖ×Ｒａと等しくなる。すなわち、キャリブレーション回路１４は、電圧Ｖｓ２が、電圧降下Ｉｄｒｖ×Ｒａと等しくなるように、第２増幅器ＡＭＰ２の増幅率ｇ２を調節する。このキャリブレーション処理の結果、
Ｉｄｒｖ×Ｒａ＝ｇ１×ｇ２×Ｉｄｒｖ×Ｒｓ
すなわち、
Ｒａ＝ｇ１×ｇ２×Ｒｓ
が成り立つため、第３増幅器ＡＭＰ３の出力として、式（５）で表されるように、駆動電流Ｉｄｒｖに依存しない電圧Ｖｘ１を抽出することができる。検出抵抗Ｒｓと内部抵抗Ｒａの比が１００倍程度であって、第１増幅器ＡＭＰ１の増幅率ｇ１を５倍で固定した場合、第２増幅器ＡＭＰ２の増幅率は、２０倍を中心値として調節される。もし、キャリブレーション処理に、第２増幅器ＡＭＰ２のみを利用する場合、その増幅率ｇ２を１００倍を中心値として調節する必要があるが、これに対して、本実施の形態では、増幅率が低く設定される。
【００３２】
キャリブレーション回路１４に対して、第３増幅器ＡＭＰ３は、コンパレータとして機能してもよい。キャリブレーションを実行するキャリブレーション期間において、キャリブレーション回路１４は、第２増幅器ＡＭＰ２の増幅率ｇ２をスイープさせる。
増幅率ｇ２が変化することにより、第２増幅器ＡＭＰ２の出力電圧Ｖｓ２が徐々に変化し、ある時点で、Ｖｓ２＝Ｖｖｃｍが成り立つ。この時点で、コンパレータとして機能する第３増幅器ＡＭＰ３の出力は、レベル変化を起こすため、キャリブレーション回路１４は、
Ｉｄｒｖ×Ｒａ＝ｇ１×ｇ２×Ｉｄｒｖ×Ｒｓ
を成立させる増幅率ｇ２を検出することができる。
【００３３】
なお、キャリブレーション処理は、増幅回路としての第３増幅器ＡＭＰ３の出力電圧Ｖｘ１にもとづいて行ってもよい。この場合、キャリブレーション回路１４は、第３増幅器ＡＭＰ３の出力電圧Ｖｘ１をモニタし、Ｖｘ１＝０となるポイントを検出すればよい。なぜなら、式（４）において、Ｖｂｅｍｆ＝０のとき、Ｖｘ１＝０は、
Ｉｄｒｖ×Ｒａ＝ｇ１×ｇ２×Ｉｄｒｖ×Ｒｓ
を意味するからである。別の実施の形態の回路では、０Ｖではなく、別の基準電圧と比較されてもよいことは、当業者には容易に理解される。
【００３４】
以上、図２のブロック図をもとに、本実施の形態に係るモータ制御回路１００の構成および動作について説明した。
本実施の形態に係るモータ制御回路１００によれば、ＶＣＭ１に発生する逆起電圧Ｖｂｅｍｆに応じた電圧Ｖｘ１を好適に生成することができ、リトラクションモードにおいて、逆起電圧Ｖｂｅｍｆに応じたＶＣＭ１の駆動を実現できる。
【００３５】
さらに、本実施の形態では、第１増幅器ＡＭＰ１および第２増幅器ＡＭＰ２の少なくとも２段の増幅器を介して、検出抵抗Ｒｓに発生する検出電圧Ｖｓを増幅し、キャリブレーション処理に利用することにより、以下の利点を有する。
【００３６】
一般に、増幅器の増幅率は、入力抵抗と帰還抵抗の比で決定される。したがって、増幅率が大きいと、抵抗の比が大きくなり、各抵抗の抵抗値のばらつきが、増幅率に顕著に影響を及ぼすことになる。したがって、１段の増幅器（たとえば第２増幅器ＡＭＰ２のみ）のみで検出電圧Ｖｓを増幅してキャリブレーションに利用する場合、その増幅器の増幅率を高く設定する必要があるため、増幅率に誤差が生じやすくなる。増幅率に誤差が生ずると、キャリブレーションに誤差が生じるため、逆起電圧Ｖｂｅｍｆを抽出できなくなる。
【００３７】
これに対して、本実施の形態では、２段の増幅器ＡＭＰ１、ＡＭＰ２によって検出電圧Ｖｓを増幅しているため、第２増幅器ＡＭＰ２の増幅率ｇ２を、１段で増幅する場合に比べて低く設定することができる。その結果、抵抗値のばらつきや、演算増幅器のオフセット等が、増幅率に及ぼす誤差を低減することができ、より正確なキャリブレーション処理が実現できる。
【００３８】
さらに、実施の形態では、検出電圧Ｖｓを増幅する複数の増幅器のうちの一つを、通常モードで使用する第１増幅器ＡＭＰ１と共有しているため、回路規模の増大を抑えることができる。
【００３９】
なお、図２の回路では、第１増幅器ＡＭＰ１の出力電圧Ｖｓ１を、第１駆動回路１０に供給してＶＣＭ１の駆動を行っているが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、第１増幅器ＡＭＰ１と並列に、検出抵抗Ｒｓに発生する検出電圧Ｖｓを増幅する第１増幅器ＡＭＰ１’をもう一つ設け、一方の第１増幅器ＡＭＰ１の出力を、第１駆動回路１０に入力するとともに、他方の第１増幅器ＡＭＰ１’の出力を、第２増幅器ＡＭＰ２に入力してもよい。この場合、２つの第１増幅器ＡＭＰ１、ＡＭＰ１’の増幅率を独立に設定することができるため、より正確なキャリブレーション処理と、通常モードにおける駆動を実現することができる。
【００４０】
以下、実施の形態に係るモータ制御回路１００の具体的な構成例について説明する。図３は、実施の形態に係るモータ制御回路１００の構成を示す回路図である。モータ制御回路１００は、一つの半導体基板上に、単体として、あるいはその他の機能ブロックを含む形で、機能ＩＣとして構成される。
【００４１】
第１増幅器ＡＭＰ１は、第１演算増幅器ＯＰ１、第１入力抵抗Ｒｉ１、第２入力抵抗Ｒｉ２、第３入力抵抗Ｒｉ３、第１帰還抵抗Ｒｆｂ１を含み、反転増幅回路として構成される。第１入力抵抗Ｒｉ１は、第１演算増幅器ＯＰ１の反転入力端子と検出抵抗Ｒｓの一端３０の間に設けられる。第１帰還抵抗Ｒｆｂ１は、第１演算増幅器ＯＰ１の反転入力端子とその出力端子の間に設けられる。第２入力抵抗Ｒｉ２は、第１演算増幅器ＯＰ１の非反転入力端子と検出抵抗Ｒｓの他端３１の間に設けられる。第３入力抵抗Ｒｉ３は、第１演算増幅器ＯＰ１の非反転入力端子と基準電圧Ｖｒｅｆが現れる端子３２の間に設けられる。
【００４２】
この第１増幅器ＡＭＰ１は、検出抵抗Ｒｓの一端の電圧Ｖｓａを、検出抵抗Ｒｓの他端の電圧Ｖｓｂおよび所定の基準電圧Ｖｒｅｆを分圧した電圧を基準として増幅する。第１増幅器ＡＭＰ１の増幅率は、第１入力抵抗Ｒｉ１および第１帰還抵抗Ｒｆｂ１の抵抗値の比率により設定される。
【００４３】
第２増幅器ＡＭＰ２は、第２演算増幅器ＯＰ２、第４入力抵抗Ｒｉ４、第５入力抵抗Ｒｉ５、第６入力抵抗Ｒｉ６、第２帰還抵抗Ｒｆｂ２を含み、非反転増幅回路として構成される。第４入力抵抗Ｒｉ４は、第２演算増幅器ＯＰ２の非反転入力端子と第１演算増幅器ＯＰ１の出力端子の間に設けられる。第５入力抵抗Ｒｉ５は、第２演算増幅器ＯＰ２の非反転入力端子と検出抵抗Ｒｓの他端３１の間に設けられる。第６入力抵抗Ｒｉ６は、第２演算増幅器ＯＰ２の反転入力端子と基準電圧Ｖｒｅｆが現れる端子３３の間に設けられる。第２帰還抵抗Ｒｆｂ２は、第２演算増幅器ＯＰ２の反転入力端子とその出力端子の間に設けられる。
【００４４】
この第２増幅器ＡＭＰ２は、第１演算増幅器ＡＭＰ１の出力電圧Ｖｓ１および基準電圧Ｖｒｅｆを分圧した電圧を、基準電圧Ｖｒｅｆを基準として増幅する。第２増幅器ＡＭＰ２の増幅率ｇ２は、第６入力抵抗Ｒｉ６および第２帰還抵抗Ｒｆｂ２の抵抗値の比率により設定される。第４入力抵抗Ｒｉ４、第５入力抵抗Ｒｉ５、第６入力抵抗Ｒｉ６および第２帰還抵抗Ｒｆｂ２は、可変抵抗として構成される。キャリブレーション回路１４は、第４入力抵抗Ｒｉ４、第５入力抵抗Ｒｉ５、第６入力抵抗Ｒｉ６および第２帰還抵抗Ｒｆｂ２の少なくともひとつの抵抗値を変化させることにより、第２増幅器ＡＭＰ２の増幅率ｇ２を調節する。
【００４５】
本実施の形態において、キャリブレーション回路１４は、第４入力抵抗Ｒｉ４および第６入力抵抗Ｒｉ６の抵抗値を等しく第１抵抗値Ｒｘ１に設定する。また、キャリブレーション回路１４は、第５入力抵抗Ｒｉ５および第２帰還抵抗Ｒｆｂ２の抵抗値を、等しく第２抵抗値Ｒｘ２に設定する。このとき、第２増幅器ＡＭＰ２の増幅率ｇ２は、ｇ２＝Ｒｘ２／Ｒｘ１で与えられる。キャリブレーション回路１４は、第１抵抗値Ｒｘ１および第２抵抗値Ｒｘ２の少なくとも一方を変化させ、抵抗値の比率を変化させることにより、増幅率ｇ２を調節してもよい。可変抵抗の構成は特に限定されるものではなく、たとえば、複数の抵抗を直列あるいは並列に接続した抵抗網と、各抵抗と直列あるいは並列に接続される複数のスイッチ素子を設け、スイッチ素子のオンオフによって、抵抗網のインピーダンスを変化させてもよい。この場合、キャリブレーション回路１４は、スイッチ素子のオンオフを切り換えることにより、第２増幅器ＡＭＰ２の増幅率を変化させることができる。
【００４６】
第３増幅器ＡＭＰ３は、第３演算増幅器ＯＰ３、第７入力抵抗Ｒｉ７、第８入力抵抗Ｒｉ８、第９入力抵抗Ｒｉ９、第３帰還抵抗Ｒｆｂ３を含む。
第７入力抵抗Ｒｉ７は、第２演算増幅器ＯＰ２の出力端子と、第３演算増幅器ＯＰ３の反転入力端子の間に設けられる。第８入力抵抗Ｒｉ８は、ＶＣＭ１の端子であって、検出抵抗Ｒｓとは反対側の端子３４と、第３演算増幅器ＯＰ３の非反転入力端子の間に設けられる。第９入力抵抗Ｒｉ９は、基準電圧Ｖｒｅｆが現れる端子３５と、第３演算増幅器ＯＰ３の非反転入力端子の間に設けられる。第３帰還抵抗Ｒｆｂ３は、第３演算増幅器ＯＰ３の出力端子と、その反転入力端子の間に設けられる。
【００４７】
図３の回路において、第３増幅器ＡＭＰの出力電圧Ｖｘ１は、
Ｖｘ１＝−ｇ２×（−Ｉｄｒｖ×ｇ１×ｇ２×Ｒｓ＋Ｖｖｃｍ）＋Ｖｒｅｆ
＝−ｇ２×（−Ｉｄｒｖ×ｇ１×ｇ２×Ｒｓ＋Ｉｄｒｖ×Ｒａ＋Ｖｂｅｍｆ）
＋Ｖｒｅｆ  …（６）
として与えられる。すなわち、第３増幅器ＡＭＰ３から出力される電圧Ｖｘ１は、ＶＣＭ１の両端に発生するモータ電圧Ｖｖｃｍと、第１増幅器ＡＭＰ１、第２増幅器ＡＭＰ２により増幅された検出電圧Ｖｓ２との差電圧に比例した電圧となる。
【００４８】
キャリブレーション回路１４は、コンパレータ２０と、利得制御部２２とを含む。利得制御部２２は、キャリブレーション期間において、第２増幅器ＡＭＰ２の増幅率ｇ２をスイープさせる。コンパレータ２０は、第３増幅器ＡＭＰ３の出力電圧Ｖｘ１を、基準電圧Ｖｒｅｆと比較する。利得制御部２２は、コンパレータ２０の出力信号のレベルが変化すると、増幅率ｇ２のスイープを停止し、キャリブレーション処理を完了する。
【００４９】
以上のように構成された図３のモータ制御回路１００の動作について説明する。リトラクションモードのキャリブレーション期間において、ＶＣＭ１の回転を停止させた状態で、ＶＣＭ１に駆動電流Ｉｄｒｖを流す。このとき、Ｖｂｅｍｆ＝０であるから、第３増幅器ＡＭＰ３の出力電圧Ｖｘ１は、
Ｖｘ１＝−ｇ２×（−Ｉｄｒｖ×ｇ１×ｇ２×Ｒｓ＋Ｉｄｒｖ×Ｒａ）＋Ｖｒｅｆ
…（７）
で与えられる。
【００５０】
この状態において、利得制御部２２によって増幅率ｇ２をスイープさせると、ある時点でＶｘ１＝Ｖｒｅｆ、すなわち、
−Ｉｄｒｖ×ｇ１×ｇ２×Ｒｓ＋Ｉｄｒｖ×Ｒａ＝０  …（８）
が成り立つ。このとき、Ｖｘ１がＶｒｅｆをクロスするから、コンパレータ２０の出力レベルが反転する。利得制御部２２は、コンパレータ２０の出力信号レベルが変化すると、増幅率ｇ２のスイープを停止してキャリブレーションを完了する。
【００５１】
図３のモータ制御回路１００によれば、図２において説明した回路動作および本実施の形態の効果を実現することができる。
また、第１増幅器ＡＭＰ１と第２増幅器ＡＭＰ２の構成を、図３のようにすることにより、第２増幅器ＡＭＰ２の出力電圧Ｖｓ２として、検出電圧Ｖｓに比例した電圧を好適に生成することができる。
【００５２】
ある実施の形態において、第３増幅器ＡＭＰ３で使用される基準電圧Ｖｒｅｆと、コンパレータ２０で使用される基準電圧Ｖｒｅｆの少なくとも一方を微調節してもよい。
回路が理想的な状態であれば、２つの基準電圧Ｖｒｅｆは等しいことが望ましい。ところが、現実の回路では、トランジスタや抵抗のばらつきにより、オフセット電圧が発生する。そこで、図３の回路では、オフセット電圧を補正するために、第３増幅器ＡＭＰ３の基準電圧Ｖｒｅｆを微調節する可変電圧源３６を備える。可変電圧源３６は、コンパレータ２０で使用される基準電圧Ｖｒｅｆに、オフセット電圧Ｖｏｆｓを加算した電圧を、第３演算増幅器ＯＰ３に対して出力する。
【００５３】
たとえば、オフセット電圧Ｖｏｆｓの設定は、回路の出荷前に行ってもよい。また、実動作時において、キャリブレーション期間において、第２増幅器ＡＭＰ２の増幅率ｇ２のスイープとともに、オフセット電圧Ｖｏｆｓを変化させてもよい。これによって、式（６）で与えられる第３増幅器ＡＭＰ３の出力電圧Ｖｘ１から、第２増幅器ＡＭＰ２の増幅率ｇ２の調節では除去しきれない駆動電流Ｉｄｒｖを含む成分を、より完全に除去することができる。
【００５４】
なお、図３の回路では、第３増幅器ＡＭＰ３側の基準電圧を調節する場合を説明したが、コンパレータ２０側の基準電圧を調節しても、同様の効果を得ることができる。第１、第２基準電圧のいずれかを変化させることにより、回路で発生するオフセット誤差をキャンセルすることができ、正確なキャリブレーションを行うことができる。
【００５５】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５６】
実施の形態で説明した第１増幅器ＡＭＰ１〜第３増幅器ＡＭＰ３の増幅の極性は一例であって、反転と非反転は適宜入れ替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】実施の形態に係るモータ制御回路が好適に使用されるディスク装置全体の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態に係るモータ制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態に係るモータ制御回路の構成例を具体的に示す回路図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  ＶＣＭ、  ２  ヘッド、  ３  ディスク、  ４  スピンドルモータ、  ５  ヘッド駆動回路、  ６  キャリッジ、  Ｒｓ  検出抵抗、  Ｖｓ  検出電圧、  １０  第１駆動回路、  １２  第２駆動回路、  １４  キャリブレーション回路、  １６  出力段、  ２０  コンパレータ、  ２２  利得制御部、  １００  モータ制御回路、  １０００  ディスク装置、  ＡＭＰ１  第１増幅器、  ＡＭＰ２  第２増幅器、  ＡＭＰ３  第３増幅器、  ＯＰ１  第１演算増幅器、  ＯＰ２  第２演算増幅器、  ＯＰ３  第３演算増幅器、  Ｒｉ１  第１入力抵抗、  Ｒｉ２  第２入力抵抗、  Ｒｉ３  第３入力抵抗、  Ｒｉ４  第４入力抵抗、  Ｒｉ５  第５入力抵抗、  Ｒｉ６  第６入力抵抗、  Ｒｉ７  第７入力抵抗、  Ｒｉ８  第８入力抵抗、  Ｒｉ９  第９入力抵抗、  Ｒｆｂ１  第１帰還抵抗、  Ｒｆｂ２  第２帰還抵抗、  Ｒｆｂ３  第３帰還抵抗。
【図１】
2008034010.tif 000003
【図２】
2008034010.tif 000004
【図３】
2008034010.tif 000005