(57)【要約】【課題】シリアル転送の周波数を上げることなく、磁気ディスクを駆動させるボイスコイルモータの電流出力の分解能を向上させる。【解決手段】ドライバ１６に、ボイスコイルモータ１７の電流量のうち、回転に同期した成分を格納するメモリ１６３の機能を持たせたことにより、ＣＰＵ１５がドライバ１６に対して出力するボイスコイルモータ１７の電流量ＯＬのダイナミックレンジを下げる。これにより、ドライバ１６より出力されるボイスコイルモータ１７を駆動するための電流出力ＶＩの高分解能化が可能となり、位置決め精度の向上を図ることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスクの起動時に該磁気ディスクのヘッドを操作するボイスコイルモータを駆動するドライバ内の増幅器のゲインを大きくし、前記ボイスコイルモータを駆動する前記ドライバの出力電流のダイナミックレンジを拡大した分の分解能を粗くしてトラッキングを行い、その際のボイスコイルモータの操作量から偏心に追従するための電流量を演算してメモリに格納するとともに、前記電流量の演算後は前記増幅器のゲインを下げて該メモリに格納された電流量を、前記増幅器から出力される電流量に加算し、該加算した電流量に基づく電流出力で前記ボイスコイルモータを駆動したことを特徴とするボイスコイルモータの駆動方法。
【請求項２】
磁気ディスクのヘッドを操作するボイスコイルモータと、
前記磁気ディスクから出力される位置情報に基づき、前記ボイスコイルモータを駆動するドライバへの電流量を出力する演算処理部と、
前記磁気ディスクの回転に同期した別の電流量を生成し格納する手段と、
前記演算処理部から出力される電流量に、所定のタイミングで読み出された前記別の電流量を加算する手段と、
前記加算手段で生成された出力電流に基づき、前記ボイスコイルモータを駆動する手段とを具備したことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
少なくとも前記加算手段および前記格納部をＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）で構成したことを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
前記磁気ディスクを複数枚備え、磁気ディスク毎の偏心量を予めメモリに記憶しておき、アクセスする前記磁気ディスクあるいは前記ヘッドが変わる毎に、対応するメモリへ切り換えることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特にハードディスクドライブ等の磁気ディスク装置に適用し、シリアル転送の周波数を上げずにボイスコイルモータの電流出力分解能を向上させるボイスコイルモータの駆動方法および磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のボイスコイルモータへの電流出力方法としては、予め一定の電流をボイスコイルモータへ流しておき、機械的なオフセットを補正する方法が知られている。（例えば、特許文献１）
【０００３】
また、メディア上に記録される位置情報の偏心の影響を抑える方法として、位置情報から偏心成分を検出して制御電流量を算出し、フィードフォワード制御を行い目標位置に対する追従性を上げるという技術が提案されている。（特許文献２）
【０００４】
【特許文献１】
特許第２５６９８７０号公報（第１頁、第１図）
【特許文献２】
特開平１１−３９８１４号公報（第５〜８頁、図１，２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ボイスコイルモータの出力電流の分解能ＩＲは、出力電流のダイナミックレンジをＩＤ、ＣＰＵからドライバＩＣへ送るデータのビット数をＢとすると、ＩＲ＝ＩＤ／２Ｂで表さる。この場合のボイスコイルモータ電流のダイナミックレンジＩＤを３０ｍＡ、データのビット数Ｂを１０とし、このときの電流分解能を計算すると、電流分解能ＩＲは３０μＡとなる。実際には図４のように、位置誤差外乱を補正するのに必要な電流に対し、オフセット電流が大きい。このオフセット電流は、フレキシブル配線基板の反力など機械的な要因により生じる。そこで、この特許文献１のように、予めオフセットを補正するための電流をボイスコイルモータへ流しておけば、ダイナミックレンジを下げることができ、高分解能化（位置決め精度の向上）を図ることができる。例えば、２０ｍＡのオフセット電流を予めボイスコイルモータへ流せば、ダイナミックレンジＩＤは１０ｍＡとなり、同じデータ量で電流分解能ＩＲを１０μＡまで下げることができる。
【０００６】
しかしながら、予め位置情報を記録したメディアをドライブに組み込む単板サーボライト方式では、メディアとハブのがたにより位置情報に偏心が生じ図５に示すように正弦波上の出力電流となる。このように、偏心に追従するための電流変動がオフセット電流より大きい場合は、特許文献１の方法ではダイナミックレンジを下げることはできない、という問題がある。
【０００７】
また、特許文献２の技術は、偏心に対する追従性を上げることができるがフィードフォワード制御により偏心を見かけ上なくすことができるが、編心情報のＣＰＵ内のメモリから転送するときのダイナミックレンジが大きいため分解能を上げることはできない。
【０００８】
この発明は、位置情報（サーボトラック）に偏心がある場合でも、ＣＰＵからドライバへのデータ転送量（シリアル転送の周波数）を増やすことなく、ボイスコイルモータ出力電流の高分解能化を図ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、この発明のボイスコイルモータの駆動方法は、磁気ディスクの起動時に該磁気ディスクのヘッドを操作するボイスコイルモータを駆動するドライバ内の増幅器のゲインを大きくし、前記ボイスコイルモータを駆動する前記ドライバの出力電流のダイナミックレンジを拡大した分の分解能を粗くしてトラッキングを行い、その際のボイスコイルモータの操作量から偏心に追従するための電流量を演算してメモリに格納するとともに、前記電流量の演算後は前記増幅器のゲインを下げて該メモリに格納された電流量を、前記増幅器から出力される電流量に加算し、該加算した電流量に基づく電流出力で前記ボイスコイルモータを駆動したことを特徴とする。
【００１０】
また、この発明の磁気ディスク装置は、磁気ディスクのヘッドを操作するボイスコイルモータと、前記磁気ディスクから出力される位置情報に基づき、前記ボイスコイルモータを駆動するドライバへの電流量を出力する演算処理部と、前記磁気ディスクの回転に同期した別の電流量を生成し格納する手段と、前記演算処理部から出力される電流量に、所定のタイミングで読み出された前記別の電流量を加算する手段と、前記加算手段で生成された出力電流に基づき、前記ボイスコイルモータを駆動する手段とを具備したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、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は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）に適用したこの発明の一実施の形態について説明するための回路ブロック図である。
図１において、ＨＤＤ１００内のメディア１１上に記録された位置情報ＰＥをヘッド１２を介して読み出し、ヘッドアンプ１３に供給し、ここで所定の信号レベルまで増幅する。所定レベルに増幅されたヘッドアンプ１３から出力されるアナログ信号は、チャネルＩＣ１４に供給される。チャネルＩＣ１４ではヘッド１２から出力されるアナログ信号に含まれるノイズ除去、位置情報等の復調を行うとともに、デジタル信号に変換する。チャネルＩＣ１４の出力は、ＣＰＵ（中央演算処理部）１５へ送られる。
【００１２】
また、チャネルＩＣ１４は、位置情報ＰＥを取得する度にセクタパルスＳＰを出力しており、ドライバ１６内の同期成分出力回路１６１へ供給する。ＣＰＵ１５は、位置情報ＰＥからＨＤＤ１００内のボイスコイルモータ１７を駆動する電流量ＯＬを算出し、ドライバ１６へシリアル通信にて供給する。ドライバ１６へ供給された電流量ＯＬは、増幅器１６２により増幅され、電流量ＯＬ’を得る。
【００１３】
また、ＣＰＵ１５は、同期成分出力回路１６１内のメモリ１６３に偏心を補正するための電流量ＲＯを格納する。メモリ１６３に格納された値である電流量ＲＯは、チャネルＩＣ１４からのセクタパルスＳＰに同期して出力される。ＣＰＵ１５からの切り換え情報ＳＷに基づきドライバ１６内のスイッチ１６４がオンのときは、同期成分出力回路１６１から出力される電流量ＲＯと増幅器１６２から出力された電流量ＯＬ’とを加算器１６５で加算を行い、この結果を電圧−電流変換回路１６６に供給し、ボイスコイルモータ１７の出力電流ＶＩとして出力される。
【００１４】
次に、図２のフローチャートを参照しながら、ボイスコイルモータ１７を駆動する出力電流ＶＩについてさらに説明する。
ＨＤＤ１００起動時は、ドライバ１６内の増幅器１６２のゲインを十分大きくし、ボイスコイルモータ１７を駆動する出力電流ＶＩのダイナミックレンジを拡大した分、分解能を粗くしておき、スイッチをオフとしておく（Ｓ１）。ボイスコイルモータ１７が定常回転に到達したらヘッド１２をロードし（Ｓ２）、トラッキングさせるが、このときの出力電流の分解能は粗いため、位置決め精度は悪い（Ｓ３）。
【００１５】
ＣＰＵ１５は、このときのボイスコイルモータ１７の回転に同期した成分である、偏心に追従するための電流量ＯＬを算出し（Ｓ４）、ドライバ１６内の同期成分出力回路１６１のメモリ１６３に格納する（Ｓ５）。ここで、スイッチ１６４をオンにし、メモリ１６３に格納した値である電流量ＲＯを、チャネルＩＣ１４からのセクタパルスＳＰに合わせて出力するようにする。
【００１６】
次に、ドライバ１６内の増幅器１６３のゲインを下げ、ダイナミックレンジを下げる。これにより出力電流の分解能が上がる。ＣＰＵ１５は、ドライバ１６内のメモリ１６３に格納した、偏心に追従するための電流量ＲＯを差し引いた電流量を、ドライバ１６へシリアル転送で送る。この電流量ＲＯとメモリ１６３から出力された値の和を電圧−電流変換回路１６６へ供給し、ボイスコイルモータ１７への電流として出力される。この時点では出力電流ＶＩの分解能が高くなっているので、高精度でトラッキングが可能になる。
【００１７】
以上のように、メディアの回転に同期した成分を出力する機能をドライバＩＣ内に付加することで、位置情報（サーボトラック）に偏心がある場合でも、ＣＰＵからドライバＩＣへのデータ転送量（シリアル転送の周波数）を増やすことなく、ボイスコイルモータ出力電流の高分解能化（位置決め精度の向上）を図ることができる。
【００１８】
図３は、この発明の他の実施の形態について説明するための回路ブロック図である。図１と同一の構成部分には同一の符号を付して、ここでの説明は省略する。
この実施の形態は、ドライバ１６に増幅器１６２と電圧−電流変換回路１６６を残し、他の構成部分をＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）３１として構成した部分の構成が図１と異なる。ただし、ＣＰＵ１５とＡＳＩＣ３１の間では、シリアル通信によりボイスコイルモータ１７の電流量ＯＬが送くられ、ＡＳＩＣ３１とドライバ１６の間では、パラレル通信または高速なシリアル通信によりボイスコイルモータ１７の電流量が送られる。
【００１９】
この構成で、ドライバ１６内にメモリの機能を持たせることが困難な場合であっても、図１と同様の効果を得ることができる。さらに図３に示すように、ＡＳＩＣ３１内に演算回路３２を設置し、この演算回路３２にチャネルＩＣ１４が出力する位置情報ＰＥから回転に同期した位置情報を抽出し、自動でメモリ１６３に格納する機能を持たせた。これにより、ＣＰＵ１５の負荷を軽減することも可能になる。
【００２０】
上記した実施の形態では、メディアは１枚の装置の例を想定したが、メディアが複数枚の装置でも実現可能である。ただし、位置情報の偏心量はメディア毎に異なると予想されるので、メディア毎の偏心量をメモリへ格納しておき、アクセスするメディアあるいはヘッドが変わるたびに、対応するメモリへ切り換える必要がある。また、内周、外周等のメディアの位置で位置情報の偏心量が異なる場合は、同様に位置による偏心量をそれぞれメモリへ格納しておき、アクセス位置が変わるたびに対応するメモリを切り換えれば良い。ただしトラックごとに偏心量を学習しようとすると大容量のメモリが必要になるので、例えば内周、中周、外周の代表的なトラックをメモリに記憶しておき、それ以外のトラックをアクセスする時はメモリに記憶した値から線形補間した値を偏心補正量として出力するようにしても良い。
【００２１】
また、上記した実施の形態では、偏心に追従するための電流量の学習を起動時に行っているが、温度変化や衝撃などにより偏心量の変化が予想される場合は、定期的に学習を行い学習値を補正する必要がある。上記のようにメモリの機能を有するＩＣが別個に存在する場合は、学習する機能をそのＩＣに持たせるとＣＰＵの負荷を軽減することができる。逆に環境による偏心量の変化が小さいと予想される場合は、出荷検査の際に偏心量を学習して不揮発性のメモリに格納しておけば、偏心の学習を省くことができ起動時間の短縮を図ることができる。
【００２２】
さらに、上記した実施の形態では、メモリに格納された値をセクタパルスに合わせて出力するようにしたが、モータの回転に同期したパルスであれば代替可能であり、またモータの回転が十分安定している場合は時間で管理して（一定時間毎に）出力しても良い。また電流を正弦波と仮定して、振幅、オフセット、周期を指定し、アナログ的に補正量を出力しても良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ボイスコイルモータを駆動するドライバにメディアの回転に同期した電流量を予め格納しておくことにより、ＣＰＵがドライバへ送る電流量のダイナミックレンジを下げることができるので、その分出力電流の分解能を上げることができ、位置決め精度を上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態について説明するための回路ブロック図。
【図２】図１の動作に
【図３】この発明の他の実施の形態について説明するための回路ブロック図。
【図４】従来の偏心がある場合の、従来のボイスコイルモータ電流出力例に説明するための説明図。
【図５】従来の偏心がない場合の、従来のボイスコイルモータ電流出力例に説明するための説明図。
【符号の説明】
１００…ＨＤＤ
１１…メディア
１２…ヘッド
１３…ヘッドアンプ
１４…チャネルＩＣ
１５…ＣＰＵ
１６…ドライバ
１６１…同期成分出力回路
１６２…増幅器
１６３…メモリ
１６４…スイッチ
１６５…加算器
１６６…電圧−電流変換回路
１７…ボイスコイルモータ
３１…ＡＳＩＣ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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