(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド位置と目標の記録トラック位置との差に基づいて生成されたデジタル制御値をＤ／Ａ変換器でアナログ制御電圧に変換し、この制御電圧で、ヘッドを移動駆動するボイスコイルモータの駆動電流を制御し、上記ヘッドをトラック間移動させるシーク時には、上記Ｄ／Ａ変換器の変換利得を第１の利得に設定して上記駆動電流の振幅レンジを拡大し、上記ヘッドを目標の記録トラックに追従させるフォロイング時には、上記変換利得を上記第１の利得よりも低い第２の利得に設定して上記駆動電流の制御分解能を高めるようにしたＶＣＭ制御システムであって、
フォロイング時における上記Ｄ／Ａ変換器のオフセット値を検出する手段と、上記Ｄ／Ａ変換器のオフセットを補正する手段と、フォロイング時に上記Ｄ／Ａ変換器のオフセットを補正する値を保持する第１のレジスタと、シーク時に上記Ｄ／Ａ変換器のオフセットを補正する値を保持する第２のレジスタとを、外部から制御操作可能な状態で設けたことを特徴とするＶＣＭ制御システム。
【請求項２】
請求項１の発明において、前記デジタル制御値をアナログ制御電圧に変換する主Ｄ／Ａ変換器と、この主Ｄ／Ａ変換器の出力値に加算または減算されるアナログ変換出力を有する副Ｄ／Ａ変換器と、前記副Ｄ／Ａ変換器のデジタル入力値をステップアップまたはステップダウンするカウンタと、上記主Ｄ／Ａ変換器の変換出力値が所定の値になったか否かを検出するコンパレータとを、外部から制御操作可能な状態で設けたことを特徴とするＶＣＭ制御システム。
【請求項３】
請求項２の発明において、上記第１のレジスタと第２のレジスタに保持されている値は上記副Ｄ／Ａ変換器に供給されることを特徴とするＶＣＭ制御システム。
【請求項４】
請求項２または３の発明において、前記主Ｄ／Ａ変換器と前記副Ｄ／Ａ変換器のアナログ変換出力形式を電流にするとともに、その電流出力を電圧出力に変換するＩ／Ｖ変換器を設け、このＩ／Ｖ変換器の利得を外部からの制御操作によって切替設定させるようにしたことを特徴とするＶＣＭ制御システム。
【請求項５】
請求項４の発明において、負帰還動作させられる差動アンプを用いて前記Ｉ／Ｖ変換器を構成するとともに、その差動アンプの負帰還抵抗の接続を外部からの制御によって切替設定させることにより、高利得のＩ／Ｖ変換、低利得のＩ／Ｖ変換、および開放利得によるコンパレータの各動作モードを切替設定可能に構成したことを特徴とするＶＣＭ制御システム。
【請求項６】
ヘッド位置と目標の記録トラック位置との差に基づいて生成されたデジタル制御値をＤ／Ａ変換器でアナログ制御電圧に変換し、この制御電圧で、ヘッドを移動駆動するボイスコイルモータの駆動電流を制御するとともに、上記ヘッドをトラック間で移動させるシーク時には、上記Ｄ／Ａ変換器の変換利得を第１の利得に設定して上記駆動電流の振幅レンジを拡大し、上記ヘッドを目標の記録トラックに追従させるフォロイング時には、上記変換利得を上記第１の利得よりも低い第２の利得に設定して上記駆動電流の制御分解能を高めるようにしたＶＣＭ制御システムであって、
前記デジタル制御値をアナログ制御電圧に変換する主Ｄ／Ａ変換器と、この主Ｄ／Ａ変換器の出力値に加算または減算されるアナログ変換出力を有する副Ｄ／Ａ変換器と、フォロイング時に前記副Ｄ／Ａ変換器に入力される補正値を保持する第１レジスタと、シーク時に前記副Ｄ／Ａ変換器に入力される補正値を保持する第２レジスタとを備えたことを特徴とするＶＣＭ制御システム。
【請求項７】
請求項１〜６に記載のＶＣＭ制御システムと、該ＶＣＭ制御システムによって制御され回転駆動される磁気記憶ディスク上の記憶トラックに対して情報のリードを行なうヘッドとを備えてなることを特徴とする磁気ディスク記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイスコイルモータを制御するＶＣＭ制御システムに関し、とくに、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）で移動駆動される磁気ヘッドを、高速回転駆動されるプラッタ（磁気記録ディスク）表面の記録トラックにトレースさせることにより、情報のリード／ライトを行うＨＤＤ（ハードディスクドライバ）において、上記ＶＣＭによる磁気ヘッドのシーク動作およびフォロイング動作を最適化させるのに適した技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクドライバは、高速回転駆動されるプラッタ表面の記録トラックに磁気ヘッドをトレースさせて情報のリード／ライトを行う。磁気ヘッドはプラッタ表面に沿ってスイング動作する可動ヘッドアームの先端に設けられている。可動ヘッドアームはＶＣＭによって駆動される。ＶＣＭはハードディスクドライバ内に組み込まれたＶＣＭ制御ユニットにフレキシブルケーブルで接続されている。ＶＣＭの駆動制御およびリード／ライト信号の伝送は、そのフレキシブルケーブルを介して行われる。
ＶＣＭ制御ユニットは、磁気ヘッドを目標の記録トラック位置へ移動させるとともに、その目標の記録トラック位置に磁気ヘッドを追従させるように、上記ＶＣＭに供給する電流を制御する。このＶＣＭ駆動制御は、磁気ヘッドのリード信号から解析されるデジタル位置情報に基づいて行う。
【０００３】
すなわち、磁気ヘッドの位置と目標の記録トラックの位置との差（誤差）をデジタル検出し、この検出に基づいてＶＣＭ駆動電流の制御値を生成する。この制御値はデジタル値で生成されるので、Ｄ／Ａコンバータ（Ｄ／Ａ変換器）でアナログ制御電圧に変換する。Ｄ／Ａコンバータのアナログ変換出力が電流の場合はＩ／Ｖ（電流／電圧）変換器で電圧に変換する。この制御電圧を使ってＶＣＭ駆動電流をフィードバック制御する。ＶＣＭ駆動電流は、その駆動電流の供給ラインに直列に挿入されたセンス抵抗によって検出する。このセンス抵抗の電流検出電圧（分圧電圧）と上記アナログ制御電圧との差がゼロとなるように、上記ＶＣＭ駆動電流をフィードバック制御する。
上述したＶＣＭ駆動制御では、磁気ヘッドを目標の記録トラック位置に移動させるシーク動作をできるだけ高速で行わせる一方、磁気ヘッドを目標の記録トラック位置に追従させるフォロイング動作をできるだけ高精度に行わせることが望まれる。このためには、図４の（ａ）に示すように、シーク時とフォロイング時とでＤ／Ａ変換利得を高利得（Ｈｉ）と低利得（Ｌｏ）に切り換えるようする。
【０００４】
シーク動作を高速で行わせるには、上記Ｄ／Ａコンバータのデジタル入力値に対するアナログ出力振幅を大きくする。つまり、Ｄ／Ａ変換利得を高くすればよい。これにより、ＶＣＭ駆動電流値の振幅レンジが大きくなって、磁気ヘッドを高速移動させるための大電流をＶＣＭに供給することができる。一方、フォロイング動作を高精度に行わせるには、上記Ｄ／Ａ変換利得を低くする。この場合、ＶＣＭ駆動電流値の振幅レンジは小さくなるが、その分、駆動電流の制御分解能が高くなって、磁気ヘッドの移動を細かく制御するための高い電流制御精度を得ることができる。
【０００５】
したがって、Ｄ／Ａ変換利得をシーク動作時とフォロイング動作時とで切り換えるように構成すれば、シーク動作の高速化と、フォロイング動作の高精度化とを両立させることができる。シーク動作とフォロイング動作は、磁気ヘッドのリード信号を解析して得られるデジタル位置情報等に基づいて判別できる。この判別に基づいて上記利得の切り換えを行う。磁気ヘッドが目標のトラック位置から離れているときは、Ｄ／Ａ変換利得を高く設定することにより、磁気ヘッドを目標のトラック位置付近へ最短時間で移動させる粗い制御を行う一方、磁気ヘッドが目標の記録トラック付近に達したときは、Ｄ／Ａ変換利得を低く設定することにより、磁気ヘッドの移動を細かく精密制御する。
【０００６】
Ｄ／Ａ変換利得は、Ｄ／Ａコンバータのアナログ変換出力を伝達するアンプの利得を切り換えることで可変設定できる。アンプの利得は負帰還回路の抵抗値を切り換えることで可変操作ができる。Ｄ／Ａコンバータの変換出力が電流の場合は、その電流を電圧に変換するＩ／Ｖ変換器の利得設定抵抗値を切り換えればよい。上述したＶＣＭ制御ユニットの機能は、その大部分を半導体集積回路（ＬＳＩ）化することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した技術には、次のような問題のあることが本発明者らによってあきらかとされた。
すなわち、上述したシステムでは、ＶＣＭの駆動電流がシーク時とフォロイング時とで大きく異なり、シーク時のＶＣＭには非常に大きな駆動電流（たとえば１Ａ以上）が供給されるが、フォロイング時のＶＣＭには非常に小さな電流（たとえば数μ〜数十ｍＡ）しか供給されない。ヘッドが目標のトラック位置に正確に追従している状態では、ＶＣＭ電流がほとんどゼロになる。ＶＣＭ電流はヘッドとトラック間で位置ずれが生じたときに、その位置ずれを補正するために流れる電流なので、ヘッドが目標の記録トラック位置に静止する完全なフォロイング状態では、図４の（ａ）に示すように、理論的にゼロになるはずである。
【０００８】
しかし、実際は、完全なフォロイング状態でも、図４の（ｂ）に示すように、ＶＣＭ電流がゼロになることはなく、少ないながらも有意のオフセット電流が流れる。このオフセット電流は、ヘッドに接続しているフレキシブルケーブルの応力をフィードバック補正するために流れる。フレキシブルケーブルは十分に柔軟なものが使用されてはいるが、ヘッドに作用する応力を完全になくすことはできない。このため、完全なフォロイング状態でも、その応力によるヘッドの位置ずれを補正するために、上記オフセット電流を流し続ける必要がある。
このため、フォロイング状態のときは、上記オフセット電流に対応する制御値がデジタル生成される。この制御値はＤ／Ａコンバータでアナログ電圧に変換されて最終的にＶＣＭ駆動電流値（オフセット電流値）となるが、このとき、次のような問題を生じることが、本発明者によってあきらかにされた。
【０００９】
（１）フォロイング動作からシーク動作に移行する際は、Ｄ／Ａコンバータの変換利得が低利得から高利得に切り替えられる。このとき、低利得時に設定されていたオフセット電流値が、高利得に切り替わった瞬間にスケール拡大され、これがＶＣＭに駆動電流として供給されてしまう。つまり、高利得に切り替わった直後の制御が、Ｄ／Ａコンバータの変換レンジ（ダイナミックレンジ）の中心（ゼロ点）ではなく、そこから外れた位置を中心として開始されてしまう。このため、フォロイング動作からシーク動作への移行に際してＶＣＭ駆動電流が不連続に変化し、その変化直後の動作が不安定になってしまうという問題が生じる。この不安定な動作はその後の制御によって収束するが、余計な制御動作なので、シーク動作の遅延原因となる。シーク動作の遅延はハードディスクドライバのアクセス速度低下の原因となる。
（２）ハードディスクドライバの記録を高密度に行わせるためには磁気ヘッドの位置決め精度を高める必要がある。磁気ヘッドの位置決め精度はＤ／ＡコンバータによるＶＣＭ駆動電流の制御分解能に依存する。フォロイングを高精度に行わせるためには高分解能のＤ／Ａコンバータが必要であるが、Ｄ／Ａコンバータの分解能には限度がある。
【００１０】
この限られた分解能（ビットレンジ）を最大限に活かして高い制御精度を得るためには、上述したように、シーク時とフォロイング時とでＤ／Ａ変換利得を切り替えるとともに、シーク時およびフォロイング時共に、Ｄ／Ａコンバータの変換レンジ（ダイナミックレンジ）の中心がヘッドの位置決め中心となるようにすることが望ましい。こうすれば、ヘッドがどちらの方向にずれても、両方向共に同じダイナミックレンジで最適化された対称な制御条件で、位置決め制御を行わせることができる。
ところが、上述したオフセット電流があると、ヘッドの位置決め中心が上記ダイナミックレンジの中心から外れて、最適化された対称な制御条件が得られなくなってしまう。対称な制御条件を得ようとすると、図４の（ｃ）に示すように、制御レンジ（Ｌｏ）が狭くなってしまう。
【００１１】
上述したオフセットの影響を回避する手段として、本発明者は、補正用Ｄ／Ａコンバータを使ってオフセット電流をキャンセルさせることを検討した。すなわち、上述した制御用Ｄ／Ａコンバータとは別に補正用Ｄ／Ａコンバータを用意し、これに所定の補正値を入力させる。この補正用Ｄ／Ａコンバータのアナログ変換出力を制御用Ｄ／Ａコンバータのアナログ変換出力に加算（または減算）することにより、制御用Ｄ／Ａコンバータのダイナミックレンジの中心をヘッド位置決め中心に合わせることができる。つまり、制御用Ｄ／Ａコンバータのダイナミックレンジの中心点にて、上記オフセット電流が流れるようにすることができる。
この技術は上記オフセット電流があらかじめ一定値に定まっている場合には有効である。しかし、フレキシブルケーブルの応力等によって生じるオフセット電流は一定ではなく、装置ごとにバラツキがある。また、経時等によっても変化する。したがって、上記手段では、オフセットの影響を確実に回避することはできない。
【００１２】
（３）シーク動作はハードディスクドライバのアクセス速度を高めためにも、できるだけ高速化することが望まれる。シーク動作を高速化するにはＶＣＭ駆動電流値を大きくすればよく、このためには、ＶＣＭの電流供給路に直列に介在する電流測定用センス抵抗の値を小さくした方がよい。しかし、センス抵抗値を小さくするとオフセット電流も流れやすくなって、上記（１）と（２）の問題が一層顕著に現れるようになってしまう。
本発明は以上のような問題を鑑みてなされたものであって、その目的は、ハードディスクドライバの記録密度、アクセス速度、および信頼性の向上に有効な技術を提供することにある。また、これを達成するために、ＶＣＭによる磁気ヘッドのシーク動作およびフォロイング動作を最適化するのに適した技術を提供する。
【００１３】
さらに具体的には、磁気ヘッドを目標の記録トラック位置にフォロイングさせるときに生じるオフセットを確実にキャンセルできるようにし、Ｄ／ＡコンバータによるＶＣＭ駆動電流の制御分解能を最大限に高めることができるようにした技術を提供することを目的とする。
本発明の前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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
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説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、ヘッド位置と目標の記録トラック位置との差に基づいて生成されたデジタル制御値をＤ／Ａ変換器でアナログ制御電圧に変換し、この制御電圧で、上記ヘッドを移動駆動するボイスコイルモータの駆動電流を制御するとともに、上記ヘッドをトラック間移動させるシーク時には、上記Ｄ／Ａ変換器の変換利得を高利得に設定して上記駆動電流の振幅レンジを拡大し、上記ヘッドを目標の記録トラックに追従させるフォロイング時には、上記変換利得を低利得に設定して上記駆動電流の制御分解能を高めるようにしたＶＣＭ制御システムであって、フォロイング時における上記Ｄ／Ａ変換器のオフセット値を検出する手段と、上記Ｄ／Ａ変換器のオフセットを補正する手段とを、外部から制御操作可能な状態で設けたものである。
【００１５】
上記した手段によれば、磁気ヘッドを目標の記録トラック位置にフォロイングさせるときに生じるオフセットを外部からの制御操作下で確実にキャンセルさせることができる。これにより、Ｄ／ＡコンバータによるＶＣＭ駆動電流の制御分解能を最大限に高めることが可能になる。また、ＶＣＭによる磁気ヘッドのシーク動作およびフォロイング動作を最適化することができるようになり、ハードディスクドライバの記録密度、アクセス速度、および信頼性の向上等をはかることができる。
【００１６】
また、上記デジタル制御値をアナログ制御電圧に変換する主Ｄ／Ａ変換器と、この主Ｄ／Ａ変換器の出力値に加算または減算されるアナログ変換出力を有する副Ｄ／Ａ変換器と、上記副Ｄ／Ａ変換器のデジタル入力値をステップアップまたはステップダウンするカウンタと、上記主Ｄ／Ａ変換器の変換出力値が所定の中心値をなったか否かを検出するコンパレータとを、外部から制御操作可能な状態で設ける。これにより、カウンタやレジスタなどの小規模な回路要素でもって、上記オフセット値の検出手段およびオフセットの補正手段を外部から制御操作可能に構成することができる。
【００１７】
さらに、望ましくは、フォロイング時に上記副Ｄ／Ａ変換器に入力される補正値を保持するレジスタと、シーク時に上記副Ｄ／Ａ変換器に入力される補正値を保持するレジスタとを備えるとともに、各レジスタの保持内容を外部から制御操作できるようにする。これにより、フォロイング時とシーク時とでそれぞれに上記オフセットの補正を適切に行うことができる手段を比較的簡単に構成することができる。
【００１８】
さらに、上記主Ｄ／Ａ変換器と上記副Ｄ／Ａ変換器のアナログ変換出力形式を電流にするとともに、その電流出力を電圧出力に変換するＩ／Ｖ変換器を設け、このＩ／Ｖ変換器の利得を外部からの制御操作によって切替設定させるようにする。これにより、各Ｄ／Ａ変換器の出力を加算または減算する操作は、電流の加算または減算によって比較的簡単かつ高精度に行わせることができる。一般に、アナログ出力の加算または減算は、電圧で行うよりも、簡単で高精度を得やすい。
【００１９】
また、負帰還動作させられる差動アンプを用いて上記Ｉ／Ｖ変換器を構成するとともに、その差動アンプの負帰還抵抗の接続を外部からの制御によって切替設定させることにより、高利得のＩ／Ｖ変換、低利得のＩ／Ｖ変換、および開放利得によるコンパレータの各動作モードを切替設定できるようにする。これにより、上記３種類の動作モードを単一の回路で実現できるため、構成を大幅に簡略化させることができる。さらに、各動作モード間にて動作基準電圧などを共用できるので、動作の精度も高められる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の技術が適用されたＶＣＭ制御システムの構成をブロック図で示す。同図に示すシステムはＬＳＩ化されたＶＣＭ制御ユニット２０を有する。この制御ユニット２０は、デジタル制御回路２２、制御レジスタ２４、ＤＡＣ電流生成部２６、Ｉ／Ｖ変換部３２、ＶＣＭ駆動回路３４、電流センスアンプ３６、オフセット補正設定部３８などを有する。
【００２１】
デジタル制御回路２２はＶＣＭ制御ユニット２０内の各機能を集中的に制御する。このデジタル制御回路２２は、外部制御ユニット（コントローラ）５０から入力されるクロック（ＣＬＫ）およびイネーブル信号（ＥＮＡＢＬＥ）によって動作させられ、その外部制御ユニット５０との間でデータ（ＤＡＴＡ）の双方向シリアル通信を行う。外部制御ユニット５０は、磁気ヘッドのリード信号から解析されるデジタル位置情報に基づいて、ＶＣＭ駆動電流の制御値を生成する。この制御値はデジタルデータであって、ＶＣＭ制御ユニット２０内のデジタル制御回路２２を介して制御レジスタ２４に転送され、さらにその制御レジスタ２４からＤＡＣ電流生成部２６に入力される。
【００２２】
ＤＡＣ電流生成部２６は、ＶＣＭ制御用の主Ｄ／Ａコンバータ２８とオフセット補正用の副Ｄ／Ａコンバータ３０により構成される。主Ｄ／Ａコンバータ２６は、上記制御レジスタ２４から入力されるデジタル制御値をアナログ電流値に変換する。副Ｄ／Ａコンバータ３０はオフセットの測定および補正用であって、その変換出力値は主Ｄ／Ａコンバータ２６の変換出力値に加算（または減算）されるようになっている。
【００２３】
Ｄ／Ａコンバータ２８と３０は共に電流出力形式のものが使用されている。これは、アナログ出力の加算または減算が、電圧で行うよりも、電流で行った方が回路的に簡単で高精度を得やすいことによる。また、両Ｄ／Ａコンバータ２８，３０のＤ／Ａ変換出力を加算または減算する操作も、電流の加算または減算によって行う方が簡単で高精度に行わせることができる。
【００２４】
Ｉ／Ｖ変換器３２は、差動アンプ３３、利得設定用の負還抵抗Ｒ１，Ｒ２、およびスイッチ回路ｓ１，ｓ２などによって構成され、ＤＡＣ電流生成部２６から出力されるアナログ電流値を電圧変換する。この場合、差動アンプ３３は、アンプ入力レンジの中心レベルを基準にして動作するように、一定の基準電圧が与えられている。負還抵抗Ｒ１とＲ２は一方が相対的に高抵抗値（４Ｒ）で、他方が相対的に低抵抗値（Ｒ）にそれぞれ設定されている。スイッチ回路ｓ１，ｓ２のオン／オフ状態はデジタル制御回路２２によって制御される。デジタル制御回路２２は外部制御ユニット５０の制御下で動作する。
【００２５】
上記Ｉ／Ｖ変換器３２は、次の（１）〜（３）の動作モードを有する。
（１）高利得モード：スイッチ回路ｓ１をオン、スイッチ回路ｓ２をオフにそれぞれ設定すると、高抵抗値の負還抵抗Ｒ１（＝４Ｒ）により、高利得のＩ／Ｖ変換器として動作する。
（２）低利得モード：スイッチ回路ｓ１をオフ、ｓ２をオンにそれぞれ設定すると、低抵抗値の負還抵抗Ｒ２（＝Ｒ）により、低利得のＩ／Ｖ変換器として動作する。
（３）コンパレータ（比較器）モード：スイッチ回路ｓ１とｓ２を共にオフに設定すると、差動アンプ３３が開放利得状態となり、差動アンプ３３の入力レンジの中心レベルを比較基準とするコンパレータとして動作する。
【００２６】
Ｉ／Ｖ変換器３２から出力された制御電圧は、抵抗Ｒ３を直列に介してＶＣＭ駆動回路３４の制御入力に与えられる。ＶＣＭ駆動回路３４はＶＣＭ１６に駆動電流を供給する。この駆動電流の供給は電流検出用センス抵抗Ｒｓを直列に介して行われる。
センス抵抗Ｒｓの両端にはＶＣＭ駆動電流に応じた電流検出電圧が分圧される。この電流検出電圧はセンスアンプ３６で増幅された後、抵抗Ｒ４を直列に介してＶＣＭ駆動回路３４の制御入力側に帰還される。
ＶＣＭ駆動回路３４の制御入力には、上記制御電圧が入力されていて、この制御電圧と上記電流検出電圧の差がゼロとなるように、そのＶＣＭ駆動制御回路３４の出力電流がフィードバック制御される。これにより、ＶＣＭ駆動回路３４は、上記制御電圧に対応する大きさの駆動電流をＶＣＭ１６に供給する。
【００２７】
シーク動作時には、上記Ｉ／Ｖ変換器３２を高利得モードで動作させることにより、ＶＣＭ駆動電流値の振幅レンジを拡大する。これにより、磁気ヘッドを目標のトラック位置付近へ最短時間で移動させる粗い制御を行わせることができる。また、フォロイング動作時には、上記Ｉ／Ｖ変換器３２を低利得モードで動作させることにより、ＶＣＭ駆動電流値の振幅レンジを縮小する。これにより、駆動電流の制御分解能が高められ、磁気ヘッドの移動を細かく精密制御することができる。
【００２８】
オフセット補正設定部３８は、オフセット測定用のカウンタ４０とレジスタ４２、低利得時補正用レジスタ４４、高利得時補正用レジスタ４６などによって構成される。このオフセット補正設定部３８は、主Ｄ／Ａコンバータ２８のオフセット値を測定し、この測定の結果に基づいて算出されたオフセット補正値を使って、主Ｄ／Ａコンバータ２８の変換レンジの中心をヘッド位置決めの中心に合致させるような補正を行う。オフセット値の測定と、この測定結果に基づく補正は、図２に示すような手順で行うことができる。
【００２９】
図２は、本発明によるシステムの使用手順をフローチャートで示したものである。この場合、上述したＶＣＭ制御ユニット２０内の機能は、デジタル制御回路２２を介して外部（ユーザ）から制御操作できるように開放されている。外部制御ユニット５０は、その開放された機能を操作することにより、次のような手順を実行することができる。
【００３０】
まず、手順Ｓ１〜Ｓ４により、主Ｄ／Ａコンバータ２８のオフセット値（OF11）を検出する。
Ｓ１：ＶＣＭ駆動回路３４を非動作状態に設定する。この状態ではＶＣＭ駆動回路３４の出力がハイ・インピーダンス状態となって、ヘッド駆動を行わない。ヘッドはアンローディング状態にある。
Ｓ２：主Ｄ／Ａコンバータ２８にデジタル入力レンジの中心値を入力する。
Ｓ３：Ｉ／Ｖ変換器３２の動作をコンパレータモードにして、副Ｄ／Ａコンバータ３０とカウンタ４０による主Ｄ／Ａコンバータ２８のオフセット校正（キャリブレーション）を行う。校正は、副Ｄ／Ａコンバータ３０にカウンタ４０のカウント値を入力させ、そのカウント値を１ずつカウントアップ（またはダウン）させて行う。
カウントアップ（ダウン）は、Ｉ／Ｖ変換器３２のコンパレータ出力が反転するところまで行う。コンパレータ出力が反転したら、そのときのカウント値をレジスタ４２に書き込む。コンパレータ出力はＩ／Ｖ変換器３２の動作中心で反転する。これにより、レジスタ４２には、主Ｄ／Ａコンバータ２８のオフセット値（OF11）が書き込まれる。
Ｓ４：レジスタ４２のオフセット値（OF11）を外部制御ユニット５０が読み込む。
【００３１】
次に、手順Ｓ５〜Ｓ８により、フォロイング時のオフセット値（OF12）を検出する。
Ｓ５：副Ｄ／Ａコンバータ３０にデジタル入力レンジの中心値を入力する。
Ｓ６：ＶＣＭ駆動回路３４を動作状態にしてヘッドローディングを行う。
Ｓ７：ヘッドをフォロイング状態にする。このフォロイング状態では、Ｉ／Ｖ変換器３２が低利得モードに設定される。
Ｓ８：ヘッドがフォロイング状態にあるときの主Ｄ／Ａコンバータ２８のデジタル入力値を低利得時補正用レジスタ４４にセットする。
このレジスタ４４にセットされた入力値は、フォロイング時のオフセット値（OF12）として外部制御ユニット５０に読み取られる。
このときにレジスタ４４にセットされたオフセット値（OF12）は、フォロイング時すなわちＩ／Ｖ変換器３２が低利得モードのときのオフセット補正値として使用される。この補正値（OF12）は、副Ｄ／Ａコンバータ３０のデジタル入力レンジ中心値に加算（減算）される。この加算（減算）により、副Ｄ／Ａコンバータ３０の出力は、フォロイング時における主Ｄ／Ａコンバータ２８の出力値がＤ／Ａ変換レンジ（ダイナミックレンジ）の中心値となるように修正される。これにより、ヘッドがどちらの方向にずれても、両方向共に同じダイナミックレンジで最適化された対称な制御条件で位置決め制御を行わせることができるようになる。
【００３２】
高利得時補正用レジスタ４６への補正値のセットは、このあとの手順Ｓ９〜Ｓ１１にて行う。
Ｓ９：高利得時補正用レジスタ４６へ高利得をセットする。
Ｓ１０：補正値（OF13）を計算する。
この補正値（OF13）は、上記２つのオフセット値（OF11とOF12）によって生じるオフセット電流をキャンセルできるような値とすればよい。このような補正値（OF13）は、Ｉ／Ｖ変換器３２の高利得モードと低利得モードの利得差が４倍（４Ｒ／Ｒ）であるとすれば、OF13＝（１／４）×OF12＋（３／４）×OF11の計算式によって得ることができる。
Ｓ１１：このようにして得られた補正値（OF13）を高利得時補正用レジスタ４６にセットする。
Ｉ／Ｖ変換器３２が高利得モードのときに、その補正値（OF13）を副Ｄ／Ａコンバータ３０のデジタル入力レンジ中心値に加算（減算）させるようにすれば、フォロイング状態からシーク状態へ移行するときのＶＣＭ駆動電流の変化を抑えることができるようになる。これにより、シーク移行直後の動作安定性を確保して、シーク動作の高速化および高安定化をはかることができる。
【００３３】
図３は、本発明によるＶＣＭ制御システムが適用されるハードディスクドライバの概略構成例を示す。同図に示すハードディスクドライバ１０は、高速回転駆動されるプラッタ１２表面の記録トラックに磁気ヘッド１４をトレースさせて情報のリード／ライトを行う。
磁気ヘッド１４はプラッタ１２表面に沿ってスイング動作する可動ヘッドアーム１５の先端に設けられている。可動ヘッドアーム１５はＶＣＭ１６によって駆動される。ＶＣＭ１６は、ハードディスクドライバ１０内に組み込まれたＶＣＭ制御ユニット２０にフレキシブルケーブル１８で接続されている。ＶＣＭ１６の駆動制御およびリード／ライト信号の伝送は、そのフレキシブルケーブル１８を介して行われる。
【００３４】
フレキシブルケーブル１８はオフセット発生の原因となるが、上述のＶＣＭ制御ユニット２０を用いた本発明のシステムでは、磁気ヘッドを目標の記録トラック位置にフォロイングさせるときに生じるオフセットを外部からの制御操作下で確実にキャンセルさせることができ、これにより、Ｄ／ＡコンバータによるＶＣＭ駆動電流の制御分解能を最大限に高めることができる。したがって、ＶＣＭによる磁気ヘッドのシーク動作およびフォロイング動作を最適化して、ハードディスクドライバの記録密度、アクセス速度、および信頼性の向上を図ること可能になる。
【００３５】
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。たとえば、主Ｄ／Ａコンバータ２８のオフセット値（OF11）を検出するために使用するコンパレータは、Ｉ／Ｖ変換器３２とは別の独立したコンパレータであってもよい。また、主Ｄ／Ａコンバータ２８のオフセット値（OF11）を検出するための手段はＶＣＭ制御ユニット（ＬＳＩ）の外部にあっても良い。
【００３６】
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を記憶媒体とする磁気ディスク記憶装置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、フレキシブルディスクを記憶媒体とする磁気ディスク記憶装置にも利用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
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、磁気ヘッドを目標の記録トラック位置にフォロイングさせるときに生じるオフセットを確実にキャンセルできるようになり、Ｄ／ＡコンバータによるＶＣＭ駆動電流の制御分解能を最大限に高めることができる。これにより、ＶＣＭによる磁気ヘッドのシーク動作およびフォロイング動作を最適化することができ、磁気ディスク記憶装置の記録密度、アクセス速度、および信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるシステムの一実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明によるシステムの使用例を示すフローチャートである。
【図３】本発明によるシステムが適用されるハードディスクドライバの概略構成を示す平面図である。
【図４】フォロイング時とシーク時のＤ／Ａ変換利得とＤ／Ａ変換特性を示す特性図である。
【符号の説明】
１０  ＨＤＤ（ハードディスクドライバ）
１２  プラッタ（磁気記録ディスク）
１４  磁気ヘッド
１５  ヘッドアーム
１６  ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）
１８  フレキシブルケーブル
２０  ＶＣＭ制御ユニット
２２  デジタル制御回路
２４  制御レジスタ
２６  ＤＡＣ電流生成部
２８  ＶＣＭ制御用の主Ｄ／Ａコンバータ
３０  オフセット補正用の副Ｄ／Ａコンバータ
３２  Ｉ／Ｖ変換部
３３  差動アンプ
３４  ＶＣＭ駆動回路
３６  電流センスアンプ
３８  オフセット補正設定部
４０  オフセット測定用カウンタ
４２  レジスタ
４４  低利得時補正用レジスタ
４６  高利得時補正用レジスタ
５０  外部制御ユニット（コントローラ）
Ｒ１〜Ｒ４  抵抗
ｓ１，ｓ２  スイッチ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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