JP2010288425A - モータ制御装置及びディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路面積の増大を抑制しつつ非常動作時にモータへ必要な駆動電力を供給できるモータ制御装置とこれを用いたディスク駆動装置を提供する。
【解決手段】リトラクト動作時において、スピンドルモータＭ１の各端子（Ｕ，Ｖ，Ｗ）を端子ＩＣＯＭに短絡する短絡モードと、電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）からスピンドルモータＭ１への電力の入力を阻止しつつスピンドルモータＭ１の逆起電力を整流して電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）に出力する整流モードとが交互に繰り返される。
【選択図】図４

Description

本発明は、ヘッドの緊急退避機能を備えたハードディスクドライブ装置などのディスク駆動装置とそのモータの制御に用いられるモータ制御装置に関するものである。

一般にハードディスクドライブ装置は、ディスクを回転させるスピンドルモータ（spindle motor：ＳＰＭ）と、データの記録・再生を行うヘッドと、ヘッドを先端に取り付けたアームと、アームを動かすボイスコイルモータ（voice coil motor：ＶＣＭ）を備えている。データの記録・再生が行われる場合、ボイスコイルモータの駆動によってヘッドがディスク上の所望の位置に運ばれる。

ヘッドとディスクは、回転するディスクの表面付近に生じる空気の流れを利用して微小な距離を保っている。そのため、一般にモバイル機器に搭載されるハードディスクドライブ装置は、両者の衝突を防止する機能を有している。例えば、電源電圧や環境温度、ディスク回転速度などの異常が検出された場合、ランプと呼ばれる安全領域にヘッドを引き込ませる動作（リトラクト：Retract）が実行される。

ランプは、ディスクに近い側から、上りの第１傾斜部分、水平部分、下りの第２傾斜部分を備えている。リトラクトの際、アームが第１傾斜部分を乗り越えて第２傾斜部分の先のパーキングエリアに留まるように、ボイスコイルモータによってアームが動かされる。電源遮断後もリトラクトを行う必要があるため、ボイスコイルモータ用の電源としては、例えば、リトラクト用に予め充電されたキャパシタの電圧や、惰性で回転するスピンドルモータの逆起電力（back electromotive force：ＢＥＭＦ）を整流した電圧が用いられる。

米国特許第７３０１７２２号明細書

ところで、従来のハードディスクドライブ装置では、リトラクト動作の開始時点から終了時点までのボイスコイルモータの制御方法を、予め設定したタイマーの値に応じて切り替えている。そしてこの場合、ボイスコイルモータの駆動に用いる電源の種類（キャパシタの電圧／ＢＥＭＦの整流電圧）も、予め設定した時間になると自動的に切り替えるようになっている。

しかしながら、キャパシタ電圧は放電によって低下するため、ボイスコイルモータの電源の切り替えをタイマーの設定値に従って行う場合、条件によっては、その切り替え前にキャパシタ電圧がゼロボルト付近まで低下してしまうことがある。そうすると、一時的にボイスコイルモータのトルクが低下してしまい、アームをランプ側へ引き込む力が弱くなる。このとき、アームがディスク側に動いてしまうと、アームをランプに引き込ませることができなくなる可能性がある。

そこで、従来のハードディスクドライブ装置では、キャパシタ電圧の低下を抑えるためにキャパシタの容量を十分大きくする必要があり、そのため回路面積が大きく部品コストが高いという不利益があった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路面積の増大を抑制しつつ非常動作時にモータへ必要な駆動電力を供給できるモータ制御装置とこれを用いたディスク駆動装置を提供することにある。

本発明の第１の観点は、ディスク状記録媒体を回転する第１モータと上記ディスク状記録媒体の情報にアクセスするためのヘッドを動かす第２モータとを、第１電源線及び第２電源線に供給される電力に基づいて制御するモータ制御装置に関する。当該モータ制御装置は、上記第１電源線及び上記第２電源線と上記第１モータの複数の入力端子とを接続する複数のトランジスタを含んだ第１モータ駆動部と、上記ヘッドを安全領域に退避させる非常動作時において、上記第１モータの上記複数の入力端子に生じる逆起電力を上記第１電源線の電圧並びに上記第２電源線の電圧と比較し、当該比較結果に応じて、上記第１電源線及び上記第２電源線から上記第１モータへの電力の入力を阻止するとともに、上記第１モータが発生する逆起電力を整流して上記第１電源線及び上記第２電源線に出力するように上記第１モータ駆動部の各トランジスタを制御する第１モータ制御部とを有する。

好適に、上記第１モータ制御部は、上記非常動作時において、上記第１モータの全ての端子を上記第２電源線に短絡するように上記第１モータ駆動部の各トランジスタを制御する短絡モードと、上記電圧比較結果に応じて、上記第１電源線及び上記第２電源線から上記第１モータへの電力の入力を阻止するとともに、上記第１モータが発生する逆起電力を整流して上記第１電源線及び上記第２電源線に出力するように上記第１モータ駆動部の各トランジスタを制御する整流モードとを交互に繰り返してよい。

好適に、上記第１モータ制御部は、上記第１電源線と上記第２電源線との間に生じる電源電圧が所定のしきい値より低い場合に上記短絡モードと上記整流モードとを交互に繰り返してよい。

好適に、上記第１モータ駆動部は、上記第１モータの上記複数の入力端子と上記第１電源線とを接続する複数の第１トランジスタと、上記第１モータの上記複数の入力端子と上記第２電源線とを接続する複数の第２トランジスタとを含んでよい。上記第１モータ制御部は、上記複数の第１トランジスタの駆動信号を出力する複数の第１トランジスタ駆動回路であって、上記整流モードにおいて、駆動対象の上記第１トランジスタの両端の電圧を比較した結果に応じて当該駆動対象の第１トランジスタの導通状態を制御する駆動信号を出力し、上記短絡モードにおいて、当該駆動対象の第１トランジスタを非導通とする駆動信号を出力する複数の第１トランジスタ駆動回路と、上記複数の第２トランジスタの駆動信号を出力する複数の第２トランジスタ駆動回路であって、上記整流モードにおいて、駆動対象の上記第２トランジスタの両端の電圧を比較した結果に応じて当該駆動対象の第２トランジスタの導通状態を制御する駆動信号を出力し、上記短絡モードにおいて、当該駆動対象の第２トランジスタを非導通とする駆動信号を出力する複数の第２トランジスタ駆動回路とを含んでよい。

好適に、上記モータ制御装置は、通常動作時において、上記第１電源線及び上記第２電源線から上記第１モータへ電力を供給するように生成された駆動信号群を上記複数の第１トランジスタ及び上記複数の第２トランジスタに入力し、上記非常動作時において、上記複数の第１トランジスタ駆動回路及び上記複数の第２トランジスタ駆動回路により生成された駆動信号群を上記複数の第１トランジスタ及び上記複数の第２トランジスタに入力する信号選択回路を有してよい。

好適に、上記モータ制御装置は、上記ヘッドの速度を検出する検出部と、上記第１電源線及び上記第２電源線の電源電圧に基づいて、上記ヘッドを加速又は減速させる極性を持った駆動電圧を生成し、当該生成した駆動電圧を上記第２モータに印加する第２モータ駆動部と、上記非常動作時において、上記ヘッドが所定の速度に近づくように、上記検出部の検出結果に応じて上記駆動電圧の極性と出力タイミングを制御する第２モータ制御部とを有してよい。

好適に、上記検出部は、上記第２モータ駆動部が上記第２モータに上記駆動電圧を印加していない期間に上記第２モータが発生する逆起電力を検出してよい。

好適に、上記第１モータ駆動部は、上記第１モータの上記複数の入力端子と上記第１電源線とを接続する複数の第１トランジスタと、上記第１モータの上記複数の入力端子と上記第２電源線とを接続する複数の第２トランジスタとを含んでよい。上記第１モータ制御部は、上記複数の第１トランジスタの駆動信号を出力する複数の第１トランジスタ駆動回路であって、駆動対象の上記第１トランジスタの両端の電圧を比較した結果に応じて当該駆動対象の第１トランジスタの導通状態を制御する駆動信号を出力する複数の第１トランジスタ駆動回路と、上記複数の第２トランジスタの駆動信号を出力する複数の第２トランジスタ駆動回路であって、駆動対象の上記第２トランジスタの両端の電圧を比較した結果に応じて当該駆動対象の第２トランジスタの導通状態を制御する駆動信号を出力する複数の第２トランジスタ駆動回路とを含んでよい。

好適に、上記モータ制御装置は、上記非常動作時において、上記第１モータの上記複数の入力端子並びに上記第１モータの複数のコイルが共通に接続される共通端子を上記第２電源線に接続する複数の抵抗素子を含んだ抵抗回路を有してよい。

本発明の第２の観点に係るディスク駆動装置は、ディスク状記録媒体を回転する第１モータと、上記ディスク状記録媒体の情報にアクセスするためのヘッドを動かす第２モータと、上記第１の観点に係るモータ制御装置とを有する。

本発明の第３の観点は、円盤状媒体を回転させる３相ＤＣモータである第１モータの逆起電力を利用して、上記円盤状媒体に対するヘッドを動作させる第２モータを駆動し、上記ヘッドの退避動作を制御する制御回路に関する。この制御回路は、第１のモータ駆動部と、第１のモータ制御部とを有する。上記第１のモータ駆動部は、上記第１モータの第１の端子と第１の電圧供給線との間に接続された第１のトランジスタと、上記第１の端子と第２の電圧供給線との間に接続された第２のトランジスタと、上記第１のモータの第２の端子と上記第１の電圧供給線との間に接続された第３のトランジスタと、上記第２の端子と上記第２の電圧供給線との間に接続された第４のトランジスタと、上記第１のモータの第３の端子と上記第１の電圧供給線との間に接続された第５のトランジスタと、上記第３の端子と上記第２の電圧供給線との間に接続された第６のトランジスタとを含む。上記第１のモータ制御部は、上記ヘッドを退避させるための退避モードにおいて、上記第１の端子の電圧と上記第１の電圧供給線の電圧とを比較して当該比較結果に応じて上記第１のトランジスタの導通状態を制御する第１のトランジスタ駆動回路と、上記第１の端子の電圧と上記第２の電圧供給線の電圧とを比較して当該比較結果に応じて上記第２のトランジスタの導通状態を制御する第２のトランジスタ駆動回路と、上記第２の端子の電圧と上記第１の電圧供給線の電圧とを比較して当該比較結果に応じて上記第３のトランジスタの導通状態を制御する第３のトランジスタ駆動回路と、上記第２の端子の電圧と上記第２の電圧供給線の電圧とを比較して当該比較結果に応じて上記第４のトランジスタの導通状態を制御する第４のトランジスタ駆動回路と、上記第３の端子の電圧と上記第１の電圧供給線の電圧とを比較して当該比較結果に応じて上記第５のトランジスタの導通状態を制御する第５のトランジスタ駆動回路と、上記第３の端子の電圧と上記第２の電圧供給線の電圧とを比較して当該比較結果に応じて上記第６のトランジスタの導通状態を制御する第６のトランジスタ駆動回路とを含む。上記第１のモータ制御部の制御により上記第１の電圧供給線と上記第２の電圧供給線との間に電圧が生成される。

好適に、上記制御回路は、上記第１のモータの上記第１、第２及び第３の端子と、上記第１のモータの共通端子と、上記第１又は第２の電圧供給線とに接続される抵抗回路を更に有してよい。上記退避モードにおいて、上記第１、第２及び第３の端子と上記共通端子とを上記第１又は第２の電圧供給線に上記抵抗回路を介して接続する短絡モードと、上記第１乃至第６のトランジスタの導通状態が上記第１のモータ制御部の上記第１乃至第６のトランジスタ駆動回路により制御されて上記第１の電圧供給線と上記第２の電圧供給線との間に電圧が生成される整流モードとが繰り返されてよい。

好適に、上記制御回路は、上記第１の電圧供給線と上記第２の電圧供給線との間に接続されたコンデンサと、上記コンデンサの電圧を検知する電圧検知回路とを更に有してよい。上記退避モードにおいて、上記電圧検知回路が上記コンデンサの電圧が所定の値以下であることを検知すると、上記第１のモータ制御部が上記第１乃至第６のトランジスタの導通状態を制御して上記第１の電圧供給線と上記第２の電圧供給線との間に電圧が生成されてよい。

本発明によれば、回路面積の増大を抑制しつつ非常動作時にモータへ必要な駆動電力を供給できる。

本発明の実施形態に係るディスク駆動装置の構成の一例を示す図である。 図１に示すディスク駆動装置において、スピンドルモータの駆動と制御に関わる部分の回路構成の一例を示す図である。 図１に示すディスク駆動装置において、ボイスコイルモータの駆動と制御に関わる部分の回路構成の一例を示す図である。 図１に示すディスク駆動装置において、ボイスコイルモータとスピンドルモータの駆動に関わる回路の要部を示す図である。 リトラクト動作時における駆動電力供給用のキャパシタの電圧と電源線の電圧の変化を例示する図である。 一定時間が経過するまでスピンドルモータの逆起電力の整流を行わないようにした場合を説明するための図である。 第１の整流方法における駆動電力供給用のキャパシタの電圧、電源線の電圧、及び、スピンドルモータの端子電圧のシミュレーション波形の例を示す図である。 第２の整流方法における駆動電力供給用のキャパシタの電圧、電源線の電圧、及び、スピンドルモータの端子電圧のシミュレーション波形の例を示す図である。

図１は、本発明の実施形態に係るディスク駆動装置の構成の一例を示す図である。
図１に示すディスク駆動装置は、スピンドルモータＭ１と、ボイスコイルモータＭ２と、モータ駆動部１０，３０と、リトラクトダンピング抵抗部１２と、トランジスタ駆動部２０，２２，４０，４２と、信号選択回路２４，４４と、リトラクト制御部５０と、クロック発生回路５１と、トランジスタ駆動回路５２，５３と、アナログ−デジタル変換回路５４と、チャージポンプ回路６１と、レギュレータ回路６２，６３と、クランプ回路６４と、スイッチＳＷ１，ＳＷ２と、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２と、キャパシタＣ１０〜Ｃ１２と、ダイオードＤ１と、抵抗ＲＧを有する。

スピンドルモータＭ１は、本発明における第１モータの一例である。
ボイスコイルモータＭ２は、本発明における第２モータの一例である。
モータ駆動部１０は、本発明における第１モータ駆動部の一例である。
トランジスタ駆動部２０及びリトラクト制御部５０を含む回路は、本発明における第１モータ制御部の一例である。
信号選択回路２４は、本発明における信号選択回路の一例である。
アナログ−デジタル変換回路５４は、本発明における検出部の一例である。
モータ駆動部３０は、本発明における第２モータ駆動部の一例である。
トランジスタ駆動部４０及びリトラクト制御部５０を含む回路は、本発明における第２モータ制御部の一例である。
リトラクトダンピング抵抗部は、本発明における抵抗回路の一例である。

まず、図１に示すディスク駆動装置において、スピンドルモータＭ１の駆動と制御に関わる部分の回路について、図２を参照して説明する。

スピンドルモータＭ１は、磁気ディスク等のディスク状記録媒体を回転するモータであり、例えば三相駆動式のＤＣモータである。
スピンドルモータＭ１は、例えば図２に示すように、３つのコイルＬＵ，ＬＶ，ＬＷを有する。コイルＬＵ，ＬＶ，ＬＷの一端は、共通端子Ｐ１に接続される。コイルＬＵの他端は端子Ｕに接続され、コイルＬＶの他端は端子Ｖに接続され、コイルＬＷの他端は端子Ｗに接続される。

モータ駆動部１０は、電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）から供給される電力に基づいてスピンドルモータＭ１を駆動する。スピンドルモータＭ１は、直接的には、電源線ＩＳＯ３Ｖと、抵抗ＲＧを介して電源線ＶＧＮＤに接続された電源線ＩＣＯＭとの間の電圧で駆動される。

モータ駆動部１０は、例えば図２に示すように、ｎ型ＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１６を有する。トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１６は、後述する信号選択回路２４を介して入力されるゲート駆動信号に応じて、端子Ｕ，Ｖ，Ｗと電源線ＩＳＯ３Ｖ又は端子ＩＣＯＭとの間の電流経路を制御する。端子ＩＣＯＭは、微少な抵抗値の電流検出用抵抗ＲＧを介してグランド線ＶＧＮＤに短絡されている。

トランジスタＴｒ１１は、端子Ｕと電源線ＩＳＯ３Ｖとを接続する経路に設けられる。トランジスタＴｒ１２は、端子Ｕと端子ＩＣＯＭとを接続する経路に設けられる。トランジスタＴｒ１３は、端子Ｖと電源線ＩＳＯ３Ｖとを接続する経路に設けられる。トランジスタＴｒ１４は、端子Ｖと端子ＩＣＯＭとを接続する経路に設けられる。トランジスタＴｒ１５は、端子Ｗと電源線ＩＳＯ３Ｖとを接続する経路に設けられる。トランジスタＴｒ１６は、端子Ｗと端子ＩＣＯＭとを接続する経路に設けられる。
なお、トランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１３，Ｔｒ１５は本発明における第１トランジスタの一例であり、トランジスタＴｒ１２，Ｔｒ１４，Ｔｒ１６は本発明における第２トランジスタの一例である。

トランジスタ駆動部２０は、ヘッドを安全領域に退避させるリトラクト動作時において、リトラクト制御部５０の制御に従ってトランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１６の各ゲートに与える駆動信号を出力する。
例えば、トランジスタ駆動部２０は、スピンドルモータＭ１の逆起電力を整流し、その整流電圧を電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ（又はＩＣＯＭ））へ出力するようにトランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１６を制御するモード（整流モード）と、スピンドルモータＭ１の全ての入力端子（Ｕ，Ｖ，Ｗ）を端子ＩＣＯＭに短絡するモード（短絡モード）とをリトラクト制御部５０の制御信号に従って切り替える。

トランジスタ駆動部２０が整流モードに設定される場合、スピンドルモータＭ１の逆起電力を整流した電圧が電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）に出力される。
一方、トランジスタ駆動部２０が短絡モードに設定される場合、スピンドルモータＭ１の各コイル（ＬＵ，ＬＶ，ＬＷ）には、逆起電力をコイルの導線抵抗によって短絡した電流が流れる。短絡モードが解除されて整流モードに設定されると、各コイルに流れる電流に応じたサージ電圧が発生し、そのサージ電圧が整流されて電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）に出力されるため、整流モード時より高い電圧が電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）に出力される。

トランジスタ駆動部２０は、例えば図２に示すように、ゲート駆動回路２０１〜２０６を有する。
ゲート駆動回路２０１は、トランジスタＴｒ１１のゲートに与える駆動信号を出力する。ゲート駆動回路２０２は、トランジスタＴｒ１２のゲートに与える駆動信号を出力する。ゲート駆動回路２０３は、トランジスタＴｒ１３のゲートに与える駆動信号を出力する。ゲート駆動回路２０４は、トランジスタＴｒ１４のゲートに与える駆動信号を出力する。ゲート駆動回路２０５は、トランジスタＴｒ１５のゲートに与える駆動信号を出力する。ゲート駆動回路２０６は、トランジスタＴｒ１６のゲートに与える駆動信号を出力する。

整流モードにおいて、ゲート駆動回路２０１〜２０６は、スピンドルモータＭ１の端子Ｕ，Ｖ，Ｗに生じる逆起電力と、電源線ＩＳＯ３Ｖの電圧又は端子ＩＣＯＭの電圧とを比較する。そしてゲート駆動回路２０１〜２０６は、その電圧比較結果に応じて、電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）からスピンドルモータＭ１への電力の入力を阻止しつつ、スピンドルモータＭ１が発生する起電力を整流して電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）に出力するように、トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１６の導通／非導通状態をリニアに制御する駆動信号を出力する。
すなわち、ゲート駆動回路２０１，２０３，２０５は、駆動対象のトランジスタ（Ｔｒ１１，Ｔｒ１３，Ｔｒ１５）の両端の電圧を比較し、スピンドルモータＭ１の端子（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の電圧が電源線ＩＳＯ３Ｖの電圧より高い場合にはその電圧差に応じて当該トランジスタの導通状態を制御する駆動信号を出力し、逆の場合には当該トランジスタを非導通とする駆動信号を出力する。
また、ゲート駆動回路２０２，２０４，２０６は、駆動対象のトランジスタ（Ｔｒ１２，Ｔｒ１４，Ｔｒ１６）の両端の電圧を比較し、スピンドルモータＭ１の端子（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の電圧が端子ＩＣＯＭの電圧より低い場合にはその電圧差に応じて当該トランジスタの導通状態を制御する駆動信号を出力し、逆の場合には当該トランジスタを非導通とする駆動信号を出力する。

上記のように、整流モードにおいては、トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１６とゲート駆動回路２０１〜２０６の各ペアによって構成される回路は、電圧値（抵抗値）が制御される整流回路として機能する。

一方、短絡モードにおいて、ゲート駆動回路２０１、２０３，２０５は、駆動対象のトランジスタ（Ｔｒ１１，Ｔｒ１３，Ｔｒ１５）を非導通とする駆動信号を出力する。また、ゲート駆動回路２０２、２０４，２０６は、駆動対象のトランジスタ（Ｔｒ１２，Ｔｒ１４，Ｔｒ１６）を導通とする駆動信号を出力する。これにより、スピンドルモータＭ１の３つの端子（Ｕ，Ｖ，Ｗ）が端子ＩＣＯＭに接続される。

ゲート駆動回路２０１〜２０６は、例えば、整流モードにおいて入力信号の比較結果（比較電圧の電圧差）に応じたゲート制御信号を出力するレギュレーションアンプとして機能する。

トランジスタ駆動部２２は、通常動作時において、図示しない制御部の制御信号に応じてトランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１６の駆動信号を出力する。トランジスタ駆動部２２の駆動信号に応じてトランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１６がオンオフすることにより、電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）からスピンドルモータＭ１へ電力が供給され、スピンドルモータＭ１が回転する。

信号選択回路２４は、通常動作時において、トランジスタ駆動部２２により生成された駆動信号Ｓ１１〜Ｓ１６をモータ駆動部１０のトランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１６に入力し、リトラクト動作時においては、トランジスタ駆動部２０のゲート駆動回路２０１〜２０６により生成された駆動信号をトランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１６に入力する。
信号選択回路２４は、例えば図２に示すように、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１６を有する。スイッチＳＷ１１は、ゲート駆動回路２０１の駆動信号又はトランジスタ駆動部２２の駆動信号Ｓ１１をトランジスタＴｒ１１のゲートに入力する。スイッチＳＷ１２は、ゲート駆動回路２０２の駆動信号又はトランジスタ駆動部２２の駆動信号Ｓ１２をトランジスタＴｒ１２のゲートに入力する。スイッチＳＷ１３は、トランジスタ駆動回路２０３の駆動信号又はトランジスタ駆動部２２の駆動信号Ｓ１３をトランジスタＴｒ１３のゲートに入力する。スイッチＳＷ１４は、ゲート駆動回路２０４の駆動信号又はトランジスタ駆動部２２の駆動信号Ｓ１４をトランジスタＴｒ１４のゲートに入力する。スイッチＳＷ１５は、ゲート駆動回路２０５の駆動信号又はトランジスタ駆動部２２の駆動信号Ｓ１５をトランジスタＴｒ１５のゲートに入力する。スイッチＳＷ１６は、ゲート駆動回路２０５の駆動信号又はトランジスタ駆動部２２の駆動信号Ｓ１６をトランジスタＴｒ１６のゲートに入力する。

リトラクトダンピング抵抗部１２は、リトラクト動作においてスピンドルモータＭ１の逆起電力を整流する際に生じるスパイク電圧を抑制するための電流経路を形成する。すなわち、リトラクトダンピング抵抗部１２は、リトラクト動作時にコイルＬＵ，ＬＶ，ＬＷの端子Ｕ，Ｖ，Ｗと共通端子Ｐ１とを接続する抵抗回路を形成することによって、トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１６がオンからオフへ切り替えられる際にコイルＬＵ，ＬＶ，ＬＷに発生するスパイク電圧を抑制する。

リトラクトダンピング抵抗部１２は、例えば図２に示すように、一方の端子が共通のノードに接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、この共通ノードと端子ＩＣＯＭとの間に直列に接続された抵抗Ｒ４及びＲ５を有する。
抵抗Ｒ１の他方の端子は、スイッチ回路ＳＷ３を介して端子Ｕに接続される。抵抗Ｒ２の他方の端子は、スイッチＳＷ３を介して端子Ｖに接続される。抵抗Ｒ３の他方の端子は、スイッチＳＷ３を介して端子Ｗに接続される。抵抗Ｒ４とＲ５の接続ノードは、スイッチＳＷ３を介して、共通端子Ｐ１に接続される。

スイッチＳＷ３は、リトラクト動作時において、制御部５０の制御信号に応じてオンする複数のスイッチを含む。スイッチＳＷ３の各スイッチがオンすると、スピンドルモータＭ１の端子Ｕ，Ｖ，Ｗから抵抗Ｒ１〜Ｒ４を介して共通端子Ｐ１に流れる電流の経路が形成される。この電流路は、整流動作に伴って各コイルＬＵ，ＬＶ，ＬＷと電源線ＩＳＯ３Ｖとの接続がオンからオフに切り替えられたときに各コイルＬＵ，ＬＶ，ＬＷに生じるスパイク電圧を削減するため、端子Ｕ，Ｖ，Ｗから共通端子Ｐ１へ電流を引き込む。
例えば、オン状態のトランジスタＴｒ１１を介してコイルＬＵから電源線ＩＳＯ３Ｖに電流が流れているとき、端子Ｕの電圧が低下してトランジスタＴｒ１１がオフ状態になると、端子ＵにはコイルＬＵの逆起電力に起因するスパイク電圧が発生する。このとき、端子Ｕ、スイッチＳＷ３、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ４、スイッチＳＷ３、端子Ｐ１の経路で電流が流れることで、上記のスパイク電圧が抑制される。他の端子Ｖ、Ｗに発生するスパイク電圧も、端子Ｕの場合と同様に、リトラクトダンピング抵抗部３４により抑制される。

次に、図１に示すディスク駆動装置において、ボイスコイルモータＭ２の駆動と制御に関わる部分の回路について、図３を参照して説明する。

ボイスコイルモータＭ２は、ディスク状記録媒体の読み出し・書き込み用のヘッドが搭載されたアームを前進・後退させる。ボイスコイルモータＭ２は、端子ＶＣＡ，ＶＣＢに印加される電圧に応じて動作する。

モータ駆動部３０は、電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）に供給される電力に基づいてボイスコイルモータＭ２を駆動する。

モータ駆動部３０は、例えば図３に示すように、ｎ型ＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２４を有する。トランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２４は、後述する信号選択回路４４を介して入力されるゲート駆動信号に応じて、端子ＶＣＡ，ＶＣＢを電源線ＩＳＯ３Ｖ又はグランド線ＶＧＮＤに接続する。

トランジスタＴｒ２１は、端子ＶＣＡと電源線ＩＳＯ３Ｖとを接続する経路に設けられる。トランジスタＴｒ２２は、端子ＶＣＡとグランド線ＶＧＮＤとを接続する経路に設けられる。トランジスタＴｒ２３は、端子ＶＣＢと電源線ＩＳＯ３Ｖとを接続する経路に設けられる。トランジスタＴｒ２４は、端子ＶＣＢとグランド線ＶＧＮＤとを接続する経路に設けられる。

トランジスタ駆動部４０は、リトラクト動作時において、リトラクト制御部５０の制御に従って、トランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２４の各ゲートに与える駆動信号を出力する。トランジスタ駆動部４０の駆動信号に応じてトランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２４がオンオフすることにより、電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）からボイスコイルモータＭ２へ電力が供給され、ボイスコイルモータＭ２がアームを退避方向へ移動させる。
トランジスタ駆動部４０は、例えば図３に示すように、ゲート駆動回路４０１〜４０４を有する。ゲート駆動回路４０１は、トランジスタＴｒ２１のゲートに与える駆動信号を出力する。ゲート駆動回路４０２は、トランジスタＴｒ２２のゲートに与える駆動信号を出力する。ゲート駆動回路４０３は、トランジスタＴｒ２３のゲートに与える駆動信号を出力する。ゲート駆動回路４０４は、トランジスタＴｒ２４のゲートに与える駆動信号を出力する。

トランジスタ駆動部４２は、通常動作時において、図示しない制御部の制御信号に応じてトランジスタＴ２１〜Ｔｒ２４の駆動信号を出力する。トランジスタ駆動部４２の駆動信号に応じてトランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２４がオンオフすることにより、電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）からボイスコイルモータＭ２へ電力が供給され、ボイスコイルモータＭ２がアームを前進・後退させる。

信号選択回路４４は、通常動作時において、トランジスタ駆動部４２により生成された駆動信号Ｓ２１〜Ｓ２４をモータ駆動部３０のトランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２４に入力し、リトラクト動作時においては、トランジスタ駆動部４０のゲート駆動回路４０１〜４０４により生成された駆動信号をトランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２４に入力する。
信号選択回路４４は、例えば図３に示すように、スイッチＳＷ２１〜ＳＷ２４を有する。スイッチＳＷ２１は、ゲート駆動回路４０１の駆動信号又はトランジスタ駆動部４２の駆動信号Ｓ２１をトランジスタＴｒ２１のゲートに入力する。スイッチＳＷ２２は、ゲート駆動回路４０２の駆動信号又はトランジスタ駆動部４２の駆動信号Ｓ２２をトランジスタＴｒ２２のゲートに入力する。スイッチＳＷ２３は、ゲート駆動回路４０３の駆動信号又はトランジスタ駆動部４２の駆動信号Ｓ２３をトランジスタＴｒ２３のゲートに入力する。スイッチＳＷ２４は、ゲート駆動回路４０４の駆動信号又はトランジスタ駆動部４２の駆動信号Ｓ２４をトランジスタＴｒ２４のゲートに入力する。

アナログ−デジタル変換回路５４は、電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）からボイスコイルモータＭ２への駆動電圧の供給が停止される期間において、端子ＶＣＡと端子ＶＣＢの間の電圧を入力し、そのサンプルホールドした電圧をデジタル値に変換してリトラクト制御部５０に出力する。スイッチＳＷ２は、端子ＶＣＢとアナログ−デジタル変換回路５４の入力端子とを接続する。

アナログ−デジタル変換回路５４は、トランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２３，Ｔｒ２４がオフ状態、トランジスタＴｒ２２がオン状態、スイッチＳＷ２がオン状態のときに、ボイスコイルモータＭ２に生じる逆起電力を入力してデジタル値に変換する。この逆起電力は、ボイスコイルモータＭ２によるアームの駆動速度に応じた大きさを持つ。
ここで、トランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２４の動作はリトラクト制御部５０によって制御されており、スイッチＳＷ２もリトラクト制御部５０からの制御信号によってオン／オフ制御される。後述するように、トランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２４は、ボイスコイルモータＭ２への駆動電圧の供給とアナログ−デジタル変換回路５４による逆起電力の測定とを繰り返しながら、アームの速度が所定範囲に収まるようにリトラクト制御部５０によって制御される。

次に、図１へ戻って、本実施形態に係るディスク駆動装置における電源系及び制御系の回路について説明する。

トランジスタＴｒ１は、図示しない外部電源からの電圧（例えば３．３ボルト）が印加される電源線Ｐ３Ｐ３Ｖを内部の電源線ＩＳＯ３Ｖに接続する。トランジスタ駆動回路５２は、リトラクト制御部５０の制御信号に従って、通常動作時にトランジスタＴｒ１をオンさせ、リトラクト動作時にトランジスタＴｒ１をオフさせる。これにより、内部の電源線ＩＳＯ３Ｖは、通常動作時に電源線Ｐ３Ｐ３Ｖと接続され、リトラクト動作時に電源線Ｐ３Ｐ３Ｖから遮断される。

ダイオードＤ１のアノードが電源線Ｐ３Ｐ３Ｖに接続され、そのカソードが電源線ＩＳＯ３Ｖに接続される。これにより、リトラクト動作時に外部電源が停止されていない場合は、ダイオードＤ１を介して電源線Ｐ３Ｐ３Ｖから電源線ＩＳＯ３に電源を供給することが可能になっている。

キャパシタＣ１０は、電源線ＩＳＯ３Ｖとグランド線ＶＧＮＤの間に接続されており、リトラクト動作時にモータ（Ｍ１，Ｍ２）等へ供給される電源電圧を保持する。

クランプ回路６４は、電源線ＩＳＯ３Ｖとグランド線ＶＧＮＤの間に接続されており、電源電圧が所定の上限値を超えないようにクランプする。

チャージポンプ回路１６は、通常動作時において、外部電源に接続される電源線Ｐ３Ｐ３Ｖの電圧を昇圧する。チャージポンプ回路１６は、例えば、電源線Ｐ３Ｐ３Ｖの３．３ボルトの電圧を８ボルトまで昇圧する。キャパシタＣ１１は、端子Ｖ８とグランド線ＶＧＮＤの間に接続されており、チャージポンプ回路１６において昇圧された電圧を入力する。

スイッチＳＷ１は、チャージポンプ回路１６の出力と端子Ｖ８との間に設けられており、リトラクト制御部５０によってオンオフ制御される。すなわち、スイッチＳＷ１は、通常動作時にオンし、リトラクト動作時にオフする。

レギュレータ回路６２は、スイッチＳＷ１がオン状態となる通常動作時において、チャージポンプ回路６１の出力電圧に基づいて約６ボルトの電圧を生成する。一方、レギュレータ回路６２は、スイッチＳＷ１がオフ状態となるリトラクト動作時においては、オフ状態となり、端子Ｖ８と端子Ｖ６とが電気的に遮断される。
キャパシタＣ１２は、端子Ｖ６とグランド線ＶＧＮＤの間に接続されており、レギュレータ回路６２において生成された６ボルトの電圧を入力する。

端子Ｖ６の６ボルトの電圧は、リトラクト動作時の回路駆動用（例えばモータ駆動部１０，３０のトランジスタの駆動）に使用される。

レギュレータ回路６３は、リトラクト動作時に使用される回路の電源電圧や基準電圧を生成する。例えば、レギュレータ回路６３は、アナログ回路用の電源回路、デジタル回路用の電源回路、基準電圧を発生するバンドギャップ回路などを有する。レギュレータ回路６３は、通常動作時に使用される電源回路に比べて低消費電力で動作するように構成されている。

トランジスタＴｒ２は、端子Ｖ８と電源線ＩＳＯ３Ｖとの間に接続される。トランジスタ駆動回路５３は、リトラクト制御部５０の制御に従って、リトラクト動作時にトランジスタＴｒ２のゲートへ所定の電圧Ｖｇを印加する。
トランジスタＴｒ２のゲートに電圧Ｖｇが印加されると、トランジスタＴｒ２が導通して端子Ｖ８のキャパシタＣ１１から電源線ＩＳＯ３ＶのキャパシタＣ１０に充電電流が流れる。キャパシタＣ１０の充電によって電源線ＩＳＯ３Ｖの電圧とトランジスタ駆動回路５３の出力電圧Ｖｇとの差がトランジスタＴｒ２のしきい値電圧Ｖｔより小さくなると、トランジスタＴｒ２がオフ状態となって充電が停止する。これにより、キャパシタＣ１１の電圧が電源線ＩＳＯ３Ｖの電圧に比べて十分高い場合、電源線ＩＳＯ３Ｖは所定の電圧Ｖｍ（＝Ｖｇ−Ｖｔ）に維持される。

リトラクト制御部５０は、電源電圧や環境温度、スピンドルモータ３０の回転速度等の異常が検出された場合、リトラクト動作が行われるようにディスク駆動装置の各回路を制御する。

リトラクト制御部５０は、リトラクト動作を開始する場合、トランジスタＴｒ１をオフに設定して内部の電源線ＩＳＯ３Ｖを電源線Ｐ３Ｐ３Ｖから切り離すとともに、スイッチＳＷ１をオフに設定してキャパシタＣ１１をチャージポンプ回路６１の出力から切り離す。また、リトラクト制御部５０は、信号選択回路２４を制御してトランジスタ駆動部２０の駆動信号をモータ駆動部１０に入力するとともに、信号選択回路４４を制御してトランジスタ駆動部４０の駆動信号をモータ駆動部３０に入力する。
そして、リトラクト制御部５０は、トランジスタ駆動部４０を制御してボイスコイルモータＭ２に駆動電圧を供給し、アームを退避方向へ移動させる。ことのき、リトラクト制御部５０は、アナログ−デジタル変換回路５４によって逆起電力の測定値を随時取得し、その測定値に応じて駆動電圧の極性と印加のタイミング（デューティ）を制御することで、アームの速度が所定の範囲に収まるように制御する。
ボイスコイルモータＭ２の駆動によって電源線ＩＳＯ３Ｖの電源電圧が低下するが、このときリトラクト制御部５０は、トランジスタＴｒ２のゲートに所定の電圧Ｖｇが印加されるようにトランジスタ駆動回路５３を制御し、キャパシタＣ１１の電荷でキャパシタＣ１０を充電することにより電源電圧の低下を抑制する。
また、リトラクト制御部５０は、惰性で回転するスピンドルモータＭ１の逆起電力が整流されて電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）に出力されるようにトランジスタ駆動部２０を制御する。この場合、リトラクト制御部５０は、整流モードと短絡モードを交互に繰り返すことにより、スピンドルモータＭ１の逆起電力を増大させて電源線ＩＳＯ３Ｖに出力させる。

ここで、上述した構成を有する本実施形態に係るディスク駆動装置について、リトラクト時の動作を中心に説明する。

通常動作においては、トランジスタＴｒ１がオン状態にされ、外部電源からの電圧（３．３Ｖ）が電源線Ｐ３Ｐ３Ｖを介して内部の電源線ＩＳＯ３Ｖに供給される。このとき、スイッチＳＷ１がオン状態され、チャージポンプ回路６１によりキャパシタＣ１１が８ボルトに充電される。
また、通常動作において、モータ駆動部１０に信号選択回路２４を介してトランジスタ駆動部２２の駆動信号が入力され、モータ駆動部３０に信号選択回路４４を介してトランジスタ駆動部４２の駆動信号が入力される。これにより、モータ駆動部１０及び２０の各トランジスタ（Ｔｒ１１〜Ｔｒ１６，Ｔｒ２１〜Ｔｒ２４）が図示しない制御部によりオンオフ制御され、スピンドルモータＭ１の回転とボイスコイルモータＭ２の前進・後退動作が制御される。

この通常動作時に、スピンドルモータＭ１の回転速度や電源電圧等に異常が検出されると、リトラクト動作が開始される。リトラクト制御部５０の制御によって、トランジスタＴｒ１がオフ状態にされる。これにより、外部電源につながる電源線Ｐ３Ｐ３Ｖが内部の電源線ＩＳＯ３Ｖから遮断されるため、例えば外部電源の電圧が低下している場合でも、電源線ＩＳＯ３Ｖから電源線Ｐ３Ｐ３Ｖへ電流が流れることはない。またこのとき、スイッチＳＷ１がオフ状態にされるため、キャパシタＣ１１の電荷がチャージポンプ回路６１を介して電源線Ｐ３Ｐ３Ｖへ放電されることが防止される。

スイッチＳＷ１がオフすると、レギュレータ回路６２は動作を停止し、端子Ｖ８と端子Ｖ６とが切り離される。レギュレータ回路６３は、キャパシタＣ１２の出力電圧に基づいて、リトラクト動作に関わる各回路（リトラクト制御部５０、クロック発生回路等）の電源電圧を生成する。

リトラクト動作時においては、信号選択回路２４によってトランジスタ駆動部２０の駆動信号が選択されてモータ駆動部１０に入力される。これにより、スピンドルモータＭ１を駆動するモータ駆動部１０の各トランジスタ（Ｔｒ１１〜Ｔｒ１６）は、リトラクト制御部５０によってその導通状態が制御される。
また、このとき、信号選択回路４４によってトランジスタ駆動部４２の駆動信号が選択されてモータ駆動部３０に入力される。これにより、ボイスコイルモータＭ２を駆動するモータ駆動部３０の各トランジスタ（Ｔｒ２１〜Ｔｒ２４）は、リトラクト制御部５０によってオンオフ制御される。

リトラクトを開始する際、まずボイスコイルモータＭ２に流れている電流をゼロにするために、モータ駆動部３０のローサイドのトランジスタＴｒ２２，Ｔｒ２４がオン状態、ハイサイドのトランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２３がオフ状態にされて、ボイスコイルモータＭ２の入力端子（ＶＣＡ，ＶＣＢ）がグランド線ＶＧＮＤに短絡される。また、ボイスコイルモータＭ２にブレーキを掛けてヘッドの動きを制御することもできる。

次に、ボイスコイルモータＭ２には、アームを退避方向へ動かすように駆動電圧が印加される。
例えば、端子ＶＣＢの電圧が端子ＶＣＡの電圧より高くなる極性を「正」、これと逆の極性を「負」とし、正の駆動電圧を印加することでアームが退避方向に移動するものとする。この場合、アームを退避方向へ移動させるためには、トランジスタＴｒ２３及びＴｒ２２がオン状態、トランジスタＴｒ２１及びＴｒ２４がオフ状態にされる。これにより、端子ＶＣＢが電源線ＩＳＯ３Ｖに接続され、端子ＶＣＡがグランド線ＶＧＮＤに接続される。

ボイスコイルモータＭ２に一定の時間だけ正電圧が印加された後、アナログ−デジタル変換回路５４において端子ＶＣＡ及びＶＣＢの間に生じる逆起電力が検出される。すなわち、トランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２３，Ｔｒ２４がオフ状態にされて、ボイスコイルモータＭ２への駆動電圧の供給が停止される。また、トランジスタＴｒ２２がオン状態にされて、端子ＶＣＡがグランド線ＶＧＮＤに接続される。この状態で、スイッチＳＷ２がオン状態にされて、端子ＶＣＡと端子ＶＣＢの間に生じる逆起電力がアナログ−デジタル変換回路５４に入力される。アナログ−デジタル変換回路５４において、端子ＶＣＡ及びＶＣＢの電圧がサンプリングされ、そのデジタル変換結果がリトラクト制御部５０に入力される。

リトラクト制御部５０では、アナログ−デジタル変換回路５４から入力されるデジタル値に基づいて、アームの速度が一定の範囲に収まるように、ボイスコイルモータＭ２の駆動電圧の極性とその印加のタイミングが調節される。
例えば、アームの速度が一定の範囲に達していないことをデジタル値が示している場合は、アームが更に加速されるようにするため、正の駆動電圧がボイスコイルモータＭ２に一定時間入力される。この場合、上記と同様に、トランジスタＴｒ２３及びＴｒ２２がオン状態、トランジスタＴｒ２１及びＴｒ２４がオフ状態にされる。一方、アームの速度が一定の範囲を超えていることをデジタル値が示している場合は、アームが減速されるようにするため、負の駆動電圧がボイスコイルモータＭ２に一定時間入力される。この場合は、トランジスタＴｒ２１及びＴｒ２４がオン状態、トランジスタＴｒ２２及びＴｒ２３がオフ状態にされる。アームの速度が一定の範囲内にあることをデジタル値が示している場合は、駆動電圧の供給を停止した状態が維持され、アナログ−デジタル変換回路５４による逆起電力の測定が繰り返される。

ところで、上記のようにボイスコイルモータＭ２の駆動が行われると、その電力消費によってキャパシタＣ１０の電荷が放電されて、電源線ＩＳＯ３Ｖの電源電圧が低下する。そこで、リトラクト動作時には、図４に示すように、キャパシタＣ１１の８ボルトの電圧がキャパシタＣ１０の充電に用いられる。すなわち、リトラクト制御部５０の制御によって、トランジスタ駆動回路５３からトランジスタＴｒ２のゲートに所定の電圧Ｖｇが供給され、トランジスタＴｒ２が導通する。キャパシタＣ１１の電荷がトランジスタＴｒ２を介してキャパシタＣ１０に流れることにより、電源線ＩＳＯ３Ｖの電源電圧は、トランジスタ駆動回路５３の出力電圧Ｖｇに比べてトランジスタＴｒ２のしきい値電圧Ｖｔだけ低い一定の電圧Ｖｍに維持される。

しかしながら、キャパシタＣ１１の電荷が放電によって低下し続けると、トランジスタ駆動回路５３の出力電圧Ｖｇとしきい値電圧Ｖｔとによって規定される上述の電圧Ｖｍが維持されなくなる。そこで、本実施形態に係るディスク駆動装置では、キャパシタＣ１１の電圧低下に伴う電源線ＩＳＯ３Ｖの電源電圧の低下を抑制するため、図４に示すように、スピンドルモータＭ１の逆起電力を整流して電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）に出力する整流動作が行われる。

本実施形態に係るドライブ駆動装置は、例えば２通りの方法によって逆起電力の整流を行うことができる。

第１の整流方法では、トランジスタ駆動部２０が常に整流モードで動作する。この場合、スピンドルモータＭ１の３つの端子（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の中で電圧が最も高く、かつ、電源線ＩＳＯ３Ｖより電圧の高い端子が電源線ＩＳＯ３Ｖに接続される。また、３つの端子（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の中で電圧が最も低く、かつ、端子ＩＣＯＭより電圧の低い端子が端子ＩＣＯＭに接続される。

一方、第２の整流方法では、トランジスタ駆動部２０が短絡モードと整流モードで交互に動作する。短絡モードでは、スピンドルモータＭ１の３つの端子（Ｕ，Ｖ，Ｗ）がグランド線ＶＧＮＤに短絡される。これにより、３つのコイル（ＬＵ，ＬＶ，ＬＷ）には、回転に伴う逆起電力と各コイルの導線抵抗とに応じた電流が流れる。短絡モードが解除されて整流モードに移行すると、各コイルに蓄えられた磁気エネルギーがサージ電圧となって電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）に出力されるため、第１の整流方法よりも高い整流電圧が生成される。

本実施形態に係るドライブ駆動装置では、例えばリトラクト動作の当初から上述した整流方法による整流が可能となるようにトランジスタ駆動部２０が制御される。リトラクト動作の初期においては、電源線ＩＳＯ３Ｖの電圧がキャパシタＣ１１の電流により維持されており、電源線ＩＳＯ３Ｖの電圧がスピンドルモータＭ１の３つの端子Ｕ，Ｖ，Ｗより高いため、逆起電力の整流は行われない。また、このとき、電源線ＩＳＯ３ＶからスピンドルモータＭ１へ電力が入力されることはない。キャパシタＣ１１の放電に伴って電源線ＩＳＯ３Ｖの電圧が低下し、電源線ＩＳＯ３Ｖの電圧がスピンドルモータＭ１の３つの端子Ｕ，Ｖ，Ｗより低くなると、逆起電力の整流動作が自動的に開始される。

図５は、リトラクト動作時におけるキャパシタＣ１１の電圧（Ｖ８）と電源線ＩＳＯ３Ｖの電圧の変化を例示する図である。図の斜線部は、スピンドルモータＭ１の逆起電力を整流した電圧を示す。

キャパシタＣ１１の電圧（Ｖ８）が放電により低下し、時刻ｔ１において「Ｖｍ＋Ｖｔ」より低くなると、電源線ＩＳＯ３Ｖの電圧がキャパシタＣ１１の電圧と連動して低下する。
時刻ｔ２において、電源線ＩＳＯ３Ｖの電圧がスピンドルモータＭ１の端子Ｕ，Ｖ，Ｗの電圧より低くなると、スピンドルモータＭ１の逆起電力が整流されて電源線ＩＳＯ３Ｖに出力されるようにモータ駆動部１０の各トランジスタの導通状態が制御される。これにより、キャパシタＣ１１の電圧低下に連動した電源線ＩＳＯ３Ｖの電圧低下が抑制される。ボイスコイルモータＭ２は、スピンドルモータＭ１の逆起電力に基づいて安定に駆動される。

一方、図６は、一定時間が経過するまでスピンドルモータＭ１の逆起電力の整流を行わないようにした場合を説明するための図である。これは、予め定めたタイマー値に従ってボイスコイルモータへの電源供給方法を切り替える従来の方式に対応する。
図６の例では、予め定めた時刻ｔ３に達するまでスピンドルモータＭ１の逆起電力の整流が行われないため、その前に電源線ＩＳＯ３Ｖの電圧がゼロボルトまで落ちてしまっている。電源線ＩＳＯ３Ｖがゼロボルトになり、ボイスコイルモータＭ２に駆動電力が供給されなくなると、ボイスコイルモータＭ２のトルクが低下するため、衝撃等によってアームがディスク側に戻ってしまう可能性がある。本実施形態に係るドライブ駆動装置では、図６に示すようにタイマー値に基づいて逆起電力の整流が開始されるのではなく、図５に示すように電源線ＩＳＯ３Ｖの電圧低下に応じて自動的に逆起電力の整流が開始される。そのため、上述のようなボイスコイルモータＭ２のトルク低下による問題が回避される。

次に、上述した第１の整流方法と第２の整流方法のそれぞれの場合についてシミュレーションにより求めた各ノードの電圧波形の例を示す。

図７は、第１の整流方法におけるキャパシタＣ１１の電圧（Ｖ８）、電源線ＩＳＯ３Ｖの電圧、及び、スピンドルモータＭ１の端子電圧（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のシミュレーション波形の例を示す図である。
図７の例では３［ｍｓｅｃ］付近で整流動作が始まっており、これによって電源線ＩＳＯ３Ｖの電圧低下のペースが緩やかになっている。

なお、図７において、電源線ＩＳＯ３Ｖの電圧とキャパシタＣ１１の電圧（Ｖ８）がほぼ等しくなる期間Ｔｄｅｔが繰り返し現れているが、これは、ボイスコイルモータＭ２への駆動電圧の供給を停止して逆起電力の測定を行っている期間に対応する。この期間においては、ボイスコイルモータＭ２に電流が殆ど流れないため、トランジスタＴｒ２の電圧降下が小さくなっている。

一方、図８は、第２の整流方法におけるキャパシタＣ１１の電圧（Ｖ８）、電源線ＩＳＯ３Ｖの電圧、及び、スピンドルモータＭ１の端子電圧（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のシミュレーション波形の例を示す図である。
逆起電力による端子電圧（Ｕ，Ｖ，Ｗ）はピークにおいて１．４ボルト程度であるが、短絡モードから整流モードへ移行する際の端子電圧（Ｕ，Ｖ，Ｗ）は３ボルト付近まで上昇する。これにより、第２の整流方法では、電源線ＩＳＯ３Ｖの電圧が３Ｖ付近まで高くなっている。

以上説明したように、本実施形態によれば、リトラクト動作時において、電源線ＩＳＯ３ＶからスピンドルモータＭ１への電力の入力を阻止しつつ、スピンドルモータＭ１の逆起電力を整流して電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ（又はＩＣＯＭ））に出力するようにモータ駆動部１０の各トランジスタ（Ｔｒ１１〜Ｔｒ１６）が制御される。これにより、電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）の電圧が逆起電力の整流電圧より低くなると自動的に電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）へ整流電圧が出力されるため、タイマー値を参照して電源供給方法を切り替える従来の装置のように、電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）の電圧が一時的に低下してボイスコイルモータＭ２に駆動電力を供給できなくなる問題を回避できる。

また本実施形態によれば、スピンドルモータＭ１の各端子（Ｕ，Ｖ，Ｗ）を端子ＩＣＯＭに短絡する短絡モードと、電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ（又はＩＣＯＭ））からスピンドルモータＭ１への電力の入力を阻止しつつスピンドルモータＭ１の逆起電力を整流して電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）に出力する整流モードとが交互に繰り返される。これにより、ピンドルモータＭ１の逆起電力をそのまま整流する場合に比べて高い電圧を電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ）に出力することが可能となる。

一般に、ハードディスクドライブ装置では、ディスクサイズが小型になるほどスピンドルモータの逆起電力が小さくなる傾向がある。逆起電力が小さい場合、整流電圧も小さくなるため、リトラクト動作に十分な電圧をボイスコイルモータに供給すること困難になる。この場合、従来の装置では、キャパシタの充電電圧によってボイスコイルモータを駆動する必要があり、十分な駆動時間を得るためにはキャパシタの容量を大きくする必要があった。
本実施形態によれば、短絡モードと整流モードを交互に繰り返すことによってスピンドルモータの逆起電力より大きな電圧を生成できるため、スピンドルモータの逆起電力が小さい場合でもキャパシタの大容量化を抑えることができる。

また、本実施形態によれば、スピンドルモータＭ１の逆起電力より大きな電圧を生成することによって、電源線ＩＳＯ３Ｖの電圧低下のペースが相対的に小さくなることから、長い時間に渡ってボイスコイルモータＭ２を駆動できる。これにより、ヘッドを安全領域に留めておくようにボイスコイルモータＭ２を駆動する時間を長くできるため、ヘッドの安全領域からの跳ね返りを有効に防止できる。

更に、本実施形態によれば、リトラクト動作においてアームの速度が所定範囲内に収まるようにボイスコイルモータＭ２が制御されるため、ボイスコイルモータに一定の電圧を印加し続ける方式に比べてモータ駆動電力を削減できる。これにより、リトラクト動作においてボイスコイルモータに駆動電力を供給するキャパシタ（Ｃ１１）の容量を抑えることができる。

以上、本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々のバリエーションを含んでいる。

例えば、本発明の他の実施形態では、電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ（又はＩＣＯＭ））の電圧に応じて、上述した第１の整流方法と第２の整流方法を切り替えてもよい。例えば、リトラクト制御部５０は、電源線（ＩＳＯ３Ｖ，ＶＧＮＤ（又はＩＣＯＭ））の電圧を電圧検知回路により監視して、この電圧が所定のしきい値より低くなった場合に上述した第２の整流方法による整流を行ってもよい。
これにより、リトラクトの前半では主にキャパシタＣ１１の電荷がボイスコイルモータＭ２の駆動に利用され、キャパシタＣ１１の電圧が一定レベルまで低くなったところで、スピンドルモータＭ１の逆起電力がボイスコイルモータＭ２の駆動に利用される。

また、本発明の他の実施形態では、ボイスコイルモータＭ２に入力する駆動電圧の印加時間をアナログ−デジタル変換回路５４のデジタル値に応じて変化させてもよい。すなわち、アームの速度の標準値に対する誤差が大きいほど、駆動電圧の印加時間が長くなるようにしてもよい。

Ｍ１…スピンドルモータ、Ｍ２…ボイスコイルモータ、１０，３０…モータ駆動部、１２…リトラクトダンピング抵抗部、２０，２２，４０，４２…トランジスタ駆動部、２０１〜２０６，４０１〜４０４…ゲート駆動回路、２４，４４…信号選択回路、５０…リトラクト制御部、５１…クロック発生回路、５２，５３…トランジスタ駆動回路、５４…アナログ−デジタル変換回路、６１…チャージポンプ回路、６２，６３…レギュレータ回路、６４…クランプ回路、ＳＷ１〜ＳＷ３，ＳＷ１１〜ＳＷ１６，ＳＷ２１〜ＳＷ２４…スイッチ、Ｔｒ１，Ｔｒ２…トランジスタ、Ｃ１０〜Ｃ１２…キャパシタ、Ｄ１…ダイオード、Ｒ１〜Ｒ５，ＲＧ…抵抗、ＬＵ，ＬＶ，ＬＷ…コイル

Claims (13)

1. ディスク状記録媒体を回転する第１モータと上記ディスク状記録媒体の情報にアクセスするためのヘッドを動かす第２モータとを、第１電源線及び第２電源線に供給される電力に基づいて制御するモータ制御装置であって、
   上記第１電源線及び上記第２電源線と上記第１モータの複数の入力端子とを接続する複数のトランジスタを含んだ第１モータ駆動部と、
   上記ヘッドを安全領域に退避させる非常動作時において、上記第１モータの上記複数の入力端子に生じる逆起電力を上記第１電源線の電圧並びに上記第２電源線の電圧と比較し、当該比較結果に応じて、上記第１電源線及び上記第２電源線から上記第１モータへの電力の入力を阻止するとともに、上記第１モータが発生する逆起電力を整流して上記第１電源線及び上記第２電源線に出力するように上記第１モータ駆動部の各トランジスタを制御する第１モータ制御部と、
   を有するモータ制御装置。
2. 上記第１モータ制御部は、上記非常動作時において、上記第１モータの全ての端子を上記第２電源線に短絡するように上記第１モータ駆動部の各トランジスタを制御する短絡モードと、上記電圧比較結果に応じて、上記第１電源線及び上記第２電源線から上記第１モータへの電力の入力を阻止するとともに、上記第１モータが発生する逆起電力を整流して上記第１電源線及び上記第２電源線に出力するように上記第１モータ駆動部の各トランジスタを制御する整流モードとを交互に繰り返す、
   請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 上記第１モータ制御部は、上記第１電源線と上記第２電源線との間に生じる電源電圧が所定のしきい値より低い場合に上記短絡モードと上記整流モードとを交互に繰り返す、
   請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 上記第１モータ駆動部は、
   上記第１モータの上記複数の入力端子と上記第１電源線とを接続する複数の第１トランジスタと、
   上記第１モータの上記複数の入力端子と上記第２電源線とを接続する複数の第２トランジスタとを含み、
   上記第１モータ制御部は、
   上記複数の第１トランジスタの駆動信号を出力する複数の第１トランジスタ駆動回路であって、上記整流モードにおいて、駆動対象の上記第１トランジスタの両端の電圧を比較した結果に応じて当該駆動対象の第１トランジスタの導通状態を制御する駆動信号を出力し、上記短絡モードにおいて、当該駆動対象の第１トランジスタを非導通とする駆動信号を出力する複数の第１トランジスタ駆動回路と、
   上記複数の第２トランジスタの駆動信号を出力する複数の第２トランジスタ駆動回路であって、上記整流モードにおいて、駆動対象の上記第２トランジスタの両端の電圧を比較した結果に応じて当該駆動対象の第２トランジスタの導通状態を制御する駆動信号を出力し、上記短絡モードにおいて、当該駆動対象の第２トランジスタを非導通とする駆動信号を出力する複数の第２トランジスタ駆動回路とを含む、
   請求項２又は３に記載のモータ制御装置。
5. 通常動作時において、上記第１電源線及び上記第２電源線から上記第１モータへ電力を供給するように生成された駆動信号群を上記複数の第１トランジスタ及び上記複数の第２トランジスタに入力し、上記非常動作時において、上記複数の第１トランジスタ駆動回路及び上記複数の第２トランジスタ駆動回路により生成された駆動信号群を上記複数の第１トランジスタ及び上記複数の第２トランジスタに入力する信号選択回路を有する、
   請求項４に記載のモータ制御装置。
6. 上記ヘッドの速度を検出する検出部と、
   上記第１電源線及び上記第２電源線の電源電圧に基づいて、上記ヘッドを加速又は減速させる極性を持った駆動電圧を生成し、当該生成した駆動電圧を上記第２モータに印加する第２モータ駆動部と、
   上記非常動作時において、上記ヘッドが所定の速度に近づくように、上記検出部の検出結果に応じて上記駆動電圧の極性と出力タイミングを制御する第２モータ制御部とを有する、
   請求項２乃至５の何れか一項に記載のモータ制御装置。
7. 上記検出部は、上記第２モータ駆動部が上記第２モータに上記駆動電圧を印加していない期間に上記第２モータが発生する逆起電力を検出する、
   請求項６に記載のモータ制御装置。
8. 上記第１モータ駆動部は、
   上記第１モータの上記複数の入力端子と上記第１電源線とを接続する複数の第１トランジスタと、
   上記第１モータの上記複数の入力端子と上記第２電源線とを接続する複数の第２トランジスタとを含み、
   上記第１モータ制御部は、
   上記複数の第１トランジスタの駆動信号を出力する複数の第１トランジスタ駆動回路であって、駆動対象の上記第１トランジスタの両端の電圧を比較した結果に応じて当該駆動対象の第１トランジスタの導通状態を制御する駆動信号を出力する複数の第１トランジスタ駆動回路と、
   上記複数の第２トランジスタの駆動信号を出力する複数の第２トランジスタ駆動回路であって、駆動対象の上記第２トランジスタの両端の電圧を比較した結果に応じて当該駆動対象の第２トランジスタの導通状態を制御する駆動信号を出力する複数の第２トランジスタ駆動回路とを含む、
   請求項１に記載のモータ制御装置。
9. 上記非常動作時において、上記第１モータの上記複数の入力端子並びに上記第１モータの複数のコイルが共通に接続される共通端子を上記第２電源線に接続する複数の抵抗素子を含んだ抵抗回路を有する、
   請求項２乃至８の何れか一項に記載のモータ制御装置。
10. ディスク状記録媒体を回転する第１モータと、
    上記ディスク状記録媒体の情報にアクセスするためのヘッドを動かす第２モータと、
    第１電源線及び第２電源線に供給される電力に基づいて上記第１モータ及び上記第２モータを制御するモータ制御装置とを有し、
    上記モータ制御装置は、
    上記第１電源線及び上記第２電源線と上記第１モータの複数の入力端子とを接続する複数のトランジスタを含んだ第１モータ駆動部と、
    上記ヘッドを安全領域に退避させる非常動作時において、上記第１モータの全ての端子を上記第２電源線に短絡するように上記第１モータ駆動部の各トランジスタを制御する短絡モードと、上記第１モータの上記複数の入力端子に生じる逆起電力を上記第１電源線の電圧並びに上記第２電源線の電圧と比較し、当該比較結果に応じて、上記第１電源線及び上記第２電源線から上記第１モータへの電力の入力を阻止するとともに、上記第１モータが発生する逆起電力を整流して上記第１電源線及び上記第２電源線に出力するように上記第１モータ駆動部の各トランジスタを制御する整流モードとを交互に繰り返す第１モータ制御部とを含む、
    ディスク駆動装置。
11. 円盤状媒体を回転させる３相ＤＣモータである第１モータの逆起電力を利用して、上記円盤状媒体に対するヘッドを動作させる第２モータを駆動し、上記ヘッドの退避動作を制御する制御回路であって、
    上記第１モータの第１の端子と第１の電圧供給線との間に接続された第１のトランジスタと、上記第１の端子と第２の電圧供給線との間に接続された第２のトランジスタと、上記第１のモータの第２の端子と上記第１の電圧供給線との間に接続された第３のトランジスタと、上記第２の端子と上記第２の電圧供給線との間に接続された第４のトランジスタと、上記第１のモータの第３の端子と上記第１の電圧供給線との間に接続された第５のトランジスタと、上記第３の端子と上記第２の電圧供給線との間に接続された第６のトランジスタとを含む第１のモータ駆動部と、
    上記ヘッドを退避させるための退避モードにおいて、上記第１の端子の電圧と上記第１の電圧供給線の電圧とを比較して当該比較結果に応じて上記第１のトランジスタの導通状態を制御する第１のトランジスタ駆動回路と、上記第１の端子の電圧と上記第２の電圧供給線の電圧とを比較して当該比較結果に応じて上記第２のトランジスタの導通状態を制御する第２のトランジスタ駆動回路と、上記第２の端子の電圧と上記第１の電圧供給線の電圧とを比較して当該比較結果に応じて上記第３のトランジスタの導通状態を制御する第３のトランジスタ駆動回路と、上記第２の端子の電圧と上記第２の電圧供給線の電圧とを比較して当該比較結果に応じて上記第４のトランジスタの導通状態を制御する第４のトランジスタ駆動回路と、上記第３の端子の電圧と上記第１の電圧供給線の電圧とを比較して当該比較結果に応じて上記第５のトランジスタの導通状態を制御する第５のトランジスタ駆動回路と、上記第３の端子の電圧と上記第２の電圧供給線の電圧とを比較して当該比較結果に応じて上記第６のトランジスタの導通状態を制御する第６のトランジスタ駆動回路とを含む第１のモータ制御部と、
    を含み、
    上記第１のモータ制御部の制御により上記第１の電圧供給線と上記第２の電圧供給線との間に電圧が生成される、制御回路。
12. 上記第１のモータの上記第１、第２及び第３の端子と、上記第１のモータの共通端子と、上記第１又は第２の電圧供給線とに接続される抵抗回路を更に有し、
    上記退避モードにおいて、上記第１、第２及び第３の端子と上記共通端子とを上記第１又は第２の電圧供給線に上記抵抗回路を介して接続する短絡モードと、上記第１乃至第６のトランジスタの導通状態が上記第１のモータ制御部の上記第１乃至第６のトランジスタ駆動回路により制御されて上記第１の電圧供給線と上記第２の電圧供給線との間に電圧が生成される整流モードとが繰り返される、
    請求項１１に記載の制御回路。
13. 上記第１の電圧供給線と上記第２の電圧供給線との間に接続されたコンデンサと、上記コンデンサの電圧を検知する電圧検知回路とを更に有し、
    上記退避モードにおいて、上記電圧検知回路が上記コンデンサの電圧が所定の値以下であることを検知すると、上記第１のモータ制御部が上記第１乃至第６のトランジスタの導通状態を制御して上記第１の電圧供給線と上記第２の電圧供給線との間に電圧が生成される、
    請求項１１又は１２に記載の制御回路。