JP4267564B2 - ボイスコイルモータの逆起電力測定装置およびその逆起電力測定方法,ボイスコイルモータのパラメータキャリブレーション方法,ボイスコイルモータ制御装置 - Google Patents

ボイスコイルモータの逆起電力測定装置およびその逆起電力測定方法,ボイスコイルモータのパラメータキャリブレーション方法,ボイスコイルモータ制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4267564B2
JP4267564B2 JP2004360254A JP2004360254A JP4267564B2 JP 4267564 B2 JP4267564 B2 JP 4267564B2 JP 2004360254 A JP2004360254 A JP 2004360254A JP 2004360254 A JP2004360254 A JP 2004360254A JP 4267564 B2 JP4267564 B2 JP 4267564B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voice coil
coil motor
voltage
electromotive force
head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004360254A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005174539A (ja
Inventor
濬 鄭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of JP2005174539A publication Critical patent/JP2005174539A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4267564B2 publication Critical patent/JP4267564B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • G11B21/02Driving or moving of heads
    • G11B21/10Track finding or aligning by moving the head ; Provisions for maintaining alignment of the head relative to the track during transducing operation, i.e. track following
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • G11B5/5526Control therefor; circuits, track configurations or relative disposition of servo-information transducers and servo-information tracks for control thereof
    • G11B5/553Details
    • G11B5/5534Initialisation, calibration, e.g. cylinder "set-up"

Landscapes

  • Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)

Description

本発明はハードディスクドライブのキャリブレーション方法およびその装置に係り,特に,ボイスコイルモータの逆起電力を測定するためのパラメータをキャリブレーションする方法,ボイスコイルモータの逆起電力を測定する方法,およびそれに適した装置に関する。
ハードディスクドライブ(hard disc drive;以下,‘HDD’とする)において,探索動作などを正確に制御するためには,ヘッドの移動速度を知る必要がある。HDDのヘッドの移動速度は,ディスク表面に記録されたサーボ情報を用いて算出される。このサーボ情報は,トラック番号およびセクタ番号を有するので,これらを用いてヘッドの移動速度を算出することができる。
しかし,このような方法は,ヘッドがサーボ情報を読み込める場合にのみ可能である。例えば,ランプローディング/アンローディング(ramploading/unloading)方式のHDDでは,ランプにあったヘッドをディスクにローディングする間,またはディスクにあったヘッドをランプにアンローディングする間は,ヘッドがディスクの表面上に位置しないため,ディスク表面に記録されたサーボ情報を読み込むことができない。つまり,サーボ情報よりヘッドの移動速度を算出することができず,ヘッドの移動速度が分からなくなる。
このため,ランプローディング/アンローディング方式を使用するHDDでは,ヘッドスライドを駆動するボイスコイルモータ(voice coil motor;以下,‘VCM’とする)の逆起電力(back electromotive force;BEMF)によりヘッドの移動速度を検出する。この方式では,VCMの逆起電力がVCMの回転速度,すなわち,ヘッドの移動速度に比例することを用いて検出する。
最近では,ランプローディング/アンローディング方式を使用しないHDDにおいても,VCMの逆起電力によりヘッドの移動速度を検出し,検出されたヘッドの移動速度をフィードバックすることによって,アンラッチ動作でのヘッドの移動速度を制御する方式を採択している。また,探索サーボ動作でも,VCMの逆起電力によりヘッドの移動速度を検出して,加速区間および減速区間でのヘッドの移動速度を制御する方式が採択されている。
図1Aおよび図1Bは,ランプローディング方式において,ヘッドスライダー4のローディング/アンローディング過程を各々図式的に示すものである。ランプローディング方式のHDDは,ランプ6およびアクチュエータ3に形成された突出部3bを含む。VCM5に駆動電流が印加されると,アクチュエータ3は駆動軸3aを軸に回転し,突出部3bはランプ6の表面6a〜6dを摺動する。
図1Aにおいて,突出部3bの逆時計回りの移動方向はローディング方向であり,時計回りの移動方向はアンローディング方向である。
図1Bに示すように,ヘッドスライダー4がローディングされるとき,アクチュエータ3はローディング方向に回転してヘッドスライダー4をディスク1上に移す。突出部3bは,ランプの各表面6a〜6cを順次に通過して傾斜した表面6dから離れ,ディスク1上に接触する。
一方,ヘッドスライダー4がアンローディングされるとき,アクチュエータ3はディスク1から離脱し,アクチュエータ3に形成された突出部3bはランプ6のパーキング表面6dと接触する。そして,アクチュエータ3はアンローディング方向に回転して,ヘッドスライダー4をパーキング位置6aに移す。突出部3bはランプ6の表面上を摺動し,ランプ6の各表面6d〜6bを順次通過してパーキング表面6aで接触する。このとき,コイル支持部材3cは,アウター・クラッシュストップ(outer crash stop)7に接触,または密接する。
上記ローディングまたはアンローディング過程において,ランプ6の傾斜した表面6dでヘッドスライダー4がディスク1上に移動するとき,またはヘッドスライダー4がディスク1上から離脱するとき,ヘッドスライダー4とランプ6とが衝突したり,ディスク1上にかき傷などが発生しないように,ヘッドスライダー4の速度を制御する必要がある。そのため,ヘッドスライダー4の移動速度を検出しなければならない。また,アンローディング過程において,アクチュエータ3がアウター・クラッシュストップ7に衝突する際の衝撃およびノイズを減らすためにも,ヘッドスライダー4の移動速度を検出して速度を制御する必要がある。
しかし,図1Aに示されたように,ヘッドスライダー4をローディング,またはアンローディングする間は,ヘッドスライダー4がディスク1の表面上に位置せず,ランプ6上に位置している。したがって,ディスク1の表面に記録されたサーボ情報を用いてヘッドの移動速度を算出することは不可能である。そのため,VCM5の逆起電力よりヘッドスライダー4の移動速度を検出する。
図2は,VCM制御装置の構成を示すブロック図である。図2に示された装置は,VCM駆動部202と,センシング抵抗値Rsを有するセンシング抵抗器206と,BEMF(逆起電力)検出部208と,アナログ/デジタル変換機(Analog to Digital Converter;以下,‘ADC’とする)210と,マイクロコントローラ212と,デジタル/アナログ変換機(Digital to Analog Converter;以下‘DAC’とする)214と,を含む。
図2に示すように,VCM駆動部202は,VCM204を駆動する。VCM204はコイル抵抗Rm(ここで,RmはVCMのコイル抵抗を示す)およびコイルインダクタンスLm(ここで,LmはVCMのコイルインダクタンスを示す)より構成される等価回路で表される。そして,センシング抵抗器206は,VCM204に流れる電流を検出する。また,BEMF検出部208は,VCM204に印加されるVCM電圧Vvcmおよびセンシング抵抗器206により検出されたVCM電流Imに基づき,VCMで誘起された逆起電力を検出する。ADC210は,BEMF検出部208の出力をアナログ/デジタル変換する。そして,マイクロコントローラ212は,VCM204を制御する。また,DAC214は,マイクロコントローラ212から提供されるVCM制御信号をデジタル/アナログ変換して,VCM駆動部202に提供する。
BEMF検出部208は,VCM204に印加されるVCM電圧Vvcmを増幅するVCM電圧増幅器208aと,センシング抵抗器206により検出されたVCM電流Imを増幅するVCM電流増幅器208bと,VCM電圧増幅器208aの出力とVCM電流増幅器208bの出力とを差動増幅する差動増幅器208cと,を含む。
ここで,VCM電圧増幅器208aの増幅利得はGaであり,この値は実質的に約1である。また,VCM電流増幅器208bの増幅利得はGbであり,差動増幅器208cの増幅利得はGtである。そして,VCM電圧増幅器208aは,VCM電圧を増幅された電圧に変換する電圧(voltage−to−voltage)増幅器である。一方,VCM電流増幅器208bは,VCM電流をセンシング抵抗Rsを用いて電圧に変換する電流電圧変換(current−to−voltage)増幅器である。
図2より,VCM204にはVCM電流Imが流れていることから,VCM電圧Vvcmは,数式1で表せる。
Figure 0004267564
一方,センシング抵抗器206の両端の電圧Vsは,数式2で表せる。
Figure 0004267564
ここで,dIm/dtはVCM電流Imの時間微分値である。また,VbemfはVCMの逆起電力による電圧を示し,VCMの回転速度,すなわち,ヘッドの移動速度に比例する。したがって,VCMのBEMF定数は既知の値であることから,逆起電力による電圧VbemfおよびVCMのBEMF定数を用いて,VCMの回転速度およびヘッドの移動速度が分かる。
ここで,VCM電圧Vvcmは,増幅利得が約1であるVCM電圧増幅器208aにより増幅される。一方,センシング抵抗器206の両端電圧Vsは,増幅利得がGbであるVCM電流増幅器208bにより増幅される。そして,VCM電圧増幅器208aとVCM電流増幅器208bの出力差は,増幅利得がGtである差動増幅器208cにより増幅されて,ADC210に提供される。
したがって,ADC210により測定される電圧Vadcは,コイル抵抗RmおよびコイルインダクタンスLmの両端電圧とセンシング抵抗器206の両端の電圧Vsとの差動電圧であって,以下の数式3で表すことができる。
Figure 0004267564
一方,図2に示される各増幅器208a〜208cは,必然的にオフセットを含んでいる。そのため,ADC210により測定される差動電圧Vadcは,オフセット電圧Voffsを含むようになる。
さらに,図2に示された装置は,VCM電流増幅器208bの増幅利得Gbを,マイクロコントローラ212により可変できるように構成されている。
VCM駆動部202から提供されるVCM電流Imは一定であると仮定して,オフセット電圧Voffsを適用すれば,ADC210により測定される電圧Vadcは次の数式4の通りである。
Figure 0004267564
ここで,増幅利得Gbをコイル抵抗Rmとセンシング抵抗Rsとの比率Rm/Rsを用いて設定することが可能な場合,ADC210により測定される差動電圧Vadcは,次の数式5で表すことができる。
Figure 0004267564
したがって,コイル抵抗Rmの値とオフセット電圧Voffsの値とが既知であれば,ヘッドの速度,すなわちVCMの速度に比例したBEMF電圧Vbemfを測定できる。
従来の技術では,ヘッドのランプ6へのローディング直前に,クラッシュストップを用いてRm/Rsの値とオフセット電圧Voffsとをキャリブレーションする。
例えば,VCM204に0mAの電流を印加した状態で,ヘッドスライダー4がランプ6上にパーキング状態であれば,ADC210にて測定される差動電圧Vadcは,オフセット電圧Voffsと同一になる。ランプローディング/アンローディング方式のラッチシステムを備えるHDDでは,ヘッドのパーキング位置に突出部3bまたは磁力を用いたラッチ装置を含んでいる。そのため,VCM204に0mAの電流を加えれば,VCM204は動かずに停止状態になる。したがって,BEMF電圧Vbemfも0になるので,オフセット電圧Voffsを測定することができる。
次いで,アウター・クラッシュストップ方向に力が加えられるように,VCM204を駆動させる。このとき,増幅利得Gbの値を変更しながらADC210にて測定される電圧Vadcの値がオフセット電圧Voffsの値に最も近い増幅利得Gbを探し出せば良い。その理由は,クラッシュストップによりVCM204はそれ以上動かないので,Vbemfは0になり,測定されるADC値は,次の数式6のようになる。
Figure 0004267564
したがって,VCM電流増幅器208bの増幅利得GbがRm/Rsの値に近づくと,ADC210により測定される差動電圧Vadcもオフセット電圧Voffsに近づくからである。
図1Aおよび図1Bに示された装置を使用する際には,前述したように,Vbemfを正確に測定するため,パラメータのオフセット電圧VoffsとVCM電流増幅器208bとの増幅利得Gbとをキャリブレーションする必要がある。
ところが,VCM電流増幅器208bの増幅利得Gbは,マイクロコントローラ212により設定される2進数である。そのため,VCM電流増幅器208bの増幅利得Gbを出力するためのデジタル/アナログ変換器(図示せず)の分解能がいくら優れても,量子化誤差が存在する。また,VCM電流増幅器208bの増幅利得Gbをどれほどよく設定しても,このような量子化誤差によりRm−Gb×Rsが0にならないことがある。
一方,傾度S=Rm−Gb×Rsと仮定すれば,ADC210により測定される値は,次の数式7で表される。
Figure 0004267564
ここで,傾度Sは,クラッシュストップを用いて補正することができる。具体的には,まず,増幅利得Gtが既知の値であり,オフセット電圧VoffsとVCM電流増幅器208bの増幅利得Gbとがキャリブレーションされている必要がある。そして,クラッシュストップ方向にVCM204を駆動させる際,相異なる2つのレベルの電流をVCM204に流し,それぞれの場合についてADC210により測定される差動電圧Vadcを測定すれば,傾度Sを補正することができる。
前述したように,図2に示された回路により,VCM204の逆起電力Vbemfを測定するためには,オフセット電圧Voffsと,VCM電流増幅器208bの増幅利得Gbと,VCM電流増幅器208bの増幅利得Gbの有限な分解能による傾度Sとを先にキャリブレーションしなければならない。ここで,有限な分解能とは,その値を示すためのビット数の制限により,その精密度が制限されることを意味する。
ヘッドをローディングさせる前には,前述したように,クラッシュストップを用いて,オフセット電圧Voffs,VCM電流増幅器208bの増幅利得Gb,そして傾度Sをいずれもキャリブレーションすることができる。
ところで,VCM電流増幅器208bの増幅利得Gbを設定するためのRm/Rsは,VCMコイルの温度変化に非常に敏感である。特に,VCM204のコイル抵抗Rmは温度によって非常に急変する特徴がある。
したがって,ヘッドをローディングさせる前にオフセット電圧Voffs,VCM電流増幅器208bの増幅利得Gb,そして傾度Sを設定したとしても,ヘッドのローディング後に複数の要因によりVCMコイルの温度が変われば,VCMのコイル抵抗Rmの値も変わる。そのため,VCM電流増幅器208bの増幅利得Gbあるいは傾度Sを再設定することになる。
この場合,VCMコイルの温度変化を測定すれば,VCM電流増幅器208bの増幅利得Gbや傾度Sの再設定が十分に可能である。しかし,そのために別途の温度センサが必要なだけでなく,VCMコイルのみの温度を測定することは技術的に困難である。
HDDの内部にHDDの動作温度を測定できる温度センサを内蔵したとしても,VCMコイルの温度は,VCMコイルに流れる電流によっても変化する。したがって,HDDの動作温度に基づいてVCM電流増幅器208bの増幅利得Gbや傾度Sを再設定することは,非常に不正確な結果を得る原因となる。
VCM電流増幅器208bの増幅利得Gbや傾度Sを再設定する他の方法として,ヘッドのローディング直前にキャリブレーションする方法と同様に,インナー・クラッシュストップ(inner crash stop)を用いて再設定する方法がある。しかし,この方法は,ヘッドスライドをインナー・クラッシュストップに衝突させねばならないので,衝撃による危険負担がある。また,ディスク1の内周側までヘッドを移動させてVCM電流増幅器208bの増幅利得Gbや傾度Sを再設定した後,アンローディングを行うため,時間的な損失も大きい。
米国特許第6229663号明細書
このような問題点を補完するための従来の技術としては,ヘッドをアンローディングさせる前に傾度Sを再び補正する方法と,VCM電流増幅器の増幅利得Gbだけを再設定する方法とがある。傾度Sを再補正する方法は,例えば,特許文献1により公開されている。一方,傾度Sを無視し,VCM電流増幅器208bの増幅利得Gbだけを再設定する方法は,ヘッドをディスク表面の2地点間を往復するようにシークさせ,このとき,ADC210により測定される差動電圧Vadcの平均とオフセット電圧Voffsとを同一にして,新たなVCM電流増幅器208bの増幅利得Gbを探す方法である。
このように,従来のキャリブレーション方法は,ヘッドをアンローディングさせる前にVCM電流増幅器208bの増幅利得Gbまたは傾度Sを再補正する。そのため,反復的にシーク動作を行うことが必要となり,キャリブレーションに相当の時間がかかる。特に,傾度Sを無視してVCM電流増幅器208bの増幅利得Gbだけを再測定する場合には,Vbemfの測定精度が劣化する。
また,アンローディング時にVCM電流増幅器208bの増幅利得Gbまたは傾度Sの再補正を正しく行わなければ,VCM204の逆起電力Vbemfの測定結果が不正確になる。そのため,アンローディングの制御が正しくなされないなどの多様な問題を招く可能性がある。
そこで,本発明は,このような問題に鑑みてなされたもので,その目的は,簡単かつ正確なキャリブレーション方法およびキャリブレーション方法を用いたVCMの逆起電力測定方法とその逆起電力測定装置を提供することにある。
上記問題を解決するために,本発明のある観点によれば,コイル抵抗Rmと,コイルインダクタンスLmと,温度に依存するセンシング抵抗Rsとを有し,ヘッドをディスク上で移動させるVCMの逆起電力を測定するための装置のパラメータをキャリブレーションする方法が提供される。
上記の方法は,まず,ヘッドがディスク上の第1トラックを追従する第1の追従動作と,ヘッドを第1トラックから第2トラックに移動する移動動作,そしてヘッドが第2トラックを追従する第2の追従動作を順次行うようにVCMを制御する。次いで,移動動作が行われる間,VCMに印加される電圧とセンシング抵抗Rsに印加される電圧との差動電圧VadcおよびVCM駆動電流Imをサンプリングする。そして,第1積分値と第2積分値との比率に基づいて傾度Sを算出する。ここで,第1積分値は,サンプリングされた差動電圧VadcとVCM駆動電流Imとの積を移動動作が行われる間,積分して得られる。一方,第2積分値は,サンプリングされたVCM駆動電流Imの二乗を,移動動作が行われる間に積分して得られる。また,傾度Sは数式S=Rm−Gb×Rsにより規定され,Gbはセンシング抵抗Rsに印加される電圧を増幅する増幅器の増幅利得である。その後,傾度Sに基づいて,逆起電力測定装置のパラメータをキャリブレーションする。
ここで,逆起電力測定装置は,オフセット電圧および増幅利得より差動電圧を増幅する増幅器を含んでもよい。また,上記の傾度を算出する際,サンプリングされた差動電圧からオフセット電圧を引いた差分値とVCM駆動電流との積を,ヘッドの移動動作の区間において積分して得られる第3積分値を算出し,この第3積分値と上記の第2積分値と増幅利得との積との比率に基づいて処理されることが望ましい。
また,上記の第1トラックおよび第2トラックは,ディスク上でVCMのバイアスフォースが最小となる領域に位置していることが好ましい。
上記問題を解決するために,本発明の別の観点によれば,コイル抵抗Rmと,コイルインダクタンスLmと,温度に依存するセンシング抵抗Rsとを有し,ヘッドをディスク上で移動させるVCMの逆起電力を測定するための方法が提供される。
上記の方法は,まず,VCMにVCM駆動電流Imを印加してもヘッドが動かない状態でコイル抵抗Rmとセンシング抵抗Rsとの比率を算出する。このときの状態は,例えば,ヘッドがインナー・クラッシュストップまたはアウター・クラッシュストップにより抑制されている状態である。また,VCMの速度がゼロであることを意味する。次いで,ヘッドがディスク上の第1トラックを追従する第1の追従動作と,ヘッドを第1トラックから第2トラックに移動させる移動動作と,ヘッドが第2トラックを追従する第2の追従動作とを順次行うようにVCMを制御する。そして,移動動作が行われる間,VCMに印加される電圧とセンシング抵抗Rsに印加される電圧との差動電圧VadcおよびVCM駆動電流Imをサンプリングする。その後,差動電圧Vadcを得るための増幅器がオフセット電圧Voffsおよび増幅利得Gtを有するとするとき,第3積分値と第2積分値と増幅利得Gtとの積の比率に基づいて傾度Sを算出する。ここで,第3積分値,第2積分値,傾度S,およびセンシング抵抗Rsに印加される電圧を増幅する増幅器の増幅利得Gbは,上記記載の方法で求められる。そして,傾度Sに基づいてVCMの逆起電力を測定するための装置のパラメータをキャリブレーションする。その後,キャリブレーションされたパラメータに基づいてVCMの逆起電力を測定する。
このとき,キャリブレーションされるパラメータは,例えば,傾度や増幅利得である。また,上記と同様に,第1トラックおよび第2トラックは,ディスク上でVCMのバイアスフォースが最小となる領域に位置していることが好ましい。
上記問題を解決するために,本発明の別の観点によれば,コイル抵抗Rmと,コイルインダクタンスLmと,温度に依存するセンシング抵抗Rsとからヘッドをディスク上で移動させるVCMの逆起電力を測定するための装置が提供される。
上記の装置は,VCMに印加される電圧とセンシング抵抗Rsに印加される電圧との差動電圧Vadcを得るための差動増幅器と,VCMにVCM駆動電流Imを印加するVCM駆動部と,VCM駆動部を通じてVCMを制御する制御部と,を含む。
ここで,制御部は,まず,ヘッドがディスク上の第1トラックを追従させる第1の追従動作と,ヘッドを第1トラックから第2トラックに移動させる移動動作と,ヘッドが第2トラックを追従させる第2の追従動作とを順次行うようにVCMを制御する。次いで,移動動作が行われる間に差動電圧VadcおよびVCM駆動電流Imをサンプリングする。さらに,第1積分値と第2積分値と増幅利得Gtとの積の比率に基づいて傾度Sを算出する。ここで,第1積分値,第2積分値,傾度S,およびセンシング抵抗Rsに印加される電圧を増幅する増幅器の増幅利得Gbは,上記記載の方法で求められる。その後,傾度Sを用いて,VCMの逆起電力を測定するための装置のパラメータをキャリブレーションするように制御指令を出す。また,この場合も上記と同様に,第1トラックおよび第2トラックは,ディスク上でVCMのバイアスフォースが最小となる領域に位置していることが好ましい。
上記問題を解決するために,本発明の別の観点によれば,VCMのパラメータキャリブレーション方法が提供される。ここで,VCMは,コイル抵抗Rmと,コイルインダクタンスLmと,センシング抵抗Rsとを有する。
上記の方法では,まず,HDDのヘッドをディスク上の第1トラックを追従するように動かしてヘッドの速度をゼロに設定する。そして,ヘッドをディスク上の第1トラックから第2トラックに移動させ,ヘッドが移動する間,差動電圧VadcおよびVCMに印加されるVCM駆動電流Imをサンプリングする。さらに,ヘッドが第2トラックを追従するように動かしてヘッドの速度をゼロに設定する。その後,Σ{(Vadc−Voffs)×Im}およびΣImを算出する。そして,式S=Σ{(Vadc−Voffs)×Im}/{Gt×ΣIm}により傾度Sを算出する。次いで,傾度SによりVCMをキャリブレーションする。
上記差動電圧Vadcは,BEMF検出器による出力であり,次の式Vadc=Gt×{(Rm−Gb×Rs)×Im+Vbemf}+Voffsで規定される。また,GtはVCMに印加される電圧を増幅するVCM電圧増幅器とVCM電流Imを検出する抵抗にかかる電圧を増幅するVCM電流増幅器との差を増幅する差動増幅器の増幅利得である。そして,GbはVCM電流増幅器の増幅利得である。さらに,Bbemfは,VCMの逆起電力により誘導される電圧であり,Voffsは,差動電圧Vadcのオフセット電圧である。
また,このVCMのパラメータキャリブレーション方法では,1回のシークサーボ動作を行えば,傾度Sを補正することが可能である。
上記問題を解決するために,本発明の別の観点によれば,VCM制御装置が提供される。
上記の装置は,VCMを駆動するVCM駆動部と,センシング抵抗値Rsを有し,VCMを通じる電流を検出するセンシング抵抗器と,VCMに印加されるVCM電圧Vvcmおよびセンシング抵抗器により検出されるVCM電流Imを通じてVCM内に誘導される逆起電力を検出するBEMF検出器を含む。ここで,BEMF検出器は,VCM電圧Vvcmを増幅するVCM電圧増幅器,VCM電流Imを増幅するVCM電流増幅器,そして増幅されたVCM電圧Vvcmと増幅されたVCM電流Imとの差を示す差動電圧を出力する差動増幅器を含む。
ここで,VCM電圧は,コイルインダクタンス値とVCM電流の時間微分値とを乗じた値と,コイル抵抗とVCM電流とを乗じた値と,VCMの逆起電力により誘導される電圧との和で求められる。また,センシング抵抗器に印加される電圧は,センシング抵抗値とVCM電流との積により算出できる。さらに,逆起電力検出器で検出されるVCMで誘起された逆起電力は,VCM電圧から,センシング抵抗器に印加される電圧にVCM電流増幅器の増幅利得を乗じた値を引き,この減算より得られた値に差動増幅器の増幅利得を乗じることによって求められる。
さらに,VCM制御装置は,VCMを制御するマイクロコントローラを備えることもできる。VCM電流増幅器の増幅利得は,例えば,このマイクロコントローラにより調整することもできる。
また,このVCM制御装置は,デジタル/アナログ変換機をさらに備えることもできる。このデジタル/アナログ変換機により,マイクロコントローラにより印加されるデジタルボイスコイルモータ制御信号をアナログボイスコイルモータ制御信号に変換し,アナログボイスコイルモータ制御信号を前記ボイスコイルモータ駆動部に提供することができるようになる。さらに,逆起電力検出器のアナログ出力をデジタル信号に変換するデジタル/アナログ変換器を備えてもよい。
ここで,VCM電圧増幅器の増幅利得は,約1であることが望ましい。
上記問題を解決するために,本発明の別の観点によれば,短距離探索を行うことによってVCMの逆起電力を測定するためのパラメータをキャリブレーションする方法が提供される。
上記の方法は,まず,第1トラックを追従する。次いで,第2探索を探索しつつ差動電圧VadcとVCMに印加されるVCM駆動電流Imとをサンプリングする。そして,第2トラックを追従する。さらに,Σ{(Vadc−Voffs)×Im}およびΣImを算出する。その後,式S=Σ{(Vadc−Voffs)×Im}/{Gt×ΣIm}により傾度Sを算出する。次いで,数式S=Σ{(Vadc−Voffs)×Im}/{Gt×ΣIm}を使用して傾度Sを算出する。そして,傾度SによってVCMをキャリブレーションする。
上記問題を解決するために,本発明の別の観点によれば,VCMの逆起電力を測定する逆起電力測定装置が提供される。
上記の装置は,VCMに印加されるVCM電圧Vvcmを増幅するVCM電圧増幅器と,VCMに流れる電流を検出するセンシング抵抗器によりセンシングされたVCM電流Imを増幅するVCM電流増幅器と,増幅されたVCM電圧Vvcmと増幅されたVCM電流Imとの間の差を示す差動電圧を出力する差動増幅器と,を含むことを特徴とする。
本発明によれば,VCMの逆起電力を測定するためのパラメータである傾度Sが,ヘッドをアンローディングさせる前に1回のみのシーク動作だけで補正可能である。そのため,キャリブレーション動作が簡単になり,キャリブレーションのための所要時間が短くなる。
また,本発明による逆起電力測定装置によれば,温度センサや電流測定器がなくともVCMの逆起電力を効率よく測定できる。
したがって,本発明によれば,簡単かつ正確なキャリブレーション方法およびキャリブレーション方法を用いたVCMの逆起電力測定方法とその逆起電力測定装置を提供することができる。
以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,本明細書および図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
本実施形態において,傾度Sは,アンローディング前にただ1回のシークサーボ(Seeking Servo)動作を行うことにより補正される。従来の方法では,傾度Sは,複数回のシークサーボ動作が反復して行われることにより補正される。一方,本実施形態によるキャリブレーション方法は,ただ1回のシークサーボ動作を行うことにより,傾度Sを正確に補正することができる。また,本実施形態によれば,シークサーボ動作時の探索距離は傾度Sの補正に関係ないため,短距離の探索でも傾度Sをキャリブレーションすることができる。
VCMの逆起電力Vbemfを正確に測定するためには,増幅利得Gb,オフセット電圧Voffs,および傾度Sがローディング前に補正されていても,アンローディング前に増幅利得Gbまたは傾度Sを再設定しなければならない。しかし,本実施形態では傾度Sの再設定を容易に行うことができるため,傾度Sを再設定する方法を用いて逆起電力Vbemfを正確に測定する。以下に,本実施形態にかかる傾度Sの設定方法を説明する。
まず,数式7の両辺にVCM駆動電流Imを乗算し,シークサーボ動作中に測定した値の和で表すと,次の数式8のようになる。
Figure 0004267564
ここで,傾度Sは,増幅利得Gbが固定されているとき,VCMのコイル抵抗Rmとセンシング抵抗Rsとにより変化する値である。そのため,ヘッドのローディング後におけるVCMコイルの温度に大きく依存する。
また,VCMの逆起電力により誘起される電圧Vbemfは,ヘッドの速度vに比例する。したがって,次の数式9が得られる。
Figure 0004267564
ここで,kvは速度定数を示す。
VCMの駆動電流Imは,VCMに及ぼすバイアスフォース(Bias Force)が0に近い場合,加速度aに比例する値となる。これより,次の数式10が得られる。
Figure 0004267564
なお,バイアスフォースとは,アクチュエータに付属されたフレックスケーブルの弾性,アクチュエータ回転軸の軸受摩擦係数によりヘッドに印加される力である。この値は,VCMを駆動させながら測定することができる。また,バイアスフォースは,シークサーボおよびトラック追従サーボのために必要な値であり,ほとんどの場合,ヘッドの位置によるバイアスフォースの値はHDDの製造工程で測定されている。
したがって,トラック追従サーボ動作によりトラック追従をして,シークサーボ動作により他のトラックにヘッドを移動させた後,再びトラック追従サーボを行う。これにより,シークサーボ動作中に測定したΣ(Vbemf×Im)値は,k×Σ(v×a)の形となり,この値は積分値k/2×{v(tf)−v(t0)}と同一になる。ここで,kは速度定数kvと加速度定数kaとの積である。
また,tfは探索サーボ動作の終了時の時間であり,t0は探索サーボ動作の開始時の時間である。すなわち,探索サーボ動作中の状態と関係なく,探索サーボ動作の前後の状態のみがシークサーボ動作中に測定したΣ(Vbemf×Im)の値に影響を及ぼすことになる。
一方,探索サーボ動作の開始時および終了時には,トラック追従サーボ動作が行われる状態,すなわち,ヘッドが実質的に動かない状態となるため,速度が0に近くなる。したがって,数式8において,数式11が成り立つ。
Figure 0004267564
そして,数式11を数式8に適用し,傾度Sについて整理すると,傾度Sは,以下の数式12で表される。
Figure 0004267564
ここで,オフセット電圧Voffs,増幅利得Gtは既知の値である。また,VCM駆動電流ImはDACとDACとを駆動するマイクロコントローラ212とにより決められる値である。これより,数式12を用いて傾度Sを再設定できる。
そして,ADCにより測定される差動電圧Vadcおよび再設定された傾度Sを数式2に代入すれば,VCMの逆起電力により誘起される電圧Vbemfが得られる。
以上より,傾度Sを再設定する方法を用いて,逆起電力Vbemfを正確に測定することが可能となる。
次に,図3に基づいて,本実施形態にかかるVCMのキャリブレーション方法について説明する。図3は,本実施形態にかかるキャリブレーション方法を示すフローチャートである。
まず,第1のトラック追従制御を行うことにより,HDDのヘッドを第1トラックに追従させる(ステップS302)。この第1のトラック追従制御動作により,ヘッドの移動速度は0となる。
次に,シーク制御を行って,ヘッドを第1トラックから第2トラックに移動させながら,差動電圧VadcおよびVCM駆動電流Imの値をサンプリングする(ステップS304)。ここで,第1トラックと第2トラックとの距離は関係なく,第1トラックおよび第2トラックは,できるだけバイアスフォースが実質的に0になる領域に位置していることが望ましい。なお,バイアスフォースが実質的に0になる領域は,HDDの製造工程で決定されるものである。また,VCM駆動電流Imは,DAC214に印加される値により得られる。したがって,本実施形態では,VCM駆動電流Imを検出するための別途の測定装置を備える必要はない。
そして,第2のトラック追従制御を行って,HDDのヘッドを第2トラックに追従させる(ステップS306)。この第2のトラック追従制御動作により,ヘッドの移動速度は0となる。
さらに,第1積分値と第2積分値とを算出する(ステップS308)。第1積分値は,差動電圧とオフセット電圧との差分値とVCM駆動電流との積を,ステップS304のサンプリングするステップの間,積分して得られる。つまり,式Σ{(Vadc−Voffs)×Im}で算出することができる。一方,第2積分値は,VCM駆動電流の二乗を,ステップS304のサンプリングするステップの間,積分して得られる。つまり,式ΣImで表すことができる。
その後,第1積分値,第2積分値,および差動増幅器の増幅利得に基づいて,傾度Sを算出する(ステップS310)。つまり,式S=Σ{(Vadc−Voffs)×Im}/{Gt×ΣIm}により求めることができる。
次いで,ステップS310にて算出された傾度Sにより,傾度Sに対するキャリブレーションを行う(ステップS312)。
以上,本実施形態にかかるキャリブレーション方法について説明した。数式12によれば,ボイスコイルの温度に関係なく,傾度Sを補正できる。したがって,本実施形態によるキャリブレーション方法においては,コイル抵抗Rmを測定するための別途のセンサは不要である。
また,本実施形態によれば,シークサーボ動作での移動距離に関係なく,1回のみの探索動作で逆起電力Vbemfを測定するためのパラメータの傾度Sを再調整できる。これにより,キャリブレーションのための時間を短縮することができる。
さらに,本実施形態では,増幅利得Gbの設定値偏差を補正するために傾度Sを再調整する。このとき,増幅利得Gbの設定に高い分解能は不要であり,かつ高い分解能のADCが不要であるため,HDDの製造コストを節減することができる。
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された範疇内において,各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば,本実施形態は,方法,装置,システムとして実行されうる。ソフトウェアで実行されるとき,本実施形態の構成手段は,必然的に必要な作業を実行するコードセグメントである。このプログラムまたはコードセグメントは,プロセッサー判読可能媒体に保存,または伝送媒体または通信網で搬送波と結合されたコンピュータデータ信号によって伝送されるものである。プロセッサー判読可能媒体は,情報を保存または伝送することの可能な,いかなる媒体をも含む。プロセッサー判読可能媒体は,例えば,電子回路,半導体メモリ素子,ROM,フラッシュメモリ,消去可能ROM(EROM:Erasable ROM),フロッピー(登録商標)ディスク,光ディスク,ハードディスク,光ファイバ媒体,無線周波数(RF)網などがある。一方,コンピュータデータ信号は,例えば,電子網チャンネル,光ファイバ,空気,電子界,RF網のような伝送媒体上に伝播されることの可能な,いかなる信号も含まれる。
本発明はHDDのキャリブレーションに適用可能であり,特に,ボイスコイルモータの逆起電力(BEMF)を測定するためのパラメータをキャリブレーションする方法,ボイスコイルモータの逆起電力を測定する方法,およびそれに適した装置に適用可能である。
ランプローディング方式におけるヘッドスライダーのローディング/アンローディング過程を図式的に示す図である。 ランプローディング方式におけるヘッドスライダーのローディング/アンローディング過程を図式的に示す図である。 VCM制御装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態にかかるキャリブレーション方法を示すフローチャートである。
符号の説明
1 ディスク
3 アクチュエータ
3a 駆動軸
3b 突出部
3c コイル支持部材
4 ヘッドスライダー
5 ボイスコイルモータ
6 ランプ
7 アウター・クラッシュストップ
8 インナー・クラッシュストップ
202 VCM駆動部
204 VCM
206 センシング抵抗器
208 BEMF検出部
208a VCM電圧増幅器
208b VCM電流増幅器
208c 差動電圧器
210 ADC
212 マイクロコントローラ
214 DAC

Claims (27)

  1. ハードディスクドライブに関し,コイル抵抗と,コイルインダクタンスと,温度に依存するセンシング抵抗とを有し,ヘッドをディスク上で移動させるボイスコイルモータの逆起電力を測定するための,前記ボイスコイルモータのパラメータキャリブレーション方法において:
    前記ヘッドが前記ディスク上の第1トラックを追従するようにする第1の追従動作と,前記ヘッドを前記第1トラックから第2トラックに移動するようにする移動動作と,前記ヘッドが前記第2トラックを追従するようにする第2の追従動作とを順次行うように前記ボイスコイルモータを制御するステップと;
    前記移動動作が行われる間,前記ボイスコイルモータに印加される電圧と前記センシング抵抗に印加される電圧との差動電圧および前記ボイスコイルモータ駆動電流をサンプリングするステップと;
    サンプリングされた前記差動電圧と前記ボイスコイルモータ駆動電流との積を,前記移動動作が行われる間,積分して得られる第1積分値と,前記第1積分値とサンプリングされた前記ボイスコイルモータ駆動電流の二乗を前記移動動作が行われる間に積分して得られる第2積分値との比率で表される傾度を算出するステップと;
    前記傾度を調整して,前記逆起電力測定装置の傾度をキャリブレーションするステップと;
    を含むことを特徴とする,ボイスコイルモータのパラメータキャリブレーション方法。
  2. 前記逆起電力測定装置は,オフセット電圧および前記増幅利得より前記差動電圧を増幅する増幅器を含み,
    前記傾度を算出するステップは,サンプリングされた前記差動電圧から前記オフセット電圧を引いたものとボイスコイルモータ駆動電流との積を前記移動動作が行われる間に積分して得られる第3積分値と,
    前記第2積分値と前記増幅利得との積と,の比率に基づくことを特徴とする,請求項1に記載のボイスコイルモータのパラメータキャリブレーション方法。
  3. 前記第1トラックおよび前記第2トラックは,前記ディスク上で前記ボイスコイルモータのバイアスフォースが最小となる領域に位置するトラックであることを特徴とする,請求項1または2のいずれかに記載のボイスコイルモータのパラメータキャリブレーション方法。
  4. ハードディスクドライブに関し,コイル抵抗と,コイルインダクタンスと,温度に依存するセンシング抵抗とを有し,ヘッドをディスク上で移動させるボイスコイルモータの逆起電力測定方法において:
    前記ボイスコイルモータにボイスコイルモータ駆動電流を印加しても前記ヘッドが動かない状態で前記コイル抵抗と前記センシング抵抗との比率を算出するステップと;
    前記ヘッドが前記ディスク上の第1トラックを追従する第1の追従動作と,前記ヘッドを前記第1トラックから第2トラックに移動させる移動動作と,前記ヘッドが前記第2トラックを追従する第2の追従動作とを順次行うように前記ボイスコイルモータを制御するステップと;
    前記移動動作が行われる間,前記ボイスコイルモータに印加される電圧と前記センシング抵抗に印加される電圧との差動電圧および前記ボイスコイルモータ駆動電流をサンプリングするステップと;
    前記差動電圧を得るための増幅器がオフセット電圧および増幅利得を有するとするとき,サンプリングされた前記差動電圧からオフセット電圧を引いたものとボイスコイルモータ駆動電流との積を前記移動動作が行われる間に積分して得られる第3積分値と,サンプリングされた前記ボイスコイルモータ駆動電流の二乗を前記移動動作が行われる間に積分して得られる第2積分値と,前記増幅利得との積の比率で表される傾度を算出するステップと;
    前記傾度又は前記増幅利得を調整して,前記ボイスコイルモータの逆起電力測定装置の前記傾度又は前記増幅利得をキャリブレーションするステップと;
    前記キャリブレーションされた前記傾度又は前記増幅利得に基づいて,前記ボイスコイルモータの逆起電力を測定するステップと;
    を含むことを特徴とする,ボイスコイルモータの逆起電力測定方法。
  5. 前記第1トラックおよび前記第2トラックは,前記ディスク上で前記ボイスコイルモータのバイアスフォースが最小となる領域に位置するトラックであることを特徴とする,請求項4に記載のボイスコイルモータの逆起電力測定方法。
  6. 前記ボイスコイルモータに前記ボイスコイルモータ駆動電流を印加しても前記ヘッドが動かない状態は,前記ヘッドがインナー・クラッシュストップまたはアウター・クラッシュストップにより抑制されている状態であることを特徴とする,請求項4または5に記載のボイスコイルモータの逆起電力測定方法。
  7. 前記ボイスコイルモータに前記ボイスコイルモータ駆動電流を印加しても前記ヘッドが動かない状態は,前記ボイスコイルモータの速度がゼロ状態であることを特徴とする,請求項4または5に記載のボイスコイルモータの逆起電力測定方法。
  8. ハードディスクドライブに関し,コイル抵抗と,コイルインダクタンスと,温度に依存するセンシング抵抗とを有し,ヘッドをディスク上で移動させるボイスコイルモータの逆起電力測定装置において:
    前記ボイスコイルモータに印加される電圧と前記センシング抵抗に印加される電圧との差動電圧を得るための差動増幅器と;
    前記ボイスコイルモータにボイスコイルモータ駆動電流を印加するボイスコイルモータ駆動部と;
    前記ボイスコイルモータ駆動部を通じて前記ボイスコイルモータを制御する制御部と;
    を含み,
    前記制御部は,
    前記ヘッドに前記ディスク上の第1トラックを追従させる第1の追従動作と,前記ヘッドを前記第1トラックから第2トラックに移動させる移動動作と,前記ヘッドに前記第2トラックを追従させる第2の追従動作とを順次行うように前記ボイスコイルモータを制御し,
    前記移動動作が行われる間に前記差動電圧および前記ボイスコイルモータ駆動電流をサンプリングして,
    サンプリングされた前記差動電圧とボイスコイルモータ駆動電流との積を前記移動動作が行われる間に積分して得られる第1積分値と,サンプリングされた前記ボイスコイルモータ駆動電流の二乗を前記移動動作が行われる間積分して得られる第2積分値と,前記増幅利得との積の比率で表される傾度を算出し,
    前記算出した傾度又は前記増幅利得を調整して,前記ボイスコイルモータの逆起電力を測定するための装置の前記傾度又は前記増幅利得をキャリブレーションするように制御することを特徴とする,ボイスコイルモータの逆起電力測定装置。
  9. 前記第1トラックおよび前記第2トラックは,前記ディスク上で前記ボイスコイルモータのバイアスフォースが最小となる領域に位置するトラックであることを特徴とする,請求項8に記載のボイスコイルモータの逆起電力測定装置。
  10. 前記ボイスコイルモータの逆起電力測定装置は,オフセット電圧および増幅利得を有して前記差動電圧を増幅する増幅器をさらに備え,
    前記傾度は,サンプリングされた前記差動電圧から前記オフセット電圧を引いたものと前記ボイスコイルモータ駆動電流との積を前記移動動作が行われる間に積分して得られる第3積分値と,前記第2積分値と前記増幅利得との積の比率に基づいて算出されることを特徴とする,請求項8または9のいずれかに記載のボイスコイルモータの逆起電力測定装置。
  11. 前記制御部は,
    前記ボイスコイルモータに前記ボイスコイルモータ駆動電流を印加しても前記ヘッドが動かない状態で前記コイル抵抗とセンシング抵抗との比率を算出し,
    前記算出された比率に基づいて,前記傾度または前記増幅利得をキャリブレーションして,
    前記キャリブレーションされた前記傾度または前記増幅利得に基づき,前記ボイスコイルモータの逆起電力を測定するように制御することを特徴とする,請求項8,9または10のいずれかに記載のボイスコイルモータの逆起電力測定装置。
  12. 前記制御部は,前記ディスク上で前記ボイスコイルモータのバイアスフォースが最小となる領域で前記第1トラックおよび前記第2トラックを選定することを特徴とする,請求項8,9,10または11のいずれかに記載のボイスコイルモータの逆起電力測定装置。
  13. 前記ボイスコイルモータに前記ボイスコイルモータ駆動電流を印加しても前記ヘッドが動かない状態は,前記ヘッドがインナー・クラッシュストップあるいはアウター・クラッシュストップにより抑制されている状態であることを特徴とする,請求項11または12のいずれかに記載のボイスコイルモータの逆起電力測定装置。
  14. 前記ボイスコイルモータに前記ボイスコイルモータ駆動電流を印加しても前記ヘッドが動かない状態は,前記ボイスコイルモータの速度がゼロであることを特徴とする,請求項11または12のいずれかに記載のボイスコイルモータの逆起電力測定装置。
  15. ハードディスクドライブに関し,ボイスコイルモータの逆起電力を測定するための,ボイスコイルモータのパラメータキャリブレーション方法において:
    前記ハードディスクドライブのヘッドをディスク上の第1トラックを追従するように動かして,前記ヘッドの速度をゼロに設定するステップと;
    前記ヘッドを前記ディスク上の前記第1トラックから第2トラックに移動させ,前記ヘッドが移動する間,差動電圧および前記ボイスコイルモータに印加されるボイスコイルモータ駆動電流をサンプリングするステップと;
    前記ヘッドが前記第2トラックを追従するように動かして,前記ヘッドの速度をゼロに設定するステップと;
    前記差動電圧とオフセット電圧との差分値と前記ボイスコイルモータ駆動電流との積を,前記サンプリングステップの間,積分して得られる第1積分値を,次の式,
    Σ{(Vadc−Voffs)×Im}
    (Vadc:差動電圧,Voffs:オフセット電圧,Im:ボイスコイルモータ駆動電流)
    より算出し,前記ボイスコイルモータ駆動電流の二乗を,前記サンプリングステップの間,積分して得られる第2積分値を,
    ΣIm
    により算出するステップと;
    前記第1積分値,第2積分値,および差動増幅器の増幅利得に基づいて,次の式,
    S=Σ{(Vadc−Voffs)×Im}/{Gt×ΣIm
    (S:傾度,Vadc:差動電圧,Voffs:オフセット電圧,Im:ボイスコイルモータ駆動電流,Gt:差動増幅器の増幅利得)
    により傾度を算出するステップと;
    前記傾度又は前記増幅利得を調整して,前記ボイスコイルモータをキャリブレーションするステップと;
    を含み,
    前記ボイスコイルモータは,コイル抵抗と,コイルインダクタンスと,センシング抵抗とを有し,
    前記差動電圧は,逆起電力検出器による出力であり,次の式,
    Vadc=Gt×{(Rm−Gb×Rs)×Im+Vbemf}+Voffs
    (Vadc:差動電圧,Gt:ボイスコイルモータに印加される電圧を増幅するボイスコイルモータ電圧増幅器とボイスコイルモータ電流を検出する抵抗にかかる電圧を増幅するボイスコイルモータ電流増幅器との差を増幅する差動増幅器の増幅利得,Gb:ボイスコイルモータ電流増幅器の増幅利得,Vbemf:ボイスコイルモータの逆起電力により誘導される電圧,Voffs:オフセット電圧)
    で規定されることを特徴とする,ボイスコイルモータのパラメータキャリブレーション方法。
  16. 前記ボイスコイルモータのパラメータキャリブレーション方法は,1回のシークサーボ動作で行われることを特徴とする,請求項15に記載のボイスコイルモータのパラメータキャリブレーション方法。
  17. ハードディスクドライブのボイスコイルモータ制御装置において:
    ボイスコイルモータを駆動するボイスコイルモータ駆動部と;
    センシング抵抗値を有し,前記ボイスコイルモータを流れる電流を検出するセンシング抵抗器と;
    前記ボイスコイルモータに印加される前記ボイスコイルモータ電圧および前記センシング抵抗器により検出される前記ボイスコイルモータ電流を通じて前記ボイスコイルモータ内に誘導される逆起電力を検出する逆起電力検出器であって、前記ボイスコイルモータ電圧と前記センシング抵抗器に印加される電圧との差動電圧および前記ボイスコイルモータ駆動電流をサンプリングし、サンプリングされた前記差動電圧と前記ボイスコイルモータ駆動電流との積を積分して得られる第1積分値と,前記第1積分値とサンプリングされた前記ボイスコイルモータ駆動電流の二乗を積分して得られる第2積分値との比率で表される傾度を調整して傾度をキャリブレーションする逆起電力検出器と;
    からなり,
    前記逆起電力検出器は,ボイスコイルモータ電圧を増幅するボイスコイルモータ電圧増幅器と,ボイスコイルモータ電流を増幅するボイスコイルモータ電流増幅器と,増幅された前記ボイスコイルモータ電圧と増幅された前記ボイスコイルモータ電流との差を示す差動電圧を出力する差動増幅器と,を含むことを特徴とする,ボイスコイルモータ制御装置。
  18. 前記ボイスコイルモータ電圧は,次の式,
    Vvcm=Lm×(dIm/dt)+Rm×Im+Vbemf
    (Vvcm:ボイスコイルモータ電圧,Lm:コイルインダクタンス,dIm/dt:ボイスコイルモータ電流の時間微分値,Rm:コイル抵抗,Im:ボイスコイルモータ電流,Vbemf:ボイスコイルモータの逆起電力により誘導される電圧)
    により規定されることを特徴とする,請求項17に記載のボイスコイルモータ制御装置。
  19. 前記センシング抵抗器に印加される電圧は,次の数式,
    Vs=Rs×Im
    (Vs:センシング抵抗器に印加される電圧,Rs:センシング抵抗値,Im:ボイスコイルモータ電流)
    により規定されることを特徴とする,請求項17または18のいずれかに記載のボイスコイルモータ制御装置。
  20. 前記ボイスコイルモータは,コイル抵抗およびコイルインダクタンスを有し,ボイスコイルモータ電圧増幅器,ボイスコイルモータ電流増幅器,差動増幅器は各々増幅利得を有し,逆起電力検出器は,次の式,
    Vadc
    =Gt×(Lm×(dIm/dt)+Rm×Im+Vbemf−Gb×Rs×Im)
    (Vadc:差動電圧,Gt:差動増幅器の増幅利得,Lm:コイルインダクタンス,Im:ボイスコイルモータ電流,dIm/dt:ボイスコイルモータ電流の時間微分値,Rm:コイル抵抗,Vbemf:ボイスコイルモータの逆起電力により誘導される電圧,Gb:ボイスコイルモータ電流増幅器の増幅利得,Rs:センシング抵抗値)
    により規定されることを特徴とする,請求項17に記載のボイスコイルモータ制御装置。
  21. 前記ボイスコイルモータ制御装置は,前記ボイスコイルモータを制御するマイクロコントローラをさらに備えることを特徴とする,請求項17に記載のボイスコイルモータ制御装置。
  22. 前記ボイスコイルモータ電流増幅器の増幅利得は,マイクロコントローラにより調整されることを特徴とする,請求項17に記載のボイスコイルモータ制御装置。
  23. 前記ボイスコイルモータ制御装置は,マイクロコントローラにより印加されるデジタルボイスコイルモータ制御信号をアナログボイスコイルモータ制御信号に変換し,アナログボイスコイルモータ制御信号を前記ボイスコイルモータ駆動部に提供するデジタル/アナログ変換器をさらに備えることを特徴とする,請求項17に記載のボイスコイルモータ制御装置。
  24. 前記ボイスコイルモータ制御装置は,前記逆起電力検出器のアナログ出力をデジタル信号に変換するデジタル/アナログ変換器をさらに備えることを特徴とする,請求項17〜23のいずれかに記載のボイスコイルモータ制御装置。
  25. 前記ボイスコイルモータ電圧増幅器は,約1の増幅利得を有することを特徴とする,請求項17〜24のいずれかに記載のボイスコイルモータ制御装置。
  26. ハードディスクドライブに関し,ボイスコイルモータの逆起電力を測定する前記ボイスコイルモータの逆起電力測定装置において:
    前記ボイスコイルモータに印加されるボイスコイルモータ電圧を増幅するボイスコイルモータ電圧増幅器と;
    前記ボイスコイルモータに流れる電流を検出するセンシング抵抗器により,センシングされたボイスコイルモータ電流を増幅するボイスコイルモータ電流増幅器と;
    前記増幅されたボイスコイルモータ電圧と前記増幅されたボイスコイルモータ電流との差を示す差動電圧を出力する差動増幅器と;を含み,
    前記ボイスコイルモータ電圧と前記センシング抵抗器に印加される電圧との差動電圧および前記ボイスコイルモータの駆動電流をサンプリングし、サンプリングされた前記差動電圧と前記ボイスコイルモータの駆動電流との積を積分して得られる第1積分値と,前記第1積分値とサンプリングされた前記ボイスコイルモータの駆動電流の二乗を積分して得られる第2積分値との比率で表される傾度を調整して傾度をキャリブレーションすることを特徴とする,ボイスコイルモータの逆起電力測定装置。
  27. ハードディスクドライブに関し,短距離探索によるボイスコイルモータの逆起電力を測定するためのボイスコイルモータのパラメータキャリブレーション方法において:
    ハードディスクドライブのヘッドがディスク上の第1トラックを追従する第1追従ステップと;
    前記ヘッドを前記ディスク上の前記第1トラックから第2トラックを探索しつつ,差動電圧と前記ボイスコイルモータに印加されるボイスコイルモータ駆動電流とをサンプリングするサンプリングステップと;
    前記ヘッドが前記第2トラックを追従する第2追従ステップと;
    差動電圧とオフセット電圧との差分値と前記ボイスコイルモータ駆動電流との積を,前記サンプリングステップの間,積分して得られる第1積分値を,次の式,
    Σ{(Vadc−Voffs)×Im}
    (Vadc:差動電圧,Voffs:オフセット電圧,Im:ボイスコイルモータ駆動電流)
    より算出し,前記ボイスコイルモータ駆動電流の二乗を,前記サンプリングステップの間,積分して得られる第2積分値を,次の式,
    ΣIm
    により算出するステップと;
    前記第1積分値,第2積分値,および差動増幅器の増幅利得に基づいて,次の式,
    S=Σ{(Vadc−Voffs)×Im}/{Gt×ΣIm
    (S:傾度,Vadc:差動電圧,Voffs:オフセット電圧,Im:ボイスコイルモータ駆動電流,Gt:差動増幅器の増幅利得)
    により傾度を算出するステップと;
    前記傾度又は前記増幅利得を調整して,前記ボイスコイルモータをキャリブレーションするステップと;
    を含むことを特徴とする,ボイスコイルモータのパラメータキャリブレーション方法。
JP2004360254A 2003-12-12 2004-12-13 ボイスコイルモータの逆起電力測定装置およびその逆起電力測定方法,ボイスコイルモータのパラメータキャリブレーション方法,ボイスコイルモータ制御装置 Expired - Fee Related JP4267564B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0090560A KR100532483B1 (ko) 2003-12-12 2003-12-12 하드디스크 드라이브의 캘리브레이션 방법 및 이에 적합한장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005174539A JP2005174539A (ja) 2005-06-30
JP4267564B2 true JP4267564B2 (ja) 2009-05-27

Family

ID=34737871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004360254A Expired - Fee Related JP4267564B2 (ja) 2003-12-12 2004-12-13 ボイスコイルモータの逆起電力測定装置およびその逆起電力測定方法,ボイスコイルモータのパラメータキャリブレーション方法,ボイスコイルモータ制御装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7042673B2 (ja)
JP (1) JP4267564B2 (ja)
KR (1) KR100532483B1 (ja)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007287290A (ja) * 2006-04-20 2007-11-01 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv ディスク・ドライブ装置及びそのキャリブレーション方法
US7468859B2 (en) * 2006-05-31 2008-12-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Voice coil motor effective resistance determination
US7421359B2 (en) * 2006-06-05 2008-09-02 Seagate Technology Llc Detecting back electromotive force voltage
JP4707624B2 (ja) * 2006-07-27 2011-06-22 ローム株式会社 ボイスコイルモータの制御回路、それを用いたディスク装置
JP2008123651A (ja) * 2006-11-15 2008-05-29 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv ディスク・ドライブ装置及びそのキャリブレーション方法
GB0704439D0 (en) * 2007-03-08 2007-04-18 Ami Semiconductor Belgium Bvba Output contact for feedback in intergrated circuit motor driver
US7660067B1 (en) 2007-09-19 2010-02-09 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive initializing a coil temperature estimation algorithm using a resistance of the coil estimated during a load operation
US8988811B1 (en) * 2008-05-23 2015-03-24 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive toggling VCM inductor compensation to reduce acoustic noise
US7876522B1 (en) * 2008-09-30 2011-01-25 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive updating estimate of voice coil resistance to account for resistance change prior to unload operation
US8189284B2 (en) * 2008-12-23 2012-05-29 Texas Instruments Incorporated Quiet retraction system
US8294400B2 (en) * 2009-01-19 2012-10-23 Seagate Technology Llc Closed loop calibration of back EMF measurement
US7800857B1 (en) 2009-04-30 2010-09-21 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive calibrating voice coil resistance for velocity control of voice coil motor
JP4768840B2 (ja) * 2009-07-24 2011-09-07 株式会社東芝 磁気ディスク装置のロード・アンロード制御方法及び装置
EP2675062B1 (en) * 2011-02-10 2020-03-25 Makita Corporation Device for estimating state quantity related to motor and electric power tool
US8665551B1 (en) 2011-12-22 2014-03-04 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive adjusting gain and offset of BEMF velocity sensor during self writing of spiral tracks
US9136787B2 (en) * 2012-10-25 2015-09-15 Texas Instruments Incorporated Back EMF monitor for motor control
CN103296974B (zh) * 2013-04-27 2015-12-09 聚辰半导体(上海)有限公司 音圈马达驱动器中的自校准缓冲放大器及电阻修整网路
US9178461B2 (en) * 2013-05-15 2015-11-03 Rohm Co., Ltd. Back electromotive force monitoring circuit, motor drive device, magnetic disk storage device, and electronic appliance
US9401168B1 (en) * 2014-01-09 2016-07-26 Marvell International Ltd. Control device for accessing a storage medium
US10587794B2 (en) * 2018-04-25 2020-03-10 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and apparatus for actuator control
KR102179960B1 (ko) * 2018-05-03 2020-11-17 주식회사 지니틱스 Vcm의 코일저항을 측정하는 방법 및 이를 위한 vcm 구동장치

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0863920A (ja) 1993-08-24 1996-03-08 Sony Corp ロード・アンロード装置及びその駆動制御回路
US5956201A (en) * 1994-01-14 1999-09-21 Seagate Technology, Inc. Disk file head positioning servo system incorporating adaptive saturated seek and head offset compensation
JP3080363B2 (ja) 1997-06-27 2000-08-28 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレ−ション ディスクドライブ装置、ロード・アンロード装置及びその制御方法
US6344942B1 (en) * 1998-07-16 2002-02-05 International Business Machines Corporation Method and apparatus for absolute track spacing determination for self-servowriting
US6385848B1 (en) 2000-06-29 2002-05-14 Siemens Automotive Corporation Method of setting armature/needle lift in a fuel injector
US6463211B1 (en) * 2000-07-05 2002-10-08 Stmicroelectronics S.R.L. Calibration technique of a BEMF detector
JP4263340B2 (ja) 2000-07-07 2009-05-13 ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ 回転記憶装置およびその制御方法
US6721119B1 (en) * 2000-08-16 2004-04-13 Texas Instruments Incorporated System and method for controlling an actuator motor during retract
US6754035B2 (en) * 2000-09-20 2004-06-22 Seagate Technology Llc Method and apparatus for limiting actuator coil temperature
JP2003141839A (ja) 2001-11-01 2003-05-16 Hitachi Ltd ロード/アンロード方法及びこれを用いた磁気ディスク装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050058621A (ko) 2005-06-17
KR100532483B1 (ko) 2005-12-02
JP2005174539A (ja) 2005-06-30
US7042673B2 (en) 2006-05-09
US20050168862A1 (en) 2005-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4267564B2 (ja) ボイスコイルモータの逆起電力測定装置およびその逆起電力測定方法,ボイスコイルモータのパラメータキャリブレーション方法,ボイスコイルモータ制御装置
KR100800480B1 (ko) 역기전력 캘리브레이션 방법과 이를 이용한 디스크드라이브의 언로딩 제어 방법 및 디스크 드라이브
US7800855B2 (en) Disk drive and calibration method therefor
US5963393A (en) Servo-free velocity estimator for coil driven actuator arm in a data storage drive
US6661598B2 (en) Calibration method for use in head loading/unloading type disk apparatus
US7800857B1 (en) Disk drive calibrating voice coil resistance for velocity control of voice coil motor
JP4908106B2 (ja) 記憶装置、制御方法、制御装置及びプログラム
US7342739B2 (en) Method, medium, and apparatus compensating for torque variations based on temperature
US6760178B2 (en) Disk memory apparatus compensating for temperature in a circuit for monitoring the back electromotive force of a voice coil motor, and method for controlling of a disk memory apparatus
US6172839B1 (en) Technique for measuring the position error signal of a disk drive
US7369352B2 (en) Apparatus, medium, and method with seek servo control considering temperature change
US6937427B2 (en) Method and apparatus for measuring the back EMF of a disc drive VCM
JP2001272282A (ja) 温度検出回路及び同回路を備えたディスク記憶装置
US7277253B2 (en) Storage device
US20020016689A1 (en) Method of determining magnitude of sensing current for electromagnetic transducer
JP2006209955A (ja) 供給電圧変動を考慮した探索サーボ制御方法とこれを利用したディスクドライブおよびコンピュータで読み取り可能な記録媒体
US20030117741A1 (en) Method and apparatus for loading head onto disk medium from ramp in disk drive
JP2000222837A (ja) ディスク記憶装置
US7116515B2 (en) Method and apparatus for compensating for torque change in seek servo
US7561373B2 (en) Bias compensation method and appropriate bias force profile generation method, recording media and hard disk drive
JP2001344918A (ja) 磁気ディスク装置のロード・アンロード装置
KR100688520B1 (ko) 아날로그 디지털 컨버터의 캘리브레이션 방법
US8611041B2 (en) Servo control method and apparatus in seek retry condition and disk drive apparatus using the same
KR100425473B1 (ko) 하드 디스크 드라이브의 스핀들 속도의 제어 방법 및 이를위한 스핀들 속도를 제어하기 위한 값의 결정 방법 및이를 적용한 하드 디스크 드라이브

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080415

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080715

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080924

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090210

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090218

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130227

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130227

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140227

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees