JP2009004023A - Magnetic recording and reproducing system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To normally operate a reproducing element even if the unidirectional anisotropy of a magnetization pinned layer of the reproducing element disappears due to a rise in temperature not lower than a blocking temperature. <P>SOLUTION: When a signal amount of a reproducing signal outputted from a reproducing element of a head 32 is lower than a prescribed value, a heater 10 starts to emit laser light 39. The emitted laser light 39 raises temperatures of a first ferromagnetic layer and an antiferromagnetic layer included in the reproducing element to temperatures not lower than the blocking temperature. A magnet 9 always generates a DC magnetic field. In a process of lowering the temperatures of the first ferromagnetic layer and the antiferromagnetic layer to the temperatures lower than the blocking temperature, the first ferromagnetic layer is imparted with the unidirectional anisotropy once again in a direction the same as the DC magnetic field generated by the magnet 9. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、磁気記録再生システムに関する。   The present invention relates to a magnetic recording / reproducing system.

近年、ハードディスクドライブ(HDD)を一例とした磁気記録再生システムには、益々の大容量化が要求されている。   2. Description of the Related Art In recent years, an increasing capacity has been required for a magnetic recording / reproducing system using a hard disk drive (HDD) as an example.

ここでハードディスクドライブの記録と再生の原理について説明する。ハードディスクドライブは、記録媒体上の磁気ビットの磁化方向の違いを情報として扱う。記録素子によって磁気ビットの磁化方向が決められ、磁気ビットの磁化方向が再生素子によって読み出される。近年、記録密度の高密度化に伴い磁気ビットが小さくなるのに対応するため、サイズの低減及び大きな再生信号を実現できる磁気抵抗効果素子が再生素子として用いられている。   Here, the principle of recording and reproduction of the hard disk drive will be described. The hard disk drive handles the difference in the magnetization direction of the magnetic bits on the recording medium as information. The magnetization direction of the magnetic bit is determined by the recording element, and the magnetization direction of the magnetic bit is read by the reproducing element. In recent years, a magnetoresistive effect element capable of realizing a reduction in size and a large reproduction signal is used as a reproducing element in order to cope with a decrease in magnetic bits with an increase in recording density.

磁気抵抗効果素子の一例であるトンネル磁気抵抗効果素子(TMR素子)の再生原理を説明する。TMR素子は、磁化方向が固定された強磁性層(磁化固定層)、絶縁層、磁気ビットからの漏洩磁場を感知する強磁性層(磁化自由層)の三層を有し、磁化固定層、絶縁層及び磁化自由層を貫く方向の電流が流される。このとき、絶縁層の厚さが数nmと非常に薄いため、絶縁層にはトンネル電流が流れる。磁気ビットからの漏洩磁場の向きにより磁化自由層の磁化方向は変化するが、磁化固定層の磁化方向は変化しない。磁化自由層の磁化方向と磁化固定層の磁化方向が互いに平行に近いときは、トンネル確率が高くなり、電気抵抗が小さくなる。また、磁化自由層の磁化方向と磁化固定層の磁化方向が互いに反平行に近いときにはトンネル確率が低く、電気抵抗が大きくなる。この電気抵抗の違いにより磁気ビットの磁化方向を判断できる、つまり磁気ビットの情報を再生することが可能となる。   The reproduction principle of a tunnel magnetoresistive element (TMR element) which is an example of a magnetoresistive element will be described. The TMR element has three layers: a ferromagnetic layer (magnetization pinned layer) whose magnetization direction is fixed, an insulating layer, and a ferromagnetic layer (magnetization free layer) that senses a leakage magnetic field from a magnetic bit. A current is passed through the insulating layer and the magnetization free layer. At this time, since the thickness of the insulating layer is as thin as several nm, a tunnel current flows through the insulating layer. Although the magnetization direction of the magnetization free layer changes depending on the direction of the leakage magnetic field from the magnetic bit, the magnetization direction of the magnetization fixed layer does not change. When the magnetization direction of the magnetization free layer and the magnetization direction of the magnetization fixed layer are nearly parallel to each other, the tunnel probability increases and the electrical resistance decreases. Further, when the magnetization direction of the magnetization free layer and the magnetization direction of the magnetization fixed layer are close to each other, the tunnel probability is low and the electric resistance is increased. The difference in electrical resistance makes it possible to determine the magnetization direction of the magnetic bit, that is, to reproduce the magnetic bit information.

ここで、磁気ビットの磁化方向を読み取るためには、磁化固定層の磁化方向が固定されている必要がある。磁気ビットからの漏洩磁場によって磁化自由層の磁化方向だけでなく、磁化固定層の磁化方向までもが変化してしまうと、磁化自由層と磁化固定層の磁化方向が常に同じになってしまい、抵抗値が常に小さくなり、磁気ビットの磁化方向の違いを読み取れなくなってしまうためである。   Here, in order to read the magnetization direction of the magnetic bit, the magnetization direction of the magnetization fixed layer needs to be fixed. When not only the magnetization direction of the magnetization free layer but also the magnetization direction of the magnetization fixed layer is changed by the leakage magnetic field from the magnetic bit, the magnetization directions of the magnetization free layer and the magnetization fixed layer are always the same, This is because the resistance value is always small, and the difference in the magnetization direction of the magnetic bit cannot be read.

ハードディスクドライブは、動作中に内部温度が100度以上に上昇することがある。また磁気抵抗効果素子内部は、電流が流されるときに生じる自己発熱や、静電気の発生による瞬間的な温度上昇により、更に高い温度まで昇温されることがある。これらの昇温によって磁化固定層、及び、交換結合によって磁化固定層の磁化方向を固定するために磁化固定層に積層された反強磁性層は、これら2つの層の交換結合による磁化固定層の一方向異方性が消失する温度であるブロッキング温度以上に昇温される可能性がある。反強磁性層及び磁化固定層がブロッキング温度以上に昇温すると、交換結合が弱くなり磁化固定層の一方向異方性が消失し、再び温度が低下し交換結合が付与される時に多くの磁気ビットからの様々な方向の漏洩磁場により、磁化固定層の磁化方向が初期の方向と異なるものとなるか磁化が小さくなってしまう。磁化固定層の磁化の方向が初期の方向と異なるものとなったり磁化が小さくなってしまった場合、磁化自由層が磁気ビットからの漏洩磁場を感知しても、磁気抵抗効果素子の電気抵抗値は正常時のように変化せず、磁気ビットからの情報を正確に読み取ることができなくなる。   The internal temperature of the hard disk drive may rise to 100 degrees or more during operation. Further, the inside of the magnetoresistive effect element may be heated to a higher temperature due to self-heating generated when a current is passed or an instantaneous temperature rise due to generation of static electricity. The anti-ferromagnetic layer laminated on the magnetization fixed layer in order to fix the magnetization direction of the magnetization fixed layer by these temperature increases and the magnetization fixed layer by exchange coupling, There is a possibility that the temperature will rise above the blocking temperature, which is the temperature at which the unidirectional anisotropy disappears. When the temperature of the antiferromagnetic layer and the pinned magnetic layer rises above the blocking temperature, the exchange coupling becomes weak and the unidirectional anisotropy of the pinned magnetic layer disappears. Due to leakage magnetic fields in various directions from the bit, the magnetization direction of the magnetization fixed layer is different from the initial direction or the magnetization is reduced. If the magnetization direction of the magnetization pinned layer is different from the initial direction or the magnetization becomes small, even if the magnetization free layer detects the leakage magnetic field from the magnetic bit, the electric resistance value of the magnetoresistive effect element Does not change as normal, and information from the magnetic bit cannot be read accurately.

ハードディスクドライブの安定動作を確保するために、特許文献1には、ブロッキング温度の向上を図った交換結合素子及びその製造方法が開示されている。特許文献1の手法によると、高いブロッキング温度が得られるため、磁気抵抗効果素子の熱耐性が向上し、ハードディスクドライブの動作時の昇温による磁化固定層の一方向異方性の消失を抑制することが可能となる。   In order to ensure the stable operation of the hard disk drive, Patent Document 1 discloses an exchange coupling element that improves the blocking temperature and a manufacturing method thereof. According to the method of Patent Document 1, since a high blocking temperature is obtained, the heat resistance of the magnetoresistive effect element is improved, and the disappearance of the unidirectional anisotropy of the magnetization fixed layer due to the temperature rise during the operation of the hard disk drive is suppressed. It becomes possible.

特開2005−333106号公報JP 2005-333106 A

特許文献1で開示された手法により熱耐性が向上し動作が安定するが、ハードディスクドライブの動作時の静電気の発生による瞬間的な昇温などにより、磁化固定層及び反強磁性層がブロッキング温度以上に瞬間的に昇温することがあり、完全に再生素子の磁化固定層の一方向異方性の消失を抑制することができない。一度動作時に磁化固定層の一方向異方性が失われると再生素子が正常に動作しなくなる。   Although the heat resistance is improved and the operation is stabilized by the method disclosed in Patent Document 1, the magnetization fixed layer and the antiferromagnetic layer are not less than the blocking temperature due to an instantaneous temperature rise due to the generation of static electricity during the operation of the hard disk drive. In some cases, the temperature rises instantaneously, and the disappearance of the unidirectional anisotropy of the magnetization fixed layer of the reproducing element cannot be completely suppressed. If the unidirectional anisotropy of the magnetization fixed layer is lost once in operation, the reproducing element does not operate normally.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

本発明の磁気記録再生システムは、反強磁性層、第一の強磁性層、中間層、第二の強磁性層がこの順序で積層された再生素子を備える磁気ヘッドを有する磁気記録再生システムであって、前記反強磁性層及び前記第一の強磁性層を、これら2つの層の交換結合による前記第一の強磁性層の一方向異方性が消失する温度であるブロッキング温度以上の温度に昇温させる昇温手段と、前記第一の強磁性層の保磁力以上の大きさの直流磁場を前記反強磁性層及び前記第一の強磁性層に印加する磁場印加手段とを有する。   The magnetic recording / reproducing system of the present invention is a magnetic recording / reproducing system having a magnetic head including a reproducing element in which an antiferromagnetic layer, a first ferromagnetic layer, an intermediate layer, and a second ferromagnetic layer are laminated in this order. The antiferromagnetic layer and the first ferromagnetic layer have a temperature equal to or higher than a blocking temperature, which is a temperature at which unidirectional anisotropy of the first ferromagnetic layer due to exchange coupling of these two layers disappears. And a magnetic field applying means for applying a DC magnetic field having a magnitude greater than the coercive force of the first ferromagnetic layer to the antiferromagnetic layer and the first ferromagnetic layer.

磁気記録再生システムが動作中に何らかの原因で再生素子の温度が上昇し、再生素子における第一の強磁性層の一方向異方性が消失した場合に、反強磁性層と第一の強磁性層をブロッキング温度以上の温度に昇温し、磁場を印加しながら冷却することにより、再び第一の強磁性層に所望の方向の交換結合を付与し、第一の強磁性層に一方向異方性を付与することができる。このため、安定した再生を提供することができる。   When the temperature of the reproducing element rises for some reason during the operation of the magnetic recording / reproducing system, and the unidirectional anisotropy of the first ferromagnetic layer in the reproducing element disappears, the antiferromagnetic layer and the first ferromagnetic layer The layer is heated to a temperature equal to or higher than the blocking temperature, and cooled while applying a magnetic field, so that exchange coupling in a desired direction is again imparted to the first ferromagnetic layer, and the first ferromagnetic layer is unidirectionally different. A directionality can be imparted. For this reason, stable reproduction can be provided.

本発明において、前記昇温手段は、前記再生素子から出力される再生信号の信号量が所定値よりも小さくなった場合に、前記反強磁性層及び前記第一の強磁性層を昇温させ、前記反強磁性層及び前記第一の強磁性層に前記直流磁場が印加されている間に、前記反強磁性層及び前記第一の強磁性層を、前記ブロッキング温度以上の温度から前記ブロッキング温度よりも低い温度にまで降温させてよい。以降の説明において、「反強磁性層及び第一の強磁性層をブロッキング温度以上の温度に昇温させた後、磁場を印加しながらブロッキング温度よりも低い温度に降温して、第一の強磁性層に交換結合力を再付与する工程」を交換結合再付与プロセスと称する。   In the present invention, the temperature raising means raises the temperature of the antiferromagnetic layer and the first ferromagnetic layer when the signal amount of the reproduction signal output from the reproduction element becomes smaller than a predetermined value. While the DC magnetic field is applied to the antiferromagnetic layer and the first ferromagnetic layer, the antiferromagnetic layer and the first ferromagnetic layer are blocked from the temperature equal to or higher than the blocking temperature. The temperature may be lowered to a temperature lower than the temperature. In the following explanation, “After raising the temperature of the antiferromagnetic layer and the first ferromagnetic layer to a temperature equal to or higher than the blocking temperature, the temperature is lowered to a temperature lower than the blocking temperature while applying a magnetic field, The step of re-applying exchange coupling force to the magnetic layer is referred to as an exchange coupling re-grant process.

これによると、再生信号の信号量が所定値よりも小さくなった場合に、交換結合再付与プロセスをリアルタイムに行うことができる。さらに交換結合が消失していない場合には交換結合再付与プロセスが行われないので、昇温や磁場印加のためのエネルギーを節約することができる。   According to this, when the signal amount of the reproduction signal becomes smaller than a predetermined value, the exchange coupling reassignment process can be performed in real time. Further, when the exchange coupling is not lost, the exchange coupling re-applying process is not performed, so that it is possible to save energy for temperature increase and magnetic field application.

このとき、前記昇温手段が、前記反強磁性層及び前記第一の強磁性層を加熱する加熱部材と、前記再生素子から出力される前記再生信号の信号量を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した信号量が前記所定値よりも小さいか否かを判定する判定手段と、前記信号量が前記所定値よりも小さいと前記判定手段が判定したときに、前記加熱部材による前記反強磁性層及び前記第一の強磁性層の加熱を開始させる加熱開始手段とを含んでいてよい。   At this time, the temperature raising means includes a heating member for heating the antiferromagnetic layer and the first ferromagnetic layer, a detection means for detecting a signal amount of the reproduction signal output from the reproduction element, Determining means for determining whether or not a signal amount detected by the detecting means is smaller than the predetermined value; and when the determining means determines that the signal amount is smaller than the predetermined value, the reaction by the heating member is performed. Heating starting means for starting heating of the ferromagnetic layer and the first ferromagnetic layer may be included.

また、本発明による磁気記録再生システムは、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光の照射位置を、記録媒体への情報の記録時に前記記録媒体に照射される近接場光を発生させる位置と、前記反強磁性層及び前記第一の強磁性層を加熱する位置と間で切り替える切替手段とをさらに備えていてよい。これによると、レーザ光源を、近接場光の発生と反強磁性層及び第一の強磁性層の加熱とに兼用することができるので、システムの構成を簡略なものとすることができる。   Further, the magnetic recording / reproducing system according to the present invention generates a near-field light that is irradiated to the recording medium when recording information on the recording medium based on the laser light source and the irradiation position of the laser light emitted from the laser light source. There may be further provided switching means for switching between a position and a position where the antiferromagnetic layer and the first ferromagnetic layer are heated. According to this, since the laser light source can be used for both generation of near-field light and heating of the antiferromagnetic layer and the first ferromagnetic layer, the configuration of the system can be simplified.

<第1の実施の形態>
本発明の第1の実施の形態について説明する。図1(a)は、本実施の形態に係る磁気記録再生システムに含まれるハードディスクドライブの模式的な平面図であって、記録又は再生していない場合を示している。図1(b)は、図1(a)と同じハードディスクドライブの模式的な平面図であって、記録又は再生している場合を示している。図2(a)は、図1(a)及び図1(b)に示すハードディスクドライブの一部の、記録又は再生していない場合におけるサスペンションの幅方向に沿った模式的な縦断面図である。図2(b)は、図1(a)及び図1(b)に示すハードディスクドライブの一部の、記録又は再生していない場合におけるサスペンションの長手方向に沿った模式的な縦断面図である。図3は、図1(a)及び図1(b)に示すハードディスクドライブの一部の、記録又は再生時におけるサスペンションの長手方向に沿った縦断面図である。
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1A is a schematic plan view of a hard disk drive included in the magnetic recording / reproducing system according to the present embodiment, and shows a case where recording or reproduction is not performed. FIG. 1B is a schematic plan view of the same hard disk drive as FIG. 1A, and shows a case where recording or reproduction is performed. FIG. 2A is a schematic longitudinal sectional view of a part of the hard disk drive shown in FIGS. 1A and 1B along the width direction of the suspension when recording or reproduction is not performed. . FIG. 2B is a schematic longitudinal sectional view of a part of the hard disk drive shown in FIGS. 1A and 1B along the longitudinal direction of the suspension when recording or reproduction is not performed. . FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a part of the hard disk drive shown in FIGS. 1A and 1B along the longitudinal direction of the suspension during recording or reproduction.

本実施の形態に係る磁気記録再生システムは、図1〜図3に示すハードディスクドライブ101と、このハードディスクドライブ101の動作を制御する制御装置120(図9参照)とを含んでいる。ハードディスクドライブ101は、カバー1と、円盤状の磁気記録媒体2と、媒体2に隣接しているヘッドジンバルアッセンブリ51と、ランプ8と、磁石9と、ヒータ10とを有する。媒体2は、媒体支持部3を中心として図示しないモータを駆動源として定速度で矢印4で示される方向に回転する。ヘッドジンバルアッセンブリ51は、ヘッド32、水平に延びたタブ11を先端に有するサスペンション7、ヘッドアーム6、軸受けユニット5から構成されている。図2(a)では、紙面手前にランプ8が設けられている。図2(b)では、紙面手前にヒータ10が設けられている。   The magnetic recording / reproducing system according to the present embodiment includes the hard disk drive 101 shown in FIGS. 1 to 3 and a control device 120 (see FIG. 9) that controls the operation of the hard disk drive 101. The hard disk drive 101 includes a cover 1, a disk-shaped magnetic recording medium 2, a head gimbal assembly 51 adjacent to the medium 2, a lamp 8, a magnet 9, and a heater 10. The medium 2 rotates in a direction indicated by an arrow 4 at a constant speed with a motor (not shown) as a drive source around the medium support portion 3. The head gimbal assembly 51 includes a head 32, a suspension 7 having a horizontally extending tab 11 at the tip, a head arm 6, and a bearing unit 5. In FIG. 2A, a lamp 8 is provided in front of the page. In FIG. 2B, a heater 10 is provided in front of the paper surface.

図3に示すように、ヘッド32は、ヘッド32を媒体2の表面から数nmから数十nmの高さに浮上させるためのスライダ12と、情報を媒体2に記録するための記録素子33と、媒体2に記録された情報を再生するための再生素子17とを有する。サスペンション7はヘッド32を保持する。ヘッドアーム6はサスペンション7を保持する。   As shown in FIG. 3, the head 32 includes a slider 12 for floating the head 32 to a height of several nm to several tens of nm from the surface of the medium 2, and a recording element 33 for recording information on the medium 2. And a reproducing element 17 for reproducing information recorded on the medium 2. The suspension 7 holds the head 32. The head arm 6 holds the suspension 7.

軸受けユニット5は、モータ53(図9参照)と、ヘッドアーム6とを接続している。モータ53の回転により、ヘッドジンバルアッセンブリ51が軸受けユニット5を中心として水平面内で揺動する。これにより、図1(b)に示すように、記録又は再生時にはヘッド32が媒体2上に位置し、図1(a)に示すように、記録又は再生していない時にはヘッド32が媒体2上にない。つまり、記録又は再生の開始前にヘッド32が媒体2上の媒体2に対向する位置(以下、「対向位置」と称する)に移動し、記録又は再生の終了後に、ヘッド32が媒体2上から媒体2に対向しない位置(以下、「退避位置」と称する)に退避する。   The bearing unit 5 connects a motor 53 (see FIG. 9) and the head arm 6. The rotation of the motor 53 causes the head gimbal assembly 51 to swing in the horizontal plane around the bearing unit 5. Thereby, as shown in FIG. 1B, the head 32 is positioned on the medium 2 at the time of recording or reproducing, and as shown in FIG. 1A, the head 32 is on the medium 2 when not recording or reproducing. Not. That is, the head 32 moves to a position facing the medium 2 on the medium 2 (hereinafter referred to as “opposing position”) before the start of recording or reproduction, and the head 32 moves from above the medium 2 after the recording or reproduction ends. Retreat to a position that does not face the medium 2 (hereinafter referred to as “retreat position”).

本実施の形態において、ヒータ10はレーザ光源を含んでいる。図2(a)で示すように、ヒータ10から出射されたレーザ光39が、退避位置にある再生素子17に照射される。このように、ヒータ10は、再生素子17を昇温する働きする。図2(a)に示すように、磁石9は、永久磁石であって、常に直流磁場を発生している。直流磁場の向き13は、紙面上方向である。これによって、磁石9は、再生素子17に直流磁場を印加する働きをする。   In the present embodiment, the heater 10 includes a laser light source. As shown in FIG. 2A, the laser beam 39 emitted from the heater 10 is applied to the reproducing element 17 in the retracted position. Thus, the heater 10 functions to raise the temperature of the reproducing element 17. As shown in FIG. 2 (a), the magnet 9 is a permanent magnet and always generates a DC magnetic field. The direction 13 of the DC magnetic field is an upward direction on the page. As a result, the magnet 9 functions to apply a DC magnetic field to the reproducing element 17.

図2(b)に示すように、ランプ8の側面には、凸部8aが設けられている。ヘッド32が退避位置にあるとき、タブ11が凸部8aに引っ掛けられる。これによって、ヘッド32がカバー1や磁石9などに接触せず、空中に保持される。   As shown in FIG. 2B, a convex portion 8 a is provided on the side surface of the lamp 8. When the head 32 is in the retracted position, the tab 11 is hooked on the convex portion 8a. Thus, the head 32 is held in the air without contacting the cover 1 or the magnet 9.

記録又は再生時のヘッドの動きの詳しい説明をする。記録又は再生時には、図1(b)及び図3に示すように、ヘッド32は、回転している媒体2上の対向位置にある。このとき記録素子33により媒体2上に磁化方向として情報が記録され、再生素子17により媒体2に記録された情報が再生される。スライダ12の媒体対向面には凹凸のパターン形状が設けられているため、媒体2が回転することによって媒体2から離れようとする力が生じる。この離れようとする力と、サスペンション7からヘッド32に与えられる媒体2に近づけようとする力との釣り合いにより、ヘッド32は媒体2の表面から数nmから数十nmの高さで保持される。   A detailed explanation of the movement of the head during recording or reproduction will be given. At the time of recording or reproducing, as shown in FIGS. 1B and 3, the head 32 is located at an opposing position on the rotating medium 2. At this time, information is recorded as a magnetization direction on the medium 2 by the recording element 33, and information recorded on the medium 2 is reproduced by the reproducing element 17. Since the concave-convex pattern shape is provided on the medium facing surface of the slider 12, a force to move away from the medium 2 is generated when the medium 2 rotates. The head 32 is held at a height of several nanometers to several tens of nanometers from the surface of the medium 2 due to a balance between the force to leave and the force to approach the medium 2 applied from the suspension 7 to the head 32. .

記録又は再生していない時のヘッドの動きの詳しい説明をする。記録又は再生を行っていない時、ヘッド32は媒体2との衝突などを防ぐために、図1(a)に示すように、退避位置に退避している。このときヘッド32がサスペンション7以外の部分に接触せず空中に保持されるようにするために、サスペンション7に設けられたタブ11がランプ8の凸部8aに引っ掛けられる。   Detailed explanation of the movement of the head when it is not recorded or reproduced. When recording or reproduction is not performed, the head 32 is retracted to the retracted position as shown in FIG. 1A in order to prevent a collision with the medium 2. At this time, the tab 11 provided on the suspension 7 is hooked on the convex portion 8 a of the ramp 8 so that the head 32 is held in the air without contacting any part other than the suspension 7.

次に、図4(a)及び図4(b)を参照して、ヘッド2の構造について説明をする。図4(a)は、サスペンション7の長手方向に沿ったヘッド32の縦断面図である。図4(b)は、ヘッド32の底面図である。   Next, the structure of the head 2 will be described with reference to FIGS. 4 (a) and 4 (b). FIG. 4A is a longitudinal sectional view of the head 32 along the longitudinal direction of the suspension 7. FIG. 4B is a bottom view of the head 32.

図4(a)及び図4(b)に示すように、ヘッド32は、絶縁層18と、スライダ12に絶縁層18を介して接する2つの電極層16と、2つの電極層16の間に挟まれた再生素子17とを有する。電極層16は、再生素子17の抵抗値を測定するためのセンス電流を流す働きをする。さらにヘッド32は、媒体2の磁気ビットに磁化情報を記録する記録素子33を有する。記録素子33は、記録磁極20とリターン磁極19とを有する。ヘッド32には、図示していないコイルが巻かれており、コイルに流される電流の向きにより、記録磁極20の媒体対向面を通過する磁場の向き(媒体対向面から外に向かって出る、または、媒体対向面に向かって入る)が制御される。記録磁極20の媒体対向面を通過する磁場の向きにより、媒体2上の記録ビットの磁化方向が決められる。リターン磁極19の媒体対向面には、記録磁極20の媒体対向面を通過する磁場がこれとは逆方向に通過する。   4A and 4B, the head 32 includes an insulating layer 18, two electrode layers 16 that are in contact with the slider 12 via the insulating layer 18, and a gap between the two electrode layers 16. And a reproducing element 17 sandwiched therebetween. The electrode layer 16 functions to flow a sense current for measuring the resistance value of the reproducing element 17. Further, the head 32 has a recording element 33 that records magnetization information on the magnetic bits of the medium 2. The recording element 33 has a recording magnetic pole 20 and a return magnetic pole 19. A coil (not shown) is wound around the head 32, and depending on the direction of the current flowing in the coil, the direction of the magnetic field passing through the medium facing surface of the recording magnetic pole 20 (outward from the medium facing surface, or , Entering toward the medium facing surface) is controlled. The magnetization direction of the recording bit on the medium 2 is determined by the direction of the magnetic field passing through the medium facing surface of the recording magnetic pole 20. A magnetic field passing through the medium facing surface of the recording magnetic pole 20 passes in the opposite direction to the medium facing surface of the return magnetic pole 19.

次に、図5を用いて外部磁場が印加されていない場合の再生素子17の説明をする。ここで再生素子17は、再生素子が有する強磁性層の磁化方向により電気抵抗値が変化する磁気抵抗効果素子である。   Next, the reproducing element 17 when no external magnetic field is applied will be described with reference to FIG. Here, the reproducing element 17 is a magnetoresistive effect element whose electric resistance value changes depending on the magnetization direction of the ferromagnetic layer of the reproducing element.

再生素子17は、反強磁性層24、第一の強磁性層25、中間層26、第二の強磁性層27を有している。再生素子17の構成の一例として、反強磁性層24としてMnIr、第一の強磁性層25としてCoFeB、中間層26としてMgO、第二の強磁性層27としてNiFeがある。再生素子17は、反強磁性層24、第一の強磁性層25、中間層26、第二の強磁性層27がこの順序で成膜されることによって形成されたものである。ここで、MnIrのブロッキング温度は250℃である。またNiFeは保磁力が数百A/m以下(数Oe以下)と小さいので、媒体2の磁気ビット28(図7(a)参照)からの漏洩磁場により磁化方向を容易に変えることができ、磁気ビット28の磁化情報を感知する層として働く。第一の強磁性層25の磁化方向22は、反強磁性層24から付与される磁気的な結合(交換結合:矢印21の方向)により固定されている。第二の強磁性層27の磁化方向23は、媒体2の磁気ビットからの漏洩磁場がない場合は、第一の強磁性層25の磁化の方向22から90度回転した方向となっている。   The reproducing element 17 has an antiferromagnetic layer 24, a first ferromagnetic layer 25, an intermediate layer 26, and a second ferromagnetic layer 27. As an example of the configuration of the reproducing element 17, there are MnIr as the antiferromagnetic layer 24, CoFeB as the first ferromagnetic layer 25, MgO as the intermediate layer 26, and NiFe as the second ferromagnetic layer 27. The reproducing element 17 is formed by forming an antiferromagnetic layer 24, a first ferromagnetic layer 25, an intermediate layer 26, and a second ferromagnetic layer 27 in this order. Here, the blocking temperature of MnIr is 250 ° C. In addition, since NiFe has a small coercive force of several hundred A / m or less (several Oe or less), the magnetization direction can be easily changed by the leakage magnetic field from the magnetic bit 28 (see FIG. 7A) of the medium 2. It acts as a layer for sensing the magnetization information of the magnetic bit 28. The magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25 is fixed by magnetic coupling (exchange coupling: the direction of the arrow 21) provided from the antiferromagnetic layer 24. The magnetization direction 23 of the second ferromagnetic layer 27 is rotated by 90 degrees from the magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25 when there is no leakage magnetic field from the magnetic bit of the medium 2.

ここで、反強磁性層24から第一の強磁性層25へ交換結合を付与する方法を説明する。反強磁性層24と第一の強磁性層25との磁気的な結合である交換結合が消失する温度(ブロッキング温度)以上の温度まで昇温し、交換結合を消失した後、所望の向きの磁場を反強磁性層24と第一の強磁性層25に印加しながら、温度をブロッキング温度よりも低い温度に降温させることにより、反強磁性層24から第一の強磁性層25へ交換結合が付与される。ブロッキング温度以上の温度からブロッキング温度よりも低い温度にまで温度が下がる過程において、このとき印加されている磁場の向きに、反強磁性層24と第一の強磁性層25との間に交換結合が生じる。   Here, a method for providing exchange coupling from the antiferromagnetic layer 24 to the first ferromagnetic layer 25 will be described. The temperature is raised to a temperature equal to or higher than the temperature at which exchange coupling, which is magnetic coupling between the antiferromagnetic layer 24 and the first ferromagnetic layer 25, disappears (blocking temperature). While the magnetic field is applied to the antiferromagnetic layer 24 and the first ferromagnetic layer 25, the temperature is lowered to a temperature lower than the blocking temperature, whereby exchange coupling from the antiferromagnetic layer 24 to the first ferromagnetic layer 25 is achieved. Is granted. In the process of the temperature decreasing from a temperature higher than the blocking temperature to a temperature lower than the blocking temperature, exchange coupling is established between the antiferromagnetic layer 24 and the first ferromagnetic layer 25 in the direction of the magnetic field applied at this time. Occurs.

次に、外部磁場の方向による再生素子17の抵抗値変化について、図6(a)及び図6(b)を用いて説明する。再生素子17は磁気抵抗効果素子であるため、第一の強磁性層25の磁化方向22と第二の強磁性層27の磁化方向23との相対関係により抵抗値が変化する。第一の強磁性層25の磁化方向22には、反強磁性層24から付与される交換結合により一方向異方性が与えられ、一方向に固定されている。一方、第二の強磁性層27は、保磁力が小さい材料が用いられているために、外部磁場によってその磁化方向が容易に変化するようになっている。   Next, changes in the resistance value of the reproducing element 17 depending on the direction of the external magnetic field will be described with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b). Since the reproducing element 17 is a magnetoresistive effect element, the resistance value changes depending on the relative relationship between the magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25 and the magnetization direction 23 of the second ferromagnetic layer 27. The magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25 is given unidirectional anisotropy by exchange coupling provided from the antiferromagnetic layer 24 and is fixed in one direction. On the other hand, since the second ferromagnetic layer 27 is made of a material having a small coercive force, its magnetization direction is easily changed by an external magnetic field.

図6(a)に示すように、第二の強磁性層27の磁化方向23が外部磁場などにより変化し、第一の強磁性層25の磁化方向22と同じ向きとなった場合、電流を流すと、第一の強磁性層25から中間層26を通過し第二の強磁性層27へ電子が移動する割合が大きくなるので、第一の強磁性層25、中間層26、第二の強磁性層27を流れる電流の抵抗値は低くなる。   As shown in FIG. 6A, when the magnetization direction 23 of the second ferromagnetic layer 27 is changed by an external magnetic field or the like and becomes the same direction as the magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25, the current is When flowing, the ratio of electrons moving from the first ferromagnetic layer 25 to the second ferromagnetic layer 27 through the intermediate layer 26 increases, so the first ferromagnetic layer 25, the intermediate layer 26, The resistance value of the current flowing through the ferromagnetic layer 27 becomes low.

一方、図6(b)に示すように、第二の強磁性層27の磁化方向23が外部磁場などにより変化し、第一の強磁性層25の磁化方向22と逆方向になった場合、第一の強磁性層25から中間層26を通過し第二の強磁性層27へ電子が移動する割合が小さくなるので、第一の強磁性層25、中間層26、第二の強磁性層27を流れる電流の抵抗値は高くなる。このとき、第一の強磁性層25の磁化方向22は、反強磁性層24から付与される交換結合により外部磁場が印加されても変化しない。また、第一の強磁性層25の磁化方向22と第二の強磁性層27の磁化方向23が完全に平行、反平行でなくても、図5に示す方向23が第一の強磁性層25の磁化の方向22から90度回転した方向以外となっていれば、完全に平行、反平行の場合よりも変化の割合が小さくなるものの再生素子17の抵抗値は図5の場合から変化したものとなるので、情報の再生が可能である。   On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the magnetization direction 23 of the second ferromagnetic layer 27 is changed by an external magnetic field or the like and is opposite to the magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25, Since the rate at which electrons move from the first ferromagnetic layer 25 through the intermediate layer 26 to the second ferromagnetic layer 27 becomes small, the first ferromagnetic layer 25, the intermediate layer 26, and the second ferromagnetic layer The resistance value of the current flowing through 27 increases. At this time, the magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25 does not change even when an external magnetic field is applied by exchange coupling provided from the antiferromagnetic layer 24. Further, even if the magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25 and the magnetization direction 23 of the second ferromagnetic layer 27 are not completely parallel or antiparallel, the direction 23 shown in FIG. If the direction is other than the direction rotated 90 degrees from the magnetization direction 22 of 25, the resistance value of the reproducing element 17 is changed from the case of FIG. 5 although the rate of change is smaller than in the case of completely parallel and antiparallel. Therefore, information can be reproduced.

次に、ヘッド32が対向位置にあるときの再生素子17と媒体2の位置関係について、図7(a)及び図7(b)を参照して説明する。図7(a)は、媒体2の周方向に沿った、再生素子17及び媒体2の縦断面図である。図7(b)は、第二の強磁性層27を含むように媒体2の径方向に沿った、再生素子17及び媒体2の縦断面図である。これらの図面において、矢印30は、媒体の回転方向を示している。図7(a)に示すように、再生素子17の各層の積層方向は媒体面に対して略平行である。本実施の形態においては、磁気ビット28の磁化方向が媒体面に対して垂直な方向である垂直磁気記録方式であるので、第一の強磁性層25の磁化方向22は、反強磁性層24から付与される交換結合によって、媒体面に対して垂直な方向に固定されている。また、第二の強磁性層27の磁化方向23は、第二の強磁性層27に隣接して設けられたバイアス層(図示せず)から付与されるバイアス磁場により、第一の強磁性層25の磁化方向22と垂直な方向(紙面垂直な方向)を向いている。   Next, the positional relationship between the reproducing element 17 and the medium 2 when the head 32 is at the opposing position will be described with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b). FIG. 7A is a longitudinal sectional view of the reproducing element 17 and the medium 2 along the circumferential direction of the medium 2. FIG. 7B is a longitudinal sectional view of the reproducing element 17 and the medium 2 along the radial direction of the medium 2 so as to include the second ferromagnetic layer 27. In these drawings, an arrow 30 indicates the rotation direction of the medium. As shown in FIG. 7A, the stacking direction of each layer of the reproducing element 17 is substantially parallel to the medium surface. In the present embodiment, since the magnetization direction of the magnetic bit 28 is perpendicular to the medium surface, the magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25 is the antiferromagnetic layer 24. Is fixed in a direction perpendicular to the medium surface by the exchange coupling applied from the above. The magnetization direction 23 of the second ferromagnetic layer 27 is changed by the bias magnetic field applied from a bias layer (not shown) provided adjacent to the second ferromagnetic layer 27. 25 is directed in a direction perpendicular to the magnetization direction 22 (direction perpendicular to the paper surface).

次に、図8(a)及び図8(b)を参照して、媒体2の磁気情報を再生する原理を説明する。図8(a)は、第二の強磁性層27を含むように媒体2の径方向に沿った、再生素子17及び媒体2の縦断面図であって、磁気ビット28の磁化方向29と第一の強磁性層25の磁化方向22がほぼ同じ場合を示している。図8(b)は、磁気ビット28の磁化方向29と第一の強磁性層25の磁化方向22が逆方向の場合を示している。   Next, the principle of reproducing the magnetic information of the medium 2 will be described with reference to FIGS. 8 (a) and 8 (b). FIG. 8A is a longitudinal sectional view of the reproducing element 17 and the medium 2 along the radial direction of the medium 2 so as to include the second ferromagnetic layer 27, and the magnetization direction 29 of the magnetic bit 28 and the second direction. The case where the magnetization direction 22 of the one ferromagnetic layer 25 is substantially the same is shown. FIG. 8B shows a case where the magnetization direction 29 of the magnetic bit 28 and the magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25 are opposite to each other.

図7(a)及び図7(b)のように、再生すべき磁気ビット28が磁化されておらず磁気ビット28からの漏洩磁場がない場合は、第二の強磁性層27の磁化方向23は紙面右向きである。これに対して、図8(a)に示すように、再生すべき磁気ビット28の磁化方向29が上向きである場合、矢印31で示す紙面上向きの漏洩磁場が第二の強磁性層27を貫く。この漏洩磁場の向きは、第一の強磁性層25の磁化方向22と同じであるので、漏洩磁場により、再生素子17の第二の強磁性層27の磁化方向23は紙面上向きに傾く。第一の強磁性層25の磁化方向22は、反強磁性層24からの交換結合によって、紙面上向きに固定されている。このように、磁気ビット28の磁化方向29が第一の強磁性層25の磁化方向22と同じ場合は、第一の強磁性層25の磁化方向22と第二の強磁性層27の磁化方向23が略平行となるので、磁気抵抗効果素子である再生素子17の電気抵抗値は小さくなる。   When the magnetic bit 28 to be reproduced is not magnetized and there is no leakage magnetic field from the magnetic bit 28 as shown in FIGS. 7A and 7B, the magnetization direction 23 of the second ferromagnetic layer 27. Is rightward on the page. On the other hand, as shown in FIG. 8A, when the magnetization direction 29 of the magnetic bit 28 to be reproduced is upward, the upward leakage magnetic field indicated by the arrow 31 penetrates the second ferromagnetic layer 27. . Since the direction of the leakage magnetic field is the same as the magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25, the magnetization direction 23 of the second ferromagnetic layer 27 of the reproducing element 17 is inclined upward in the drawing by the leakage magnetic field. The magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25 is fixed upward by the exchange coupling from the antiferromagnetic layer 24. Thus, when the magnetization direction 29 of the magnetic bit 28 is the same as the magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25, the magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25 and the magnetization direction of the second ferromagnetic layer 27. Since 23 is substantially parallel, the electric resistance value of the reproducing element 17 which is a magnetoresistive effect element becomes small.

一方、図8(b)に示すように、再生すべき磁気ビット28の磁化方向29が下向きである場合、矢印31で示す紙面下向きの漏洩磁場が第二の強磁性層27を貫く。この漏洩磁場の向きは、第一の強磁性層25の磁化方向22と逆方向であるので、漏洩磁場により、再生素子17の第二の強磁性層27の磁化方向23は紙面下向きに傾く。このように、磁気ビット28の磁化方向29が第一の強磁性層25の磁化方向22と反対の場合は、第一の強磁性層25の磁化方向22と第二の強磁性層27の磁化方向23が略反平行となるので、再生素子17の電気抵抗値は大きくなる。   On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the magnetization direction 29 of the magnetic bit 28 to be reproduced is downward, a leakage magnetic field downward as indicated by an arrow 31 penetrates the second ferromagnetic layer 27. Since the direction of the leakage magnetic field is opposite to the magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25, the magnetization direction 23 of the second ferromagnetic layer 27 of the reproducing element 17 is inclined downward in the drawing due to the leakage magnetic field. Thus, when the magnetization direction 29 of the magnetic bit 28 is opposite to the magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25, the magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25 and the magnetization of the second ferromagnetic layer 27. Since the direction 23 is substantially antiparallel, the electrical resistance value of the reproducing element 17 is increased.

したがって、再生素子17の電気抵抗値を測定することにより媒体2内の磁気ビット28の磁化情報を読み出すことができる。このように、固定されている第一の強磁性層25の磁化方向22と、磁気ビット28からの漏洩磁場により向きを変える第二の強磁性層27の磁化方向23との関係により再生素子17が情報の再生を行うので、正確に再生を行うためには第一の強磁性層25の磁化方向22が一方向に固定されていることが重要になる。   Therefore, the magnetization information of the magnetic bit 28 in the medium 2 can be read by measuring the electric resistance value of the reproducing element 17. Thus, the reproducing element 17 is based on the relationship between the magnetization direction 22 of the fixed first ferromagnetic layer 25 and the magnetization direction 23 of the second ferromagnetic layer 27 whose direction is changed by the leakage magnetic field from the magnetic bit 28. Since information is reproduced, it is important that the magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25 is fixed in one direction for accurate reproduction.

磁気記録再生システムでは、温度の上昇による交換結合磁場の消失が問題となるが、その対応策として、特許文献1(特開2005−333106)では、ブロッキング温度の向上を図った交換結合素子を提供する手法が開示されている。特許文献1の手法では、高いブロッキング温度が得られるため、磁気抵抗効果素子の熱耐性が向上し、動作時の昇温による磁化固定層の一方向異方性の消失を抑制することが可能となる。   In the magnetic recording / reproducing system, the disappearance of the exchange coupling magnetic field due to a rise in temperature becomes a problem. As a countermeasure, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-333106) provides an exchange coupling element with an improved blocking temperature. A technique is disclosed. In the method of Patent Document 1, since a high blocking temperature is obtained, the heat resistance of the magnetoresistive element is improved, and it is possible to suppress the disappearance of the unidirectional anisotropy of the magnetization fixed layer due to the temperature rise during operation. Become.

しかし、磁気記録再生システムでは、動作時の発熱や、静電気による瞬間的な発熱により、再生素子17がブロッキング温度以上に昇温してしまうことを完全に防ぐことは困難である。再生素子17が記録媒体2上の対向位置にあると、再生素子17が昇温されながら多数の磁気ビット28からの様々な磁化方向の漏洩磁場により、磁場の方向が変化する交流磁場を受けることになる。再生素子17の反強磁性層24と第一の強磁性層25の温度が一度でもブロッキング温度以上に上昇してしまった場合、すぐにブロッキング温度よりも低い温度に冷却されたとしても、媒体2上の多くの磁気ビット28からの漏洩磁場による交流磁場により反強磁性層24と第一の強磁性層25との交換結合の向きが初期の方向と異なるものとなるか、磁化が小さくなり、第一の強磁性層の磁化方向21も初期の方向と異なっていたり、磁化が小さくなってしまう。従来の手法では、一度温度がブロッキング温度以上の温度まで上昇し、第一の強磁性層25の一方向異方性が消失してしまうと、再生信号の信号量が低下して再生することができなくなる。   However, in the magnetic recording / reproducing system, it is difficult to completely prevent the temperature of the reproducing element 17 from being raised above the blocking temperature due to heat generation during operation or instantaneous heat generation due to static electricity. When the reproducing element 17 is at the opposite position on the recording medium 2, the reproducing element 17 receives an alternating magnetic field whose direction of magnetic field changes due to leakage magnetic fields of various magnetization directions from a large number of magnetic bits 28 while the temperature of the reproducing element 17 is increased. become. If the temperature of the antiferromagnetic layer 24 and the first ferromagnetic layer 25 of the reproducing element 17 has risen to the blocking temperature or more even once, even if the temperature is immediately lowered to a temperature lower than the blocking temperature, the medium 2 The direction of exchange coupling between the antiferromagnetic layer 24 and the first ferromagnetic layer 25 differs from the initial direction by the alternating magnetic field due to the leakage magnetic field from the many magnetic bits 28 above, or the magnetization becomes small, The magnetization direction 21 of the first ferromagnetic layer is also different from the initial direction, or the magnetization becomes small. In the conventional method, once the temperature rises to a temperature equal to or higher than the blocking temperature and the unidirectional anisotropy of the first ferromagnetic layer 25 disappears, the signal amount of the reproduction signal is reduced and reproduced. become unable.

そこで、本実施の形態では、磁気記録再生システムの動作中に何らかの原因で再生素子17がブロッキング温度以上の温度に上昇し、再生素子17における第一の強磁性層25の一方向異方性が消失した場合に、反強磁性層24及び第一の強磁性層25をブロッキング温度以上の温度に昇温し、直流磁場を印加しながら冷却することにより、再び第一の強磁性層25に所望の方向の交換結合を付与し、一方向異方性を付与する。したがって、磁化情報を確実に再生することができる。従来の手法では、磁気記録再生システムが動作中に、再生素子17の温度がブロッキング温度以上の温度に上昇し、第一の強磁性層25の一方向異方性が消失してしまうと、磁化情報を再生することができなくなるが、本実施の形態では、第一の強磁性層25の磁化の一方向異方性が消失しても、再び一方向異方性を付与し、磁化情報を再生可能することが可能である。   Therefore, in the present embodiment, the reproducing element 17 rises to a temperature higher than the blocking temperature for some reason during the operation of the magnetic recording / reproducing system, and the unidirectional anisotropy of the first ferromagnetic layer 25 in the reproducing element 17 is increased. In the case of disappearance, the antiferromagnetic layer 24 and the first ferromagnetic layer 25 are heated to a temperature equal to or higher than the blocking temperature, and cooled while applying a direct-current magnetic field, so that the first ferromagnetic layer 25 is desired again. The exchange coupling in the direction is given, and unidirectional anisotropy is given. Therefore, the magnetization information can be reliably reproduced. In the conventional method, when the temperature of the reproducing element 17 rises to a temperature equal to or higher than the blocking temperature during operation of the magnetic recording / reproducing system, and the unidirectional anisotropy of the first ferromagnetic layer 25 disappears, In this embodiment, even if the unidirectional anisotropy of magnetization of the first ferromagnetic layer 25 disappears, the unidirectional anisotropy is given again, and the magnetization information is changed. It can be reproducible.

図9は、本実施の形態にかかる磁気記録再生システムの交換結合再付与プロセスにかかるブロック図である。図9中、磁気記録再生システムにおいて、交換結合再付与プロセスに関係しない部材の図示を省略している。   FIG. 9 is a block diagram according to the exchange coupling reassignment process of the magnetic recording / reproducing system according to the present embodiment. In FIG. 9, in the magnetic recording / reproducing system, illustration of members not related to the exchange coupling reassignment process is omitted.

図9に示すように、本実施の形態に係る磁気記録再生システムは、ハードディスクドライブ101と、このハードディスクドライブ101の動作を制御する制御装置120とを含んでいる。ハードディスクドライブ101は、ヘッドジンバルアッセンブリ51を軸受けユニット5を中心として揺動させる駆動源となるモータ53、再生素子17、及び、加熱部材であるヒータ10を有している。制御装置120は、検出部121、判定部122、加熱制御部123、及び、モータ制御部124を有している。検出部121は、再生素子17から出力される再生信号の信号量を検出する。判定部122は、検出部121が検出した信号量が所定値よりも小さいか否かを判定する。加熱制御部123は、ヒータ10による再生素子17の加熱温度、ヒータ10による再生素子17の加熱の開始及び終了タイミングを制御する。モータ制御部124は、モータ53の駆動を制御する。   As shown in FIG. 9, the magnetic recording / reproducing system according to the present embodiment includes a hard disk drive 101 and a control device 120 that controls the operation of the hard disk drive 101. The hard disk drive 101 includes a motor 53 that serves as a drive source for swinging the head gimbal assembly 51 around the bearing unit 5, a reproducing element 17, and a heater 10 that is a heating member. The control device 120 includes a detection unit 121, a determination unit 122, a heating control unit 123, and a motor control unit 124. The detection unit 121 detects the signal amount of the reproduction signal output from the reproduction element 17. The determination unit 122 determines whether or not the signal amount detected by the detection unit 121 is smaller than a predetermined value. The heating control unit 123 controls the heating temperature of the regeneration element 17 by the heater 10 and the start and end timing of heating of the regeneration element 17 by the heater 10. The motor control unit 124 controls driving of the motor 53.

次に、図10のフローチャートを参照して、本実施の形態における交換結合再付与プロセスを順に説明する。以下に説明する交換結合再付与プロセスは、媒体2への記録又は再生が行われていない期間に、制御部120の制御に従って例えば所定時間毎に行われてよい。   Next, the exchange coupling reassignment process in this embodiment will be described in order with reference to the flowchart of FIG. The exchange coupling reassignment process described below may be performed, for example, every predetermined time in accordance with the control of the control unit 120 during a period in which recording or reproduction on the medium 2 is not performed.

ステップS10では、モータ制御部124がモータ53を駆動することによって、ヘッド23を退避位置から対向位置へと移動させる。そして、ステップS11において、再生素子17が出力する再生信号の信号量を検出部121が検出する。続いて、ステップS12において、ステップS11で検出部121が検出した再生信号の信号量が所定値よりも小さいか否かを判定部122が判定する。ここで、再生信号の信号量が所定値よりも小さいという判定結果は、再生素子17の反強磁性層24と第一の強磁性層25の温度が過去にブロッキング温度以上に上昇してしまったために第一の強磁性層25の磁化方向21が初期の方向と異なっていたり、その磁化が初期状態よりも小さくなってしまっているということを示している。   In step S10, the motor control unit 124 drives the motor 53 to move the head 23 from the retracted position to the facing position. In step S <b> 11, the detection unit 121 detects the signal amount of the reproduction signal output from the reproduction element 17. Subsequently, in step S12, the determination unit 122 determines whether or not the signal amount of the reproduction signal detected by the detection unit 121 in step S11 is smaller than a predetermined value. Here, the determination result that the signal amount of the reproduction signal is smaller than the predetermined value is that the temperature of the antiferromagnetic layer 24 and the first ferromagnetic layer 25 of the reproduction element 17 has risen above the blocking temperature in the past. This indicates that the magnetization direction 21 of the first ferromagnetic layer 25 is different from the initial direction, or that the magnetization is smaller than the initial state.

ここで、再生信号の信号量の所定値について説明する。磁気抵抗効果素子である再生素子17では、第二の強磁性層27の磁化状態の変化に伴う電気抵抗値の変化を再生信号としている。外部磁場がない状態の電気抵抗をR0とすると、図8(a)のように外部磁場(漏洩磁場)の方向31が第一の強磁性層25の磁化方向22と同じ向きの場合には、電気抵抗がR0より小さくなる。また、図8(b)のように漏洩磁場の方向31が第一の強磁性層25の磁化方向22と逆向きの場合には電気抵抗がR0より大きくなる。したがって、電気抵抗がR0より大きくか小さいかに基づいて、再生信号が”1”又は”0”のいずれであるかが決定される。交換結合が弱くなると、第一の強磁性層25の磁化が固定されなくなるので、電気抵抗の変化の割合が小さくなる。交換結合が正常な場合でも抵抗変化にばらつきがあるので、ばらつきの最大値を抵抗変化の最大値から引いたものを規定の抵抗変化量(信号量の所定値)とすればよい。   Here, the predetermined value of the signal amount of the reproduction signal will be described. In the reproducing element 17 which is a magnetoresistive effect element, a change in electric resistance value accompanying a change in the magnetization state of the second ferromagnetic layer 27 is used as a reproduction signal. When the electric resistance in the absence of an external magnetic field is R0, when the direction 31 of the external magnetic field (leakage magnetic field) is the same as the magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25 as shown in FIG. The electric resistance becomes smaller than R0. Further, when the direction 31 of the leakage magnetic field is opposite to the magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25 as shown in FIG. 8B, the electric resistance becomes larger than R0. Therefore, whether the reproduction signal is “1” or “0” is determined based on whether the electric resistance is larger or smaller than R0. When the exchange coupling is weakened, the magnetization of the first ferromagnetic layer 25 is not fixed, so the rate of change in electrical resistance is reduced. Even if the exchange coupling is normal, there is variation in resistance change. Therefore, a value obtained by subtracting the maximum value of variation from the maximum value of resistance change may be used as a prescribed resistance change amount (predetermined value of signal amount).

再生信号の信号量が所定値以上であると判定された場合(S12:NO)、ステップS13に進む。ステップS13では、第一の強磁性層25の磁化方向21が初期状態のままであって正常であり、再生素子17に異常なしという検査結果が制御部120内の図示しない記憶装置に記録される。そして、交換結合再付与プロセスが終了する。   When it is determined that the signal amount of the reproduction signal is equal to or greater than the predetermined value (S12: NO), the process proceeds to step S13. In step S <b> 13, a test result indicating that the magnetization direction 21 of the first ferromagnetic layer 25 remains in the initial state and is normal and the reproducing element 17 has no abnormality is recorded in a storage device (not shown) in the control unit 120. . Then, the exchange coupling reassignment process ends.

再生信号の信号量が所定値よりも小さいと判定された場合(S12:YES)、ステップS14に進む。ステップS14では、モータ制御部124がモータ53を駆動することによって、ヘッド23を対向位置から退避位置へと移動させる。   When it is determined that the signal amount of the reproduction signal is smaller than the predetermined value (S12: YES), the process proceeds to step S14. In step S14, the motor control unit 124 drives the motor 53 to move the head 23 from the facing position to the retracted position.

続いて、ステップS15では、加熱制御部123がヒータ10を制御して、ヒータ10からのレーザ光39の出射を開始させる。さらに、加熱制御部123は、ステップS16において、レーザ光39が照射された反強磁性層24及び第一の強磁性層25の温度が反強磁性層24の材料であるMnIrのブロッキング温度(250℃)以上の温度まで昇温したタイミングで、ヒータ10を制御してレーザ光39の出射を終了させる。その後、反強磁性層24及び第一の強磁性層25の温度は徐々に低下し、ブロッキング温度よりも低い温度となる。レーザ光39の出射終了タイミングは、レーザ光39の強度及び再生素子17の熱容量などの諸条件から予め定められていてもよいし、反強磁性層24及び第一の強磁性層25の温度がブロッキング温度以上の温度となったことを図示しない温度センサで検出した後のタイミングであってもよい。   Subsequently, in step S <b> 15, the heating control unit 123 controls the heater 10 to start emission of the laser light 39 from the heater 10. Further, in step S <b> 16, the heating control unit 123 determines that the temperature of the antiferromagnetic layer 24 and the first ferromagnetic layer 25 irradiated with the laser light 39 is the blocking temperature (250 of MnIr that is the material of the antiferromagnetic layer 24. At the timing when the temperature is raised to a temperature equal to or higher than [° C.], the heater 10 is controlled to terminate the emission of the laser light 39. Thereafter, the temperatures of the antiferromagnetic layer 24 and the first ferromagnetic layer 25 are gradually lowered to a temperature lower than the blocking temperature. The emission end timing of the laser beam 39 may be determined in advance from various conditions such as the intensity of the laser beam 39 and the heat capacity of the reproducing element 17, and the temperatures of the antiferromagnetic layer 24 and the first ferromagnetic layer 25 may be determined. It may be the timing after detecting that the temperature is higher than the blocking temperature by a temperature sensor (not shown).

磁石9が永久磁石であるため、退避位置にある再生素子17には、常に、磁石9が発生した直流磁場が印加されている。そのため、第一の強磁性層25は、その温度がブロッキング温度以上の温度からブロッキング温度よりも低い温度に低下する過程において、磁石9からの印加磁場により、再び交換結合が生じて図2(a)の紙面上方向に磁化される。そのとき、反強磁性層24の交換結合の向きが第一の強磁性層25の磁化方向22、すなわち磁石9からの印加磁場の向きと同じになる。ここで、第一の強磁性層25の材料であるCoFeBの保磁力は800A/m(10Oe)程度であるので、磁場の大きさが160000A/m(2000Oe)のフェライトなどを磁石9として用いると、保磁力以上の十分な大きさの磁場を発生可能である。   Since the magnet 9 is a permanent magnet, the DC magnetic field generated by the magnet 9 is always applied to the reproducing element 17 in the retracted position. Therefore, the first ferromagnetic layer 25 is exchange-coupled again by the magnetic field applied from the magnet 9 in the process in which the temperature falls from the temperature higher than the blocking temperature to a temperature lower than the blocking temperature, and FIG. ) Is magnetized in the upward direction. At that time, the direction of exchange coupling of the antiferromagnetic layer 24 is the same as the magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25, that is, the direction of the applied magnetic field from the magnet 9. Here, since the coercive force of CoFeB, which is the material of the first ferromagnetic layer 25, is about 800 A / m (10 Oe), when a ferrite having a magnetic field size of 160000 A / m (2000 Oe) is used as the magnet 9. It is possible to generate a sufficiently large magnetic field that is greater than the coercive force.

以上説明したように、本実施の形態によると、磁気記録再生システムが動作中に何らかの原因で再生素子17の温度が上昇し、第一の強磁性層25の一方向異方性が消失したとしても、再び第一の強磁性層25に初期状態と同じ方向の交換結合を付与し、第一の強磁性層25に一方向異方性を付与することができる。このため、安定した再生を提供することができる。   As described above, according to this embodiment, it is assumed that the temperature of the reproducing element 17 rises for some reason during the operation of the magnetic recording / reproducing system, and the unidirectional anisotropy of the first ferromagnetic layer 25 disappears. In this case, again, the first ferromagnetic layer 25 can be given exchange coupling in the same direction as the initial state, and the first ferromagnetic layer 25 can be given unidirectional anisotropy. For this reason, stable reproduction can be provided.

加えて、再生信号の信号量が所定値よりも小さくなった場合に、交換結合再付与プロセスをリアルタイムに行うことができる。さらに交換結合が消失していない場合には交換結合再付与プロセスが行われないので、昇温のためのエネルギーを節約することができる。   In addition, the exchange coupling reassignment process can be performed in real time when the signal amount of the reproduction signal becomes smaller than a predetermined value. Further, when the exchange coupling is not lost, the exchange coupling re-granting process is not performed, so that energy for temperature increase can be saved.

本実施の形態は、垂直磁気記録方式について述べているが、本発明は面内磁気記録方式に対しても用いることができる。面内磁気記録方式とは、媒体2の磁気ビット28の磁化方向が、媒体面に対して平行方向である記録方式である。この場合、再生素子17の第一の強磁性層25の磁化方向22は媒体面に平行な方向に固定される。また、第二の強磁性体層27の磁化方向23は、磁気ビットからの漏洩磁場がない場合は、媒体2面に垂直に向けられる。よって、面内磁気記録方式においては、磁石9による印加磁場の方向は媒体面に平行な方向(横方向)にすればよい。   Although this embodiment describes a perpendicular magnetic recording system, the present invention can also be used for an in-plane magnetic recording system. The in-plane magnetic recording method is a recording method in which the magnetization direction of the magnetic bit 28 of the medium 2 is parallel to the medium surface. In this case, the magnetization direction 22 of the first ferromagnetic layer 25 of the reproducing element 17 is fixed in a direction parallel to the medium surface. Further, the magnetization direction 23 of the second ferromagnetic layer 27 is directed perpendicular to the surface of the medium 2 when there is no leakage magnetic field from the magnetic bit. Therefore, in the in-plane magnetic recording method, the direction of the magnetic field applied by the magnet 9 may be a direction (lateral direction) parallel to the medium surface.

本実施の形態では、ヒータ10がレーザ光源を含んでいる場合を示したが、これに限るものではなく、再生素子17の昇温が可能であれば、ヒータ10が、ランプヒータや、ニクロム線ヒータなど他の昇温手段を含んでいてもよい。   In the present embodiment, the heater 10 includes a laser light source. However, the present invention is not limited to this, and the heater 10 can be a lamp heater or a nichrome wire as long as the temperature of the reproducing element 17 can be increased. Other heating means such as a heater may be included.

磁石9は永久磁石に限るものではなく、電磁石などでも良い。電磁石を用いると、磁場の大きさを調整でき、不必要な場合は磁場を発生させないようにすることができる。例えば、レーザ光39によって加熱された第一の強磁性層25の温度がブロッキング温度以上となってから電磁石へ電流を流し、交換結合再付与プロセス終了後には電流を停止するようにすればよい。これによって、電力消費量を削減することができる。   The magnet 9 is not limited to a permanent magnet, but may be an electromagnet or the like. When an electromagnet is used, the magnitude of the magnetic field can be adjusted, and when it is not necessary, the magnetic field can be prevented from being generated. For example, a current may be supplied to the electromagnet after the temperature of the first ferromagnetic layer 25 heated by the laser light 39 becomes equal to or higher than the blocking temperature, and the current may be stopped after the exchange coupling re-application process is completed. Thereby, power consumption can be reduced.

本発明において、再生素子17は、中間層が金属であるGMR(巨大磁気抵抗効果)素子であってもよいし、中間層が絶縁層であるTMR(トンネル磁気抵抗効果)素子であってもよい。   In the present invention, the reproducing element 17 may be a GMR (giant magnetoresistive effect) element whose intermediate layer is a metal, or a TMR (tunnel magnetoresistive effect) element whose intermediate layer is an insulating layer. .

本発明は、複数の媒体が積層されていると共に、複数のヘッドジンバルアッセンブリが積層された磁気記録再生システムに対しても適用することができる。   The present invention can also be applied to a magnetic recording / reproducing system in which a plurality of media are stacked and a plurality of head gimbal assemblies are stacked.

本実施の形態は、媒体2への記録又は再生が行われていない期間に再生信号の信号量が所定値よりも小さくなった場合に交換結合再付与プロセスを行うものであるが、再生信号の信号量が所定値よりも小さくなったか否かに関係なく、交換結合再付与プロセスを行うようにしてもよい。或いは、媒体2に記録された情報の再生が行われている期間に再生信号をモニターし、再生信号が所定の信号量よりも小さくなった場合に、反強磁性層24と第一の強磁性層25の交換結合が弱くなったと判断して、交換結合再付与プロセスを行ってもよい。   In the present embodiment, the exchange coupling re-assignment process is performed when the signal amount of the reproduction signal becomes smaller than a predetermined value during the period when recording or reproduction to the medium 2 is not performed. The exchange coupling reassignment process may be performed regardless of whether the signal amount is smaller than a predetermined value. Alternatively, when the reproduction signal is monitored during the reproduction of the information recorded on the medium 2 and the reproduction signal becomes smaller than a predetermined signal amount, the antiferromagnetic layer 24 and the first ferromagnetic layer 24 It may be determined that the exchange coupling of layer 25 has weakened and an exchange coupling re-granting process may be performed.

<第2の実施の形態>
本発明の第2の実施の形態にかかる磁気記録再生システムについて、図11(a)及び図11(b)を参照して説明する。以下、本実施の形態を、第1の実施の形態との相違点を中心に説明する。なお、第1の実施の形態と類似した部材には、百の位が2である以外は同じ符号を付して詳細な説明を省略することがある。
<Second Embodiment>
A magnetic recording / reproducing system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 (a) and 11 (b). Hereinafter, the present embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. Note that members similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals except that the hundreds are two, and detailed description thereof may be omitted.

本実施の形態にかかる磁気記録再生システムは、ハードディスクドライブと、これを制御する制御部とを含んでいる。この本実施の形態にかかる磁気記録再生システムでは、ハードディスクドライブにおいて、光アシスト磁気記録が行われる。ここで、光アシスト磁気記録について説明する。高記録密度化が進むと、それぞれの磁気ビットの磁化の体積が小さくなる。磁気ビットが小さくなりすぎると、単位体積当りの磁気エネルギーKuと粒子の体積Vの積で表される、異方性磁気エネルギーが温度エネルギーkB・Tよりも小さくなり、室温下でも熱揺らぎによって磁気ビットの磁化方向が変化してしまう。室温で磁化方向が変化してしまうと、記録情報が保持できず、磁気記録ができなくなってしまう。熱揺らぎによる磁化反転を防ぐために、磁化反転がしにくいKuが大きい材料が用いられるが、Kuが大きい材料を用いると磁化反転に必要な記録磁場(保磁力)が大きくなるという問題が生じる。材料的な限界から記録磁場の大きさには限界があるので、大きなKuの材料の媒体に記録するには工夫が必要である。そこで考えられたのが光アシスト磁気記録方式で、これは、記録時に媒体を昇温して保磁力を低下させ、磁化反転させ易くしてから、記録素子による磁場印加により、媒体に記録を行う手法である。   The magnetic recording / reproducing system according to the present embodiment includes a hard disk drive and a control unit that controls the hard disk drive. In the magnetic recording / reproducing system according to this embodiment, optically assisted magnetic recording is performed in the hard disk drive. Here, the optically assisted magnetic recording will be described. As the recording density increases, the magnetization volume of each magnetic bit decreases. If the magnetic bit becomes too small, the anisotropic magnetic energy expressed by the product of the magnetic energy Ku per unit volume and the volume V of the particle becomes smaller than the temperature energy kB · T, and the magnetism is caused by thermal fluctuation even at room temperature. The magnetization direction of the bit changes. If the magnetization direction changes at room temperature, the recorded information cannot be retained and magnetic recording cannot be performed. In order to prevent magnetization reversal due to thermal fluctuation, a material having a large Ku that is difficult to reverse the magnetization is used. However, if a material having a large Ku is used, a problem arises that a recording magnetic field (coercive force) necessary for the magnetization reversal increases. Since there is a limit to the magnitude of the recording magnetic field due to material limitations, it is necessary to devise in order to record on a medium with a large Ku material. Therefore, the optically assisted magnetic recording method was conceived. This is because the temperature of the medium is increased during recording to reduce the coercive force and facilitate magnetization reversal, and then recording is performed on the medium by applying a magnetic field by the recording element. It is a technique.

通常、光は波長程度にしか絞ることができないが、波長以下のサイズの微小な開口に光を照射することにより、波長以下のサイズの局在した光である近接場光を発生することができる。光アシスト磁気記録方式では、近接場光で媒体を昇温させることで、媒体における波長以下の小さな領域を昇温することが可能となり、小さなサイズの磁気ビットを光アシスト磁気記録できるようになる。   Normally, the light can be reduced only to the wavelength, but by irradiating light to a minute aperture having a size smaller than the wavelength, it is possible to generate near-field light that is localized light having a size smaller than the wavelength. . In the optically assisted magnetic recording system, by raising the temperature of the medium with near-field light, it is possible to raise the temperature of a small region below the wavelength in the medium, and optically assisted magnetic recording of a magnetic bit of a small size becomes possible.

本実施の形態では、光アシスト磁気記録において近接場光を発生させるために用いるレーザ光源を、交換結合の再付与時の昇温にも用いるものである。図11(a)は、本実施の形態の磁気記録再生システムに含まれるハードディスクドライブが有するヘッドジンバルアッセンブリの光アシスト磁気記録時における側面図である。図11(b)は、このヘッドジンバルアッセンブリの交換結合再付与プロセス実行時における側面図である。   In this embodiment, a laser light source used for generating near-field light in optically assisted magnetic recording is also used for raising the temperature when re-applying exchange coupling. FIG. 11A is a side view of the head gimbal assembly included in the hard disk drive included in the magnetic recording / reproducing system of this embodiment at the time of optically assisted magnetic recording. FIG. 11B is a side view of the head gimbal assembly during the exchange coupling re-assignment process.

ヘッドジンバルアッセンブリ251は、ヘッド232、サスペンション207、サスペンション207を保持するヘッドアーム206、ヘッドアーム206の基端に設けられた図示しない軸受けユニットから構成されている。軸受けユニットは、図示しないモータと、ヘッドアーム206とを接続している。モータの回転により、ヘッドジンバルアッセンブリ512が軸受けユニットを中心として水平面内で揺動する。   The head gimbal assembly 251 includes a head 232, a suspension 207, a head arm 206 that holds the suspension 207, and a bearing unit (not shown) provided at the base end of the head arm 206. The bearing unit connects a motor (not shown) and the head arm 206. The rotation of the motor causes the head gimbal assembly 512 to swing in a horizontal plane around the bearing unit.

ヘッド232は、ヘッド232を媒体の表面から数nmから数十nmの高さに浮上させるためのスライダ212と、情報を媒体に記録するための記録素子233と、媒体に記録された情報を再生するための再生素子217とを有する。サスペンション207は、記録素子233及び再生素子217の上面が露出するようにスライダ212においてヘッド232を保持する。再生素子217は、第1の実施の形態の再生素子17と同じ構造を有している。記録素子233には、レーザ光が照射されることによって近接場光を発生する微小な開口が上面に設けられている。発生した近接場光は、記録素子233の下面から出射される。   The head 232 has a slider 212 for raising the head 232 to a height of several nm to several tens of nm from the surface of the medium, a recording element 233 for recording information on the medium, and reproducing information recorded on the medium. And a reproducing element 217 for performing the above. The suspension 207 holds the head 232 in the slider 212 so that the upper surfaces of the recording element 233 and the reproducing element 217 are exposed. The reproducing element 217 has the same structure as the reproducing element 17 of the first embodiment. The recording element 233 is provided with a minute opening on the upper surface that generates near-field light when irradiated with laser light. The generated near-field light is emitted from the lower surface of the recording element 233.

ヘッドアーム206上には、加熱部材としてのレーザ光源234が配置されている。レーザ源234からは、ヘッドアーム206の長手方向に沿ってレーザ光239が出射される。サスペンション207の上面には、鉛直面内において揺動可能に支持片238が取り付けられている。支持片238の先端には、ミラー236が固定されている。支持片238は、制御部の制御に基づいて、その水平面に対する角度を変更可能となっている。   On the head arm 206, a laser light source 234 as a heating member is disposed. Laser light 239 is emitted from the laser source 234 along the longitudinal direction of the head arm 206. A support piece 238 is attached to the upper surface of the suspension 207 so as to be swingable in a vertical plane. A mirror 236 is fixed to the tip of the support piece 238. The support piece 238 can change the angle with respect to the horizontal plane based on the control of the control unit.

図11(a)に示すように、光アシスト磁気記録時には、レーザ光源234から出射されたレーザ光239が、ミラー236で反射して記録素子233の開口付近に照射されるように、支持片238の角度が制御部によって調整される。これにより、記録素子233の下面から出射された近接場光が媒体に照射される。   As shown in FIG. 11A, at the time of optically assisted magnetic recording, the support piece 238 is such that the laser light 239 emitted from the laser light source 234 is reflected by the mirror 236 and is irradiated near the opening of the recording element 233. Is adjusted by the control unit. Thereby, the medium is irradiated with near-field light emitted from the lower surface of the recording element 233.

一方、図11(b)に示すように、交換結合再付与プロセス実行時、詳細には反強磁性層24と第一の強磁性層25との交換結合付与のための昇温時には、レーザ光源234から出射されたレーザ光239が、ミラー236で反射して再生素子217の反強磁性層24及び第一の強磁性層25に照射されるように、支持片238の角度が制御部によって調整される。その結果、反強磁性層24及び第一の強磁性層25の温度がブロッキング温度以上となって、第1の実施の形態で説明したような交換結合再付与プロセスを実行することが可能となる。   On the other hand, as shown in FIG. 11B, when the exchange coupling re-granting process is executed, in particular, at the time of raising the temperature for imparting exchange coupling between the antiferromagnetic layer 24 and the first ferromagnetic layer 25, the laser light source The angle of the support piece 238 is adjusted by the control unit so that the laser beam 239 emitted from the laser beam 234 is reflected by the mirror 236 and irradiated to the antiferromagnetic layer 24 and the first ferromagnetic layer 25 of the reproducing element 217. Is done. As a result, the temperature of the antiferromagnetic layer 24 and the first ferromagnetic layer 25 becomes equal to or higher than the blocking temperature, and it becomes possible to execute the exchange coupling reassignment process as described in the first embodiment. .

このように、本実施の形態によると、支持片238及びミラー236を用い且つ支持片238の角度を制御部で変更することによって、レーザ光源234から出射されたレーザ光239の照射位置を、媒体への情報の記録時に媒体に照射される近接場光を発生させる位置と、反強磁性層24及び第一の強磁性層25を加熱する位置と間で切り替えることができる。そのため、レーザ光源234を、近接場光の発生と反強磁性層24及び第一の強磁性層25の加熱とに兼用することができるので、システムの構成を簡略なものとすることができる。   As described above, according to the present embodiment, the irradiation position of the laser light 239 emitted from the laser light source 234 is changed by using the support piece 238 and the mirror 236 and changing the angle of the support piece 238 by the control unit. It is possible to switch between a position for generating near-field light irradiated on the medium during recording of information and a position for heating the antiferromagnetic layer 24 and the first ferromagnetic layer 25. Therefore, since the laser light source 234 can be used for both the generation of near-field light and the heating of the antiferromagnetic layer 24 and the first ferromagnetic layer 25, the configuration of the system can be simplified.

なお、本実施の形態では、支持片238を揺動可能としたが、支持片238を固定としミラー236が支持片238に対して揺動可能としてもよい。   In this embodiment, the support piece 238 is swingable. However, the support piece 238 may be fixed and the mirror 236 may be swingable with respect to the support piece 238.

別の変形例として、光アシスト再生方式で媒体を加熱するために用いるレーザ光源を、交換結合再付与プロセスにおいて反強磁性層24及び第一の強磁性層25の加熱用として用いてよい。光アシスト再生とは、温度が上がると磁化が大きくなるフェリ磁性体を媒体の材料に用い、再生時にレーザ光で媒体上の再生すべき磁気ビットを昇温することにより、磁気ビットからの信号を増大する手法である。フェリ磁性体は磁化量がゼロになる補償温度を有するので、補償温度を室温に設定すると再生時の他の磁気ビットからの信号ノイズがなくなる。光アシスト再生方式の場合、再生時に媒体を昇温した時、媒体近傍にある再生素子も昇温され、光アシスト再生方式でない場合に比べて、再生素子の温度がブロッキング温度に近くなる。このため、再生素子の温度がブロッキング温度より高くなり、正常に再生が行われなくなる可能性が高くなる。この変形例によれば、正常に再生が行われなくなる可能性が高くなる光アシスト再生方式においても安定した再生を実現できる。   As another variation, a laser light source used to heat the medium in an optically assisted reproduction scheme may be used for heating the antiferromagnetic layer 24 and the first ferromagnetic layer 25 in the exchange coupling re-assignment process. Optically assisted reproduction uses a ferrimagnetic material whose magnetization increases as the temperature rises as the material of the medium, and raises the magnetic bit to be reproduced on the medium with laser light during reproduction, thereby generating a signal from the magnetic bit. It is an increasing method. Since the ferrimagnetic material has a compensation temperature at which the amount of magnetization becomes zero, setting the compensation temperature to room temperature eliminates signal noise from other magnetic bits during reproduction. In the case of the optically assisted reproduction method, when the temperature of the medium is increased during reproduction, the temperature of the reproducing element in the vicinity of the medium is also increased, and the temperature of the reproducing element becomes closer to the blocking temperature than in the case of not using the optically assisted reproduction method. For this reason, the temperature of the reproducing element becomes higher than the blocking temperature, and there is a high possibility that reproduction is not normally performed. According to this modification, stable reproduction can be realized even in the optically assisted reproduction method in which there is a high possibility that reproduction is not normally performed.

本発明の第1の実施の形態に係る磁気記録再生システムに含まれるハードディスクドライブの模式的な平面図である。1 is a schematic plan view of a hard disk drive included in a magnetic recording / reproducing system according to a first embodiment of the present invention. 図1に示すハードディスクドライブの一部の模式的な縦断面図である。It is a typical longitudinal cross-sectional view of a part of hard disk drive shown in FIG. 図1に示すハードディスクドライブの一部の模式的な縦断面図である。。It is a typical longitudinal cross-sectional view of a part of hard disk drive shown in FIG. . ハードディスクドライブに含まれるヘッドの縦断面図及び底面図である。本発明のヘッドの断面模式図、及び、本発明のヘッドの媒体対向面の模式図である。It is the longitudinal cross-sectional view and bottom view of the head contained in a hard-disk drive. It is a cross-sectional schematic diagram of the head of the present invention and a schematic diagram of the medium facing surface of the head of the present invention. ヘッドに含まれる再生素子の模式的な斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view of a reproducing element included in a head. ヘッドに含まれる再生素子の模式的な斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view of a reproducing element included in a head. 再生素子及び媒体の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a reproducing element and a medium. 再生素子及び媒体の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a reproducing element and a medium. 本発明の第1の実施の形態による磁気記録再生システムのブロック図である。1 is a block diagram of a magnetic recording / reproducing system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態による磁気記録再生システムにおける交換結合再付与プロセスを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the exchange coupling re-assignment process in the magnetic recording / reproducing system by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る磁気記録再生システムのハードディスクドライブに含まれるヘッドジンバルアセンブリの側面図である。It is a side view of the head gimbal assembly included in the hard disk drive of the magnetic recording / reproducing system according to the second embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 カバー
2 媒体
8 ランプ
9 磁石
10 ヒータ
12 スライダ
17 再生素子
20 記録磁極
24 反強磁性層
25 第一の強磁性層
26 中間層
27 第二の強磁性層
28 磁気ビット
32 ヘッド
33 記録素子
39 レーザ光
100 磁気記録再生システム
101 ハードディスクドライブ
102 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cover 2 Medium 8 Lamp 9 Magnet 10 Heater 12 Slider 17 Reproducing element 20 Recording magnetic pole 24 Antiferromagnetic layer 25 First ferromagnetic layer 26 Intermediate layer 27 Second ferromagnetic layer 28 Magnetic bit 32 Head 33 Recording element 39 Laser Optical 100 Magnetic recording / reproducing system 101 Hard disk drive 102 Control unit

Claims (4)

反強磁性層、第一の強磁性層、中間層、第二の強磁性層がこの順序で積層された再生素子を備える磁気ヘッドを有する磁気記録再生システムであって、
前記反強磁性層及び前記第一の強磁性層を、これら2つの層の交換結合による前記第一の強磁性層の一方向異方性が消失する温度であるブロッキング温度以上の温度に昇温させる昇温手段と、
前記第一の強磁性層の保磁力以上の大きさの直流磁場を前記反強磁性層及び前記第一の強磁性層に印加する磁場印加手段とを有することを特徴とする磁気記録再生システム。
A magnetic recording / reproducing system having a magnetic head including a reproducing element in which an antiferromagnetic layer, a first ferromagnetic layer, an intermediate layer, and a second ferromagnetic layer are laminated in this order,
The antiferromagnetic layer and the first ferromagnetic layer are heated to a temperature equal to or higher than the blocking temperature, which is a temperature at which the unidirectional anisotropy of the first ferromagnetic layer disappears due to exchange coupling between these two layers. Temperature raising means for causing,
A magnetic recording / reproducing system comprising: a magnetic field applying means for applying a direct current magnetic field having a magnitude greater than the coercive force of the first ferromagnetic layer to the antiferromagnetic layer and the first ferromagnetic layer.
前記昇温手段が、
前記再生素子から出力される再生信号の信号量が所定値よりも小さくなった場合に、前記反強磁性層及び前記第一の強磁性層を昇温させ、
前記反強磁性層及び前記第一の強磁性層に前記直流磁場が印加されている間に、前記反強磁性層及び前記第一の強磁性層を、前記ブロッキング温度以上の温度から前記ブロッキング温度よりも低い温度にまで降温させることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録再生システム。
The temperature raising means is
When the signal amount of the reproduction signal output from the reproduction element becomes smaller than a predetermined value, the antiferromagnetic layer and the first ferromagnetic layer are heated,
While the DC magnetic field is applied to the antiferromagnetic layer and the first ferromagnetic layer, the antiferromagnetic layer and the first ferromagnetic layer are moved from a temperature equal to or higher than the blocking temperature to the blocking temperature. The magnetic recording / reproducing system according to claim 1, wherein the temperature is lowered to a lower temperature.
前記昇温手段が、
前記反強磁性層及び前記第一の強磁性層を加熱する加熱部材と、
前記再生素子から出力される前記再生信号の信号量を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した信号量が前記所定値よりも小さいか否かを判定する判定手段と、
前記信号量が前記所定値よりも小さいと前記判定手段が判定したときに、前記加熱部材による前記反強磁性層及び前記第一の強磁性層の加熱を開始させる加熱開始手段とを含んでいることを特徴とする請求項2に記載の磁気記録再生システム。
The temperature raising means is
A heating member for heating the antiferromagnetic layer and the first ferromagnetic layer;
Detecting means for detecting a signal amount of the reproduction signal output from the reproduction element;
Determination means for determining whether or not the signal amount detected by the detection means is smaller than the predetermined value;
Heating start means for starting heating of the antiferromagnetic layer and the first ferromagnetic layer by the heating member when the determination means determines that the signal amount is smaller than the predetermined value. The magnetic recording / reproducing system according to claim 2.
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光の照射位置を、記録媒体への情報の記録時に前記記録媒体に照射される近接場光を発生させる位置と、前記反強磁性層及び前記第一の強磁性層を加熱する位置と間で切り替える切替手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の磁気記録再生システム。
A laser light source;
The irradiation position of the laser light emitted from the laser light source, the position for generating the near-field light irradiated to the recording medium when recording information on the recording medium, the antiferromagnetic layer and the first ferromagnetic The magnetic recording / reproducing system according to claim 1, further comprising switching means for switching between a position for heating the layer.
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