JP2017147015A - 磁気記録再生装置及び磁気再生方法 - Google Patents

磁気記録再生装置及び磁気再生方法 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明が解決しようとする課題は、隣接トラックに重畳するノイズの影響を低減する磁気記録再生装置及び磁気再生方法を提供することである。
【解決手段】 実施形態の磁気記録再生装置は、磁気記録媒体と、磁気ヘッドと、演算部と、を含む。前記磁気ヘッドは、第１再生素子部と第２再生素子部とを含む。前記演算部は、前記磁気記録媒体の第１記録領域に記録された情報を前記第１再生素子部で再生して得られた第１信号と、前記第１記録領域に記録された前記情報を前記第２再生素子部で再生して得られた第２信号と、を入手する。前記演算部は、前記第１信号及び前記第２信号の一方に応じた出力信号を出力する。
【選択図】 図７

Description

本発明の実施形態は、一般的に、磁気記録再生装置及び磁気再生方法に関する。
ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などのヘッドに再生素子が設けられる。再生素子として、磁気抵抗効果素子が用いられる。ＨＤＤでは、記録密度向上のために、ヘッドの再生分解能の向上に加え、ヘッドノイズの低減が求められている。
ＨＤＤのヘッドノイズには、スキューが影響すると考えられる。スキューは、オントラック状態における、トラック周方向とヘッドとの間の相対角度に対応する。これに加え、ＨＤＤのヘッドノイズには、外部振動や外部磁界等が影響すると考えられる。
ヘッドノイズ低減のため、今まで様々な対策が試みられている。ヘッドの再生素子部のフリー層の磁化方向と、磁気記録媒体のクロストラック方向の磁界と、に起因するノイズの対策は、十分ではなかった。
特開２００３−６９１０９号公報 米国特許第９０９３１１９号明細書
本発明が解決しようとする課題は、隣接トラックに重畳するノイズの影響を低減する磁気記録再生装置及び磁気再生方法を提供することである。
実施形態の磁気記録再生装置は、磁気記録媒体と、磁気ヘッドと、演算部と、を含む。前記磁気ヘッドは、第１再生素子部と第２再生素子部とを含む。前記演算部は、前記磁気記録媒体の第１記録領域に記録された情報を前記第１再生素子部で再生して得られた第１信号と、前記第１記録領域に記録された前記情報を前記第２再生素子部で再生して得られた第２信号と、を入手する。前記演算部は、前記第１信号及び前記第２信号の一方に応じた出力信号を出力する。
第１の実施形態に係る磁気記録再生装置の動作を示す模式図である。 実施形態に係る磁気記録再生装置を例示する模式図である。 第１の実施形態に係る磁気記録再生装置の特性を例示する模式図である。 第１の実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を示す模式的平面図である。 第１の実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的平面図である。 第１の実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的平面図である。 磁気記録再生装置の動作状態を例示する模式図である。 磁気記録再生装置における特性を例示する模式図である。 第２の実施形態に係る磁気記録再生装置を例示する模式図である。 実施形態に係る磁気記録再生装置を例示する模式図である。 実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的平面図である。 実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的平面図である。 第１の実施形態に係る磁気記録再生装置の一部の構成を示す図である。 第１の実施形態に係る磁気記録再生装置の一部の構成を示す図である。
以下、図面を参照して、実施形態に係る磁気記録再生装置の例について説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
磁気記録再生装置は、磁気記録媒体を含む。磁気記録媒体において、略同心円状の多数の磁気記録トラックが設けられる。これらの記録トラックに、ビット情報が記録される。記録は、例えば、磁気記録である。
磁気記録媒体の記録トラックにビット情報が記録される。ビット情報は、磁気ヘッドによって読みだされ、再生される。磁気ヘッドは、記録トラック上を走査される。
（第１の実施形態）
図７は、磁気記録再生装置の動作状態を例示する模式図である。
図７は、２次元ノイズの解析結果を示している。２次元ノイズは、ビット情報が記録された磁気記録媒体を磁気ヘッドで再生した場合に発生する。
図７において、縦軸は、磁気記録媒体のダウントラック方向Ｄｔのノイズの位置を示している。横軸は、クロストラック方向Ｄｒのノイズの位置を示している。
ダウントラック方向Ｄｔは、例えば、磁気ディスクの円周に実質的に沿う。
クロストラック方向Ｄｒは、ダウントラック方向Ｄｔに対して実質的に垂直である。クロストラック方向Ｄｒは、例えば、磁気ディスクの回転軸を通る放射方向に対応する。
図７のコンターは、ノイズの強度を示している。図７中の実線は、記録トラックの境界を示す。図７の破線は、記録ビットの境界を示している。図７にノイズ分布が示されている。トラックＴｒｎに記録した後に、ダウントラック方向Ｄｔの各位置で再生が行われる。図７に示されるノイズ分布は、このような再生における再生信号に重畳するノイズの強度を示している。
図７に示すように、１つのトラックＴｒｎにおいては、複数の記録ビットの間において、遷移ノイズが発生している。複数の記録ビットの間は、例えば、記録ビットＢｉｔｍ及び記録ビットＢｉｔｍ−1の間の領域、および、記録ビットＢｉｔｍ及び記録ビットＢｉｔｍ＋1の間の領域である。一方、トラックＴｒｎに隣接する別のトラックＴｒｎ−1、および、別のトラックＴｒｎ＋1においては、トラックＴｒｎの記録ビットに隣接する領域に、交互にノイズが発生している。別のトラックＴｒｎ−1においては、記録ビットＢｉｔｍの位置で、ノイズが最大である。別のトラックＴｒｎ＋1においては、記録ビットＢｉｔｍ−1および記録ビットＢｉｔ ｍ＋1の位置で、ノイズが最大である。ノイズの発生には、再生ヘッドのフリー層の磁化の向きと、磁気記録媒体上の記録ビットによって生じるクロストラック方向の磁界の向きと、が影響すると、本発明者らは考えている。
図８（ａ）〜図８（ｃ）は、磁気記録再生装置における特性を例示する模式図である。
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、磁気記録媒体６１の断面を例示する。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、クロストラック方向Ｄｒを含む平面におけるフリー層ＦＬの磁化ＦＬＭの向きと、隣接する記録ビットの磁界の向きと、を示す。
図８（ａ）及び図８（ｂ）において、プラス記号（＋）とマイナス記号（−）は、記録ビットの状態を示している。矢印ＡＲは、磁気記録媒体６１から出ている磁界の向きを示している。フリー層ＦＬの近傍において、磁気記録媒体６１から出ている磁界の向きは、クロストラック方向Ｄｒに対して平行または反平行である。
図８（ａ）は、フリー層ＦＬの磁化ＦＬＭの向き及び記録ビットの磁界の向きが、互いに平行である場合に対応する。このとき、再生ヘッドのノイズは、ノイズが小さい状態ＳＴＳである。
図８（ｂ）は、フリー層ＦＬの磁化ＦＬＭの向き及び記録ビットの磁界の向きが、互いに反平行である場合に対応する。このとき、再生ヘッドのノイズは、ノイズが大きい状態ＳＴＬである。
図８（ｃ）は、磁気記録媒体６１の表面を垂直方向から見た状態に対応する。図８（ｃ）は、ノイズの強度を示している。図８（ｃ）中において、ダウントラック方向Ｄｔ及びクロストラック方向Ｄｒが示される。
再生素子部のフリー層ＦＬの磁化ＦＬＭの向きは、クロストラック方向Ｄｒに対して反平行である。トラックＴｒｎ−１、トラックＴｒｎ、及び、トラックＴｒｎ＋１が示されている。トラックＴｒｎを再生する場合、１行目（最も上）の記録ビットにおいて、クロストラック方向Ｄｒに対して平行な磁界成分が生じる。この磁界成分は、隣接する記録ビットの影響で生じる。この場合、ノイズは大きくなる。一方、２行目の記録ビットにおいては、クロストラック方向Ｄｒに対して反平行な磁界成分が生じる。２行目の記録ビットにおいては、ノイズは小さくなる。
後述する磁気ヘッドに、信号検出部が設けられる。信号検出部はフリー層ＦＬを含む。ノイズには、フリー層ＦＬの磁化ＦＭの向きが影響する。フリー層ＦＬの磁化ＦＬＭの向きは、例えば、サイドシールドの磁化の向きに従って決まる。
フリー層ＦＬの磁化ＦＬＭの向きは、外部磁場及び熱揺らぎの影響がなければ、クロストラック方向Ｄｒに対して実質的に平行または反平行である。フリー層ＦＬの磁化ＦＬＭの向きが、外部磁場及び熱揺らぎの影響によって変動すると、ノイズが発生すると考えられる。
磁気記録媒体６１のクロストラック方向Ｄｒの磁界成分の向き、及び、フリー層ＦＬの磁化ＦＬＭの向きが、互いに反平行の時は、フリー層ＦＬの磁化ＦＬＭの向きが変化する。このため、ノイズは大きくなる。一方、クロストラック方向Ｄｒの磁界成分の向き、及び、フリー層ＦＬの磁化ＦＬＭの向きが、互いに反平行ではない時は、フリー層ＦＬの磁化ＦＬＭの向きがより安定する。このため、ノイズは小さくなる。
本実施形態に係る磁気記録再生装置に設けられる磁気ヘッドは、２つの再生素子部を含む。２つの再生素子部において、フリー層ＦＬの磁化ＦＬＭの向きが互いに反平行である。この構成を用いることで、例えば、上記のノイズを低減することができる。
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１の実施形態に係る磁気記録再生装置の動作を示す模式図である。
図１（ａ）は、磁気記録媒体の表面を垂直方向から見た場合の、磁気記録媒体の記録ビットを示す。図１（ａ）は、２つの再生素子部のフリー層の磁化の向きを示す。図１（ｂ）は、２つの再生素子部の磁化の向き、及び、ＳＯＶＡの軟判定情報を示している。図１（ａ）には、後述する第１再生素子部２０のフリー層ＦＬの磁化２０ＦＭと、後述する第２再生素子部４０のフリー層ＦＬの磁化４０ＦＭと、が図示されている。第１再生素子部２０及び第２再生素子部４０において、２つのフリー層の磁化の向きは、互いに反平行である。
図１（ａ）において、ダウントラック方向Ｄｔ及びクロストラック方向Ｄｒが示されている。クロストラック方向Ｄｒは、ダウントラック方向Ｄｔに対して実質的に垂直である。実施形態においては、このような構成を有する２つの再生素子部が用いられる。２つの再生素子部のそれぞれから、信号が出力される。実施形態においては、ノイズの低い方の信号が用いられる。これにより、例えば、ノイズの影響を低減した信号処理が可能となる。
図１（ａ）に示すように、１つのトラックＴｒｎに複数の記録領域（例えば、第１記録領域ＲＧ１及び第２記録領域ＲＧ２など）が設けられる。複数の記録領域のそれぞれが、記録ビットに対応する。
例えば、図１（ａ）に示す３つのトラックにおいて、トラックＴｒｎの複数の記録ビットのそれぞれが２つの再生素子部で再生される。最上（１行目）の記録ビットにおいて、クロストラック方向Ｄｒに対して平行な磁界成分が生じる。この記録ビットにおいて、第１再生素子部２０においてノイズが大きく、第２再生素子部４０においてノイズが小さい。２行目の記録ビットにおいて、クロストラック方向Ｄｒに対して反平行な磁界成分が生じる。この記録ビットにおいて、第２再生素子部４０ではノイズが大きく、第１再生素子部２０ではノイズが小さい。図１（ａ）に示す第１状態Ａ１においては、第１再生素子部２０におけるノイズは、第２再生素子部４０におけるノイズよりも小さい。図１（ａ）に示す第２状態Ａ２においては、第２再生素子部４０におけるノイズは、第１再生素子部２０におけるノイズよりも小さい。図１（ａ）に示す第３状態Ａ３においては、第１再生素子部２０におけるノイズは、第２再生素子部４０におけるノイズと実質的に同じである。一方の再生素子部のノイズが大きい時は、他方の再生素子部のノイズが小さい。２つの再生素子部の再生波形のうちの一方の判定を採用する。これにより、例えば、ノイズを低減した判定が可能になる。例えば、判定の正確さが向上できる。
図１（ｂ）においては、仮想的な軟判定結果ＳＳが一点鎖線で例示されている。軟判定結果ＳＳにおいては、ノイズがない場合に対応する。図１（ｂ）のグラフにおいて、第１再生素子部２０及び第２再生素子部４０のそれぞれのＳＯＶＡ（Ｓｏｆｔ−Ｏｕｔｐｕｔ Ｖｉｔｅｒｂｉ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）軟判定情報が重ねて表示されている。図１（ｂ）の点線は、第１再生素子部２０に対応する。図１（ｂ）の実線は、第２再生素子部４０に対応する。図１（ａ）に示される中心列の記録ビットについて、２つの再生素子部で再生波形が得られる。得られた２つの再生波形が、独立して軟判定される。図１（ｂ）の縦方向の中心軸（実線）が、基準となる判定レベルＤＬに対応する。この判定レベルＤＬは、記録ビットの＋（プラス）または−（マイナス）を判定する際の基準となる。ＳＯＶＡ軟判定情報の結果が、判定レベルＤＬを基準にして、プラスである場合、＋（プラス）と判定される。結果が、判定レベルＤＬを基準にして、マイナスである場合は−（マイナス）と判定される。
判定レベルＤｌは、あらかじめ定められても良い。トラックＴｒｎに複数の記録ビットが設けられる。例えば、第１再生素子部２０により得られる記録ビットの再生波形は、第１再生波形である。第２再生素子部４０により得られる記録ビットの再生波形は、第２再生波形である。第１再生波形と判定レベルＤＬ（基準）との間の差（絶対値）は、第２再生波形と判定レベルＤＬ（基準）との間の差（絶対値）とは、異なる。一方の差は、他方の差よりも大きい。差が大きい結果が、正しいビット情報であると判定される。例えば、図１（ｂ）に示す丸印が、安定な判定が行われる領域に対応する。
第１再生素子部２０及び第２再生素子部４０の出力信号は、磁気記録再生装置の演算部で処理される。
図２は、実施形態に係る磁気記録再生装置を例示する模式図である。
図２は、演算部の一例を示すブロック図である。図２は、演算部１の処理構成の例を示している。例えば、第１再生素子部２０の出力信号（第１信号Ｓｉｇ１及び第３信号Ｓｉｇ３など）は、ヘッドアンプ２ａで増幅される。第２再生素子部４０の出力信号（第２信号Ｓｉｇ２及び第４信号Ｓｉｇ４など）は、ヘッドアンプ２ｂで増幅される。
第１信号Ｓｉｇ１は、第１再生素子部２０で得られる１つの記録ビットの再生信号に対応する。第２信号Ｓｉｇ２は、第２再生素子部４０で得られるその１つの記録ビットの再生信号に対応する。この１つの記録ビットは、例えば、第１記録領域ＲＧ１である。
第３信号Ｓｉｇ３は、第１再生素子部２０で得られる別の１つの記録ビットの再生信号に対応する。第４信号Ｓｉｇ４は、第２再生素子部４０で得られるその別の１つの記録ビットの再生信号に対応する。この１つ別の記録ビットは、例えば、第２記録領域ＲＧ２である。
Ａ／Ｄ変換部３ａは、ヘッドアンプ２ａから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部３ｂは、ヘッドアンプ２ｂから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部３ａから出力されるデジタル信号は、軟判定処理部４ａに供給され、処理される。これにより、第１軟判定情報が得られる。Ａ／Ｄ変換部３ｂから出力されるデジタル信号は、軟判定処理部４ｂに供給され、処理される。これにより、第２軟判定情報が得られる。第１軟判定情報及び第２軟判定情報は、ＳＯＶＡの軟判定情報である。比較部５は、それぞれの記録ビットにおける第１差を求める。第１差は、第１軟判定情報と判定レベルＤＬとの間の差に対応する。比較部５は、第２差を求める。第２差は、それぞれの記録ビットの第２軟判定情報と判定レベルＤＬとの間の差に対応する。
第１差および第２差に基づいて、複数の記録ビットのそれぞれについて、＋（プラス）及び−（マイナス）が判定される。たとえば、第１差の絶対値が第２差の絶対値以上の時に、比較部５は、第１軟判定情報を選択的に出力する。例えば、第１差の絶対値が第２差の絶対値よりも小さい時には、比較部５は、第２軟判定情報を選択的に出力する。比較部５で選択された出力情報のエラー部分は、エラー訂正部６で、訂正される。訂正の後、比較部５で選択された出力情報は、再生情報（信号ＳｉｇＮ）として出力される。
演算部１は、例えば、集積回路を含む。集積回路は、例えば、ヘッドアンプを含む。集積回路は、例えば、ＳＯＣ（System On Chip）を含んでも良い。演算部１は、リード・ライトチャネルＬＳＩ、マイクロコンピュータ、ＨＤＣ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）及びＳＤＲＡＭの少なくとも１つを含んでも良い。これらの集積回路は、例えば、磁気記録再生装置に設けられるＰＷＤ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｅｄ Ｂｏａｒｄ）やＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）に設けられる。
実施形態における再生方法においては、例えば、ＳＯＶＡ軟判定情報を用いて、１つの記録ビットについて、２つの再生素子部の再生情報から、判定結果の良いものが選択される。これにより、例えば、クロストラック方向の磁界によるノイズの影響が抑制された再生波形が得られる。例えば、ＳＮ（Ｓｉｇｎａｌ Ｎｏｉｓｅ）の良好な再生波形が得られる。
図３は、第１の実施形態に係る磁気記録再生装置の特性を例示する模式図である。
図３は、第１の実施形態に係る磁気記録再生装置のノイズの改善効果を示している。図３は、上記２つの再生素子部の構成及び上記再生方式を用いることによる改善効果を見積もった結果を示している。
本実施形態では、例えば、２つの再生情報の１つを選択できる。これにより、クロストラック方向Ｄｒの磁界によるノイズの影響を抑制した再生情報が得られる。この選択は、複数の記録ビットのそれぞれにおいて行われる。たとえば、トラックＴｒｎ−1においては、図３において実線で示した記録ビットＢｉｔｍの再生時にノイズが発生する。図３において破線で示した記録ビットＢｉｔｍ−1または記録Ｂｉｔｍ＋1におけるノイズと同程度に、記録ビットＢｉｔｍの再生時のノイズを低減できる。この時のＳＮ改善効果は、約２．２６ｄＢである。
以下、第１の実施形態に係る磁気ヘッドの構成の例について説明する。
図４は、第１の実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を示す模式的平面図である。
図４は、第１の実施形態に係る磁気ヘッド１０の一例を示す。磁気ヘッド１０は、２つの再生素子部を含む。
磁気ヘッド１０は、例えば、ＨＤＤ（後述の磁気記録再生装置６０）の磁気ヘッド（後述の磁気ヘッド６３）に設けられる。ＨＤＤに、磁気記録媒体（後述の磁気記録媒体６１）が設けられる。磁気ヘッド１０は、媒体対向面を有する。図４は、媒体対向面から見たときの、磁気ヘッド１０の模式的平面図である。
図４において、第１電極２１から第４電極４３に向かう方向を第１方向（Ｙ軸方向）とする。第１方向は、例えば、成膜方向である。第１方向と交差する１つの方向を第２方向（Ｘ軸方向）とする。第２方向は、例えば、第１方向に対して垂直である。第２方向は、図４において、第１信号検出部２２から第１サイドシールド２４へ向かう方向に対応する。第１方向及び第２方向に対して垂直な方向を第３方向（Ｚ軸方向）とする。スキューの影響を無視すると、図３において、クロストラック方向Ｄｒは、Ｘ軸方向に沿う。ダウントラック方向Ｄｔは、Ｙ軸方向に沿う。
磁気ヘッド１０は、第１再生素子部２０、絶縁層３０及び第２再生素子部４０を含む。第１再生素子部２０、絶縁層３０及び第２再生素子部４０は、第１方向に沿って並ぶ。絶縁層３０は、第１再生素子部２０と第２再生素子部４０との間に設けられる。
第１再生素子部２０は、第１電極２１、第１信号検出部２２及び第２電極２３を含む。第１電極２１、第１信号検出部２２及び第２電極２３は、第１方向に沿って並ぶ。第１信号検出部２２は、第１電極２１と第２電極２３との間に設けられる。
一対の第１サイドシールド２４が設けられる。第１サイドシールド２４の１つから、第１サイドシールド２４の別の１つに向かう方向は、第２方向に沿う。第１サイドシールド２４の１つと、第１サイドシールド２４の別の１つと、の間に第１信号検出部２２が設けられる。第１サイドシールド２４の１つと、第１信号検出部２２と、の間に第１絶縁部２５の一部が設けられる。第１サイドシールド２４の１つと、第１電極２１と、の間に、第１絶縁部２５の別の一部が設けられる。
第２再生素子部４０は、第３電極４１、第２信号検出部４２及び第４電極４３を含む。第３電極４１、第２信号検出部４２及び第４電極４３は、第１方向に沿って並ぶ。第２信号検出部４２は、第３電極４１と第４電極４３との間に配置される。一対の第２サイドシールド４４が設けられる。第２サイドシールド４４の１つから第２サイドシールド４４の別の１つに向かう方向は、第２方向に沿う。第２サイドシールド４４の１つと、第２サイドシールド４４の別の１つと、の間に、第２信号検出部４２が設けられる。第２サイドシールド４４の１つと、第２信号検出部４２と、の間に、第２絶縁部４５の一部が設けられる。第２サイドシールド４４の１つと、第３電極４１と、の間に、第２絶縁部４５の別の一部が設けられる。
第１信号検出部２２及び第２信号検出部４２は、例えば、磁気抵抗効果素子である。１つの磁気抵抗効果素子において、ピン層及びフリー層が設けられる。磁気抵抗効果素子の詳細は、後述する。ＨＤＤの磁気記録媒体上の記録データは、第１再生素子部２０の第１信号検出部２２と、第２再生素子部４０の第２信号検出部４２と、で、再生される。
第１電極２１及び第３電極４１は、シールド機能を有しても良い。第１電極２１及び第３電極４１は、例えば、磁性体を含む。この磁性体は、強磁性体を含む。この磁性体は反強磁性体を含んでも良い。
この強磁性体は、例えば、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＮｂＴａ、ＣｏＺｒＴａＣｒ、及び、ＣｏＺｒＦｅＣｒよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。以下、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＮｂＴａ、ＣｏＺｒＴａＣｒ、またはＣｏＺｒＦｅＣｒを、「ＣｏＦｅ等」という。
この反強磁性体は、例えば、ＩｒＭｎ及びＰｔＭｎよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。反強磁性体（ＩｒＭｎ及びＰｔＭｎの少なくともいずれか）の膜の厚さ（第１方向の長さ）は、５ｎｍ以上１０ｎｍ以下が好ましい。
図５は、第１の実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的平面図である。
図５は、第１の実施形態に係る磁気ヘッドに含まれる、電極、及び、層の磁化方向の一例を示す。
図５に示すように、第１電極２１及び第３電極４１は、多層膜を含んでも良い。
多層膜は、例えば、積層された複数の膜を含む。複数の膜の１つは、例えば、「ＣｏＦｅ等」の強磁性体を含む。
この多層膜は、強磁性体（「ＣｏＦｅ等」）の膜、および、反強磁性体（例えば、ＩｒＭｎ、ＰｔＭｎのいずれか）の膜を含んでも良い。これらの膜は、積層される。第１電極２１は、例えば、ＩｒＭｎ／Ｔａ／ＮｉＦｅ（反強磁性層、下地層、強磁性層）の積層構造を有することが好ましい。この積層構造において、第１信号検出部２２とＮｉＦｅ層との間に、Ｔａ層が設けられる。第１信号検出部２２とＴａ層との間に、ＩｒＭｎ層が設けられる。第３電極４１は、例えば、ＩｒＭｎ／Ｔａ／ＮｉＦｅ（反強磁性層、下地層、強磁性層）の積層構造を有することが好ましい。この積層構造において、第２信号検出部２２とＮｉＦｅ層との間に、Ｔａ層が設けられる。第２信号検出部２２とＴａ層との間に、ＩｒＭｎ層が設けられる。
図５に示すように、第１電極２１は、ＩｒＭｎ層２１ａ、下地層２１ｂ、及び、ＮｉＦｅ層２１ｃを含む。ＮｉＦｅ層２１ｃと第１信号検出部２２との間に、ＩｒＭｎ層２１ａが設けられる。ＩｒＭｎ層２１ａとＮｉＦｅ層２１ｃとの間に、下地層２１ｂが設けられる。下地層２１ｂは、例えば、Ｔａ層である。
第３電極４１は、ＩｒＭｎ層４１ａ、下地層４１ｂ、及び、ＮｉＦｅ層４１ｃを含む。ＮｉＦｅ層４１ｃと第２信号検出部４２との間に、ＩｒＭｎ層４１ａが設けられる。ＩｒＭｎ層４１ａとＮｉＦｅ層４１ｃとの間に、下地層４１ｂが設けられる。下地層４１ｂは、例えば、Ｔａ層である。
この例では、第１電極２１の磁化２１Ｍの向きは、第３電極４１の磁化４１Ｍの向きと同じである。
本実施形態において、第１電極２１の積層構造は、第３電極４１の積層構造と同じであることが好ましい。本実施形態において、第１電極２１は、第３電極４１の材料とは異なる材料を含んでも良い。第１電極２１は、第３電極４１の積層構造とは異なる積層構造を有しても良い。
第２電極２３及び第４電極４３は、例えば、磁性体を含む。第２電極２３及び第４電極４３は、例えば、非磁性金属を含んでも良い。この磁性体は、例えば、強磁性体（「ＣｏＦｅ等」）または反強磁性体（例えば、ＩｒＭｎ、ＰｔＭｎのいずれか）を含む。
第２電極２３及び第４電極４３は、多層膜を含んでも良い。多層膜は、強磁性体（「ＣｏＦｅ等」）及び反強磁性体（ＩｒＭｎまたはＰｔＭｎ）から鳴る群から選択された少なくともいずれかを含む。反強磁性体（ＩｒＭｎまたはＰｔＭｎ）の膜の厚さ（第１方向の長さ）は、５ｎｍ以上１０ｎｍ以下が好ましい。強磁性体（「ＣｏＦｅ等」）の膜の厚さは、５ｎｍ以上６０ｎｍ以下が好ましい。
第２電極２３及び第４電極４３に含まれる非磁性金属は、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｍｏ及びＲｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。非磁性金属は、Ｃｕ及びＲｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含むことが好ましい。Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｍｏ及びＲｕよりなる群から選択された少なくとも１つを、以下、「Ｒｕ等」という。「Ｒｕ等」の膜の厚さは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましい。非磁性金属は、「Ｒｕ等」を含む合金を含んでも良い。
第２電極２３及び第４電極４３は、多層膜を含んでも良い。多層膜に含まれる膜の１つは、「Ｒｕ等」を含む。「Ｒｕ等」の膜の厚さは、０．１ｎｍ以上２ｎｍ以下であることが好ましい。本実施形態に係る磁気記録再生装置６０においては、２つの再生素子部のサイドシールドの磁化（磁化２４Ｍ及び磁化４４Ｍ）の向きが、互いに反平行とされる。これにより、再生素子部の１つに含まれるフリー層の磁化の向きが、再生素子部の別の１つに含まれるフリー層の磁化の向きと反平行となる。例えば、第２電極２３に含まれる非磁性金属層の数は、第４電極４３に含まれる非磁性金属層の数とは異なることが好ましい。これにより、例えば、２つのフリー層の磁化の向きが、互いに反平行となる。
図５に示すように例えば、第２電極２３は、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ／ＩｒＭｎ／ＮｉＦｅ（強磁性層、非磁性層、強磁性層、反強磁性層及び強磁性層の５層）の積層構成を有することが好ましい。第１信号検出部２２（及び第１サイドシールド２４）とＮｉＦｅ層との間に、ＣｏＦｅ層が設けられる。Ｒｕ層、ＣｏＦｅ層及びＩｒＭｎ層が順に並ぶ。
この例では、第２電極２３は、ＣｏＦｅ層２３ａ、Ｒｕ層２３ｂ、ＣｏＦｅ層２３ｃ、ＩｒＭｎ層２３ｄ、及び、ＮｉＦｅ層２３ｅを含む。ＮｉＦｅ層２３ｅと第１信号検出部２２との間に、ＩｒＭｎ層２３ｄが設けられる。ＩｒＭｎ層２３ｄと第１信号検出部２２との間に、ＣｏＦｅ層２３ｃが設けられる。ＣｏＦｅ層２３ｃと第１信号検出部２２との間に、Ｒｕ層２３ｂが設けられる。Ｒｕ層２３ｂと第１信号検出部２２との間に、ＣｏＦｅ層２３ａが設けられる。
第４電極４３は、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ／ＩｒＭｎ／ＮｉＦｅ（強磁性層、非磁性層、強磁性層、非磁性層、強磁性層、反強磁性層及び強磁性層の７層）の積層構成を有することが好ましい。第２信号検出部４２（及び第２サイドシールド４４）とＮｉＦｅ層との間に、ＣｏＦｅ層が設けられる。Ｒｕ層、ＣｏＦｅ層、Ｒｕ層、ＣｏＦｅ及びＩｒＭｎ層が順に並ぶ。
この例では、第４電極４３は、ＣｏＦｅ層４３ａ、Ｒｕ層４３ｂ、ＣｏＦｅ層４３ｃ、Ｒｕ層４３ｄ、ＣｏＦｅ層４３ｅ、ＩｒＭｎ層４３ｆ、及び、ＮｉＦｅ層４３ｇを含む。ＮｉＦｅ層４３ｇと第２信号検出部４２との間に、ＩｒＭｎ層４３ｆが設けられる。ＩｒＭｎ層４３ｆと第２信号検出部４２との間に、ＣｏＦｅ層４３ｅが設けられる。ＣｏＦｅ層４３ｅと第２信号検出部４２との間に、Ｒｕ層４３ｄが設けられる。Ｒｕ層４３ｄと第２信号検出部４２との間に、ＣｏＦｅ層４３ｃが設けられる。ＣｏＦｅ層４３ｃと第２信号検出部４２との間に、Ｒｕ層４３ｂが設けられる。Ｒｕ層４３ｂと第２信号検出部４２との間に、ＣｏＦｅ層４３ａが設けられる。
この例では、ＣｏＦｅ層４３ａの磁化４３ａＭの向きは、ＣｏＦｅ層２３ａの磁化２３ａＭの向きと同じ(平行）である。
第２電極２３の構成と、第４電極４３の構成と、を互いに入れ替えても良い。
例えば、製造プロセス中のアニールにより、ＩｒＭｎ層(反強磁性層)に、１つの向きの異方性が付与される。異方性の方向は、例えばクロストラック方向Ｄｒに沿う。これにより、ＩｒＭｎ層に接する強磁性層の磁化の向きは、ＩｒＭｎ層における磁化と同じ向きになる。
一対の第１サイドシールド２４及び一対の第２サイドシールド４４は、磁性体を含む。この磁性体は、「ＣｏＦｅ等」を含む。第１サイドシールド２４及び第２サイドシールド４４の少なくとも１つは、多層膜を含んでも良い。この多層膜の少なくとも１つは、「ＣｏＦｅ等」のいずれかを含む。
一対の第１サイドシールド２４は、例えば、第２電極２３と交換結合している。一対の第２サイドシールド４４は、例えば、第４電極４３と交換結合している。交換結合は、例えば、磁性層と磁性層との直接接合を含む。交換結合は、例えば、複数の磁性層における磁気結合を含む。複数の磁性層における磁気結合は、複数の磁性層の間に設けられる極薄非磁性層を介して、複数の磁性層の間に作用する。交換結合は、例えば、磁性層と磁性層との間の界面を介する結合である。交換結合は、例えば、磁性層と非磁性層との間の界面を介する結合である。
磁性層と非磁性層との間の界面を介する結合の場合、交換結合は、その非磁性層の厚さに依存する。この場合、非磁性層の厚さが２ｎｍ以下において、交換結合が作用する。
交換結合は、磁性層の端部からの漏れ磁界による静磁界結合とは異なる。交換結合において、複数の磁性層の間に強磁性結合バイアス磁界（または反強磁性結合バイアス磁界）が作用していると考えることができる。例えば、外部からの印加磁界バイアス等が無い場合、この交換結合作用により、複数の磁性層のそれぞれの磁化の向きは、同じである。この状態は、強磁性結合状態である。例えば、外部からの印加磁界バイアス等が無い場合、この交換結合作用により、複数の磁性層のそれぞれの磁化の向きは反対向きである。この状態は、反強磁性結合状態である。
外部からの印加磁界バイアス等がある場合は、外部からの印加磁界バイアス磁界と、交換結合によるバイアス磁界と、の合成で決まる方向に、磁性層の磁化は沿う。外部からの印加磁界バイアス等がある場合は、交換結合による強磁性結合バイアス磁界成分、または、交換結合による反強磁性結合磁界成分が作用する。交換結合によるバイアス磁界の向きは、複数の磁性層における磁化の向きと、必ずしも一致しない。
本実施形態において、外部からの印加磁界が無い場合において、一対の第１サイドシールド２４及び一対の第２サイドシールド４４のそれぞれにおける磁化の方向は、例えば、第２方向に沿う。例えば、第４電極４３に含まれる非磁性層の数が、第２電極２３に含まれる非磁性層の数よりも大きくされる。前者の数と、後者の数と、の差は、例えば１である。これにより、第４電極４３の磁化は、第２電極２３の磁化とは逆になる。反転した磁化の向きが得られる。これにより、一対の第１サイドシールド２４の１つの磁化の向きは、一対の第２サイドシールド４４の１つの磁化の向きに対して反平行となる。図５中の矢印は、磁性層における磁化方向の例を示している。図５においては、一対の第１サイドシールド２４の１つにおける磁化の向きは、それの隣の強磁性層（第２電極２３）の磁化の向きと同じである。一対の第２サイドシールド４４の１つにおける磁化の向きは、それの隣の強磁性層（第４電極４３）の磁化の向きと同じである。一対の第１サイドシールド２４の１つにおける磁化の向きは、一対の第２サイドシールド４４の１つにおける磁化の向きに対して、反平行である。
第１信号検出部２２及び第２信号検出部４２のそれぞれは、例えば、磁気抵抗効果素子を含む。磁気抵抗効果素子の特性は、例えば、空間磁界分布の変化に応じて変化する。磁気抵抗効果素子は、この変化に応じた信号を出力する。例えば、垂直磁気記録方式ＨＤＤの場合、ＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子において、複数の記録ビットのそれぞれの磁化の向きに応じた出力が得られる。記録ビット位置で、最大出力が得られる。
図６は、第１の実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的平面図である。
図６は、本実施形態に用いられる第１信号検出部２２及び第２信号検出部４２の例を示す。第１信号検出部２２及び第２信号検出部４２のそれぞれは、磁気抵抗効果素子５０の１つを含む。
磁気抵抗効果素子５０は、ピン層５１、第１非磁性層５２、フリー層５３及び第２非磁性層５４を有する。ピン層５１、第１非磁性層５２、フリー層５３及び第２非磁性層５４は、Ｙ軸方向に沿って並ぶ。
ピン層５１（第１磁気固着層）は、強磁性体を含む。この強磁性体層は、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢ及びＮｉＦｅからなる群から選択された少なくとも１つを含む。強磁性体層は、積層構造を有しても良い。この積層構造において、２つの磁性層の間に、Ｒｕ層が設けられる。２つの磁性層のそれぞれは、例えば、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢ及びＮｉＦｅからなる群から選択された少なくとも１つを含む。例えば、ピン層５１は、例えば、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅの３層構造を有しても良い。ピン層５１に含まれる強磁性体層の１つの厚さ（Ｙ軸方向の長さ）は、１ｎｍ以上５ｎｍ以下であることが好ましい。Ｒｕ層の厚さは、例えば、０．１ｎｍ以上２ｎｍ以下であることが好ましい。
第１非磁性層５２は、絶縁体または非磁性金属を含む。絶縁体は、例えば、ＭｇＯ、ＡｌＯ（Ａｌ酸化物）及びＴｉＯ（Ｔｉ酸化物）よりなる群から選択された少なくとも１つを含む。非磁性金属は、例えば、Ｃｕ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第１非磁性層５２の厚さ（Ｙ軸方向の長さ）は、例えば、１ｎｍ以上２ｎｍ以下であることが好ましい。
フリー層５３は、例えば、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＭｎ、ＣｏＦｅＭｎＳｉ、ＣｏＦｅＧｅＳｉＣｏＭｎＳｉ、ＣｏＦｅＭｎＧｅ、ＣｏＭｎＧｅ、ＣｏＦｅＡｌＧｅ及びＣｏＦｅＡｌＳｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。フリー層５３は、この群から選択された少なくとも１つを含む膜と、この群から選択された少なくとも１つを含む別の膜と、を含んでも良い。これらの膜は、互いに積層される。フリー層５３は、例えば、ＣｏＦｅＢ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅの積層構造を有することが好ましい。フリー層５３の厚さ（Ｙ軸方向の長さ）は、例えば、２ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。
第２非磁性層５４は、Ｃｕ及びＲｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含むことが好ましい。Ｃｕ及びＲｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む膜の厚さ（Ｙ軸方向の長さ）は、例えば、０．２ｎｍ以上２ｎｍ以下が好ましい。
図１３及び図１４は、第１の実施形態に係る磁気記録再生装置の一部の構成を示す図である。
図１３及び図１４は、第１の実施形態に係る磁気ヘッド１０における層構成、及び、層の厚さの例を示す。
図１３及び図１４に示す構成により、例えば、一対の第１サイドシールド２４の１つにおける磁化の向きと、一対の第２サイドシールド４４の１つにおける磁化の向きは、互いに反平行となる。第１信号検出部２２に含まれるフリー層５３の磁化の向きは、第２信号検出部４２に含まれるフリー層５３の磁化の向きと互いに反平行となる。
上記の構成により、例えば、第１信号検出部２２と第２信号検出部４２との間の距離を短くすることができる。例えば、後述するスキューの影響を低減できる。
２つの再生素子部を含む磁気ヘッド１０と、上記の再生方式と、が採用される。これにより、例えば、磁気記録媒体から生じるクロストラック方向Ｄｒの磁界に起因したノイズの影響を抑制することができる。例えば、再生品質を向上することができる。例えば、記録密度を向上することができる。
（第２の実施形態）
図９（ａ）〜図９（ｃ）は、第２の実施形態に係る磁気記録再生装置を例示する模式図である。
これらの図は、２つの再生素子部を含む磁気ヘッド６３のスキューの影響について示す。図９（ｃ）に示すように、磁気ヘッド６３が磁気記録媒体６１上のトラック情報を再生する。磁気ヘッド６３は、トラックに対する角度θを有する。スキューが発生する。トラックに対する角度θは、例えば、磁気ヘッド６３が磁気記録媒体６１の内周または外周に位置するときに大きくなる。
図９（ａ）は、スキューがある場合に対応する。図９（ｂ）は、スキューが無い場合に対応する。磁気ヘッド６３が磁気記録媒体６１の内周に位置するとき、または、外周りに位置するときに、スキューの影響が大きくなる。
磁気ヘッド６３において、スキューの影響がある場合、第１信号検出部２２と第２信号検出部４２との間の距離ｄが大きいと、例えば、第１信号検出部２２が読み取るトラックが、第２信号検出部４２が読み取るトラックと一致し難くなる。ノイズが低減し難く場合がある。
第１信号検出部２２と第２信号検出部４２との間の距離ｄの適切な範囲について見積もる。例えば、トラック幅Ｔを６０ｎｍとし、スキューの範囲を±１５°とする。トラック幅Ｔが６０ｎｍであることは、４００ｋＴＰＩ（Ｔｒａｃｋ Ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）に対応する。スキューの範囲が±１５°であるときに、例えば、磁気ヘッド６３が磁気記録媒体６１の上で浮上する状態が安定である。磁気ヘッド６３の位置決め誤差を８ｎｍ程度とする。スキューの角度の絶対値が１５°の場合に、距離ｄが約１７０ｎｍ以下のときに、第１信号検出部２２及び第２信号検出部４２が同じトラック上に位置する。距離ｄをこの範囲内とすることで、第１信号検出部２２及び第２信号検出部４２により、同じトラックを再生することができる。トラック幅Ｔは、ＨＤＤの記録容量の増加と共に小さくなる。それに伴い距離ｄも小さくなる。
図１０は、実施形態に係る磁気記録再生装置を例示する模式図である。
図１０は、磁気記録再生装置６０（ＨＤＤ装置）を示す。
磁気記録再生装置６０は、磁気記録媒体６１、スピンドルモータ６２及び磁気ヘッド６３を含む。磁気ヘッド６３は、第１の実施形態に関して説明した磁気ヘッド１０に対応する。磁気ヘッド１０は、２つの再生素子部を含む。
磁気記録再生装置６０において、ロータリーアクチュエータが用いられる。磁気記録媒体６１は、スピンドルモータ６２の回転軸を中心として、回転する。スピンドルモータ６２は、駆動装置制御部（図示せず）からの制御信号に応答する。
サスペンション６４の端部にヘッドスライダー（図示せず）が設けられる。ヘッドスライダに磁気ヘッド６３（磁気ヘッド１０）が設けられる。磁気ヘッド６３（磁気ヘッド１０）は、媒体対向面（ＡＢＳ：Air Bearing Surface）を有する。磁気記録媒体６１が回転すると、サスペンション６４による押付け圧力と、媒体対向面で発生する圧力と、がバランスする。媒体対向面と磁気記録媒体６１の表面と、の間の距離が所定の浮上量となる。磁気ヘッド６３において、この状態が維持すされる。
サスペンション６４は、アクチュエータアーム６５の一端に接続されている。アクチュエータアーム６５は、ボビン部などを含む。ボビン部は、駆動コイルを保持する。アクチュエータアーム６５の他端に、ボイスコイルモータ６７が設けられる。ボイスコイルモータ６７は、リニアモータの一種である。ボイスコイルモータ６７は、例えば、駆動コイル及び磁気回路を含む。駆動コイルは、アクチュエータアーム６５のボビン部の周りに設けられる。磁気回路は、永久磁石及び対向ヨークを含む。永久磁石及び対向ヨークの間に、駆動コイルが設けられる。
アクチュエータアーム６５は、ボールベアリング（図示せず）によって保持される。ボールベアリングは、軸受部６６の上下２箇所に設けられる。アクチュエータアーム６５は、ボイスコイルモータ６７により、回転しスライドできる。磁気記録ヘッド６３は、磁気記録媒体６１の上の任意の位置に移動できる。
磁気記録媒体６１の中心から、データトラックの位置までの距離をＲとする。「Ｒ」は、半径方向に沿った長さである。磁気ヘッドが設けられるアクチュエータアーム６５の軸受部６６の中心から、スピンドルモータ６２の中心までの距離をＨとする。アクチュエータアーム６５の軸受部６６の中心から、磁気ヘッド６３に設けられる２つの再生素子部の位置までの距離をＧとする。「Ｇ」は、半径方向に沿った距離である。２つの再生素子部の位置は、第１信号検出部２２の位置と、第２信号検出部４２の位置と、の中間の位置である。スキューθ（ｄｅｇ）は、以下の式（１）で表される。
例えば、「Ｇ」の値を大きくし、「Ｈ」の値を小さくすると、スキューθを小さくすることができる。「Ｇ」の及び「Ｈ」の値は、磁気記録再生装置６０の筐体サイズに依存する。例えば、２．５インチまたは３．５インチの磁気記録再生装置６０において、例えば、「Ｇ」の値は、例えば、２５ｍｍ以上６０ｍｍ以下とするのが好ましい。「Ｈ」の値は、例えば、３０ｍｍ以上１１０ｍｍ以下とすることが好ましい。
図１１は、実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的平面図である。
図１１に示すように、第１再生素子部２０は、第１電極２１、第２電極２３、第１信号検出部２２及び第１サイドシールド２４を含む。第２電極２３は、第１方向（Ｙ軸方向）において第１電極２１から離れる。第１信号検出部２２は、第１電極２１と第２電極２３との間に設けられる。第１サイドシールド２４の少なくとも一部は、第２方向において第１信号検出部２２と重なる。第２方向は、第１方向と交差する方向である。この例では、第２方向は、Ｘ軸方向である。
第２再生素子部４０は、第３電極４１、第４電極４３、第２信号検出部４２及び第２サイドシールド４４を含む。第１電極２１及び第３電極４１を結ぶ方向は、第１方向（Ｙ軸方向）に沿う。第４電極４３は、第１方向において第３電極４１から離れる。第２信号検出部４２は、第３電極４１と第４電極４３との間に設けられる。第２サイドシールド４４の少なくとも一部は、第２方向（この例ではＸ軸方向）において第２信号検出部４２と重なる。
第１電極２１は、強磁性層２１Ｆ、非磁性層２１Ｎ及び反強磁性層２１Ａを含む。
第２電極２３は、強磁性層２３Ｆａ、非磁性金属層２３Ｎ、強磁性層２３Ｆｂ、反強磁性層２３ＡＦ及び強磁性層２３Ｆｃを含む。このように、第２電極２３は、第１非磁性金属層（この例では、非磁性金属層２３Ｎ）を含む。
第３電極４１は、強磁性層４１Ｆ、非磁性層４１Ｎ及び反強磁性層４１Ａを含む。
第４電極４３は、強磁性層４３Ｆａ、非磁性金属層４３Ｎａ、強磁性層４３Ｆｂ、非磁性金属層４３Ｎｂ、強磁性層４３Ｆｃ、反強磁性層４３ＡＦ及び強磁性層４３Ｆｄを含む。このように、第４電極４３は、第２非磁性金属層（この例では、非磁性金属層２３Ｎａ及び非磁性金属層２３Ｎｂ）を含む。
例えば、第２電極２３に含まれる第１非磁性金属層の数は、奇数及び偶数の一方であり、第４電極４３に含まれる第２非磁性金属層の数は、奇数及び偶数の他方である。この例では、第２電極２３に含まれる第１非磁性金属層の数は、１である。第４電極４３に含まれる第２非磁性金属層の数は、２である。例えば、第１非磁性金属層の数と、第２非磁性金属層の数と、の差は、１である。
これらの電極に含まれる層には、例えば、図５に関して説明した材料の層が適用される。
第１電極２１は、磁性体を含む。第１電極２１に含まれる磁性体は、例えば、磁気シールド性を有する。
図１１に示すように、第１再生素子部２０及び第２再生素子部４０を結ぶ方向は、第１方向（この例では、Ｙ軸方向）に沿う。
この例では、磁気ヘッド１０は、絶縁層３０を含む。絶縁層３０は、第１再生素子部２０と第２再生素子部４０との間に設けられる。
第２電極２３は、複数の磁性層（強磁性層２３Ｆａ及び強磁性層２３Ｆｂなど）を含む。第１非磁性金属層（非磁性金属層２３Ｎ）は、これらの複数の磁性層の間に設けられる。
第４電極４３は、複数の磁性層（強磁性層４３Ｆａ、強磁性層４３Ｆｂ及び強磁性層４３Ｆｃなど）を含む。第２非磁性金属層（非磁性金属層４３Ｎａ及び非磁性金属層４３Ｎｂなど）は、これらの複数の磁性層の間に設けられる。
この例では、第２電極２３は、第１反強磁性金属層（反強磁性層２３ＡＦ）を含む。この例では、第４電極４３は、第２反強磁性金属層（反強磁性層４３ＡＦ）を含む。
上記の第１非磁性金属層の厚さ（第１方向に沿う長さ）は、例えば、０．２ｎｍ以上２ｎｍ以下である。上記の第２非磁性金属層の厚さ（第１方向に沿う長さ）は、例えば、０．２ｎｍ以上２ｎｍ以下である。
上記の第１非磁性金属層は、Ｒｕ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ及びＭｏよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。上記の第２非磁性金属層は、Ｒｕ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ及びＭｏよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
図１１に示すように、第１再生素子部２０は、第１絶縁部２５をさらに含む。第１絶縁部２５は、第１信号検出部２２と第１サイドシールド２４との間、及び、第１サイドシールド２４と第１電極２１との間に設けられる。
第２再生素子部４０は、第２絶縁部４５をさらに含む。第２絶縁部４５は、第２信号検出部４２と第２サイドシールド４４との間、及び、第２サイドシールド４４と第３電極４１との間に設けられる。
第１サイドシールド２４は、第２電極２１と接する第１領域Ｒ１を有している。第２サイドシールド４４は、第４電極４３と接する第２領域Ｒ２を有している。第１領域Ｒ１の磁化（磁化２４Ｍ）の向きは、第２領域Ｒ２の磁化（磁化４４Ｍ）の向きに対して反平行である。
第２電極２３は、例えば、ＣｏＦｅ層２３ａ（図５参照）、及び、Ｒｕ層２３ｂ(図５参照）を含む。ＣｏＦｅ層２３ａ及びＲｕ層２３ｂを結ぶ方向は、第１方向（Ｙ軸方向）に沿う（図５参照）。
第４電極４３は、例えば、ＣｏＦｅ層（ＣｏＦｅ層４３ａ、ＣｏＦｅ層４３ｃ、及び、ＣｏＦｅ層４３ｅ等、図５参照）、及び、Ｒｕ層（Ｒｕ層４３ｂ及びＲｕ層４３ｄなど、図５参照）を含む。ＣｏＦｅ層及びＲｕ層を結ぶ方向は第１方向に沿う。
第１信号検出部２０と第２信号検出部４０との間の距離は、例えば、１０ｎｍ以上１７０ｎｍ以下である。
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的平面図である。
図１２（ａ）は、第１再生素子部２０を例示する。図１２（ｂ）は、第２再生素子部４０を例示する。
図１２（ａ）に示すように、第１再生素子部２０の第１信号検出部２２は、第１磁性膜５１ａ、第２磁性膜５３ａ及び第１中間膜５２ａを含む。第２磁性膜５３ａは、第１方向（Ｙ軸方向）において、第１磁性膜５１ａから離れる。第１中間膜５２ａは、第１磁性膜５１ａと第２磁性膜５３ａとの間に設けられる。第１中間膜５２ａは、非磁性である。この例では、非磁性膜５４ａがさらに設けられている。非磁性膜５４ａと第１中間膜５２ａとの間に第２磁性膜５３ａが設けられる。
図１２（ｂ）に示すように、第２再生素子部４０の第２信号検出部４２は、第３磁性膜５１ｂ、第４磁性膜５３ｂ及び第２中間膜５２ｂを含む。第４磁性膜５３ｂは、第１方向（Ｙ軸方向）において、第３磁性膜５１ｂから離れる。第２中間膜５２ｂは、第３磁性膜５１ｂと第４磁性膜５３ｂとの間に設けられる。第２中間膜５２ｂは、非磁性である。この例では、非磁性膜５４ｂがさらに設けられている。非磁性膜５４ｂと第２中間膜５２ｂとの間に第４磁性膜５３ｂが設けられる。
第１磁性膜５１ａ及び第３磁性膜５１ｂは、例えば、ピン層である。第２磁性膜５３ａ及び第４磁性膜５３ｂは、例えば、フリー層である。
実施形態に係る磁気記録再生装置６０は、例えば、ビット情報が記録された磁気記録媒体６１と、磁気ヘッド６３（磁気ヘッド１０）と、演算部１と、を含む。磁気ヘッド６３は、第１再生素子部２０と第２再生素子部４０とを含む。磁気ヘッド６３は、前記記録されたビット情報を再生する。演算部１は、前記再生されたビット情報を第１軟判定情報と第２軟判定情報に処理する。演算部１は、前記第１軟判定情報及び前記第２軟判定情報のそれぞれを所定の判定レベルＤＬに基づいて比較する。演算部１は、前記判定レベルＤＬとの差が大きい方の情報を再生情報として出力する。
実施形態に係る磁気記録再生装置６０は、例えば、磁気記録媒体６１と、磁気ヘッド６３（磁気ヘッド１０）と、演算部１と、を含む。磁気ヘッド６３は、第１再生素子部２０と第２再生素子部４０とを含む。演算部１は、磁気記録媒体６１の第１記録領域ＲＧ１に記録された情報を第１再生素子部２０で再生して得られた第１信号Ｓｉｇ１と、第１記録領域ＲＧ１に記録された情報を第２再生素子部４０で再生して得られた第２信号Ｓｉｇ２と、を入手する（図２参照）。演算部１は、第１信号及び第２信号の一方に応じた出力信号ＳｉｇＮを出力する（図２参照）。
大きい方の情報を再生情報として出力する。
図２に示すように、演算部１は、第１信号Ｓｉｇ１を処理して第１軟判定情報を導出し、第２信号Ｓｉｇ２を処理して第２軟判定情報を導出する。演算部１は、第１軟判定情報と判定レベルＤＬとの第１差と、第２軟判定情報と判定レベルＤＬとの第２差と、を導出する。第１差の絶対値が第２差の絶対値以上のときは、第１信号Ｓｉｇ１及び第２信号Ｓｉｇ２の上記の一方は、第１信号Ｓｉｇ１である。第１差の絶対値が第２差の絶対値よりも小さいときは、第１信号Ｓｉｇ１及び第２信号Ｓｉｇ２の上記の一方は、第２信号Ｓｉｇ２である。大きい方の情報を再生情報として出力する。
演算部１は、例えば、磁気記録媒体６１の第２記録領域ＲＧ２に記録された情報を第１再生素子部２０で再生して得られた第３信号Ｓｉｇ３（図２参照）と、第２記録領域ＲＧ２に記録された情報を第２再生素子部４０で再生して得られた第４信号Ｓｉｇ４と、を入手する。演算部１は、第３信号Ｓｉｇ３及び第４信号Ｓｉｇ４の一方に応じた別の出力信号ＳｉｇＮをさらに出力する。大きい方の情報を再生情報として出力する。
演算部１は、第３信号Ｓｉｇ３を処理して第３軟判定情報を導出し、第４信号Ｓｉｇ４を処理して第４軟判定情報を導出する。演算部１は、第３軟判定情報と判定レベルＤＬとの第３差と、第４軟判定情報と判定レベルＤＬとの第４差と、を導出する。第３差の絶対値が第４差の絶対値以上のときは、第３信号Ｓｉｇ３及び第４信号Ｓｉｇ４の上記の一方は、第３信号Ｓｉｇ３である。第３差の絶対値が第４差の絶対値よりも小さいときは、第３信号Ｓｉｇ３及び第４信号Ｓｉｇ４の上記の一方は、第４信号Ｓｉｇ４である。大きい方の情報を再生情報として出力する。
実施形態に係る磁気再生方法は、例えば、磁気記録媒体６１の第１記録領域ＲＧ１に記録された情報を第１再生素子部２０で再生して得られた第１信号Ｓｇ１と、この第１記録領域ＲＧ１に記録された情報を第２再生素子部４０で再生して得られた第２信号Ｓｇ２と、の一方に応じた出力信号ＳｉｇＮを出力する（図２参照）。
実施形態に係る磁気再生方法は、ビット情報が記録された磁気記録媒体と、磁気ヘッドと、演算部と、を含む磁気記録再生装置における磁気再生方法である。前記磁気ヘッドは、第１再生素子部と第２の再生素子部とを含む。前記磁気ヘッドは、前記記録されたビット情報を再生する。前記演算部は、前記第１の再生素子部と前記第２の再生素子部のそれぞれが取得した前記ビット情報を処理する。前記磁気再生方法は、前記第１再生素子部が再生する前記ビット情報を、前記演算部において、第１軟判定情報に処理することを含む。前記磁気再生方法は、前記第２再生素子部が再生する前記ビット情報を、前記演算部において、第２の軟判定情報に処理することを含む。前記磁気再生方法は、前記演算部において、前記第１軟判定情報と前記第２軟判定情報とを、所定の判定レベルに基づいて比較することを含む。前記磁気再生方法は、前記判定レベルとの差が大きい方の情報を再生情報として出力することを含む。
実施形態によれば、隣接トラックに重畳するノイズの影響を低減できる磁気記録再生装置及び磁気再生方法が提供できる。
本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、磁気記録再生装置に含まれる磁気記録媒体、磁気ヘッド及び演算部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述した磁気記録再生装置及び磁気再生方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての磁気記録再生装置及び磁気再生方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１ ：演算部
２ａ：ヘッドアンプ
２ｂ：ヘッドアンプ
３ａ：Ａ／Ｄ変換部
３ｂ：Ａ／Ｄ変換部
４ａ：軟判定処理部
４ｂ：軟判定処理部
５ ：比較部
６ ：エラー訂正部
１０：磁気ヘッド
２０：第１再生素子部
２１：第１電極
２２：第１信号検出部
２３：第２電極
２４：第１サイドシールド
２５：第１絶縁部
３０：絶縁層
４０：第２再生素子部
４１：第３電極
４２：第２信号検出部
４３：第４電極
４４：第２サイドシールド
４５：第２絶縁部
５０：磁気抵抗効果素子
５１：ピン層
５２：第１非磁性層
５３：フリー層
５４：第２非磁性層
６０：磁気記録再生装置
６１：磁気記録媒体
６２：スピンドルモータ
６３：磁気ヘッド
６４：サスペンション
６５：アクチュエータアーム
６６：軸受部
６７：ボイスコイルモータ

Claims (20)

  1. 磁気記録媒体と、
    第１再生素子部と第２再生素子部とを含む磁気ヘッドと、
    前記磁気記録媒体の第１記録領域に記録された情報を前記第１再生素子部で再生して得られた第１信号と、前記第１記録領域に記録された前記情報を前記第２再生素子部で再生して得られた第２信号と、を入手し、前記第１信号及び前記第２信号の一方に応じた出力信号を出力する演算部と、
    を備えた磁気記録再生装置。
  2. 前記演算部は、前記第１信号を処理して第１軟判定情報を導出し、前記第２信号を処理して第２軟判定情報を導出し、
    前記演算部は、前記第１軟判定情報と判定レベルとの第１差と、前記第２軟判定情報と前記判定レベルとの第２差と、を導出し、
    前記第１差の絶対値が前記第２差の絶対値以上のときは、前記第１信号及び前記第２信号の前記一方は、前記第１信号であり、
    前記第１差の絶対値が前記第２差の絶対値よりも小さいときは、前記第１信号及び前記第２信号の前記一方は、前記第２信号である、請求項１記載の磁気記録再生装置。
  3. 前記演算部は、前記磁気記録媒体の第２記録領域に記録された情報を前記第１再生素子部で再生して得られた第３信号と、前記第２記録領域に記録された前記情報を前記第２再生素子部で再生して得られた第４信号と、を入手し、前記第３信号及び前記第４信号の一方に応じた別の出力信号をさらに出力する、請求項１記載の磁気記録再生装置。
  4. 前記第１再生素子部は、
    第１電極と、
    第１方向において前記第１電極から離れた第２電極と、
    前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた第１信号検出部と、
    第１サイドシールドと、
    を含み、前記第１サイドシールドの少なくとも一部は、前記第１方向と交差する第２方向において前記第１信号検出部と重なり、
    前記第２再生素子部は、
    第３電極と、
    前記第１方向において前記第３電極から離れた第４電極と、
    前記第３電極と前記第４電極との間に設けられた第２信号検出部と、
    第２サイドシールドと、
    を含み、前記第２サイドシールドの少なくとも一部は、前記第２方向において前記第２信号検出部と重なり、前記第１電極及び前記第３電極を結ぶ方向は前記第１方向に沿い
    前記第２電極は、第１非磁性金属層を含み、
    前記第４電極は、第２非磁性金属層を含む、請求項１記載の磁気記録再生装置。
  5. 前記第１電極は、磁性体を含む、請求項４記載の磁気記録再生装置。
  6. 前記第１再生素子部及び前記第２再生素子部を結ぶ方向は、前記第１方向に沿う、請求項４記載の磁気記録再生装置。
  7. 前記磁気ヘッドは、前記第１再生素子部と前記第２再生素子部との間に設けられた絶縁層をさらに含む、請求項４記載の磁気記録再生装置。
  8. 前記第２電極に含まれる前記第１非磁性金属層の数は、奇数及び偶数の一方であり、
    前記第４電極に含まれる前記第２非磁性金属層の数は、奇数及び偶数の他方である、請求項４記載の磁気記録再生装置。
  9. 前記第１非磁性金属層の前記数と、前記第２非磁性金属層の前記数と、の差は、１である、請求項８記載の磁気記録再生装置。
  10. 前記第２電極は、複数の磁性層をさらに含み、前記第１非磁性金属層は、前記複数の磁性層の間に設けられた、請求項４記載の磁気記録再生装置。
  11. 前記第２電極は、第１反強磁性金属層を含む請求項４記載の磁気記録再生装置。
  12. 前記第４電極は、第２反強磁性金属層を含む請求項１１記載の磁気記録再生装置。
  13. 前記第１非磁性金属層の厚さは、０．２ｎｍ以上２ｎｍ以下であり、
    前記第２非磁性金属層の厚さは、０．２ｎｍ以上２ｎｍ以下である、請求項４記載の磁気記録再生装置。
  14. 前記第１非磁性金属層は、Ｒｕ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ及びＭｏよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
    前記第２非磁性金属層は、Ｒｕ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ及びＭｏよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項４記載の磁気記録再生装置。
  15. 前記第１再生素子部は、前記第１信号検出部と前記第１サイドシールドとの間、及び、前記第１サイドシールドと前記第１電極との間に設けられた第１絶縁部をさらに含み、
    前記第２再生素子部は、前記第２信号検出部と前記第２サイドシールドとの間、及び、前記第２サイドシールドと前記第３電極との間に設けられた第２絶縁部をさらに含む、請求項４記載の磁気記録再生装置。
  16. 前記第２電極は、
    ＣｏＦｅ層と、
    Ｒｕ層と、
    を含み、前記ＣｏＦｅ層及び前記Ｒｕ層を結ぶ方向は前記第１方向に沿う、請求項４記載の磁気記録再生装置。
  17. 前記第４電極は、
    ＣｏＦｅ層と、
    Ｒｕ層と、
    を含み、前記ＣｏＦｅ層及び前記Ｒｕ層を結ぶ方向は前記第１方向に沿う、請求項４記載の磁気記録再生装置。
  18. 前記第１サイドシールドは、前記第２電極と接する第１領域を含み、
    前記第２サイドシールドは、前記第４電極と接する第２領域を含み、
    前記第１領域の磁化の向きは、前記第２領域の磁化の向きに対して反平行である、請求項４記載の磁気記録再生装置。
  19. 前記第１信号検出部と前記第２信号検出部との間の距離は、１０ｎｍ以上１７０ｎｍ以下である請求項４記載の磁気記録再生装置。
  20. 磁気記録媒体の第１記録領域に記録された情報を第１再生素子部で再生して得られた第１信号と、前記第１記録領域に記録された前記情報を前記第２再生素子部で再生して得られた第２信号と、の一方に応じた出力信号を出力する磁気再生方法。
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