KR102475052B1 - 문신장치 - Google Patents

Abstract

색소를 주입하는 바늘이 피부에 들어가는 깊이를 전자동으로 조절하여 정확한 두피 층에 문신용 색소를 주입하고, 기존 문신 기계에서 바늘 상하운동의 속도가 빨라지면 힘이 강해지는 방식을 탈피하여 바늘의 상하운동간 속도, 토크를 개별적으로 제어하여 보다 제어 정밀한 점을 찍을 수 있도록 하며, 점당 바늘의 침투 횟수를 조절하여 색소 주입량 제어로 색의 강도를 조절하여 색소가 번지는 것을 방지할 수 있도록 한 문신장치에 관한 것으로서, 니들 인출 거리와 니들 인출 속도 및 색소 주입량을 설정하기 위한 설정부, 상기 설정부에 의해 설정된 니들 인출 길이와 인출 속도 및 색소 주입량에 따라 니들의 인출 속도와 니들을 밀어주는 토크를 개별적으로 제어하여 목표한 피부층에 문신용 색소를 정확하게 주입하도록 제어하는 문신 제어부를 포함하는 문신 장치 본체, 문신 장치 본체와 결합하며, 문신 제어부의 제어에 따라 솔레노이드를 이용하여 니들부에 장착된 니들의 구동을 제어하는 니들 구동부를 구비한 핸드피스를 포함하여, 문신장치를 구현한다.

Description

문신장치{tattoo device}

본 발명은 문신장치에 관한 것으로, 특히 색소를 주입하는 바늘이 피부에 들어가는 깊이를 전자동으로 조절하여 정확한 두피 층에 문신용 색소를 주입하고, 기존 문신 기계에서 바늘 상하운동의 속도가 빨라지면 힘이 강해지는 방식을 탈피하여 바늘의 상하운동간 속도, 토크를 개별적으로 제어하여 보다 제어 정밀한 점을 찍을 수 있도록 하며, 점당 바늘의 침투 횟수를 조절하여 색소 주입량 제어로 색의 강도를 조절하여 색소가 번지는 것을 방지할 수 있도록 한 문신장치에 관한 것이다.

문신은 모발이 부족하거나 사라진 부위에 미세한 점을 찍어 색소를 주입하는 시술법을 의미한다. 모발 이식처럼 시각적인 효과가 부각됨과 동시에 시술 시간 및 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

이러한 문신은 시술자가 손목을 이용하여 매우 빠르게 왕복하는 바늘에 색소를 묻혀 피부에 점을 찍는 기술이다.

기본 몇천에서 몇 만개까지 점을 찍어야 하는 데, 이는 고도의 집중력이 필요하며, 시술시간 또한 적게는 3시간에서 길게는 8시간까지 소요된다. 또한, 깊이 조절이 되지 않아 얕게 찍힌 점은 금방 사라지게 되므로, 1회 시술에서 끝나는 게 아닌 여러 번 반복시술을 해야 하므로 육체적인 피로를 유발한다.

특히, 시술자의 눈은 항상 바늘 끝을 바라봐야 하며, 손목은 점의 개수만큼 운동해야 하므로 육체적 피로가 심하므로, 손목의 스트레스를 줄여주면서도 정확하게 시술하고 그리고 이른 시간에 시술을 할 수 있는 문신 장치가 요구되고 있다.

검정 색소를 이용하여 문신을 하면, 시간이 지나면서 검정 색소가 파랑색, 그리고 더 많은 시간이 지나면 초록색으로 변색이 된다. 이러한 변색을 최소화하기 위해서는 색소를 주입하는 바늘의 깊이와 색소량, 그리고 모낭 손상 없이 두피의 정확한 진피 상부층에 고르게 주입하는 것을 컨트롤하는 것이 매우 중요하다.

특히, 색소를 이용하여 피부에 점을 찍을 때, 일정한 간격과 깊이로 점을 찍는 것이 중요하다. 여기서 일정한 간격과 깊이, 그리고 점을 찍는 시간 차가 상이하면 점의 크기가 달라지거나 특정 영역에만 색상이 달라지는 문제점을 유발한다. 이는 시술자가 손을 이용하여 문신 작업을 할 때 손의 이동 시간이 달라지거나 두피에 가하는 압력이 상이해질 경우 발생한다.

기존 문신 장치는 로터리 모터 방식과 코일 방식이 주로 사용된다.

로터리 모터 방식은 낮은 속도(rpm)에서 힘을 발휘하기 어렵고, 바늘의 상하 운동 거리가 정해져 있으며, 바늘의 상하 움직임에서 가속/감속 구간이 길어서 피부에 상처를 내는 단점이 있다. 여기서 로터리 모터 방식은 바늘이 상하운동을 계속하고 있어 바늘의 인출 길이를 조절 또는 책정할 수 없다.

또한, 코일 방식은 바늘의 상하 운동 거리를 조절할 수 있는 장점은 있으나, 소음 및 진동이 크다는 단점이 있다.

따라서 근래에는 이러한 문제점을 개선하고 정확한 피부층에 고르게 문신이 이루어질 수 있도록 하는 다양한 문신 장비 및 방법들이 제안되고 있다.

하기의 <특허문헌 1> 내지 <특허문헌 4> 에 종래에 제안된 문신 장치가 개시되어 있다.

<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 본체에 내설되며 편심 회전체에 의해 직선 이동되는 구동축이 구비된 구동 부재, 구동축과 연동되는 니들 슬라이더, 니들을 구비한 니들 부재 및 본체의 일측에 결합되며 니들이 일직선으로 이동되도록 하는 니들 가이드 홈을 갖는 니들 가이드를 포함한다. 이러한 구성을 통해, 침을 이용하여 인체 피부의 주름, 각질, 흉터, 기미, 튼 살, 탈모 등을 치료하거나 색소 등을 이용하여 그림이나 문자를 새길 수 있도록 하는 피부 시술 장치를 제공한다.

또한, <특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 대상체의 피부의 니들링을 위해 사용될 수 있고, 약물 도포기 장치는 대상체의 피부에 약물을 도포하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 니들링 장치는 모발 성장 용도를 위해 대상체의 피부에 도포될 수 있거나, 주름, 흉터, 또는 문신 제거를 위해 사용될 수 있다. 약물 도포기 장치는 다중 약물 도포 목적, 예컨대 대상 체의 피부에 모발 성장 화합물을 도포하기 위해 사용될 수 있는 니들링 장치 및 약물 도포기를 제공한다.

또한, <특허문헌 3> 에 개시된 종래기술은 눈썹이나 헤어라인은 문신한 선이 융기되어 마치 실제 모발처럼 보이므로 자기 본래의 눈썹이나 모발처럼 자연스러움을 도모하며, 색소를 상부 진피층까지만 침투시키므로 부작용이 거의 없고 2년 정도가 지나면 자연히 사라지고 새로운 취향으로 문신을 할 수 있으므로 문신제거수술을 하는 번거로움이 없는 눈썹 등의 반영구 문신 시술방법을 제공한다.

또한, <특허문헌 4> 에 개시된 종래기술은 자중이 발생되는 몸체, 작동 핀과 스프링을 가압하는 작동 부재, 위 작동 부재에 형성된 고정구 뭉치를 지지하는 지지커버, 위 지지커버와 일체로 조립된 작동 부재를 몸체에 조립 고정하는 그립 커버를 포함한다. 이러한 구성을 통해, 시술자의 손목 부담을 최소화하는 동시에, 피시술자의 입장에서는 시술 실패 확률을 줄이고 안전을 도모할 수 있는 반영구 화장기구를 제공한다.

대한민국 등록특허 10-1131577호(2012.03.22. 등록)(피부 시술 장치) 대한민국 공개특허 10-2018-0084759호(2018.07.25. 공개)(니들링 장치 및 약물 도포기) 대한민국 등록특허 10-1565340호(2015.10.28. 등록)(눈썹 등의 반영구 문신 시술방법) 대한민국 공개특허 10-2018-0073325호(2018.07.02. 공개)(그립커버와 자중을 이용한 탄성 조절 기능이 있는 반영구 문신 성형 화장기구)

그러나 상기와 같은 일반적인 문신 장치 및 종래기술들은 시술자가 손을 이용하여 문신 작업을 할 때 손의 이동 시간이 달라지거나 피부에 가하는 압력이 상이하여 색소 주입 층이 달라지면 특정 위치의 색상이 찐해지거나 색소 번짐이 발생하는 데, 이러한 손의 이동 시간의 차이나 압력의 차이점을 보상하지 못하기 때문에 문신 후 번짐이 발생하거나 색상이 쉽게 변색 되는 등의 단점이 있었다.

또한, 고도의 집중력과 장시간 시술 시간을 요한다는 것, 시술자의 눈은 항상 바늘 끝을 바라봐야 하며, 손목은 점의 개수만큼 운동해야 하므로 육체적 피로가 심하다는 단점도 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 색소를 주입하는 바늘이 피부에 들어가는 깊이를 전자동으로 조절하여 정확한 두피 층에 문신용 색소를 주입할 수 있도록 한 문신장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 점을 만드는 데 있어 바늘의 침투 횟수를 1- 5번까지 설정해 색소 주입량을 조절할 수 있도록 한 문신장치를 제공하는 것이다. 즉, 한 위치에 점을 하나 찍을 때 같은 곳을 1 - 5번까지 타격하여 점을 찍어 일정한 양의 색소를 주입하는 문신장치를 제공한다.

본 발명의 다른 목적은 피부와의 압력을 측정하고, 측정한 압력에 연동하여 니들의 인출 길이를 자동으로 조절하여 정확하고 일정한 두피 층에 색소를 주입할 수 있도록 한 문신장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 핸드피스의 이동량을 검출하여 손의 이동 시간이 설정된 이동 시간의 범위를 벗어나면 자동으로 니들 인출을 중지하여 얼룩이 발생하거나 특정 위치의 색상이 달라지는 것을 방지할 수 있도록 한 문신장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 바늘의 속도(rpm), 토크를 개별적으로 제어하여, 바늘이 상하 운동을 하는 데 있어 속도와는 무관하게 설정된 파워/토크를 분출하게 해, 로터리 모터와는 달리 낮은 속도에서도 충분한 힘을 전달하여 피부를 침투하는 데 무리가 없도록 한 문신장치를 제공하는 것이다.

즉, 점의 행렬은 점과 점의 사이가 가까울수록 선으로 표현이 되는 데, 본 발명의 문신장치는 점을 점으로 표현하되 상하운동의 속도는 낮추고 느린 속도에서도 피부를 침투하게 하는 것이 용이하도록 한 문신장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "문신장치"는,

니들 인출 거리와 니들 인출 속도 및 색소 주입량을 설정하기 위한 설정부; 상기 설정부에 의해 설정된 니들 인출 길이와 인출 속도 및 색소 주입량에 따라 니들의 인출 속도와 니들을 밀어주는 힘을 개별적으로 제어하여 목표한 피부층에 문신용 색소를 정확하게 주입하도록 제어하는 문신 제어부를 포함하는 문신 장치 본체; 및

상기 문신 장치 본체와 결합하며, 상기 문신 제어부의 제어에 따라 솔레노이드를 이용하여 니들부에 장착된 니들의 구동을 제어하는 니들 구동부를 구비한 핸드피스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 핸드피스는,

니들이 장착된 니들부;

상기 니들의 인출을 가이드하고, 두피 문신시 머리카락이 바늘에 직접적으로 접촉하는 것을 방지하며, 피부에 접촉 후 압을 가하여 바늘이 피부에 침투 시 흔들리는 피부를 고정하여 설정된 피부층에 바늘이 정확하게 침투할 수 있도록 해주는 니들 가이드;

핸드피스의 이동 속도를 감지하는 이동속도 감지부; 및

피부와 니들부간의 압력을 감지하는 압력 감지부를 더 포함하고,

상기 문신 제어부는 상기 감지한 이동 속도 및 압력 감지 값에 따라 문신장치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 문신 제어부는,

상기 솔레노이드의 동작 인터벌을 조절하여 니들의 인출 속도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 문신 제어부는,

상기 솔레노이드의 온/오프 동작 횟수를 조절하여 점사모드를 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 문신 제어부는,

피부에 따라 니들을 밀어주는 힘을 조절하여 니들이 피부를 관통하는 깊이를 조절하는 것을 특징으로 한다.

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상기에서 문신 제어부는,

결정되는 니들 인출 속도에 따라 니들 구동 속도를 제어하며, 감지한 핸드피스의 이동 속도 또는 결정된 니들 인출 속도로 솔레노이드의 온/오프 동작을 제어하는 니들 속도 제어부; 상기 결정되는 니들 인출 길이 및 압력 감지 값에 따라 니들 인출 길이를 실시간 가변 제어하는 니들 인출 길이 제어부; 및 상기 결정되는 색소 주입량에 따라 니들을 밀어주는 토크를 제어하여 색소 번짐을 방지하는 니들 토크 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 니들 속도 제어부는,

니들을 인출시키는 솔레노이드의 온/오프 동작 인터벌 조절을 통해 한 지점의 타점 횟수를 조절하며, 주기당 상기 솔레노이드의 온/오프 동작 횟수 조절을 통해 점사 모드를 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 니들 인출 길이 제어부는,

상기 솔레노이드의 온(on) 구동시간 조절을 통해 니들의 인출 길이를 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 니들 구동 속도와 니들을 밀어주는 힘을 개별적으로 제어하여, 속도가 느린 상황에서도 순간적인 힘인 토크 제어를 통해 피부를 뚫는 데 필요한 힘을 전달하여 효과적으로 색소를 침투시켜, 니들 구동 속도와는 무관하게 항상 균일한 문신을 구현할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면 색소를 주입하는 바늘의 인출 길이를 자동으로 조절하여 정확한 피부층에 문신용 색소를 주입할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면 피부와의 압력을 측정하고, 측정한 압력에 연동하여 니들의 인출 길이를 자동으로 조절하여 정확하고 일정한 두피 층에 색소를 주입하여, 탈색을 방지할 수 있는 장점도 있다.

또한, 본 발명에 따르면 니들이 포함하는 핸드피스의 이동량을 검출하여 손의 이동 시간이 설정된 이동 시간의 범위를 벗어나면 자동으로 니들 인출의 속도를 줄여 얼룩이 발생하거나 특정 위치의 점의 밀도가 달라지는 것을 방지하여 균일한 문신이 이루어질 수 있도록 도모해주는 장점도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 문신장치의 전체 구성도,
도 2는 도 1의 문신 제어부의 구체적인 실시 예를 보인 블록 구성도,
도 3은 본 발명에서 시간당 니들의 구동 속도를 조절하는 설명도,
도 4는 본 발명에서 점사 모드 제어를 위한 솔레노이드 구동 타이밍 예시도,
도 5는 본 발명에서 니들을 밀어주는 힘의 설명도,
도 6은 본 발명에서 솔레노이드의 온 구동시간 조절을 통해 니들의 인출 길이를 조절하는 설명도,
도 7은 본 발명에 따른 문신장치의 사진,
도 8은 본 발명에 따른 핸드피스의 사시도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 문신장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 문신장치의 전체 구성도이고, 도 7은 사시도로서, 설정부(10), 문신 제어부(60), 표시부(70), 메모리(80) 및 전원부(90)로 이루어진 문신 장치 본체(1)와, 니들부(20), 니들 구동부(30), 압력 감지부(40), 이동속도 감지부(50) 및 색소 공급부(100)를 포함하는 핸드피스(200)로 구성된다.

즉, 본 발명에 따른 문신장치는 크게 문신 장치 본체(1)와, 문신 장치 본체(1)와 연결하여 시술자가 문신을 시행하는 핸드피스(200)로 이루어진다.

문신 장치 본체(1)는 니들 인출 거리와 니들 인출 속도 및 색소 주입량을 설정하기 위한 설정부(10), 상기 설정부(10)에 의해 설정된 니들 인출 길이와 인출 속도 및 색소 주입량에 따라 니들의 인출 속도와 니들을 밀어주는 힘을 개별적으로 제어하여 목표한 피부층(피부, 두피)에 문신용 색소를 정확하게 주입하도록 제어하는 문신 제어부(60)를 포함한다.

여기서 니들 인출 길이는 피부의 상태를 전문가인 시술자가 보고 설정하는 것이 바람직하다.

상기 문신 제어부(60)는 상기 핸드피스(200)에 구비된 니들 구동수단인 솔레노이드의 온(on)/오프(off) 동작 횟수를 조절하여 점사모드를 제어한다. 여기서 점사모드란 하나의 타점 위치에 몇 번의 점을 찍을 것인가를 결정하는 모드이다. 예를 들어, 2타 점사모드이면 하나의 타점 위치에 2번의 점을 찍는 모드이며, 4타 점사모드이면 하나의 타점 위치에 4번의 점을 찍는 모드이다.

아울러 상기 문신 제어부(60)는 피부에 따라 니들을 밀어주는 힘을 조절하여 니들이 피부를 관통하는 깊이를 조절할 수 있다.

이러한 문신 제어부(60)는 상기 설정부(10)에 의해 설정되는 니들 인출 속도를 기초로 니들 인출 속도를 결정하는 니들 인출 속도 결정부(61), 상기 설정부(10)에 의해 설정되는 니들 인출 길이를 기초로 니들 인출 길이를 결정하는 니들 인출 길이 결정부(62), 상기 설정부(10)에 의해 설정되는 색소 주입량을 기초로 색소 주입량을 결정하는 색소 주입량 결정부(63)를 포함한다.

또한, 상기 문신 제어부(60)는 결정된 니들 인출 속도에 따라 니들 구동 속도를 제어하며, 감지한 핸드피스 이동 속도로 솔레노이드의 온/오프 동작을 제어하는 니들 속도 제어부(66), 상기 결정된 니들 인출 길이 및 압력 감지 값에 따라 니들 인출 길이를 실시간 가변 제어하는 니들 인출 길이 제어부(68), 및 상기 결정된 색소 주입량에 따라 니들을 밀어주는 토크를 제어하여 색소 번짐을 방지하는 니들 토크 제어부(67)를 더 포함할 수 있다.

상기 니들 속도 제어부(66)는 니들을 인출시키는 솔레노이드의 온(on)/오프(off) 동작 인터벌(interval) 조절을 통해 한 지점의 타점 횟수를 조절하며, 주기당 상기 솔레노이드의 온/오프 동작 횟수 조절을 통해 점사 모드를 제어한다.

상기 니들 인출 길이 제어부(68)는 상기 솔레노이드의 온(on) 구동시간 조절을 통해 니들의 인출 길이를 조절한다.

표시부(70)는 시술자가 설정하는 설정 값을 표시해주며, 문신 시간과 타공(타점) 횟수 등의 정보를 표출해주는 역할을 하며, 메모리(80)는 시술자가 설정한 니들 인출 속도, 길이 및 색소 주입량 등의 정보를 저장하며, 니들 인출 속도 및 길이 제어를 위한 제어 값과 색소 주입량 제어 값 등을 저장하는 역할을 한다.

전원부(90)는 문신장치에 구동용 전원을 공급해주는 부분으로서, 내장된 배터리를 이용하거나, 외부 상용 교류 전원을 이용할 수 있다. 외부 상용 교류 전원을 이용할 경우 내장된 배터리를 이차전지로 사용하여 내장된 배터리를 충전할 수도 있다.

핸드피스(200)는 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 문신 장치 본체(1)와 결합하며, 상기 문신 제어부(60)의 제어에 따라 솔레노이드를 이용하여 니들부(20)에 장착된 니들의 구동을 제어하는 니들 구동부(30), 니들이 장착된 니들부(20), 니들 인출을 가이드하는 니들 가이드(210)를 포함한다.

여기서 니들 가이드(210)는 상기 니들의 인출을 가이드하고, 두피 문신시 머리카락이 바늘에 직접적으로 접촉하는 것을 방지하며, 피부에 접촉 후 압을 가하여 바늘이 피부에 침투 시 흔들리는 피부를 고정하여 설정된 피부층에 바늘이 정확하게 침투할 수 있도록 해주는 역할을 한다.

상기 니들부(20)는 문신용 색소를 두피에 주입하는 바늘이 피부에 접촉하는 프로브(Probe)에 내장되어 구성된다.

이러한 핸드피스(200)는 핸드피스의 이동 속도를 감지하는 이동속도 감지부(50), 피부와 니들부(20)간의 압력을 감지하는 압력 감지부(40)를 더 포함할 수 있다.

상기 이동속도 감지부(50)는 이동 속도 감지를 위해 가속도 센서 등을 이용할 수 있으며, 상기 압력 감지부(40)는 압력 센서를 이용할 수 있으며, 프로브의 끝단에 구비되는 것이 바람직하다.

아울러 상기 니들 구동부(30)는 니들 구동용 솔레노이드(solenoid)를 구비한다.

상기 문신 제어부(60)는 상기 감지한 이동 속도 및 압력 감지 값에 따라 문신장치의 동작을 제어하며, 상기 솔레노이드의 동작 인터벌을 조절하여 니들의 인출 속도를 제어한다.

즉, 핸드피스(200)는 시술 모드에 들어가면 솔레노이드 코일에 전류가 흐르고 차단되는 것에 의해 니들이 반복적으로 이동하면서 피부를 타점하게 됨으로써 시술이 이루어지게 된다. 솔레노이드 코일에 전류가 흐르면 전자기력에 의해 플런저에 순간적으로 인력이 작용하여 플런저가 니들조립체 측으로 순간적으로 이동한다. 이에 따라 플런저 작동핀이 실리콘스프링의 탄지력을 극복하고 강제로 니들 일체형 니들핀을 밀어내게 됨으로써 니들이 전진한다. 아울러 솔레노이드 코일에 전류를 차단하면 강제로 늘어났던 실리콘스프링의 복귀력에 의해 니들 일체형 니들핀은 반대로 플런저 작동핀을 밀어내게 됨으로써 플런저 역시 원위치로 복귀되는 것을 반복함으로써 니들의 반복적인 이동이 이루어진다.

이를 위해 본 발명은 통상의 금속 재질의 스프링보다 탄성 및 반발계수가 낮고 외부의 힘에 의해 민감한 실리콘스프링을 사용하는 것과 함께 니들조립체를 연결구에 조립할 때 약간 늘어난 실리콘스프링의 탄성력에 의해서 코어 내부에서 플런저 작동핀과 니들 일체형 니들핀이 서로 맞대어져 밀착된 상태로 유지하게 된다.

즉, 본 발명은 금속 재질의 스프링보다 탄성 및 반발계수가 낮고 외부의 힘에 의해 민감한 실리콘스프링을 사용하는 것과 함께 코일의 전자기력에 의해 플런저가 전진하면, 플런저 작동핀을 통해 니들 일체형 니들핀에 힘이 전달되는데, 이때 플런저 작동핀과 니들 일체형 니들핀은 서로 맞대어지고 실리콘스프링에 의한 탄지력으로 밀착된 상태를 유지하고 있어 힘의 전달이 니들에 즉각적이고 신속하게 빠르게 이루어질 수 있게 된다.

이와 같이 구성된 문신장치를 이용하여 모발이 부족하거나 사라진 부위에 점을 찍듯 색소를 주입하여 자연스러운 헤어스타일을 구현하고, 피부에 원하는 문신을 구현한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 문신장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 시술자가 문신장치를 사용하기 위해서 전원부(90)를 통해 전원을 공급한다. 전원부(90)에 의해 구동 전원이 공급되면 문신 제어부(60)는 초기화를 수행하고, 설정부(10)에 의해 설정되는 입력 값들을 대기한다. 여기서 사용자가 별도로 니들 인출 속도, 길이, 색소 주입량 등을 설정하지 않고, 입력부를 통해 동작을 시키면, 문신 제어부(60)는 메모리(80)에 저장된 이전 사용한 니들 인출 속도, 인출 길이, 색소 주입량 등의 정보를 인출하여 문신장치의 동작을 제어한다.

이와는 달리 시술자가 설정부(10)를 통해 니들 인출 길이와 인출 속도 및 색소 주입량을 설정하면, 이를 기초로 문신장치의 동작을 제어한다. 여기서 사용자(시술자)는 시술 대상자의 피부 상태를 보고 니들 인출 길이 및 색소 주입량 등을 설정한다. 인체의 피부 상태는 상이할 수 있다. 어떤 사람은 딱딱할 수 있고, 어떤 사람은 상대적으로 부드러울 수 있다. 문신은 니들의 깊이와 색소량에 밀접한 관계가 있다. 특히, 피부의 얇은 층에 정확하게 색소를 주입해야, 탈색이나 얼룩 등을 방지하고, 자연스러운 문신 또는 헤어스타일을 연출할 수 있다. 따라서 시술 대상자의 피부 상태를 체크하여 니들 인출 길이 및 색소 주입량을 결정하는 것은 매우 중요하다 할 것이다. 따라서 많은 경험과 노하우를 가지는 전문가(시술자)가 시술하는 것이 바람직하다.

니들 인출 속도 역시 피부 상태 즉, 두피 문신일 경우 긴 머리, 민머리 등을 보고 전문가가 설정하는 것이 바람직하다.

시술자가 설정부(10)를 통해 니들 인출 길이, 속도 및 색소 주입량을 설정하면, 문신 제어부(60)는 이를 기초로 문신 장치의 동작을 제어한다.

즉, 문신 제어부(60)는 상기 설정부(10)에 의해 설정된 니들 인출 길이와 인출 속도 및 색소 주입량을 기초로 메모리(80)로부터 제어 값을 추출하여 두피 문신장치의 메인 동작을 제어하되, 이동속도와 압력 감지 값을 참조하고 인출 속도 및 힘을 개별적으로 제어하여 문신 장치의 동작을 부가적으로 제어한다.

예컨대, 문신 제어부(60)의 니들 인출 길이 결정부(62)는 상기 설정부(10)에 의해 설정되는 니들 인출 길이를 기초로 메모리(80)로부터 니들 인출 길이 제어 값을 추출하여 니들 인출 길이를 결정한다.

이렇게 결정되는 니들 인출 길이 제어값을 이용하여 니들 인출 길이 제어부(68)는 상기 핸드피스(200)의 니들 구동부(30)에 구비된 솔레노이드의 온(on) 구동시간 조절을 통해 니들의 인출 길이를 조절한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 솔레노이드에 인가되는 구동 전류의 시간을 조절하여 니들의 최종 움직임 거리 즉, 인출 거리를 조절한다.

도 6에서 구동 전류인 power의 공급 시간은 power1 < power2 < power3 < power4의 관계이며, 이는 솔레노이드의 온 구동 시간이 된다.

즉, power1의 시간 동안 구동 전류를 인가하면 니들 인출 거리가 가장 짧게 되고, power2의 시간 동안 구동 전류를 인가하면 상기 power1의 시간보다 좀 더 길게 니들 인출 거리가 증가하고, power3의 시간 동안 구동 전류를 인가하면 상기 power2의 시간보다 좀 더 길게 니들 인출 거리가 증가하고, power4의 시간 동안 구동 전류를 인가하면 상기 power3의 시간보다 좀 더 길게 니들 인출 거리가 증가한다.

다시 말해, 같은 전압에서 니들이 최대치로 인출하는 데 걸리는 시간이 1이라고 하면(power4), 전류 인가 시간을 상기 1보다 작게 설정하면 니들의 움직이는 거리도 적어진다. 이렇게 솔레노이드의 구동 온 시간을 조절하여 니들의 인출 길이를 조절한다.

아울러 니들 인출 속도 결정부(61)는 상기 설정부(10)에 의해 설정되는 니들 인출 속도(rpm)를 기초로 메모리(80)로부터 니들 인출 속도 제어 값을 추출하여 니들 인출 속도를 결정한다.

상기 니들 속도 제어부(66)는 상기 니들 인출속도 결정부(61)의 니들 인출속도 결정에 대응하여, 니들을 인출시키는 니들 구동부(30)의 솔레노이드의 온(on)/오프(off) 동작 인터벌(interval) 조절을 통해 한 지점의 타점 횟수 즉, 니들 속도(rpm)를 조절한다.

예컨대, 도 3에 도시한 바와 같이, 니들 속도 제어부(66)는 솔레노이드의 전류가 인가되지 않는 시간인 인터벌 시간을 조절하여, 니들 구동 속도(rpm)를 조절한다. 상부의 파형과 같이 상기 인터벌 시간이 짧으면 동일한 시간에 니들이 인출/인입되는 니들 구동 속도가 빨라지고, 하부의 파형과 같이 상기 인터벌 시간이 길어지면 동일한 시간에 니들이 인출/인입되는 니들 구동 속도가 느려진다. 다시 말해, 솔레노이드에 전류가 인가되지 않는 인터벌 시간을 짧게 하면 시간당(초당) 니들 구동 속도가 빨라지고, 상대적으로 인터벌 시간을 길게 하면 시간당(초당) 니들 구동 속도가 느려지게 된다.

이러한 과정을 통해 니들 속도를 조절한다.

한편, 니들 속도 제어부(66)는 사용자가 설정한 점사 모드에 따라 상기 솔레노이드의 온/오프 구동 주기와 인터벌 시간을 조절하여, 점사를 조절한다.

즉, 도 4의 상부와 같이 시술자가 2타 점사 모드를 선택하면, 니들 속도 제어부(66)는 솔레노이드의 온/오프 주기를 일정 시간 간격으로 2번 온/오프하고, 이어 일정 시간 인터벌을 갖은 후 다시 솔레노이드를 일정 시간 간격으로 2번 온/오프하고 일정 시간 인터벌을 갖은 후 다시 솔레노이드를 일정 시간 간격으로 2번 온/오프하고 일정 시간 인터벌을 갖는 주기로 점사를 조절한다.

아울러 시술자가 4타 점사 모드를 선택하면, 도 4의 하부와 같이, 니들 속도 제어부(66)는 솔레노이드의 온/오프 주기를 일정 시간 간격으로 4번 온/오프하고, 이어 일정 시간 인터벌을 갖은 후 다시 솔레노이드를 일정 시간 간격으로 4번 온/오프하고 일정 시간 인터벌을 갖은 후 다시 솔레노이드를 일정 시간 간격으로 4번 온/오프하고 일정 시간 인터벌을 갖는 주기로 점사를 조절한다.

실제 기존의 모터 방식의 문신 장치는 니들의 인출 속도(rpm)를 조절하는 것은 가능하나, 니들을 한 번만 인출하고 정지시키거나 2번만 인출하고 정지시키는 것은 극히 어렵다. 따라서 본 발명과 같은 점사 모드 제어가 불가능하나, 본 발명은 솔레노이드를 이용한 니들 제어 방식이므로, 솔레노이드의 구동 타임 조절만으로 간단하게 점사 모드를 구현할 수 있게 되는 것이다.

또한, 색소 주입량 결정부(63)는 상기 설정부(10)에 의해 설정되는 색소 주입량을 기초로 메모리(80)로부터 색소 주입량 제어 값을 추출하여 색소 주입량을 결정한다.

여기서 색소 주입량은 니들 속도에 좌우될 수 있다. 니들 속도가 빠르면 색소 주입량이 상대적으로 적게 되고, 니들 속도가 느리면 상대적으로 색소 주입량이 증가할 수 있다.

니들 속도 제어부(66)는 상기 색소 주입량을 고려하여 상기와 같은 방식으로 니들 속도를 제어할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 특징으로서 피부 상태에 따라 니들을 밀어주는 토크를 니들 속도와는 별개로 제어하여, 니들이 피부를 관통하는 힘을 조절하여, 최적의 문신을 구현할 수 있다.

예컨대, 도 5에 도시한 바와 같이, 니들 구동 속도와는 무관하게 바늘을 밀어주는 토크를 다르게 하여, 피부 표면에 굴곡을 일으키지 않고 최적의 문신 구현이 가능하다.

다시 말해, 기존 모터 방식의 문신 장비는 점과 점 사이의 간격을 넓이기 위해 니들 인출 속도를 줄이면 상대적으로 힘도 줄어 니들이 피부를 뚫을 수 없는 상태가 되며, 시술 속도를 높이기 위해 니들 인출 속도를 높이면 시술자의 손의 속도도 상대적으로 높아져 피부의 뜯김 현상이 발생한다. 이와 같이 기존 모터 방식의 문신 장비는 바늘의 길이 조절은 가능했지만 피부에 삽입되는 바늘 길이는 결국 시술자의 손 기술에 의존해야 하는 문제가 있다.

이러한 문제점을 개선하기 위해서, 본 발명에서는 니들 속도와는 별개로 니들 토크만을 제어하여, 니들 인출 속도가 느려도 힘 조절을 통해 원하는 피부층에 색소가 주입되도록 한다.

즉, 니들 토크 제어부(67)는 도 5에 도시한 바와 같이, 솔레노이드에 인가되는 파워(전압)를 다르게 하여 힘을 조절한다. 파워가 늘어날수록 더 강한 토크로 밀어주므로 니들 속도가 낮아도 최대거리에 도달하는 시간 단축이 가능하며, 이를 통해 피부 표면에 굴곡을 일으키지 않고 니들이 피부를 관통할 수 있다. 니들 깊이는 피부의 상태에 따라 시술자가 적절히 조절하는 것이 바람직하다.

최대 파워인 power4를 놓고 모든 시술이 가능하지만, 파워가 높으면 상대적으로 핸드피스의 과열 시간이 단축될 수 있으므로, 장시간 연속 시술에는 적합하지 않을 수 있으므로, 시술자가 피부 상태를 보고 깊이는 적절하게 조절하는 것이 바람직하다. 이러한 니들 깊이 조절 역시 니들 구동부가 솔레노이드이기 때문에 가능한 특징이다.

니들이 빠르게 움직이면 니들의 표면에 더 적은 양의 색소를 묻히고 움직이게 되므로 더 작은 점(피부에 들어가는 색소 양이 적어짐)을 찍을 수 있으며, 니들 속도가 낮아지면 상대적으로 큰 점을 찍을 수 있다.

기존의 모터 방식의 문신 장비는 빠른 니들 이동 속도의 기기를 이용할 때 시술자의 손목의 이동 속도가 느리면, 니들이 한 지점을 많이 타격하게 되어 원하지 않는 큰 점이 생성되는 문제가 발생할 수 있으나, 본 발명은 솔레노이드 방식을 이용함으로써, 니들 속도를 낮추고 솔레노이드의 인터벌 시간을 길게 조절하여 원하는 점의 개수만큼만 점을 찍을 수 있어, 점의 크기를 시술자가 쉽게 조절할 수 있다.

두피 문신에서, 기존 모발이 있는 상태에서 밀도가 부족하여 두피가 비치는 현상을 커버하기 위해서는 오히려 민머리보다 더 많은 밀도로 작업을 하여야 결과물이 눈에 띌 수 있다. 그러나 큰 점으로 많은 점을 찍게 되면 너무 진한 색으로 인하여 부자연스러운 결과가 발생한다. 이를 극복하기 위해서는 눈에 잘 보이지 않을 정도로 작음 점을 무수히 많이 찍어서 점과 점 사이의 두피 색상을 어느 정도 살려주며 시술해야 한다. 정말 작은 점을 위해선 한 곳에 한 번만 바늘로 찍어야 하며, 점이 작은 만큼 더 많은 점을 찍어야 한다.

이는 결국 시술 시간이 길어지는 결과를 낳게 된다. 이를 극복하기 위해 본 발명은 니들 속도와 손의 움직이는 속도조절로 점과 점 사이의 간격을 조절할 수 있다. 기존 모터 방식의 문신 장비는 니들 속도가 빨라서 상기와 같이 시술할 경우 점이 아닌 선이 발생하나, 본 발명은 점을 하나씩 찍을 때보다 선으로 그어서 찍게 되면 전체적인 시술 시간의 단축 효과를 얻을 수 있다.

이와 같이 본 발명은 점의 깊이, 주입 횟수를 자동으로 조절할 수 있기 때문에, 시술시간의 단축이 가능하고, 이에 따라 시술자의 손목 스트레스를 줄일 수 있으며, 바늘 끝이 아닌 시술되는 부위만 바라보면 되므로 눈의 피로도 또한 줄일 수 있게 된다. 이러한 육체적인 피로도의 감소로 젊은 시술자는 물론 나이가 드신 분들도 충분히 시술할 수 있는 문신 장치를 제공한다.

한편, 본 발명의 다른 특징으로서, 문신이 시작되면, 이동속도 감지부(50)는 가속도 센서 등을 이용하여 핸드피스의 이동 속도 값을 감지하여 문신 제어부(60)에 전달하게 되고, 동시에 압력 감지부(40)도 압력 센서 등을 이용하여 두피와 프로브 간의 압력을 측정하여 실시간으로 문신 제어부(60)에 전달한다.

문신 제어부(60)의 이동속도 판단부(65)는 상기 이동속도 감지부(50)에 의해 감지되는 이동 속도 값과 메모리(80)에 등록된 기준 이동속도 범위 값을 비교하고, 이상 발생 시 이동속도 판단 값을 생성하여 니들 속도 제어부(66)에 전달한다. 즉, 이동속도 감지부(50)에 의해 감지되는 이동 속도 값이 기준 이동속도 범위를 초과하거나 부족한 경우 이동속도 판단 값을 생성하여 니들 속도 제어부(66)에 전달한다. 여기서 핸드피스의 이동 속도가 너무 빠르거나 느리면 균일하면서도 자연스러운 헤어스타일을 구현할 수 없다. 예컨대, 이동속도가 너무 빠르면 색소 주입량이 적어 모발 구현이 제대로 되지 않아 두피 문신의 효과가 적으며, 이동속도가 너무 느리면 특정 영역의 색소 주입량이 많아져 얼룩이 지거나 주변에 비하여 너무 진한 색상이 구현될 수 있다. 따라서 정해진 이동속도 범위에서 핸드피스를 이동시켜가면서 두피 문신을 하는 것이 바람직하다.

니들 속도 제어부(66)는 이동속도 판단부(65)로부터 이동속도 판단 값이 전달되면 이를 기초로 손의 이동 시간이 설정된 이동 시간의 범위를 설정범위 내에서 벗어나면 자동으로 니들 인출의 속도를 줄여 얼룩이 발생하거나 특정 위치의 점의 밀도가 달라지는 것을 방지한다. 필요에 따라 표시부(70)를 통해 경고 메시지를 디스플레이해주는 것도 바람직하다. 아울러 손의 이동 시간이 설정된 이동 시간의 설정범위를 초과하여 벗어나면 니들 구동부를 정지시킨다. 시술자는 두피 문신중에 문신장치가 갑자기 정지하면 표시부(70)를 통해 경고 메시지를 확인하고 이를 통해 핸드피스의 이동속도가 너무 느리거나 빠른 것으로 인지를 한다. 이후, 다시 문신장치를 동작시켜 이동 속도에 주의를 하면서 문신을 한다.

또한, 문신 제어부(60)의 압력 판단부(64)는 상기 압력 감지부(40)에 의해 감지되는 압력 값과 메모리(80)에 등록된 기준 압력 범위 값을 비교하고, 이상 발생 시 압력 판단 값을 생성하여 니들 인출길이 제어부(68)에 전달한다.

즉, 압력 감지부(40)에 의해 감지되는 압력 값이 기준 압력 범위 값을 초과하거나 부족한 경우 압력 판단 값을 생성하여 니들 인출 길이 제어부(68)에 전달한다. 여기서 프로브와 두피 간의 압력이 너무 높거나 낮으면 정확한 두피 층(얇은 층)에 색소를 주입하는 것이 어려워, 균일하면서도 자연스러운 헤어스타일을 구현할 수 없다. 예컨대, 압력 값이 너무 높으면 원하지 않는 깊은 층에 색소가 주입되며, 압력 값이 너무 낮으면 원하지 않는 두피의 표면에만 색소가 주입되어 모발 구현이 제대로 되지 않는 단점을 유발한다. 따라서 정해진 압력 범위에서 두피 문신을 하는 것이 바람직하다.

아울러 니들 인출 길이 제어부(68)는 이동속도 판단부(65)로부터 이동속도 판단 값이 전달되면, 이를 기초로 니들의 인출 길이를 자동으로 제어한다. 즉, 압력 값이 정해진 범위보다 높으면 메모리(80)로부터 인출 길이 조정 값을 인출하여 니들의 인출 길이를 상대적으로 짧아지도록 니들 구동부(30)의 솔레노이드를 제어하고, 압력 값이 정해진 범위보다 낮으면 메모리(80)로부터 인출 길이 조정 값을 인출하여 니들의 인출 길이를 상대적으로 길어지도록 니들 구동부(30)의 솔레노이드를 제어한다.

이와 같이 본 발명은 순간적인 힘인 토크를 니들 속도와 다르게 개별 제어를 함으로써, 피부의 표면에 주입한 색소가 번지는 것을 방지한다. 여기서 힘은 피부를 뚫는 힘이다. 통상, 니들 속도가 빨라지면 힘도 강해지고, 니들 속도가 느리면 힘도 약해지는 것이 모터를 이용하는 일반적인 문신 장비의 특징이므로, 속도가 낮은 상황에서 두피를 뚫는 힘도 낮아져 상대적으로, 니들이 원하는 피부 두께만큼 삽입이 이루어지지 않아 색소가 두피의 표면에 주입되어 번지는 단점이 발생한다.

본 발명은 이러한 일반적인 문신 장비의 단점을 개선하기 위해서, 솔레노이드를 이용하고, 니들 속도와 피부를 뚫는 힘인 토크를 개별적으로 제어하여, 니들 속도가 낮은 상황에서도 토크는 높여 항상 두피의 적절한 깊이에서 색소가 주입되도록 하여, 색소가 번지는 것을 방지할 수 있게 된다.

마찬가지로, 니들 속도가 높은 상황에서는 토크는 적절히 낮추어 항상 두피의 적절한 깊이에서 색소가 주입되도록 하여, 색소가 번지는 것을 방지할 수 있게 된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.

10: 설정부
20: 니들부
30: 니들 구동부
40: 압력 감지부
50: 이동속도 감지부
60: 문신 제어부
61: 니들 인출 속도 설정부
62: 니들 인출 길이 설정부
63: 색소 주입량 설정부
64: 압력 판단부
65: 이동속도 판단부
66: 니들 속도 제어부
67: 니들 토크 제어부
68: 니들 인출 길이 제어부
70: 표시부
80: 메모리
90: 전원부
100: 색소 공급부
200: 핸드피스

Claims (9)

1. 니들 인출 거리와 니들 인출 속도 및 색소 주입량을 설정하기 위한 설정부, 상기 설정부에 의해 설정된 니들 인출 길이와 인출 속도 및 색소 주입량에 따라 니들의 인출 속도와 니들을 밀어주는 힘을 개별적으로 제어하여 목표한 피부층에 문신용 색소를 정확하게 주입하도록 제어하는 문신 제어부를 포함하는 문신 장치 본체; 및
   상기 문신 장치 본체와 결합하며, 상기 문신 제어부의 제어에 따라 솔레노이드를 이용하여 니들부에 장착된 니들의 구동을 제어하는 니들 구동부를 구비한 핸드피스를 포함하며,
   상기 문신 제어부는 피부 상태에 따라 니들을 밀어주는 토크를 니들 속도와는 별개로 제어하여, 니들이 피부를 관통하는 힘을 조절하여, 피부 표면에 굴곡을 일으키지 않고 문신을 구현하며,
   상기 핸드피스는 이동 속도 값을 감지하여 문신 제어부에 전달하는 이동속도 감지부; 두피와 프로브 간의 압력을 측정하여 실시간으로 문신 제어부에 전달하는 압력 감지부를 포함하며,
   상기 문신 제어부는 상기 이동속도 감지부에 의해 감지되는 이동 속도 값과 메모리에 등록된 기준 이동속도 범위 값을 비교하고, 이상 발생 시 이동속도 판단 값을 생성하여 니들 인출 속도를 자동으로 제어하며,
   상기 문신 제어부는 손의 이동 시간이 설정된 이동 시간의 설정범위를 벗어나면 표시부를 통해 경고 메시지를 디스플레이해주며,
   상기 압력 감지부에 의해 감지되는 압력 값과 메모리에 등록된 기준 압력 범위 값을 비교하고, 이상 발생 시 압력 판단 값을 생성하여 니들 인출 길이를 자동으로 제어하는 것을 특징으로 하는 문신장치.
   
2. 청구항 1에서, 상기 핸드피스는,
   니들이 장착된 니들부;
   상기 니들의 인출을 가이드하고, 두피 문신시 머리카락이 바늘에 직접적으로 접촉하는 것을 방지하며, 피부에 접촉 후 압을 가하여 바늘이 피부에 침투 시 흔들리는 피부를 고정하여 설정된 피부층에 바늘이 정확하게 침투할 수 있도록 해주는 니들 가이드;
   핸드피스의 이동 속도를 감지하는 이동속도 감지부; 및
   피부와 니들부간의 압력을 감지하는 압력 감지부를 포함하고,
   상기 문신 제어부는 상기 감지한 이동 속도 및 압력 감지 값에 따라 문신장치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 문신장치.
   
3. 청구항 1에서, 상기 문신 제어부는 상기 솔레노이드의 동작 인터벌을 조절하여 니들의 인출 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 문신장치.
   
4. 청구항 1에서, 상기 문신 제어부는 상기 솔레노이드의 온/오프 구동 주기와 인터벌 시간을 조절하여 점사를 제어하는 것을 특징으로 하는 문신장치.
   
5. 청구항 1에서, 상기 문신 제어부는 피부에 따라 니들을 밀어주는 힘을 조절하여 니들이 피부를 관통하는 깊이를 조절하는 것을 특징으로 하는 문신장치.
   
6. 삭제
7. 청구항 1에서, 상기 문신 제어부는,
   설정되는 니들 인출 속도에 따라 니들 구동 속도를 제어하며, 감지한 핸드피스의 이동 속도 또는 설정된 니들 인출 속도로 솔레노이드의 온/오프 동작을 제어하는 니들 속도 제어부; 상기 설정되는 니들 인출 길이 및 압력 감지 값에 따라 니들 인출 길이를 실시간 가변 제어하는 니들 인출 길이 제어부; 및 상기 설정되는 색소 주입량에 따라 니들을 밀어주는 토크를 제어하여 색소 번짐을 방지하는 니들 토크 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 문신장치.
   
8. 청구항 7에서, 상기 니들 속도 제어부는,
   니들을 인출시키는 솔레노이드의 온/오프 동작 인터벌 조절을 통해 한 지점의 타점 횟수를 조절하며, 주기당 상기 솔레노이드의 온/오프 동작 횟수 조절을 통해 점사 모드를 제어하는 것을 특징으로 하는 문신장치.
   
9. 청구항 7에서, 상기 니들 인출 길이 제어부는,
   상기 솔레노이드의 온(on) 구동시간 조절을 통해 니들의 인출 길이를 조절하는 것을 특징으로 하는 문신장치.
   

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