ゲーミングモバイルペンプロッタ Fraxinus00penの製作日記（Part 2)

# 目次
- はじめに
- 開発過程
- 謝辞

# はじめに
近年の自作小型ペンプロッタブームに乗っかってみたく、今年のはじめに製作させていただいたゲーミングモバイル3DプリンタFraxinus00Wをオマージュしてペンプロッタを作成してみました。
本資料は、これまでにXで公開した開発過程のまとめ資料の後半（Part 2）になります。
![IMG_5751.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/337553/45fc1187-4fcf-b7bf-775a-d5f1db3102ac.jpeg)

# Fraxinus00pen仕様概要
- 方式
CoreXY
- 造形エリア
 縦170mmｘ横120mm　はがき印刷を想定
- 移動速度
　最大500mm/sぐらい
- 描画速度
　最大300mm/sぐらい
- 加速度　20000mm/s^2
- 制御ソフトウェア
　Klipper
- 使用マイコンおよびコントローラ
　Raspberry Pi 4相当　+　BigTreeTech SKR Pico
- 使用ペン
　三菱SXR-200-07 4C規格
- Z軸駆動機構
　秋月ソレノイド5V ZHO-0420S-05A4.5 プッシュ型（4Vで駆動）
- サイズ
　A4サイズ（底面積）
- 電源
　USB Type-C PD 12V

# 開発過程(Part 2)
## [その７　12月8日 文字も書けるぞ](https://x.com/pokibon/status/1865434999396483522)
InkscapeのExtensionにあるHershey Textというチョコレートみたいな名前の機能を使うと、Inkscape上にテキストで記載したものが、ベクトルフォントで印刷できるようだ。
標準で用意されているフォントは英数のみだか、[日本語フォントを変換](https://pic-garage.blogspot.com/2023/01/kst32bsvg_9.html)されていたものをありがたく流用させていただいた。
(https://pic-garage.blogspot.com/2023/01/kst32bsvg_9.html）
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/337553/d588709d-0486-5a18-1035-fc7ae35e0c3b.png)

## [その８　12月10日　Seeed reTerminal＋Klipper Screen搭載]
Klipperの制御をWiFi経由で接続したPCのブラウザで行っていたが、展示会などの出先ではWiFiが不安定だったりして非常に困ることがある。そこでKlipper Screenを設定してタッチパネルで既存のGコードの印刷指示等をできるようにした。
当初Raspberry Pi 4にタッチパネル付きのLCDパネルを接続しようと考えていたが、手頃なタッチパネルがなかったため、どこの誤家庭にも積まれているSeeed社のreTerminalを採用した。
このreTermilanは、LCDまわりが特殊なため、Seeed社から提供されているカーネルをインストールし、LCDが正常に表示されている状態で、[KIAUH(Klipper Installation And Update Helper)](https://github.com/dw-0/kiauh)経由でKlipperおよびKlipper Screenをインストールすることで正常に表示することができた。（もう一度やってうまくいくか自信なし。。。）
reTerminalは折り畳めるようにし、可搬性を考慮した。
(https://x.com/pokibon/status/1866460166834827466)
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/337553/392fe6ca-7d61-f700-264c-51640e37af48.png)

## [その９　12月13日　筐体再構築](https://x.com/pokibon/status/1867542945395880426)
試作レベルが思いのほか順調に進んだので、正式版の筐体を作成した。
MDFのフレームやMotorマウント部は5mmのアクリルで作成、3Dプリント品はInfillを50%に強化、および発熱が大きいソレノイド周りはABSフィラメントで印刷した。
アクリルはお約束のNeoPixelで青に発光するようにした。
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/337553/b31aa004-1a1b-5817-2319-af85024c6546.png)

## [番外編　12月14日　ｽﾀｯｸﾁｬﾝもくもく会でお披露目1](https://x.com/sylacwa/status/1868138109692706873)
ｽﾀｯｸﾁｬﾝもくもく会に出席し、しらかわあずま@画工弁狸士さんからコンテンツをいただいた。
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/337553/9224e8f4-3052-e81d-a042-d5f346a24485.png)

## [番外編　12月14日　ｽﾀｯｸﾁｬﾝもくもく会でお披露目２](https://x.com/sylacwa/status/1868138109692706873)
名称未設定ちゃん@misetteichanのキャラをPenPlotter用に変換したところ、非常にできが良かったので、後日本人に承諾を得て、私のペンプロッタ公式ベンチマークに使用することとした。
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/337553/0c702c3b-7d5e-fb83-f2b3-daf56c230266.png)

## [その10　12月15日　振動補正の実装](https://x.com/pokibon/status/1868251294743552147)
ここまで90度コーナー等の立ち上がりで発生するリンギングの影響で、描画速度は100mm/s程度に押さえていたが、ヘッドに加速度センサLIS2DWを取り付けKlipperのInput Shaperを設定した。この効果は抜群で、200mm/s以上が実用的になった。名称未設定ちゃんベンチマークは11秒に高速化した。（元のスピードは忘れた。。。）
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/337553/f6cb2018-3a45-b8da-9c9a-dee7b6bd695f.png)

## [その11　12月16日　Pen UP/DOWN性能の測定](https://x.com/pokibon/status/1868333433090723911)
ペン移動の高速化に伴い気になっていた、Pen Down指示から、実際にPenが用紙に接地するまでの時間を計測した。
結果はPen Downが約8.5ms、Pen Upが2.5msであり、思ったより高速であった。
ちなみにPenのストロークは現状2mmとしている。
300mm/sの速度では、この遅延による描画の欠落が目立つため、Gコード処理に遅延を入れるなどの対策が必要である。~~（現状、遅延コマンド（M400+G4）が無視されるため実現できていない）~~
Klipper側（printer.cfg）のM3（Pen Dwon）コマンドのマクロでG4コマンドによる10msの停止処理を追記した。
```
[gcode_macro M3]
gcode:
    SET_PIN PIN=LASER VALUE=1                  
    G4 P10
```
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/337553/84811e26-1a6b-e808-4b2c-c09f9c72418d.png)

## [その12　12月16日　年賀状の印刷](https://x.com/pokibon/status/1868486672738095486)
念願の年賀状を印刷してみた。あらたにPen Plotter用に作られた？[超極細日本語フォントとなごみ極細ゴシックフォント](https://font.websozai.jp/)をインストールした。今年（来年）の年賀状はこれで勘弁してもらおう。
(https://font.websozai.jp/)
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/337553/b1b6c46b-2de4-f0d6-2c4c-d617722f0988.png)

## [その13　12月17日　インクの交換](https://x.com/pokibon/status/1868624638093468085)
ここまで約2週間で50～100枚のはがきサイズを印刷したところでインクが切れた。
4Cインクは金属軸なのでインク残量がわからないのがちょっと痛い。
どうも使っているジェットストリームは短寿命らしい。ボールペンじゃなくてぼるペンかなといいたくなる。
[ボールペンの筆記距離をまとめたページ](https://ballpointpens.wiki.fc2.com/wiki/%E7%AD%86%E8%A8%98%E8%B7%9D%E9%9B%A2)から、このインクは200mしかもたないらしい。
(https://ballpointpens.wiki.fc2.com/wiki/%E7%AD%86%E8%A8%98%E8%B7%9D%E9%9B%A2)

![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/337553/cb1f90fc-ca3f-5064-9dc6-9e40b4cc1b62.png)

### 終わりに
これを真似て作る奇特な方はいないと思うが、参考になればと設計データ類は[GitHubに公開](https://github.com/pokibon3/PenPlotter)しておきました。

# 謝辞
本PenPlotterのベースとなったFraxinusを設計された、福馬 洋平@fukumay1さんや3Dプリンタの沼人たち、およびいつも展示会などで自作PenPlotterの素晴らしさを教えていただいている、いしかわきょーすけ@kyosuke_ishikawやその沼人たちに貴重なご指導と温かいご支援を賜りました。ここに深く感謝の意を表します。

# 関連記事
[ゲーミングモバイルペンプロッタ Fraxinus00penの製作日記（Part 1)](https://qiita.com/pokibon/items/c855c18acad88c8cc289)