A caneta esferográfica é uma caneta que usa uma pequena esfera rotativa feita de latão, aço ou carboneto de tungstênio para dispersar tinta à medida que alguém escreve com ela. Todas as canetas que antecederam a esferográfica - pena, metal ou tinteiro - usaram uma tinta azul escura aquosa que alimentava a caneta usando a ação capilar. Os problemas com essas tecnologias incluem:
  • a tinta pode fluir irregularmente;
  • a tinta demorar a secar. A tinta fica exposta ao ar enquanto flui pela caneta, assim pode secar rapidamente ou entupir a caneta;
  • quando acidentalmente fica seca na caneta, a tinta gruda interior todo e requer uma limpeza meticulosa.
Se ainda levarmos em conta o fato das canetas tinteiro tenderem a vazar quando viajam de avião, é possível perceber que todas as canetas até a Segunda Guerra Mundial apresentavam alguns problemas significativos para seus usuários - o mundo esperava uma solução melhor.
A finalidade da caneta esferográfica é criar um dispositivo que possa distribuir uma tinta grossa de secagem rápida, sem que ela resseque na própria caneta. A solução é a esfera. Ela atua como:
  • uma tampa contínua que impede que a tinta seque;
  • um mecanismo para trazer a tinta para o papel.
A esfera fica posicionada entre o reservatório de tinta e o papel por meio de uma luva e, enquanto é pressionada, tem espaço suficiente para girar à medida que você escreve. Conforme a caneta se move sobre o papel, a esfera gira e a gravidade força a tinta para a parte inferior do reservatório e sobre a esfera, de onde é transferida para o papel. É esse mecanismo rotativo que permite que a tinta flua sobre a esfera e role para o papel em que você está escrevendo e ao mesmo tempo impede o contato da tinta com o ar para que ela não seque no reservatório.
Pela ponta de uma esferográfica normal ser tão minúscula, é difícil visualizar como a esfera e a luva realmente funcionam. Uma maneira de entender isso claramente é olhar um frasco de desodorante roll-on, que usa a mesma tecnologia em escala muito maior! O recipiente típico do roll-on tem os mesmos problemas que a caneta esferográfica - precisa manter o ar afastado do líquido antitranspirante e ao mesmo tempo facilitar a aplicação. Nessa escala é fácil ver como o mecanismo funciona. Aqui está uma foto da esfera de um desodorante comum:
A moeda na fotografia ajuda a perceber como a esfera é grande.
Se você olhar dentro do recipiente, vai ver que é extremamente simples: a esfera está exposta e assim pode apanhar o líquido antitranspirante.
As duas fotos a seguir mostram como a esfera se ajusta ao soquete:
Uma caneta esferográfica funciona exatamente da mesma maneira. A minúscula esfera é mantida dentro de uma luva e a parte posterior da esfera está exposta, assim pode pegar tinta do reservatório. A esfera se ajusta dentro da luva com espaço suficiente apenas para girar livremente.