แม้ว่าปากกาหมึกกลางจะอยู่ในประเภทเดียวกันของปากกาลูกลื่น แต่หลักการเขียน โครงสร้างหัวปากกา และเทคโนโลยีการประมวลผลนั้นคล้ายคลึงกับปากกาลูกลื่นแบบน้ำมัน-แบบดั้งเดิม การวิจัยและพัฒนาหมึกเป็นกลางนั้นยากกว่า ในโลก ญี่ปุ่น สหรัฐอเมริกา เยอรมนี เกาหลีใต้ และประเทศอื่นๆ ผลิตหมึกเป็นกลาง และญี่ปุ่นเป็นประเทศที่ดีที่สุด หัวใจสำคัญในการวิจัยและพัฒนาหมึกเป็นกลางคือ สูตรของหมึก เทคโนโลยีการประมวลผลที่ตรงกับสูตร การจับคู่ของหมึกและหัวปากกา
ประการแรกในการพัฒนาสูตรจำเป็นต้องทำให้หมึกมีความหนืดที่เหมาะสมแรงตึงผิวค่า pH ไม่เพียง แต่เพื่อให้แน่ใจว่าปากกาเรียบและไม่รั่วไหล แต่ยังเพื่อให้แน่ใจว่าหมึกมีน้ำหนักเบา -ทนต่อ, กันน้ำ-, ทนความร้อน-, ทนต่อความเย็น-, ให้ความชุ่มชื้น และการซึมผ่าน เพื่อแก้ปัญหาความเสถียรของหมึก หมึกจะไม่เสื่อมสภาพหลังจากเก็บรักษาเป็นเวลานาน และจะไม่มีการหลุดลอกและการตกตะกอน นอกจากนี้ยังจำเป็นเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของหมึก ไม่-เป็นพิษและไม่-กัดกร่อน
