需求可能是发明之母，但挫折助长了火焰——至少刘易斯·沃特曼是这样。1883年，沃特曼是纽约市的一名保险经纪人，正准备签署他最热门的合同之一。他买了一支新的钢笔来纪念这个场合。然后，合同放在桌子上，笔在客户手里，笔拒绝写字。更糟糕的是，它实际上泄露到了珍贵的文件上。
沃特曼吓坏了，赶回办公室去找另一份合同，但与此同时，一位竞争经纪人完成了这笔交易。沃特曼决心再也不遭受这样的屈辱，他开始在他兄弟的工作室里制作自己的钢笔。
第一支钢笔
在沃特曼下定决心改进这一概念之前，设计用于携带自己墨水供应的书写工具原则上已经存在了 100 多年。
最早的发明者注意到在鸟类羽毛的空心通道中发现的明显的天然墨水储备。他们试图产生类似的效果，创造了一种人造笔，可以容纳更多的墨水，而不需要不断浸入墨水瓶中。但羽毛不是笔，用墨水填充由硬橡胶制成的细长储液罐并在底部贴上金属“笔尖”不足以产生光滑的书写工具。
已知最古老的钢笔 – 今天仍然存在 – 是由法国人M. Bion于1702年设计的。巴尔的摩鞋匠佩雷格林·威廉姆森（Peregrin Williamson）于1809年获得了这种笔的第一个美国专利。约翰·谢弗（John Scheffer）于1819年获得了英国专利，他试图大规模制造一种半羽毛笔-半金属笔。约翰·雅各布·帕克于1831年为第一支自动填充钢笔申请了专利。其中大多数都受到墨水溢出的困扰，例如沃特曼所经历的，其他失败使它们不切实际且难以销售。
最早的19世纪钢笔使用滴管填充水库。到1915年，大多数钢笔已经改用自填充柔软灵活的橡胶囊 – 为了重新填充这些笔，储液罐被内板挤压平整，然后将笔尖插入墨水瓶中，释放内板上的压力，以便墨囊充满，吸入新鲜的墨水供应。
沃特曼的钢笔
沃特曼利用毛细管原理创造了他的第一支笔。它使用空气来诱导稳定均匀的墨水流动。他的想法是在笔尖上添加一个气孔，在进给机构内增加三个凹槽。他将自己的笔命名为“常规”，并用木头装饰，并于1884年获得专利。
沃特曼在经营的第一年就把他的手工钢笔从一家雪茄店的后面卖掉了。他保证了五年的钢笔，并在一本时髦的杂志《评论评论》上做广告。订单开始过滤。到1899年，他在蒙特利尔开设了一家工厂，提供各种设计。
沃特曼于1901年去世，他的侄子弗兰克·D·沃特曼（Frank D. Waterman）将业务带到海外，将销售额增加到每年35万支钢笔。《凡尔赛条约》是用纯金沃特曼笔签署的，这与刘易斯·沃特曼因钢笔漏水而失去重要合同的那一天相去甚远。
威廉·珀维斯的钢笔
费城的威廉·珀维斯（William Purvis）于1890年发明了钢笔并申请了专利。他的目标是制造一种“更耐用、更便宜、更好的笔放在口袋里”。Purvis在笔尖和墨水储液器之间插入了一根弹性管，该弹性管使用吸力将多余的墨水返回到墨水存储器中，从而减少墨水溢出并延长墨水的使用寿命。
珀维斯还发明了两台制造纸袋的机器，他卖给了纽约联合纸袋公司，以及一个袋子紧固件，一个自动上墨的手印和几个用于电气铁路的设备。他的第一台纸袋机获得了专利，它创造了比以前的机器体积更大、自动化程度更高的挎包底部袋。
其他钢笔专利和改进
水箱填充的不同方式被证明是钢笔行业中最具竞争力的领域之一。多年来，为自填充钢笔设计颁发了多项专利：
按钮填充器：该药于1905年获得专利，并于1913年由派克钢笔公司首次提供，是吸管方法的替代品。连接到内部压板的外部按钮，按下时使墨囊变平。
杠杆填料：沃尔特·谢弗（Walter Sheaffer）于1908年为杠杆填充物申请了专利。爱荷华州麦迪逊堡的W.A. Sheaffer Pen Company于1912年推出它。外部杠杆压下了柔性墨囊。杠杆在不使用时与笔杆齐平。杠杆填料是未来40年钢笔的获奖设计。
点击填料：最初被称为新月形填充物，托莱多的罗伊·康克林（Roy Conklin）商业生产了这种类型的第一支笔。派克钢笔公司后来的设计也使用了“点击填充物”这个名字。当笔外侧的两个突出的标签按下时，墨囊放气。当囊已满时，标签会发出咔哒声。
火柴棒填料：这种填料是由魏德利希公司于1910年左右推出的。安装在笔上的小杆或普通火柴棒通过枪管侧面的孔压下内部压力板。
硬币填充物：这是沃特曼试图与属于谢弗的获胜杠杆填充专利竞争。笔筒上的一个槽使硬币能够放气内部压力板，这与火柴棒填充物的想法类似。
早期的墨水导致钢笔尖迅速腐蚀，金笔尖经受腐蚀。笔尖上使用的铱最终取代了黄金，因为黄金太软了。
大多数业主的姓名缩写都刻在夹子上。大约四个月的时间才打破一种新的书写工具，因为笔尖被设计成在施加压力时弯曲，允许作家改变书写线的宽度。每个笔尖都磨损了，以适应每个主人的写作风格。出于这个原因，人们没有将钢笔借给任何人。
1950 年左右推出的墨盒是一种一次性的预填充塑料或玻璃墨盒，设计用于清洁和易于插入。它立即取得了成功，但圆珠笔的引入掩盖了墨盒的发明，并使钢笔行业的业务枯竭。钢笔今天作为经典书写工具出售，原始钢笔已成为非常热门的收藏品。