画面外にある領域のセル幅は取得できないので、
Invalidateで再描画の強制をする必要があった。

その為、スクロールイベントにInvalidate() の呼び出し処理を加えた。

意味わからんと思うので、詳細は下記。

private void SampleDataGridView_Scroll(object sender, ScrollEventArgs e)
{
    SampleDataGridView_Scroll.Invalidate();
}

前提として、結合セルの作り方。

Excel 結合セルの作り方

一般にイメージされやすい結合セル。

C# DataGridView 結合セルの作り方

セルを伸ばして疑似的に結合セルを作る。
となりのセルは描画しない。

セルを伸ばす際には、
同じ行内にあるセルの幅を足し合わせて、伸ばす横幅を求める。

ただ実は、画面の可視領域内に入っている分のセル幅しか取得できない。

だから、スクロールするたびにセルの幅を取得させるために
スクロールイベントにInvalidate() の呼び出し処理を加えた

以上。

Invalidateをしなくても実は、
スクロールするたびにセルの幅を取得はされている。

結合セルの作成処理は一般的にCellPaintingに作られると思う

private void MyDataGridView_CellPainting(object sender, DataGridViewCellPaintingEventArgs e)
{
    // 省略 : 疑似的な結合セルの作成処理
}

ブレークポイントを置いてスクロールをすると、
CellPainting呼ばれているのがわかるはず。

ではなぜ、
Invalidateするのかというと、
DGVのキャッシュを削除してくれるからである。
これで、最新の情報でセルの描画がされる。

スクロールをした際にキャッシュから、
過去のセルの描画情報が拾われてきている、というのが根本の原因。

DGVのキャッシュは、VirtualMode プロパティを trueに設定とかで管理できたりするらしい。