Python Matplotlibで複数のサブプロット全体にグリッド線を描画する方法

PythonのMatplotlibで、複数のサブプロット（グラフ領域）をまたいでグリッド線を表示したい場合があります。そのようなときは、背景用のサブプロットを別途作成し、その軸の枠線（スパイン）や目盛りラベルを非表示にすることで、全体に共通のグリッドを実現できます。

実装の手順

• 図のサイズを設定し、サブプロット間および周囲の余白（パディング）を調整します。
• subplots()メソッドを使って、図と複数のサブプロットを作成します。
• add_subplot()で現在の図に新しいサブプロットを追加し、そのスパイン（枠線）の表示をオフにします。
• 追加した軸（ax3）の目盛りラベルと目盛り線を非表示にします。
• X軸を他のサブプロットと共有するように設定します。
• ax1・ax2・ax3それぞれに対してグリッド線の表示を設定します。
• show()メソッドで図を画面に表示します。

コード例

import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.50, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(nrows=2)
ax3 = fig.add_subplot(111, zorder=-1)

for _, spine in ax3.spines.items():
    spine.set_visible(False)

ax3.tick_params(labelleft=False, labelbottom=False, left=False, right=False)
ax3.get_shared_x_axes().join(ax3, ax1)
ax3.grid(axis="x")

ax1.grid()
ax2.grid()

plt.show()

ポイント解説

このコードの重要なポイントは以下の通りです。

• zorder=-1を指定することで、ax3が他のサブプロットより背面に配置され、グリッドがグラフの背後に表示されます。
• spine.set_visible(False)により、ax3の上下左右の枠線をすべて非表示にしています。
• tick_params()でラベルと目盛りを消すことで、ax3自体は見えず、グリッド線だけが残ります。
• get_shared_x_axes().join()によってX軸の範囲をax1と共有し、グリッドの位置が上段・下段のグラフと揃うようにしています。

出力結果

このコードを実行すると、2つのサブプロットの背後にX方向のグリッド線が共通して描画された図が表示されます。各グラフのデータ位置とグリッドがきれいに揃うため、複数のグラフを比較するときに非常に便利です。