El centrocampista defensivo y dos amigos habrían agredido sexualmente a la mujer el domingo en un hotel de Tokio, según la televisión japonesa NHK y otros medios, que citan fuentes policiales no identificadas.
Después de atender una llamada de la mujer inmediatamente después de la supuesta agresión, la Policía detuvo a los tres hombres cerca del hotel, según los medios.
Las autoridades no se refirieron al caso tras una consulta de la AFP.
Sano, quien ha sido llamado por la selección japonesa, fichó semanas atrás por el club alemán desde el Kashima Antlers.
La entidad de su país dijo en un comunicado que está "muy preocupado por el asunto relacionado con su exjugador".
"Dada la naturaleza del asunto, el club no puede confirmar mayores detalles pero se mantendrá atento a la situación", dijo el conjunto de la liga profesional nipona.
Junya Ito, del Reims, abandonó la Copa Asiática de Catar en febrero después de que la Policía afirmara que estaba siendo investigado por una agresión sexual el año pasado en Osaka.
Ito negó las acusaciones y demandó a sus denunciantes por casi 1,3 millones de euros en concepto de daños.