Isso é melhor respondido usando a série de jogos Star Wars Force Unleashed. Não é exatamente canônico, mas fornece uma visão desse relacionamento.
No jogo, Vader sabe que Palpatine está procurando por um novo aprendiz. Afinal, Vader é apenas uma casca de um sith que Anakin poderia ter sido. Então ele tenta o que todo Sith tenta. Para superar seu mestre. Vader encontra um aprendiz adequado e tenta conspirar contra o Palpatine. Resumindo, ele falha e Imperador poupa a vida de Vader em troca de sua lealdade inabalável.
Portanto, Anakin sabe que ele não tem chance de ir contra seu mestre. Ele é um cachorro espancado ao serviço de Palpatine. Naquele momento, ele precisa do poder do lado negro, e o Imperador o fornece a ele. Ele é como um viciado, que se torna escravo de seu mestre. Mesmo que ele o odeie secretamente, ele não ousa desafiá-lo e é inquestionavelmente leal a ele. É muito "relação insalubre", mas Vader não tem escolha. Tal era o poder do lado sombrio que o Imperador usava. Vader sabe que, se o Imperador escolhe um novo aprendiz, ele está acabado, mas ele está tão acorrentado pelo medo e fome de poder, que ele segue as ordens do Imperador e tenta seduzir Luke para o lado Negro, mesmo que isso signifique que Imperador poderia escolher Luke e se livrar de Vader.
Isto é, até que Luke mostre a Vader que ele ainda pode ser salvo. Naquele momento, ele sente o lado da Luz novamente, e o amor por seu filho é mais strong que o vício e o medo que Palpatine criou.