Hola:
Verás, las sesiones solo sirven para mostrar la imagen, pero si solo quieres subir la imagen no es necesario.
...Y viendo tu código, parece que no te has enterado que los objetos Ajax no sirven de nada (XMLHttpRequest)... Intentaré poner el código necesario en pocas líneas...
Código:
<form action="imagen_user.php" method="post" target="ventana" enctype="multipart/form-data" >
<input type="file" name="archivo" />
<button type="submit" >subir</button>
</form>
<iframe name="ventana" style="display: none" ></iframe>
Con esas pocas líneas envías el fichero a un iframe oculto (lo que puse al principio)... luego, si no quieres el botón debes programar el evento change del control file...
Código:
onchange="this.form.submit()"
Saludos