あくまで参考程度で

参考になれば幸いです。
私の思い込みなのかも知れませんが、やはり入国審査の次の税関と検疫で預けた荷物が必要で、国際線から国内線の乗継で”基本的には最終等着地まで”預けっぱなしはないような気がします。入国手続きをダーウィンですると5時から19時までケアンズの国際線ロビーを出られない気がするのですが、、、
私の場合はケアンズで入国後国内線のチェックインをしました。預け荷物と入国タイミングについては航空会社で確認することをお勧めします。

日本からのケアンズ便は早朝着なので到着日の過ごし方には困りますね。私の場合は、既述のとおりエアーズロックや他の都市を回ってケアンズに入ったのが2回でその時はそのままホテルへ、去年は成田から直接ケアンズ入りしましたが、到着日は早朝からレンタカーで走り回ってました。いずれも翌日からはダイビングをしてました。ケアンズの観光地は海沿いからテーブルランドと呼ばれる高地まで広い範囲に点在しているので絞っていかないと大変かもしれません。いろいろ思案してみてください。
空港で荷物を預けるところがあったかわかりませんが、ダーウィン便にチェックインして荷物を預け空港を離れる場合、戻れなかったときに、単なる乗り遅れではなく①チケットが当該便の搭乗手続き済みになっている。②テロ防止のため飛行機に積んだ未搭乗者荷物を降ろす手間がかかり心象がわるくなる。などの理由から航空会社が振替を手配してくれなくなる危険があることを想定の範囲に入れておいてください。
(私もついつい、時間の有効活用と思ってやってましたが、旅行会社勤めの知人には「やめたほうがいいよ」と言われました。)